EP0993957B1 - 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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EP0993957B1
EP0993957B1 EP99120232A EP99120232A EP0993957B1 EP 0993957 B1 EP0993957 B1 EP 0993957B1 EP 99120232 A EP99120232 A EP 99120232A EP 99120232 A EP99120232 A EP 99120232A EP 0993957 B1 EP0993957 B1 EP 0993957B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
printing
printing head
scanner
head suspension
print head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99120232A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0993957A3 (de
EP0993957A2 (de
Inventor
Karl-Heinz Dipl.-Ing. Pröstler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DSP-PRINT-TEC GmbH
Original Assignee
DSP-PRINT-TEC GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by DSP-PRINT-TEC GmbH filed Critical DSP-PRINT-TEC GmbH
Publication of EP0993957A2 publication Critical patent/EP0993957A2/de
Publication of EP0993957A3 publication Critical patent/EP0993957A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0993957B1 publication Critical patent/EP0993957B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/304—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/304—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • 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 to a device for automatically adjusting the height of a printer device (D) arranged above a conveyor with a movably mounted, resilient print head suspension (DA) and a print head holder (DH) for the printer device (D) connected to the print head suspension (DA).
  • DA movably mounted, resilient print head suspension
  • DH print head holder
  • DE 24 52 393 C2 discloses a printing system for applying figures and characters on packages that are brought on a conveyor known.
  • the printing system has u.a. a, adjacent to a conveyor frame on which a print head is arranged, which is adjustable in a direction parallel to the Packgutober Structure level in two mutually perpendicular directions, and in a third, perpendicular to this parallel plane direction and forth guided and forth which is provided with a drive device for this reciprocation.
  • the ink jet printer Printhead is arranged on a carriage which is movably guided in the two mutually perpendicular and parallel to the Packgutober Structure directions and connected for each of these directions of movement with a drive motor. Furthermore, the print head is associated with a surface element that is responsive to surface irregularities of the packaged product surface, which is in communication with a control device. The control device controls the drive motors for the carriage in such a way that the print head is automatically adjusted to an area suitable for printing on the packaged goods.
  • the scanning element by controlling the drive means for moving the print head in the third direction, maintains a preselected distance of the print head from a package surface having surface irregularities.
  • the protruding on the bumper probe element is loaded by a spring which is arranged on a guide shaft.
  • a switch responsive to the load of the spring engages a motor when the set load limits of the spring are reached. If the sensing element does not feel resistance, the minimum spring load is achieved and the motor rotates in the direction in which the printhead is extended. If the probe then encounters resistance, the spring is loaded and the switch shuts off the motor. If the load on the spring rises to the set maximum value, the switch responds again and causes the motor to rotate in the opposite direction, so that the spring is relieved again until the switch switches off the motor.
  • the spring thus controls the fine region and the motor controls the coarse region of the probe element.
  • the switch may be load or motion dependent, and the probe may include a ferromagnetic head that generates a signal as it strikes a steel band.
  • the printing system also detects protruding frame strips and strapping made of steel or plastic and prevents them from falling into the labeling area. Also, the printing of curved and irregular - z. B. convex surfaces - possible, with the print image is perfectly legible by keeping constant the distance between the print head and surface to be printed.
  • a device for printing thin-shelled objects by the pad printing method with at least one clamping device for the objects and at least one pad printing station known.
  • the device has a clamping devices with two opposing jaws, which are each equipped with a pressure ring, each of which can be placed on a pole portion of an egg is.
  • one of the jaws in a slightly loosened clamping position be brought, wherein the clamped egg is rotatable relative to the other jaw. It is also possible that with the help of a clamped, slightly loosened egg contacting straightening jaw, from which the egg is centered when turning and advancing, the egg straighten.
  • the directional jaw consists for example of a slightly concave curved surface, which is designed with a rubber-elastic mass.
  • the tensioning position which is slightly loosened for alignment, is generated by means of a pulling device acting on the clamping jaw.
  • the pulling device may preferably be a fixed Gleitkulisse, slide along the parts of the clamping jaw so that this clamping jaw is pulled over the other slightly outwards, so that the clamping position is relaxed.
  • jigs are mounted on a linear conveyor which passes through several stations in succession, wherein at the beginning of the run an egg feeder and at least one, preferably up to eight tampon printing stations are arranged in the conveyor.
  • a sensor which senses the non-occupation or the presence of a broken egg is arranged in the region through which the clamping device passes after the delivery device and the first tampon printing station.
  • the printing stations are activated via a control device so that they pass the non-existent or damaged eggs provided jigs without printing.
  • DE 195 32 724 A1 discloses a multi-color printing device with a print head containing the printhead, which is arranged in a printing unit known, the print head via a separate drive translationally above the object to be printed is moved, and wherein a Guiding device is provided for the object to be printed.
  • the guide means on a receiving surface for the object to be printed, wherein the object via the guide means in a direction orthogonal to the direction of movement of the printing unit under the printing unit is movable and wherein the distance of the printing unit is adjustable to the receiving surface of the guide device.
  • the drive for the object and the drive for the printing unit are controlled by a common control.
  • the drive of the printing unit is controlled via signals of the drive of the object.
  • the printing unit is thus controlled depending on the presence of an object or depending on the position of the object.
  • a height sensor is provided for the sensor. This sensor automatically detects the height of the object and adjusts the distance of the printing unit to the recording surface. This can be done immediately before the printing process and / or during the printing process. In this way, successively different height objects can be printed, which may also change the height of an object or the printing process can take place in two different levels.
  • DE 34 17 381 A1 discloses a device for automatically adjusting the height of a printer head over a supplied paper web in dependence on the thickness of the supplied paper known.
  • the paper entry does not hinder, the device in the conveying direction of the paper in front of the printer head a feeler roller rests on the supplied paper web on.
  • the sensor roller is resiliently mounted in the direction perpendicular to the conveying direction of the paper web and the sensor roller is connected to a linearly perpendicular to the conveying direction movable holder for the printer head.
  • the feeler roller is pivotable about a pivot point arranged in the direction of extent of the paper web at a relatively great distance from it, in that the connection point between the feeler roller and holder is arranged substantially perpendicularly above the axis of rotation of the feeler roller and as a joint between a pivot arm for the feeler roller and the holder is trained. It is thereby achieved that the amount of movement perpendicular to the conveying direction of the paper is approximately the same at the sensing point determined by the feeler roller and in the pressure range.
  • the feeler roller is pressed elastically against the paper web, wherein the elastic attachment is preferably effected by a spring.
  • the feeler roller presses the paper web firmly against a support pad located below the paper web, preferably a support roller.
  • a reliable and easy delivery is achieved by the pressure.
  • the threading of a new paper web to the printer head is easy, since this only has to be pushed under the feeler roller, which is thereby raised.
  • the printer head is adjustable relative to a by the sensing roller to the respective paper thickness in height above the paper web adjustable holder .
  • the height adjustment can be achieved in that the printer head is adjustable relative to the holder via a slot in the direction perpendicular to the paper web. It can also be provided here appropriate eccentric means.
  • a printing device separates 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 important because the printing industry is a highly advanced, development-friendly industry that is quick to pick up and put into effect any improvements or simplifications.
  • the invention is compared to the known printing systems on the object to design this of such that the printing of curved and irregular -.
  • B. convex surfaces - is possible, the image should be largely undistorted and perfectly legible.
  • the object is achieved by a device which is characterized in that at least the resilient print head suspension (DA) is aligned perpendicular to the conveyor of the surface to be printed, and the print head holder (DH) for the printer device (D) with an integrally formed scanner (A). is configured, and the printing device (D) extends into the scanner (A).
  • the device according to the invention has the advantage that a continuous transition between flat and uneven surfaces to be printed is created in a surprisingly simple manner. Compared to the prior art, the costly effort is low by eliminating a drive means for moving the print head and corresponding distance and position detectors.
  • the print head suspension ensures that the contact force on the surface to be printed is low, so that even against shock-sensitive surfaces can be printed.
  • the distance between the surface to be printed and the print head is small and is also constant, so that the printed image remains largely undistorted even at the transition to the curved surface. Depending on the height difference, it is possible to print exactly over material overlays.
  • the weight of the print head suspension is at least partially compensated by an adjustable tension spring which is arranged above the pressure suspension and which exerts a counterforce.
  • This embodiment of the invention has the advantage that the attenuation of the transient process of the print head suspension is adjustable over a wide range when the scanner abuts the surface to be printed. Damage to the surface to be printed or overshoot of the print head suspension is thereby reliably avoided.
  • the weight of the print head suspension is at least partially offset by a laterally arranged on the print head suspension rocker with associated adjustable compression or tension spring or by a counterweight.
  • An extension of the oscillating arm ensures that, with regard to inevitably existing tolerances in the print head guide, the distortions of the printed image caused by the pivoting remain small and, moreover, are not significant due to the extremely short distance between the print head and the surface to be printed.
  • the scanner has a spherical shape and has a recess for the printing area and a Winkeleinstell noticed on. This is adjustable so that the scanner slides at an acute angle to the surface to be printed.
  • This development of the invention has the advantage that a "smooth sliding" is achieved on the surface to be printed by the rounded on all sides scanner.
  • a direct contact after the printing process regardless of the direction of printing, practically can not take place through a slot beyond the curves.
  • the control device keeps the filling quantity in the print head cartridge of both print heads at the same fill level.
  • FIG. 1a shows a first embodiment of the print head suspension DA according to the invention in the view, wherein the weight of the print head suspension DA is at least partially compensated by an adjustable tension spring ZF arranged above the print head suspension DA which exerts a counterforce.
  • FIG. 2a shows a second embodiment of the print head suspension DA according to the invention, in which the weight of the print head suspension DA is at least partially compensated by a rocker S arranged laterally on the print head suspension DA with an associated adjustable compression or tension spring F or by a counterweight.
  • the printhead holder DH is designed as a movable printhead suspension DA with a molded-on scanner A, wherein the distance between the surface to be printed and the print head DK is low and also constant.
  • a parallelogram or triangular or roller or gear guide can be provided with or without pneumatic drive of the print head suspension DA.
  • the scanner A may be spherically shaped and have a recess AS for the printing area. Furthermore, an angle adjusting device can be provided, which is preferably adjustable such that the scanner A in acute angle slips on the surface to be printed. When impinging on the surface to be printed, the scanner A triggers a switching function for the printing process.
  • the printing device D itself may be an ink jet printer or a laser printer or a digital printer which is in communication with a control device. The control device is connected both to the conveyor and to a storage device containing the imprint (not shown in the drawing).
  • the control device keeps the filling quantity in the printhead cartridge of both print heads DK at the same level.
  • print heads DK are connected in series, which are controlled in parallel by the control device and which in each case print in the product direction or perpendicular to the transport direction.
  • printhead holders DH are or are arranged laterally and / or underneath.
  • the printing system according to the invention is suitable for the direct printing of fragile goods, such as eggs, glass surfaces, and also goods with flat and uneven surface such as cardboard, food, pipes, film wraps, tarpaulins, Rescueumwüllept, pharmaceutical preparations, furniture and similar wood products, tubes, bottles, Balloons, CD-s, data carriers such as floppy disks, chip cards and other suitable.
  • fragile goods such as eggs, glass surfaces, and also goods with flat and uneven surface
  • the printing device is followed by an infrared or UV lamp or a blower.
  • the controller the transport speed of the conveyor and the printing speed to each other synchronously.
  • a rotary encoder / frequency co-ordinator can be provided.
  • At least one air nozzle can be arranged on the scanner A in such a way that an air cushion can be generated between the scanner A and the product surface by overpressure or by suction to the product surface.
  • special inks can be used, which indicate, for example by color change, the state raw or cooked eggs.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer oberhalb einer Fördereinrichtung angeordneten Druckereinrichtung (D) mit einer bewegliche gelagerten, federelastischen Druckkopfaufhängung (DA), und einem mit der Druckkopfaufhängung (DA) verbundenen Druckkopfhalter (DH) für die Druckereinrichtung (D).
  • 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 oder Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
  • Schließlich ist aus der DE 34 173 81 A1 eine Vorrichtung zur automatischen Positionsanpassung des Druckerkopfes an die Dicke von Papier, das als Rollenware vorliegt, bekannt. Der im Grundzustand senkrecht angeordnete Halter für den Druckerkopf ist obenends durch ein ebenfalls senkrecht ausgerichtetes Langloch geführt. Im unteren Bereich ist mit der Halter über ein Gelenk mit einem Hebel verbunden. Der am Gelenkpunkt angelegte Hebel wird untenseitig durch die auf dem Papier aufliegende Fühlerwalze gestützt, wobei die Fühlerwalze mit dem Hebel drehbar durch den Anlenkpunkt verbunden ist und der Hebel bei Verdrängung der Fühlerwalze bei dickem Papier auf einer radialen Kurvenbahn verdrängt wird, wobei der Druckkopf zwangsweise seine senkrechte Position bezüglich des zu bedruckenden Gegenstandes verliert.
  • Der Erfindung liegt gegenüber den bekannten Drucksystemen die Aufgabe zugrunde, dieses der 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.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest die federelastische Druckkopfaufhängung (DA) senkrecht zur Fördereinrichtung der zu bedruckenden Fläche ausgerichtet ist, und der Druckkopfhalter (DH) für die Druckereinrichtung (D) mit einem angeformten Abtaster (A) ausgestaltet ist, und die Druckeinrichtung (D) sich bis in den Abtaster (A) erstreckt.
  • 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 gekrümmten 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 "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 15 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/Frequenzcichter 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:
    • ➢ 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 (17)

  1. Vorrichtung zur automatischen Anpassung der Höhe einer oberhalb einer Fördereinrichtung angeordneten Druckereinrichtung (D) mit
    - einer beweglich gelagerten, federelastischen Druckkopfaufhängung (DA), und
    - einem mit der Druckkopfaufhängung (DA) verbundenen Druckkopfhalter (DH) für die Druckereinrichtung (D),
    wobei
    - zumindest die federelastische Druckkopfaufhängung (DA) senkrecht zur Fördereinrichtung der zu bedruckenden Fläche ausgerichtet ist, und
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Druckkopfhalter (DH) für die Druckereinrichtung (D) mit einem angeformten Abtaster (A) ausgestaltet ist, und die Druckeinrichtung (D) sich bis in den Abtaster (A) erstreckt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Druckkopfaufhängung (DA) durch eine oberhalb der Druckkopfaufhängung angeordnete einstellbare Zugfeder (ZF), welche eine Gegenkraft ausübt, zumindest teilweise ausgeglichen wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch1, 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 sein 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. 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.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bedrucken der Seiten- oder Bodenfläche des auf der Fördereinrichtung befindlichen Produkts, Druckkopfhalter (DH) seitlich oder unterhalb angeordnet ist oder sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckeinrichtung (D) eine Infrarot- oder UV-Lampe oder ein Gebläse nachgeordnet ist.
  12. 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.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Abtasters (A) eine Vertiefung aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopfhalter (DH) an einer Schwinge (S) hängend angeordnet ist.
  15. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Füllmenge in der Druckkopfpatrone beider Druckköpfe (DK) auf gleichem Füll-standniveau hält.
  16. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Transportgeschwindigkeit der Fördereinrichtung und die Druckgeschwindigkeit zueinander asynchron hält.
  17. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch die Anwendung einer Tinte, welche den Zustand roh oder gekocht der Eier durch einen Farbumschlag anzeigt.
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