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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Farbdrucker und insbesondere einen
Mehrfarben-Thermodrucker
zum Ausführen
von Farbdruck auf einem Aufnahmebahnmaterial, das dann mit einer
Kunststoffkarte zusammengeführt
wird, so dass das auf dem Aufnahmematerial befindliche Farbbild
auf die Karte übertragen
werden kann.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
einem herkömmlichen
Farbdrucker für Kunststoffkarten
wird an einem Band, das drei verschiedene Farbsegmente hat, ein
einzelner Druckkopf vorbeigeführt,
und die Karte wird in eine Position relativ zu dem Druckkopf hin
und her bewegt, so dass jede Farbe gedruckt werden kann. Ein Problem
bei diesem Druckertyp ist der relativ geringe Durchsatz, der durch
die zahlreichen Hin- und Herbewegungen der Karte verursacht wird.
Ferner resultieren die zahlreichen Hin- und Herbewegungen in einem
ungleichmäßigen Druckverfahren.
Außerdem
kann ein Drucker dieses Typs nicht bis zu dem Rand der Karte drucken.
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Das
US-Patent 5 440 328 von Nardone et al. beschreibt einen kompakten
Farbdrucker, der von drei nicht angetriebenen Druckrollen Gebrauch macht,
die in einem Bogen angeordnet sind, wobei drei Farbdruckköpfe um die
Rollen herum angeordnet sind, um ein Aufnahmemedium zu bedrucken. Ausgabeantriebsrollen
werden verwendet, um das Aufnahmemedium durch den Drucker zu ziehen,
wobei das bedruckte Aufnahmemedium durch einen Ausgabeschlitz in
dem Drucker ausgegeben wird. Das Aufnahmemedium wird in seiner endgültigen Form
aus dem Drucker ausgegeben und wird nicht auf eine Karte aufgebracht,
um das Druckbild auf die Karte zu übertragen.
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US 4 438 696 beschreibt
ein Flexodruckmodul, wobei sich eine Papierbahn um einen Druckzylinder
herum bewegt, währenddessen
Bilder auf die Bahn gedruckt werden. Eine Vielzahl von Druckstationen
sind um den Zylinder herum angeordnet, wobei jede Druckstation eine
Tintenwanne und Rollen zum Übertragen
von Tinte auf die Bahn aufweist.
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DE 19 543 099 beschreibt
eine Maschine zum Übertragen
eines Bilds von einer Bahn auf eine Karte.
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US 4 863 297 beschreibt
einen Thermodrucker, der eine Druckrolle mit einer Vielzahl von
Thermodruckköpfen
um die Rolle herum hat. Dieser Drucker bedruckt einzelne Aufzeichnungspapierbögen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum mehrfarbigen Bedrucken von Kunststoffkarten wie etwa Kreditkarten,
Personalausweisen und dergleichen gemäß Definition in den beigefügten Ansprüchen bereit.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Druckvorrichtung an, die kompakt und
imstande ist, genaues mehrfarbiges Bedrucken einer Aufnahmebahn
in einem einzigen Durchlauf auszuführen, wobei die Bahn dann mit
einer Kunststoffkarte zusammengeführt wird, um die Übertragung
des Farbbilds von der Bahn auf die Karte zu ermöglichen. Die vorliegende Erfindung
eliminiert die zahlreichen Hin- und Herbewegungen des Stands der
Technik, so dass der Durchsatz des Druckers gesteigert und der Druckvorgang
vergleichmäßigt wird. Ferner
kann durch ursprüngliches
Bedrucken einer Aufnahmebahn und anschließende Übertragung des Bilds auf die
Karte das gesamte Bild auf die Bahn gedruckt werden, wodurch das
Problem des Druckens am Rand der Karte eliminiert wird.
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Diese
und verschiedene weitere Vorteile und neue Merkmale, welche die
Erfindung kennzeichnen, sind insbesondere in den Ansprüchen herausgestellt, die
hier beigefügt
sind und einen Teil der Erfindung bilden. Für ein besseres Verständnis der
Erfindung, ihrer Vorteile und der durch ihren Gebrauch erreichten
Ziele sollte jedoch auf die Zeichnungen, die einen weiteren Teil
der Erfindung bilden, und auf die beigefügte Beschreibung Bezug genommen
werden, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargelegt
ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht der Druckvorrichtung und einer Zusammenführungs-
und Bildübertragungsstation.
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2 ist
eine genaue Ansicht einer von den Druckstationen.
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3 ist
eine Explosionsansicht, welche die Aufnahmebahnzuführrolle
zeigt.
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4 zeigt
die Antriebseinrichtung zum Antreiben des Zylinders.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Es
wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen. Die Druckvorrichtung
gemäß den Prinzipein
der vorliegenden Erfindung ist allgemein mit 10 bezeichnet.
Wie 1 zeigt, weist die Vorrichtung 10 einen
drehbar angebrachten Zylinder 12 und eine Vielzahl von
Farbdruckstationen 14a-e auf, die an beabstandeten Stellen
um den Zylinder 12 herum angeordnet sind. Der Zylinder 12 weist
eine äußere Oberfläche auf,
die bevorzugt von einem silikonbeschichteten Kautschukmaterial gebildet
ist, um eine Greifoberfläche
hoher Reibung sowie chemische Beständigkeit gegenüber dem
Farbstoff zu erhalten, der in den Farbdruckstationen 14a-e
verwendet wird. Das silikonbeschichtete Kautschukmaterial ist bevorzugt weich
und nachgiebig, um Nachgiebigkeit zwischen dem Druckkopf, dem Farbband
und der Aufnahmebahn zu gewährleisten.
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Eine
Aufnahmebahnzuführrolle 16 ist
dem Zylinder 12 benachbart drehbar angebracht, um einer äußeren Oberfläche des
Zylinders eine Aufnahmebahn 18 zuzuführen. Die Rolle 16 ist
frei drehbar, d. h. nicht angetrieben, wobei sich die Bahn 18 von der
Rolle 16 zu der eine hohe Reibung aufweisenden äußeren Oberfläche des
Zylinders 12 erstreckt, so dass die Zufuhr der Bahn 18 von
der Rolle 16 durch die Drehung des Zylinders 12 bewirkt
wird. Die Bahn 18 verläuft
um den größten Teil
der äußeren Oberfläche des
Zylinders herum und ist damit integral und trennt sich schließlich von
der äußeren Oberfläche nach
der letzten Druckstation 14e, wobei sich die Bahn dann
zu einer Zusammenführungs-
und Bildübertragungsstation 20 erstreckt,
wo die Aufnahmebahn 18 mit den Kunststoffkarten zusammengeführt wird,
um dadurch die Übertragung
des Druckbilds von der Aufnahmebahn auf die Kunststoffkarten zu ermöglichen.
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Die
Aufnahmebahn 18 hat eine herkömmliche Dreilagen-Konstruktion,
die eine Trägerschicht, eine
Deckschicht und eine Tintenaufnahmeschicht aufweist. Im Gebrauch
sollen die Deckschicht und die Tintenaufnahmeschicht auf die Karte
laminiert werden, so dass das Bild auf die Karte übertragen
wird. Falls erwünscht,
könnten
andere Aufnahmebahnmaterialien verwendet werden, vorausgesetzt,
die Aufnahmebahn lässt
das Aufdrucken des Bilds auf sie zu und gestattet die anschließende Übertragung
des Bilds auf die Karte. Die Zusammenführungs- und Bildübertragungsstation 20 ist
eine herkömmliche Anordnung,
die geeignet ist, um die Aufnahmebahn mit einer von den Karten zusammenzuführen und
die Übertragung
des Bilds von der Aufnahmebahn auf die Bahn zu bewirken. Beispielsweise
könnte
ein Paar von herkömmlichen
beheizten Andruckrollen verwendet werden, zwischen denen die Aufnahmebahn
und die Karte hindurchtreten, um zu bewirken, dass die Deckschicht
und die Tintenaufnahmeschicht auf die Karte laminiert werden, so
dass das Bild auf die Karte übertragen
wird.
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Da
die äußere Oberfläche des
Zylinders 12 hohe Reibung hat, wird die Aufnahmebahn von
der äußeren Oberfläche ergriffen
und bewegt sich integral damit, während der Zylinder drehangetrieben wird,
wobei zwischen der Bahn 18 und der äußere Oberfläche kein Schlupf auftritt.
Die Zufuhr der Aufnahmebahn von der Rolle 16 wird also
durch die Drehung des Zylinders bewirkt, wobei der Zylinder dazu verwendet
wird, die Aufnahmebahn relativ zu jeder Druckstation 14a-e
unter Verwendung einer Antriebseinrichtung 130 zu positionieren,
die nachstehend im einzelnen erläutert
wird.
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Es
wird auf 2 Bezug genommen, die Einzelheiten
der Druckstation 14a zeigt, wobei es sich versteht, dass
jede von den anderen Druckstationen 14b-e hinsichtlich
der Konstruktion mit der Druckstation 14a identisch ist.
Die Farbdruckstation 14a weist einen Druckkopf 22,
ein Farbband 24, eine Farbbandzuführrolle 26, eine Farbbandaufnahmerolle 28 und
ein Paar von Farbbandführungen 30a-b auf.
Der Druckkopf 22, der in 2 schematisch
gezeigt ist, ist bevorzugt ein Thermodruckkopf; falls erwünscht, können jedoch
andere Druckkopftypen verwendet werden.
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Das
Farbband 24 wird von der Zuführrolle 26 um die
Führung 30a,
an dem Druckkopf 22 vorbei, an der Führung 30b vorbei und
auf die Aufnahmerolle 28 zugeführt. Der Druckkopf 22 ist
so angebracht, dass er in einer Radialrichtung relativ zu dem Zylinder 12 zwischen
einer Nicht-Druckposition, in der kein Drucken stattfindet, und
einer Druckposition, in der ein Drucken stattfindet, bewegbar ist.
Die Anbringung der Druckköpfe,
um eine solche Bewegung zu ermöglichen,
ist im Stand der Technik herkömmlich, und
deshalb werden die Einzelheiten der Anbringung hier nicht speziell
beschrieben.
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Jede
Führung 30a-b
ist bevorzugt ein glatter, langgestreckter ortsfester Stab, wobei
die Führungen so
angeordnet sind, dass sie das Farbband 24 zu dem Druckkopf 22 hin
und von ihm weg führen.
Außerdem
ist die Zuführrolle 26 an
einer feststehenden Achse 32 drehbar angebracht, wobei
die Zuführrolle nicht
angetrieben wird. Die Zuführrolle 26 weist
eine ununterbrochene Länge
des Farbband 24 darauf auf. Die Anbringung der Zuführrolle 26 auf
der Achse 32 ist derart, dass der Drehung der Zuführrolle
ein geringer Widerstand entgegengesetzt wird, um das Abwickeln des
Farbbands 24 so lange zu verhindern, bis eine ausreichende
Zugkraft auf das Farbband aufgebracht wird.
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Die
Aufnahmerolle 28 ist an einer Achse 34 drehbar
angebracht, die an dem einen Ende eines L-förmigen Tragarms 36 angeordnet
ist, wobei das andere Ende des Tragarms eine damit verbundene Handhabe 38 aufweist.
Der Tragarm 36 ist an seinem zentralen Bereich an einer
Tragbasis 40 schwenkbar angebracht, um Schwenkbewegungen
des Tragarms zuzulassen. Ein zylindrischer Capstan 42 ist
der Aufnahmerolle 28 benachbart drehbar angebracht, wobei
der Capstan 42 durch eine geeignete Verbindung mit einer
Antriebseinrichtung wie etwa einem separaten Antriebsmotor oder
dem Antriebsmotor für
den Zylinder 12 drehangetrieben wird. Die Aufnahmerolle 28 ist
durch eine Feder 443 in Kontakt mit dem Capstan 42 vorgespannt,
wobei die Feder zwischen der Tragbasis 40 und dem Tragarm 36 angebracht
ist, um die Aufnahmerolle kontinuierlich zu dem Capstan hin vorzuspannen.
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Da
die Aufnahmerolle 28 in Kontakt mit dem Capstan 42 vorgespannt
ist, bewirkt die Drehung des Capstans eine Drehung der Aufnahmerolle
und somit das Aufnehmen oder Aufwickeln des Farbbands 24 auf
die Aufnahmerolle 28. Wenn also der Capstan 42 gedreht
wird, dreht sich die Aufnahmerolle 28, so dass das Farbband 24 von
der Zuführrolle 26,
an dem Druckkopf 22 vorbei und zu der Aufnahmerolle 28 gezogen
wird. Während
das Farbband 24 auf die Aufnahmerolle 28 aufgewickelt
wird, wird der Durchmesser der Aufnahmerolle größer, so dass bewirkt wird,
dass die Rolle um die Achse des Tragarms 36 von dem Capstan 42 weg
schwenkt. Wenn die Aufnahmerolle 28 voll ist (d. h. wenn
die Zuführrolle 26 voll
ist), müssen
die Aufnahmerolle und die Zuführrolle
ausgewechselt werden. Die Auswechslung der Aufnahmerolle 28 erfolgt
durch Ergreifen der Handhabe 38 und Ziehen daran, um den
Tragarm 36 zu schwenken, so dass sich die Aufnahmerolle
ausreichend von dem Capstan 42 weg bewegt, um zuzulassen,
dass die Aufnahmerolle entfernt und durch eine neue, leere Aufnahmerolle
ersetzt wird. Die leere Zuführrolle 26 wird
ebenfalls von der Achse 32 entfernt und durch eine volle
Zuführrolle
ersetzt. Offensichtlich können
die Zuführrolle
und die Aufnahmerolle so ausgebildet sein, dass sie gegeneinander
austauschbar sind, so dass eine volle Aufnahmerolle durch eine leere
Zuführrolle
ersetzt werden kann und umgekehrt, was das Auswechseln erleichtert.
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Die
Vorrichtung 10 ist wirksam, indem sie beabstandete Bilder
auf die Aufnahmebahn 18 druckt. Die erste Druckstation 14a beginnt
mit dem Drucken von einem der Bilder auf die Bahn. Während dieser Zeit
wird der Zylinder 12 gedreht, wodurch die Bahn 18 relativ
zu dem Druckkopf 22 bewegt wird, so dass die erste Druckstation 14a die
erste Farbe an der (den) gewünschten
Stelle(n) über
das gesamte Ausmaß des
vorgesehenen Bilds drucken kann. Sobald die erste Druckstation das
Drucken beendet hat, wird das erste Bild in Überdeckung mit der zweiten
Druckstation 14b gebracht. Gleichzeitig ist die erste Druckstation
bereit, mit dem Drucken eines zweiten Bilds auf die Bahn zu beginnen,
wobei das zweite Bild von dem ersten Bild beabstandet ist. Die zweite
Druckstation führt
das Drucken auf das erste Bild in der zweiten Farbe aus, und dann
wird das erste Bild in Überdeckung
mit der dritten Druckstation gebracht. Dieser Vorgang wird wiederholt,
bis das erste Bild in Überdeckung
mit jeder verbliebenen Druckstation gebracht ist, so dass das gewünschte Farbbild
vollständig
auf die Bahn aufgedruckt wird. Die Verwendung der Mehrfach-Druckstationen 14a-e,
die um den Zylinder herum angeordnet sind, ermöglicht, das gleichzeitige Drucken
einer Vielzahl von Bildern, so dass der Durchsatz des Druckers erhöht wird.
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Sobald
das Drucken des ersten Bilds abgeschlossen ist, wird das erste Bild
dann mit einer Karte in einer Zuführungs- und Bildübertragungsstation 20 zusammengeführt, um
die Übertragung
der Deckschicht und der Tintenaufnahmeschicht der Bahn auf die Kunststoffkarte
zu ermöglichen,
so dass das Bild auf die Karte übertragen
wird. Für
den Durchschnittsfachmann sollte ersichtlich sein, dass die Länge jedes
Druckbilds auf der Bahn so gewählt
werden sollte, dass das Bild vollständig auf die Karte passen kann.
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3 zeigt
eine Explosionsansicht der Aufnahmebahnzuführrolle 16, wobei
dargestellt ist, wie die Zuführrolle 16 drehbar
angebracht ist. Eine Achse 46 ist an einem Ende davon in
einem Basisblock 48 unter Verwendung eines Befestigungselements 50 oder
dergleichen festgelegt, wobei sich die Achse 46 senkrecht
davon erstreckt. Eine erste, allgemein zylindrische untere Spindel 52 ist über der
Achse 46 angeordnet und weist einen vergrößerten unteren
Bereich 54 auf, der eine verjüngte Schulter 56 definiert. Ein
zentraler Durchgang 58 erstreckt sich in Längsrichtung
durch die Spindel 52, wobei sein Durchmesser größer als
der Durchmesser der Achse 46 ist, um den Durchtritt der
Achse zu ermöglichen.
Ein Lager 60 passt in das untere Ende des Durchgangs 58,
um die Spindel 52 auf der Achse 46 drehbar anzubringen.
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Eine
obere Spindel 62 weist einen Abschnitt 64 mit
kleinem Durchmesser auf, der eng in den zentralen Durchgang 58 der
Spindel 52 passt und die Anbringung der oberen Spindel 62 auf
der unteren Spindel 52 ermöglicht. Ein Abschnitt 66 der
Spindel 62, der großen
Durchmesser hat, weist drei beabstandete Finger 68a, 68b, 68c auf,
die sich axial davon erstrecken. Die Finger 68a-c sind
flexibel, und jeder Finger weist eine verjüngte Schulter 70 an
seiner äußeren Oberfläche auf.
Die Spindel 62 weist ferner einen zentralen Durch gang 72 auf,
der sie durchsetzt und einen Durchmesser hat, der größer als
der Durchmesser der Achse 46 ist, und ein Lager 74,
das dem Lager 60 gleicht, ist in dem Durchgang 72 so
angeordnet, dass es die Spindel 62 auf der Achse 46 drehbar
anbringt.
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Im
Gebrauch werden die zwei Spindeln 52, 62 zusammengefügt und um
die Achse 46 herum so angeordnet, dass sie sich relativ
dazu drehen. Die Aufnahmebahnzuführrolle 16 mit
der darauf befindlichen Aufnahmebahn 18 wird dann um die
Spindeln 52, 62 herum zwischen der verjüngten Schulter 56 des
vergrößerten unteren
Bereichs 54 und den verjüngten Schultern 70 der
Finger 68a-c angeordnet.
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Um
die Zuführrolle
in ihrer Lage festzulegen, ist eine Exzentereinrichtung 76 um
das obere Ende der Achse 46 herum innerhalb des durch die
Finger 68a-c definierten Durchmessers so angeordnet, dass die
Finger selektiv nach außen
und in Kontakt mit der Rolle 16 vorgespannt werden. Die
Exzentereinrichtung 76 weist einen zylindrischen Körperbereich 78 auf,
wobei an dessen unterem Ende eine Vielzahl von beabstandeten Exzenterflächen 80 definiert
sind. Die Anzahl der Exzenterflächen 80 entspricht
der Anzahl der Finger 68a-c, wobei der Abstand zwischen den
Exzenterflächen
dem Abstand zwischen den Fingern entspricht. Die Exzenterflächen 80 sind
so ausgebildet, dass sie mit den Fingern in Kontakt sind und sie
in Abhängigkeit
von der Drehposition des Körperbereichs 78 nach
außen
in Eingriff mit der Rolle 16 vorspannen. Um die Finger
nach außen
in Kontakt mit der Rolle vorzuspannen, wird die Exzentereinrichtung 76 gedreht,
so dass die Exzenterflächen 80 mit
den Fingern 68a-c in Eingriff gelangen, wodurch diese nach
außen
vorgespannt werden, so dass die verjüngten Schultern 70 an
den Fingern mit der Rolle 16 in Eingriff gelangen, wodurch
die Rolle sandwichartig zwischen den Schultern 70 und der
Schulter 56 angeordnet wird. Die Drehung der Exzentereinrichtung
in die Gegenrichtung hebt die Vorspannung der Finger nach außen auf,
so dass die Rolle 16 ausgewechselt werden kann, indem die
Rolle von den Spindeln 52, 62 heruntergeschoben
wird. Ein Gewindebolzen 82 ist mit einem geeignet vorgesehenen
Gewindeloch 84 in dem Ende der Achse 46 in Eingriff,
um die Exzentereinrichtung 76 in ihrer Lage zu sichern.
Ferner ist eine Schraubenfeder 86 zwischen dem Lager 74 und
dem unteren Ende der Exzentereinrichtung 76 angeordnet,
um die Exzentereinrichtung nach außen so vorzuspannen, dass das Greifen
mit den Fingern eines Benutzers oder mit einem geeigneten Werkzeug
erleichtert wird, wenn die Exzentereinrichtung gedreht werden soll.
Eine ähnliche
Anordnung kann verwendet werden, um die Zuführrolle 26 und die
Aufnahmerolle 28 auf ihren jeweiligen Achsen anzubringen.
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Die
Zuführrolle 16 ist
bevorzugt mit einer Spanneinrichtung versehen, um eine mechanische Spannung
auf die Bahn 18 aufzubringen, während sie durch den Zylinder 12 von
der Rolle 16 abgewickelt wird. Die Spanneinrichtung weist
eine becherförmige
Reibscheibe 88 auf, die um die Achse 46 herum
unter der Spindel 52 angeordnet ist. Die Reibscheibe 88 ist
becherförmig
und weist eine zylindrische Seitenwand 90 und eine Bodenwand 92 auf.
In der Bodenwand 92 befinden sich ein zentral angeordnetes
Loch 94, das den freien Durchtritt der Welle 46 ermöglicht,
und ein bogenförmiger
Schlitz 96, der zwischen dem Loch 94 und der Seitenwand 90 gebildet
ist und dessen Zweck sich noch aus der Beschreibung ergibt. Eine
erste und eine zweite eingekerbte Scheibe 98a, 98b sind
unter der Reibscheibe 88 angeordnet und alternieren mit
einer ersten und einer zweiten Beilagscheibe 100a, 100b.
Die Beilagscheiben 100a, b weisen zentrale Öffnungen 102 auf, die
eine solche Gestalt haben, dass die Beilagscheiben an der Achse 46 festgelegt
sind, um eine Drehung der Beilagscheiben an der Achse zu verhindern,
dass sie jedoch in Axialrichtung daran gleitbar sind. Die eingekerbten
Scheiben 98a, b weisen jeweils drei beabstandete Kerben 104 in
ihrem Außenumfang
auf, wobei Stifte 106 mit der Bodenwand 92 der
Reibscheibe 88 verbunden sind und sich davon erstrecken
und in den Kerben in Eingriff sind, so dass die eingekerbten Scheiben
an der Reibscheibe 88 festgelegt sind und sich damit drehen.
Eine zylindrische Kompressionsfeder 108 wie etwa eine Schraubenfeder
ist um das Ende der Achse 46 herum angeordnet und liegt
auf dem Basisblock 48 und ist mit dem unteren Ende der
zweiten Beilagscheibe 100b ist Eingriff. Die Feder 108 spannt
die Beilagscheiben 100a, b und die eingekerbten Scheiben 98a,
b nach oben in Eingriff miteinander und mit dem unteren Ende der
Reibscheibe 88 vor, so dass dann, wenn sich die Reibscheibe 88 dreht,
was ein Drehen der eingekerbten Scheiben bewirkt, zwischen den eingekerbten
Scheiben und den ortsfesten Beilagscheiben Reibung erzeugt wird,
so dass dem Drehen der Rolle 16 Widerstand entgegensetzt
und dadurch eine mechanische Spannung auf die Bahn 18 aufgebracht wird.
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Damit
sich die Reibscheibe 88 dreht, weist der vergrößerte untere
Bereich 54 einen Stift 110 auf, der damit verbunden
ist und sich nach unten zu der Scheibe 88 hin und durch
den bogenförmigen
Schlitz 96 erstreckt. Da der Stift 110 an der
Spindel 52 befestigt ist, dreht er sich mit dieser. Die
Anordnung aus dem Stift 110 und dem Schlitz 96 lässt begrenzte Drehbewegungen
der Spindel 52 relativ zu der Scheibe 88 in dem
Bereich zu, der durch den Schlitz 96 definiert ist. Sobald
jedoch der Stift 110 mit dem Ende des Schlitzes 96 in
Kontakt ist, dreht sich die Scheibe 88 mit der Spindel 52,
was bewirkt, dass sich die eingekerbten Scheiben 98a, b
relativ zu den Beilagscheiben 100a, b drehen, so dass die
auf die Bahn 18 wirkende Reib-Zugkraft erzeugt wird.
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Um
den Grad der Drehbewegung der Rolle 16 zu erfassen, ist
eine eingekerbte Scheibe 112 mit einer Vielzahl von in
Umfangsrichtung beabstandeten radialen Fingern 114 um die
Achse 46 herum unter der Spindel 52 angeordnet.
Die Scheibe 112 weist eine zentrale Öffnung 116, die den
Durchtritt der Achse zulässt,
und eine versetzte Öffnung 118 auf,
durch die hindurch sich der Stift 110 erstreckt, so dass
sich die Scheibe 112 mit der Spindel 52 dreht.
Eine Sensoranordnung 120 ist an dem oberen Ende des Basisblocks 48 befestigt
und relativ zu der Scheibe 112 angeordnet, um den Durchtritt
der Finger 114 zu erfassen, während sich die Scheibe 112 mit
der Rolle 16 dreht, wodurch eine Anzeige des Grads der
Drehung der Rolle 16 bereitgestellt wird.
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Eine
Torsionsfeder 122 ist um die Achse 46 herum zwischen
der Scheibe 112 und der Reibscheibe 88 angeordnet.
Die Feder 122 ist bevorzugt eine Schraubenfeder von herkömmlicher
Konstruktion und weist einen ersten Finger 124, der mit
dem Stift 110 in Eingriff ist, und einen zweiten Finger 126 auf, der
mit einem Stift 128 in Eingriff ist, der mit der Bodenwand 92 der
Reibscheibe 88 verbunden ist und sich davon erstreckt.
Die Torsionsfeder 122 hält
die Bahn 18 unter mechanischer Spannung, wenn der Vorschub
der Bahn 18 zu dem Zylinder angehalten ist, d. h. wenn
die Drehung des Zylinders 12 aufhört.
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Die
Antriebseinrichtung 130 zum Antreiben des Zylinders 12 ist
in 4 gezeigt. Die Antriebseinrichtung 130 bildet
eine offene Positionssteuerung für den
Zylinder 12. Wie gezeigt, wird der Zylinder 12 von
einem Motor 132, bevorzugt einem Schrittmotor, durch eine
Getriebeanordnung 134 angetrieben, um die genaue Positionierung
des Zylinders und der damit in Reibschluss stehenden Aufnahmebahn 18 relativ
zu den Druckstationen 14a-e zu erreichen. Die Antriebseinrichtung
ist zwar als ein Schrittmotor und eine Getriebeanordnung beschrieben;
falls erwünscht,
können
jedoch andere digitale Schritt-Antriebseinrichtungen
verwendet werden.
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Die
Getriebeanordnung 134 weist ein als Ritzel ausgebildetes
erstes Zahnrad 136, das von dem Motor 132 angetrieben
wird, und ein Zwischenrad 138 auf, das mit dem ersten Ritzel 136 in
Eingriff ist und von diesem angetrieben wird. Eine Achse 140 erstreckt
sich von dem Zwischenrad 138, und ein als Ritzel ausgebildetes
zweites Zahnrad 142 ist an dem Ende der Achse 140 so
festgelegt, dass es sich mit dem Zahnrad 138 dreht. Ein
Zahnrad 144 mit großem Durchmesser
ist mit dem Zylinder 12 verbunden und wird von dem zweiten
Ritzel 142 angetrieben.
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Wie 4 zeigt,
ist der Durchmesser des Zahnrads 144 relativ zu den Größen der
anderen Zahnräder 136, 138, 142 groß ausgebildet.
Beispielsweise kann der Durchmesser des Zahnrads 144 ungefähr gleich
dem Durchmesser des Zylinders 12 sein; der Durchmesser
des Zahnrads 144 kann jedoch entweder größer oder
kleiner als der Durchmesser des Zylinders sein. Der große Durchmesser
des Zahnrads 144 minimiert die Auswirkungen von Exzentrizitäten und
anderen Fehlern in dem Zahnrad 144, so dass die Fehler
nur eine minimale oder keine Auswirkung auf die Positionierung der
Bahn 18 relativ zu den Druckstationen 14a-e haben.
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Der
Durchmesser des zweiten Ritzels 142 ist so gewählt, dass
das Ritzel 142 sich während
des Druckvorgangs an jedem Segment genau zweimal dreht, wodurch
eventuelle Exzentrizitätsfehler
in den Zahnrädern 138, 142 aufgehoben
werden, so dass solche Fehler die Ausfluchtung der Bahn mit den Druckstationen
nicht beeinflussen. Ferner werden die Auswirkungen von Fehlern in
den Zahnrädern 136, 138 durch
das Untersetzungsverhältnis
des Zahnrads 142 zu dem Zahnrad 144 reduziert.
Deshalb ist die Getriebeanordnung 134 speziell so ausgebildet,
dass die Auswirkungen von Fehlern in den Zahnrädern 136, 138, 142, 144 auf
die Positionierung des Zylinders 12 und der Bahn 18 minimiert
werden. Ferner ist die Trommel 12 bevorzugt so bemessen, dass
sie ein ganzzahliger Wert der Motorumdrehung ist. Eine Widerstandsbremse
oder dergleichen kann ebenfalls an der Getriebeanordnung 134 vorgesehen sein,
um Totgang und Lastveränderungen
zu reduzieren.
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Es
versteht sich, dass zwar bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, dass die Erfindung
jedoch nicht auf bestimmte Formen oder Anordnungen der beschriebenen
und gezeigten Teile beschränkt
ist.