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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transport grosser Schnittbahnen eines Substratmediums auf einem Walzwagen, der an einem modularen, rezirkulierenden Schienensystem befördert wird.
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Nach dem aktuellen Stand der Technik sind besonders Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahlmarkierseystemen für große Schnittbahnen hinsichtlich ihrer Produktionsleistung, der Art des Mediums und der Bildqualität Grenzen gesetzt. Ausserdem neigen derartige Systeme dazu, v.a. hinsichtlich ihrer automatisierten Komponenten inflexibel und schwer veränderbar zu sein. Wenn also zusätzliche oder andere Druckzellen, Markierungsarten oder Bahnhandlingssysteme eingesetzt werden müssen, kann es vorkommen, dass der ganze Auftrag nicht von einem System zu erledigen ist.
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Ausserdem umfassen Dokumentenverarbeitungsgeräte, insbesondere Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahldruckeinheiten, Systeme zur Beförderung von Bahnen aus Substratmedien durch das Gerät. Zur Erhöhung des Durchsatzes der Vorrichtung werden die Transportsysteme derart ausgelegt, dass das Medium über einen Mediendurchlaufpfad schnell befördert wird. Die Beförderung großer Medien wie Schnittbahnen in einer Größe von 60" × 40" kann jedoch mit größeren Schwierigkeiten verbunden sein. Große Medien lassen sich über eine große Druckzone mitunter schwer flach halten. Ausserdem kann die Bildqualität problematisch sein, wenn über eine große Druckzone getruckt wird.
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In herkömmlichen Großbahndruckern wird also ein Mehrpaß-System verwendet, in dem sich eine Papierbahn mehrmals unter befestigten Köpfen bewegt, oder aber sich die Köpfe mehrmals über dem Blatt bewegen. Mehrere Pässe zwischen den Druckköpfen und der Bahn reduzieren die Produktivität dadurch, dass sie die Produktion verlangsamen und häufig die Bildqualität aufgrund der Schwierigkeiten beim mehrmaligen Zielen auf die gewünschte Stelle in der Bahn verschlechtern.
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Daher wäre es wünschenswert, ein flexibles, effizientes, kosteneffizientes Medienbeförderungssystem sowie ein Verfahren zur Markierung großer Schnittbahnen bereitzustellen, die eine hohe Leistungsqualität innerhalb eines einzigen Systems gewährleisten und die Unzulänglichkeiten der vorigen Technik überwinden.
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Gemäß den vorliegend beschriebenen Aspekten wird ein Apparat zum Handling einer Bahn eines Substratmediums in einer Markiereinheit offenbart. Der Apparat umfasst eine Trägerschiene, eine erste Markierzone und einen ersten Walzwagen. Die Trägerschiene bildet einen geschlossenen Pfad. Die erste Markierzone markiert eine Bahn aus einem Substratmedium. Ausserdem bewegt sich der erste Walzwagen entlang der Trägerschiene. Der erste Walzwagen bleibt im Umlauf im geschlossenen Pfad. Der erste Walzwagen befördert die Substratbahn durch die erste Markierzone in einer Verarbeitungsrichtung entlang mindestens einem Teil des geschlossenen Pfades.
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Ausserdem kann die Trägerschiene innerhalb des geschlossenen Pfades mindestens einen alternativen Pfad umfassen. Der erste Walzwagen lässt sich selektiv in dem mindestens einem alternativen Pfad bewegen. Ausserdem kann sich der mindestens eine alternative Pfad parallel zu dem Abschnitt des geschlossenen Pfades, der durch die erste Markierzone führt, erstrecken. Die Trägerschiene kann mindestens einen lateralen Pendelabschnitt zur Beförderung des ersten Walzwagens zwischen parallele Abschnitte des geschlossenen Pfades umfassen. Die Trägerschiene kann zur Veränderung des geschlossenen Pfades modulare, als umkonfigurierbare Einheiten ausgebildete Schienenabschnitte umfassen. Die erste Markierzone kann eine Druckeinheit umfassen. Die Druckeinheit kann über den Teil des geschlossenen Pfades quer zur Verarbeitungsrichtung beweglich sein. Bei der Druckeinheit kann es sich um eine Tintenstrahleinheit handeln, die mit nur einem einzigen Lauf der Bahn quer zur Verarbeitungsrichtung die Bahn markiert. Ausserdem kann der Apparat einen zweiten, entlang der Trägerschiene beweglichen Walzwagen umfassen. Der zweite Walzwagen kann separat vom ersten Walzwagen beweglich sein. Beim Substratmedium kann es sich um eine Schnittbahn handeln, die Dimensionen von mindestens 40" × 60" aufweist. Der Apparat kann ferner eine zweite Markierzone zur Markierung der Bahn aus einem Substratmedium umfassen. Der erste Walzwagen kann die Substratbahn entlang mindestens einem Teil des geschlossenen Pfades durch die zweite Markierzone befördern.
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Gemäß weiteren vorliegend beschriebenen Aspekten wird ein Verfahren zum Handling von Bahnen aus Substratmedien in einer Markiereinheit offenbart. Das Verfahren umfasst das Positionieren einer ersten Substratbahn auf einen ersten Walzwagen. Der erste Walzwagen ist dabei in einer Ladezone eines geschlossenen Pfades angeordnet. Der erste Walzwagen lässt sich in einer Verarbeitungsrichtung im geschlossenen Pfad bewegen, der den ersten Walzwagen zurück in die Ladezone führt. Ausserdem umfasst das Verfahren das Bewegen des ersten Walzwagen in der Verarbeitungsrichtung entlang dem geschlossenen Pfad in eine erste Markierzone. Hierbei befördert der erste Walzwagen die erste Substratbahn in die erste Markierzone. Ausserdem umfasst das Verfahren das Markieren der Substratbahn in der ersten Markierzone. Ausserdem umfasst das Verfahren das Entfernen der Substratbahn aus dem ersten Walzwagen. Ausserdem umfasst das Verfahren das Bewegen des ersten Walzwagens in der Verarbeitungsrichtung entlang dem geschlossenen Pfad mindestens solange, bis der erste Walzwagen die Ladezone erreicht.
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Ausserdem kann das Bewegen des ersten Walzwagens in der Verarbeitungsrichtung das Befördern des ersten Walzwagen zwischen parallele geradlinige Abschnitte des geschlossenen Pfades umfassen. Positionieren einer zweiten Substratbahn auf dem ersten Walzwagen in der Ladezone. Bewegen des ersten Walzwagens in der Verarbeitungsrichtung entlang einem alternativen Pfad innerhalb des geschlossenen Pfades. Das Markieren der Substratbahn kann das Bewegen einer Druckeinheit quer zur Verarbeitungsrichtung über den Pfad in der Markierzone umfassen. Bei der Druckeinheit kann es sich um eine Tintenstrahleinheit handeln, die mit nur einem einzigen Lauf der Bahn quer zur Verarbeitungsrichtung die Bahn markiert. Das Positionieren einer dritten Substratbahn auf einen zweiten Walzwagen, während der zweite Walzwagen in der Ladezone angeordnet ist und der erste Walzwagen ausserhalb der Ladezone angeordnet ist. Der zweite Walzwagen kann in einer Verarbeitungsrichtung im geschlossenen Pfad beweglich sein, der den ersten Walzwagen zurück in die Ladezone führt. Bewegen des ersten Walzwagens in der Verarbeitungsrichtung entlang dem geschlossenen Pfad in eine zweite Markierzone.
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Der erste Walzwagen kann die erste Substratbahn in die zweite Markierzone befördern. Markieren der Substratbahn in der zweiten Markierzone. Die erste Substratbahn kann mittels eines automatisierten Roboterarms auf den ersten Walzwagen positioniert werden. Der automatisierte Roboterarm kann die Bahn vom dersten Walzwagen abnehmen. Der erste Walzwagen kann sich entlang mindestens einem Teil des geschlossenen Pfades auf Rädern bewegen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Apparates zum Handling einer Substratbahn in einer Markiereinheit gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Apparates zum Handling einer Substratbahn in einer Markiereinheit gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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3 ist eine Reliefansicht der Markierzone der 1.
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4 zeigt eine Stromaufwärts-Ansicht des Apparates der 3 entlang der Trägerschiene von stromabwärts der Markierzone.
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5 ist eine Perspektivansicht eines Walzwagens gemäß einigen Aspekten der Erfindung.
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6 ist eine Seitenansicht des Walzwagens der 5.
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7 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Apparates zum Handling einer Substratbahn in einer Markiereinheit gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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8 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Apparates zum Handling einer Substratbahn in einer Markiereinheit gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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Diese Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Die Erfindung verbessert die Flexibilität und Bilqualität von Druckaufträgen in großen Formaten, und stellen dabei ein effizientes Bahnhandlingssystem bereit, das die Produktivität verbessern kann. Die vorliegend beschriebenen Apparat und Verfahren können als selbständiges System eingesetzt, oder zum Zusammenwirken mit weiteren Markiersystemen angepasst werden.
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Vorliegend ist unter "Substratbahn", "Substratmedium" oder "Bahn" ein Substrat zu verstehen, auf dem ein Bild abgebildet werden kann. Zu derartigen Substraten gehören insbesondere Papier, Transparenten, Pergament, Film, Stoff, Kunststoff, Fotopapier, Wellpappe oder sonstige beschichtete oder nicht beschichtete Substratmedien, auf denen Informationen oder Markierungen visualisiert und/oder reproduziert werden können. Obwohl vorliegend auf eine Bahn oder auf Papier Bezug genommen wird, versteht sich, dass ein beliebiges Substratmedium in Bahnform eine angemessene Alternative darstellt. Ausserdem ist unter "Vorderkante" eines Substratmediums die Kante der Bahn, die in der Verarbeitungsrichtung am weitesten stromabwärts liegt.
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Vorliegend ist unter "Markierzone" die Stelle in einem Pfad zur Verarbeitung von Substratmedien, an der das Substrat durch eine "Markiervorrichtung" verändert wird. Zu den Markiervorrichtungen gehören vorliegend insbesondere ein Drucker, eine Druckeinheit oder ein Drucksystem. Derartige Markiervorrichtungen können digitale Vervielfältigungs-, Buchherstellungs-, Falt-, Stempel- Fax-, Multifunktionsgeräte- und ähnliche Technologien verwenden. Insbesondere solche, die zu einem beliebigen Zweck eine Druckfunktion ausführen.
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Zu konkreten Markiervorrichtungen gehören insbesondere Drucker, Druckeinheiten oder Drucksysteme, die in einem "elektrostatographischen Verfahren" Ausdrucke erzeugen; hierunter ist die Bildung eines Bildes auf einem Substrat unter Einsatz elektrostatisch geladener Muster zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen, ein "xerographisches Verfahren", was den Einsatz eines Harzpulvers auf einer elektrisch geladenen Platte zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen bedeutet, oder sonstige geeignete Verfahren zur Erzeugung von Ausdrucken, z.B. das Tintenstrahlverfahren, ein Verfahren mit flüssiger Tinte, ein Verfahren mit fester Tinte, usw. Ausserdem kann ein Drucksystem entweder Monochrom- oder Farbbildaten drucken und/oder diese verarbeiten.
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In vorliegenden Sinne ist unter "Verarbeitung" und "Verarbeitungssrichtung" ein Prozess des Bewegens, Beförderns und/oder der Verarbeitung einer Substratbahn. Im Wesentlichen verläuft die Verarbeitungsrichtung parallel zu einem Strömungsweg, entlang dem sich ein Teil des Medienwagens bewegt und/oder das Bild- oder Substratmedium innerhalb der Medienhandlingseinheit v.a. bewegt wird. Ein derartiger Strömungsweg P fließt stromabwärts. Dementsprechend sind unter "quer zur Verarbeitungsrichtung", "lateral" und "quer" Bewegungen oder Richtungen zu verstehen, die quer zur Verarbeitungsrichtung und generell entlang einer gemeinsamen planaren Ausdehnung davon verlaufen.
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Vorliegend ist unter "Wagen", "Medienwagen" oder "Walzwagen" eine Medienbeförderungsvorrichtung zu verstehen, die entlang einem Verarbeitungspfad zur Beförderung einer Substratbahn verschiebbar ist. Zu derartigen Medienbeförderungsvorrichtungen gehört insbesondere ein Rahmen, der zur direkten Abstützung der Substratbahn eine Walze trägt. Wagen oder Medienwagen im vorliegenden Sinne kann ein auf Schienen verschiebbarer Schlitten, eine Beförderungsvorrichtung, die auf Schienen rollende Räder aufweist, eine sonstige verschiebbare Wagenstruktur und/oder eine beliebige Kombination davon sein.
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Im vorliegenden Sinne ist unter "Modul" oder "modular" ein oder mehrere vereinheitlichte Teile, aus dem sich eine komplexere Struktur zusammenbauen lässt. Jeder der Teile ist dabei eine selbständige Komponente, die gegen andere selbständige Komponenten austauschbar ist. Die einzelnen Module sind geeignet, mit anderen Modulen zur ganzen oder teilweisen Bildung der komplexeren Struktur kombiniert zu werden.
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Zu den Aspekten der offenbarten Erfindung gehört ein großes modulares Fördersystem mit mehreren Stationen. Das Fördersystem ist für großes Papier, das auf eine auf einem Wagen mit Rädern liegende Walze gelegt werden kann, besonders geeignet. Der Wagen wird über ein Schleifen aufweisendes Schienensystem geschoben, das einen Medienpfad bildet, in dem mehrere Module angeordnet sind. Die Module führen die Hauptfunktionen des Systems aus, z.B. Drucksysteme, Ladung, Aufzeichnung und Reinigung von Bahnen, Druckfarbenhärtung, Entladung von Bahnen sowie verschiedene Funktionen, die zu einem Markiermodulsystem gehören. Außerdem kann ein mit einem einzigen Durchlauf ausgelegtes Tintenstrahl-Markiersystem bei großen Ausdrucken eine flexible, qualitativ hochwertige Leistung bieten.
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Außerdem ermöglichen es die modulare Auslegung des Apparates sowie das Verfahren zur Handhabung von Bahnen, auf das dieser angewendet wird, Druckzellen auf Wunschs dem System selektiv hinzuzufügen und/oder daraus zu entfernen. Darüber hinaus kann ein Druckkopf oder sonstige Medienhandlingsvorrichtung einer beliebigen Art in das System integriert werden, um eine gewünschte Bildqualität zu erreichen oder bestimmten Leistungsanforderungen zu genügen, die den Bedürfnissen der Kunden und den Produktionskosten entsprechen.
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1 zeigt einen Apparat 100 zum Handling einer Bahn eines Substratmediums in einer Markiereinheit. Der Bahnhandlingsapprat 100 ist für eine Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahlmarkierung großer Papierbahnen mit flexibler Automatisierung geeignet, was die Produktionsgeschwindigkeit und die Qualität verbessern und Einschränkungen hinsichtlich der Bahn-/Bildgröße, Medientyp oder Bildqualität überwinden. Der Apparat 100 umfasst eine zur Beförderung eines oder mehrerer Walzwagen 80 ausgelegte modulare Trägerschiene 40. Die Walzwagen 80 sind entlang der eine Substratbahn 5 in einer Verarbeitungsrichtung P befördernden Trägerschiene 40 verschiebbar. Das Substratmedium 5 wird auf einer Bahnwalze 82 des Walzwagens 80 ferstgehalten, während sich der Wagen entlang einem oder mehreren Abschnitten des Verarbeitungspfades, insbesondere einem oder mehreren der verschiedenen Wege Rl, R2 der Trägerschiene 40 bewegt. Es kann ein Bahnvorrat 10 angelegt werden, so dass ein Ladeapparat 92 eine Bahn auf den Walzwagen 80 derart lädt, dass diese in eine Markierzone 20 oder sonstige Stationen zur Markierung oder zum Handling von Bahnen befördert werden kann. Zwei weitere gezeigte Bahnhandlingsstationen umfassen Bahnumkehrere 94 sowie einen Entlademechanismus 96 zur Entladung und Sammlung verarbeiteter Bahnen 11 vom Apparat 100.
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Innerhalb des von der Trägerschiene 40 definierten geschlossenen Verarbeitungsweges können weitere Stationen zur Anwendung auf die Substratbahnen 5 in beliebiger Anzahl vorgesehen werden. Beispielsweise können zusätzliche Markierzonen, Bahnaufzeichnungsssteme, Papierreinigungselemente, Druckfarbenhärtungsbereiche sowie verschiedene andere funktionen, die zu einem Bahnmarkiersystem gehören, mit integriert werden. Hinsichtlich der modularen Struktur der Trägerschiene 40 können diese zusätzlichen Funktionen/Merkmale auf Wunsch austauschbar dem System 100 hinzugefügt oder aus diesem entfernt werden.
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Wie gezeigt, umfasst die Trägerschiene 40 eine Reihe linearer Abschnitte. Im Ausführungsbeispiel der 1 verlaufen drei lineare Abschnitte parallel zueinander, während sich ein Paar weitere linearer Abschnitte senkrecht zu ihnen auf einander gegenüberliegenden Enden der drei parallelen Abschnitte erstreckt. Einer dieser parallelen Abschnitte der 1 umfasst eine Markierzone 20. Das Paar sich lateral erstreckender Schienenabschnitte 45 auf den einander gegenüberliegenden Enden der drei parallelen Abschnitte kann eine Pendelfunktion zur Verschiebung des Medienwagens zwischen gewünschten Abschnitte dieser drei parallelen Abschnitte ausführen. Alternativ können ein oder beide der sich lateral erstreckenden Schienenabschnitte 45 auf den einander gegenüberliegenden Enden eine Markierzone oder sonstige Medienhandlingseinheit, z.B. eine Lade-/Entladestation, umfassen. Die sich lateral erstreckenden Schienenabschnitte 45 können einen zusätzlichen Verschiebungswagen (nicht dargestellt) umfassen. Ein derartiger Verschiebungswagen umfasst einen Oberteil, der in derselben Richtung orientiert ist wie die parallele Trägerschiene 40 und dieser ähnelt. Ein Unterteil dieses Verschiebungswagen soll entlang den sich lateral erstreckenden Schienenabschnitten 45 eine Beförderungsfunktion ausführen. Wenn also der Medienwagen 80 jedweden der sich lateral erstreckenden Schienenabschnitte 45 erreicht, könnte ein Verschiebungswagen derart positioniert sein, dass er diesen aufnimmt. Sobald der Medienwagen 80 auf dem Oberteil des Verschiebungswagens fährt, sollte er halten, damit der Verschiebungswagen entlang einer Strecke des sich lateral erstreckenden Schienenabschnitts 45 verschobenen werden kann, um mit einem der anderen der drei parallelen Schienenabschnitte gefluchtet zu werden. So braucht der Medienwagen 80 nicht zu rotieren oder zu drehen, um entlang diesen sich lateral erstreckenden Schienenabschnitten verschoben zu werden. So bewegen sich die Verschiebungswagen entlang einer sich lateral erstreckenden Schiene hin und her, statt immer wieder um die gesamte Trägerschiene 40 zu fahren. Generell sollte der sich lateral erstreckende Schienenabschnitt 45 jeweils nur einen einzigen Verschiebungswagen enthalten. Wenn jedoch auf demselben sich lateral erstreckenden Schienenabschnitt 45 mehr als ein Verschiebungswagen eingesetzt wird, kann der sich lateral erstreckenden Schiene 45 eine Verlängerung (nicht dargestellt) hinzugefügt werden. Eine derartige Verlängerung sollte sich eine kurze Strecke über einen der äußeren parallelen Schienenabschnitte erstrecken, damit ein Verschiebungswagen einem oder mehreren auf demselben Schienenabschnitt befindlichen Verschiebungswagen aus dem Weg gehen kann.
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Schließlich wird die Trägerschiene 40 in eine geschlossene Schleife integriert, damit die Walzwagen 80 auf der Schiene 40 herumfahren können. Beispielsweise kann eine Bahn aus dem Vorrat 10 vom Lademechanismus 92 auf den Wagen 80 geladen werden. Danach befördert der Medienwagen eine Bahn 5 entlang der Verarbeitungsrichtung P durch die Markierzone 20. Sobald der Wagen 80 den Pendelabschnitt 45 erreicht, wird der Wagen lateral auf einen der beiden Wege R1, R2 befördert. Auf diese Weise stellt die Schiene 40 ein Schleifen aufweisendes Schienensystem bereit, das einen Medienpfad bildet. Im vorliegenden Sinne heißt "Schleife" oder "geschlossene Schleife" in Bezug auf die Trägerschiene ein Pfad, der von einem Ausgangspunkt auf der Schiene abweicht und später zurückkehrt. Die Schleife kann alternative Wege R1, R2 aufweisen, kehrt aber vorzugsweise zur gemeinsamen Ausgangsposition zurück. Auf diese Weise kann ein sich entlang der Schiene 40 bewegender Walzwagen 80 erneut entlang einem oder mehreren Schienenabschnitten 40 bewegen.
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Bei der Betrachtung des modularen Aspektes der Erfindung in Bezug auf die Schiene 40 ist anzumerken, dass die verschiedenen linearen Schienenabschnitte 40 eine oder mehrere Einheiten linearer Schienenabschnitte umfassen können. Beispielsweise kann der sich vom Ladeapparat 92 zu den Bahnumkehreren 94 erstreckende lineare Schienenabschnitt aus einem oder mehreren einheitlichen Schienenabschnitten ausgebildet sein. Auf diese Weise kann ein linearer Schienenabschnitt verlängert oder verkürzt werden. 2 zeigt einen alternativen Apparat 101, der viele Elemente umfasst, die denen des Apparates 100 ähneln, aber zusätzliche Wege R3, R4 bereitstellt. Der alternative Apparat 101 umfasst ferner eine weitere Markierzone 20 entlang dem sekundären Weg R2. Ausserdem sind die sich lateral erstreckenden Schienenabschnitte 45 verlängert worden, was die Hinzufügung weiterer Wege ermöglicht.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Tintenstrahlverfahren in der Markierzone 20 verwendet, das ein Bild in einem einzigen lateralen Durchlauf druckt. 3 ist eine Reliefansicht der Markierzone 20 der 1. Wie gezeigt, befördert der Markierwagen 80 eine Substratbahn 5, und hat einen Punkt im Verarbeitungspfad erreicht, an dem die Vorderkante der Bahn 5 kurz vor dem Eintritt in die Markierzone 20 steht. Die Bahn 5 läuft dann mit konstanter Geschwindigkeit unter den Druckköpfen 25. Während das Papier durchläuft, wird darauf ein Bild abgedruckt. Auf diese Weise bewegen sich die Tintenstrahl-Druckköpfe 25 quer zur Verarbeitungsrichtung und lateral über die Bahn 5, und drucken das Bild vorzugsweise in einem einzigen Durchlauf ab. Hierdurch wird ein hoher Durchsatz ermöglicht, und z.B. in Anbetracht des Umstandes, dass der Wagen in der Markierzone nicht halten oder die Geschwindigkeit reduzieren muss, um das Bild aufzunehmen. Ausserdem wird eine Bildübertragung in einem Durchlauf durch die Bereitstellung mindestens zweier gestaffelter Reihen einzelner Druckköpfe 25 derselben Farbe ermöglicht. Es werden acht solche gepaarte gestaffelte Reihen, die sich lateral über den Verarbeitungsweg erstrecken, gezeigt, so dass sich die Tintenstrahldruckeinheit quer zur Verarbeitungsrichtung nicht weit bewegen muss, um den vollen lateralen Umfang ihres Druckbereichs abzudecken. Also können die Druckköpfe 25 mit einem einzigen lateralen Durchlauf und einer nur sehr kurzen lateralen Bewegung ein Bild übertragen. Hierbei versteht sich, dass obwohl eine 8-farbige Konfiguration in der Markierzone 20 dargestellt wird, auch eine kleinere oder größere Anzahl Tintenstrahlköpfe und/oder Farben für eine erfindungsgemäße Markierzone eingesetzt werden kann. Gemäß einem Aspekt der Erfindung können Farben und Härtungsstationen in beliebiger Anzahl in die modulare Baugruppe integriert werden.
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4 zeigt eine Vorderansicht des Walzwagens 80 entlang eines Schienenabschnitts von einer Position stromabwärts der Druckzone 20 aus betrachtet. Wie gezeigt, ist der Walzwagen vorn und hinten mit Wälzlagerrädern 84 ausgestattet, die den Walzwagen 80 den Auflagerflächen der Schiene entlangtragen. Ausserdem umfasst die Schiene laterale Trägerwände, die den Walzwagen 80 in angemessener Position zwischen ihnen halten. Der Walzwagen 80 kann ferner mit federbelasteten lateralen Wälzlagerrädern 86 ausgestattet werden, die bei der lateralen Positionierung des Wagens entlang der Schiene 40 mithelfen.
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5 zeigt eine Perspektivansicht des Walzwagens 80 allein, während 6 eine Seitenansicht des Walzwagens 80 mit nur einem Teil der Auflagerfläche der Schiene 40 zeigt. 5 und 6 zeigen auch, dass der Walzwagen 80 einen seitlichen Stabilisator 81 umfassen kann. Der seitliche Stabilisator 81 wird v.a. zur Stabilisierung der Lage des Walzwagens 80 und der darauf getragenen Bahn 5 quer zur Verarbeitungsrichtung CP.
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Die einzelnen Walzwagen 80 können Lagerräder 84 zur Verschiebung entlang der Auflagerflächen der Trägerschiene 40 umfassen. Ausserdem kann der Walzwagen 80 alternative Träger, z.B. Auflagerflächen ohne Kontakt zum Gleiten auf Luftlagerschienen, umfassen. Mehrere Walzwagen können zur Erhöhung des Durchsatzes und damit der Bildproduktivität des Systems, oder zur Senkung der Produktivität/Systemkosten kann die Anzahl der Walzwagen auch reduziert werden. Diese Strategie ermöglicht es dem Kunden, die Systemkosten mit seinen Anforderungen abzustimmen und dabei Flexibilität zur Erhöhung der Produktivität zu gewährleisten. Das Vorsehen mehrerer Walzwagen 80 ermöglicht auch die Verflechtung mehrerer Mediengrößen und -typen in einen Jobstream. Das Gesamtsystem kann mehrere Walzwagen mit verschiedenen Mediengrößen under -typen innerhalb des Jobstreams dadurch verfolgen und verwalten, dass sie mit eindeutigen Markierungen versehen sind, die sie von den anderen Walzwagen unterscheiden. Auf diese Art kann die Markierung die Erzeugung eines Signals verlassen, damit das System auf die Sollwerte der Mediengröße oder -typen eingestellt ist, bevor ein Walzwagen eine Markierzone erreicht.
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Ausserdem kann für das Papier auf der sich bewegenden Walze eine Niederhaltekraft 82 mit einem oder mehreren bekannten Verfahren aktiviert werden. Beispielsweise kann aus einer Unterseite der Bahn ein Vakuumdruck vorgesehen werden; mechanische Greiffinger könnten Druck auf den Papierumfang anwenden, oder elektrostatische Klebekräfte könnten auch eingesetzt werden. Ausserdem ist es möglich, innerhalb des Systems die Erkennung und Korrektur von Druckkopflücken zu aktivieren. Ein Sensorenarray wird der Druckzelle vorgeschaltet, um Höhe, Flachheit und Kantenrollen des Mediums zu erkennen. Durch diese Strategie werden Zusammenstöße mit den Druckköpfen vermieden und damit die mit einer richtigen Lückengröße zwischen dem Druckkopf und dem Papier verbundene Bildqualität des Mediums gewährleistet werden.
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Ausserdem kann die Bewegungsqualität des Wagens 80 und der darauf getragenen Bahn 5 durch die Markierzone 20 kann dadurch verbessert werden, dass die Luftlagertechnik integriert wird, damit der Wagen im Druckverfahren durch die Markierzone 20 gleiten kann. Die Luftlagertechnik besteht generell aus einer porösen lagerfreien Auflagerfläche, die unter der porösen Fläche bereitgestellte Druckluft abgibt. Die durch die poröse Fläche ausgestoßene Luft schafft einen dünnen, gasförmigen Film über der porösen Fläche, über der ein Planarski auf dem Walzwagen gleiten kann. Die gasförmige Schicht zwischen der porösen Luftlagerfläche und dem Wagenski ermöglicht eine beinahe reibungsfreie Bewegung, die die Bewegunsqualität durch die Markierzone verbessern kann. Der Einsatz kontaktfreier Auflagerflächen kann die Wartung reduzieren und dabei eine präzise Positionssteuerung gewährleisten, und zwar v.a., was die vertikale Lücke zwischen der Substratbahn 5 und den Tintenstrahl-Druckköpfen betrifft. Ebenso können derartige Luftlager zur Stabilisierung der seitlichen Lage des Walzwagens 80 eingesetzt werden. 4 zeigt eine Schienenseitenwand, die ein Luftlager zur kontaktfreien Lagerung des in 4–6 gezeigten Seitenstabilisators 81 umfasst.
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Ausserdem kann die Geschwindigkeit des Walzwagens 80 durch einen entweder auf dem Walzwagen oder auf der Schiene angeordneten Codierer überwacht werden. Im Zusammenwirken mit einer Systemsteuerung ermöglicht die Kenntnis der genauen Geschwindigkeit des Walzwagens eine sachgemäße und präzise Abfeuersequenz des Druckkopfes. Eine sachgemäße und präzise Sequenz der Druckköpfe verbessert/erhält eine qualitativ hochwertige Positionierung der Farbpixel. Ausserdem sorgt dies dafür, dass der Walzwagen 80 mit konstanter Geschwindigkeit durch die Markierzone verschoben wird, was die Bildqualität noch weiter erhöht.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft das Handling großer Substratbahnen, v.a. solcher, die eine Bildzone von 60" × 40" aufnehmen und eine Papiergröße von etwa 62" × 42" verarbeiten kann. Hierbei versteht sich jedoch, dass ein Vorteil des erfindungsgemäßen Systems darin besteht, dass neben den größeren Bahnen auch kleinere Papiergrößen immer noch aufgenommen werden können. Ausserdem kann das System erwünschtenfalls zum Handling noch größerer Papiergrößen ausgelegt werden. Der Einsatz einer Walze für große Substratbahnen ermöglicht es, wahlweise auch auf Mehrsubstratstoffen, z.B. Acrylglas (PMMA), Tuch, Tapeten, Laminaten, Pappe, Aluminium, usw. drucken zu können. Auf diese Weise ermöglicht es eine von einer Benutzeroberfläche gesteuerte Systemsteuerung, sich zur Aufnahme von Substraten verschiedener Arten oder Dimensionen anzupassen. Ausserdem kann der Walzwagen 80 oder die Schiene 40 Sensoren (nicht dargestellt) zur Erkennung der Substratstärke umfassen. Ausser der Messung der Bahnstärke können derartige Sensoren auch erkennen, ob sich die Vorderkante einer Bahn von der Walze 82 erhoben hat. Durch automatisches Messen der Höhe der Vorderkante der Bahn bzw. der Bahnstärke lässt sich die Lücke zwischen den Druckköpfen und der Bahn automatisch einstellen. Hierdurch kann ein versehentliches direktes Zusammenstoßen der Bahn mit den Druckköpfen vermieden werden.
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7 zeigt einen Apparat 102 zum Handling großer Substratbahnen in einer Markiereinheit, die nur einen einzigen, dem Verarbeitungspfad entsprechenden Weg aufweist. Ausserdem weist der Apparat 102 einen Bahnlader 95 auf, der auch als Bahnentlader fungiert. Der Bahnlader 95 verwendet einen mechanischen Arm, um eine Bahn 5 zu greifen und diese auf dem Walzwagen 80 zu positionieren oder davon zu entfernen. Der Bahnlader 95 ähnelt den in 1 dargestellten automatisierten Armen 92, 94, 96. Derartige automatische Robotoerarme 92, 94, 95, 96 können mit Vakuumsaugern, Greifern oder sonstigen bekannten Mitteln zum Greifen und Verschieben großer Substratbahnen von einem Ort zum anderen verwenden. Alternative automatisierte und/oder Robotersysteme, z.B. eine Papierzuführung oder Systeme zum Materialtransport, können auch eingesetzt werden. Ausserdem können Pick/Place- sowie manuelle Verladung ins System integriert werden.
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Die Walzwagen 80 gemäß den verschiedenen vorliegenden Ausführungsformen können mit einem mitgeführten Motor versehen werden, oder aber der Vortrieb kann durch einen in die Schiene 40 integrierten Mechanismus bereitgestellt werden. Ein konktaktfreies Motorantriebssystem könnte es mehreren Walzwagen ermöglichen, sich frei und schnurlos (Strom oder Signal) zu bewegen. Ein derartiges Antriebssystem verwendet einen magnetischen Antrieb, der verschiedene Geschwindigkeiten, sowie ggf. das Anhalten und die Wiederaufnahme der Bewegung des Walzwagens ermöglicht. 7 zeigt eine Zentralschiene 50, die Elemente eines derartigen magnetischen Antriebssystems aufnehmen könnte. Alternativ könnte ein direktes Antriebssystem mit Rollen, Kabeln, Ketten o.ä. eingesetzt werden, um die Walzwagen anzutreiben. Derartige direkte Antriebssysteme könnten auch in die Zentralschiene 50 integriert oder auf einem der lateralen Schienenabschnitte angeordnet werden.
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8 zeigt einen weiteren alternativen Apparat 103, der eine Trägerschiene 40 zur Beförderung eines Walzwagens 80 umfasst. Der Apparat 103 umfasst jedoch vier modulare Schienenabschnitte 46, die gekrümmt sind. Auf diese Weis ersetzen die gekrümmten Schienenabschnitte 45 die quer verlaufenden (d.h. sich lateral erstreckenden) Pendelabschnitte 45 der vorstehenden Ausführungsformen. Hierbei versteht sich, dass eine Markierzone fast überall auf dem Verarbeitungsweg des Apparates 103, vorzugsweise aber entlang den linearen Schienenabschnitten 40, angeordnet werden könnte.
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Gemäß erfindungsgemäßen Aspekten können der Walzwagen 80, das Drucksystem in der Markierzone 20 oder sonstige automatisierte Bestandteile des erfindungsgemäßen Apparates 100–103 von einem Controller (nicht dargestellt) betrieben werden. Der Controller kann auch eine beliebige Anzahl Funktionen und Systeme innerhalb des Gesamtapparates und des vorliegenden Verfahrens steuern. Der Controller kann einen oder mehrere Prozessoren und Software umfassen, die zur Erzeugung von Steuerungssignalen in der Lage sind. Durch die koordinierte Steuerung der Unterelemente des Apparates, insbesondere der Bewegung des Wagens und des Drucksystems, lässt sich die Substratbahn 5 effizient befördern und markieren. Beispielsweise kann der Walzwagen 80 dazu veranlasst werden, erwünschtenfalls an verschiedenen Stellen im Verarbeitungspfad sich zu beschleunigen, verlangsamen oder auch anzuhalten. Ebenso können Timing und Geschwindigkeit eines Drucksystems zur Erhaltung einer verbesserten Bildqualität gesteuert werden.
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Hierbei versteht sich, dass die erfindungsgemäße modulare Einheit zum Handling einer Bahn nicht auf ein Markiersystem beschränkt ist. Die erfindungsgemäßen Apparat und Verfahren ermöglichen es dem Kunden und dem Endnutzer, ein Produktionssystem je nach ihren Bedürfnissen zu (re)konfigurieren. So kann ein Kunde oder Endnutzer Module, z.B. Duplex-Umkehrung, Einfügung, Binden, Kleben, Falten, Nähen, Sortieren, usw. hinzufügen, entfernen oder verändern. Ausserdem können alternative Wege oder Medienpfade auf Wunsch hinzugefügt/entfernt werden, um das System bedarfsgerecht auszugestalten. Die Erfindung stellt eine modulare Architektur bereit, die es der Schiene und den einzelnen Markierstationen ermöglicht, nach Wunsch konfiguriert zu werden. Darüber hinaus kann ein Druckkopf einer beliebigen Art in das System integriert werden, um eine gewünschte Bildqualität zu erreichen, die den Bedürfnissen der Kunden und den Produktionskosten entspricht.
