DE69716504T2

DE69716504T2 - Thermischer Drucker und Verfahren

Info

Publication number: DE69716504T2
Application number: DE69716504T
Authority: DE
Inventors: William M. Cronauer; Bernard Lerner
Original assignee: Automated Packaging Systems Inc
Current assignee: Automated Packaging Systems Inc
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: EP0805044A3; EP0805044A2; EP0805044B1; CA2201268A1; DE69716504D1; US5600360A; MX9703229A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Druckmaschinen und Verfahren und insbesondere auf solche Maschinen und Verfahren, die längliche Bahnen verwenden, die jeweils ein Druckmaterial tragen, das durch die Energiezufuhr eines Druckkopfes mittels Wärme auf ein Werkstück übertragen wird.
Das US-Patent 5 371 521 mit dem Titel "Packaging Machine with Thermal Printer and Method (Verpackungsmaschine mit thermischem Drucker und Verfahren, das sogenannte "Taumel- Schwanken"-Patent), das am 6. Dezember 1994 mit Rick S. Wehrmann als Erfinder und Automated Packaging Systems, Inc. als Anmelder erteilt wurde, veranschaulicht eine Anwendung für thermische Drucker. Diese Anwendung ist eine schematisch gezeigte Verpackungsmaschine, die längliche Ketten aus miteinander verbundenen, vorab geöffneten Säcken verwendet, die einer Ladestation sequentiell zugeführt werden. Wenn die Bahn aus miteinander verbundenen, vorab geöffneten Säcken entlang eines Weges von einer Quelle zu der Ladestation befördert werden, läuft die Bahn an einer Druckstation vorbei. Ein bei der Druckstation angeordneter thermischer Drucker wird verwendet, um einzelne Säcke mit Information zu bedrucken, die sich auf die verpackten Produkte bezieht, wie z. B. Teile-Nummern und Gebrauchsanweisungen.
Die thermischen Drucker der in dem Taumel-Schwanken-Patent gezeigten Bauart verwenden längliche Druckfolien oder Materialbahnen. Eine derartige Bahn wird von einer Zufuhrspule entlang eines Warenbahnweges durch eine Druckstation zu einem Aufnahmemechanismus befördert, der die verbrauchte Druckfolie aufnimmt. Wenn bei den bisher bekannten Maschinen ein Werkstück an der Druckstation positioniert wird, sind das Werkstück und die Druckfolie für einen Druckbetrieb relativ zueinander feststehend. Ein Druckkopf wird dann entlang der Bahn rasterartig bewegt und zu geeigneten Zeiten bei passenden Konfigurationen mit Energie versorgt, um Druckmaterial von der Bahn auf das Werkstück thermisch zu übertragen. Wenn ein Werkstück an beabstandeten Orten bedruckt werden soll, führt der Druckkopf einen Druckvorgang an einem ersten Ort durch und wird dann relativ zu dem Werkstück und der Bahn zu dem zweiten Ort bewegt, bevor er das zweite und beabstandete Drucken von Information durchführt. Die Folie zwischen den beiden bedruckten Orten wird verbracht, da nach dem Bedrucken frische Folie von der Zufuhr eingespeist wird und die Aufnahme Folie einzieht, bis die Folie, deren Länge die Druckstation überspannt, frisch und unverbraucht ist. Offensichtlich ist ein solches Verfahren verschwenderisch. Das Verfahren fügt auch beachtliche unnötige Kosten hinzu, da die Druckfolien sehr teuer sind.
Die Verfahren, die mit herkömmlichen thermischen Druckern verwendet wurden, haben das weitere Problem, dass in zahlreichen Fällen nach dem Beendigen des Druckvorgangs das thermisch übertragene Druckmaterial sich abgekühlt und verhärtet hat. Daher wurden die bisher bekannten Maschinen mit Messer-Mechanismem ausgestattet, um die Folie von dem Werkstück nach dem Druckvorgang zu trennen. Dies trägt nicht nur offensichtlich zu den Kosten und der Aufwändigkeit der thermischen Drucker bei, sondern es verschlechtert auch die Qualität des Drucks von einem Stand, der sonst erreicht würde, da die Trennung möglicherweise nicht das gesamte zu übertragende Material wirkungsvoll überträgt und auch ein Ablösen des zu übertragenden Druckmaterials in Form von Splittern und Flocken verursachen kann.
Die US-Patentbeschreibung Nr. US-A-4420268 offenbart eine Drückvorrichtung und eine Band-Klemmvorrichtung dafür.
Gemäss einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Druckermechanismus bereitgestellt, welcher auf weist:
a) einen Rahmenaufbau, der eine Druckstation begrenzt;
b) einen neben der Station positionierbaren Drucker, der durch den Aufbau getragen wird;
c) einen Antriebsmechanismus, der zwischen dem Drucker und der Station angeordnet und mit ihnen funktionsmässig verbunden ist, um eine selektive Relativbewegung zwischen dem Drucker und der Station zu bewirken;
d) beabstandete Zufuhr- und Aufnahmemechanismen für eine Druckbahn, welche die Enden eines Druckbahnwegs begrenzen, der sich von dem Zufuhrmechanismus an der Station und dem Drucker vorbei zu dem Aufnahmemechanismus erstreckt;
e) eine Materialbahn-Bremse, die mit einer Bahn funktionsmässig verbindbar ist und entlang des Wegs positioniert ist; und
f) wobei die Bremse eine Ein-Stellung hat, die eine Relativbewegung der Bahn und des Druckers immer dann verhindert, wenn der Drucker und die Station relativbewegt werden und der Drucker nicht in Betrieb ist, und dass die Bremse eine Aus-Stellung hat, die eine Relativbewegung der Bahn und des Druckers ermöglicht, wenn der Drucker druckt.
Gemäss einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Bedrucken eines Substrats durch Übertragen von aufschrifterzeugendem Material von einer länglichen Druckmaterialbahn, die ein derartiges Material trägt, auf ein Substrat, mit den folgenden Schritten:
a) Positionieren des Substrats in einer Druckstation;
b) Positionieren eines Druckkopfs in der Nähe der Station, wobei ein Abschnitt der Bahn dazwischen angeordnet wird;
c) relatives Bewegen des Druckkopfs und des Substrats, während die Bahn dazwischen gehalten wird;
d) periodisches Beaufschlagen des Druckkopfs mit Energie, während der Druckkopf und das Substrat relativ bewegt werden, um das Substrat zu bedrucken;
e) während der Druckkopf mit Energie beaufschlagt wird, um Substrat zu bedrucken. Fixieren der Bahn bezüglich des Substrats, wobei eine Relativbewegung des Druckkopfs und des Substrats gestattet wird; und
f) Fixieren der Bahn in der Längsrichtung bezüglich des Druckkopfs immer dann, wenn der Druckkopf und das Substrat sich relativ bewegen und der Druckkopf nicht mit Energie beaufschlagt wird, um einen Druckvorgang durchzuführen.
Mit dem thermischen Drucker des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird zum ersten Mal die Verschwendung von Druckmaterialbahn nahezu bis auf das theoretisch mögliche maximale Ausmaß minimiert. Eine Relativbewegung des Druckkopfs und einer Druckfolie in Längsrichtung der Materialbahn beschränkt sich vorzugsweise auf diejenigen Fälle, bei denen ein Druckvorgang durchgeführt wird.
Wenn eine Maschine gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel betrieben wird, wird ein Werkstück bei einer Druckstation positioniert. Die Druckfolie und der Druckkopf mit einem Wagen werden vorzugsweise in der Längsrichtung relativ befestigt und dann zusammen relativ zu dem Werkstück bewegt, bis der Druckkopf an einem Ort positioniert ist, an dem das Werkstück bedruckt werden soll. Sobald diese Positionierung durchgeführt ist, wird die Druckfolie vorzugsweise relativ zu dem Werkstück fixiert, und der Druckkopf wird rasterartig über die Folie und das Werkstück bewegt, wenn er das Druckmedium von der Folie auf das Werkstück thermisch überträgt.
Sobald das Drucken an einem gegebenen Ort abgeschlossen ist, wird die Folie vorzugsweise erneut relativ zu dem Druckkopf und dem Wagen fixiert. Das Werkstück und der Druckkopf können dann relativ bewegt werden, während die Folie und der Druckkopf relativ fixiert sind, bis der Druckkopf und das Werkstück relativ zueinander an dem Druckort positioniert werden. Die Folie und der Druckkopf dürfen sich nun relativ zueinander bewegen, wobei die Folie erneut relativ zu dem Werkstück fixiert ist, und es wird ein zweiter Druckvorgang durchgeführt. Aufgrund der Beschränkung der Relativbewegung zwischen dem Druckkopf und der Folie des bevorzugten Ausführungsbeispiels stammt das von der Folie während des zweiten Druckvorgangs übertragene Material von einem Folienort unmittelbar neben dem Ort, von dem das Material während des ersten Druckvorgangs übertragen wurde.
In seiner bevorzugten Form hat ein Drucker gemäss der vorliegenden Erfindung einen Rahmen, der eine Druckstation begrenzt, die eine planare Fläche zum Tragen eines Werkstücks hat. Der Rahmen kann einen nach oben stehenden Abschnitt haben, der einen hin- und herfahrbaren Druckwagen trägt. Der Wagen bzw. Schlitten kann einen Befestigungsabschnitt haben, der an dem Rahmen hin- und herbewegbar abgestützt ist, sowie einen Druckkopf-Stützabschnitt, der mit dem Befestigungsabschnitt schwenkbar verbunden ist. Der Stützabschnitt kann beweglich sein zwischen einer Druckstellung, in der er parallel zu und in dichtem Abstand von der Druckstation-Oberfläche ist, und einer erhöhten Zugangsstellung. Ein Druckkopf kann an dem Wagen- Stützabschnitt befestigt und positioniert werden, wenn der Stützabschnitt in seiner Druckstellung ist, und das Drucken auf einem auf der Stationsoberfläche positioniertem Werkstück zu bewirken.
Zufuhr- und Aufnahmemechanismen für eine Druckbahn können von dem nach oben stehenden Abschnitt getragen werden. Eine Druckfolie kann von der Zufuhr unter einem Paar aus Wagen und an dem hochstehenden Abschnitt befestigten Leerlaufrollen, die an jeder Seite des Druckkopfs befestigt sind, dem über eine an dem Wagen montiert Bremsrolle, um eine an dem hochstehenden Abschnitt montierte Bremsrolle und schließlich zu der Aufnahme befördert werden.
Abwechselnd betätigte Bremsen können mit den Bremsrollen funktionsmässig verbunden sein, um eine Relativbewegung zwischen Wagen und Folie selektiv zu ermöglichen und zu verhindern. Die Spannung kann an der Materialbahn durch entgegengesetzt drehbare Antriebe aufrechterhalten werden, die mit der Zufuhr bzw. der Aufnahme verbunden sind. Diese Antriebe können im Betrieb der Maschine ständig mit Energie beaufschlagt werden, wenn Folie nach Art einer Fenstermarkise von der Zufuhrspule abgewickelt und auf die Aufnahmespule aufgewickelt wird.
Die an dem Wagen montierte Leerlauf rolle kann förderabseitig von dem Druckkopf angeordnet sein und kann bezüglich der Werkstück-Stützfläche beabstandet montiert sein. Wenn man annimmt, dass die Werkstück-Auflagefläche horizontal ist, kann diese stromabseitige Leerlaufrolle oberhalb der Werkstückauflage beabstandet sein, so dass beim Fortbewegen des Wagens verbrauchte Folie im Winkel nach oben und von der Druckstation weggezogen wird.
Da bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verbrauchte Folie nach oben gezogen wird, wenn sich der Druckkopf bei einem Druckvorgang fortbewegt, wird ein ziemlich überraschendes Ergebnis erzielt. Die verbrauchte Folie wird von dem Werkstück praktisch getrennt, sobald eine gegebene Linie des Drückens abgeschlossen ist und der Druckkopf zum Drucken der nächsten Linie fortschreitet. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Folie von dem Werkstück nach einer sehr kurzen Zeit getrennt wird, nach der der Druckkopf das Drucken durchgeführt hat, sind die übertragenen Medien aufgrund der Wärme noch weich, so dass sich das Druckmedium ohne weiteres von der Folie trennt, wodurch die Notwendigkeit für einen speziellen Trennmechanismus, wie z. B. ein Abziehmesser, vollständig beseitigt wird. Wenn bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Druckkopf seine letzte Linie des Drückens vor der Bewegung zu einem anderen beabstandeten Ort auf demselben Werkstück oder die Rückkehr des Wagens zu seiner Anfangsstellung abschliesst, wird der Druckkopf angehoben, um zu ermöglichen, dass die gespannte Bahn von dem Werkstück abgezogen wird, solange das Druckmaterial der letzten Linie aufgrund der Wärme noch weich ist.
Der Druckkopf kann außer beim Drucken stets in der angehobenen Stellung gehalten werden. Die Spannung von entweder der Zufuhr- oder der Aufnahmespule kann die Bahn beabstandet zu der Druckstation anheben, wenn der Druckkopf erhöht wird. Neben anderen Vorteilen des bevorzugten Ausführungsbeispiels erleichtert dies das Entfernen eines bedruckten Werkstücks und das Positionieren eines neuen Werkstücks in die Druckstation gleichzeitig mit der Rückkehr des Druckkopfs in seine Anfangs Stellung.
Mit einem gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführten Verfahren wird der Druckkopf-Stützabschnitt des Wagens in seine Zugangsstellung geschwenkt. Jede erforderliche Wartung, wie z. B. Reinigen des Druckkopfs, kann dann durchgeführt werden, um den Drucker betriebsbereit zu machen. Eine Zufuhrspule aus Druckmaterial kann dann auf dem Zufuhrmechanismus montiert werden, und eine Bahn kann von der Spule entlang ihres Weges zu dem Aufnahmemechanismus befördert werden. Anschließend kann in jeder Reihenfolge ein Werkstück auf einer Auflage positioniert werden, und der Druckkopf-Stützabschnitt kann in seine Druckstellung geschwenkt werden.
Nachdem die beschriebenen Einstellvorgänge durchgeführt worden sind, können der Druckkopf und das Werkstück dann in der Längsrichtung relativbewegt werden, um sie an einem zu bedruckenden Ort auszurichten. Der Druckkopf kann dann geschwenkt werden, um die Bahn mit dem Werkstück in Eingriff zu bringen. Sobald die Bahn und das Werkstück in Eingriff sind, wird der Druckkopf in passender Weise mit Energie beaufschlagt. Wenn der Druckkopf mit Energie beaufschlagt wird/ um das Werkstück zu bedrucken, können die Bahn und das Werkstück in fixierten Relativpositionen in der Längsrichtung gehalten werden. Während keine Relativbewegung in Längsrichtung zwischen der Bahn und dem Werkstück erfolgt, lässt man den Druckkopf vorzugsweise entlang der Bahn gleiten, um nur den Teil der Bahn, von dem aus Medium überführt werden soll, mit dem Werkstück in Eingriff zu bringen. Wenn der Druckkopf und das Werkstück relativ zueinander bewegt werden und der Druckkopf nicht mit Energie beaufschlagt ist, ermöglicht man der Folie vorzugsweise, sich in der Längsrichtung relativ zu dem Werkstück zu bewegen, wobei sie jedoch relativ zu dem Druckkopf in einer Längsrichtung der Bahn fixiert werden kann. Somit tritt eine Längsbewegung der Folie relativ zu dem Druckkopf vorzugsweise nur dann auf, wenn eine Drucklinie abgeschlossen wurde und die beiden in Längsrichtung relativ bewegt werden, um das Drucken fortzusetzen, um eine zusätzliche Drucklinie zu erzeugen. Die Relativbewegung des Druckkopfs und der Bahn in der Längsrichtung ist vorzugsweise nur ein minimaler notwendiger Betrag, um einen unbenutzten Abschnitt der Bahn mit dem Druckkopf in Registrierstellung zu bringen.
Der Druckkopf dieser Erfindung kann in einer Bauart ausgeführt sein, bei der die sogenannte "Punktreihe" entlang einer Kante des Druckkopfes positioniert ist. Dies ermöglicht es, den Druckkopf schräg zu halten, so dass die führende Fläche in der Richtung, in der der Druckkopf relativ zu einer Bahn beim Drucken fortbewegt wird, in einem spitzen Winkel zur Bahn schräg gehalten wird. Somit wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Tendenz, dass sich die Druckköpfe der bisher bekannten Maschinen in die Druckbahn oder Folie "eingraben", beseitigt. Vielmehr kann der Druckkopf entlang der Folie geschleift werden, wodurch der Kontakt zwischen der Folie und dem Werkstück erhöht wird, und zwar nur dort, wo gedruckt wird. Dieses Entlangschleifen verstärkt auch das Beibehalten der fixierten Beziehung zwischen der Bahn und dem Werkstück in der Längsrichtung, indem es sie zusammendrückt und kein "Eingraben" stattfindet, weshalb die Bahn in der Richtung, in der sich der Druckkopf fortbewegt, gezogen wird.
Ein Abschnitt des Wegs zwischen den beiden Bremsrollen kann parallel zu dem Abschnitt des Wegs des Wagens verlaufen. Wenn der Druckkopf ein Werkstück bedruckt, kann Folie von dem bedruckten Abschnitt des Weges entfernt werden und dem Aufnahmeabschnitt zugeführt werden. Somit ist die Menge der bei dem Aufnahmeabschnitt hinzugegebenen Folie im wesentlichen gleich groß wie die Menge, die von dem Druckabschnitt entfernt wird, weil das bevorzugteste und einfachste Mittel zum Erzielen dieses gleichen Entfernens und Aufnehmens dadurch erzielt wird, indem man die beiden Abschnitte parallel zueinander macht.
Die hier beschriebene Erfindung stellt einen neuartigen und verbesserten thermischen Drucker und ein Verfahren zum Verwenden eines solchen Druckers bereit.
Es wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnung beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines thermischen Druckers der Erfindung ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht des thermischen Druckers von Fig. 1 in verringertem Maßstab ist und eine Wagen in einer Startstellung für einen Druckvorgang zeigt;
Fig. 3 eine Seitenansicht entsprechend der Fig. 2 ist, die jedoch den Wagen in einer Zwischenstellung bei seiner Bewegung zeigt;
Fig. 4 eine Ansicht entsprechend der Fig. 2 und 3 ist und den Wagen in der Nähe des Endes der Druck-Vorschubbewegung und des Beginns der Rückkehrbewegung zum Positionieren eines Druckkopfs zum Bedrucken eines anschließenden Werkstücks zeigt;
Fig. 5 eine Seitenansicht des Druckers der Erfindung in vergrößertem Maßstab bezüglich der anderen Figuren ist und einen Druckkopf-Stützabschnitt in seiner Druckstellung in durchgezogenen Linien und in seiner Zugangsstellung gestrichelt zeigt; und
Fig. 6 eine Draufsicht des thermischen Druckers der Erfindung ist.
Der Drucker der Erfindung ist in jeder der Figuren gezeigt. Der Drucker enthält einen Druckerrahmen, der allgemein mit 10 bezeichnet wird. Der Druckerrahmen 10 hat einen Basisabschnitt 12 und einen hochstehenden Abschnitt 14. Die Basis 12 enthält eine planare Fläche 15, die eine Arbeitsstation begrenzt. Wenn der Drucker in Betrieb ist, liegt ein Werkstück 16, Fig. 2 bis 4, auf der Fläche 15 auf.
Zufuhr- und Aufnahmespulen-Halter 18, 20 für das Bahnmaterial werden durch den hochstehenden Abschnitt 14 gehalten. Ein Paar entgegengesetzt angetriebener Bahmnaterial- Antriebsmotoren 22 ist vorgesehen. Einer der Motoren 22 ist in jeder der Fig. 5 und 6 sichtbar. Die Bahn- Antriebsmotoren sind jeweils mit den Zufuhr- und Aufnahmehaltern 18, 20 über einen Zufuhrriemen 24, Fig. 5 und 6, und einen Aufnahmeriemen 25, Fig. 1, gekoppelt. Die unteren und oberen Wagen-Stützstangen 26, 28 werden an dem hochstehenden Rahmenabschnifct 14 durch Klammern 30 gehalten. Ein Druckwagen-Befestigungsabschnitt 32 ist hin- und herbewegbar und gleitend an den Stützstangen 26, 28 abgestützt. Ein umkehrbarer Wagen-Antriebsmotor 34 wird an dem hochstehenden Stützabschnitt 14 gehalten. Der Wagenmotor 34 ist mit dem Wagen-Befestigungsabschnitt 32 über einen Riemen 35 verbunden, um den Wagen in seiner Hin- und Herbewegung von rechts nach links und zurück zu verschieben, wie man in Fig. 2 bis 4 sieht.
Ein Wagendruckkopf-Stützabschnitt 36 ist mit dem Wagen- Befestigungsabschnitt 32 über einen Drehzapfen 38 verbunden. Der Druckkopf-Stützabschnitt 36 ist schwenkbar zwischen einer Druckstellung, Fig. 2 bis 5, und einer erhobenen Zugangsstellung, die gestrichelt gezeigt ist. Ein Druckkopf 40, Fig. 1, wird durch den Druckkopf-Stützabschnitt 36 getragen.
Ein Paar am Rahmen und Wagen befestigte Leerlauf rollen 42, 44 sind an dem hochstehenden Rahmenabschnitt 14 bzw. dem Wagen- Befestigungsabschnitt 32 montiert. Die am Wagen und am Rahmen montierten Brems-Leerlauf rollen 45, 46 sind an dem Wagen- Befestigungsabschnitt 32 bzw. dem hochstehenden Rahmenabschnitt 14 befestigt. Abwechselnd mit Energie beaufschlagte Bremsen, die bei 48 und 50 schematisch gezeigt sind, sind mit den Bremsrollen 45 bzw. 46 funktionsmäßig verbunden.
Eine Bahnmaterial-Zufuhrspule 54 ist auf dem Bahnmaterial- Zufuhrhalter 18 montiert. Eine Bahn oder Folie 55 wird entlang ihres Transportwegs befördert. Der Transportweg verläuft von der Zufuhrspule 54 um die am Rahmen montierte Leerlaufrolle 42 unter dem Druckkopf-Stützabschnitt 36 und dem Druckkopf 40, um die am Wagen montierte Leerlauf rolle 44 und dann um die Brems-Leerlauf rolle 45, über eine Spannweite 56 hinweg und um die Bremsrolle 46 zu einer Aufnahmespule 58.
Der Druckkopf 40 hat einen Aufbau, der eine sich entlang einer Kante 60 erstreckende Punktreihe hat. Der Druckkopf wird von einem Drehzapfen 62 gehalten. Ein Luftzylinder 64 wird durch den Druckkopf-Stützabschnitt 36 getragen und ist betätigbar, um den Druckkopf 40 um den Drehzapfen 62 herum zu verschieben. Der Druckkopf 40 ist beweglich zwischen einer in Fig. 1 und 5 gezeigten Speicherstellung und einer in Fig. 2 bis 4 gezeigten Druckstellung. Wie eine Betrachtung von Fig. 2 bis 4 zeigt, wird die Bahn 55 im wesentlichen in einen Linieneingriff mit einem Werkstück 16 gedrückt, wenn der Druckkopf sich in der Druckstellung befindet. Wenn der Druckkopf in seiner erhöhten oder seiner Speicherstellung ist, zieht die konstante Spannung der Zufuhr 18 die Folie von dem Eingriff mit dem Werkstück 16 weg, wobei sie unter dem Druckkopf 40 beabstandet zu dem Werkstück herumgewickelt gehalten wird.
In Fig. 1 ist eine Anordnung zum Abstützen eines oder mehrerer der bisher beschriebenen Drucker gezeigt. Die Anordnung enthält einen Stützrahmen, der allgemein mit 70 bezeichnet wird. Der Stützrahmen 70 enthält beabstandete Seitenplatten 71, die durch obere, untere und End-Querglieder 72, 74, 75 beabstandet gehalten werden. In der offenbarten und bevorzugten Anordnung sind die Querglieder rohrförmige Elemente mit quadratischem Querschnitt. Obere und untere gespaltene Stützklemmen 76 bzw. 78 befestigen den Drucker an den oberen und den unteren Quergliedern.
Werkstück-Führungsrollen 80, 82 für die Eingabe und die Ausgabe werden durch die Seitenplatten 71 getragen. Die Führungsrollen sind so positioniert, dass sie eine längliche Werkstück-Materialbahn in einer Gleitbeziehung mit der Arbeitstationsfläche 15 halten. Die Ausgabe-Führungsrolle ist durch Zusammenwirken einer Zahnstange 84 und eines nicht gezeigten Ritzels vertikal einstellbar. Vertikale längliche Schlitze 85, die jeweils in den Seitenplatten 71 gebildet sind, ermöglichen die vertikale Einstellung, wenn ein Klemmknopf 86 gelöst wird.
Im Betrieb wird der Druckkopf-Stützabschnitt in seine erhöhte Zugangsstellung bewegt. Jede erforderliche Wartung des Druckkopfs 40 wird bei dieser Anordnung durchgeführt. Ein Werkstück in Form einer länglichen Kette aus vorab geöffneten Säcken ist bei 16 in Fig. 2 bis 4 schematisch gezeigt. Das Werkstück wird unter den Führungsrollen 80, 82 und über die planare Stützfläche 15 geführt, um es in der Druckstation zu positionieren. Der Druckkopf-Stützabschnitt 36 wird in seine Druckstellung bewegt, und der Wagen befindet sich in der in Fig. 2 gezeigten Stellung.
Wenn ein Druckvorgang beginnt, wird die Bremse 5 der an dem Rahmen montierten Bremsrolle 46 mit Energie beaufschlagt, um eine Bahnbewegung relativ zu dem Werkstück zu verhindern. Gleichzeitig wird der Luftzylinder 64 mit Energie beaufschlagt, um den Druckkopf 40 zu seiner Druckstellung zu verschieben und die Bahn 55 mit dem Werkstück 16 in Eingriff zu bringen. Der Druckkopf wird umgehend mit Energie beaufschlagt, um eine thermische Übertragung von durch Wärme erweichbarem Druckmaterial von der Bahn 55 auf das Werkstück 16 durchzuführen.
Wenn eine Drucklinie abgeschlossen ist, indexiert der Wagen- Antriebsmotor 34 den Druckkopf von rechts nach links, wie man in Fig. 2 bis 4 sieht. Wenn man annimmt, dass der Druckvorgang fortgesetzt wird, bleibt die am Rahmen montierte Brems-Leerlaufrolle 46 verriegelt.
Sobald ein gegebener Abschnitt des Drückens beendet ist und wenn ein weiterer Abschnitt des Drückens an einem beabstandeten Ort an dem Werkstück vorgenommen werden soll, geschehen verschiedene Dinge. Zuerst wird die Bremse 48 der an dem Wagen montierten Bremsrolle 45 mit Energie beaufschlagt, um die Rolle 45 zu verriegeln und eine Bewegung der Bahn 55 relativ zu dem Druckkopf zu verhindern. Zweitens wird die Bremse 50 der an dem Rahmen montierten Bremsrolle ausgeschaltet. Drittens wird die Energiezufuhr des Zylinders 64 unterbrochen, um einer Rückkehrfeder (nicht gezeigt) zu ermöglichen, den Druckkopf anzuheben. Viertens bewegt sich der Wagen von rechts nach links z. B. von der Stellung von Fig. 2 zu der Stellung von Fig. 3. Wenn sich der Wagen von der Stellung der Fig. 2 zu der Stellung der Fig. 3 fortbewegt, wird verbrauchte Folie von der Aufnahmespule 58 gegen die Vorspannung des Auf nahme-Antriebsmotors 22 gezogen, während unbenutzte Folie auf der Zufuhrspule 54 wieder aufgewickelt wird, wenn sie durch den Zufuhrspulenmotor 23 angetrieben wird.
Nimmt man an, dass das Drucken eines zweiten Abschnitts an der in Fig. 3 gezeigten Stellung beginnt, gab es aufgrund der beschriebenen Bremswirkung und der Spannung der Folie keine Bewegung des Druckkopfs relativ zur Folie in der Längsrichtung, wenn sich der Druckkopf von seiner Stellung der Fig. 2 zur Stellung der Fig. 3 bewegt hat. Folglich wird jedes Drucken, das in der Stellung von Fig. 3 beginnt, unbenutztes Folienmaterial unmittelbar neben dem während des Druckvorgangs in der Stellung von Fig. 2 benutzten verwenden.
Wenn das Drucken in der Stellung von Fig. 3 beginnen soll, senkt der Luftzylinder 64 den Druckkopf in seine Druckstellung ab, und die Bremsrollenbremsen werden erneut umgekehrt. Somit kann die am Wagen montierte Bremsrolle 45 sich frei drehen, wenn das Drucken durchgeführt wird, und die am Rahmen montierte Bremsrolle 46 wird verriegelt, um eine Folienbewegung relativ zu dem Werkstück zu verhindern. Auch hier wird wieder die Folie förderaufseitig von der verriegelten Rolle der Leerlauf-Bremsrollen durch den konstanten Betrieb des sich gegen die Bahn drehenden Zufuhr- Spulenmotors gespannt.
Nimmt man an, dass ein Druckvorgang durchgeführt wird, wenn der Wagen von seiner Stellung in Fig. 3 zu seiner Stellung in Fig. 4 bewegt wird, so nimmt die Länge der Folie entlang des Aufnahmeabschnitts 56 des Folienwegs zwischen den Brems- Leerlaufrollen zu. Gleichzeitig nimmt die Länge eines Zufuhrabschnitts des Weges zwischen der Zufuhr und der am Wagen montierten Brems-Leerlauf rolle 44 ab. Das Ausmaß der Abnahme ist gleich groß wie das Ausmaß der Bewegung des Druckkopfes von rechts nach links, wie man in Fig. 2 bis 5 sieht. Somit muss das Ausmaß der Zunahme in dem Abschnitt 56 gleich groß wie die Abnahme des Zufuhrabschnitts sein. Um diesen gleich Betrag der Zunahme zu erzielen, verläuft vorzugsweise der Bahnabschnitt 56 parallel zu der planaren Fläche 15, wie gezeigt.
Sobald der Wagen seine Stellung von Fig. 4 erreicht hat und gewünscht wird, dass der Wagen zu seiner Anfangsstellung von Fig. 2 zurückkehrt, wird die Energiezufuhr zu dem Luftzylinder 64 erneut unterbrochen, und der Druckkopf wird angehoben. Die Bremse 48 der an dem Wagen montierten Bremsrolle 45 wird erneut eingeschaltet, während bei der Bremse 50 der am Rahmen montierten Bremsrolle 46 die Energiezufuhr unterbrochen wird. Somit wird unter allen Bedingungen eine der Bremsen für die Bremsrollen 45, 46 mit Energie beaufschlagt und die andere nicht, wobei die Energiebeaufschlagung je nach dem Abschnitt des auftretenden Druckzyklus abwechselt.
Wenn der Wagen zu seiner Stellung der Fig. 2 zurückkehrt, wickelt die Aufnahmerolle 58 verbrauchte Druckfolie auf, während eine frische Menge Folie 55 von der Zufuhr bereitgestellt wird. Somit arbeiten die Zufuhr- und Aufnahmespulen fast genauso wie Fenstermarkisen, da sie die Bahn 55 ständig unter Spannung halten, sie manchmal aufwickeln und manchmal abwickeln. Kurzgesagt, wird die Menge der Folienförderung tatsächlich nicht durch die Motoren 22, sondern durch die Hin- und Herbewegung des Wagens zu den Zeitpunkten gesteuert, wenn der Druckkopf nicht druckt. Wenn der Druckkopf druckt, sind sowohl die Zufuhr- als auch die Aufnahmespule stationär ebenso wie die Folie 55 und das Werkstück 16.
Wie eine Untersuchung der Fig. 2 bis 4 zeigt, ist die Konfiguration des Druckers so, dass nur ein kleiner Abschnitt der Folie 55 unter dem Druckkopf 40 tatsächlich neben dem Werkstück 16 zu jedem gegebenen Zeitpunkt gegen dieses gedrückt wird. Wenn sich der Wagen von rechts nach links fortbewegt, wird somit verbrauchtes Bahnmaterial von dem Werkstück sehr kurz nach dem thermischen Übertragen von Druckmaterial auf das Werkstück nach oben gezogen. Da die thermische Übertragung erst vor kurzem auf getreten ist, ist es durch die Wärme immer noch weich und löst sich ohne weiteres von dem Werkstück ab. Folglich wird kein spezieller Mechanismus wie z. B. ein Ablösemesser, zum Ablösen der Folie von dem Werkstück benötigt, wie dies bei den meisten wenn nicht allen, bisher bekannten Druckern der Fall ist.
Die Erfindung wurde zwar in ihrer bevorzugten Form mit einem gewissen Grad an Besonderheit beschrieben, doch versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Form nur beispielhaft erfolgte und dass man auf zahlreiche Änderungen bei den Einzelheiten des Aufbaus, des Betriebs und der Kombination sowie der Anordnung von Teilen zurückgreifen kann, ohne dass man den Bereich der im Folgenden beanspruchten Erfindung verlässt.

Claims

1. Druckermechanismus, welcher auf weist:

a) einen Rahmenaufbau (10), der eine Druckstation (15) begrenzt;

b) einen neben der Station (15) positionierbaren Drucker, der durch den Aufbau getragen wird;

c) einen Antriebsmechanismus (34), der zwischen dem Drucker und der Station (15) angeordnet und mit ihnen funktionsmäßig verbunden ist, um eine selektive Relativbewegung zwischen dem Drucker und der Station (15) zu bewirken;

d) beabstandete Zufuhr- und Aufnahmemechanismen (18, 20, 22) für eine Druckbahn, welche die Enden eines Druckbahnwegs begrenzen, der sich von dem Zufuhrmechanismus (18) an der Station (15) und dem Drucker vorbei zu dem Aufnahmemechanismus (20, 22) erstreckt;

e) eine Materialbahn-Bremse (48), die mit einer Bahn (55) funktionsmäßig verbindbar ist und entlang des Wegs positioniert ist; dadurch gekennzeichnet, dass

f) die Bremse (48) eine Ein-Stellung hat, die eine Relativbewegung der Bahn (55) und des Druckers immer dann verhindert, wenn der Drucker und die Station (15) relativbewegt werden und der Drucker nicht in Betrieb ist, und dass die Bremse (48) eine Aus-Stellung hat, die eine Relativbewegung der Bahn (55) und des Druckers ermöglicht, wenn der Drucker druckt.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Zufuhr- oder der Aufnahmemechanismus (18, 20, 22) eine Bahn (55) in dem Weg ständig beaufschlägt, wenn der Drucker (40) und die Station (15) relativbewegt werden.

3. Mechanismus nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite Materialbahn-Bremse (50) mit einer Ein- und einer Ausstellung, wobei die zweite Bremse (50) in ihrer Ein-Stellung ist, wenn die zuerst erwähnte Bremse (48) in ihrer Ausstellung ist und umgekehrt.

4. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucker (40) hin- und herbewegbar an dem Rahmenaufbau (10) montiert ist und dass eine Relativbewegung des Druckers und der Station (10) durch Hin- und Herbewegen des Druckers erzielt wird.

5. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucker (40) von einem Wagen (32) getragen wird und der Wagen (32) von dem Aufbau (10) getragen wird.

6. Mechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (32) an dem Rahmenaufbau (10) hin- und herbewegbar montiert ist und eine Relativbewegung des Wagens (32) und der Station (15) durch Hin- und Herbewegen des Wagens (32) erzielt wird.

7. Mechanismus nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Rolle (45), die an dem Wagen (32) montiert ist und entlang des Wegs angeordnet ist, wobei die Bremse (48) mit der Rolle (45) funkt ions mäßig verbunden ist, wodurch sie mit der Bahn (55) funktionsmäßig verbindbar ist.

8. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucker eine Ecke (60) neben dem Materialbahnweg für den Eingriff mit einer Materialbahn (46) hat und eine thermische Übertragung von Druckmaterial auf ein Substrat bewirkt, wenn das Drucken durchgeführt wird, und wobei eine Punktreihe zum Durchführen des Drückens neben der Ecke (60) angeordnet ist.

9. Mechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucker Flächen neben der Ecke (60) hat und die Fläche, die eine Führungsfläche ist, wenn der Drucker (40) sich relativ zu einer derartigen Materialbahn (55) vorwärts bewegt, einen spitzen Winkel bezüglich des Weges in der Richtung des Fortschreitens bildet.

10. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

a) der Rahmen (10) eine Basis hat, die eine planare Druckstation (15) zum Abstützen von zu bedruckenden Arbeitsstücken (16) hat;

b) der Rahmen (10) auch einen hochstehenden Abschnitt (14) hat;

c) der Drucker und der Wagen hin- und herbewegbar an dem Abschnitt montiert sind;

d) der Drucker einen Druckkopf (40) enthält, der an dem Wagen (32) montiert ist und so angeordnet ist, dass er in der Station (15) befindliche Arbeitsstücke (16) bedruckt;

e) der Zufuhr- und der Aufnahmemechanismus (18, 20, 22) Spulenträger (18, 20) enthalten, die durch den Abschnitt (14) getragen werden, zum Aufnehmen der Zufuhr- bzw. Auf nähme spulen (54, 58) für die Materialbahn;

f) ein Paar Brems-Leerlauf rollen (46, 45) von dem Abschnitt (14) bzw. dem Wagen (32) getragen werden;

g) der Wagen (32), die Station (15) und die Brems- Leerlaufrollen (45, 46) zusammen mindestens Teile eines Materialbahnwegs begrenzen von einer Zufuhrspule (44) an dem Zufuhrträger (18) zu einer Aufnahmespule (58) an dem Aufnahmeträger (20);

h) ein Paar drehbarer Bahnantriebe (22) jeweils mit den Trägern (18, 20) funktionsmäßig verbunden sind; und

i) eine zweite Bremse (50) vorgesehen ist, wobei die Bremsen (48, 50) abwechselnd betätigte Bremsen sind, die mit den Brems-Leerlauf rollen (45, 46) jeweils funktionsmäßig verbunden sind, um die Förderung des Bahnmaterials (55) entlang des Wegs zu steuern.

11. Mechanismus nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wagenbefestigung ein Paar paralleler Führungen (26, 28) enthält.

12. Verfahren zum Bedrucken eines Substrats (16) durch Übertragen von aufschrifterzeugendem Material von einer länglichen Druckmaterialbahn (55), die ein derartiges Material trägt, auf ein Substrat, mit den folgenden Schritten:

a) Positionieren des Substrats (16) in einer Druckstation (15);

b) Positionieren eines Druckkopfs (40) in der Nähe der Station (15), wobei ein Abschnitt der Bahn (55) dazwischen angeordnet wird;

c) relatives Bewegen des Druckkopfs (40) und des Substrats, (16) während die Bahn (55) dazwischen gehalten wird;

d) periodisches Beaufschlagen des Druckkopfs (40) mit Energie, während der Druckkopf (40) und das Substrat (16) relativ bewegt werden, um das Substrat zu bedrucken;

e) während der Druckkopf (40) mit Energie beaufschlagt wird, um Substrat zu bedrucken. Fixieren der Bahn (45) bezüglich des Substrats (16), wobei eine Relativbewegung des Druckkopfs (40) und des Substrats (16) gestattet wird; gekennzeichnet durch

f) Fixieren der Bahn (55) in der Längsrichtung bezüglich des Druckkopfs (40) immer dann, wenn der Druckkopf (40) und das Substrat sich relativ bewegen und der Druckkopf (40) nicht mit Energie beaufschlagt wird, um einen Druckvorgang durchzuführen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Bewegen des Druckkopfs (40) und der Bahn (55) in eine nebeneinanderliegende Beziehung mit dem Substrat (16), wenn der Druckkopf (40) druckt, und Beabstanden des Druckkopfs (40) von dem Substrat (16) zu den anderen Zeitpunkten.

14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (40) durch einen Wagen (32) getragen wird und die in Längsrichtung verlaufende Relativbewegung des Druckkopfs (40) und des Substrats (16) durch Hin- und Herbewegen des Wagens (32) auf dem Träger erzeugt wird.

15. Verfahren nach einem des Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (40) eine Führungsfläche hat und mit einem weiteren Schritt zum Positionieren der Oberfläche in einem spitzen Winkel bezüglich der Bahn in der Richtung der Relativbewegung des Druckkopfs (40).

16. Verfahren nach einem des Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Abstreifen der Bahn (55) von dem Substrat (16), wenn der Druckkopf (40) und das Substrat relativbewegt werden, wodurch die Bahn (55) von dem auf das Substrat (16) übertragenen Druckmaterial getrennt wird, solange das Material noch wärme erweicht ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifen zumindest zum Teil bewirkt wird, indem man mit einem Materialbahn-Zufuhrmechanismus eine Spannung anlegt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zufuhrspule (54) aus unbenutztem Bahnmaterial (55) und eine Aufnahmespule (58) zum Aufnehmen von benutztem Bahnmaterial (55) vorhanden ist, wobei die Spulen jeweils gleichmässig angetrieben werden, wenn ein Substrat bedruckt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Fixieren der Materialbahn (55) gegenüber der Relativbewegung der Bahn und des Substrats (16) auch eine Bahnmaterial-Aufnahme durch die Aufnahmespule (58) verhindert.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedrucken des Arbeitsteils (16) bewirkt wird, indem man eine thermische Überführung des Druckmaterials auf das Arbeitsteil erzielt, indem man dem Druckkopf (40) Energie zuführt, wenn der Druckkopf (40) mit der Materialbahn in Eingriff gelangt und die Materialbahn mit dem Arbeitsteil in Eingriff gelangt, wodurch die thermische Übertragung das Bedrucken des Arbeitsteils (16) bewirkt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vollenden jeder gedruckten Linie der Druckkopf (40) in der Längsrichtung bezüglich der Bahn (55) und dem Arbeitsteil (16) eingestellt wird, um den Druckkopf (40) von der Registrierstellung mit einem benutzen Abschnitt der Bahn (55) zu bewegen, von der Material übertragen wurde, zu einer Registrierstellung des Druckkopfs (40) mit einem unbenutzen Abschnitt der Bahn (55).

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte zur thermischen Übertragung und der Einstellung abwechselnd wiederholt werden, um eine Serie von Drucklinien zu erzeugen, und dass der Abstreif schritt für jede Linie nach dem Vollenden dieser Linie und solange die Temperatur jeder derartigen Linie erhöht ist, wiederholt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Bewegen des Druckkopf (40) weg von der Bahn (55) nach dem Drucken der letzten Linie, wodurch die Durchführung des Bahnabstreifschritts von einer solchen letzten Linie ermöglicht wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (40) und die Bahn (55) miteinander bewegt werden, um sie bei einer Druckanfangsstellung des Arbeitsteils (16) in Registrierstellung zu bringen.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die entgegengesetzten Kräfte zugeführt werden, indem man drehbare Zufuhr- und Aufnahmemotoren (22) konstant antreibt.