EP0993957A2 - Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer Druckeinrichtung mit einem Abtaster - Google Patents

Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer Druckeinrichtung mit einem Abtaster Download PDF

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EP0993957A2
EP0993957A2 EP99120232A EP99120232A EP0993957A2 EP 0993957 A2 EP0993957 A2 EP 0993957A2 EP 99120232 A EP99120232 A EP 99120232A EP 99120232 A EP99120232 A EP 99120232A EP 0993957 A2 EP0993957 A2 EP 0993957A2
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EP
European Patent Office
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printing
print head
scanner
print
printed
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EP99120232A
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EP0993957A3 (de
EP0993957B1 (de
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Karl-Heinz Dipl.-Ing. Pröstler
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DSP-PRINT-TEC GmbH
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DSP-PRINT-TEC GmbH
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Publication of EP0993957A3 publication Critical patent/EP0993957A3/de
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J25/304—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface
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    • B41J25/308—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface with print gap adjustment mechanisms
    • B41J25/3086—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface with print gap adjustment mechanisms with print gap adjustment means between the print head and its carriage
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    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects

Definitions

  • the invention relates primarily to an automatic device Adjustment of the height of one arranged above a conveyor Printing device.
  • DE 24 52 393 C2 describes a printing system for application of figures and characters on packs on a conveyor be introduced, known.
  • the printing system includes one, one Conveyor arranged adjacent frame on which a Printhead is arranged in a plane parallel to the surface of the packaged goods in two directions perpendicular to each other is adjustable, and in one third, perpendicular to this parallel plane direction reciprocating is guided and which with a drive device for this back and forth Movement is provided.
  • the trained as an inkjet printer Printhead is arranged on a carriage that is in the two of each other directions can be moved at right angles and parallel to the surface of the packaged goods guided and for each of these directions of movement with a drive motor connected is. Furthermore, the printhead is on Appealing surface irregularities of the packaged goods surface Assigned probe element that is connected to a control device.
  • the Control device controls the drive motors for the carriage so that the Print head automatically on an area on the packaged goods that is suitable for printing is adjusted.
  • the sensing element holds by controlling the drive device Movement of the print head in the third direction a preselected distance the printhead from one having surface irregularities Surface of the packaged goods.
  • the pushbutton protruding from the bumper is loaded by a spring a leadership shaft is arranged.
  • a switch that is on the load of the If the spring responds, a motor switches on when the set load limits the spring are reached. If the probe does not feel resistance, the minimum spring load is reached and the motor turns in the direction which the print head is extended. Then hits the tactile element Resistance, the spring is loaded and the switch switches off the motor. If the load on the spring rises to the set maximum value, the speaks Switch on again and let the motor turn in the opposite sense, so that the spring is relieved until the switch switches off the motor.
  • the spring thus controls the fine area and the motor the coarse area of the Probe element.
  • the switch can work depending on the load or movement and the sensing element may have a ferromagnetic sensitive head that generates a signal when it hits a steel strip.
  • the printing system also detects protruding frame strips and Strapping made of steel or plastic and prevents this in the Label area fall. Also the printing of domed and irregular - e.g. B. convex surfaces - possible, whereby by Keeping the distance between the print head and the surface to be printed constant the print image is perfectly legible.
  • DE 38 36 142 A1 describes a device for printing thin-shelled objects using the pad printing process, with at least a jig for the objects and at least one Pad printing station known.
  • the device has a clamping device with two opposing jaws, each equipped with a pressure ring are, which can each be placed on a pole area of an egg.
  • the straightening jaw for example, consists of a light concave surface, which is designed with a rubber-elastic mass.
  • the slightly loosened clamping position for alignment is adjusted with the help of a Clamp attacking pulling device generated.
  • the Traction device preferably be a fixed sliding link on which parts of the Slide the jaw so that this jaw opposite the other is pulled slightly outwards so that the clamping position is loosened.
  • Jigs attached to a linear conveyor, one after the other passes through several stations, one at the beginning of the run Egg feeder and at least one in the conveyor, preferably up to eight tampon printing stations are arranged.
  • the Printing stations activated via a control device so that they do not existing fixtures or those with damaged eggs let pass without printing.
  • DE 195 32 724 A1 describes a multi-color printing device a printhead containing the printing ink, which in a printing unit arranged is known, the print head translationally via its own drive is movable above the object to be printed, and wherein one Guide device is provided for the object to be printed.
  • the guide device Around to provide a multi-color printing device with the significantly higher Objects are printable, the guide device has a Recording area for the object to be printed on, the object via the guide device in a direction of movement of the printing unit orthogonal direction is movable under the printing unit and wherein the Distance of the printing unit to the receiving surface of the guide device is adjustable.
  • the drive for the object and the Drive for the printing unit controlled by a common control become.
  • the printing unit therefore becomes dependent on the presence of an object or depending on the position of the object.
  • a sensor that detects the height of the object is provided. Via this sensor, the height of the object and the Distance of the printing unit to the receiving surface set. This can be done immediately before the printing process and / or during the printing process this way, objects of different heights can be printed one after the other be, whereby the height of an object may change or the Printing process can be done in two different levels.
  • DE 34 17 381 A1 describes an automatic device Adjustment of the height of a printer head over a fed paper web in Depending on the thickness of the fed paper known.
  • the device points in the conveying direction of the paper not to impede it Paper in front of the printer head a feeler roller on the feed Paper web rests on.
  • the sensor roller is in the direction perpendicular to Direction of conveyance of the paper web is resiliently stored and with the feeler roller a holder for the printer head that can be moved linearly perpendicular to the conveying direction connected.
  • the feeler roller is one in the direction of extension Paper web with a relatively large distance from the fulcrum pivotable by the connection point between the sensor roller and holder in the is arranged substantially perpendicular to the axis of rotation of the sensor roller and as a joint between a swivel arm for the feeler roller and the holder is trained. This ensures that the movement size is perpendicular to Direction of delivery of the paper at the sensing point determined by the feeler roller and is approximately the same in the pressure range.
  • the sensor roller is pressed elastically against the paper web, the elastic attachment preferably done by a spring.
  • This causes the feeler roller to press Paper web firmly against one located below the paper web Support pad, preferably a support roller. If this backup roller is driven, the pressure makes it reliable and simple Funding achieved. In particular, threading a new paper web is for Printer head simple, since these are simply pushed under the feeler roller must be raised, which is thereby raised.
  • the printer head relative to one through the feeler roller to the respective paper thickness in its height above the Paper web adjustable holder is adjustable.
  • the height adjustment can achieved that the printer head relative to the holder via an elongated hole in perpendicular direction to the paper web is adjustable. It can also be here suitable eccentric means may be provided.
  • Printing system - as in the subject of DE 34 17 381 A1 - could be of great Be useful, on the other hand, a printing device with a scanner which resiliently presses against the surface to be printed on fragile goods and to carry out a large height adjustment. This is particularly significant because the printing industry is extremely progressive, development-friendly industry that is viewed very quickly takes up any improvements and simplifications and indeed implements.
  • the object of the invention is compared to the known printing systems based on designing it in such a way that the printing of arched and irregular - e.g. B. convex surfaces - is made possible, which Print image should be largely undistorted and perfectly legible.
  • This task is based on an automatic device Adjustment of the height of one arranged above a conveyor Printing device, with an at least perpendicular to the conveying direction printing surface movably mounted, resilient Print head suspension (DA) and with a print head holder (DH) for the Printing device (D), which is designed with a molded scanner (A) is solved.
  • DA Print head suspension
  • DH print head holder
  • the device according to the invention has the advantage of being surprising simple way a continuous transition between levels and uneven surfaces to be printed is created. Compared to the state of the Technology is due to the elimination of a drive device for moving the Printhead and corresponding distance and position detectors of the low expenditure.
  • the printhead suspension ensures that that the contact force on the surface to be printed is low, so that surfaces sensitive to impact can also be printed.
  • Farther is advantageous that the distance between the surface to be printed and the print head is small and is also constant, so the print image itself Transition to the curved surface remains largely undistorted. Depending on Height difference can be printed exactly over material overlaps become.
  • This embodiment of the invention has the advantage that the damping of the Printhead suspension transient response when the scanner is nudged the surface to be printed is adjustable over a wide range. A Damage to the surface to be printed or overshoot This reliably prevents printhead suspension.
  • the scanner is spherical shaped and has a recess for the printing area and a Angle adjustment device on. This is adjustable so that the scanner in acute angle slides onto the surface to be printed.
  • the control device the fill quantity in the print head cartridge of both print heads on the same Level holds.
  • This configuration causes the printhead suspension to be skewed reliably avoided during operation.
  • FIG. 1a shows a first embodiment of the invention Print head suspension DA in the view, the weight of the Printhead suspension DA by one above the printhead suspension DA arranged adjustable tension spring ZF, which exerts a counterforce, at least is partially offset.
  • FIG. 2a shows a second embodiment of the invention Print head suspension DA in the view, the weight of the Print head suspension DA through a side on the print head suspension DA arranged rocker arm S with assigned adjustable compression or tension spring F or is at least partially balanced by a counterweight.
  • the print head holder DH as Movable printhead suspension DA with a molded scanner A is configured, the distance between the surface to be printed and the print head DK is small and is also constant.
  • a guide for the Print head suspension DA can be a parallelogram or triangle or Roller or gear wheel guide with or without pneumatic drive Printhead suspension DA can be provided.
  • the scanner A can be spherical and a recess AS for the Have print area. Furthermore, an angle adjustment device can be provided become, which is preferably adjustable such that the scanner A in acute angle slides onto the surface to be printed. When hitting the the area to be printed, the scanner A triggers a switching function for the Printing process.
  • the printing device D itself can be an inkjet printer or be a laser printer or a digital printer that works with a Control device is connected. The control device is compatible with both Conveyor device as well as with one containing the imprint Storage device connected (not shown in the drawing).
  • the printhead suspension DA has at least two Printheads DK carries, they will be kept at the same level.
  • the control device in the Printhead cartridge holds both printheads DK at the same level.
  • the printing system according to the invention is for direct printing on fragile goods, such as eggs, glass surfaces, etc., as well as goods with a flat surface and uneven surface such as cardboard boxes, food, pipes, foil wraps, Tarpaulins, product wrappings, pharmaceutical products, furniture and the like Wooden products, tubes, bottles, balloons, CD-s, data carriers such as floppy disks, Chip cards etc. best for.
  • the printing device is preferably one Infrared or UV lamp or a fan downstream.
  • the control device keeps the transport speed of the wrapping process Conveyor and the printing speed synchronized with each other. For this a pulse generator / frequency converter can be provided.
  • At least one air nozzle can be arranged on the scanner A in such a way that An air cushion between scanner A and product surface due to overpressure or suction is generated on the product surface by negative pressure can.
  • special inks can also be used, which e.g. indicate the condition of the eggs raw or cooked by changing the color.

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Abstract

Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer oberhalb einer Fördereinrichtung angeordneten Druckeinrichtung (D), mit einer zumindest senkrecht zur Förderrichtung der zu bedruckenden Fläche beweglich gelagerten, federelastischen Druckkopfaufhängung (DA) und mit einem Druckkopfhalter (DH) für die Druckeinrichtung (D), welcher mit einem angeformten Abtaster (A) ausgestaltet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft in erster Linie eine Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer oberhalb einer Fördereinrichtung angeordneten Druckeinrichtung.
Die Konzeption von Drucksystemen zur Direktbeschriftung von Produkten, hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Insbesondere die Tintenstrahl-Technologie hat sich als zuverlässige, komfortable und kostengünstige Variante für das Signieren und Beschriften von Produkten erwiesen. Hohe Zuverlässigkeit, geringe Kosten, sehr guter Bedienungskomfort und hohe Druckqualität zeichnen diese Technik aus.
Beispielsweise ist aus der DE 24 52 393 C2 ein Drucksystem zum Aufbringen von Figuren und Schriftzeichen auf Packungen, die auf einem Fördergerät herangeführt werden, bekannt. Das Drucksystem weist u.a. einen, einer Fördereinrichtung benachbart angeordneten Rahmen auf, an welchem ein Druckkopf angeordnet ist, der in einer zur Packgutoberfläche parallelen Ebene in zwei rechtwinklig zueinander liegenden Richtungen verstellbar ist, und in einer dritten, zu dieser parallelen Ebene rechtwinkligen Richtung hin- und herbewegbar geführt ist und welcher mit einer Antriebseinrichtung für diese Hin- und Herbewegung versehen ist.
Um eine selbsttätige Ermittlung eines für das Anbringen des Aufdruckes passenden Bereiches zu ermöglichen und sicherzustellen, dass der Aufdruck auch bei gewissen Unebenheiten der zu bedruckenden Oberfläche gut lesbar erfolgt, ist im einzelnen vorgesehen, dass der als Tintenstrahldrucker ausgebildete Druckkopf an einem Schlitten angeordnet ist, der in den beiden zueinander rechtwinklig und parallel zur Packgutoberfläche liegenden Richtungen bewegbar geführt und für jede dieser Bewegungsrichtungen mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Weiterhin ist dem Druckkopf ein, auf Oberflächenunregelmäßigkeiten der Packgutoberfläche ansprechendes Tastelement zugeordnet, das mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht. Die Steuereinrichtung steuert die Antriebsmotoren für den Schlitten derart, dass der Druckkopf selbsttätig auf einen, für den Aufdruck passenden Bereich am Packgut verstellt wird. Das Tastelement hält durch Steuerung der Antriebseinrichtung zur Bewegung des Druckkopfes in der dritten Richtung einen vorgewählten Abstand des Druckkopfes von einer, OberflächenunregelmäBigkeiten aufweisenden Packgutoberfläche ein.
Das am Stoßfänger vorstehende Tastelement ist von einer Feder belastet, die auf einem Führungsschaft angeordnet ist. Ein Schalter, der auf die Belastung der Feder anspricht, schaltet einen Motor ein, wenn die eingestellten Belastungsgrenzen der Feder erreicht sind. Wenn das Tastelement keinen Widerstand spürt, ist die minimale Federbelastung erreicht und der Motor dreht in der Richtung, in welcher der Druckkopf ausgefahren wird. Trifft das Tastelement dann auf einen Widerstand, wird die Feder belastet und der Schalter schaltet den Motor ab. Steigt die Belastung der Feder bis zum eingestellten Maximalwert, spricht der Schalter erneut an und läßt den Motor im entgegengesetzten Sinn drehen, so daß die Feder wieder soweit entlastet wird, bis der Schalter den Motor ausschaltet. Die Feder steuert somit den Feinbereich und der Motor den Grobbereich des Tastelementes. Der Schalter kann belastungs- oder bewegungsabhängig arbeiten und das Tastelement kann einen ferromagnetempfindlichen Kopf aufweisen, der ein Signal erzeugt, wenn dieser auf ein Stahlband trifft.
Das Drucksystem ermittelt also auch vorstehende Rahmenleisten und Umreifungsbänder aus Stahl oder Kunststoff und verhindert, dass diese in den Beschriftungsbereich fallen. Auch ist das Bedrucken von gewölbten und unregelmäßigen - z. B. konvexen Oberflächen - möglich, wobei durch Konstanthaltung des Abstandes zwischen Druckkopf und zu bedruckender Fläche das Druckbild einwandfrei lesbar ist.
Weiterhin ist aus der DE 38 36 142 A1 eine Vorrichtung zum Bedrucken dünnschaliger Gegenstände nach dem Tampondruckverfahren, mit wenigstens einer Einspannvorrichtung für die Gegenstände und wenigstens einer Tampondruck-Station bekannt. Um nach dem Tampondruckverfahren rohe oder gekochte Eier in der Schale mehrfarbig an der Vorder- und Rückseite des Eies zu bedrucken, weist die Vorrichtung eine Einspannvorrichtungen mit zwei gegenüberliegende Spannbacken auf, die mit je einem Druckring ausgestattet sind, der je auf einen Polbereich eines Eies aufsetzbar ist.
Um die in der Einspannvorrichtung erfaßten Eier, die nicht exakt ausgerichtet sind, in eine exakte Ausrichtung zu bringen, so daß eine einwandfreie Mehrfarbbedruckung auf der Vorder- und Rückseite eines Eies möglich ist, kann in Ergänzung hierzu, eine der Spannbacken in eine leicht gelockerte Spannstellung gebracht werden, wobei das eingespannte Ei gegenüber der anderen Spannbacke verdrehbar ist. Dabei ist es zusätzlich möglich, dass mit Hilfe einer das eingespannte, etwas gelockerte Ei kontaktierenden Richtbacke, von der das Ei beim Drehen und Weiterbewegen zentrisch ausgerichtet wird, das Ei zurechtzurücken. Die Richtbacke besteht beispielsweise aus einer leicht konkav gewölbten Fläche, die mit einer gummielastischen Masse ausgelegt ist. Beim Rollen entlang der Richtbacke, die vorzugsweise oberhalb der Bewegungsrichtung des Eies angeordnet ist, wird durch das Rollen und Drücken des Eies in eine ausgerichtete Position zwischen den Druckringen der Spannbacken ausgerichtet.
Die für das Ausrichten leicht gelockerte Spannstellung wird mit Hilfe einer an der Spannbacke angreifenden Zugvorrichtung erzeugt. Dabei kann die Zugvorrichtung vorzugsweise eine feststehende Gleitkulisse sein, an der Teile der Spannbacke so entlang gleiten, daß diese Spannbacke gegenüber der anderen etwas nach außen gezogen wird, so daß die Spannstellung gelockert wird.
Um größere Stückzahlen verarbeiten zu können, sind mehrere der Einspannvorrichtungen an einem Linearförderer angebracht, der nacheinander mehrere Stationen durchläuft, wobei am Beginn des Durchlaufs eine Eier-Zuführvorrichtung und im Durchlauf des Förderers wenigstens eine, vorzugsweise bis zu acht Tampon-Druckstationen angeordnet sind.
Da beim Druck und beim Einspannen immer wieder ein Ei zerbricht, ist in dem Bereich, der von der Einspannvorrichtung nach der Zuführvorrichtung und der ersten Tampon-Druckstation durchlaufen wird, ein Fühler angeordnet, der die Nichtbesetzung oder das Vorhandensein eines zerbrochenen Eies abfühlt. Für den Fall, dass der Näherungsfühler ein zerbrochenes Ei signalisiert, werden die Druckstationen über eine Steuervorrichtung so aktiviert, daß sie die nicht vorhandenen oder mit beschädigten Eiern versehenen Einspannvorrichtungen ohne Druckvorgang passieren lassen.
Weiterhin ist aus der DE 195 32 724 A1 eine Mehrfarbendruckvorrichtung mit einem die Druckfarbe enthaltenden Druckkopf, welcher in einer Druckeinheit angeordnet ist bekannt, wobei der Druckkopf über einen eigenen Antrieb translatorisch oberhalb des zu bedruckenden Gegenstands verfahrbar ist, und wobei eine Führungseinrichtung für den zu bedruckenden Gegenstand vorgesehen ist. Um eine Mehrfarbendruckvorrichtung bereitzustellen, mit der deutlich höhere Gegenstände bedruckbar sind, weist die Führungseinrichtung eine Aufnahmefläche für den zu bedruckenden Gegenstand auf, wobei der Gegenstand über die Führungseinrichtung in einer zur Bewegungsrichtung der Druckeinheit orthogonalen Richtung unter der Druckeinheit bewegbar ist und wobei der Abstand der Druckeinheit zur Aufnahmefläche der Führungseinrichtung einstellbar ist.
Im einzelnen ist vorgesehen, dass der Antrieb für den Gegenstand und der Antrieb für die Druckeinheit über eine gemeinsame Steuerung angesteuert werden. Dies entspricht im wesentlichen der Steuerung bei einem herkömmlichen Drucker, wobei dort die Transportwalzen angesteuert werden. Dabei wird der Antrieb der Druckeinheit über Signale des Antriebs des Gegenstands angesteuert. Die Druckeinheit wird also abhängig vom Vorhandensein eines Gegenstands bzw. abhängig von der Position des Gegenstands angesteuert.
Schließlich ist ein die Höhe des Gegenstands erfassender Sensor vorgesehen. Über diesen Sensor wird automatisch die Höhe des Gegenstands erfaßt und der Abstand der Druckeinheit zur Aufnahmefläche eingestellt. Dies kann unmittelbar vor dem Druckvorgang und/oder während des Druckvorganges erfolgen Auf diese Weise können nacheinander unterschiedlich hohe Gegenstände bedruckt werden, wobei sich ggf. die Höhe eines Gegenstandes auch ändern bzw. der Druckvorgang in zwei unterschiedlich hohen Ebenen erfolgen kann.
Schließlich ist aus der DE 34 17 381 A1 eine Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe eines Druckerkopfes über einer zugeführten Papierbahn in Abhängigkeit von der Dicke des zugeführten Papiers bekannt. Um neben der automatischen Anpassung der Höhe des Druckerkopfes über der Papierbahn, die Papiereinführung nicht zu behindern weist die Vorrichtung in Förderrichtung des Papiers vor dem Druckerkopf eine Fühlerwalze die auf der zugeführten Papierbahn aufliegt auf. Die Fühlerwalze ist in Richtung senkrecht zur Förderrichtung der Papierbahn nachgiebig gelagert und mit der Fühlerwalze ist ein linear senkrecht zur Förderrichtung bewegbarer Halter für den Druckerkopf verbunden.
Im einzelnen ist die Fühlerwalze um einen in Erstreckungsrichtung der Papierbahn mit relativ weitem Abstand zu ihr angeordneten Drehpunkt schwenkbar, indem die Verbindungsstelle zwischen Fühlerwalze und Halter im wesentlichen senkrecht über der Drehachse der Fühlerwalze angeordnet ist und als Gelenk zwischen einem Schwenkarm für die Fühlerwalze und dem Halter ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Bewegungsgröße senkrecht zur Förderrichtung des Papiers an der durch die Fühlerwalze bestimmten Abfühlstelle und im Druckbereich annähernd gleich ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Fühlerwalze elastisch gegen die Papierbahn gedrückt wird, wobei die elastische Anlage vorzugsweise durch eine Feder erfolgt. Hierdurch drückt die Fühlerwalze die Papierbahn fest gegen eine unterhalb der Papierbahn befindliche Abstützunterlage, vorzugsweise eine Stützrolle. Wenn diese Stützwalze angetrieben ist, so wird durch den Andruck eine zuverlässige und einfache Förderung erreicht. Insbesondere ist das Einfädeln einer neuen Papierbahn zum Druckerkopf hin einfach, da diese lediglich unter die Fühlerwalze geschoben werden muß, die dabei angehoben wird.
Um Abstände im Druckbereich verschieden einzustellen, ohne die Höhe oder den Abstand in Hubbewegungsrichtung an der Abfühlstelle der Fühlerwalze zu verändern, ist schließlich vorgesehen, dass der Druckerkopf relativ zu einem durch die Fühlerwalze an die jeweilige Papierdicke in seiner Höhe über der Papierbahn anpaßbaren Halter verstellbar ist. Die Höhenverstellung kann dadurch erreicht werden, dass der Druckerkopf relativ zum Halter über ein Langloch in senkrechter Richtung zur Papierbahn einstellbar ist. Es können hier auch geeignete Exzentermittel vorgesehen sein.
Weiterhin ist für das wartungsfreie Bedrucken von Eiern mit Lebensmittelfarbe auf der PACK IT' 95 in Basel von der Fa. Francis Bühler AG eine Anlage mit vier Druckpatronen vorgestellt worden, bei der die unterschiedlichen Beschriftungsoberflächenhöhen durch Abtastung und einer Parallelogrammschwenkung ausgeglichen werden. Dieser Weg ist ebenfalls beim Gegenstand der EP 0 908 313 A2, welche nicht vorveröffentlicht ist, eingeschlagen worden.
Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, erfordert das Bedrucken von nicht flachen Gegenständen - z. B. Papierbahnen, CD o. dgl. - sondern deutlich höheren Gegenständen, z. B. technischen Gegenständen, wie Gehäuseteile, Spielzeug, z.B. Würfel o. dgl. (Gegenstände mit einer nicht vernachlässigbaren Dicke), einen hohen Aufwand zur Höhenverstellung. Beispielsweise eine höhenverstellbare Plattform für den Gegenstand, wie bei einer in der DE 195 32 724 A1 beschriebenen Ausführungsform, oder eine Antriebseinrichtung zur Bewegung des Druckkopfes, wie beim Drucksystem gemäß der DE 24 52 393 C2. Ein für diesen Anwendungsbereich einfacheres Drucksystem - wie beim Gegenstand der DE 34 17 381 A1 - könnte von großem Nutzen sein, andererseits scheidet eine Druckeinrichtung mit einem Abtaster, welcher federelastisch gegen die zu bedruckende Fläche drückt, bei zerbrechlichen Gütern und zur Durchführung einer großen Höhenverstellung aus. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Druck-Industrie als äußerst fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die sehr schnell irgendwelche Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
Der Erfindung liegt gegenüber den bekannten Drucksystemen die Aufgabe zugrunde, dieses derart auszugestalten, dass auch das Bedrucken von gewölbten und unregelmäßigen - z. B. konvexen Oberflächen - ermöglicht wird, wobei das Druckbild weitgehend unverzerrt und einwandfrei lesbar sein soll.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer oberhalb einer Fördereinrichtung angeordneten Druckeinrichtung, mit einer zumindest senkrecht zur Förderrichtung der zu bedruckenden Fläche beweglich gelagerten, federelastischen Druckkopfaufhängung (DA) und mit einem Druckkopfhalter (DH) für die Druckeinrichtung (D), welcher mit einem angeformten Abtaster (A) ausgestaltet ist, gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise ein kontinuierlicher Übergang zwischen ebenen und unebenen zu bedruckenden Flächen geschaffen wird. Im Vergleich zum Stand der Technik ist durch den Wegfall einer Antriebseinrichtung zur Bewegung des Druckkopfes und entsprechender Abstands- sowie Positionsdetektoren der kostenmäßige Aufwand gering. Durch die Druckkopfaufhängung wird erreicht, dass die Auflagekraft auf der zu bedruckenden Oberfläche gering ist, so dass auch gegen Stoß empfindliche Oberflächen bedruckt werden können. Weiterhin ist von Vorteil, dass der Abstand zwischen der zu bedruckenden Oberfläche und dem Druckkopf gering ist und zudem konstant ist, so das Druckbild selbst am Übergang zur gekrummten Oberfläche weitgehend unverzerrt bleibt. Je nach Höhendifferenz kann so über Materialüberlagerungen hinweg exakt gedruckt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2, wird das Gewicht der Druckkopfaufhängung durch eine oberhalb der Druckaufhängung angeordnete einstellbare Zugfeder, welche eine Gegenkraft ausübt, zumindest teilweise ausgeglichen.
Diese Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Dämpfung des Einschwingvorgangs der Druckkopfaufhängung beim Anstoßen des Abtasters an die zu bedruckende Oberfläche in weitem Bereich einstellbar ist. Eine Beschädigung der zu bedruckenden Oberfläche oder ein Überschwingen der Druckkopfaufhängung wird dadurch zuverlässig vermieden.
Gemäß Patentanspruch 3, wird das Gewicht der Druckkopfaufhängung durch eine seitlich an der Druckkopfaufhängung angeordnete Schwinge mit zugeordneter einstellbarer Druck- oder Zugfeder oder durch ein Gegengewicht zumindest teilweise ausgeglichen.
Durch eine Verlängerung des Schwingarms wird erreicht, dass im Hinblick auf zwangsläufig vorhandene Toleranzen in der Druckkopfführung, die durch die Verschwenkung hervorgerufenen Verzerrungen des Druckbildes gering bleiben und zudem durch den äußerst geringen Abstand zwischen Druckkopf und zu bedruckender Oberfläche nicht ins Gewicht fallen.
In Weiterbildung der Erfindung ist, gemäß Patentanspruch 5, der Abtaster ballig geformt und weist eine Aussparung für den Druckbereich und eine Winkeleinstelleinrichtung auf. Diese ist derart einstellbar, dass der Abtaster im spitzen Winkel auf die zu bedruckende Fläche aufgleitet.
Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass durch den nach allen Seiten abgerundeten Abtaster ein
Figure 00100001
sanftes Aufgleiten" auf der zu bedruckenden Oberfläche erreicht wird. Zudem kann durch ein Langloch über die Rundungen hinaus eine direkte Berührung nach dem Druckvorgang, gleich in welcher Druckrichtung, praktisch nicht erfolgen.
Sind mindestens zwei Druckköpfe an der Druckkopfaufhängung angeordnet, so ist vorzugsweise gemäß Patentanspruch 9 vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die Füllmenge in der Druckkopfpatrone beider Druckköpfe auf gleichem Füllstandniveau hält.
Durch diese Ausgestaltung wird eine Schieflage der Druckkopfaufhängung während des Betriebs zuverlässig vermieden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
FIG. 1a
eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckkopfaufhängung in der Ansicht und
FIG. 1b
in der Seitenansicht und
FIG. 2a
eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckkopfaufhängung in der Ansicht und.
FIG. 2b
in der Seitenansicht.
FIG. 1a zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckkopfaufhängung DA in der Ansicht, wobei das Gewicht der Druckkopfaufhängung DA durch eine oberhalb der Druckkopfaufhängung DA angeordnete einstellbare Zugfeder ZF, welche eine Gegenkraft ausübt, zumindest teilweise ausgeglichen wird.
FIG. 2a zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckkopfaufhängung DA in der Ansicht, wobei das Gewicht der Druckkopfaufhängung DA durch eine seitlich an der Druckkopfaufhängung DA angeordnete Schwinge S mit zugeordneter einstellbarer Druck- oder Zugfeder F oder durch ein Gegengewicht zumindest teilweise ausgeglichen wird.
Gemeinsam ist beiden Ausführungsformen, dass der Druckkopfhalter DH als bewegliche Druckkopfaufhängung DA mit einem angeformten Abtaster A ausgestaltet ist, wobei der Abstand zwischen der zu bedruckenden Oberfläche und dem Druckkopf DK gering und zudem konstant ist. Als Führung für die Druckkopfaufhängung DA kann eine Parallelogramm- oder Dreieck- oder Rollen- oder Zahnrad- Führung mit oder ohne pneumatischen Antrieb der Druckkopfaufhängung DA vorgesehen werden.
Der Abtaster A kann ballig geformt sein und eine Aussparung AS für den Druckbereich aufweisen. Ferner kann eine Winkeleinstelleinrichtung vorgesehen werden, welche vorzugsweise derart einstellbar ist, dass der Abtaster A im spitzen Winkel auf die zu bedruckende Fläche aufgleitet. Beim Auftreffen auf der zu bedruckenden Fläche löst der Abtaster A eine Schaltfunktion für den Druckvorgang aus. Die Druckeinrichtung D selbst kann ein Tintenstrahldrucker oder ein Laserdrucker oder ein digitaler Drucker sein, welcher mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht. Die Steuereinrichtung ist sowohl mit der Fördereinrichtung als auch mit einer den Aufdruck enthaltenden Speichereinrichtung verbunden (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Für den Fall, dass die Druckkopfaufhängung DA mindestens zwei Druckköpfe DK trägt, werden diese auf gleicher Höhe gehalten werden. Hierzu kann vorgesehen werden, dass die Steuereinrichtung die Füllmenge in der Druckkopfpatrone beider Druckköpfe DK auf gleichem Füllstandniveau hält.
Zur Erzielung einer hohen Druckgeschwindigkeit und/oder Auflösung sind mehrere Druckköpfe DK hintereinander geschaltet, welche parallel von der Steuereinrichtung angesteuert werden und welche jeweils in Produktrichtung bzw. senkrecht zur Transportrichtung drucken. Zum Bedrucken der Seiten- und/oder Bodenfläche des auf der Fördereinrichtung befindlichen Produkts, ist oder sind seitlich und/oder unterhalb Druckkopfhalter DH angeordnet.
Das erfindungsgemäße Drucksystem ist für das direkte Bedrucken von zerbrechlichen Gütern, wie Eiern, Glasflächen u.a., sowie von Gütern mit ebener und unebener Oberfläche wie Kartonagen, Lebensmitteln, Rohren, Folienwickeln, Planen, Produktumhüllungen, Arzneimittelformlingen, Möbeln und ähnlichen Holzprodukten, Tuben, Flaschen, Ballons, CD-s, Datenträgern wie Disketten, Chipkarten u.a. bestens geeignet. Soll beispielsweise beim Umwickelvorgang ein Folienwickel bedruckt werden, so ist vorzugsweise der Druckeinrichtung eine Infrarot- oder UV-Lampe oder ein Gebläse nachgeordnet. Beim Umwickelvorgang hält die Steuereinrichtung die Transportgeschwindigkeit der Fördereinrichtung und die Druckgeschwindigkeit zueinander synchron. Hierzu kann ein Drehimpulsgeber/Frequenzrichter vorgesehen werden. Weiterhin kann am Abtaster A mindestens eine Luftdüse derart angeordnet werden, dass zwischen Abtaster A und Produktoberfläche durch Überdruck ein Luftpolster oder durch Unterdruck ein Ansaugen an die Produktoberfläche erzeugt werden kann. Schließlich können auch spezielle Tinten zur Anwendung gelangen, welche z.B. durch Farbumschlag den Zustand roh oder gekocht der Eier anzeigen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise eine Beschriftung beliebiger ebener oder unebener Oberflächen - mit oder ohne Oberflächenstruktur - ermöglicht wird, welche folgende Vorteile aufweist:
  • Figure 00130001
    Verzerrungen des Druckbilds sind praktisch nicht wahrnehmbar.
  • Durch Hintereinanderschaltung mehrerer Druckköpfe ist die Druckgeschwindigkeit in weitem Bereich zu steigern.
  • Die Auflagekraft kann je nach Anwendungsfall in weitem Bereich variiert werden.
  • Der zusätzliche Kostenaufwand für die bewegliche Druckkopfaufhängung und dem Abtaster ist sehr gering.
    • Alle dargestellten und beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten, sowie alle in der Beschreibung und/oder der Zeichnung offenbarten neuen Einzelmerkmale und ihre Kombination untereinander, sind erfindungswesentlich. Beispielsweise kann das Aufbringen einer zu bedruckenden Tube auf einen Dorn (Reibschluß) entfallen, da beim Druckvorgang keine Druckkraft ausgeübt wird, das Drucksystem ist auch zum Bedrucken unter schwierigen Umgebungsbedingungen (Staub), z.B. für das Bedrucken von Zementsäcken geeignet u.a.

    Claims (16)

    1. Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer oberhalb einer Fördereinrichtung angeordneten Druckeinrichtung (D),
      mit einer zumindest senkrecht zur Förderrichtung der zu bedruckenden Fläche beweglich gelagerten, federelastischen Druckkopfaufhängung (DA) und
      mit einem Druckkopfhalter (DH) für die Druckeinrichtung (D), welcher mit einem angeformten Abtaster (A) ausgestaltet ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Druckkopfaufhängung (DA) durch eine oberhalb der Druckkopfaufhängung angeordnete einstellbare Zugfeder (ZE), welche eine Gegenkraft ausübt, zumindest teilweise ausgeglichen wird.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Druckkopfaufhängung (DA) durch eine seitlich an der Druckkopfaufhängung angeordnete Schwinge (S) mit zugeordneter einstellbarer Druck- oder Zugfeder (F) oder durch ein Gegengewicht zumindest teilweise ausgeglichen wird.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parallelogramm- oder Dreieck- oder Rollen- oder Zahnrad- Führung mit einem Schwingungsdämpfer für die Druckkopfaufhängung (DA) vorgesehen ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtaster (A) ballig geformt ist, eine Aussparung (AS) für den Druckbereich und eine Winkeleinstelleinrichtung aufweist, welche derart einstellbar ist, dass der Abtaster (A) im spitzen Winkel auf die zu bedruckende Fläche aufgleitet.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtaster (A) beim Auftreffen auf die zu bedruckende Fläche eine Schaltfunktion für den Druckvorgang auslöst.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfaufhängung (DA) mindestens zwei Druckköpfe (DK) trägt, welche durch die Druckkopfaufhängung (DA) auf gleicher Höhe gehalten werden.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (D) ein Tintenstrahldrucker oder ein Laserdrucker oder ein digitaler Drucker ist, welcher mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht und dass die Steuereinrichtung sowohl mit der Fördereinrichtung als auch mit einer den Aufdruck enthaltenden Speichereinrichtung verbunden ist.
    9. Verfahren für eine Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Füllmenge in der Druckkopfpatrone beider Druckköpfe (DK) auf gleichem Füllstandniveau hält.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer hohen Druckgeschwindigkeit und/oder Auflösung mehrere Druckköpfe (DK) hintereinander geschaltet sind, welche parallel von der Steuereinrichtung angesteuert werden und welche jeweils in Produktrichtung oder senkrecht zur Transportrichtung drucken.
    11. Verfahren für eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und 8, gekennzeichnet durch die Anwendung für das direkte Bedrucken von zerbrechlichen Gütern, wie Eiern, Glasflächen u.a., sowie von Gütern mit ebener und unebener Oberfläche wie Kartonagen, Lebensmitteln, Rohren, Folienwickeln, Planen, Produktumhüllungen, Arzneimittelformlingen, Möbeln und ähnlichen Holzprodukten, Tuben, Flaschen, Ballons, CD-s, Datenträgern wie Disketten, Chipkarten u.a.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bedrucken der Seiten- und/oder Bodenfläche des auf der Fördereinrichtung befindlichen Produkts, Druckkopfhalter (DH) seitlich und/oder unterhalb angeordnet ist oder sind.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckeinrichtung (D) eine Infrarot- oder UV-Lampe oder ein Gebläse nachgeordnet ist.
    14. Verfahren für eine Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Transportgeschwindigkeit der Fördereinrichtung und die Druckgeschwindigkeit zueinander synchron hält.
    15. Verfahren für eine Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Anwendung einer Tinte, welche den Zustand roh oder gekocht der Eier durch einen Farbumschlag anzeigt.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Abtaster (A) mindestens eine Luftdüse derart angeordnet ist, dass zwischen Abtaster (A) und Produktoberfläche durch Überdruck ein Luftpolster oder durch Unterdruck ein Ansaugen an die Produktoberfläche erzeugt werden kann.
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