CN109963721A - 用于在片材式基底上实施喷墨的方法和装置 - Google Patents

用于在片材式基底上实施喷墨的方法和装置 Download PDF

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Abstract

为了防止在基底的喷墨涂料涂布过程中出现条纹，本发明提供一种打印片材式基底的方法：‑通过输送装置(5)将基底(3)沿供给方向(4)移动经过涂覆装置(7)；‑在基底的移动期间，涂覆装置(7)响应于计算机控制的开关信号，通过横向于供给方向成排布置的多个喷墨喷嘴(70)，以图案(14)向基底(3)的表面(30)、尤其是留出了区域(16)逐滴地涂覆流体涂覆材料(9)，图案具有预定轮廓(15)，其中：‑在图案(14)的涂覆期间和在基底(3)的移动期间，喷墨喷嘴(70)横向于供给方向(4)、优选沿着成排布置的喷墨喷嘴(70)的纵向方向前后移动，使得喷嘴(70)在基底之上通过使前后移动与在供给方向(4)上的移动重合所行进的路径(72)具有垂直于供给方向(4)延伸的方向分量。

Description

用于在片材式基底上实施喷墨的方法和装置
技术领域
本发明总体上涉及通过打印来加工基底，尤其涉及向片材式基底(例如印刷产品、纸和纸板)打印或涂布颜色信息和/或凸起塑料层。
背景技术
印刷业正处于转型期，传其中统方法正日益被数字方法所取代。同时，印刷材料的后续精整也变得越来越重要。特别是对于优质印刷材料和包装，压印基底的后处理已经在很大程度上得到了认可。
在这种情况下，已经创建了所谓的印刷精整工艺，在这种工艺中，提供了具有凸起的触觉可检测涂层的印刷产品。例如，用于生产纸或纸板包装的印刷片材上都设置有此类涂层，以实现具体的设计理念。
从现有的技术已知各种涂布方法，以生产上述凸起层或浮雕层。在这方面，出现了一种借助于喷墨技术进行涂布的较新方法。在WO 2003/099456 A1和WO 2009/012996 A1中描述了通过喷墨技术生产涂层。
与其中生产包含待打印的整个基底的打印形式的传统打印方法相比，在数字方法中，每个点都是单独生成的。最广泛应用的方法是利用喷墨打印头打印。在这种情况下，价格由所使用的喷嘴决定。
发明内容
对于利用具有多个喷嘴的喷墨打印头的打印，已知这样一种方法，该方法通过使打印头在垂直于基底移动的方向上移动，能够打印任何基底宽度。在这种情况下，在打印头移动的情况下，基底不移动，打印头逐条打印基底。该操作用英语术语“scanning mode(扫描模式)”来描述。
喷墨打印头的特征在于：在使用寿命期间，打印头的喷嘴能够使液滴喷射呈现出与垂直于喷嘴板的方向的某些偏差。从打印头的使用开始，该特征就已经呈现，但在使用期间通常会变得更加明显。此外，在打印头的生产过程中，制造公差可能导致液滴定位的误差。
由于所述特征，来自喷墨打印头的打印图像典型地出现一些条纹。在使用过程中，喷嘴可能会暂时甚至永久失效，这一事实加剧了条纹的出现。喷嘴的暂时性故障通常通过喷嘴将液体从储器中喷射出(为此已确定了英语术语“purging(清扫)”)并从喷嘴板上移除排出的材料来消除。喷嘴的该重新调整与打印过程的中断关联，并降低了打印单元的生产率。打印头的喷嘴的永久性故障通常只能通过完全更换整个打印头来修复。
在上述“扫描模式”技术中，通过打印头的移动和基底的沿宽度方向的打印，条纹被来自各个喷嘴的光栅线内的液滴的统计定位所消除。由于打印图像的这种统计结构，可以在一定程度上容忍或补偿缺失的喷嘴。
由于喷墨打印头变得日益可靠，并且每个喷嘴的价格也越来越优惠，所以确立了单程打印机器的构造来提高生产率。在这些机器中，布置了打印头，以便喷嘴排横向地、大体上典型地垂直于基底移动的方向布置。如果需要，具有喷嘴排的打印头也可以与垂直方向成角度地布置，以实现更高的分辨率。这种类型的使用基本上意味着与基底移动平行的基底上的液滴路径源自精确限定的喷嘴。
如果在每种情况下，基底上仅存在用于每个液滴路径的一个喷嘴，则如上所述的液滴方向的偏差会导致条纹的出现。喷嘴故障会有甚至更大的条纹效应。尤其在应用适用于生产凸起涂层的可固化清漆或涂层组分时，这一问题更容易出现。
尽管如此，为了确保喷嘴选择上的一些统计数据，在单程操作中，多个喷嘴排前后布置，然后交替或随机地用于生成液滴路径中的单个液滴。因此，在扫描模式下，通过统计选择用于单独液滴位置的喷嘴，可以稍微避免喷嘴故障和条纹。
然而，该解决方案在技术上非常复杂，而且价格昂贵。因此，将期望一种更简单的布置，通过该布置，能够避免在打印或涂层图案中出现条纹。该目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求中阐述了有利的修改。
因此，本发明提供了一种用于打印片材式基底的方法，包括
-借助于输送装置将基底沿供给方向移动经过涂覆装置；并且
-在基底的移动期间，涂覆装置响应于计算机控制的开关信号，通过横向于供给方向成排布置的多个喷墨喷嘴，向基底的表面逐滴地涂覆流体涂覆材料、尤其是留出了一区域，以形成具有预定轮廓的图案，其中
-在图案的涂覆期间以及在基底的移动期间，喷墨喷嘴横向于供给方向、优选地沿着成排布置的喷墨喷嘴的纵向方向前后移动，使得喷嘴在基底之上通过使前后移动与在供给方向上的移动重合所行进的路径与基底的移动不完全平行，而是具有垂直于供给方向延伸的方向分量。由于前后移动，相对于彼此的在相反方向上的分量或者反平行方向的分量通常存在于喷嘴的移动路径上。举例来说，这会导致形成波浪线或锯齿线形式的路径。喷嘴的运动可以是周期性的，或者甚至可以是按统计学的方式进行。
输送装置可以是辊对辊式打印机器中的卷筒供给装置(Bahnvorschub-Einrichtung)，在卷筒供给装置中，基底卷筒移动经过打印头。因此，被卷成卷的用于打印的呈基底或基底卷筒形式的基底(尤其相应地由纸或纸板制成)在该装置中被打印。借助于输送装置，将打印文件展开，引导穿过所述装置，并且在打印之后，再次卷起打印文件。
流体涂覆材料可以是颜料，或者可以是喷墨墨水，以便通过涂覆而生成呈有颜色的打印图像的形式的图案。在这种情况下，术语“有颜色的打印图像”一般应理解为与基底形成对比的图案。因此，在这种情况下，正如印刷行业常规已知的，黑色也被理解为打印颜色。
如本发明的另一个实施例，通过该方法，涂覆聚合物涂层。为了达到该目的，通过喷墨喷嘴涂覆流体有机聚合物材料，并且在涂覆之后，膜固化成固态的聚合物涂层。该聚合物层也可以是无色透明的。
喷墨喷嘴可以单独或成组地移动。将喷墨喷嘴固定在常规保持架上，然后将该保持架横向于运输方向枢转，这是特别简单的，其中常规保持架还能够特指为打印棒。
通过喷嘴前后的额外移动，可以非常有效地消除涂层的条纹视觉印象。小幅度的移动就足以实现上述目的。在这种情况下，移动幅度不大于喷嘴间距的300倍、优选不大于喷嘴间距的100倍、尤其优选不大于喷嘴间距的10倍、5倍，其中所述喷嘴间距是指从一个喷嘴中心到相邻喷嘴中心所测量的距离。在单独喷嘴的故障或喷射减少的情况下，如果移动幅度小于或等于单个喷嘴间距(einfachen Düsenabstand)，则能够抑制条纹。
附图说明
下文参考附图对本发明进行更详细的解释。在附图中：
图1示出了用于执行所述方法的装置的第一实施例；
图2示出了又一实施例，该实施例被配置为用于内联涂布；
图3示出了确定最近点的液滴排放的示意图；
图4示出了在喷墨喷嘴发生故障时液滴排放的示意图；
图5示出了图1所示的实施例的变型，其中具有多排喷嘴；
图6和图7示出了基底上的涂布区域；
图8示出了具有多个打印头的保持架的布置；
图9示出了图8所示的布置的变型，其中打印头偏移地布置为多排；
图10示出了校准打印头的位置的测试图像；
图11示出了具有模块化结构的打印单元。
具体实施方式
图1示出了用于执行上述方法的装置1的示例。在不限制于具体所示示例的情况下，根据本发明的用于向片材式基底3涂布聚合物涂层的装置1包括：
-涂覆装置7；
-控制装置13；和
-输送装置5，输送装置5用于将基底3沿供给方向4移动经过涂覆装置7，其中涂覆装置7包括横向于供给方向成排布置的多个喷墨喷嘴70，并且
-控制装置13被配置为用于生成计算机控制的开关信号，借助于开关信号，喷墨喷嘴70逐滴地分配流体涂覆材料9，其中
-控制装置13还被配置为用于操作喷墨喷嘴，使得涂覆材料的流体膜11以图案14的形式涂覆到经过的基底3的表面30、尤其是留出了区域16，图案14具有预定轮廓15。根据一个实施例，墨被作为流体涂覆材料提供，使得通过该方法将打印图像打印到基底3上。在这种情况下，利用墨进行的打印能够提供聚合物涂层，该聚合物涂层既可以作为上述涂层的另选，也可以作为这种涂层的补充。
此外，根据另一实施例，装置1具有固化装置23，以在涂覆之后将流体膜11固化为固态的聚合物涂层12。
然而，在任何情况下，提供用于按顺序移动喷墨喷嘴70的移动装置，使得在图案14的涂覆期间以及在基底3的移动期间，喷墨喷嘴70横向于供给方向4、优选地沿着成排布置的喷墨喷嘴的纵向方向前后移动，从而喷嘴70在基底3之上通过使例如周期性的前后移动与供给方向4上的移动重合而行进的路径具有垂直于供给方向延伸的方向分量。在这种情况下，路径被特别地被配置为波浪线。
在所示的示例中，输送装置5包括传送带，基底3被放置在传送带上。呈预打印的打印片材的形式的基底3从料盒27取出，并被放置在传送带上。
喷嘴70连接到储器。储器内保持有流体涂覆材料9。根据一个实施例，可辐射固化的、特别是可紫外线(UV)固化的有机制剂被用作流体有机涂层材料。例如，具有光引发剂的混合物中的活性丙烯酸酯能够用于该目的。为了稳定UV固化涂料，固化装置23相应地具有UV辐射源。
仅通过举例说明，作为移动装置25，示出了具有偏心装置的驱动装置，通过该驱动装置，紧固有喷墨喷嘴70的保持架横向地、特别是垂直于输送装置5的供给方向枢转。
基底3被打印有打印图像18。打印图像的单独元素由轮廓19限定。在本发明的优选实施例中，打印有打印图像18的基底3现在设置有聚合物涂层，以使得打印图像18与涂层12的图案14对应。图案14能够特别地对应于打印图像，使得打印图像18和图案14的轮廓15、19至少部分平行地、优选地如图所示至少部分一致地延伸。仅举例来说，打印图像包括压印角(eine aufgedruckte Ecke)和压印星(einen aufgedruckten Stern)。作为凸起涂层的聚合物涂层12然后例如覆盖压印区域，并由轮廓15界定，轮廓15与打印图像18的轮廓19一致。在打印的元素之间留出表面30的区域16的情况下，进行涂布。当然，同样也能够打印这些区域，但是被聚合物涂层12覆盖的区域是通过它们的轮廓19在视觉上突出的元素(这种精整工艺也被称为“点涂布”)。
图2示出了图1中所示的实施例的变型。在该变型中，打印装置6设置在涂覆装置7的上游。与涂覆装置7一样，打印装置6能够由控制装置13控制和操作。具体地，打印装置6能够是数字打印装置、优选地为喷墨打印装置。首先，在呈打印片材形式的基底3上，打印装置6产生打印图像18，然后由涂覆装置7在打印图像18上涂覆聚合物涂层12，并且留出与打印图像18对应的区域16。
根据本发明的另一实施例，在喷嘴的电子控制期间，通过分别识别喷墨喷嘴70和打印头的位置，在喷射时刻可以选择接近于基底3上的液滴位置的喷嘴来喷射。。这样，即使垂直于基底的移动方向具有极轻微的移动，如关于扫描模式所描述的，条纹的形成和喷嘴故障的可见性也能够被大大地减少。
为此，在本发明的又一实施例中，在不限制于图中所示的示例性实施例的情况下，该实施例提供了涂层的图案14由彼此相邻的目标区域140的布置限定，其中一方面在基底3的移动期间并且另一方面在喷墨喷嘴70的周期性移动期间，计算机19确定喷墨喷嘴70中的最接近目标区域140或与该目标区域最佳匹配的喷墨喷嘴70，并向该喷墨喷嘴70发送控制信号，以便喷嘴70在最接近或最佳匹配目标区域140的确定点141处排出流体涂覆材料9的液滴71。
为了实现识别位置，根据本发明的一个实施例，提供了至少一个位置传感器21，该位置传感器检测喷墨喷嘴在横向于供给方向的方向上、也就是说喷墨喷嘴70借助于移动装置25前后移动所在的方向上的位置。该实施例不一定与上文所述的实施例相关联，在上文所述的实施例中，确定了到目标区域的距离。
参考图3，再次示出了液滴排放和最接近点的确定的方法。
图3示出了相邻目标区域140的布置，这些目标区域一起形成聚合物涂层的图案14的元素。目标区域被记录在控制装置13中，优选地以数据的形式被记录，数据作为打印文件控制喷嘴或者构成待涂覆的聚合物涂层的打印图像。
如图所示，喷墨喷嘴70的轨迹72形成了彼此相邻的波浪线的图案。以其中一个目标区域140为例来说明液滴排放的方法，该目标区域140在这里成形为盒。目标区域140被两条轨迹72、即最上面的两条轨迹覆盖。在点141处，这两条轨迹中的上面一条与目标区域140最佳匹配，因为该点141最接近目标区域的中心。在该点141处，与目标区域相关联的液滴71然后被排出，以便在固化之前形成仍为流体的聚合物膜的一部分。
该方法也能够在喷墨喷嘴发生故障时被相应地使用。这种情况如图4所示。在所示的示例中，假设从顶部开始的第二个喷墨喷嘴70出现故障。由于喷嘴的摆动运动，正常情况下与故障喷嘴的路径最匹配的目标区域140恰好也与其他喷嘴的路径交叉或至少非常接近。上述方法现在也可以按照目前的情况所述精确地实施，但不考虑不再起作用的喷嘴轨迹。为了清晰起见，其中一个目标区域140通过交叉影线识别。将认识到，最佳匹配在这里将是通过缺失的轨迹实现的。现在，最佳逼近是通过图4所示的、在轨迹中的间隙下方的轨迹实现的，其中在所示的示例中，该轨迹同样与目标区域140交叉。相应喷墨喷嘴的控制取决于其位置和该位置相对于目标区域的距离或匹配的计算，以便优选地在尽可能接近目标区域140中心的情况下排放液滴。
即使出现尚未被识别的喷嘴故障，该方法也是有利的，因为喷嘴故障显示为统计上的点缺失，因此不容易检测到。在没有所描述的移动的情况下，喷嘴故障将显示为一条非常明显的线。
对于打印头或相应地喷墨喷嘴的移动的发明构思，如果已知喷嘴或打印头在液滴喷射期间的位置的精度小于1微米，则是非常有利的。该精度不能通过定位装置的定位来实现(迟滞现象)。
例如，借助于具有相应读取头的线性编码器，通过位置测量能够确保该精度，因为控制装置确定并操作喷墨喷嘴，根据位置测量，喷墨喷嘴最佳地将液滴排放到特定目标区域140。能够想到位置检测或精确定位的其它可能性。此外，由于热膨胀、特别是当流体和喷嘴头被加热以调整粘度时而产生的不准确能够通过将读取头定位在打印头的第一个喷嘴和最后一个喷嘴中来抵消，或者更通常地，通过至少一个位置传感器21来确定读取头的位置。一般来说，位置识别能够通过反馈回路实现。
下文描述了本发明的另一实施例，该实施例作为如上所述的用于防止涂层中出现条纹的喷嘴的摆运动的替换或补充。本实施例涉及多排喷墨喷嘴的使用。这些喷墨喷嘴沿供给方向偏移地布置。
除了沿着基底上的与基底的移动方向平行的液滴路径生成喷嘴选择的统计数据的在上文已提及的目的之外，多排喷墨喷嘴、或者甚至多排打印头(该多排打印头继而具有多个喷嘴)的使用能够实现进一步的目的。
这些目的中的一个目的是通过打印彼此上下叠置的多个图像来增加层厚度或者在涂覆打印墨的情况下增加颜色深度。对于涂覆浮雕涂层的涂布，该方法适用于在较高的基底速度下产生较大的层厚度。在通过喷墨喷嘴进行涂覆期间，能够借助于多个参数来影响层厚度。此处应提及液滴大小。在恒定图案宽度的情况下液滴越大，能够达到的层厚度就越大。总体而言，在不限制于具体实施例的情况下，即使不考虑是否使用多个喷嘴排，根据本发明的另一实施例，还提供了借助于控制装置来控制喷墨喷嘴，使得它们排放不同大小的液滴，从而根据预设值对流体涂覆量进行调整。该预设值能够特别地存储在打印文件中，根据打印文件，控制装置13控制喷墨喷嘴70。
在现代结构的打印头中，通过多液滴喷射来区分自然大小的液滴和尺寸缩放的液滴，其中，飞行中的单独液滴聚集在一起形成较大的液滴。对于每个打印头，自然液滴的大小通常只能在窄范围内调整。例如，在WO2017/009705A1中描述了由于控制由压电致动器控制的商用喷墨打印头的可能性的拓宽。根据该方法，自然液滴的大小能够在明显更宽的范围内变化。
此外，打印头只能在一定的频率范围内(每单位时间内的液滴)进行调整。该频率范围取决于液滴生成的结构和类型。因此，根据所描述的方法通过单独液滴的组合产生较大液滴是以可行的液滴频率为代价的，因为频率的限制适用于单独的液滴。根据WO2017/009705 A1，由于单独的液滴可能发生变化，因此，通过在相同频率下明显较短的脉冲，可以增加单脉冲中的液滴。
除了液滴大小，图案宽度也能够改变。在单程机器中，图案宽度通常由喷嘴间距决定。在具有固定几何形状的持续操作中，这里不能进行任何更改。
在基底移动的方向上，液滴能够更加接近(在基底运行方向上图案宽度减小)，以获得更大的层厚度。当只使用一个喷嘴排时，由于液滴喷射频率的限制，能够达到的涂层厚度取决于速度。
这样做的结果是，涂层厚度越大，打印过程就越慢。因此，除了生产率较低外，可实现的最小线宽度也受到限制，因为基底移动的减慢同时导致了涂覆层的运行时间更长，并且随着层厚度的增加，浮雕结构的边缘上的压力也增加。
最后，但不是最不重要的，除了生产率，可实现的浮雕涂层的质量也受到限制。即使能够通过使用接近打印头放置的预固化装置(固定灯(Pinning-Lampen))对受到限制的涂层质量进行部分补偿，也期望实现更高的机器速度。
如上文所述，当使用多个打印头排时，这些缺点将得到补偿。同时，图像质量得益于每个点均使用多个喷嘴，这也有利于补偿条纹形成和喷嘴故障。
因此，根据本发明的一个实施例，相应地提供了多排喷墨喷嘴70在供给方向4上偏移地布置，使得多个喷墨喷嘴70在基底上的目标区域(目标区域的范围由撞击液滴覆盖的表面积限定)行进。特别是，每个喷嘴排的相应喷墨喷嘴也能够在相应的目标区域上行进。图5示出了具有两个喷嘴排73的示例，两个喷嘴排在供给方向4上前后偏移地布置。在垂直于供给方向4的方向上，喷嘴具有相同的位置，使得它们均在基底3上的相同目标区域上行进。如图1所示的示例性实施例，也能够提供移动装置25。在这种情况下，能够使移动装置25只移动其中一个喷嘴排或部分喷嘴排73。在这种情况下，各排的喷墨喷嘴会相对于彼此移位。然而，同样地，可以共同移动所有喷嘴排73，例如，当喷嘴排73是机械互连时。
当使用多个喷嘴排73时，能够根据统计方法或遵循一定规则对打印图像进行不同的分割。打印图像的分割包括从喷嘴排之间通过棋盘图案的简单交替到统计或准统计图案。因此，总体上，在不限于所示的示例性实施例的情况下，在本发明的另一实施例中，其提供了沿着喷嘴行进的路径的目标区域由来自不同喷嘴排的多个喷嘴覆盖，这多个喷嘴相互交替并前后布置。聚合物涂层中的条纹能够通过这种措施来抑制，如同样地通过如上文所述的喷嘴的摆动运动来抑制。因此，能够另选地或除了摆动运动之外，来提供该实施例。
因此，总体而言，根据本发明的实施例，提供了一种用于打印片材式基底的方法，其中：
-借助于输送装置5将基底3沿供给方向4移动经过涂覆装置7，并且
-在基底移动期间，涂覆装置7响应于计算机控制的开关信号，通过横向于供给方向以多个喷嘴排布置的多个喷墨喷嘴70，向基底3的表面30逐滴地涂覆流体涂覆材料9、尤其是留出了区域16，从而以图案14形成膜11，图案14具有预定轮廓15，其中
-在基底3上沿供给方向前后布置的目标区域140由多个沿供给方向前后布置并且因此属于不同喷嘴排73的喷墨喷嘴70交替地打印。
在用于生产聚合物涂层的可固化有机流体涂层材料的情况下，在涂覆之后，膜11固化为固态的聚合物涂层12。
为了阐明，图6和图7示出了涂层图案14的两个示例。涂层图案14根据像素表示被分割为目标区域140的布置。这些目标区域140在运输方向4上前后排列成行。如果喷墨喷嘴70没有发生摆动运动，则喷嘴的路径72与运输方向共线。由特定喷嘴排73的喷墨喷嘴所覆盖的目标区域140均由相同的影线表示。在图6所示的示例中，三个不同的影线在运输方向4上渐进地交替。因此，顺次地操作均来自不同喷嘴排的三个喷嘴。
在如图7所示的示例中，两个喷嘴排的交替顺次操作根据棋盘图案进行。在每种情况下，其中一个喷嘴排的两个喷墨喷嘴70是共同操作的，该喷嘴排的相邻两个喷墨喷嘴停止运行。下一喷嘴排73的两个喷墨喷嘴70代替不运行的喷嘴。该图案根据两个目标区域交替，两个目标区域在运输方向4上相继出现，使得现在，以前在各种情况下都未操作的喷墨喷嘴70开始运行。
根据另一方面，如供给图1所示的示例，用于确定位置的布置也能够用于打印头的自身调整。该理念总体在于，当使用每个打印头至少一个位置确定时，能够粗略地相对于彼此布置多个打印头，并且在已知位置数据的情况下，进行校准。
在这一点上，为了阐明，图8示出了用于实施该实施例的布置的示例。喷墨喷嘴70通常集成在打印头75中。这些打印头75横向于装置1的供给方向4彼此相邻地固定在保持架32上。由于存在公差，因此实际位置可能与所提供的位置略有不同。横向于供给方向4的位置的移位在这里特别重要，因为其继而能够导致在聚合物涂层中出现可见条纹。该图纯粹是示意图。因此，与图示不同的是，打印头75能够前后布置成两排，以将横向于供给方向的两个打印头的喷嘴之间的喷嘴间距保持得正好与打印头内相邻喷嘴的间距相同。类似地，也可以以人字形图案布置喷嘴排。
位置传感器21(其在每种情况下都精确地确定打印头的位置)现在与打印头75相关联。例如，位标器77能够提供为用于确定位置。为了阐明，在最右侧示出的打印头略微侧向移位，使得所示的指向箭头从位置传感器21稍微倾斜地向位标器77延伸。根据本发明的一个实施例，通过结合特定打印图像的位置和测量的知识，实现用于打印图像的这些打印头的相互作用。为此，提供了记录尤其是扫描由打印头77产生的打印图像，确定与目标图像的偏差，根据偏差确定打印头77的位置变化，并借助于定位装置78改变打印头的位置，直到通过位置传感器21测量的位置与指定的位置变化相匹配。
此外，利用位置传感器能够实现非常有利的模块化和低维护结构。
如果打印单元的打印头77配备有位置检测器，则能够如上文大致描述进行粗略地布置，并且通过使用精确位置和计算相互作用，能够非常快速地相对于彼此取向，以获得一致的打印图像。为此，根据本发明的一个实施例，将根据测试打印确定的喷嘴位置作为基础，以便将每个喷嘴分配到特定位置来打印。在重叠的情况下，或者不使用多余喷嘴，或者分配根据其交替地使用多余喷嘴的图案。在这样的布置中，应尽可能避免喷嘴之间相对较大的间隙(例如，由于两个打印头77之间相对较大的距离并且因此由于打印头的相邻喷嘴的距离)，因为这些间隙通过上述的喷嘴排的移动仅在统计上缩小，但可能无法完全避免。
现在，这只能通过昂贵的机械解决方案来实现，其中，打印头被动地与相应的定位销对准，或者通过安装的机械或电子装置主动地对准，以调整横向移位和角度。定位通常通过测试图像和随后对单独打印头位置的连续调整来进行。
为了避免单独打印头之间的间隙并且因此避免相邻打印头的外部喷嘴之间的相对较大的距离，通常有利的是将打印头75布置成多排，其中打印头75横向于供给方向4重叠。因此，相邻打印头75的外部喷墨喷嘴70在供给方向4上间隔开，但是为了此目的，当在供给方向4上观看时，打印头能够以任何方式相对于彼此、尤其是以均匀间距布置。图9示出了其中两排打印头75在供给方向4上前后偏移的这种布置。
如果通过回溯性测量可以不考虑机械精度，则会大大降低成本和工作量。如果每个打印头都有自己的电子控制装置和专用的液体供应装置(背负式储罐)，则任何复杂的打印单元都可以相对简单地构建。
在这一点上，根据一个实施例，提供了打印头77在横向于运输方向4的方向上设置有定位装置，定位装置具有位置检测器、电压供应装置、优选地流体供应装置(例如，具有流体静压的软管连接装置或与储器连接的相应泵)和用于连接至控制装置13的网络连接装置。如图8所示，在这种情况下，位置传感器21形成打印头77的一部分是非常有利的。
因此，总体来说，根据本发明的实施例，提供了一种用于打印片材式基底的装置1，该装置1包括：
-涂覆装置7；
-控制装置13；
-输送装置5，该输送装置5用于将基底3沿供给方向4移动经过涂覆装置7，其中
-涂覆装置7包括多个打印头77，打印头77横向于供给方向成排布置，并且每个打印头均具有多个喷墨喷嘴70，并且
-控制装置13被配置为用于生成计算机控制的开关信号，借助于该开关信号，喷墨喷嘴70逐滴地分配流体涂覆材料9，其中
-控制装置(13)还被配置为用于操作喷墨喷嘴，使得以图案14的形式向经过的基底3的表面30涂覆流体涂覆材料的流体膜11、尤其是留出了区域16，图案14具有预定轮廓15，其中打印头77均设计为具有位置传感器21、流体供应装置、计算机控制的定位装置78和连接器的单元，其中流体供应装置用于向喷墨喷嘴70供应流体涂覆材料9，计算机控制的定位装置78尤其能够借助于控制装置13调整，以调整横向于供给方向的打印头的位置，连接器优选地为用于连接到控制装置13的网络连接器。
如果该装置被设计为借助于流体有机涂层材料来产生聚合物涂层，则装置1能够具有固化装置23，以便在涂覆之后将流体膜11固化为固态的聚合物涂层12。
不必借助于打印图像来进行打印头位置的调整。一般而言，即使组装中存在误差，上述实施例也能够首先用于尽可能精确地调整打印头77相对于彼此的布置。所述误差由定位装置根据测量的位置数据进行补偿。该调整也能够由控制装置13执行，但如果需要，其也能够由打印头77中的计算装置执行。此外，位置数据不一定再现相对于保持架的位置。根据本发明的另一实施例，提供了位置传感器21被配置成确定相对于其他打印头的相对位置。因此，通过调整能够实现打印头77相对于彼此的精确取向。
在本发明的另一实施例中，根据测量位置，也能够操作喷墨喷嘴。即使打印头的位置与提供的位置不完全匹配，也能够校正喷墨喷嘴70的打印数据或操作信号。
图10示意性地示出了基底3上的测试图像35，借助于该测试图像校正或调整喷嘴的操作信号，以获得尽可能均匀的打印图像。如图10所示，测试图像35能够由通过单独喷嘴打印的线37形成。图10示出了线37的目标位置38为虚线。为了防止线37彼此之间太接近、或者甚至相互撞上，如图所示，使相邻喷嘴的线在供给方向上相对于彼此偏移。
如上所述，能够通过扫描或拍摄测试图像35来记录生成的打印图像。然后确定与目标图像的偏差。然后根据偏差，可以确定打印头位置的变化，并通过定位装置78更改打印头的位置，直到通过位置传感器21测量的位置与指定的位置变化相匹配。根据替代实施例或附加实施例，在给定打印头的位置的情况下，也可以通过与目标位置的接近度来选择喷嘴。例如，如果两个喷嘴位于同一位置，则如文中所述，能够选择一个喷嘴，或者能够确定用于交替喷嘴的图案。喷嘴的操作时间能够调整，使得喷嘴的液滴排放尽可能接近相应的目标位置38。
本发明通常能够通过模块化结构以特别有利的方式实施。在这样的模块化结构中，打印模块81被连接而形成涂覆装置7。在这种情况下，涂覆装置7包含根据本发明的打印装置1的所有打印头。
打印模块81尤其能够通过彼此相邻的合适的轴杆紧固件83而紧固在横向构件或轴杆82上。在图11所示的示例中，模块81与图9的示例相对应偏移布置成两排。为此，打印模块81安装在在供给方向上前后定位的两个轴杆82上。
打印模块81均包括至少一个打印头75。为了执行上述的方法并且校正打印图像，每个打印模块都能够配备有位置传感器21。根据一个简单实施例，位置传感器能够测量相对位移，例如，通过传感器测量与相邻打印模块81的距离。同样地，可以提供一个或多个位标器。因此，能够提供沿着轴杆82延伸的编码器尺来作为位标器。
此外，打印模块81能够包括控制电子装置84，该控制电子装置84能够执行打印头75的操作以及在适当情况下执行进一步的功能，例如与高级控制装置13的通信和/或位置校正计算。
打印模块81具有至少用于传输压力数据的电子接口85。也能够通过接口提供电源。
此外，还能够提供用于向储罐供应待涂覆的流体的连接器，并且，如果需要，还能够提供用于向储罐供应受控负压的连接器。
优选的是，如在所示的示例中，通过连接线将打印模块81彼此连接。在该示例中，连接线均绘制在相邻模块81的接口85之间。同样地，可以将打印模块连接到公共总线。
打印模块81能够在轴杆82上彼此大致对准。通过打印喷嘴测试图案和数字记录该图案，能够确定打印头75相对于彼此的相对位置，并且通过指定的位置能够固定打印图像的结构。打印头的喷嘴排应该优选地至少在没有间隙的情况下装配在一起，但理想情况下设定一定的重叠，并且通过操作模式操作冗余喷嘴。这种类型的校准的优点是，如上所说明的，打印头相对于彼此的机械对准不必在其他常规公差的区域内。
由于位置传感器21，而能够适当地控制打印图像的对准以移动打印头，从而避免条纹。能够针对性地校正不利的打印头位置(例如喷嘴间距的1.5倍)。然而，位置校正也能够通过电子方式实现。
在操作温度下校准打印单元的可能性体现出了明显的优势。
为了实现打印头75的前后移动以避免条纹，均能够在打印模块81中集成定位装置78，定位装置78能够相对于打印模块并横向于供给方向移动打印头75。
上文所述的涂覆装置7的模块化结构特别有利，以便能够简单地扩展打印装置。例如，为了达到所要求的打印宽度，能够将适量的打印模块简单地安装在一个或多个轴杆上，并相互连接。打印头的侧向调整例如借助测试图像和/或还通过评估位置传感器的数据来进行。
在不限制于所示的具体示例的情况下，本发明提供了一种用于打印片材式基底的装置1，该装置包括：
-涂覆装置7；
-控制装置13；和
-输送装置5，输送装置5用于将基底3沿供给方向4移动经过涂覆装置7，其中涂覆装置7包括多个打印模块81，多个打印模块81可释放地紧固在至少一个轴杆82上并在至少一个轴杆82上横向于供给方向4偏移，其中多个打印模块81均具有至少一个打印头75，其中打印模块81均具有储罐、控制电子装置84和接口85，其中打印模块81能够通过其接口85相互耦合以交换数据，并且
其中通过将打印模块81紧固到轴杆82并借助于打印模块81的接口85与控制装置13(图1中未显示)连接，而能够调整装置1的打印宽度。
在上述的装置的模块化结构中，打印头来回移动也是特别有利的。这样，尤其是模块在轴杆上的组装中的机械误差能够得到补偿。为了实现移动，能够在一个或多个轴杆82上设置定位装置78。然而，如果模块81均具有这种定位装置78，则也是有利的。这简化了涂覆装置的机构。然而，特别地，集成在模块81中的定位装置78使模块81的打印头75能够进行不同的移动。
附图标记列表
用于聚合物涂层的装置 1
基底 3
供给方向 4
输送装置 5
储罐 6
涂覆装置 7
涂覆材料 9
流体膜 11
控制装置 13
图案 14
固态的聚合物涂层 12
图案的轮廓 15
留出的区域 16
打印图像 18
打印图像的轮廓 19
位置传感器 21
固化装置 23
移动装置 25
料盒 27、28
基底的表面 30
保持架 32
测试图像 35
打印线 37
打印线的要求位置 38
喷墨喷嘴 70
液滴 71
喷墨喷嘴的路径 72
喷嘴排 73
打印头 75
位标器 77
定位装置 78
打印模块 81
轴杆 82
轴杆紧固件 83
电子控制装置 84
接口 85
连接线 86
目标区域 140
喷墨喷嘴的路径上最佳匹配目标区域 141
的点

Claims (17)

1.一种用于打印片材式基底的方法，其中：
-借助于输送装置(5)将基底(3)沿供给方向(4)移动经过涂覆装置(7)；并且
-在所述基底的移动期间，所述涂覆装置(7)响应于计算机控制的开关信号，通过横向于所述供给方向成排布置的多个喷墨喷嘴(70)，以图案(14)向所述基底(3)的表面(30)、尤其是留出了区域(16)逐滴地涂覆流体涂覆材料(9)，所述图案具有预定轮廓(15)，其中
-在所述图案(14)的涂覆期间以及在所述基底(3)的移动期间，所述喷墨喷嘴(70)横向于所述供给方向(4)、优选地沿着成排布置的喷墨喷嘴(70)的纵向方向前后移动，使得所述喷墨喷嘴(70)在所述基底之上通过使前后移动与在所述供给方向(4)上的移动重合所行进的路径(72)具有垂直于所述供给方向(4)延伸的方向分量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将颜料作为流体涂覆材料涂覆。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将流体有机涂层材料作为流体涂覆材料涂覆，并且在涂覆之后，将所述膜(11)固化为固态的聚合物涂层(12)。
4.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于：所述涂层的所述图案(14)由相邻的目标区域(140)的布置来限定；其中，一方面在所述基底(3)的移动期间并且另一方面在所述喷墨喷嘴(70)的周期性移动期间，计算机(19)确定哪个喷墨喷嘴(70)最接近目标区域(140)或该目标区域(140)最佳地匹配，并向该喷墨喷嘴(70)发送控制信号，使得所述喷墨喷嘴(70)在最接近或最佳匹配所述目标区域(140)的确定点(141)处排出所述流体涂覆材料(9)的液滴(71)。
5.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，由至少一个位置传感器(21)测量所述喷墨喷嘴(70)在通过所述移动装置(25)前后移动所述喷墨喷嘴(70)的方向上的位置。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：具有打印图像(18)的基底(3)设置有聚合物涂层，使得所述打印图像(18)对应于所述涂层(12)的所述图案(14)，尤其是所述打印图像(18)和所述图案(14)的轮廓(15，19)至少部分平行地延伸、优选一致地延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：借助于控制装置操作所述喷墨喷嘴，使得所述喷墨喷嘴排出不同大小的液滴(71)，从而根据预设值调整层厚度，尤其是其中所述预设值保存在打印文件中，所述控制装置(13)借助于所述打印文件控制所述喷墨喷嘴(70)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：沿所述供给方向(4)前后布置的目标区域由在所述供给方向上前后布置的多个喷墨喷嘴(70)交替地打印。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述喷墨喷嘴(70)分别集成在多个打印头(77)中，其中所述打印头(77)均与位置传感器(21)相关联，并且其中
-记录、尤其是扫描由所述打印头(77)产生的打印图像；
-确定与目标图像的偏差；
-根据所述偏差确定所述打印头(77)的位置的变化，并且
-借助于定位装置(78)改变所述打印头的位置，直到借助于所述位置传感器(21)测量的位置与指定的位置变化相匹配。
10.一种用于打印片材式基底的装置(1)，所述装置包括
-涂覆装置(7)；
-控制装置(13)；和
-输送装置(5)，所述输送装置(5)用于将基底(3)沿供给方向(4)移动经过所述涂覆装置(7)；其中
-所述涂覆装置(7)包括横向于所述供给方向成排布置的多个打印头(70)，并且
-所述控制装置(13)被配置为用于生成计算机控制的开关信号，所述喷墨喷嘴(70)借助于所述开关信号逐滴地分配流体涂覆材料(9)，其中
-所述控制装置(13)还被配置为用于操作所述喷墨喷嘴，使得所述流体涂覆材料的流体膜(11)以图案(14)的形式涂覆到经过的基底(3)的表面(30)、尤其是留出了区域(16)，所述图案具有预定轮廓(15)，其中
-提供用于移动所述喷墨喷嘴(70)的移动装置(25)，以在所述图案(14)的涂覆期间以及在所述基底(3)的移动期间，所述喷墨喷嘴(70)横向于所述供给方向(4)、优选地沿着成排布置的喷墨喷嘴(70)的纵向方向前后移动，使得所述喷嘴(70)在所述基底之上通过使前后周期性移动与在所述供给方向(4)上的移动重合所行进的路径(72)具有垂直于所述供给方向(4)延伸的方向分量。
11.根据前一权利要求所述的装置，其特征在于：所述装置包括至少一个位置传感器(21)，所述位置传感器测量所述喷墨喷嘴(70)在借助于所述移动装置(25)使所述喷墨喷嘴(70)前后移动所在的方向上的位置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置包括多排喷墨喷嘴(70)，所述喷墨喷嘴沿所述供给方向(4)偏移地布置。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：所述控制装置(13)被配置为用于操作所述喷墨喷嘴(70)，使得所述喷墨喷嘴排出不同大小的液滴(71)，从而使所涂覆的流体量按照预设值进行调整，尤其是其中所述控制装置被配置为借助于打印文件控制所述喷墨喷嘴(70)，所述预设值保存在所述打印文件中。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置包括多个打印头，所述打印头均具有多个喷墨喷嘴(70)，其中所述打印头(77)均被设计为具有位置传感器(21)、流体供应装置、计算机控制的定位装置(78)和连接器的单元，其中所述流体供应装置用于向所述喷墨喷嘴(70)供应所述流体涂覆材料(9)，所述计算机控制的定位装置(78)尤其是能够借助于所述控制装置(13)调整，以横向于所述供给方向调整所述打印头的位置，所述连接器优选地为用于连接到所述控制装置(13)的网络连接器。
15.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，该装置具有固化装置(23)，以在涂覆之后，将所述流体膜(11)固化成固态的聚合物涂层(12)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述涂覆装置(7)包括多个打印模块(81)，所述打印模块(81)可释放地紧固到至少一个轴杆(82)上并且在所述轴杆(82)上横向于所述供给方向(4)偏移，并且所述打印模块(81)均具有至少有一个打印头(75)，其中所述打印模块(81)均具有储罐、控制电子装置(84)和接口(85)，其中所述打印模块(81)能够借助于其接口(85)相互耦合以交换数据。
17.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述装置被配置为通过将一个或多个打印模块(81)紧固到所述轴杆(82)并借助于所述打印模块的接口(85)与所述控制装置(13)连接，来扩大打印宽度。
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