DE4433054C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates durch Heißprägen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates durch HeißprägenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Bedrucken eines Substrates durch Heißprägen, bei dem das Substrat
und eine mit einer Farbkörperschicht versehene Prägefolie mit der
Farbkörperschicht der zu bedruckenden Oberfläche des Substrates
gegenüberliegend gemeinsam durch eine Prägestation geführt werden,
in der das Substrat und die Prägefolie unter Wärmeeinwirkung zwi
schen einem Druckkopf und einem Gegendruckelement unter Übertragung
von Farbkörpern auf das Substrat zusammengepreßt werden und minde
stens die Prägefolie vor dem Erreichen der Prägestation vorgeheizt
sowie die Prägekraft punkt- oder zeichenweise seriell aufeinander
folgend aufgebracht wird.
Unter den verschiedenen Verfahren zum Bedrucken von Substraten,
insbesondere für Etiketten zeichnet sich das Heißprägen dadurch aus,
daß es zu Aufdrucken von weit überdurchschnittlicher Dauerhaftigkeit
führt. Durch Heißprägen bedruckte Substrate erfreuen sich daher
einer hohen Wertschätzung durch die Industrie. Diese hohe Dauerhaf
tigkeit des Aufdrucks ist auch gegeben, wenn das Substrat z. B. als
Etikett nach seiner Herstellung später immer wieder rauhen Behand
lungen ausgesetzt sein wird. Diese rauhe Behandlung kommt bei
Etiketten an Textilstücken besonders häufig vor, wenn diese gewa
schen oder chemisch gereinigt werden. Bei Etiketten für Textilstücke
werden nicht nur an den Aufdruck besondere Anforderungen gestellt,
sondern auch an das Substrat: dieses soll nicht nur ebenfalls
möglichst dauerhaft sein, sondern sich zusätzlich sympathisch
anfühlen. Textilgewebe sind dauerhaft und, sofern sie unbeschichtet
sind, griffsympathisch und werden daher oft als Substrat für Etiket
ten für Textilstücke verwendet.
Die Informationen, die auf die jeweiligen Substrate aufgedruckt
werden sollen, sind äußerst vielfältig. Bei Etiketten für Textil
stücke können dies z. B. neben der gesetzlich vorgeschriebenen
Pflegeanleitung auch Handelsnamen, Größenangaben, Seriennummern oder
Kontrollnummern sein. Gerade letztere werden oft für jedes Textil
stück und damit auch für jedes Etikett einzeln vergeben, so daß in
solchen Fällen jedes Etikett mit einem individuellen Aufdruck
versehen ist. Der häufige Wechsel der Aufdrucke verlangt ein flexi
bles Druckverfahren, mit dem sich ohne Auswechseln von Druckmatri
zen bei jedem Wechsel des Aufdrucks die verschiedensten Substrate
sauber bedrucken lassen. Dabei ist besonders zu beachten, daß die
Substrate nicht immer eine glatte Oberfläche haben, wie dies z. B.
bei Papier oder Kunststoffolien der Fall ist, sondern auch rauh oder
stark texturiert sein können, wie z. B. im Falle von unbeschichtetem
Textilgewebe oder Leder.
Aus der europäischen Patentschrift 0 179 977 sind ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates durch Heißprägen
bekannt. Das dort beschriebene Verfahren erlaubt es, anstelle einer
starren Druckmatrix einen von einem Computer ansteuerbaren Nadel
druckkopf zu verwenden, weil die Wärme, die zum Übertragen von
Farbstoffen von einer bandförmigen Prägefolie auf das ebenfalls
bandförmige Substrat notwendig ist, nicht vom Nadeldruckkopf in die
Farbkörperschicht auf der Trägerfolie eingebracht wird, sondern von
Heizelementen, an denen die Prägefolie mit der Farbkörperschicht
vorbei geführt wird, bevor sie den Nadeldruckkopf passiert. Während
des Bedruckens bewegt sich der Nadeldruckkopf quer zur Laufrichtung
von Prägefolie und Substrat. Dabei kann es vorkommen, daß der
Nadeldruckkopf infolge einer Fehlprogrammierung über den Seitenrand
der Prägefolie und des Substrates hinausgeführt wird und sich
anschließend bei seiner Bewegung von außerhalb der Prägefolie zurück
über die Prägefolie mit seinen abschießenden Nadeln am Textilgewebe
des Substrates und/oder an der Trägerfolie verhakt, so daß sich die
Nadeln verbiegen und der Nadeldruckkopf beschädigt ist. Derartige
Schäden an Druckköpfen sind bei dem Verfahren und der Vorrichtung
nach EP 0 179 977 in der Praxis aufgetreten und haben aufgrund der
mit den Schäden verbundenen Kosten die Wirtschaftlichkeit des
Verfahrens und der Vorrichtung eingeschränkt.
Ferner ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 88 14 238.8 eine
Druckvorrichtung zum Bedrucken von Formularen bekannt, bei der die
zu bedruckenden Formulare in einer schwenkbaren Haltevorrichtung
gehalten werden können und sowohl die Haltevorrichtung mit dem
Druckwiderlager als auch der Druckkopf an einem Schwenkrahmen
befestigt sind und somit schwenkbar sind.
Weiterhin ist aus der UK patent application 20 47 170 eine Druckvor
richtung für Tickets und ähnliches bekannt, bei dem die Tickets an
einem drehbaren Zylinder befestigt sind und ein Druckkopf parallel
zur Rotationslängsachse bewegt werden kann, um durch Drehen des
Zylinders und Verschieben des Druckkopfes die gesamte Ticketfläche
bedrucken zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
die Gefahr der Beschädigung
des Druckkopfes weitgehenst verringern.
Die Lösung der Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art darin, daß das Substrat und die Prägefolie zum Vorhei
zen und Prägen auf eine zylinderförmige, beheizte Fläche des Gegen
druckelementes vorgeschoben werden und daß der Druckkopf alternie
rend für das sequentielle Prägen in Umfangsrichtung über die zylin
derförmige Fläche und für den Übergang in eine neue Prägezeile quer
zur Umfangsrichtung vorgeschoben wird. Die apparative Lösung besteht
in einer Vorrichtung, bei der das Gegendruckelement als beheizte
Trommel ausgebildet ist, auf der das Substrat und die Prägefolie
während des Vorheizens und des Prägens aufliegen, bei der für den
Druckkopf eine zweiachsige Führung vorgesehen ist, die einerseits
entlang einer Kreisbahn über die Trommel und andererseits parallel
zur Richtung der Trommelachse über den Trommelumfang gerichtet ist
und bei der ein Antrieb für den Druckkopf vorgesehen ist, der diesen
während des Prägens einer Prägezeile entlang der Kreisbahn und dann
zum Anfang einer neuen Prägezeile parallel zur Trommelachse vor
schiebt.
Ein Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht
darin, daß das Prägen entlang der Längsrichtung der Prägefolie und
des Substrates geschieht, so daß der Druckkopf niemals mit abschie
ßenden Nadeln quer auf den Prägefolienrand treffen kann. Außerdem
muß nur eine Geradführung für den Druckkopf vorgesehen werden, um
den Druckkopf mit zwei Freiheitsgeraden für die Bewegung auszustat
ten, da die zweite Bewegung eine Kreisbewegung um die Längsachse der
Trommel ist, die leicht mit Hilfe gewöhnlicher Radiallager ermög
licht werden kann.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verläuft der Vorschub von
Substrat und Prägefolie vorteilhafterweise auf und über die zylin
derförmige Fläche in Umfangsrichtung zu dieser Fläche.
Außerdem wird ein Verfahren gemäß der Erfindung bevorzugt, bei dem
das Substrat und die Prägefolie schrittweise über die zylinderför
mige Fläche vorgeschoben werden und die Prägekraft während der
Bewegungspausen von Substrat und Prägefolie aufgebracht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor
richtung ist die Trommel in eine Mehrzahl von Sektoren unterteilt
und jeder Sektor mit einer separat ansteuerbaren Heizung ausgerü
stet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Trommel in Achsrichtung in
mehrere Heizabschnitte unterteilt ist, die jeweils getrennt beheiz
bar sind.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Trommelumfangsfläche in
nerhalb eines Umschlingungswinkels, in dem Substrat und Prägefolie
auf ihr aufliegen, in Umfangsrichtung in eine Vorheiz- und eine
Druckzone für Substrat und Prägefolie unterteilt ist.
In der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Trommel
drehbar gelagert.
Weiterhin wird eine Vorrichtung bevorzugt, bei der die Kreisbahnfüh
rung für den Druckkopf von einem um die Achse der Trommel drehbaren
Schreibschlitten gebildet ist, der die Trommel in Axialrichtung
übergreift und parallel zur Trommelachse eine Schlittenführung für
den Druckkopf aufweist.
Schließlich wird eine Vorrichtung bevorzugt, bei der der Durchmesser
der Trommel so gewählt ist, daß die Umfangslänge der Druckzone
gleich oder größer als das in Umfangsrichtung größte zu verarbeiten
de Etikett ist.
Weitere Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung
gemäß der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die
beigefügten Figuren erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung der
bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 2 Skizze zur Relativbewegung von Druckkopf zu Substrat im
Stand der Technik;
Fig. 3 Skizze zur Relativbewegung von Druckkopf zu Substrat
gemäß der Erfindung;
Fig. 4 Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung;
Fig. 5 Aufsicht auf einen Etikettendrucker, der die erfindungs
gemäße Vorrichtung beinhaltet.
In ihrer Ausführungsform gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung eine
Trommel 12 auf sowie eine Halterung und eine Führung 14 für einen
Druckkopf 16. Von der Trommellängsachse 18 gehen ein oberer Schwen
karm 22a und ein unterer Schwenkarm 22b der Führung 14 aus, die
jeweils so lang sind, daß sie über den Trommelumfang hinausragen.
Zwischen den Schwenkarmen 22a, 22b befindet sich eine parallel zur
Trommellängsachse 18 und zur Trommelumfangsfläche 20 verlaufende
Geradführung 24 als Teil der Führung 14.
Die Führung 14 ist um die Trommellängsachse 18 schwenkbar gelagert,
so daß der Druckkopf 16 eine Kreisbewegung entlang einer Parallel
fläche zur Trommelumfangsfläche 20 ausführen kann. Die Geradführung
24 liegt der zylinderförmigen Trommelumfangsfläche 20 gegenüber und
ermöglicht dem Druckkopf 16 eine Vertikalbewegung parallel zur
Trommellängsachse 18 auf der Parallelfläche zur Trommelumfangsfläche
20.
Substrat 26 und Prägefolie 28 umschlingen einen Teil der zylin
derförmigen Trommelumfangsfläche 20 in Umfangsrichtung. Dabei liegt
das Substrat 26 unmittelbar auf der Trommelumfangsfläche 20 auf,
während die Prägefolie 28 mit ihrer Farbkörperschicht auf dem Sub
strat 26 aufliegt. Der Umschlingungswinkel, innerhalb dessen das
Substrat 26 und die Prägefolie 28 auf der Trommelumfangsfläche 20
aufliegen, beträgt in Fig. 1 ungefähr 300°. Der Bereich der Trommel
umfangsfläche 20 innerhalb des Umschlingungswinkels teilt sich in
Umfangsrichtung je etwa zur Hälfte in eine Vorheizzone 30 und eine
im Schwenkbereich des Druckkopfes 16 liegende Druckzone 32 auf. Die
Trommelumfangsfläche 20 ist zumindest in dem Bereich innerhalb des
Umschlingungswinkels beheizt. Die Heizung befindet sich dabei im
Inneren der Trommel 12. Im Einzelfall kann es von Vorteil sein, wenn
einzelne Sektoren und/oder Längsabschnitte der Trommel 12 separat
beheizt werden können, so daß sich beliebige Heizprofile einstellen
und an das zu verarbeitende Prägefolien- oder Substratmaterial
anpassen lassen.
Der Umschlingungswinkel und die Aufteilung des innerhalb des Um
schlingungswinkels liegenden Bereichs der Trommelumfangsfläche 20 in
eine Vorheiz- und eine Druckzone hängen maßgeblich von der Größe der
Etiketten ab, die mit Hilfe der Vorrichtung mit einem Aufdruck
versehen werden sollen. Sinnvoller Weise werden der Radius der
Trommel 12 und der Schwenkwinkel der Führung 14 für den Druckkopf 16
so gewählt, daß die Länge der Druckzone 32 in Umfangsrichtung nicht
kürzer ist als das in Umfangsrichtung größte zu verarbeitende
Etikett.
Zum Bedrucken (Prägen) des Substrates 26 werden das Substrat 26 und
die Prägefolie 28 schrittweise über die zylinderförmige Trommelum
fangsfläche 20 geführt. Die während eines Transportschrittes trans
portierten Teillängen des Substrates 26 und der Prägefolie 28 ent
sprechen sinnvoller Weise einem ganzzahligen Vielfachen der Aus
dehnung eines Etiketts in Umfangsrichtung und sind nicht größer als
die Länge der Druckzone 32 in Umfangsrichtung der Trommel 12. Um den
Transport von Substrat 26 und Prägefolie 28 entlang der Trommel
umfangsfläche 20 zu vereinfachen, kann die Trommel 12 um ihre
Trommellängsachse 18 drehbar gelagert sein.
Nach jedem Transportschritt von Substrat 26 und Prägefolie 28 werden
mindestens diejenigen Teillängen des Substrates 26 und der Prägefo
lie 28, die sich im Bereich der Vorheizzone 30 auf der Umfangsfläche
der Trommel 12 befinden, vorgeheizt, während diejenigen Teillängen
des Substrates 26 und der Prägefolie 28, die die Druckzone 32 der
Trommel 12 umschlingen, am Druckvorgang (Prägevorgang) teilnehmen.
Hierbei wird der Druckkopf 16 von der Führung 14 innerhalb eines
beispielsweise dem halben Umschlingungswinkel entsprechenden Winkel
bereichs in einer Kreisbewegung um die zylinderförmige Trommel
umfangsfläche 20 herum, und damit parallel zur Längsrichtung von
Substrat 26 und Prägefolie 28, hin und her geschwenkt. Nur während
dieser Schwenkbewegung werden die Nadeln des Druckkopfes 16 in
Abhängigkeit des gewünschten Aufdrucks auf die Prägefolie 28 ge
schossen. Durch den Druck, den eine Nadel des Druckkopfes 16 beim
Auftreffen auf die Prägefolie 28 auf die dem Substrat 26 zugewandte
Farbkörperschicht ausübt, wird der Farbstoff in dem Bereich, in dem
Druck wirkt, von der Prägefolie 28 auf das Substrat 26 übertragen.
Während einer Schwenkbewegung entsteht eine Druckzeile. Hat der
Druckkopf 16 eine der beiden Endpositionen seiner Schwenkbewegung
erreicht wird er parallel zur Trommellängsachse 18 um die Höhe einer
Druckzeile versetzt. Anschließend wird während einer weiteren
Schwenkbewegung die nächste Druckzeile auf das Substrat aufgebracht.
Das Schwenken des Druckkopfes 16 und das Versetzen des Druckkopfes
16 um eine Druckzeile werden abwechselnd so oft wiederholt, bis die
gesamte innerhalb der Druckzone 32 befindliche Fläche des Substrates
26 bedruckt ist.
Die innerhalb der Druckzone 32 befindliche Fläche des Substrates 26
kann einem oder mehreren der zukünftigen Etiketten entsprechen. Ist
das Bedrucken einer Teillänge des Substrates 26 abgeschlossen,
werden Substrat 26 und Prägefolie 28 in einem weiteren Schritt um je
eine weitere Teillänge vortransportiert. Diejenigen Teillängen von
Substrat 26 und Prägefolie 28, die sich vor dem Transportschritt in
der Vorheizzone 30 befunden haben, befinden sich nach diesem Schritt
in der Druckzone 32 und werden dort vom Druckkopf 16 in der be
schriebenen Weise bearbeitet.
Wie sich die Bewegung des Druckkopfes relativ zum Substrat 26 bzw.
zur Prägefolie 28 in dem erfindungsgemäßen Verfahren von der in dem
Verfahren nach dem Stand der Technik unterscheidet, ergibt sich aus
einem Vergleich der Fig. 2 (Stand der Technik) und 3 (vorliegende
Erfindung). In beiden Figuren ist das Substrat 26 in Form eines
kontinuierlichen Bandes 40 mit Seitenrändern 42 dargestellt. Den
zukünftigen Etiketten entsprechen dabei jeweils gleichgroße Bereiche
44 auf dem Band 40, deren Grenzen durch gestrichelte Linien 46 in
der Skizze dargestellt sind. Ein Pfeil 48 deutet die Transportrich
tung des Bandes 40 in dessen Längsrichtung an. Die Bewegung des
Druckkopfes 16 relativ zum Band 40 beim eigentlichen Prägevorgang, also
mit abschießenden Nadeln, ist durch die schmalen Pfeile 50 gekenn
zeichnet.
Beim herkömmlichen Verfahren (Fig. 2) sind die Seitenränder 42 des
Bandes 40 gleichzeitig die Seitenkanten der zukünftigen Etiketten,
wenn die Bezeichnungen der Kanten eines Rechtecketiketts so gewählt
werden, daß sich eine Schriftzeile auf diesem Etikett von dessen
einer zu dessen anderer Seitenkante erstreckt, während als Ober- und
Unterkante die Kanten parallel zur Schriftzeile bezeichnet werden
sollen. Im Sinne dieser Definition sind die die Etiketten repräsen
tierenden Bereiche 44 in Längsrichtung des Bandes 40 untereinander
angeordnet. Die Bewegung des Druckkopfes 16 während des eigentlichen
Prägevorgangs, während dessen seine Nadeln immer wieder kurzeitig
aus einem Gehäuse des Druckkopfes 16 auf die Prägefolie 28 geschos
sen werden, erfolgt längs einer Schriftzeile, also quer zu den
Seitenkanten der Bereiche 44 und damit gleichzeitig quer zu den
Seitenkanten 42 des Bandes 40, wie durch die Pfeile 50 angedeutet.
Falls der Druckkopf 16 infolge einer Fehlprogrammierung oder eines
anderen Fehlers beim Prägevorgang über einen Seitenrand 42 hinaus
geführt wird, können sich seine Nadeln, wenn sie gerade eine Bewe
gung auf die Trommelumfangsfläche 20 zu ausführen, an dem Substrat-
oder dem Prägefolienrand verhaken und infolgedessen verbiegen, so
daß der Druckkopf 16 beschädigt wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren (Fig. 3) sind die den Etiketten
entsprechenden Bereiche 44 im Sinne der o. a. Definition nebenein
ander, also Seitenkante an Seitenkante auf dem Band 40 angeordnet.
Die Seitenränder 42 des Bandes 40 ergeben später die Ober- oder
Unterkanten der Etiketten. Auch beim erfindungsgemäßen Verfahren
wird der Druckkopf 16 beim Prägen, d. h. mit abschießenden Nadeln, quer
zu den Seitenkanten der Etiketten bewegt, bezogen auf das Band 40
ist dies aber eine Längsbewegung. Da die Seitenkanten der Etiketten
nur die gedachten, aber beim Druckvorgang noch nicht physisch
existenten gestrichelten Linien 46 sind, besteht hier keine Gefahr
des Verhakens der Nadeln des Druckkopfes 16 und der damit verbundenen
Beschädigung des Druckkopfes 16. Wie in Fig. 3 zu erkennen, kann der
Druckkopf in einer Längsbewegung über mehrere Etiketten geführt
werden. Am Ende jeder Längsbewegung stoppt der Druckkopf 16 und wird
mit eingezogen und mithin geschützten Nadeln quer zur Längsrichtung
des Bandes 40 um eine Druckzeile versetzt. Dies ist durch die
gestrichelten Pfeile 52 angedeutet.
Aus der in Fig. 4 dargestellten Seitenansicht der Vorrichtung nach
Fig. 1 können die Details dieser Ausführungsform entnommen werden.
Zentrales Element dieser Vorrichtung ist die Trommel 12 mit ihrer
vertikal verlaufenden Trommellängsachse 18. Die Trommel 12 ist auf
eine Grundplatte 60 montiert. Oberhalb der Trommel 12 geht von deren
Trommellängsachse 18 in horizontal er Richtung der obere Schwenkarm
22a aus, der länger als der Trommelradius ist und daher über die
Trommelumfangsfläche seitlich hinausragt. Unterhalb der Trommel 12
und unterhalb der Grundplatte 60 geht von der Trommellängsachse 18
der untere Schwenkarm 22b, welcher kräftiger und länger ausgeführt
ist als der obere Schwenkarm 22a.
Außerhalb der Trommelumfangsfläche sind der obere Schwenkarm 22a und
der untere Schwenkarm 22b durch zwei zueinander und zur Trommel
längsachse 18 sowie zur Trommelumfangsfläche 20 parallele Rundstäbe
62 miteinander verbunden. Diese Rundstäbe 62 bilden die Geradführung
24 für einen Schlitten 64, auf dem der Druckkopf 16 befestigt ist.
Entlang der Geradführung 24 kann der Druckkopf 16 in vertikaler
Richtung parallel zur Trommellängsachse 18 bewegt werden. Hierzu ist
der Schlitten 64 mit einem Zahnriemen 66 verbunden. Der Zahnriemen
66 ist zum einen um eine am oberen Schwenkarm 22a befestigte lose
Zahnrolle 68 geführt, zum anderen um ein Zahnrad 70 auf der Welle
eines Motors 72 für den Vertikalantrieb. Der Motor 72 ist an dem
kräftig gebauten unteren Schwenkarm 22b befestigt.
Die komplette Führung 14 für den Druckkopf 16, bestehend aus oberem
Schwenkarm 22a, den zwei, die Geradführung 24 bildenden, parallelen
Rundstäben 62, dem Schlitten 64 mit dem Druckkopf 16, der Zahnrolle
68, dem Zahnrad 70, dem zwischen Zahnrad 70 und Zahnrolle 68 ver
laufenden Zahnriemen 66, dem Motor 72 und dem unteren Schwenkarm
22b, umgreift die Trommel 12 und ist um die Trommellängsachse 18
schwenk- und antreibbar. Der Schwenkantrieb erfolgt über ein am
unteren Schwenkarm 22b befestigtes, großes Zahnrad 74, dessen Achse
mit der Trommellängsache 18 fluchtet. Dieses große Zahnrad 74 wird
über einen zweiten Zahnriemen 76 von einem kleinen Zahnrad 78
angetrieben, das auf der Achse eines Motors 80 für den Schwenk
antrieb befestigt ist. Der komplette Schwenkantrieb, bestehend aus
dem großen Zahnrad 74, dem zweiten Zahnriemen 76, dem kleinen
Zahnrad 78 und dem Motor 80, befindet sich wie der untere Schwenkarm
22b der Führung 14 unterhalb der Grundplatte 60.
Die anhand der schematischen Darstellung in Fig. 1 und mit Hilfe der
Seitenansicht in Fig. 4 beschriebenen wesentlichen Elemente der
erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Teile eines Etikettendruckers,
wie er in Fig. 5 in der Aufsicht dargestellt ist. In dieser Dar
stellung ist die Führung 14 mit dem Druckkopf 16 in beiden möglichen
Endpositionen ihrer Schwenkbewegung um die Trommel 12 dargestellt.
Die Positionsnummern 16 und 22a bezeichnen dabei den Druckkopf und
den oberen Schwenkarm in der einen Endposition, während die Posi
tionsnummern 16′ und 22a′ den Druckkopf und den oberen Schwenkarm in
der anderen Endposition bezeichnen.
Die Grundplatte 60, auf der die Trommel 12 befestigt ist, weist eine
Öffnung im Schwenkbereich der Führung 14 auf, durch die der
untere Teil der Führung 14 hindurchgeführt ist, so daß die Führung
14 die Trommel 12 umgreifen und ihre Schwenkbewegung um die Trommel
längsachse 18 ungehindert ausführen kann. Außer der Trommel 12 und der
Führung 14 mit dem Druckkopf 16 sind noch eine Vorratsspule 90 für
das Substrat 26, eine Spendespule 92 für Prägefolie 28 und eine
Aufwickelspule 94 für die Prägefolie 28 nach dem Prägen, einige
Führungen 96, eine Vorrollachse 98, eine Materialbremse 100, ein
Detektor 102, eine Schneidevorrichtung 104 zum Abtrennen der einzel
nen Etiketten vom bandförmigen Substrat 26 und ein Etikettenstapler
106 auf der Grundplatte 60 vorgesehen.
Das bandförmige Substrat 26 wird ausgehend von seiner Vorratsspule
64 zunächst über die Vorrollachse 98, auch Tänzerrolle genannt,
geführt. Deren Aufgabe ist es, große Zugkräfte im Substrat zu
verhindern, die bei einer ruckartigen Beschleunigung des Substrat
vorrates und der Vorratsrolle 90 aufgrund deren Massenträgheit
entstehen würden. Die Vorrollachse 98 ist hierzu in bekannter Weise
um das Zentrum der Vorratsrolle 90 herum schwenkbar gelagert und mit
einer Feder versehen.
Weiter wird das bandförmige Substrat 26 über eine Umlenkrolle 96 mit
einer Materialbremse 100 geführt, welche sicherstellt, daß das
bandförmige Substrat 26 sich unter leichter Spannung straff um die
Trommel 12 legt. Zwischen der Materialbremse 100 und der Trommel 12
passiert das bandförmige Substrat 26 noch einen Detektor 102, dessen
Aufgaben es sind, Klebestellen im bandförmigen Substrat 26 und das
Bandende zu erkennen. Mit Hilfe entsprechender Signale von dem
Detektor 102 stellt eine Steuerung der Etikettendruckers sicher, daß
das bandförmige Substrat 26 im Bereich der Klebestellen nicht
bedruckt wird, um so Beschädigungen des Druckkopfes 16 infolge von
Materialverdickungen im Bereich dieser Klebestellen zu verhindern.
Im Falle des Bandendes gibt der Detektor 102 ein Signal ab, welches
zum Abschalten des Etikettendruckers führt.
Vom Detektor 102 wird das bandförmige Substrat 26 zur Trommel 12
geführt und umschlingt diese Trommel 12 um ca. 240°. Anschließend
wird das bandförmige Substrat 26 weiter zu einer Schneidevorrichtung
104 geführt, in der die Etiketten vereinzelt werden, indem sie als
Abschnitte vom bandförmigen Substrates 26 abgetrennt werden. Die
vereinzelten Etiketten werden in dem Etikettenstapler 106 gesta
pelt.
Ein Vorrat der Prägefolie 28 befindet sich auf der Spendespule 92.
Von dort wird die Prägefolie 28 über drei Führungen 96 zur Trommel
12 geführt, so daß sie mit ihrer Farbkörperschicht auf dem bandför
migen Substrat 26 aufliegt und ebenfalls die Trommel 12 umschlingt,
und zwar ungefähr in einem Winkelbereich von 210°. Im Schwenkbereich
der Führung 14 mit dem Druckkopf 16 liegen sowohl das bandförmige
Substrat 26 als auch die Prägefolie 28 aufeinander auf der Trommel
umfangsfläche auf. Von der Trommel 12 aus wird die Prägefolie 26
über vier Führungen 96 zu einer Aufwickelspule 94 geführt. Die
Aufwickelspule 94 nimmt die Prägefolie 28 auf, nachdem ein Teil der
Farbkörperschicht beim Druckvorgang von der Prägefolie 28 auf das
bandförmige Substrat 26 übertragen worden ist.
Claims (10)
1. Verfahren zum Bedrucken eines Substrates durch Heißprägen, bei
dem das Substrat und eine mit einer Farbkörperschicht versehene Prä
gefolie mit der Farbkörperschicht der zu bedruckenden Oberfläche des
Substrates gegenüberliegend gemeinsam durch eine Prägestation ge
führt werden, in der das Substrat und die Prägefolie unter Wärmee
inwirkung zwischen einem Druckkopf und einem Gegendruckelement unter
Übertragung von Farbkörpern auf das Substrat zusammengepreßt werden
und mindestens die Prägefolie vor dem Erreichen der Prägestation
vorgeheizt sowie die Prägekraft punkt- oder zeichenweise seriell
aufeinanderfolgend aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat und die Prägefolie zum Vor
heizen und Prägen auf eine beheizte Mantelfläche eines zylinderför
migen Gegendruckelementes vorgeschoben werden, und
daß der Druckkopf alternierend für das sequentielle Prägen einer
Zeile in Umfangsrichtung über die Mantelfläche konzentrisch zu die
ser und für den Übergang in eine neue Zeile quer zur Umfangsrichtung
und parallel zur Mantelfläche vorgeschoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub von Substrat und Prägefolie
auf der Mantelfläche in Umfangsrichtung verläuft.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat und die Prägefolie schritt
weise über die Mantelfläche vorgeschoben werden und die Prägekraft
während der Bewegungspausen von Substrat und Prägefolie aufgebracht
wird.
4. Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates (26) durch Heißprä
gen, mit einer einen Druckkopf (16) zum punkt- oder zeichenweisen
Aufbringen einer Prägekraft und ein Gegendruckelement aufweisenden
Prägestation, mit einer Einrichtung zum Vorheizen mindestens der
Prägefolie (28),
dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement als beheizte, zy
linderförmige Trommel (12) ausgebildet ist, auf deren Mantelfläche
(20) das Substrat (26) und die Prägefolie (28) während des Vorhei
zens und des Prägens aufliegen,
daß für den Druckkopf (16) eine Führung (14) vorgesehen ist, mittels der er einerseits entlang einer zur Mantelfläche (20) konzentrischen Kreisbahn über die Mantelfläche (20) und andererseits parallel zur Längsachse (18) der Trommel (12) über die Mantelfläche (20) führbar ist,
und daß ein Antrieb für den Druckkopf (16) vorgesehen ist, der die sen während des Prägens einer Zeile entlang der Kreisbahn und dann zum Anfang einer neuen Zeile parallel zur Längsachse (18) der Trom mel (12) vorschiebt.
daß für den Druckkopf (16) eine Führung (14) vorgesehen ist, mittels der er einerseits entlang einer zur Mantelfläche (20) konzentrischen Kreisbahn über die Mantelfläche (20) und andererseits parallel zur Längsachse (18) der Trommel (12) über die Mantelfläche (20) führbar ist,
und daß ein Antrieb für den Druckkopf (16) vorgesehen ist, der die sen während des Prägens einer Zeile entlang der Kreisbahn und dann zum Anfang einer neuen Zeile parallel zur Längsachse (18) der Trom mel (12) vorschiebt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (12) in eine Mehrzahl von
Sektoren unterteilt und jeder Sektor mit einer separat ansteuerbaren
Heizung ausgerüstet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (12) in Richtung der Längs
achse (18) in mehrere Heizabschnitte unterteilt ist, die jeweils
getrennt beheizbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (20) innerhalb eines
des Sektors, in dem Substrat (26) und Prägefolie (28) auf der Trom
mel (12) aufliegen, in Umfangsrichtung in eine Vorheizzone (30) und
eine Druckzone (32) für Substrat (26) und Prägefolie (28) unterteilt
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (12) drehbar gelagert ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (14) für den Druckkopf (16)
von einem um die Längsachse (18) der Trommel (12) drehbaren
Schreibschlitten gebildet ist, der die Trommel (12) in Axialrichtung
übergreift und zum Führen des Druckkopfes (16) parallel zur Längs
achse (18) der Trommel (12) eine Schlittenführung für den Druckkopf
(16) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Trommel (12) so ge
wählt ist, daß die Umfangslänge der Druckzone (32) gleich oder grö
ßer als ein in Umfangsrichtung größtes zu verarbeitendes Etikett
ist.
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DE19944433054 DE4433054C1 (de) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates durch Heißprägen |
EP95202312A EP0706890A3 (de) | 1994-09-16 | 1995-08-28 | Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates durch Heissprägen |
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DE19944433054 DE4433054C1 (de) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates durch Heißprägen |
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EP0706890A2 (de) | 1996-04-17 |
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