WO2017137290A1 - Kartusche für eine druckeinrichtung, druckeinrichtung sowie verfahren zum einbringen einer perforation oder von schnitten und verwendung einer kartusche - Google Patents

Kartusche für eine druckeinrichtung, druckeinrichtung sowie verfahren zum einbringen einer perforation oder von schnitten und verwendung einer kartusche Download PDF

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WO2017137290A1
WO2017137290A1 PCT/EP2017/052129 EP2017052129W WO2017137290A1 WO 2017137290 A1 WO2017137290 A1 WO 2017137290A1 EP 2017052129 W EP2017052129 W EP 2017052129W WO 2017137290 A1 WO2017137290 A1 WO 2017137290A1
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WO
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cutting
cartridge
movement
sheet
cutting element
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/052129
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Wilke
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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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
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/66—Applications of cutting devices
    • B41J11/663—Controlling cutting, cutting resulting in special shapes of the cutting line, e.g. controlling cutting positions, e.g. for cutting in the immediate vicinity of a printed image
    • 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
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/66—Applications of cutting devices
    • B41J11/70—Applications of cutting devices cutting perpendicular to the direction of paper feed
    • B41J11/706—Applications of cutting devices cutting perpendicular to the direction of paper feed using a cutting tool mounted on a reciprocating carrier

Definitions

  • the invention relates to a cartridge for a printing device with a cutting device for introducing a perforation or cuts into sheet-like or sheet-like materials, a printing device with such a cartridge and a method for introducing a perforation or cuts into sheet-like or sheet-like materials and the use of such Cartridge in a printing device.
  • DE 196 51 353 A1 discloses a device for producing labels or packaging blanks, in which a sheet-like material is first printed by a printing device and then inserted into a separate cutting plotter and cut by it into labels or packaging blanks.
  • the print unit and the cutting plotter form two separate, stand-alone units, allowing manual change of printed material from the printer to the cutting plotter.
  • this cutting plotter forms a stationary unit in which the cutting device is fixedly provided in the plotter.
  • EP 0 494 483 A1 discloses a cutting plotter with which it is possible to cut out curved contours from a sheet-like material.
  • the cutting plotter on a arranged on a movable carriage cutting blade, which is rotatably provided about its axis.
  • This cutting plotter is also designed as a stationary unit, in which the cutting unit is fixedly provided in the plotter.
  • the plotter is used exclusively for trimming flat materials. A printing of the materials is not provided.
  • the invention has for its object to provide a cartridge for perforating or cutting a sheet-like or sheet-like material which is passed through a printing device, which is particularly useful in a conventional printing device. Furthermore, the invention has for its object to propose a printing device in which a cartridge for perforating or cutting the web or sheet material can be used, and to propose a method for perforating and cutting sheet or sheet materials with such a cartridge. The invention is also based on the object to propose a use of such a cartridge in a printing device.
  • a cartridge for a printing device in particular in an ink jet printer, with a housing and provided on the housing interface for connection to a movable carriage of the printing device, wherein the cartridge comprises one or more cutting devices with at least one drive, the at least one cutting movement of at least one at least one cutting edge having cutting element for introducing a perforation or of individual cuts or cutting lines in a sheet-like or sheet-like material drives.
  • a cartridge can be used as needed in a printing device.
  • the cartridge can be used to a corresponding interface on the carriage of the printing device.
  • the cartridge arranged on the carriage can be moved in a working area of the carriage.
  • the interface on the cartridge can correspond to an interface of a commercially available print cartridge or ink cartridge for inkjet printers, so that the cartridge can be used instead of a print cartridge on the carriage.
  • the drive allows an adjusting movement or cutting movement of the cutting element, in which this can be transferred from a rest position to a cutting position. As a result, an active cutting movement is performed, through which the perforation or the single cut or a cutting line is introduced into the sheet-like or sheet-like material.
  • the at least one cutting element is designed as a blade-shaped or tongue-shaped blade. This elongated configuration of the cutting element allows the formation of a narrow and very sharp blade, so that the cutting element generates a very thin cut line or perforation line in the perforation or cutting of the sheet-like or sheet-like material.
  • the cutting element pierces the web-like or sheet-like material by this configuration with a small force, so that only small mechanical loads on the blade of the cutting element occur.
  • the at least one cutting element on two cutting edges which form a V-shaped blade tip and preferably have concave or rectilinear cutting edges.
  • a cutting element is formed, which penetrates the material to be perforated with little effort.
  • the two provided on both sides of the blade tip cutting edges cause the formation of a straight cut and support the easy penetration of the cutting element in the material.
  • the at least one cutting element is led out vertically from a preferably slot-shaped guide opening in the housing relative to the housing.
  • the cutting element is laterally stabilized, so that tilting or breaking of the cutting element during perforation or cutting is avoided.
  • the guide opening an exact alignment of the cutting element.
  • the drive drives an oscillating up and down movement of the at least one cutting element.
  • the length of the webs between the perforation holes can be determined.
  • a continuous cut can also be made in the sheet-like or sheet-like material.
  • a further embodiment of the cartridge provides that the cutting device comprises at least one force storage element, which counteracts the driven by the drive cutting movement of the at least one cutting element.
  • the cutting device comprises at least one force storage element, which counteracts the driven by the drive cutting movement of the at least one cutting element.
  • the cutting device in the cartridge comprises at least one damping element, which damps at least the return movement or the feed movement of the at least one cutting element.
  • the damping element reduces the noise during perforation or cutting.
  • a plurality of cutting elements are provided in the housing, the blades of which are aligned fixedly at different angles of intersection. These can be controlled individually or at least partially together with the at least one drive for a cutting movement.
  • a variety of cutting or Perforationsverêt can be introduced, such as curved, zigzag shaped, wavy or the like and any geometric shapes and patterns.
  • the cutting elements are selectively or all jointly controlled by the drive and lead, depending on summonmilldem cutting angle or perforation line to be introduced, individually or jointly through the cutting motion.
  • An alternative embodiment of the cartridge provides that the at least one cutting element is rotatably mounted in the cartridge about its longitudinal axis in the housing.
  • This rotatable arrangement can be generated with only one cutting element any curves in the perforation or cutting of the sheet-like or sheet-shaped material by the cutting element is aligned in any cutting angle.
  • the cutting element can make a rotation of at least 180 ° about its longitudinal axis and take any intermediate position.
  • the cartridge with the rotatable cutting element preferably comprises an actuator, with which a cutting angle of the at least one cutting element can be controlled and which is preferably rotatable about its central axis.
  • the actuator which is designed for example as a stepper motor, a targeted control of the cutting angle of the cutting element is possible.
  • the cartridge provides that the blade tip of the cutting element is arranged in the central axis. As a result, a simple control for introducing the cuts is possible because regardless of the angular position of the cutting element, the blade tip remains in the same position relative to the cartridge housing.
  • a further advantageous development of the cartridge provides that the cutting device has a housing and the housing is rotatably mounted in the housing of the cartridge. As a result, not only the cutting element is rotated about its longitudinal axis, but the entire cutting device. This design creates a structurally simple and robust design of a rotatable cutting device.
  • the interface of the housing of the cartridge corresponds to an interface of print cartridges for inkjet printers.
  • the cartridge can be used in commercially available printing devices, in particular inkjet printers, and can be arranged, for example, instead of the print cartridge at its interface. As a result, no structural changes to the printing device are necessary.
  • the interface of the housing of the cartridge preferably has an electronic interface and at least one mechanical receptacle, by means of which the housing is interchangeably arranged at the interface of the printer cartridge for the inkjet printer.
  • This electrical interface allows easy control of the cutting device. After inserting this cartridge, a signal is preferably transmitted from the cartridge to the printer controller for the printer device to recognize that this interface is a cartridge with a cutter. Accordingly, corresponding instructions are then issued by the printer controller, by which the cutting device is driven to introduce a perforation, individual cuts or cutting lines. Due to the mechanical reception, a simple insertion of the cartridge and a fixing of the housing at the interface can be made possible.
  • Such a mechanical receptacle may have a latching nose, an undercut or the like, which cooperates with a complementary element on the interface.
  • a so-called push-push-lock is possible, that is, when you press the first time a locking of the cartridge in the interface and the second pressing takes place an unlocking of the housing of the cartridge of the interface.
  • the object underlying the invention is also achieved by a printing device, in particular ink jet printer, with at least one along a travel reciprocating carriage and at least one disposed on at least one interface of the carriage print cartridge for printing a web-shaped or sheet-shaped material, in which at the Carriage is provided in addition to receiving the print cartridges at least one further interface for receiving a cartridge with at least one cutting device according to one of the above embodiments for perforating or cutting the sheet-like or sheet-shaped material.
  • This printing device offers a high degree of flexibility, since both print cartridges for printing on the material and the at least one cartridge with the cutting device are arranged on the carriage of the printing device at the same time.
  • the sheet-like or sheet-like material can thus be printed in the same device and parallel to the printing process, a perforation or a cutting line are introduced into the material.
  • the perforation or cutting is done in a process cycle and in a device, so that both considerable time and cost savings and a small footprint are possible.
  • a cutting element of the cutting device opposite a counter-holder is provided which extends along the travel path of the carriage, between the counter-holder and the cutting element, the web-shaped or sheet-like material is transportable and the cutting element at the end of a cutting movement in a immersed in the counterholder trained space dips.
  • a protection for the blade of the cutting element is formed, since it does not penetrate into a component of the printing device during the cutting movement. It also prevents components of the printing device from being damaged by the cutting element or prematurely dulling the cutting element.
  • the counter-holder also prevents a retreat of the material to be cut, whereby a precise cut can be introduced into the material.
  • the counter-holder of the printing device is designed as a cutting element open to the U-profile or the counter-holder as a provided with a groove or a longitudinal slot flat profile.
  • a counter-holder is provided over the entire processing area of the printing device, which forms a free space for the cutting element during the cutting movement.
  • the sheet-like or sheet-like material can be supported immediately adjacent to the cut.
  • the object of the invention is further achieved by a method for perforating or cutting sheet or sheet materials, in particular with a printing device according to one of the above-described embodiments, wherein the control data for driving a cutting device of the printing device for perforating or cutting the web or sheet material are transmitted, and at least one cutting element of the cutting device is displaced during a movement or after a stepwise movement of the carriage in at least one cutting movement.
  • the sheet-like or sheet-like material can be both printed as well as directly perforated or cut. This results in significant time and cost savings.
  • the method provides that the cutting movement of the at least one cutting element is controlled by an oscillating up and down movement of the at least one cutting element during the movement or the stepwise movement of the carriage.
  • the perforation or the cutting line is introduced into the material to be processed. Due to the oscillating movement very fast cutting movements are possible, whereby perforations can be generated in a short time.
  • a further preferred embodiment of the method provides that in a cutting device with a plurality of cutting elements whose blades are fixed at different cutting angles to each other, the cutting elements are selectively controlled in dependence on the cutting angle to be introduced.
  • the cutting elements are selectively controlled in dependence on the cutting angle to be introduced.
  • freely definable waveforms can be generated.
  • a longer life and cutting resistance of the cutting elements is achieved by this method, since several cutting elements alternately perform the perforation or cuts and the cutting elements are less quickly dull.
  • an actuator controls a change in a cutting angle of the at least one cutting element during the movement or before and / or after the stepwise movement of the carriage.
  • the introduction of a perforation or cuts can be individually selected and controlled so that, for example, even curved or circular or rectangular perforation and cutting courses can be generated.
  • a freely definable perforation or cut line is generated by the control of one of the cutting elements whose blades are aligned at different cutting angles to each other.
  • that cutting element is driven with the appropriate cutting angle.
  • Individual perforation or cut lines are created by driving the cutting elements with the appropriately oriented cutting angles in a particular sequence to perform the cutting motion.
  • An alternative development of the method provides that a freely definable perforation or cutting line is generated by the change in the cutting angle of the at least one cutting element.
  • the generation of a freely definable perforation or cutting line is effected here by a rotary movement of the cutting element.
  • An advantageous development of the method provides that the sheet-like or sheet-like material during the perforation or cutting performs a feed and / or backward movement in the printing device, which is aligned in particular orthogonal to the movement of the carriage.
  • curved cut and perforation profiles can be introduced into the sheet-like or sheet-like material. This also makes it possible to introduce geometric shapes, patterns and templates in the sheet-like or sheet-like material.
  • a slide of the printing device is moved into a starting position before the introduction of a first perforation or a first cut in the web-shaped or sheet-like material and / or the movement of the carriage and the up and down movement of the cutting element Reaching an end position is stopped and the carriage is moved to a rest position.
  • the object underlying the invention is further by the use of a cartridge according to one of the above embodiments in a printing device, in particular an ink jet printer, with at least one along a travel reciprocating carriage and at least one provided on at least one interface of the carriage print cartridge for Printing of a web-shaped or sheet-shaped material is achieved, wherein the cartridge is arranged with the cutting device by means of the interface provided on the housing on an intended for the at least one print cartridge interface on the carriage.
  • the compatibility of the interfaces ensures that any exchange between the print cartridges and the cartridge is made possible with the cutting device.
  • the greatest possible application namely printing and perforating and / or cutting in an existing printing device, without making any structural changes to the printing device.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a cartridge according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of the cartridge according to FIG. 1,
  • 3 a, b is a schematic view of a cutting element
  • FIG. 4 a, b is a schematic view of an alternative embodiment of a cutting element
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of an alternative embodiment of a cartridge according to FIG. 2,
  • FIG. 6 shows a schematic view from below of an alternative embodiment of a cartridge with a plurality of cutting elements
  • Figure 7 is a schematic view of a printing device according to the invention with a cartridge according to Figure 1 and
  • Figure 8 a, b are schematic views of a perforation line.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a cartridge 10 according to the invention.
  • This cartridge 10 has a housing 11. On the housing 11, an interface 25 is provided. Via this interface 25, the cartridge 10 can be arranged on a carriage 44, shown in greater detail in FIG. 7, of a printing device 39.
  • the cartridge 10 comprises a cutting device 12 with a cutting element 13, which will be described in more detail below.
  • the interface 25 of the housing 11 of the cartridge 10 comprises at least one electronic interface 36, by which control signals are forwarded to the cutting device 12 from the printer controller. Furthermore, the interface 25 comprises at least one mechanical receptacle 37, by means of which the housing 11 can be exchangeably fastened to the interface on the carriage 44 of the printing device 39.
  • This mechanical receptacle 37 may have a groove, a projection, a latching nose or the like, which forms a releasable fastening device with a complementary fastening element on the carriage.
  • a spring-loaded locking can be provided, so that after inserting the housing 11 with its interface to the interface of the carriage 44 of the printing device 39, an independent latching and fixing of the housing 11 to the carriage 44 takes place.
  • a pressure load can be sufficient to unlock the releasable attachment.
  • such a cartridge 10 can also be retrofitted with a cutting device 12.
  • the printer control can be updated to such a cartridge 10 with a cutting device 12 via a download.
  • FIG. 2 shows a schematic detail view of the cartridge 10 according to FIG.
  • the cutting device 12 is provided for cutting or perforating a sheet material with the cutting element 13.
  • This cutting element 13 is arranged displaceably in the housing 11 along its longitudinal axis.
  • the cutting element 13 has a leaf-shaped or tongue-shaped form.
  • the cutting element 13 may be formed needle-shaped, so that a very fine perforation can be generated.
  • the cutting element 13 is brought out of the housing 11 out of a guide opening 29, which is preferably slit-shaped to the blade-shaped or tongue-shaped cutting element 13.
  • a drive 14 is provided in the housing 11.
  • the drive 14 is operatively connected to the cutting element 13 and controls a cutting movement of the cutting element 13. This cutting movement is carried out as up and down movement of the cutting element 13.
  • a sheet-like or sheet-like material 42 for example a sheet of paper, not pierced in FIG. 2, is pierced by the cutting element 13, so that a cut or perforation is made in the sheet-like or sheet-like material 42.
  • the drive 14 is designed as a magnetic drive.
  • This magnetic drive comprises a magnetic coil 15 for generating a magnetic field.
  • a permanent magnet 16 is provided which is slidably disposed in the housing 11 and engages the cutting element 13 or connected thereto.
  • a guide element 17 is provided in the housing 11.
  • a force storage element 18 causes a return movement of the cutting element 12 from the cutting position to the rest position.
  • the force storage element 18 is designed as a helical spring. This helical spring is arranged between the housing 11 and the permanent magnet 16 or the cutting element 13. By the opposite interaction of the drive 14 and the force storage element 18 an alternating up and down movement of the cutting element 13 is possible. By a rapid succession of cutting movement and return movement of the cutting element 13, an oscillating up and down movement can be performed.
  • a damping element 19 is provided for damping the up and down movement of the cutting element 13. This is mounted between the permanent magnet 18 and the housing 11.
  • the damping element 19 is configured for example as an elastic plastic body and attached to a wall of the housing 11, on the permanent magnet 16 or on the cutting element 13.
  • This previously described drive 14 of the cutting device 12 can also be done in the reverse manner.
  • the spring keeps the cutting element 13 continuously in the cutting position. Only the control of the cutting element 13 by the drive 14 transfers this from the cutting position to the rest position.
  • drive 14 for carrying out the cutting movement of the cutting element 13 the use of an electric motor is also possible. By the electric motor, both the cutting movement and the return movement of the cutting element 13 can be carried out actively. It is also possible that a piezoelectric motor, a so-called ultrasonic motor, or a hydraulic or pneumatic drive 14 is used as drive 14.
  • the cutting movement of the cutting element 13 can also be controlled by the drive 14 via an eccentric shaft or an eccentric drive can be directly operatively connected to the cutting element 13 and control the cutting movement of the cutting element 13. Both in the control of the cutting element 13 via the eccentric shaft and in the control by the eccentric drive an active cutting movement and an active return movement of the cutting element 13 is performed.
  • the cutting element 13 protrudes from the housing 11 both in the rest position and in a cutting position. As a result, the cutting element 13 is always arranged in an extended position.
  • An alternative embodiment provides that the cutting element 13 is completely recessed in the rest position in the housing 11 and protrudes from the housing 11 only when transferred to the cutting position.
  • FIG. 3a shows a detailed view of the cutting element 13.
  • the cutting element 13 has two straight cutting blades 21, which form a V-shaped blade tip 22. This blade tip 22 is located in the central axis 20 of the cutting element 13. Between the two cutting blades 21, a cutting tip angle ⁇ is formed. This cutting tip angle ⁇ forms an obtuse angle ⁇ . In an alternative embodiment of the cutting element 13, the cutting tip angle ⁇ between the cutting edges 21 may also be formed as an acute angle.
  • FIG. 3b shows a sectional view of the cutting blade 21 of the cutting element 13 according to the section A-A in FIG. 3a.
  • the cutting element 13 has a very thin cross section, so that a sharp cutting blade 21 is formed.
  • the cross section of the cutting element 13 may be, for example, a few tenths of a millimeter.
  • the cutting element 13 is in particular made of metal or a ceramic.
  • This sectional view illustrates that the cutting blade 21 has a straight cutting bevel 23 which is formed by a flat edge profile from the base body 24 of the cutting element 13 to the blade edge 26 out.
  • Figure 4a shows an alternative embodiment of the cutting element 13.
  • the two cutting blades 21 form a blade tip 22, which is also arranged in the central axis 20 of the cutting element 13.
  • the cutting blades 21 have a curved shape.
  • the cutting blades 21 thereby form a sharp cutting tip angle ⁇ .
  • the sheet-like or sheet-like material 42 is easily penetrated by this cutting element 13 in the perforation or cutting, which is why on the cutting element 13 lower loads occur during the perforation or cutting process.
  • FIG. 4b shows an alternative embodiment of the cutting blade 21 according to the section B-B in FIG. 4a.
  • this cutting blade 21 the cutting bevel 23 from the base body 24 to the blade edge 26 toward a concave course.
  • the cutting bevel 23 forms a very sharp blade angle ⁇ , so that a very sharp cutting blade 21 is formed.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of an alternative embodiment of the cartridge 10 according to FIG. 2.
  • the cutting device 12 is received within the housing 11 of the cartridge 10 by an additional housing 27.
  • bearing elements 28 are provided so that a rotation of the cutting device 12 within the housing 11 is made possible.
  • the housing 27 is operatively connected to a drive shaft 32.
  • This drive shaft 32 is operatively connected to an actuator, not shown.
  • This actuator can for example be designed as a stepper motor and controls the rotational movement of the enclosure 27 with the cutting device 12. This rotational movement makes it possible to arrange the cutting element 13 in different cutting angles.
  • the rotation of the cutting device 12 can take place by at least 180 °, preferably by 360 °, so that any desired angle of intersection can be taken. Likewise, locking positions may be provided so that the cutting element 13 is aligned only to form horizontal or vertical perforations or cuts or defined intermediate angle can be adjusted. If a displacement movement of the cutting device 12 is carried out during a perforation or a cut and the orientation of the cutting element 13 is changed, it is possible to form curved perforations or cutting lines.
  • FIG. 6 shows a schematic bottom view of an alternative embodiment of the cartridge 10 with a plurality of cutting elements 13.
  • six cutting elements 13 are provided in the housing 11. These cutting elements 13 are fixed in the cutting angles and oriented differently from each other.
  • the cutting elements 13 may also be arranged side by side or in a circular arrangement.
  • the cutting elements 13 are aligned within an imaginary matrix grid 34, wherein the blade tips 22 of the cutting elements 13 are arranged at intersections of a grid of the matrix grid 34.
  • the grid spacing of the matrix grid 34 is adapted to a printable density of printing dots of a printing device 39 shown in more detail in FIG.
  • the grid spacing of the matrix grid 34 and thus the distance between the blade tips 22 of the cutting elements 13 corresponds to a multiple of the distance between the individual pressure points that can be generated.
  • the distance between the blade tips 22 of the cutting elements 13 may be adapted to a step size of a clocked transport movement of the web or sheet material 42 in the printing device 39 and to a step size of a clocked feed movement of the inserted into the printing device 39 cartridge 10.
  • the cuts made with the cutting element 13 in the web or sheet material 42 are adapted to the printable density of printing dots of the printing device 39, so that simultaneous printing and exact perforation of the web or sheet material 42 takes place.
  • the blade tip 22 of the cutting element 13 may be aligned in an imaginary matrix grid 34.
  • the blade tip 22 of the cutting element 13 is arranged in the intersection of the grid of the matrix grid 34 when performing the cutting movement before or after the stepwise advancing movement of the cartridge 10 inserted into the printing device 39 or the stepwise transport movement of the web or sheet material 42 ,
  • the grid spacing of the matrix grid 34 corresponds to a multiple of the distance between the individual printable pressure points, so that the cuts introduced by the cutting element 13 into the web or sheet material 42 are adapted to the printable density of print dots of the printing device 39.
  • the control of the cutting elements 13 can be done either by a common drive 14 or each cutting element 13 is individually driven by its own drive 14.
  • a common drive 14 one or more clutches may be provided, so that in both variants, the control of the cutting elements 13 can each be made individually or selectively and the cutting elements 13 are driven in dependence on the required cutting angle to be introduced.
  • freely definable perforation or cut lines can be introduced into the sheet-like or sheet-like material.
  • individual or all cutting elements 13 are driven together and perform a simultaneous cutting movement. This makes it possible, for example, that depending on the orientation of the cutting elements 13 to each other, cutting or perforation lines or perforation patterns are introduced by performing only a cutting movement in the sheet-like or sheet-like material.
  • six cutting elements 13 are provided which are each arranged at an angle of intersection which is aligned at 45 ° to one another. This alignment makes it possible to introduce perforation or cut lines 51 into the sheet-like or sheet-like material 42, which have a curved course. It is also possible to introduce perforation or cut lines 51 into the sheet or sheet material 42, which have a substantially circular shape.
  • cutting elements 13 are arranged in the cartridge 10, for example 12 or 16 cutting elements 13 which are aligned at different angles of intersection, e.g. at an angle of 30 ° or 22.5 °, it is possible to design a uniform curve of the perforation or cutting line 51.
  • the number of cutting elements 13 and the orientation of the cutting angle can be scaled arbitrarily and combined.
  • FIG. 7 shows a printing device 39 according to the invention.
  • This printing device 39 is designed as an inkjet printer, but may also be designed as a plotter.
  • the printer 41 comprises a printer housing 41 and a feeder for the web-shaped or sheet-like material 42.
  • a printing device 43 is provided which is arranged on a carriage 44.
  • the carriage 44 is movable along a travel path in the printing device 39.
  • the printing device 43 comprises a plurality of print cartridges 46 which are interchangeably mounted on the carriage 44 via an interface.
  • the cartridge 10 is arranged on the carriage 44. This is attached via the interface 25 of the housing 11 of the cartridge 10 to the carriage 44.
  • the interface 25 may also correspond to an interface of a commercial print cartridge 46 for ink jet printers, so that the cartridge 10 may be attached to an interface of the carriage 44 provided for a print cartridge 46.
  • the cartridge 10 is mounted next to the print cartridges 46 on an interface of the carriage 44 provided specifically for the cartridge 10.
  • the cartridge 10 substantially corresponds to the shape of the print cartridges 46.
  • the cutting device 12 opposite a counter-holder 48 is provided.
  • This counter-holder 48 extends along the travel path of the cutting device 12.
  • the web-shaped or sheet-like material 42 is transported for perforation or for cutting between the cutting device 12 and the counter-holder 48.
  • the counter-holder 48 serves as a support element, so that a uniform cut is made in the sheet-like or sheet-like material by the cutting element 13.
  • the counter-holder 48 is formed as a U-profile.
  • the U-profile forms a free space, which faces the cutting device 10. This clearance is provided so that the cutting element 13 does not penetrate into an opposing component of the printing device 39 after piercing the web-shaped or sheet-like material 42, but instead dips into the free space. Thus, it is prevented that the cutting element 12 or another component of the printing device 39 is damaged.
  • the cutting element 13 opposite member may be provided as a counter-holder 48 and a groove having a gap or an elongated slot as a free space in which the cutting element 13 is immersed after the piercing of the sheet-like or sheet-shaped material 42.
  • the printing device 39 additionally comprises a control device 49, which is provided for controlling the cutting device 12.
  • This control device 49 may be connected to a data processing device (not shown), for example a computer, notebook, tablet or smartphone, which transmits control data to the control device 49 or the cutting device 12.
  • control data include, for example, the beginning and ending position of the perforation or the cut.
  • the carriage 44 For introducing a perforation or cutting line 51 into the sheet-like or sheet-like material 42, the carriage 44 first travels to a position within a processing region of the printing device 39. Subsequently, by performing a first cutting movement of the cutting element 13, the introduction of the first perforation or the first cut. By subsequently indexing the carriage 44 and repeating the cutting motion, the perforation line 51 or cut line 52 is inserted into the sheet or sheet material. In FIG. 7, both a linear perforation line 51 and a straight line of intersection 51 in the sheet-like or sheet-like material 42 are shown by way of example.
  • the carriage 44 can also perform a continuous movement and the cutting device 12 simultaneously drive an oscillating up and down movement of the cutting element 13. Thereby, the period of time for introducing the perforation line 51 or cutting line 52 can be shortened.
  • a rotation of the cutting element 13 is driven by the actuator during the movement or before, during or after the stepwise movement of the carriage 44. This rotation of the cutting element 13 causes the change of the cutting angle.
  • the sheet-like or sheet-like material 42 is transported continuously or stepwise after the introduction of a cut in the printing device 39.
  • the cutting elements 13 are selectively driven by the drive 14 as a function of the cutting angle to be introduced and perform a cutting movement.
  • the web-shaped or sheet-like material 42 in the printing device 39 is movable in the feed direction.
  • FIG. 8a shows a schematic view of a perforation line 51 in the web-shaped or sheet-shaped material 42.
  • This perforation line 51 has a zigzag-shaped course.
  • the individual sections of the perforation line 51 are introduced into the material 42 by the cutting movement of the cutting element 13 of the cutting device 12.
  • the zigzag-shaped course can be produced with a rotatable cutting device 12 according to FIG. 5 or with a cutting device 12 with a plurality of cutting elements 13 according to FIG.
  • the actuator controls the rotational movement of the cutting element 13 before, during or after the movement of the carriage 44, so that the cutting element 13 moves into the corresponding angular position for introducing the cut is aligned. Since the cutting element 13 can be aligned by the actuator in any angular position, a freely definable course of the perforation line 51 is possible.
  • the cutting device 12 with a plurality of cutting elements 13 according to FIG. 6 is used to produce the zigzag-shaped perforation line 51, depending on the orientation of the cut to be introduced, before or after the movement of the carriage 44, that cutting element 13 is driven with the appropriate cutting angle and performed the cutting movement.
  • FIG. 8b shows a further schematic view of a perforation line 51.
  • This perforation line 51 has an arc-segment-shaped course.
  • a cutting device 13 with a rotatable cutting element 13 according to FIG. 5 or a cutting device 12 with a plurality of cutting elements 13 according to FIG. 6 can likewise be used.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kartusche (10) für eine Druckeinrichtung (39), insbesondere in einem Tintenstrahldrucker, mit einem Gehäuse (11) und einer an dem Gehäuse (11) vorgesehenen Schnittstelle (25) zum Anschluss an einem verfahrbaren Schlitten (44) der Druckeinrichtung (39), wobei die Kartusche (10) eine oder mehrere Schneidvorrichtungen (12) mit wenigstens einem Antrieb (14) umfasst, der zumindest eine Schneidbewegung von wenigstens einem Schneidelement (13) ansteuert, einem, zumindest eine Schneidkante (21) zum Einbringen einer Perforation oder von einzelnen Schnitten in ein bahnförmiges oder blattförmiges Material (42) umfasst.

Description

Kartusche für eine Druckeinrichtung, Druckeinrichtung sowie Verfahren zum Einbringen einer Perforation oder von Schnitten und Verwendung einer Kartusche
Die Erfindung betrifft eine Kartusche für eine Druckeinrichtung mit einer Schneidvorrichtung zum Einbringen einer Perforation oder von Schnitten in bahnförmige oder blattförmige Materialien, eine Druckeinrichtung mit einer solchen Kartusche und ein Verfahren zum Einbringen einer Perforation oder von Schnitten in bahnförmige oder blattförmige Materialien sowie die Verwendung einer solchen Kartusche in einer Druckeinrichtung.
Aus der DE 196 51 353 A1 geht eine Einrichtung zum Herstellen von Etiketten oder Verpackungszuschnitten hervor, bei welcher ein flächenförmiges Material zunächst von einer Druckeinrichtung bedruckt und anschließend in einem separaten Schneidplotter eingelegt und durch diesen in Etiketten oder Verpackungszuschnitte zurecht geschnitten wird. Bei dieser Einrichtung bilden die Druckeinheit und der Schneidplotter zwei voneinander getrennte, unabhängige Geräte, sodass ein manueller Wechsel des bedruckten Materials aus dem Drucker in den Schneidplotter erfolgt. Zudem bildet dieser Schneidplotter eine stationäre Einheit, bei welcher die Schneidvorrichtung fest in dem Plotter vorgesehen ist.
Die EP 0 494 483 A1 offenbart ein Schneidplotter, mit welchem es ermöglicht ist, kurvenförmige Konturen aus einem flächenförmigen Material auszuschneiden. Dazu weist der Schneidplotter ein an einem verfahrbaren Schlitten angeordnetes Schneidmesser auf, welches um seine Achse drehbar vorgesehen ist. Durch diese Vorrichtung ist bei einer linearen Verfahrbewegung des Schlittens, einer gleichzeitigen Drehbewegung des Schneidmessers und dem simultanen Transportieren des zu schneidenden Materials in dem Schneidplotter erreicht, dass kurvenförmige Schnittverläufe ausführbar sind. Auch dieser Schneidplotter ist als stationäre Einheit ausgebildet, bei welcher die Schneideinheit fest in dem Plotter vorgesehen ist. Zudem dient der Plotter ausschließlich dem Zurechtschneiden von flächenförmigen Materialien. Ein Bedrucken der Materialien ist nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kartusche zum Perforieren oder Schneiden eines blattförmigen oder bahnförmigen Materials, welches durch eine Druckeinrichtung hindurch geführt wird, vorzuschlagen, die insbesondere in eine herkömmliche Druckeinrichtung einsetzbar ist. Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Druckeinrichtung vorzuschlagen, in der eine Kartusche zum Perforieren oder Schneiden des bahn- oder blattförmigen Materials einsetzbar ist, sowie ein Verfahren zum Perforieren und Schneiden von bahnförmigen oder blattförmigen Materialien mit einer solchen Kartusche vorzuschlagen. Der Erfindung liegt ebenso die Aufgabe zugrunde, eine Verwendung einer solchen Kartusche in einer Druckeinrichtung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kartusche für eine Druckeinrichtung, insbesondere in einem Tintenstrahldrucker, mit einem Gehäuse und einer an dem Gehäuse vorgesehenen Schnittstelle zum Anschluss an einem verfahrbaren Schlitten der Druckeinrichtung gelöst, bei der die Kartusche eine oder mehrere Schneidvorrichtungen mit wenigstens einem Antrieb umfasst, der zumindest eine Schneidbewegung von wenigstens einem zumindest eine Schneidkante aufweisenden Schneidelement zum Einbringen einer Perforation oder von einzelnen Schnitten oder Schnittlinien in ein bahnförmiges oder blattförmiges Material ansteuert. Eine solche Kartusche ist nach Bedarf in eine Druckeinrichtung einsetzbar. Über die an dem Gehäuse der Kartusche vorgesehene Schnittstelle ist die Kartusche an eine korrespondierende Schnittstelle am Schlitten der Druckeinrichtung einsetzbar. Dadurch ist die an dem Schlitten angeordnete Kartusche in einem Arbeitsbereich des Schlittens verfahrbar. Die Schnittstelle an der Kartusche kann einer Schnittstelle einer handelsüblichen Druckpatrone oder Farbkartusche für Tintenstrahldrucker entsprechen, sodass die Kartusche anstelle einer Druckpatrone am Schlitten einsetzbar ist.
Der Antrieb ermöglicht eine Stellbewegung bzw. Schneidbewegung des Schneidelementes, bei der dieses aus einer Ruheposition in eine Schneidposition überführbar ist. Dadurch wird eine aktive Schneidbewegung ausgeführt, durch die die Perforation oder der einzelne Schnitt oder eine Schnittlinie in das bahnförmige oder blattförmige Material eingebracht wird.Eine bevorzugte Weiterbildung der Kartusche sieht vor, dass das wenigstens eine Schneidelement als blattförmige oder zungenförmige Klinge ausgebildet ist. Diese längliche Ausgestaltung des Schneidelementes ermöglicht das Ausbilden einer schmalen und sehr scharfen Klinge, sodass das Schneidelement bei der Perforation oder dem Schneiden des blattförmigen oder bahnförmigen Materials, eine sehr dünne Schnittlinie oder Perforationslinie erzeugt. Außerdem durchstößt das Schneidelement das bahnförmige oder blattförmige Material durch diese Ausgestaltung mit einem geringen Kraftaufwand, sodass nur geringe mechanische Belastungen an der Klinge des Schneidelementes auftreten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Kartusche weist das wenigstens eine Schneidelement zwei Schneidkanten auf, die eine V-förmige Klingenspitze bilden und vorzugsweise konkav oder geradlinig verlaufende Schneidkanten aufweisen. Durch diese im Wesentlichen dreieckförmige Gestalt der Klingenspitze ist ein Schneidelement gebildet, welches mit geringem Kraftaufwand das zu perforierende Material durchdringt. Die beiden beidseits der Klingenspitze vorgesehenen Schneidkanten bewirken das Ausbilden eines geraden Schnittes und unterstützen das leichte Eindringen des Schneidelementes in das Material.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kartusche ist das wenigstens eine Schneidelement senkrecht aus einer vorzugsweise schlitzförmigen Führungsöffnung im Gehäuse gegenüber dem Gehäuse herausgeführt. Durch die Führungsöffnung ist das Schneidelement seitlich stabilisiert, sodass ein Verkanten oder Brechen des Schneidelementes während der Perforation oder des Schneidens vermieden wird. Außerdem ist durch die Führungsöffnung eine exakte Ausrichtung des Schneidelementes gegeben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Kartusche treibt der Antrieb eine oszillierende Auf- und Abbewegung des wenigstens einen Schneidelementes an. Dadurch kann in Abhängigkeit von der Frequenz der Auf- und Abbewegung die Länge der Stege zwischen den Perforationslöchern bestimmt werden. Bei einer hohen Frequenz kann auch ein durchgehender Schnitt in das bahnförmige oder blattförmige Material eingebracht werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Kartusche sieht vor, dass die Schneidvorrichtung wenigstens ein Kraftspeicherelement umfasst, welches der durch den Antrieb angesteuerten Schneidbewegung des wenigstens einen Schneidelementes entgegenwirkt. Dadurch sind sehr schnelle Schneidbewegungen ermöglicht, sodass oszillierende Auf- und Abbewegungen des Schneidelementes ausführbar sind. Die Schneidbewegungen sind durch diese Ausgestaltung der Kartusche mit einer sehr hohen Frequenz ausführbar.
Bevorzugt umfasst die Schneidvorrichtung in der Kartusche wenigstens ein Dämpfungselement, welches zumindest die Rückstellbewegung oder die Zustellbewegung des wenigstens einen Schneidelementes dämpft. Das Dämpfungselement reduziert die Geräuschentwicklung während der Perforation oder des Schneidens. Ebenso werden durch die Dämpfung der Rückstellbewegung oder Schneidbewegung die mechanische Belastung auf die Bauteile, wie zum Beispiel die Schneidvorrichtung, das Schneidelement oder das Gehäuse der Kartusche, reduziert. Dadurch wird die Lebensdauer der Kartusche verlängert.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Kartusche sind in dem Gehäuse mehrere Schneidelemente vorgesehen, deren Klingen in unterschiedlichen Schnittwinkeln feststehend zueinander ausgerichtet sind. Diese sind einzeln oder zumindest teilweise gemeinsam mit dem wenigstens einen Antrieb für eine Schnittbewegung ansteuerbar. Dadurch können vielfältige Schnitt- oder Perforationsverläufe eingebracht werden, wie zum Beispiel kurvenförmige, zickzack förmige, wellenförmige oder dergleichen als auch beliebige geometrische Formen und Muster. Dazu sind die Schneidelemente selektiv oder alle gemeinsam von dem Antrieb ansteuerbar und führen, je nach einzubringendem Schnittwinkel oder einzubringender Perforationslinie, einzeln oder gemeinsam die Schneidbewegung durch.
Eine alternative Ausgestaltung der Kartusche sieht vor, dass das wenigstens eine Schneidelement in der Kartusche um seine Längsachse drehbar im Gehäuse gelagert ist. Durch diese drehbare Anordnung können mit nur einem Schneidelement beliebige Kurvenverläufe bei der Perforation oder dem Schneiden des bahnförmigen oder blattförmigen Materials erzeugt werden, indem das Schneidelement in einen beliebigen Schnittwinkel ausgerichtet wird. Das Schneidelement kann eine Drehung von wenigstens 180° um seine Längsachse ausführen und jede beliebige Zwischenposition einnehmen.
Die Kartusche mit dem drehbaren Schneidelement umfasst bevorzugt einen Stellantrieb, mit dem ein Schnittwinkel des wenigstens einen Schneidelementes ansteuerbar ist und das vorzugsweise um seine Mittelachse drehbar ist. Durch den Stellantrieb, der beispielsweise als Schrittmotor ausgebildet ist, ist eine gezielte Ansteuerung des Schnittwinkels des Schneidelementes ermöglicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Kartusche sieht vor, dass die Klingenspitze des Schneidelementes in der Mittelachse angeordnet ist. Dadurch ist eine einfach Ansteuerung zum Einbringen der Schnitte möglich, da unabhängig von der Winkellage des Schneidelementes die Klingenspitze in derselben Position relativ zum Kartuschengehäuse verbleibt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Kartusche sieht vor, dass die Schneidvorrichtung eine Umhausung aufweist und die Umhausung in dem Gehäuse der Kartusche drehbar gelagert aufgenommen ist. Dadurch wird nicht nur das Schneidelement um dessen Längsachse gedreht, sondern die gesamte Schneidvorrichtung. Durch diese Ausgestaltung ist eine konstruktiv einfache und robuste Ausgestaltung einer drehbaren Schneidvorrichtung geschaffen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schnittstelle des Gehäuses der Kartusche einer Schnittstelle von Druckpatronen für Tintenstrahldrucker entspricht. Dadurch ist die Kartusche in handelsübliche Druckeinrichtungen, insbesondere Tintenstrahldrucker, einsetzbar und kann beispielsweise anstelle der Druckpatrone an dessen Schnittstelle angeordnet werden. Dadurch sind keine konstruktiven Änderungen an der Druckeinrichtung notwendig.
Die Schnittstelle des Gehäuses der Kartusche weist bevorzugt eine elektronische Schnittstelle und zumindest eine mechanische Aufnahme auf, durch welche das Gehäuse auswechselbar an der Schnittstelle der Druckerpatrone für den Tintenstrahldrucker angeordnet ist. Diese elektrische Schnittstelle ermöglicht eine einfache Ansteuerung der Schneideinrichtung. Nach dem Einsetzen dieser Kartusche wird bevorzugt von der Kartusche an die Druckersteuerungein Signal übermittelt, damit die Druckervorrichtung erkennt, es handelt sich an dieser Schnittstelle um eine Kartusche mit einer Schneideinrichtung. Entsprechend werden daraufhin von der Druckersteuerung entsprechende Anweisungen ausgebeben, durch welche die Schneidvorrichtung angesteuert wird, um eine Perforation, einzelne Schnitte oder Schnittlinien einzubringen. Durch die mechanische Aufnahme kann ein einfaches Einsetzen der Kartusche und ein Fixieren des Gehäuses an der Schnittstelle ermöglicht sein. Eine solche mechanische Aufnahme kann eine Rastnase, eine Hinterschneidung oder dergleichen aufweisen, die mit einem komplementären Element an der Schnittstelle zusammenwirkt. Bevorzugt ist eine sogenannte Pusch-Pusch-Verriegelung möglich, das heißt, beim erstmaligen Drücken erfolgt eine Verriegelung der Kartusche in der Schnittstelle und beim nochmaligen Drücken erfolgt eine Entriegelung des Gehäuses der Kartusche von der Schnittstelle.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zudem durch eine Druckeinrichtung, insbesondere Tintenstrahldrucker, mit wenigstens einem entlang eines Verfahrweges hin- und herbewegbaren Schlitten und wenigstens einer an zumindest einer Schnittstelle des Schlittens angeordneten Druckpatrone zum Bedrucken eines bahnförmigen oder blattförmigen Materials gelöst, bei der an dem Schlitten zusätzlich zur Aufnahme der Druckpatronen zumindest eine weitere Schnittstelle zur Aufnahme einer Kartusche mit wenigstens einer Schneidvorrichtung nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen zum Perforieren oder Schneiden des bahnförmigen oder blattförmigen Materials vorgesehen ist. Diese Druckeinrichtung bietet eine hohe Flexibilität, da an dem Schlitten der Druckeinrichtung gleichzeitig sowohl Druckpatronen zum Bedrucken des Materials als auch die zumindest eine Kartusche mit der Schneidvorrichtung angeordnet sind. Durch diese Druckeinrichtung kann das bahnförmige oder blattförmige Material folglich in demselben Gerät bedruckt und parallel zum Druckvorgang eine Perforation oder eine Schnittlinie in das Material eingebracht werden. Das Perforieren bzw. Schneiden erfolgt dadurch in einem Prozessdurchgang und in einem Gerät, sodass sowohl erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen als auch ein geringer Platzbedarf ermöglicht sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Druckeinrichtung sieht vor, dass einem Schneidelement der Schneidvorrichtung gegenüberliegend ein Gegenhalter vorgesehen ist, der entlang des Verfahrweges des Schlittens verläuft, wobei zwischen dem Gegenhalter und dem Schneidelement das bahnförmige oder blattförmige Material transportierbar ist und das Schneidelement am Ende einer Schnittbewegung in einen am Gegenhalter ausgebildeten Freiraum eintaucht. Dadurch ist ein Schutz für die Klinge des Schneidelementes gebildet, da diese bei der Schneidbewegung nicht in ein Bauteil der Druckeinrichtung eindringt. Außerdem wird dadurch verhindert, dass Bauteile der Druckeinrichtung durch das Schneidelement beschädigt werden oder das Schneidelement vorzeitig stumpf wird. Der Gegenhalter verhindert zudem ein Zurückweichen des zu schneidenden Materials, wodurch ein präziser Schnitt in das Material eingebracht werden kann.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Gegenhalter der Druckeinrichtung als ein zum Schneidelement geöffnetes U-Profil oder der Gegenhalter als ein mit einer Nut oder einem Längsschlitz versehenes Flachprofil ausgebildet ist. Dadurch ist über den gesamten Bearbeitungsbereich der Druckeinrichtung ein Gegenhalter vorgesehen, der einen Freiraum für das Schneidelement während der Schneidbewegung bildet. Zudem kann das bahnförmige oder blattförmige Material unmittelbar benachbart zum Schnitt gestützt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird darüber hinaus durch ein Verfahren zum Perforieren oder Schneiden von bahnförmigen oder blattförmigen Materialien, insbesondere mit einer Druckeinrichtung nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen, gelöst, bei dem Steuerungsdaten zur Ansteuerung einer Schneidvorrichtung der Druckeinrichtung zum Perforieren oder Schneiden des bahnförmigen oder blattförmigen Materials übermittelt werden, und zumindest ein Schneidelement der Schneidvorrichtung während einer Verfahrbewegung oder nach einer schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens in zumindest eine Schneidbewegung versetzt wird. Durch ein Verfahren mit einer solchen Druckeinrichtung kann das bahnförmige oder blattförmige Material sowohl bedruckt als auch unmittelbar perforiert oder geschnitten werden. Dadurch werden erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen erzielt.
Besonders bevorzugt sieht das Verfahren vor, dass die Schneidbewegung des zumindest einen Schneidelements durch eine oszillierende Auf- und Abbewegung des zumindest einen Schneidelementes während der Verfahrbewegung oder der schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens angesteuert wird. Durch diese oszillierende Auf- und Abbewegung des Schneidelementes wird die Perforation oder die Schnittlinie in das zu bearbeitende Material eingebracht. Durch die oszillierende Bewegung sind sehr schnelle Schneidbewegungen ermöglicht, wodurch in kurzer Zeit Perforationen erzeugbar sind.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass bei einer Schneidvorrichtung mit mehreren Schneidelementen, deren Klingen in unterschiedlichen Schnittwinkeln feststehend zueinander ausgerichtet sind, die Schneidelemente selektiv in Abhängigkeit vom einzubringenden Schnittwinkel angesteuert werden. Durch diese Ausführung des Verfahrens sind frei definierbare Kurvenverläufe erzeugbar. Zudem wird durch dieses Verfahren eine längere Lebensdauer und Schneidfestigkeit der Schneidelemente erreicht, da mehrere Schneidelemente abwechselnd die Perforation oder Schnitte ausführen und die Schneidelemente dadurch weniger schnell stumpf werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens, steuert während der Verfahrbewegung oder vor und/oder nach der schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens ein Stellantrieb eine Änderung eines Schnittwinkels des zumindest einen Schneidelementes an. Auch durch diese Ausführung des Verfahrens kann das Einbringen einer Perforation oder von Schnitten individuell ausgewählt und angesteuert werden, sodass beispielswiese auch kurvenförmige oder kreisförmige oder rechteckförmige Perforations- und Schnittverläufe erzeugbar sind.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass durch die Ansteuerung jeweils eines der Schneidelemente, deren Klingen in unterschiedlichen Schnittwinkeln zueinander ausgerichtet sind, eine frei definierbare Perforations- oder Schnittlinie erzeugt wird. Dadurch wird je nach Orientierung des einzubringenden Schnittes, dasjenige Schneidelement mit dem entsprechenden Schnittwinkel angesteuert. Individuelle Perforations- oder Schnittlinien werden erzeugt, indem die Schneidelemente mit den entsprechend orientierten Schnittwinkeln in einer bestimmten Abfolge angesteuert werden, um die Schneidbewegung auszuführen.
Eine alternative Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass durch die Änderung des Schnittwinkels des wenigstens einen Schneidelementes eine frei definierbare Perforations- oder Schnittlinie erzeugt wird. Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Weiterbildung des Verfahrens, erfolgt die Erzeugung einer frei definierbaren Perforations- oder Schnittlinie hierbei durch eine Drehbewegung des Schneidelementes.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das bahnförmige oder blattförmige Material während des Perforierens oder Schneidens eine Vorschub- und/oder Rückwärtsbewegung in der Druckeinrichtung ausführt, welche insbesondere orthogonal zu der Verfahrbewegung des Schlittens ausgerichtet ist. Dadurch können kurvenförmige Schnitt- und Perforationsverläufe in das bahnförmige oder blattförmige Material eingebracht werden. Auch ist es dadurch ermöglicht, geometrische Formen, Muster und Schablonen in das bahnförmige oder blattförmige Material einzubringen.
Desweiteren ist bei dem Verfahren bevorzugt vorgesehen, dass ein Schlitten der Druckeinrichtung vor dem Einbringen einer ersten Perforation oder eines ersten Schnittes in das bahnförmige oder blattförmige Material in eine Startposition verfahren wird und/oder die Verfahrbewegung des Schlittens und die Auf- und Abbewegung des Schneidelementes nach Erreichen einer Endposition gestoppt wird und der Schlitten in eine Ruheposition verfahren wird. Dadurch ist ermöglicht, dass das bahnförmige oder blattförmige Material über einen Arbeitsbereich der sich über das gesamte bahnförmige oder blattförmige Material erstreckt, von der Startposition bis zur Endposition, von dem Schneidelement erreichbar ist. Dies gewährleistet eine größtmögliche Flexibilität beim Einbringen der Perforation oder der Schnitte in das Material.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren durch die Verwendung einer Kartusche nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen in einer Druckeinrichtung, insbesondere einem Tintenstrahldrucker, mit wenigstens einem entlang eines Verfahrweges hin- und herbewegbaren Schlitten und wenigstens einer an zumindest einer Schnittstelle des Schlittens vorgesehenen Druckpatrone zum Bedrucken eines bahnförmigen oder blattförmigen Materials gelöst, wobei die Kartusche mit der Schneidvorrichtung mittels der am Gehäuse vorgesehenen Schnittstelle an einer für die wenigstens eine Druckpatrone vorgesehenen Schnittstelle am Schlitten angeordnet wird. Durch die Kompatibilität der Schnittstellen wird erreicht, dass ein beliebiger Austausch zwischen den Druckpatronen und der Kartusche mit der Schneidvorrichtung ermöglicht wird. Dadurch ist eine größtmögliche Anwendung, nämlich Drucken und Perforieren und/oder Schneiden in einer bereits bestehenden Druckeinrichtung gegeben, ohne konstruktive Änderungen an der Druckeinrichtung vorzunehmen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kartusche,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht der Kartusche gemäß Figur 1,
Figur 3 a, b eine schematische Ansicht eines Schneidelementes,
Figur 4 a, b eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Schneidelementes,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer Kartusche gemäß Figur 2,
Figur 6 eine schematische Ansicht von unten auf eine alternative Ausführungsform einer Kartusche mit mehreren Schneidelementen,
Figur 7 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Druckeinrichtung mit einer Kartusche gemäß Figur 1 und
Figur 8 a, b schematische Ansichten einer Perforationslinie.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kartusche 10. Diese Kartusche 10 weist ein Gehäuse 11 auf. An dem Gehäuse 11 ist eine Schnittstelle 25 vorgesehen. Über diese Schnittstelle 25 ist die Kartusche 10 an einen in Figur 7 näher dargestellten Schlitten 44 einer Druckeinrichtung 39 anordenbar. Die Kartusche 10 umfasst eine Schneidvorrichtung 12 mit einem Schneidelement 13, die nachfolgend näher beschrieben wird.
Die Schnittstelle 25 des Gehäuses 11 der Kartusche 10 umfasst zumindest eine elektronische Schnittstelle 36, durch welche Steuersignale an die Schneidvorrichtung 12 von der Druckersteuerung weitergeleitet werden. Des Weiteren umfasst die Schnittstelle 25 zumindest eine mechanische Aufnahme 37, durch welche das Gehäuse 11 auswechselbar an der Schnittstelle am Schlitten 44 der Druckeinrichtung 39 befestigbar ist. Diese mechanische Aufnahme 37 kann eine Nut, einen Vorsprung, eine Rastnase oder dergleichen aufweisen, die mit einem komplementären Befestigungselement am Schlitten eine lösbare Befestigungseinrichtung bildet. Bevorzugt kann eine gefederte Verrastung vorgesehen sein, so dass nach dem Einsetzen des Gehäuses 11 mit deren Schnittstelle zur Schnittstelle des Schlittens 44 der Druckeinrichtung 39 ein selbständiges Verrasten und Fixieren des Gehäuses 11 zum Schlitten 44 erfolgt. Zum Lösen oder Auswechseln dieser Kartusche 10 kann beispielsweise eine Druckbelastung genügen, um die lösbare Befestigung zu entriegeln.
Über die elektrische Schnittstelle 36 werden von der Kartusche 10 Signale an die Druckersteuerung der Druckeinrichtung 39 übertragen, so dass die Druckersteuerung erkennt, dass eine Schneidvorrichtung 12 angeschlossen ist. Dementsprechend werden von der Druckersteuerung entsprechende Steueranweisungen ausgegeben.
Bei herkömmlichen Druckeinrichtungen 39 oder bei bereits gebrauchten Druckeinrichtungen 39 kann eine solche Kartusche 10 mit einer Schneidvorrichtung 12 ebenfalls nachrüstbar sein. Beispielsweise kann über einen Download die Druckersteuerung auf eine solche Kartusche 10 mit einer Schneidvorrichtung 12 aktualisiert werden.
In Figur 2 ist eine schematische Detailansicht der Kartusche 10 gemäß Figur 1 dargestellt. In dem Gehäuse 11 der Kartusche 10 ist die Schneidvorrichtung 12 zum Schneiden oder Perforieren eines flächenförmigen Materials mit dem Schneidelement 13 vorgesehen. Dieses Schneidelement 13 ist entlang seiner Längsachse verschiebbar in dem Gehäuse 11 angeordnet. Das Schneidelement 13 weist eine blattförmige oder zungenförmige Form auf. Ebenso kann das Schneidelement 13 nadelförmig ausgebildet sein, sodass eine sehr feine Perforation erzeugbar ist. Das Schneidelement 13 ist aus einer Führungsöffnung 29 aus dem Gehäuse 11 herausgeführt, die zu dem blatt- oder zungenförmigen Schneidelement 13 vorzugsweise schlitzförmig ausgestaltet ist.
In dem Gehäuse 11 ist ein Antrieb 14 vorgesehen. Der Antrieb 14 ist mit dem Schneidelement 13 wirkverbunden und steuert eine Schneidbewegung des Schneidelementes 13. Diese Schneidbewegung wird als Auf- und Abbewegung des Schneidelementes 13 ausgeführt. Durch diese Schneidbewegung wird ein in Figur 2 nicht dargestelltes bahnförmiges oder blattförmiges Material 42, beispielsweise ein Blatt Papier, von dem Schneidelement 13 durchstoßen, sodass ein Schnitt oder eine Perforation in das bahnförmige oder blattförmige Material 42 eingebracht wird.
Gemäß Figur 2 ist der Antrieb 14 als ein Magnetantrieb ausgestaltet. Dieser Magnetantrieb umfasst eine Magnetspule 15 zur Erzeugung eines Magnetfeldes. Innerhalb der Magnetspule 15 ist ein Permanentmagnet 16 vorgesehen, der in dem Gehäuse 11 verschiebbar angeordnet und an dem Schneidelement 13 angreift oder mit diesem verbunden ist. Zur Führung des Permanentmagneten 16 während der Verschiebebewegung, ist in dem Gehäuse 11 ein Führungselement 17 vorgesehen. Durch Erzeugung des Magnetfeldes wird der Permanentmagnet 16 mit dem daran angebrachten Schneidelement 13 aus einer Ruheposition in eine Schneidposition überführt. Dadurch wird gleichzeitig die Schneidbewegung des Schneidelementes 13 ausgeführt. Der Permanentmagnet 16 und das Schneidelement 13 sind mit ihrer jeweiligen Mittelachse auf einer gemeinsamen Achse 20 angeordnet.
Ein Kraftspeicherelement 18 bewirkt eine Rückstellbewegung des Schneidelementes 12 aus der Schneidposition in die Ruheposition. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist das Kraftspeicherelement 18 als Schraubenfeder ausgestaltet. Diese Schraubenfeder ist zwischen dem Gehäuse 11 und dem Permanentmagneten 16 bzw. dem Schneidelement 13 angeordnet. Durch das gegensätzliche Zusammenwirken des Antriebs 14 und dem Kraftspeicherelement 18 ist eine abwechselnde Auf- und Abbewegung des Schneidelementes 13 ermöglicht. Durch eine schnelle Aufeinanderfolge von Schneidbewegung und Rückstellbewegung des Schneidelementes 13, kann eine oszillierende Auf- und Abbewegung ausgeführt werden.
Zur Dämpfung der Auf- und Abbewegung des Schneidelementes 13 ist ein Dämpfungselement 19 vorgesehen. Dieses ist zwischen dem Permanentmagneten 18 und dem Gehäuse 11 angebracht. Das Dämpfungselement 19 ist beispielsweise als elastischer Kunststoffkörper ausgestaltet und an einer Wandung des Gehäuses 11, an dem Permanentmagneten 16 oder an dem Schneidelement 13 angebracht.
Dieser zuvor beschriebene Antrieb 14 der Schneidvorrichtung 12 kann auch in umgekehrter Weise erfolgen. Bei einer solchen alternativen Ausführungsform hält die Feder das Schneidelement 13 kontinuierlich in der Schneidposition. Erst die Ansteuerung des Schneidelementes 13 durch den Antrieb 14 überführt dieses aus der Schneidposition in die Ruheposition.
Als Antrieb 14 zum Ausführen der Schneidbewegung des Schneidelementes 13 ist ebenso der Einsatz eines Elektromotors möglich. Durch den Elektromotor kann sowohl die Schneidbewegung als auch die Rückstellbewegung des Schneidelementes 13 aktiv ausgeführt werden. Ebenso ist möglich, dass als Antrieb 14 ein piezoelektrischer Motor, ein sogenannter Ultraschallmotor, eingesetzt wird oder ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb 14.
Die Schneidbewegung des Schneidelementes 13 kann auch über eine Exzenterwelle von dem Antrieb 14 angesteuert werden oder ein Exzenterantrieb unmittelbar mit dem Schneidelement 13 wirkverbunden sein und die Schneidbewegung des Schneidelements 13 ansteuern. Sowohl bei der Ansteuerung des Schneidelementes 13 über die Exzenterwelle als auch bei der Ansteuerung durch den Exzenterantrieb wird eine aktive Schneidbewegung und eine aktive Rückstellbewegung des Schneidelementes 13 ausgeführt.
In der Darstellung gemäß Figur 2 ragt das Schneidelement 13 sowohl in der Ruheposition als auch in einer Schneidposition gegenüber dem Gehäuse 11 hervor. Dadurch ist das Schneidelement 13 immer in einer ausgefahrenen Position angeordnet. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Schneidelement 13 in der Ruheposition vollständig im Gehäuse 11 versenkt angeordnet ist und erst beim Überführen in die Schneidposition gegenüber dem Gehäuse 11 hervor ragt.
Figur 3a zeigt eine Detailansicht des Schneidelementes 13. Das Schneidelement 13 weist zwei gerade Schneidklingen 21 auf, die eine V-förmige Klingenspitze 22 bilden. Diese Klingenspitze 22 liegt in der Mittelachse 20 des Schneidelementes 13. Zwischen den beiden Schneidklingen 21 ist ein Schneidspitzenwinkel α gebildet. Dieser Schneidspitzenwinkel α bildet einen stumpfen Winkel α. In einer alternativen Ausbildung des Schneidelementes 13 kann der Schneidspitzenwinkel α zwischen den Schneidkanten 21 auch als spitzer Winkel ausgebildet sein.
In Figur 3b ist eine Schnittansicht der Schneidklinge 21 des Schneidelementes 13 gemäß des Schnittes A-A in Figur 3a dargestellt. Das Schneidelement 13 weist einen sehr dünnen Querschnitt auf, sodass eine scharfe Schneidklinge 21 gebildet ist. Der Querschnitt des Schneidelementes 13 kann beispielsweise wenige zehntel Millimeter betragen. Das Schneidelement 13 ist insbesondere aus Metall oder einer Keramik ausgestaltet.
Diese Schnittdarstellung verdeutlicht, dass die Schneidklinge 21 eine gerade Schneidfase 23 aufweist, die durch einen ebenen Flankenverlauf vom Grundkörper 24 des Schneidelementes 13 zur Klingenkante 26 hin gebildet ist.
Figur 4a zeigt eine alternative Ausführungsform des Schneidelementes 13. Bei diesem Schneidelement 13 bilden die beiden Schneidklingen 21 eine Klingenspitze 22, welche ebenfalls in der Mittelachse 20 des Schneidelementes 13 angeordnet ist. Bei dieser alternativen Ausgestaltung des Schneidelementes 13 weisen die Schneidklingen 21 eine gebogene Form auf. Die Schneidklingen 21 bilden dadurch einen spitzen Schneidspitzenwinkel α. Das bahnförmige oder blattförmige Material 42 wird durch dieses Schneidelement 13 bei der Perforation oder dem Schneiden leicht durchdrungen, weshalb an dem Schneidelement 13 geringere Belastungen während des Perforations- oder Schneidvorganges auftreten.
In Figur 4b ist eine alternative Ausgestaltung der Schneidklinge 21 gemäß des Schnittes B-B in Figur 4a dargestellt. Bei dieser Schneidklinge 21 weist die Schneidfase 23 vom Grundkörper 24 zur Klingenkante 26 hin einen konkaven Verlauf auf. Dadurch bildet die Schneidfase 23 einen sehr spitzen Klingenwinkel β, sodass eine sehr scharfe Schneidklinge 21 ausgebildet ist.
Figur 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform der Kartusche 10 gemäß Figur 2. Bei dieser Ausführungsform ist die Schneidvorrichtung 12 innerhalb des Gehäuses 11 der Kartusche 10 von einer zusätzlichen Umhausung 27 aufgenommen. Zwischen dem Gehäuse 11 der Kartusche 10 und dem inneren Gehäuse 27 sind Lagerelemente 28 vorgesehen, sodass eine Drehung der Schneidvorrichtung 12 innerhalb des Gehäuses 11 ermöglicht ist. Die Umhausung 27 ist mit einer Antriebswelle 32 wirkverbunden. Diese Antriebswelle 32 ist mit einem nicht näher dargestellten Stellantrieb wirkverbunden. Dieser Stellantrieb kann beispielsweise als Schrittmotor ausgebildet sein und steuert die Drehbewegung der Umhausung 27 mit der Schneidvorrichtung 12. Durch diese Drehbewegung ist es ermöglicht, das Schneidelement 13 in unterschiedlichen Schnittwinkel anzuordnen. Die Drehung der Schneidvorrichtung 12 kann um mindestens 180°, vorzugsweise um 360° erfolgen, sodass jeder beliebige Schnittwinkel einnehmbar ist. Ebenso können Rastpositionen vorgesehen sein, sodass das Schneidelement 13 nur zur Ausbildung von horizontalen oder vertikalen Perforationen oder Schnitten ausgerichtet ist oder definierte Zwischenwinkel eingestellt werden. Wird während einer Perforation oder eines Schnittes eine Verschiebebewegung der Schneidvorrichtung 12 ausgeführt und dabei die Orientierung des Schneidelementes 13 geändert, ist es ermöglicht, kurvenförmige Perforationen oder Schnittlinien auszubilden.
Alternativ zu dem Antrieb 14 der Schneidvorrichtung 12 über die Antriebswelle 32 ist es auch ermöglicht, ein Getriebe vorzusehen, welches die Kraft von dem Schrittmotor auf die Schneidvorrichtung 12 überträgt.
Figur 6 zeigt eine schematische Ansicht von unten auf eine alternative Ausgestaltung der Kartusche 10 mit mehreren Schneidelementen 13. In dieser Ausführungsform der Kartusche 10 sind sechs Schneidelemente 13 in dem Gehäuse 11 vorgesehen. Diese Schneidelemente 13 sind in den Schnittwinkeln feststehend und unterschiedlich zueinander orientiert. Die Schneidelemente 13 können ebenso nebeneinander angeordnet sein oder in einer kreisförmigen Anordnung.
Die Schneidelemente 13 sind innerhalb eines imaginären Matrixrasters 34 ausgerichtet, wobei die Klingenspitzen 22 der Schneidelemente 13 in Schnittpunkten eines Gitters des Matrixrasters 34 angeordnet sind. Der Gitterabstand des Matrixrasters 34 ist an eine druckbare Dichte von Druckpunkten einer in Figur 7 näher dargestellten Druckeinrichtung 39 angepasst. Der Gitterabstand des Matrixrasters 34 und somit der Abstand zwischen den Klingenspitzen 22 der Schneidelemente 13 entspricht einem Vielfachen des Abstandes zwischen den einzelnen erzeugbaren Druckpunkten. Zudem kann der Abstand zwischen den Klingenspitzen 22 der Schneidelemente 13 an eine Schrittweite einer getakteten Transportbewegung des bahn- oder blattförmigen Materials 42 in der Druckeinrichtung 39 sowie an eine Schrittweite einer getakteten Vorschubbewegung der in die Druckeinrichtung 39 eingesetzten Kartusche 10 angepasst sein. Durch diese Anordnung der Schneidelemente 13 sind die mit dem Schneidelement 13 in das bahn- oder blattförmige Material 42 eingebrachten Schnitte an die druckbare Dichte von Druckpunkten der Druckeinrichtung 39 angepasst, sodass ein gleichzeitiges Bedrucken und exaktes Perforieren des bahn- oder blattförmigen Materials 42 erfolgt.
Auch bei den Ausführungsformen der Kartusche 10 gemäß der Figuren 2 oder 5, bei welchen nur ein Schneidelement 13 vorgesehen ist, kann die Klingenspitze 22 des Schneidelementes 13 in einem imaginären Matrixraster 34 ausgerichtet sein. Die Klingenspitze 22 des Schneidelementes 13 ist beim Ausführen der Schneidbewegung vor oder nach der schrittweisen Vorschubbewegung der in die Druckeinrichtung 39 eingesetzten Kartusche 10 oder der schrittweisen Transportbewegung des bahn- oder blattförmigen Materials 42 in der Druckeinrichtung 39, in den Schnittpunkten des Gitters des Matrixrasters 34 angeordnet. Dabei entspricht der Gitterabstand des Matrixrasters 34 einem Vielfachen des Abstandes zwischen den einzelnen erzeugbaren Druckpunkten, sodass die mit dem Schneidelement 13 in das bahn- oder blattförmige Material 42 eingebrachten Schnitte an die druckbare Dichte von Druckpunkten der Druckeinrichtung 39 angepasst sind.
Die Ansteuerung der Schneidelemente 13 kann entweder durch einen gemeinsamen Antrieb 14 erfolgen oder jedes Schneidelement 13 wird jeweils einzeln von einem eigenen Antrieb 14 angesteuert. Bei einem gemeinsamen Antrieb 14 können eine oder mehrere Kupplungen vorgesehen sein, sodass bei beiden Varianten die Ansteuerung der Schneidelemente 13 jeweils einzeln oder selektiv erfolgen kann und die Schneidelemente 13in Abhängigkeit vom erforderlichen einzubringenden Schneidwinkel angesteuert werden. Dadurch sind frei definierbare Perforations- oder Schnittlinien in das bahnförmige oder blattförmige Material einbringbar. Ebenso ist es ermöglicht, dass einzelne oder alle Schneidelemente 13 gemeinsam angesteuert werden und eine gleichzeitige Schneidbewegung ausführen. Dadurch ist zum Beispiel ermöglicht, dass in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Schneidelemente 13 zueinander, Schnitt- oder Perforationslinien oder auch Perforationsmuster durch Ausführen von nur einer Schneidbewegung in das bahnförmige oder blattförmige Material eingebracht werden.
In der Ausführungsform der Kartusche gemäß Figur 6 sind sechs Schneidelemente 13 vorgesehen, die jeweils in einem Schnittwinkel angeordnet sind, der um 45° versetzt zueinander ausgerichtet ist. Durch diese Ausrichtung ist es ermöglicht Perforations- oder Schnittlinien 51 in das bahnförmige oder blattförmige Material 42 einzubringen, die einen kurvenförmigen Verlauf aufweisen. Ebenso ist es ermöglicht, Perforations- oder Schnittlinien 51 in das bahnförmige oder blattförmige Material 42 einzubringen, die eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt aufweisen.
Werden in der Kartusche 10 mehr als sechs Schneidelemente 13 angeordnet, beispielsweise 12 oder 16 Schneidelemente 13, die in unterschiedlichen Schnittwinkel zueinander ausgerichtet sind, z.B. in einem Winkel von 30° oder 22,5 °, ist es ermöglicht, einen gleichmäßigen Kurvenverlauf der Perforations- oder Schnittlinie 51 auszugestalten. Die Anzahl der Schneidelemente 13 sowie die Ausrichtung der Schnittwinkel ist beliebig skalierbar und miteinander kombinierbar.
In Figur 7 ist eine erfindungsgemäße Druckeinrichtung 39 dargestellt. Diese Druckeinrichtung 39 ist als Tintenstrahldrucker ausgebildet, kann jedoch ebenfalls als Plotter ausgebildet sein. Der Drucker 41 umfasst ein Druckergehäuse 41 und einen Einzug für das bahnförmige oder blattförmige Material 42. In der Druckeinrichtung 39 ist eine Druckvorrichtung 43 vorgesehen, welche an einem Schlitten 44 angeordnet ist. Der Schlitten 44 ist entlang eines Verfahrweges in der Druckeinrichtung 39 verfahrbar. Die Druckvorrichtung 43 umfasst mehrere Druckpatronen 46, die über eine Schnittstelle an dem Schlitten 44 auswechselbar angebracht sind. Neben den Druckpatronen 46 ist an dem Schlitten 44 die Kartusche 10 angeordnet. Diese ist über die Schnittstelle 25 des Gehäuses 11 der Kartusche 10 an dem Schlitten 44 angebracht. Die Schnittstelle 25 kann ebenso einer Schnittstelle einer handelsüblichen Druckpatrone 46 für Tintenstrahldrucker entsprechen, sodass die Kartusche 10 an eine Schnittstelle des Schlittens 44 angebracht werden kann, die für eine Druckpatrone 46 vorgesehen ist.
In Figur 7 ist die Kartusche 10 neben den Druckpatronen 46 an einer eigens für die Kartusche 10 vorgesehenen Schnittstelle des Schlittens 44 angebracht. Die Kartusche 10 entspricht im Wesentlichen der Form der Druckpatronen 46.
In der Druckeinrichtung 39 ist der Schneidvorrichtung 12 gegenüberliegend ein Gegenhalter 48 vorgesehen. Dieser Gegenhalter 48 erstreckt sich entlang des Verfahrweges der Schneidvorrichtung 12. Das bahnförmige oder blattförmige Material 42 wird zur Perforation oder zum Schneiden zwischen der Schneidvorrichtung 12 und dem Gegenhalter 48 transportiert. Während der Perforation oder des Schneidens des blatt- oder bahnförmigen Materials 42 dient der Gegenhalter 48 als Stützelement, sodass durch das Schneidelement 13 ein gleichmäßiger Schnitt in das bahnförmige oder blattförmige Material eingebracht wird.
In der Abbildung gemäß Figur 7 ist der Gegenhalter 48 als U-Profil ausgebildet. Das U-Profil bildet einen Freiraum, welcher der Schneidvorrichtung 10 zugewandt ist. Dieser Freiraum ist dafür vorgesehen, dass das Schneidelement 13 nach dem Durchstoßen des bahnförmigen oder blattförmigen Materials 42 nicht in ein gegenüberliegendes Bauteil der Druckeinrichtung 39 eindringt, sondern in den Freiraum eintaucht. Somit ist verhindert, dass das Schneidelement 12 oder ein anderes Bauteil der Druckeinrichtung 39 beschädigt wird.
Ebenso kann das dem Schneidelement 13 gegenüberliegende Bauteil als Gegenhalter 48 vorgesehen sein und eine Nut einen Spalt oder einen länglichen Schlitz als Freiraum aufweisen, in welchen das Schneidelement 13 nach dem Durchstoßen des bahnförmigen oder blattförmigen Materials 42 eintaucht.
Die Druckeinrichtung 39 umfasst zusätzlich eine Steuerungseinrichtung 49, welche zur Steuerung der Schneidvorrichtung 12 vorgesehen ist. Diese Steuerungseinrichtung 49 kann mit einer nicht näher dargestellten Datenverarbeitungseinrichtung verbunden sein, beispielsweise ein Computer, Notebook, Tablet oder Smartphone, welche Steuerungsdaten an die Steuerungseinrichtung 49 oder die Schneidvorrichtung 12 übermittelt. Solche Steuerungsdaten umfassen beispielsweise die Anfangs- und Endposition der Perforation oder des Schnittes.
Zum Einbringen einer Perforations- oder Schnittlinie 51 in das bahnförmige oder blattförmige Material 42 verfährt der Schlitten 44 zunächst in eine Position innerhalb eines Bearbeitungsbereiches der Druckeinrichtung 39. Anschließend erfolgt durch Ausführen einer ersten Schneidbewegung des Schneidelementes 13 das Einbringen der erste Perforation oder des ersten Schnittes. Durch anschließendes schrittweises Verfahren des Schlittens 44 und wiederholen der Schneidbewegung, wird die Perforationslinie 51 oder Schnittlinie 52 in das bahnförmige oder blattförmige Material eingebracht. In Figur 7 ist exemplarisch sowohl eine geradlinige Perforationslinie 51 als auch eine gradlinige Schnittlinie 51 in dem bahnförmigen oder blattförmigen Material 42 dargestellt. Der Schlitten 44 kann ebenso eine kontinuierliche Verfahrbewegung ausführen und die Schneidvorrichtung 12 gleichzeitig eine oszillierende Auf- und Abbewegung des Schneidelementes 13 ansteuern. Dadurch kann die Zeitdauer zum Einbringen der Perforationslinie 51 oder Schnittlinie 52 verkürzt werden.
Zum Einbringen einer kurvenförmigen Perforations- oder Schnittlinie 51, 52 wird während der Verfahrbewegung oder vor, während oder nach der schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens 44 eine Drehung des Schneidelementes 13 durch den Stellantrieb angesteuert. Diese Drehung des Schneidelementes 13 bewirkt die Änderung des Schnittwinkels. Gleichzeitig wird das bahnförmige oder blattförmige Material 42 nach dem Einbringen eines Schnittes in der Druckeinrichtung 39 kontinuierlich oder schrittweise weitertransportiert.
Sind in der Kartusche 10 mehrere Schneidelemente 13 angeordnet, werden während der Verfahrbewegung oder vor oder nach der schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens 44, die Schneidelemente 13 selektiv, in Abhängigkeit vom einzubringenden Schnittwinkel, von dem Antrieb 14 angesteuert und führen eine Schneidbewegung aus.
Um beliebige Perforationslinien 51 oder Schnittlinie 52 in das bahnförmige oder blattförmige Material 42 einzubringen, ist das bahnförmige oder blattförmige Material 42 in der Druckeinrichtung 39 in Vorschubrichtung bewegbar.
Figur 8a zeigt eine schematische Ansicht einer Perforationslinie 51 in dem bahnförmigen oder blattförmigen Material 42. Diese Perforationslinie 51 weist einen zick-zack-förmigen Verlauf auf. Die einzelnen Schnitte der Perforationslinie 51 sind durch die Schneidbewegung des Schneidelements 13 der Schneidvorrichtung 12 in das Material 42 eingebracht. Der zick-zack-förmige Verlauf kann mit einer drehbaren Schneidvorrichtung 12 gemäß Figur 5 oder mit einer Schneidvorrichtung 12 mit mehreren Schneidelementen 13 gemäß Figur 6 erzeugt werden.
Wird die zick-zack-förmige Perforationslinie 51 mit einer Schneidvorrichtung 12 gemäß Figur 5 erzeugt, steuert der Stellantrieb vor, während oder nach der Verfahrbewegung des Schlittens 44 die Drehbewegung des Schneidelementes 13 an, sodass das Schneidelement 13 in die entsprechende Winkelstellung zum Einbringen des Schnittes ausgerichtet ist. Da das Schneidelement 13 durch den Stellantrieb in jede beliebige Winkelstellung ausrichtbar ist, ist ein frei definierbarer Verlauf der Perforationslinie 51 ermöglicht.
Wird zur Erzeugung der zick-zack-förmigen Perforationslinie 51 die Schneidvorrichtung 12 mit mehreren Schneidelementen 13 gemäß Figur 6 eingesetzt, wird in Abhängigkeit von der Ausrichtung des einzubringenden Schnittes, vor oder nach der Verfahrbewegung des Schlittens 44, dasjenige Schneidelement 13 mit dem entsprechenden Schnittwinkel angesteuert und die Schneidbewegung ausgeführt.
Figur 8b zeigt eine weitere schematische Ansicht einer Perforationslinie 51. Diese Perforationslinie 51 weist einen bogensegmentförmigen Verlauf auf. Zum Einbringen der bogensegmentförmigen Perforationslinie 51 kann ebenfalls eine Schneidvorrichtung 13 mit einem drehbaren Schneidelement 13 gemäß Figur 5 oder eine Schneidvorrichtung 12 mit mehreren Schneidelementen 13 gemäß Figur 6 eingesetzt werden.

Claims (24)

  1. Kartusche (10) für eine Druckeinrichtung (39), insbesondere in einem Tintenstrahldrucker, mit einem Gehäuse (11) und einer an dem Gehäuse (11) vorgesehenen Schnittstelle (25) zum Anschluss an einem verfahrbaren Schlitten (44) der Druckeinrichtung (39), dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (10) eine oder mehrere Schneidvorrichtungen (12) mit wenigstens einem Antrieb (14) umfasst, der zumindest eine Schneidbewegung von wenigstens einem Schneidelement (13) ansteuert, einem, zumindest eine Schneidkante (21) zum Einbringen einer Perforation oder von einzelnen Schnitten in ein bahnförmiges oder blattförmiges Material (42) umfasst.
  2. Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schneidelement (13) als blattförmige oder zungenförmige Klinge ausgebildet ist.
  3. Kartusche nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schneidelement (13) zwei Schneidkanten (21) aufweist, die eine V-förmige Klingenspitze (22) bilden und vorzugsweise konkav oder geradlinig verlaufende Schneidkanten (21) aufweist.
  4. Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (14) eine oszillierende Auf- und Abbewegung des wenigstens einen Schneidelementes (13) antreibt und das wenigstens eine Schneidelement (13) senkrecht aus einer vorzugsweise schlitzförmigen Führungsöffnung (29) gegenüber dem Gehäuse (11) herausgeführt ist.
  5. Kartusche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung (12) wenigstens ein Kraftspeicherelement (18) umfasst, welches der durch den Antrieb (14) angesteuerten Schneidbewegung des wenigstens einen Schneidelementes (13) entgegenwirkt.
  6. Kartusche nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung (12) wenigstens ein Dämpfungselement (19) umfasst, welches zumindest die Rückstellbewegung oder die Schneidbewegung des wenigstens einen Schneidelementes (13) dämpft.
  7. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (11) mehrere Schneidelemente (13) vorgesehen sind, deren Klingen in unterschiedlichen Schnittwinkeln feststehend zueinander ausgerichtet sind und einzeln oder gemeinsam mit dem wenigstens einen Antrieb (14) zum Einbringen eines Schnittes ansteuerbar sind.
  8. Kartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schneidelement (13) um seine Längsachse drehbar im Gehäuse (11) gelagert ist und ein Schnittwinkel des wenigstens einen Schneidelementes (13) mit einem Stellantrieb ansteuerbar ist, das vorzugsweise um seine Mittelachse (20) drehbar ist.
  9. Kartusche nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klingenspitze (22) des Schneidelementes (13) in der Mittelachse (20) angeordnet ist.
  10. Kartusche nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung (12) eine Umhausung (27) aufweist und die Umhausung (27) in dem Gehäuse (11) der Kartusche (10) drehbar gelagert aufgenommen ist.
  11. Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (25) des Gehäuses (11) der Kartusche (10) einer Schnittstelle von Druckpatronen (46) für Tintenstrahldrucker entspricht.
  12. Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle am Gehäuse (11) eine elektronische Schnittstelle (36) und zumindest eine mechanische Aufnahme (37) aufweist, durch welche das Gehäuse auswechselbar an der Schnittstelle der Druckerpatrone (46) für Tintenstrahldrucker angeordnet ist.
  13. Druckeinrichtung (39), insbesondere Tintenstrahldrucker, mit wenigstens einem entlang eines Verfahrweges hin- und herbewegbaren Schlitten (44) und wenigstens einer an zumindest einer Schnittstelle des Schlittens (44) angeordneten Druckpatrone (46) zum Bedrucken eines bahnförmigen oder blattförmigen Materials (42), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (44) zusätzlich zur Schnittstelle für die Aufnahme der Druckpatronen (46) zumindest eine weitere Schnittstelle (25) zur Aufnahme einer Kartusche (10) mit wenigstens einer Schneidvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Perforieren oder Schneiden des bahnförmigen oder blattförmigen Materials (42) vorgesehen ist.
  14. Druckeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass einem Schneidelement (13) der Schneidvorrichtung (12) gegenüberliegend ein Gegenhalter (48) vorgesehen ist, der entlang des Verfahrweges des Schlittens (44) verläuft und zwischen dem Gegenhalter (48) und dem Schneidelement (13) das bahnförmige oder blattförmige Material (42) transportierbar ist und das Schneidelement (13) am Ende einer Schnittbewegung in einen am Gegenhalter (48) ausgebildeten Freiraum eintaucht.
  15. Druckeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (48) als ein zum Schneidelement (13) geöffnetes U-Profil oder der Gegenhalter (48) als ein mit einer Nut oder einem Längsschlitz versehenes Flachprofil ausgebildet ist.
  16. Verfahren zum Perforieren oder Schneiden von bahnförmigen oder blattförmigen Materialien (42), insbesondere mit einer Druckeinrichtung (39) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerungsdaten zur Ansteuerung einer Schneidvorrichtung (12) der Druckeinrichtung (39) zum Perforieren oder Schneiden des bahnförmigen oder blattförmigen Materials (42) übermittelt werden, und zumindest ein Schneidelement (13) der Schneidvorrichtung (12) während einer Verfahrbewegung oder nach einer schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens (44) in zumindest eine Schneidbewegung versetzt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidbewegung des zumindest einen Schneidelementes (13) durch eine oszillierende Auf- und Abbewegung des zumindest einen Schneidelementes (13) während der Verfahrbewegung oder der schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens (44) angesteuert wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schneidvorrichtung (12) mit mehreren Schneidelementen (13), deren Klingen in unterschiedlichen Schnittwinkeln feststehend zueinander ausgerichtet sind, die Schneidelemente (13) selektiv in Abhängigkeit vom einzubringenden Schnittwinkel angesteuert werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass während der Verfahrbewegung oder vor und/oder nach einer schrittweisen Verfahrbewegung des Schlittens (44) ein Stellantrieb eine Änderung eines Schnittwinkels des zumindest einen Schneidelementes (13) ansteuert.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ansteuerung jeweils eines der Schneidelemente (13), deren Klingen in unterschiedlichen Schnittwinkeln zueinander ausgerichtet sind, eine frei definierbare Perforations- oder Schnittlinie (51, 52) erzeugt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Änderung des Schnittwinkels des wenigstens einen Schneidelementes (13) eine frei definierbare Perforations- oder Schnittlinie (51, 52) erzeugt wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das bahnförmige oder blattförmige Material (42) während des Perforierens oder der Einbringung von einzelnen Schnittlinien eine Vorschub- und/oder Rückwärtsbewegung in der Druckeinrichtung (39) ausführt, welche insbesondere orthogonal zu der Verfahrbewegung des Schlittens (44) ausgerichtet ist.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlitten (44) der Druckeinrichtung (39) vor dem Einbringen einer ersten Perforation oder eines ersten Schnittes in das bahnförmige oder blattförmige Material (42) in eine Startposition verfahren wird und/oder die Verfahrbewegung des Schlittens (44) und die Auf- und Abbewegung des Schneidelementes (13) nach Erreichen einer Endposition gestoppt wird und der Schlitten (44) in eine Ruheposition verfahren wird.
  24. Verwendung einer Kartusche (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einer Druckeinrichtung (39), insbesondere einem Tintenstrahldrucker, mit wenigstens einem entlang eines Verfahrweges hin- und herbewegbaren Schlitten (44) und wenigstens einer an zumindest einer Schnittstelle des Schlittens (44) vorgesehenen Druckpatrone (46) zum Bedrucken eines bahnförmigen oder blattförmigen Materials (42), dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (10) an einer für die wenigstens eine Druckpatrone (46) vorgesehenen Schnittstelle am Schlitten (44) angeordnet wird.
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