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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der
Bedruckung von Gegenständen
und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Verfahrensanspruchs 1. Weiterer Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bedrucken von Gegenständen mit
den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 7.
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Die
bedruckbare Gegenstände
können
aus unterschiedlichen Werkstoffen, bspw. Kunststoff, Keramik, Glas,
Holz, Metall bestehen.
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Das
Bedrucken von Kunststoffteilen, bzw. deren Oberflächen, kann
durch die Anwendung unterschiedlicher Druck- Technologien erfolgen.
Bekannte Verfahren sind die konventionellen Druckverfahren, wie
beispielsweise das Offset- Tampon- oder Siebdruck- Verfahren.
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Zum
Drucken individueller Druckmuster, vor allem für kleinere Stückzahlen,
sind Druckmaschinen, insbesondere Tintendrucker, bekannt. Tintendrucker
sind gekennzeichnet durch selektives Aufbringen von Flüssigkeit,
insbesondere einem Tintenstrahl auf ein Aufzeichnungsmaterial, wobei
der Tintendrucker ein Matrixdrucker ist, bei dem durch den gezielten
Abschuss bzw. das Ablenken kleiner Tintentröpfchen die Erzeugung eines
Druckmusters auf einer Oberfläche
entsteht, wobei die konventionellen Tintendrucker nicht zum Bedrucken
von Kunststoffteilen geeignet sind.
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Beispielhaft
handelt es sich bei den Kunststoffteilen um Elektronik- Gehäuse/- Gehäusedeckel für die Interface-
Technik und um Etiketten, so genannte selbstklebende oder einclipsbare
Kennzeichnungsstreifen, Kennzeichnungskarten, Zackbänder, Einsteckschilder,
Schilderplatten, Klemmleisten- Kennzeichnungen, Bezeichnungshülsen oder
andere Formteile zur Kennzeichnung oder Markierung von beispielsweise
Reihenklemmen, Printklemmen aller Art und Konvertern, nur um einige
zu nennen.
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Die
Etiketten oder Schilder sind, je nach ihrer Form, auf verschiedenartigen
Beschriftungsträgern lösbar fixiert,
wobei Etiketten oder Schilder in folienartiger Gestalt auf bandförmigen Beschriftungsträgern lösbar aufgeklebt
sind. Kunststoffschilder oder Etiketten in besonders ausgestalteter
Form sind in Festhaltevorrichtungen, insbesondere rahmenartigen
Beschriftungsträgern
angeordnet und beispielsweise an diesen mit Sollbruchstellen befestigt.
Die Festhaltevorrichtungen enthalten somit Formteile die aufgrund
ihrer Gestalt ungeeignet oder zu klein sind, um in einem Drucker
separat beschriftet zu werden. Sie sind deshalb an ein Trägerelement
gebunden, wobei das Trägerelement
ein Format aufweist, welches vom Drucker bzw. der Transporteinrichtung
befördert
werden kann.
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Hintergrund im Stand der
Technik
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Aus
dem Stand der Technik ist das Bedrucken von Gegenständen, insbesondere
von Kunststoffteilen durch Sieb- und Tampondruck bekannt. Stellvertretend
für die
vielen Beispiele sei hier die
EP 0 991 063 B1 genannt, in der das Bedrucken
optischer Datenträger
mit UV- härtbarer
Tinte offenbart ist. Der Nachteil besteht darin, dass diese Druckverfahren
nur zum Bedrucken immer gleicher Druckmuster und nicht für die zuvor
genannten Gegenstände
geeignet sind. Die vorgenannten Druckverfahren arbeiten alle mit
speziellen Druckwerkzeugen, die nicht nur aufwendig und teuer sind,
sondern auch unflexibel, was die Anpassung eines Druckmusters an verschiedene
vorgegebene Druckmuster angeht.
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Des
weiteren sind aus dem Stand der Technik Stiftplotter bekannt. Der
Stiftplotter ist für
Druckmuster auf Papier, in der Regel DIN A3 bis AO, ausgelegt. In
Sonderfällen
können
auch lösbare
Etiketten, aufgeklebt auf flachen Beschriftungsträgern, bedruckt
werden. Dazu benutzt der Stiftplatter einen Tintenstift, der auf
einem Wagen angebracht ist. Der Wagen gleitet über eine Schiene, die entweder über die
gesamte Papierbreite verschoben werden kann, oder aber fix montiert
ist. Der Nachteil von Stiftplottern besteht darin, dass diese langsam
im Bedrucken der Gegenstande sind und umständlich in der Handhabung. Des
weiteren kommt es wegen der verwendeten lösungsmittelhaltigen Tinte zu
Störungen
im Beschriftungsprozess, beispielsweise wegen eingetrockneter Stifte.
Stiftplatter finden daher im gewerblichen Bereich nur noch selten
Anwendung.
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Aus
der
GB 2235 163 A ist
ein Plotter zum Bedrucken von Kunststoffkassetten bekannt, bei dem
die Beschriftung über
ein Thermoverfahren mit einem beheizbaren Plotterstift und einem
Karbonband erfolgt. Nachteilig ist hier, dass sich dieses Verfahren
nur auf Kunststoff anwenden lässt
und außerdem
nur eine geringe Auflösung
und Druckgeschwindigkeit realisierbar ist. Die geringe Druckgeschwindigkeit
resultiert daraus, dass der Plotterstift jeden Buchstaben einzeln
nach Art eines Plotters anfahren muss.
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Es
sind auch Druckmaschinen bekannt, die handelsübliche Tintendrucker adaptieren.
Diese Tintendrucker sind auf wasserbasierende Tinte angewiesen.
Bei diesem Druckvorgang wird der Beschriftungsträger nach dem kompletten Druckvorgang
so stark erhitzt, bis der wässrige
Anteil der Tinte verdampft ist. Aus der
EP 0 619 849 B1 ist ein
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
ersichtlich, welches mit einer kombinierten Heizvorrichtung und
Gebläseanlage
zum Trocknen der aufgedruckten Tinte durch warme Luft ausgestattet
ist. Nachteilig ist, dass die Beschriftungsträger auf eine Temperatur über 100
Grad Celsius erhitzt werden müssen,
damit der in der Tinte enthaltene Wasseranteil verdampft. Die Beschriftungsmaterialen
werden durch die Hitze sehr stark gestresst und können ihre
Form verändern
bzw. verziehen. Auch die Haftung von wässrigen Tinten auf Kunststoffoberflächen ist
unzureichend. Um die Gegenstände
beim Bedrucken vor zu großer
Erwärmung
zu schützen,
offenbart die
DE 43
42 643 C2 ein Verfahren, welches mit einer erwärmungsarmen Strahlung
die aufgedruckte Tinte fixiert, wobei die Tinte durch eine photochemische
Reaktion fixiert wird. Die Fixierung erfolgt durch die Verwendung
einer UV- Strahlenquelle, wodurch die druckverzögernde Wartephase bei thermischer
Fixierung entfällt. Dazu
wird eine UV- Strahlungsquelle verwendet, die dem Druckprozess nachgeschaltet
ist. Zwischen der Tintenauftragseinheit und der UV- Strahlungsquelle besteht
eine räumlich
enge Zuordnung, die sich aufgrund der erzeugten Wärme durch
die UV- Strahlungsquelle nachteilig auf die Tintenauftragseinheit auswirkt.
Die erzeugte Wärme
wirkt ungehindert in alle Richtungen und eine Bedruckung unterschiedlicher
Gegenstände
ist mit diesem Tintenstrahldrucker nicht möglich.
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Zur
Vermeidung der ungehinderten Verbreitung der entstehenden Wärme bei
Strahlungsquellen schlägt
die
DE 200 22 158
U1 ein Trocknungsgerät vor,
welches mit einer Infrarotstrahlungsquelle einsetzbar ist. Hierbei
handelt es sich um ein separates Trocknungsgerät, ausgestattet mit passivem
Kühlmittel,
das Tintenstrahldruckern nachgeschaltet ist. Der Nachteil dieses
Trocknungsgerätes
besteht darin, dass es nur als Stand Alone Gerät zur Papierblatttrocknung
in einem Abstand von etwa 20 bis 30 cm zum Tintendrucker verwendbar
ist. Das Trocknen anderer bedruckter Gegenstände ist nicht möglich.
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In
einer weiterführenden
Ausführung
beschreibt die
DE
198 23 195 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken
von Kunststoffwerkstückoberflächen. Das
Verfahren und die Vorrichtung sind speziell nur auf die Bedruckung
von Profilleisten ausgelegt, wobei deren Oberfläche zur besseren Haftung der
Tinte durch ein Plasmaverfahren vorbehandelt wird. Eine Behandlung
der Oberfläche
durch UV- Strahlung zur schnelleren Trocknung und Aushärtung der
Tinte erfolgt nicht. Der Tintendrucker ist auch nicht zum Bedrucken
der zuvor genannten Gegenstände
geeignet.
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Aus
der
DE 101 15 065 ,
welche als nächstkommender
stand der Technik betrachtet wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Bedrucken von Kassetten oder Objektträgern für histologische Präparate und/oder
von Glasobjektträgern
für mikroskopische
Dünnschnitte
beschrieben, bei dem eine Rechnereinrichtung zum Steuern der Druckeinrichtung
vorgesehen ist und die Druckeinrichtung einen Tintenstrahldrucker
zum Bedrucken der Kassetten und/oder Objektträger aufweist. Die Tinte wird über eine
Warmlufttrocknung vorgetrocknet und über eine Blitzeinrichtung durchgetrocknet.
Die Verarbeitungsgeschwindigkeit in der Druckeinrichtung ist aber durch
die Warmlufttrocknung sehr begrenzt. Die Warmluft- und Blitzeinrichtung
ist nicht in Tintenstrahldruckern integriert. Des weiteren handelt
es sich bei dem in der Druckeinrichtung verwendeten Tintenstrahldrucker
um einen konventionellen Tintendrucker, der mit einem ortsfesten
Tintentank am Druckerrahmen zur Versorgung des Druckkopfes ausgestattet
ist. Beispiele ortsfester Tintentanks sind den Druckschriften
DE 199 23 291 B4 und
DE 199 16 219 C2 zu
entnehmen. Ortsfeste Tintentanks besitzen den Nachteil, dass diese
mit komplizierten technischen Einzelteilen ausgestattet sind, um
einen Unterdruck im Druckkopf bzw. an der Düseneinrichtung zu erzeugen.
Solche Ausführungsformen
von Tintentanks sind konstruktiv zu kompliziert aufgebaut und somit
in der Herstellung zu teuer.
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Ein
weiteres Problem bei der Erzielung eines kontrastreichen Druckbildes
besteht in der Sicherstellung eines an der Düseneinrichtung der Druckvorrichtung
anliegenden Unterdrucks von einigen Millibar. Der Unterdruck kann,
wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch einen mit einem Tintenabsorber
ausgestatteten Tintentank gewährleistet
werden. So ein Tintentank ist aus der
US
4,771,295 bekannt, wobei solche Ausführungsformen von Tintentanks räumlich oberhalb
der Düseneinrichtung
in der Druckmaschine angeordnet sind. Einen wesentlichen Nachteil
besitzt der in den Tintentanks eingesetzte Absorber der in einem
aufwendigen Verfahren hergestellt wird. Der Absorber besteht aus
einem Schaumblock der gegenüber
lösungsmittelhaltigen
Tinten nur eine begrenzte Beständigkeit
aufweist. Da die zu bedruckenden Gegenstände aus verschiedenen Materialien
bestehen kommen im Druckverfahren aber nur lösungsmittelhaltige Tinte in
Frage.
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Um
Kunststoffmaterialien zu markieren ist es daher notwendig, Drucktinte
zu verwenden, die beim Drucken auf einer großen Auswahl von Kunststoffmaterialien
mittels Tintenstrahldrucker besonders wirksam ist (
EP 0 419 442 B1 ), wobei
diese eine definierte Aushärtungs-,
Fixier- oder Härtungsphase besitzen,
die bei der Belichtung der Tinte mit UV- Strahlung wirksam wird.
Bei dem Einsatz solcher UV- härtbaren
Tinten (
DE 699 093
322 T2 ) ist es notwendig, um Druckfehler zu vermeiden,
den Tintendrucker mit einer Tintenentfernungsvorrichtung (
DE 10 2004 058 084
A1 ) auszustatten, welche die restliche Tinte von einem
Tintendruckkopf entfernt. Die aus dem Stand der Technik bekannten
Tintenentfernungsvorrichtungen umfassen nur Abwischelemente, welche über die
Düsen des
Tintendruckkopfes streifen. Folglich wird ein optimierter Tintenentfernungsaufbau
gefordert, der auch eine Reinigung der Düseneinrichtung mittels einer
Pumpe ermöglicht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die vorgenannten
Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet und eine technische
Lösung
anzugeben, die es ermöglicht,
Gegenstände
aus unterschiedlichen Werkstoffen, insbesondere Kunststoffteile,
zu bedrucken. Aufgrund der Vielfalt der unterschiedlichen zu bedruckenden
Gegenstände
mit schnell wechselnden Druckmustern gilt, diese weitgehend thermisch schonend
mit einem kontrastreichen Druckbild zu beschriften und dabei einen
hohen Durchsatz pro Zeiteinheit an Festhaltevorrichtungen oder Beschriftungsträgern zu
erreichen, wobei die Zuführung
der Festhaltevorrichtungen oder der Beschriftungsträger eines
Druckauftrages vom Vorratsstapel in der Druckmaschine zur Druckvorrichtung
und von dort zur gesammelten Ablage in der Druckmaschine nach dem
Bedrucken der Gegenstände
bzw. deren Oberflächen
automatisch auf geradlinigem Wege erfolgen soll.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs
7 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen und den nachfolgenden
Beschreibungen.
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Beschreibung der Erfindung
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Um
ein mit diesen Merkmalen der vorliegenden Erfindung ausgestattetes
Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen aus unterschiedlichen Werkstoffen
und unterschiedlichen Größen, insbesondere
von Kunststoffteilen für
die Interface-Technik und deren Produkte auf Festhaltevorrichtungen und/oder
zum Bedrucken von Schildern, Etiketten usw. auf Beschriftungsträgern zu
erhalten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
eine Datenverarbeitungsanlage bereitzustellen, die einerseits eine
Vielzahl von in Datenbanken gespeicherten Druckmuster enthält, um den
Bedarf von schnell zu wechselnden Druckmustern zu erfüllen und
eine Druckvorrichtung zur Verfügung
zu stellen, wodurch ein flexibles Wechseln der Druckmuster auch
während
des Druckbetriebs sicher gestellt ist und die andererseits zum Steuern
der Druckmaschine geeignet ist. Im zweiten Verfahrensschritt wird
eine Druckmaschine bereitgestellt, die über Schnittstellen mit der
Datenverarbeitungsanlage verbunden ist. Bei der Druckmaschine werden
die zu bedruckenden Gegenstände
bzw. Kunststoffteile mit Hilfe einer Festhaltevorrichtung oder mit
einem Beschriftungsträger
in das Einlegefach der Eingabestation gelegt und mit einer Transporteinrichtung
der Druckvorrichtung zugeführt.
Befinden sich die Gegenstände
in der Druckposition der Druckmaschine, werden die zu bedruckenden
Oberflächen
der Gegenstände
durch die rechnergesteuerte Druckvorrichtung mit mindestens einem
von der Datenverarbeitungsanlage vorgegebenen Druckmuster beschriftet.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden nach dem Druckvorgang,
bzw. nach dem Aufbringen eines oder mehrerer Druckmuster, die Gegenstände durch
eine neben der Druckvorrichtung auf dem gleichen Schlitten angeordneten
Strahlungsquelle, die von der Datenverarbeitungsanlage gesteuert
wird, belichtet. D.h., die Gegenstände werden einer Strahlung
ausgesetzt, wodurch die durch die Druckvorrichtung aufgebrachte
Flüssigkeit
getrocknet und ausgehärtet
wird, ohne das die Gegenstände,
die Festhaltevorrichtung oder die Beschriftungsträger nennenswert
erhitzt werden. Dieser vorteilhafte Effekt wird durch eine abgestimmte
Wellenlänge
der Strahlung der Strahlungsquelle, welche die flüssigen Bestandteile
der Flüssigkeit
schlagartig erhitzt und in Bruchteilen einer Sekunde verdampft,
erreicht. Nach der Durchtrocknung und Aushärtung der aufgebrachten Flüssigkeit
wird die Festhaltevorrichtung oder der Beschriftungsträger mit
Hilfe der Transporteinrichtung dem Ausgabefach der Ausgabestation
zugeführt,
wobei die Festhaltevorrichtungen und die Beschriftungsträger im Ausgabefach
der Ausgabestation stapelbar sind. In einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung kann die Datenverarbeitungsanlage aus einem Rechner
und die Druckmaschine aus einem Tintendrucker bestehen, wobei die
Druckmuster durch Tintenstrahldrucker gebildet werden können und
uv- härtbar
sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Bedrucken von Gegenständen,
insbesondere von Kunststoffen, weist zur Durchführung eines Verfahrens nach
einem der Ansprüche
1 bis 6 eine Datenverarbeitungsanlage zum Steuern einer Druckmaschine
auf. Die Druckmaschine umfasst eine Transportvorrichtung zum Transportieren
der Festhaltevorrichtung oder der Befestigungsträger, eine Druckvorrichtung
zum Bedrucken der Gegenstände,
insbesondere von Kunststoffteilen, eine Strahlungsquelle zum Trocknen
und Aushärten
des durch Flüssigkeitsstrahl
erzeugten Druckmusters, einen wechselbaren Flüssigkeitsbehälter zum
Versorgen der Druckvorrichtung mit Flüssigkeit, eine wechselbare
Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Düseneinrichtung und eine Eingabe-
und Ausgabestation für
die Festhaltevorrichtung oder die Beschriftungsträger, wobei
die Druckvorrichtung, die Strahlungsquelle und der Flüssigkeitsbehälter erfindungsgemäß auf einem
gemeinsamen, hin- und
her bewegbaren Schlitten angeordnet sind.
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Der
Schlitten ist an verschiedenen Traversen, die mit dem Druckergestell
innerhalb des Gehäuses
verbunden sind, befestigt. Das Gehäuse der Druckmaschine ist derart
gestaltet, dass die Eingabestation zur Aufnahme der Festhaltevorrichtung oder
der Beschriftungsträger
gegenüber
der Ausgabestation erhöht
angeordnet ist, wodurch sich zwischen der Ein- und Ausgabestation
eine schiefe Ebene ergibt, die auch die Druckebene bildet oder parallel
zu der Druckebene steht. Die schiefe Ebene wird durch die dem Gehäuse zugehörigen Stützen gebildet,
wobei die Stützen
eine Form besitzen, die einem Keil entsprechen. Aufgrund der Keilform
der Stützen nimmt
die Druckmaschine eine geneigte Position zur horizontalen Ebene
ein, wodurch sich auch die Druckebene auf einer schiefen Ebene befindet.
An den Enden der schiefen Ebene befinden sich die Ein- und Ausgabestationen,
wobei die Eingabestation an der höchsten Stelle und die Ausgabestation
an der niedrigsten Stelle angeordnet ist. Ungefähr auf dem halben Wege zwischen
der Ein- und Ausgabestation ist die Druckvorrichtung angeordnet.
Die Druckvorrichtung steht senkrecht auf der Druckebene und der Flüssigkeitsbehälter zur
Versorgung der Druckvorrichtung mit Flüssigkeit befindet sich Hang
abwärts hinter
der Druckvorrichtung in Richtung Ausgabestation. Die Druckvorrichtung
und der Flüssigkeitsbehälter stehen
dabei in geringem Abstand zur schiefen Druckebene und sind derart
zueinander angeordnet, dass der Flüssigkeitsbehälter mit
seinem Flüssigkeitsniveau
in abgesenkter Position zur Düseneinrichtung
der Druckvorrichtung steht, so dass das Flüssigkeitsniveau im Flüssigkeitsbehälter über das Prinzip
der kommunizierenden Röhren
in der Düseneinrichtung
der Druckvorrichtung einen Unterdruck erzeugt.
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Der
Flüssigkeitsbehälter ist
eingangsseitig, unter Zwischenschaltung eines Ventils mit einem
Gerät,
insbesondere Luftverdichter zur Erzeugung eines Überdrucks im Flüssigkeitsbehälter und
ausgangsseitig mit der Druckvorrichtung lösbar verbunden, wodurch der
Flüssigkeitsbehälter auswechselbar wird
und somit einen leicht zu wechselnden Tank ergibt. Die ausgangsseitig lösbare Verbindung
am Flüssigkeitsbehälter besteht
aus einer Zuleitung, die eingangsseitig mit der Druckvorrichtung
gekoppelt ist. Ausgangsseitig besitzt die Druckvorrichtung eine Auslassöffnung,
wobei unmittelbar an der Auslassöffnung
eine Messvorrichtung, insbesondere ein Flüssigkeitsniveausensor angeschlossen
ist, dessen Ausgang bzw. Ausgangsöffnung durch ein angeschlossenes
Ventil wahlweise geöffnet
oder geschlossen werden kann. Die Funktion der Flüssigkeitsversorgungseinheit
wird in der 2 näher beschrieben.
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Die
Erfindung zum Bedrucken von Gegenständen zeichnet sich weiterhin
dadurch aus, dass nach dem Bedrucken der Gegenstände die Druckvorrichtung zu
der in Zeilenrichtung angeordneten Parkposition fährt, an
der sich eine Reinigungsstation befindet. Auf dem Weg zur Parkposition
streift die Düseneinrichtung
der Druckvorrichtung über
eine Wischeinrichtung, insbesondere Wischblatt der Reinigungsvorrichtung,
die zur Absorption der von der Düseneinrichtung
abgewischten Flüssigkeit
einen Speicherraum enthält.
Ist die Druckvorrichtung in der Parkposition der Reinigungsstation,
steht die Düseneinrichtung
der in der Reinigungsvorrichtung enthaltenen Trichteröffnung gegenüber, wobei
die Reinigungsvorrichtung der Reinigungsstation unterhalb der geneigten
Druckebene angeordnet ist und einen wechselbaren Reinigungsbehälter umfasst.
Der Reinigungsbehälter
dient einerseits zur Aufnahme der Flüssigkeitsreste, die beim Entfernen
an der Düseneinrichtung
anfallen und andererseits zur Aufnahme der Flüssigkeit, die bei dem Reinigungsvorgang
der Düseneinrichtung
entsteht. Die Reinigungsvorrichtung enthält daher einen wechselbaren
Reinigungsbehälter
mit einer Öffnung
zur Aufnahme der Flüssigkeit,
mit einem Speicheraum für
die Flüssigkeit,
mit einer Wischeinrichtung und mit mindestens einer Öffnung neben
der Wischeinrichtung. Der Reinigungsvorgang wird in 2 näher erläutert.
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Die
Druckmaschine zeichnet sich erfindungsgemäß auch dadurch aus, dass neben
der auf dem Schlitten befindlichen Druckvorrichtung eine Strahlungsquelle
angeordnet ist, welche die auf den Gegenständen aufgebrachten Druckmuster
nach dem Druckvorgang mit Strahlung, insbesondere Licht, bestrahlt,
wobei das Licht zur Trocknung und Aushärtung eine auf die Flüssigkeit
abgestimmte Wellenlänge
enthält,
welche die flüssigen
Druckmuster aushärtet,
ohne die Gegenstände
stark zu erwärmen,
bzw. zu erhitzen. Erfindungsgemäß wird eine größere Erwärmung der
Gegenstände
durch die der Strahlungsquelle nachgeschalteten Elemente vermieden,
bzw. stark reduziert. Dazu befindet sich in der Parkposition der
Druckvorrichtung oberhalb der geneigten Druckebenen die Strahlungsaustrittsseite der
Strahlungsquelle in einem definierten Abstand zur Oberfläche der
zu bestrahlenden Gegenstände und
unterhalb der geneigten Druckebenen ein Schacht, insbesondere Lichtschacht.
Am Ende des Schachtes ist in der Wanne des Gehäuses ein Durchbruch enthalten.
Der Durchbruch dient der Befestigung eines in den Schacht hinein
reichenden Energieabsorbers, insbesondere eines Lichtabsorber. An den
Lichtabsorber ist ein nach außen
gerichtetes Kühlelement
befestigt. D.h., dass der Strahlungsaustrittsseite der Strahlungsquelle
in der Parkposition der Druckvorrichtung ein Schacht mit einem integrierten
Energieabsorber gegenüber
steht, welcher die eingestrahlte Energie durch mehrfache Reflektion
an schräg
zur Strahlungsrichtung angeordneten Rippen in Wärmeenergie umwandelt und über das
Kühlelement
an die Außenluft
abgibt.
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Das
Kühlelement
befindet sich außerhalb des
Gehäuses
zwischen den beiden Stützen
der Druckmaschine und ragt aus der schräg zur horizontalen Ebene angeordneten
bodengerichteten Wanne hervor.
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Die
Druckmaschine ist ferner mit einer Transport- und Abzugseinrichtung
ausgestattet, um die in der erhöhten
Eingabestation befindliche Festhaltevorrichtung oder den Beschriftungsträger mit den
darin enthaltenen unbeschrifteten Gegenständen auf der geneigten Druckebene
der Druckposition zu führen.
Die Festhaltevorrichtung oder der Beschriftungsträger kann
auch als Stapel im Eingabefach gelagert sein, von dem es über eine
Abzugseinrichtung der Transporteinrichtung zugeführt wird, die es beschriftungsgerecht
an der Druckposition positioniert und danach in ein an dem niedrigeren
Teil der geneigten Druckebene anschließenden Ausgabefeld der Anlagestation
der Druckmaschine zu transportieren. In dem Ausgabefach werden die
Festhaltevorrichtung oder die Beschriftungsträger mit den beschrifteten Gegenständen eines
Druckauftrages gestapelt. D.h., dass die in der Festhaltevorrichtung oder
dem Beschriftungsträger
angeordneten unbeschrifteten Gegenstände auf dem höher gelegenen Abschnitt
der gegenüber
der waagrechten Aufstellebenen schräg angeordneten Druckebenen
im Eingabefach der Druckmaschine stapelbar sind, von einer Abzugseinrichtung
einzeln der Transporteinrichtung zugeführt und von dieser Druckposition
und nach dem Beschriften durch die Transporteinrichtung in das Ausgabefach
der Druckmaschine unterhalb der schrägen Druckebene befördert und
dort gestapelt werden. Der Transport der Festhaltevorrichtung oder der
Beschriftungsträger
in der Druckmaschine erfolgt vom Vorratsstapel im Eingabefach bis
zur Ablage im Ausgabefach geradlinig.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt
und wird nachfolgend näher
beschrieben. Es zeigt
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine
Prinzipdarstellung einer Flüssigkeitsversorgungseinheit
mit Reinigungseinrichtung im Schnitt,
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3 einen
Querschnitt durch die erfindungsgemäße Druckmaschine und
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4 einen
Längsschnitt
durch die erfindungsgemäße Druckmaschine
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Die
perspektivische Ansicht der 1 zeigt die
erfindungsgemäße Vorrichtung
, wobei die Vorrichtung 1 vorzugsweise eine als Rechner 3 ausgeführte Datenverarbeitungsanlage 2,
und eine Druckmaschine 4, insbesondere einem Tintendrucker 5 aufweist,
dessen Gerätesteuerung 26 über eine
Datenleitung 6 und einer Schnittstelle (nicht dargestellt) mit
der Datenverarbeitungsanlage 2 verbunden ist und darüber mit
dieser kommuniziert. Der Tintendrucker 5 ist mit einem
Gehäuse 7 verkleidet.
Das Gehäuse
umfasst eine Wanne 8, eine Haube 9 und eine Abdeckung 10,
wobei die Abdeckung 10 die Bedien- und Anzeigeelemente 11 enthält. Unter
der Wanne 8 sind zwei Stützen 12 parallel zueinander
in einem bestimmten Abstand und orthogonal zu der Schlittenführung in
der Druckmaschine 4 angeordnet. Die Stützen 12 sind keilförmig ausgebildet,
wodurch die Druckmaschine 4 eine geneigte Position senkrecht zur
Beschriftungsrichtung einnimmt. Die erfindungsgemäße Neigung
der Druckmaschine 4 entspricht in etwa einem Winkel von
20 Grad bis 60 Grad, vorteilhafterweise von 40 Grad und wird durch
die Schräge der
Keilform 13 der Stützen 12 erzielt.
Aufgrund der vorteilhaften Neigung der Druckmaschine 4 befindet sich
die Eingabestation 15 für
die Festhaltevorrichtung 21 oder der Beschriftungsträger 22 oberhalb bzw.
erhöht
zur Ausgabestation 18, wobei die beiden Stationen 15, 18 durch
eine Ebene 23 miteinander verbunden sind. Die Ebene 23 entspricht
aufgrund der keilförmigen
Stützen 12 einer
schiefen Ebene 23, auf der die Festhaltevorrichtung 21 oder
die Beschriftungsträger 22 durch
eine Transporteinrichtung (siehe 3) von der
Eingabestation 15 über
die Druck- und Belichtungsstation (siehe 3 und 4)
zur Ausgabestation 18 befördert werden. Die Eingabestation 15 enthält zur Aufnahme
der Festhaltevorrichtungen 21 oder der Beschriftungsträger 22 ein
Eingabefach 16, in dem die Vorrichtungen 21 und
die Träger 22 mit
den unbeschrifteten Gegenständen 14 gestapelt
werden können.
Des weiteren ist das Eingabefach 16 mit einem verstellbaren
Seitenanschlag 17 ausgestattet, wodurch unterschiedliche
Abmessungen von Vorrichtung 21 und Träger 22 im Eingabefach 16 stapelbar
sind. Die Ausgabestation 18 besitzt im Ausgabefach 19 einen
Endanschlag 20, an dem die Vorrichtung 21 und
der Träger 22 mit
den beschrifteten Gegenständen 14 zum
Anliegen kommen. Das Ausgabefach 19 ist derart gestaltet,
dass ebenfalls, wie im Eingabefach 16, die Vorrichtungen 21 und
die Träger 22 an
der schiefen Ebene 23 gestapelt werden können. Unterhalb
der Wanne 8 befindet sich, angeordnet zwischen den beiden
Stützen 12, ein
Kühlkörper 24,
der aus 3 und 4 ersichtlich
ist.
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Die 2 zeigt
in prinzipieller Darstellung eine erfindungsgemäße Flüssigkeitsversorgungseinheit 30 mit
einer Reinigungsvorrichtung 60 in Schnittdarstellung, wobei
die Flüssigkeitsversorgungseinheit 30 ein
Verfahren und eine Vorrichtung umfasst, die zum Messen eines Füllstandes 54 einer
Flüssigkeit 37,
zum Steuern eines Gerätes 32,
zur Erzeugung eines Überdrucks
in einem Flüssigkeitsbehälter 31 und
zur Abgabe einer Flüssigkeit 37 zur
Reinigung einer Düseneinrichtung 45 geeignet
ist. Die Flüssigkeitsversorgungseinheit 30 besteht
im Wesentlichen aus einem wechselbaren Flüssigkeitsbehälter 31,
der über
ein lösbares
Ventil 38 mit einem Gerät 32,
insbesondere eines Luftverdichters 33 über eine Zuleitung 34 verbunden
ist, einer lösbaren
Flüssigkeitsleitung 35 zur
Weiterleitung der Flüssigkeit 37 aus
dem Flüssigkeitsbehälter 31 an
eine Druckvorrichtung 40, die aus einem geschlossenen Gehäuse 41,
einer Zulauföffnung 42,
einem Reservoir 43, einem Druckkopf 44 mit Düseneinrichtung 45,
einer Auslassöffnung 47 gebildet
ist, wobei an der Auslassöffnung 47 eine Messvorrichtung 50,
insbesondere ein Flüssigkeitsniveausensor 51 mit
einer Einlassöffnung 52 die
in einer Kammer 53 zur Messung des Flüssigkeitsniveaus 54 mündet, einer
Auslassöffnung 55 und
einem an der Auslassöffnung 55 installierten
Ventil 56 angeschlossen ist.
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Die
Funktion der Flüssigkeitsversorgungseinheit 30 in
Verbindung mit der Reinigungsvorrichtung 60 wird nachfolgend
an den typischen Funktionen erläutert.
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Mit
dem Luftverdichter 33 wird zur Befüllung der Druckvorrichtung 40 mit
Flüssigkeit 37 ein Überdruck über das
zu dem Luftverdichter 33 geöffnete Ventil 38 in
dem Luftraum über
dem Flüssigkeitsniveau 36 im
Flüssigkeitsbehälter 31 erzeugt.
Dadurch wird die Flüssigkeit 37 über die
Flüssigkeitsleitung 35 in
Richtung Druckvorrichtung 40 gedrückt, wodurch das Reservoir 43 der
Druckvorrichtung 40 geflutet wird und steigt anschließend in
der Auslassöffnung 47 empor,
wobei sich die Kammer 53 des über der Auslassöffnung 47 angeschlossenen
Flüssigkeitsniveausensors 51 füllt. Bei
dem Erreichen eines Sollpegels im Sensor 51 gibt dieser
ein Signal an die Gerätesteuerung 26,
welche den Luftverdichter 33 abschaltet und das Ventil 56 oberhalb
des Flüssigkeitsniveausensors 51 schließt und das
Ventil 38 zwischen dem Flüssigkeitsbehälter 31 und
dem Luftverdichter 33 auf Außenbelüftung 39 umschaltet.
Damit herrscht auf dem Flüssigkeitsniveau 36 im
Flüssigkeitsbehälter 31 und
an der Düseneinrichtung 45 der Druckvorrichtung 40 jederzeit
der gleiche atmosphärische
Druck. Durch die Kapillarwirkung der Düsen 46 in der Düseneinrichtung 45 tropft
aus diesen keine Flüssigkeit 37,
wenn das Flüssigkeitsniveau 36 um das
Maß 29 in
der Größenordnung
von einigen Millimetern gegenüber
der Düseneinrichtung 45 abgesenkt
bzw. tiefer liegt.
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Beim
Reinigungsvorgang steht die Druckvorrichtung 40 in Parkposition 48 direkt
gegenüber
der Reinigungsstation 61, die im wesentlichen aus der Reinigungsvorrichtung 60,
einem wechselbaren Reinigungsbehälter 62,
einer Wischeinrichtung 63 und einer Antriebseinheit 68 besteht,
wobei der Reinigungsbehälter 62 eine Öffnung 65 zur
Aufnahme der beim Reinigungsvorgang anfallenden Flüssigkeit 37 enthält. In der
Parkposition 48 steht der Druckkopf 44 mit seiner
Düseneinrichtung 45 direkt
gegenüber
der Öffnung 65.
Das Ventil 56 über
dem Sensor 51 ist geschlossen und das Ventil 38 über dem
Flüssigkeitsbehälter 31 zum
Luftverdichter 33 ist geöffnet. Der Luftverdichter 33 erzeugt
im Flüssigkeitsbehälter 31 einen Überdruck,
wodurch die im Reservoir 43 der Druckvorrichtung 40 enthaltene
Flüssigkeit 37 aus der
Düseneinrichtung 45 austritt
und in die Öffnung 65 der
Reinigungsvorrichtung 60 tropft. Anschließend bewegt
die Antriebseinheit 68 die Reinigungsvorrichtung 60 in
Richtung des Druckkopfes 44. Durch den Hub der Reinigungsvorrichtung 60 wird die
Wischeinrichtung 63 in Höhe der Düseneinrichtung 45 gefahren
und durch die Bewegung des Schlittens 76 in Zeilenrichtung
streift der Druckkopf 44 über das in der Wischeinrichtung 63 enthaltene Wischblatt 64 und
entfernt die an der Düse 46 bzw. den
Düsen befindlichen
Flüssigkeitsreste
ab. Die abgestreifte Flüssigkeit
sickert durch kleine Öffnungen 66,
die neben dem Wischblatt 64 angeordnet sind, in den Speicherraum 67 des
Reinigungsbehälters 62.
-
Die 3 zeigt
einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Druckmaschine 4 in
geneigter Form und in kompletter Ausführung eines Tintendruckers 5 und
in 4 wird eine Ausführung der Druckmaschine 4 im
Längsschnitt
dargestellt.
-
Der
Tintendrucker 5 besteht aus den Elementen eines Druckmaschinengehäuses 7,
einem Druckergestell 70, einem Schlitten 76 mit
Antriebseinheit 79, einer Flüssigkeitsversorgungseinheit 30 bestehend
aus einer Druckvorrichtung 40, Flüssigkeitsbehälter 31,
Flüssigkeitsniveausensor 51 und
einem Luftverdichter 33, einer Reinigungsvorrichtung 60 bestehend
aus Reinigungsbehälter 62 ,
einer Wischeinrichtung 63 und einer Antriebseinheit 68,
einer Strahlungsquelle 86 mit Energieabsorber 87 und Kühlelement 24,
einer Transporteinrichtung 90 und Abzugseinrichtung 91 mit
Transport- 92, 93 und Andruckrollen 94, 95,
einer Festhaltevorrichtung 21 und eines Beschriftungsträgers 22.
-
Der
Tintendrucker 5 enthält
ein Gehäuse 7 mit
den daran angeordneten Stützen 12 in
Keilform 13, wodurch sich die Neigung der Druckmaschine 4 ergibt,
sowie ein Druckergestell 70 mit dem die Seitenwände 71, 72 des
Gehäuses 7 durch
eine Traverse 75 und Winkeltraversen 73, 74 auf
Distanz gehalten werden. Darüber
hinaus ist in dem Gehäuse 7 des
Tintendruckers 5 ein Schlitten 76 mit einer Antriebseinheit 79 montiert,
die innen an den Traversen 73, 74, 75 befestigt
ist. Der Schlitten 76 wird durch die Schlittenführung 77 mit
der Führungsachse 78 parallel
zur Druckzeilenrichtung 84 geführt und über einen Riemen 80,
der über
eine Rolle 81 umgelenkt wird, von der Antriebseinheit 79 angetrieben.
Ferner sind auf dem in dem Gehäuse 7 befestigten
Schlitten 76 eine Druckvorrichtung 40 und ein
damit über
eine Flüssigkeitsleitung 35 verbundener
Flüssigkeitsbehälter 31 angeordnet.
Beide Elemente 40, 31 sind in einem geringen Abstand 98, 99 über die
Druckebene 83 geführt,
wobei die Druckebene 83 zur horizontalen Ebene 82 in
dem Maße
geneigt ist, dass der wechselbare Flüssigkeitsbehälter 31 mit
seinem Flüssigkeitsniveau 36 in
einer abgesenkten Position gegenüber der
Düseneinrichtung 45 der
Druckvorrichtung 44 liegt. Durch den geneigten Verlauf
der Druckebene 83 bzw. der Ebene 23 über die
die zu beschriftenden Gegenständen 14 geführt und
beim Drucken zu der Ausgabestation 18 transportiert werden,
gelingt es, den wechselbaren Flüssigkeitsbehälter 31 mit
seiner obersten Gehäusekante
unterhalb der Düsen 46 zu positionieren
sowie in einem in Druckzeilenrichtung 84 geringen Abstand
zur Druckvorrichtung 44 anzuordnen.
-
Hingegen
kann bei einer nicht geneigten Führung
der zu beschriftenden Gegenstände 14 der Flüssigkeitsbehälter 31 nur
tiefer als die Druckvorrichtung angeordnet sein, wenn der Abstand
auf der Schiene zwischen dem Tintentank und der Druckvorrichtung
mindestens der Breite der zu beschriftenden Gegenständen 14 entspricht.
In diesem Fall würden bei
einem Druckvorgang die Gegenstände 14,
in Druckzeilenrichtung 84 gesehen, zwischen dem Flüssigkeitsbehälter 31 und
der Druckvorrichtung 44 zu der Ausgabestation 18 transportiert.
-
Deshalb
gelingt es durch die geneigte Ebene, den Drucker besonders schmal
auszuführen.
-
Der
Flüssigkeitsbehälter 31 ist,
des weiteren unter Zwischenschaltung eines Ventils 38,
mit einem Luftverdichter 33 der zur Erzeugung von Überdruck in
dem Flüssigkeitsbehälter 31 sorgt,
verbunden. An der Auslassöffnung 47 der
Druckvorrichtung 40 ist ein Flüssigkeitsniveausensor 51 installiert,
an dessen Ausgang 55 ein Ventil 56 angeschlossen
ist. Bei der am Druckkopf 44 angeordneten Düseneinrichtung 45 gegenüber, unterhalb
der geneigten Druckebene 83, befindet sich eine Reinigungsvorrichtung 60 bestehend
aus einem Reinigungsbehälter 62 zur
Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit 37,
einer Wischeinrichtung 63 mit einem Wischerblatt 64 zum
Entfernen von Flüssigkeitsresten
an der Düseneinrichtung 45 und einer
Antriebseinheit 68, welche die Reinigungsvorrichtung 60 in
vertikaler Richtung zur Düseneinrichtung 45 hebt
und senkt. Neben der Druckeinrichtung 40 auf dem gemeinsamen
Schlitten 76 in Druckzeilenrichtung 84 befindet
sich eine Strahlungsquelle 86, welche die Gegenstände 14 nach
dem Druckvorgang mit einer Strahlung belichtet und die Druckmuster 85 trocknet
und aushärtet.
Um ein unnötiges
Ein- und Ausschalten der Strahlungsquelle 86 zu vermeiden,
bleibt die Strahlungsquelle 86 bei Betrieb des Druckers 4, 5 auch
eingeschaltet, wenn sich die Druckvorrichtung 40 in der
Parkposition 48 befindet (s. 5).
In Parkposition 48 der Druckvorrichtung 40 befindet
sich die Strahlungsquelle 86 gegenüber einem Schacht 27 der
unterhalb der Druckebene 83 angeordnet ist. Am Ende des
Schachtes 27, in einem Durchbruch 28 der Gehäusewand,
ist ein Energieabsorber 87 befestigt, an dessen schrägen Rippen 25 die
Strahlung mehrfach reflektiert und in Wärme umgewandelt wird. An den
Energieabsorber 87 schließt sich ein Kühlelement 24 zum
Abtransport der Wärme an
die Außenluft
an, wobei das Kühlelement 24 zwischen
den beiden Stützen
aus der schräg
zur horizontalen Ebene 82 angeordneten bodengerichteten Wanne 8 des
Gehäuses 7 ragt.
Die Druckmaschine 4 ist ferner mit einer Transport- 90 und
Abzugseinrichtung 91 zum Transport der zu bedruckenden
Gegenstände 14 ausgestattet.
Die zu bedruckenden Gegenstände 14 können in
einer Festhaltevorrichtung 21 oder in einem Beschriftungsträger 22 angeordnet sein,
wobei die Festhaltevorrichtung 21 oder der Beschriftungsträger 22 Einzeln
oder als Vorratsstapel 88 im Eingabefach 16 der
erhöhten
Eingabestation 15 liegen und sich am Winkelanschlag 96 gegen
herunterrutschen abstützen,
weil sich die Eingabestation 15 auf dem erhöhten Abschnitt
der geneigten Druckebene 83 befindet. Mit einer Abzugseinrichtung 91 wird
jeweils die unterste Festhaltevorrichtung 21 oder der unterste
Beschriftungsträger
aus dem im Eingabefach 16 liegenden Vorratsstapel 88 gezogen
und der Transporteinrichtung 90, bestehend aus einem Transportrad 92 und
einer Andruckrolle 94, zugeführt. Die Transporteinrichtung 90 befördert die
Festhaltevorrichtung 21 oder den Beschriftungsträger 22 positionsgenau
in die Druckposition 89 und nach der Beschriftung mit dem
Druckmuster 85 mit dem Transportrad 93 und der
Andruckrolle 95 in das Ausgabefach 19 der Ausgabestation 18 zur
Ablage 89, wobei die Ablage 89 zum Stapeln der
Festhaltevorrichtung 21 oder der Beschriftungsträger 22 geeignet
ist. Das Ausgabefach 19 befindet sich auf dem niedrigen
Abschnitt der geneigten Druckebene 83, wobei die Festhaltevorrichtung 21 oder
der Beschriftungsträger
gegen herausrutschen aus dem Ausgabefach durch einen Winkelanschlag 97 geschützt sind.
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Datenverarbeitungsanlage
- 3
- Rechner
- 4
- Druckmaschine
- 5
- Tintendrucker
- 6
- Datenleitung
- 7
- Gehäuse
- 8
- Wanne
- 9
- Haube
- 10
- Abdeckung
- 11
- Bedien-/Anzeigeelemente
- 12
- Stütze
- 13
- Keil
(schiefe Ebene)
- 14
- Gegenstände
- 15
- Eingabestation
- 16
- Eingabefach
- 17
- Seitenanschlag
- 18
- Ausgabestation
- 19
- Ausgabefach
- 20
- Endanschlag
- 21
- Festhaltevorrichtung
- 22
- Beschriftungsträger
- 23
- schiefe
Ebene
- 24
- Kühlelement
- 25
- Kühlrippen
- 26
- Gerätesteuerung
- 27
- Schacht
- 28
- Durchbruch
- 29
- Maß
- 30
- Flüssigkeitsversorgungseinheit
- 31
- Flüssigkeitsbehälter
- 32
- Gerät
- 33
- Luftverdichter
- 34
- Zuleitung
- 35
- Flüssigkeitsleitung
- 36
- Flüssigkeitsniveau
- 37
- Flüssigkeit
- 38
- Ventil
- 39
- Außenluft
- 40
- Druckvorrichtung
- 41
- Gehäuse
- 42
- Zulauföffnung
- 43
- Reservoir
- 44
- Druckkopf
- 45
- Düseneinrichtung
- 46
- Düse
- 47
- Auslassöffnung
- 48
- Parkposition
- 49
- Frei
- 50
- Messvorrichtung
- 51
- Flüssigkeitsniveausensor
- 52
- Einlassöffnung
- 53
- Kammer
- 54
- Flüssigkeitsniveau
- 55
- Auslassöffnung
- 56
- Ventil
- 57
- Frei
- 58
- Außenluft
- 59
- Frei
- 60
- Reinigungsvorrichtung
- 61
- Reinigungsstation
- 62
- Reinigungsbehälter
- 63
- Wischeinrichtung
- 64
- Wischblatt
- 65
- Öffnung
- 66
- Kleine Öffnung
- 67
- Speicherraum
- 68
- Antriebseinheit
- 69
- Frei
- 70
- Druckergestell
- 71
- Seitenwand
links
- 72
- Seitenwand
rechts
- 73
- Winkeltraverse
- 74
- Winkeltraverse
- 75
- Traverse
- 76
- Schlitten
- 77
- Schlittenführung
- 78
- Führungsachse
- 79
- Antriebseinheit
- 80
- Riemen
- 81
- Rolle
- 82
- Horizontale
Ebene
- 83
- Druckebene
- 84
- Druckzeilenrichtung
- 85
- Druckmuster
- 86
- Strahlungsquelle
- 87
- Energieabsorber
- 88
- Strahlungsrichtung
- 89
- Druckposition
- 90
- Transporteinrichtung
- 91
- Abzugseinrichtung
- 92
- Transportrad
I
- 93
- Transportrad
II
- 94
- Andruckrolle
I
- 95
- Andruckrolle
II
- 96
- Winkelanschlag
oben
- 97
- Winkelanschlag
unten
- 98
- geringer
Abstand von 31
- 99
- geringer
Abstand von 40