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Die Erfindung betrifft eine digitale Druckvorrichtung mit einer ein zu bedruckenden Substrat erwärmenden, elektrischen Heizung, die insbesondere für einen Druck mit wasserlöslichen Tinten vorgesehen ist.
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Tintenstrahldrucker sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und bewährt. Verarbeiten die im Bürobereich genutzten Tintenstrahldrucker zumeist nur Papierformate bis zu DIN A4, so werden in der Werbung digitale Druckvorrichtungen für Großformate mit einer Druckbreite von bis zu 6 Metern genutzt.
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Entsprechend dem Einsatzzweck des zu bedruckenden Substrats, unterschiedlichste Papiersorten, Folien, Textilien oder dergleichen, werden geeignete Tintensorten für den Druck verwendet.
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Für die Außenwerbung werden zumeist auf Lösungsmitteln basierende Tinten verwendet, da diese häufig UV- und wetterbeständig sowie kratzunempfindlich sind und somit derartige Drucke ohne weitere Bearbeitung auch in einem Außenbereich Verwendung finden können.
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Für einen Lösungsmittelaustrag sind die digitalen Druckvorrichtungen häufig mit einer elektrischen Heizung ausgestattet, bei der eine stufenlose Temperaturregelung zwischen der Raumtemperatur und etwa 60°C möglich ist. Bei Rollenbahndruckern finden regelmäßig drei Heizungen Verwendung, eine Vorheizung zum Anwärmen des Substrats, eine Hauptheizung unter dem Druckkopf und eine Nachheizung zum Trocknen der aufgebrachten Tinten und zum Austrag der Lösungsmittel.
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Bei Flachbettdruckmaschinen befindet sich eine Heizeinrichtung innerhalb der Vakuumansaugung im Bereich unterhalb des Druckkopfes.
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Diese Heizungen erstrecken sich über die gesamte Breite des maximal zu bedruckenden Substrats und übertragen die Wärme durch einen unmittelbaren unterseitigen Kontakt auf das Substrat.
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Solche Heizungen durchwärmen das Substrat über dessen gesamte Breite und über eine erhebliche Länge, unabhängig davon, ob ein Druckvorgang stattfindet oder nicht. Neben einer uneffektiven Ausnutzung der Energie tritt dabei als weiterer Nachteil bei einem langsamen Vorschub des Substrats die Gefahr einer Überhitzung von dünnen und wärmeempfindlichen Substraten auf, sich bspw. in einer Welligkeit niederschlagend mit einem entsprechend schlechten, nicht mehr hinnehmbaren Druckbild.
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Darüber hinaus werden Flachbettdruckmaschinen oftmals zur Bedruckung von massiven Teilen wie Türen, Scheiben, Platten oder anderen dickwandigen Substarten eingesetzt. Hier sind die bekannten Heizungen nicht in der Lage, das Substrat von unten ausreichend durchzuwärmen.
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Insbesondere sind jedoch solche Heizungen wenig geeignet, die Oberfläche eines Substrats für das Bedrucken mit umweltfreundlichen, auf Wasser basierenden Tinten ausreichend zu erwärmen. Für ein Bedrucken mit derartigen Tinten muss die Oberfläche des Substrats gleichmäßig während des Druckvorgangs auf ca. 55°C bis 60°C erwärmt sein, damit ein von einem Druckkopf auf die Oberfläche des Substrats gefallener Tropfen sofort antrocknen und exakt verhaften kann.
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Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, eine digitale Druckvorrichtung mit einer elektrischen Heizung zur Verfügung zu stellen, durch die energieeffizient die Oberflächentemperatur eines zu bedruckenden Substrats auf bis zu bspw. 60°C für einen Druck mit insbesondere einer wasserlöslichen Tinte erwärmt werden kann.
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Gelöst wird diese technische Problematik bei einer digitalen Druckvorrichtung mit einer ein zu bedruckendes Substrat erwärmenden, elektrischen Heizung gem. des Anspruchs 1 durch die Maßnahmen, dass das zu bedruckende Substrat von wenigstens einer mit einer Vielzahl von Wärmestrahlern versehenen Brücke überspannt wird.
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Die Druckvorrichtung nach der Erfindung weist eine Vielzahl von Vorteilen auf.
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So wird im Wesentlichen nur die Oberfläche des zu bedruckenden Substrats erwärmt, was eine erhebliche Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Verfahren bedeutet, bei denen das Substrat von unten her durchgehend erwärmt werden muß, um die Oberfläche auf die für den Druckvorgang benötige Temperatur zu bringen.
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Des weiteren ist die mit den Wärmestrahlern versehene Brücke ortsfest, entweder druckvorrichtungsfest ausgebildet oder mit Beinen versehen, die auf einem Boden stehen. Bewegliche Teile sind so vermieden und sind die elektrische Anschlüsse der Wärmestrahler unproblematisch, da eine feste Verkabelung erfolgen kann.
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Beide Ausführungsformen der Heizvorrichtung für eine Druckvorrichtung nach der Erfindung sind geeignet, vorhandene Druckvorrichtungen auch nachzurüsten. Die Art der Ausführungsform wird dann von der vorhandenen Druckvorrichtung abhängig sein.
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In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Wärmestrahler individuell schaltbar sind. Eine Anpassung der Erwärmung der Oberfläche eines Substrats an die Breite nur eines Drucks und weiter unabhängig von der tatsächlichen Breite des Substrats ist hierdurch ermöglicht. Ebenso können die Wärmestrahler vollständig abgeschaltet werden, wenn das Substrat bei einem Durchlauf in Durchlaufsrichtung größere unbedruckte Bereiche aufweist.
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In konsequenter Weiterentwicklung dieses Gedankens kann vorgesehen sein, dass Wärmestrahler in Abhängigkeit der Position des Druckkopfs schaltbar sind, so dass nur im Bereich des Druckkopfs und damit eines möglichen Drucks die Oberfläche des Substrats erwärmt wird. Solches kann noch mit der Funktion des Druckkopfs kombiniert werden, so dass nur vor einem tatsächlichen Auftrag der Tinte die Oberfläche des Substrats lokal von einer vor dem Druckkopf angeordneten Heizung erwärmt wird.
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Dabei kann es je nach Ausführungsform der Wärmestrahler sinnvoll sein, dass Wärmestrahler modulartig zusammengefasst sind und dass dann solche Module geschaltet werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Wärmestrahler Infrarotstrahler sind, beispielsweise Infrarot-LED's, da solche Infrarotquellen ausschließlich die bestrahlte Oberfläche erwärmen. Eine leichte Austauschbarkeit solcher Module ist regelmäßig gegeben.
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Die elektrische Heizung bei der Druckvorrichtung nach der Erfindung ist naturgemäß vor dem Druckkopf anzuordnen, um die Oberfläche des Substrats entsprechend den Vorgaben durch die verwendete Tinte zu erwärmen. Insofern wird in Durchlaufrichtung eine erste, vor dem Druckkopf angeordnete Brücke einem Vorheizen des Substrats dienen und zweckmäßigerweise eine zweite Brücke, nahe hinter dem Druckkopf angeordnet, dem Abtrocknen der aufgebrachten Tinte.
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Eine der zweiten Brücke nachfolgende dritte Brücke für ein Nachheizen sorgt dann in jedem Fall für ein Durchtrocknen der Tinte, insbesondere für den Fall, dass die Druckvorrichtung eine Rollendruckvorrichtung ist.
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Die Druckvorrichtung nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich schematisch und nicht maßstabsgerecht verschiedene Ausführungsformen wiedergegeben sind. In der Zeichnung zeigt:
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1: eine Rollendruckvorrichtung in einer seitlichen Darstellung,
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2: einen Schnitt quer zur Durchlaufrichtung eines Substrats, wobei in der linken Bildhälfte eine Brücke druckvorrichtungsfest ausgebildet ist und in der rechten Bildhälfte eine Brücke mit auf einem Boden stehenden Beinen dargestellt ist.
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1 zeigt eine Rollendruckvorrichtung 1, bei der ein zu bedruckendes Substrat 2 von einer ersten Rolle 3 über einen Tisch 4 mit einer nicht dargestellten Führung für das Substrat 2 auf eine zweite Rolle 5 abgezogen wird. Über dem Tisch 4 ist, senkrecht zur Zeichenebene, ein angedeuteter Druckkopf 6 verfahrbar angeordnet.
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Um das Substrat 2 auf eine für ein Bedrucken mit einer von dem Druckkopf 6 abgestrahlten Tinte 7 benötigte Oberflächentemperatur zu bringen, wird das Substrat 2 in seiner Breite, senkrecht zur Zeichenebene, von einer Brücke 8 überspannt, die mit das Substrat 2 erwärmenden Wärmestrahlern 9 versehen ist, beispielsweise mit Infrarotstrahlern, insbesondere Infrarot-LED's.
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Zweckmäßigerweise sind diese Wärmestrahler 9, entsprechend des Druckbildes, individuell schaltbar. Je nach Ausführungsform können dabei Wärmestrahler 9 modulartig zusammengefasst sein, wobei dann zweckmäßigerweise solche Module schaltbar sind.
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Unmittelbar hinter dem Druckkopf 6, in Durchlaufrichtung gemäß Pfeil 10 des Substrats 2, ist eine zweite Brücke 11 angeordnet, die hinter dem Druckkopf 6 die auf das Substrat 2 aufgebrachte Tinte 7 abtrocknet.
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Vor dem Aufwickeln des Substrats 2 auf die zweite Rolle 5 sorgt eine dritte Brücke 12 mit Wärmestrahlern 13 für ein Durchtrocknen dieser aufgebrachten Tinte.
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Die Brücken 8, 11 und 12 können im wesentlichen baugleich ausgebildet sein, wobei die Intensität der Wärmeabgabe der Brücken 8, 11, 12 aufgrund der individuellen Beschaltung der Wärmequellen unterschiedlich sein kann.
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Die grundsätzliche Anordnung von mit Wärmestrahlern versehenen Brücken an Druckvorrichtungen wird anhand der 2 weiter erläutert.
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Der mit einer Führung für ein zu bedruckendes Substrat 15 versehene Tisch 16 einer Druckvorrichtung ist in der linken Bildhälfte mit einer druckvorrichtungsfesten Brücke 17 versehen. Die Brücke 17 überspannt quer zur Durchlaufrichtung des Substrats 15, hier senkrecht zur Zeichenebene, die gesamte Breite des Substrats 15. Eine solche Ausführungsform der Brücke 17 ist vorzugsweise bei neuerstellten Druckvorrichtungen zweckmäßig, da Kabelanschlüsse und eine Verschaltung der Wärmequellen der Brücke 17 in vergleichsweise einfacher Form möglich ist. Es eignet sich jedoch eine Brücke 17 auch für ein Nachrüsten vorhandener Druckvorrichtungen, wenn diese einen ausreichend bemessenen Rand 18 parallel zu den Seitenrändern des zu bedruckenden Substrats 15 aufweisen.
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Eine Alternative ist in der rechte Bildhälfte der 2 dargestellt, bei der eine Brücke 19 mit eigens ausgebildeten Beinen 20 versehen ist, die sich auf einem Boden 21 abstützen.
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Eine solche Lösung mit Beinen 20 für eine Brücke 19 erlaubt es aufgrund der individuellen Ansteuerung der Wärmequellen der Brücke 19 mit einer ausreichend breit bemessenen Brücke 19 unterschiedlich breite Tische 16 von Druckvorrichtungen zu überspannen und insbesondere auch nachzurüsten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rollendruckvorrichtung
- 2
- Substrat
- 3
- Rolle
- 4
- Tisch
- 5
- Rolle
- 6
- Druckkopf
- 7
- Tinte
- 8
- Brücke
- 9
- Wärmestrahler
- 10
- Pfeil
- 11
- Brücke
- 12
- Brücke
- 13
- Wärmestrahler
- 14
-
- 15
- Substrat
- 16
- Tisch
- 17
- Brücke
- 18
- Rand
- 19
- Brücke
- 20
- Bein
- 21
- Boden
