DE102004053940B4

DE102004053940B4 - Verfahren zum Auslitern von Behältern

Info

Publication number: DE102004053940B4
Application number: DE200410053940
Authority: DE
Inventors: Bernd Schultheis; Tobias A. Thiele
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2024-11-10
Also published as: DE102004053940A1

Abstract

Verfahren zum Auslitern von Behältern, wobei der Behälter (10) mittels einer Messeinheit (14) vermessen wird und wobei eine Skalierung auf den Behälter (10) aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass von der Messeinheit (14) ein Messergebnis an eine Auswerteinheit (16) übermittelt wird, und
dass in der Auswerteinheit (16) die Skalierung elektronisch erzeugt wird,
dass in der Auswerteinheit (16) die elektronische Skalierung unter Einbeziehung des Messergebnisses der Messeinheit (14) und einem Kennfeld ermittelt wird, und
dass die Skalierung mittels eines elektrofotografischen Druckverfahrens mit einem glasflussbasierten Toner aufgebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslitern von Behältern, wobei der Behälter mittels einer Messeinheit vermessen wird und wobei eine Skalierung auf den Behälter aufgebracht wird.
Behälter aus Borosilikatglas sind heute in chemischen/pharmazeutischen Laboratorien weit verbreitet. Diese Gläser zeichnen sich durch eine besonders hohe Resistenz gegenüber einer Vielzahl von chemischen Substanzen aus.
Für den Laborbereich werden insbesondere Behälter mit genauer Skalierung der Mengenangaben benötigt. Zur Eichung müssen derartige Behälter, beispielsweise Messzylinder, Messkolben und auch Laborflaschen ”ausgelitert” werden, da herstellungsbedingt Toleranzen im Volumen der Behälter auftreten können. Dazu werden die Behälter mit einem bestimmten Flüssigkeitsvolumen gefüllt. Je nach Flüssigkeitsstand wird dann der Behälter einer bestimmten Klasse zugeordnet. Für jede Klasse gibt es dann Nassabziehbilder mit keramischen Skalenaufdruck, die dann üblicherweise per Hand auf das Behälterglas dekoriert werden. Anschließend werden diese Skalenaufdrucke eingebrannt. Üblicherweise unterscheidet man die Behälter dabei in typischer Weise 4 bis 7 Klassen, was bedeutet, dass für jede Behältergröße entsprechende Skalierungen in Form der Nassabziehbilder hergestellt werden müssen. Gleiches gilt für den Siebdruck. Auch hier ist eine entsprechende Vielzahl an Sieben vorzuhalten.
Für Messkolben werden heute bereits LASER-Markierungsverfahren eingesetzt, bei denen ein entsprechender Eichstrich mittels LASER an die Stelle des Meniskus der Füssigkeit eingraviert wird. Derartige Markierungen sind oft wenig kontrastreich.
Zudem weisen derartige Behälter derzeit nur ein begrenztes Druckfeld für Informationen auf. Üblich sind die oben erwähnten Maßstriche und Logos der Hersteller. Ein rundumlaufender Druck ist derzeit nicht möglich.
Weiterhin bekannt sind digitale Drucktechniken, mit denen grundsätzlich Gläser mittels organischen Farben oder auch mittels keramischen Farben bedruckt werden können. Dabei können Digitaldrucksysteme, die auf Inkjet basieren, nur organische Farben verdrucken. Diese Farben sind in der Regel nicht für Laboranwendungen geeignet, da diese keine ausreichende Resistenz gegenüber chemischen Substanzen wie Lösungsmittel, Säuren und Laugen bzw. keine ausreichende mechanische Beständigkeit aufweisen.
Es ist Aufabe der Erfindung, ein Verfahren zum Auslitern von Behältern zu schaffen, mit dem eine vereinfachte Skalenbedruckung möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.
Die Bedruckung auf elektrofotografischem Weg ermöglicht ein exaktes Aufbringen der Skala auf dem Behälter. Die Skalierung kann dabei einfach und genau positioniert werden. Der glasflussbasierte Toner wird nach dem erfolgten Druck auf übliche Weise eingebrannt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich daher auch einfach in einen bestehenden Prozessablauf nachrüsten.
Da weiterhin vorgesehen ist, dass von der Messeinheit ein Messergebnis an eine Auswerteinheit übermittelt wird und dass in der Auswerteinheit die Skalierung elektronisch erzeugt wird, kann auch die Zuordnung des Messergebnisses der Messeinheit zu der zu erzeugenden Skala automatisiert erfolgen. Die Auswerteinheit kann das Messergebnis dabei in einer Recheneinheit entsprechend der bekannten Vorgehensweise verschiedenen Klassen von Skalen zuordnen. Alternativ kann jedoch auch von der Auswerteinheit eine individuelle am Messergebnis orientierte Spreizung oder Stauchung der Skala ermittelt werden. Damit wird eine Skala erzeugt, die genau das Ist-Volumen wiedergibt. Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass in der Auswerteinheit die elektronische Skalierung unter Einbeziehung des Messergebnisses der Messeinheit und einem Kennfeld ermittelt wird.
Eine weitere Automatisierung des Verfahrensablaufes wird möglich, wenn vorgesehen ist, dass in den Behältern ein Referenzvolumen eingefüllt wird, dass mittels einer Messeinheit die Lage einer Referenzfläche oder einer Referenzstelle des Referenzvolumens ermittelt wird oder dass der Behälter mittels der Messeinheit optisch vermessen wird. Der Verfahrensschritt zur Behältervermessung kann dann in einer Messstation durchgeführt werden. Das Messergebnis lässt sich auch zur Generierung der Skala auf elektrischem Weg direkt an eine entsprechende Einheit, beispielsweise die vorerwähnte Auswerteinheit, weiterleiten.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass von der Auswerteinheit einer Bilderzeugungseinheit ein Protokoll mit den Daten der elektronisch erzeugten Skalierung übermittelt wird, dass von der Bilderzeugungseinheit ein Schreibkopf der elektrofotografischen Druckeinrichtung angesteuert wird, und dass von dem Schreibkopf ein die Skalierung bildendes latentes Ladungsbild auf einem Fotoleiter erzeugt wird. Auf diese Weise wird über die Bilderzeugungseinheit eine direkte elektrische Koppelung zwischen der Auswerteinheit und der elektrofotografischen Druckvorrichung geschaffen. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren weiter vereinfachen.
Eine umlaufende oder teilweise umlaufende Bedruckung des Behälters lässt sich auf einfache Weise dann verwirklichen, wenn vorgesehen ist, dass das mit dem Toner entwickelte Ladungsbild auf einem Transformedium, insbesondere einem endlos umlaufenden Transferband oder einer Transferwalze übertragen wird, und dass der Behälter während des Druckvorganges zur Übertragung des Tonerbildes auf dem Transfermedium abgerollt wird. Um einen zuverlässigen Tonerübertrag zu gewährleisten, kann das Verfahren dabei so gewählt sein, dass der Behälter im Bereich einer Transferzone federvorgespannt gegen die Oberfläche des Transfermediums der Tansferwalze angedrückt wird. Über die Federvorspannung lassen sich auch Maßtoleranzen des Behälters ausgleichen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bildübertragung auch von Ladungskoronen unterstützt werden, welche im Transferbereich wirken. Weiterhin ist es auch möglich, die Bildübertragung in einem Transfix-Prozess (Heißtransfer) durchzuführen. Dabei wird der Behälter erwärmt. Der Toner ist dann so ausgelegt, dass er auf der Behälteroberfläche zumindest teilweise aufschmilzt und gegebenenfalls vorfixiert wird. Gegebenenfalls kann auch der Heißtransfer mittels Ladecoronen unterstützt sein.
Um eine Schädigung des Behälters beim Druckvorgang zu verhindern, kann es vorgesehen sein, dass die Transferwalze zumindest in Teilbereichen ihrer Oberfläche aus einem elastischen Material besteht.
Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante kann es auch vorgesehen sein, dass zusätzlich zu der individuellen Skala ein Aufdruck mit der elektrofotografischen Druckvorrichtung auf dem Behälter erzeugt wird, der einen vorgegebenen Informationsinhalt aufweist. Dann lässt sich der Skalenaufdruck und die Zusatz-Dekoration des Behälters in einer Druckeinheit und bevorzugt auch in einem Arbeitsschritt erledigen. Als Zusatz-Dekoration können beispielsweise ein Firmenlogo, Inhaltsangaben etc., verdruckt sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Auslitern von Behältern 10. Der Behälter 10 ist in einer Messstation aufgestellt, in der er mit einem Referenzvolumen 11 befüllt werden kann. Das Referenzvolumen 11 wird mittels einer Dosiereinheit 13 aus einem Dosierbehälter 13.1 entnommen. Die Dosiereinheit 13 ist an eine Steuerung 15 angeschlossen. Sobald das vorgegebene Referenzvolumen 11 in den Behälter 10 eingefüllt ist, schließt die Steuerung 15 ein Dosierventil der Dosiereinheit 13. Der Dosierbehälter 13.1 ist über eine Zuleitung 13.2 an eine Flüssigkeitsversorgung angeschlossen. Über diese kann kontinuierlich oder in Intervallen eine ausreichende Befüllung des Dosierbehälters 13.1 aufrecht erhalten werden. In der Messstation wird die Lage einer Referenzfläche 12 des Referenzvolumens 11 mittels einer Messeinheit 14 ermittelt. Als Referenzfläche kann dabei beispielsweise der Flüssigkeitsmeniskus vermessen werden. Die Messeinheit 14 kann bevorzugt ein automatisch arbeitendes System, bestehend beispielsweise aus einem Lichtschrankenarray, beispielsweise aus Faseroptiken oder einer CCD-Kamera, sein. Die Messeinheit 14 ist an eine Auswerteinheit 16 angeschlossen. Die Auswerteinheit 16 wiederum ist mit der Steuerung 15 gekoppelt. Damit aktiviert die Steuerung 15 die Messeinheit 14 sobald der Füllvorgang des Behälters 10 abgeschlossen ist.
In der Auswerteinheit 16 wird das von der Messeinheit 14 gelieferte Messergebnis ausgewertet. In Abhängigkeit von diesem Messergebnis erzeugt die Auswerteinheit 16 auf elektronischem Weg die Daten einer Skala, die abhängig vom Referenzvolumen entsprechend stufenlos gespreizt oder gestaucht ist. Die entsprechenden Parameter, die zur Erzeugung dieser Skala-Daten benötigt werden, sind entweder in einem Kennfeld als Software abgelegt und/oder die Daten können elektronisch über Formelzusammenhänge errechnet werden.
Die ermittelten Daten für eine Skala können an eine Bilderzeugungseinheit 17 weiter gegeben werden. Diese erzeugt das Skalenbild (gegebenenfalls auf Veranlasung der Steuerung 15) und gibt dieses an einen Schreibkopf 24 einer elektrofotografischen Druckeinrichtung weiter.
Die elektrofotografische Druckeinrichtung weist als Fotoleiter 21 einen OPC auf. Dieser wird an seiner Oberfläche in üblicher Weise geladen und mittels des Schreibkopfes 24 mit einem latenten Ladungsbild versehen, das der individuell erzeugten Skala entspricht. Dem Fotoleiter 21 ist weiterhin ein Entwickler 23 zugeordnet, der einen glasflussbasierten Toner vorhält. Das Ladungsbild wird mit dem Toner entwickelt. Von dem Fotoleiter 21 wird das entwickelte Tonerbild dann auf eine Transferwalze 22 übertragen. Die Transferwalze 21 steht in Kontakt mit der zu bedruckenden Umfangsfläche des im Querschnitt kreisrunden oder ovalen Behälters 10. Dieser wurde von der Messstation in die von der elektrofotografischen Druckvorrichtung gebildete Druckposition verbracht. Selbstverständlich kann die Bedruckung auch bei entsprechender Anordnung der elektrofotografischen Druckvorrichtung auch direkt in der Messstation erfolgen. Aus Gründen der Taktzeitoptimierung ist jedoch die in der Zeichnung dargestellte Anordnung gewählt.
Der Behälter 10 ist federvorgespannt gegen die Transferwalze 22 angelegt. Sie weist eine elastische Oberfläche auf, um eine Beschädigung des Behälters 10 zu verhindern. Die Transferwalze 22 überträgt das Tonerbild auf die Behälteroberfläche. Anschließend kann der Behälter 10 einer Fixierstation zugeführt werden. Dort wird dann das Tonerbild eingebrannt.
In der Bilderzeugungseinheit 17 können der Skala noch weitere Bildbestandteile zugeordnet werden, beispielsweise Werkaufdrucke, Informationen, Firmenlogos, etc. Diese werden dann zusammen mit der Skala in einem Arbeitsschritt gedruckt.

Claims

Verfahren zum Auslitern von Behältern, wobei der Behälter (10) mittels einer Messeinheit (14) vermessen wird und wobei eine Skalierung auf den Behälter (10) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass von der Messeinheit (14) ein Messergebnis an eine Auswerteinheit (16) übermittelt wird, und dass in der Auswerteinheit (16) die Skalierung elektronisch erzeugt wird, dass in der Auswerteinheit (16) die elektronische Skalierung unter Einbeziehung des Messergebnisses der Messeinheit (14) und einem Kennfeld ermittelt wird, und dass die Skalierung mittels eines elektrofotografischen Druckverfahrens mit einem glasflussbasierten Toner aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Behältern (10) ein Referenzvolumen eingefüllt wird, dass mittels der Messeinheit (14) die Lage einer Referenzfläche oder einer Referenzstelle des Referenzvolumens ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) mittels der Messeinheit (14) optisch vermessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Auswerteinheit (16) einer Bilderzeugungseinheit (17) ein Protokoll mit den Daten der elektronisch erzeugten Skalierung übermittelt wird, dass von der Bilderzeugungseinheit (17) ein Schreibkopf (24) der elektrofotografischen Druckeinrichtung (20) angesteuert wird, und dass von dem Schreibkopf (24) ein die Skalierung bildendes latentes Ladungsbild auf einem Fotoleiter (21) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Toner entwickelte Ladungsbild auf ein Transfermedium, insbesondere auf eine Transferwalze (22) übertragen wird, und dass die Transferwalze (22) auf dem während des Druckvorganges rotierenden Behälter (10) zur Übertragung des Tonerbildes abgerollt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) im Bereich einer Transferzone federvorgespannt gegen die Oberfläche der Tansferwalze (22) angedruckt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferwalze (22) zumindest in Teilbereichen ihrer Oberfläche aus einem elastischen Material besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der individuellen Skala ein Aufdruck mit der elektrofotografischen Druckvorrichtung (20) auf dem Behälter (10) erzeugt wird, der einen vorgegebenen, bevorzugt festen unveränderlichen Informationsinhalt aufweist.
Behälter mit einer aufgedruckten Skalierung, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Behälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter ein Messzylinder, ein Messkolben oder eine Laborflasche aus Glas, insbesondere aus Borosilikatglas, ist.