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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbreiten von ultravioletthärtbarer (UV-härtbarer) Geltinte. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anpassen der Temperatur bei dem von der Rückseite aus durchgeführten Wiederaufschmelzen, das Anpassen der Position der UV-Quelle, und das Anpassen der Verarbeitungsgeschwindigkeit in digitalen Druckverfahren, bei denen UV-Geltinte verwendet wird.
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UV-härtbare Geltinten sind im Vergleich zu herkömmlichen Flüssigtinten vorteilhaft, allein schon deshalb, weil sie dazu neigen, Tropfen zu bilden, die eine geringere Beweglichkeit haben als die von herkömmlichen Tinten gebildeten Tropfen. Wenn UV-Geltinten auf ein Substrat gespritzt werden, um ein Bild zu erzeugen, sind die Tintentropfen flüssig. Beim Kontakt mit dem Substrat, auf dem das Bild erzeugt wird, werden die Tropfen schnell abgekühlt, so dass sie einen Gelzustand annehmen und deshalb eine begrenzte Beweglichkeit haben.
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Herkömmliche Tinten neigen dazu, beim Kontakt mit einem Substrat bewegliche Flüssigkeitstropfen zu bilden. Deshalb werden Substrate üblicherweise beschichtet und/oder behandelt, um beispielsweise das Zusammenfließen beweglicher flüssiger Tintentropfen zu verhindern. Beispielsweise kann ein Papiersubstrat, das zur Verwendung mit herkömmlichen Tinten vorgesehen ist, mit Materialien beschichtet werden, die die Hafteigenschaften verbessern und die Oberflächenenergie vergrößern, oder die chemische Wechselwirkung zwischen dem Papiersubstrat und den Tinten auf andere Weise beeinflussen. Solche Beschichtungen oder Behandlungen erfordern, dass auf die Medien besondere Arbeitsgänge angewendet werden, und mit ihrer Verwendung sind zusätzliche Kosten verbunden. Ein Druckvorgang, bei dem digitale Druckmaschinen und konventionelle Druckmaschinen verwendet werden, kann die Bereitstellung unterschiedlicher geeigneter Medien für jede Druckmaschine erfordern. UV-Geltinten sind wünschenswert, allein schon weil sie eine bessere Positionierung von Tropfen auf verschiedenartigen Typen von Substraten ermöglichen, unabhängig davon, wie die Substrate behandelt werden. Im Hinblick auf die Kosten ist es beispielweise vorteilhaft, in mehreren Druckvorrichtungen mit dem gleichen Medien- oder Substrattyp zu arbeiten und nicht beispielsweise speziell beschichtete Vorräte führen zu müssen.
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Es hat sich herausgestellt, dass Verfahren, in denen UV-Geltinten verwendet werden, von Verfahren und Vorrichtungen zum Erreichen einer geeigneten Ausbreitung von aufgespritzter Tinte oder von Tintenlinien profitieren können, um Probleme zu lösen, die Bildartefakte umfassen, die beispielsweise durch nicht einwandfreie Schichthöhen verursacht werden. Eine Aufgabe der Erfindung ist, derartige Verfahren und Vorrichtungen bereitzustellen.
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WO 2011/061 136 A1 beschreibt ein Verfahren zur Anwendung einer aushärtbaren, heiß schmelzenden Tinte auf ein Medium. In dem Verfahren wird eine härtbare, heiß schmelzende Tinte in einem flüssigen Zustand auf ein Medium aufgebracht, auf dem Medium kühlt die Tinte ab, wodurch dieselbe eindickt. Daraufhin wird die aufgebrachte Tinte mindestens teilweise derart erwärmt, dass die Viskosität von mindestens einem Teil der Tinte abnimmt. Daraufhin wird die Tinte ausgehärtet. Das Verfahren eignet sich zur Bereitstellung von hochglänzenden Bildern und/oder für die Verbesserung der Tintenübertragung von einem Zwischenübertragungselement auf ein Aufzeichnungsmedium und/oder zum Verbessern der Adhäsion der Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Ausbreiten von Geltinte gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Ausbreiten von Geltinte gemäß Anspruch 4 gelöst.
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Ausführungsformen der Erfindung können die in den abhängigen Ansprüchen definierten Merkmale aufweisen.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung und einer Anlage zum Ausbreiten von UV-Geltinte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
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2 zeigt Prozesse zum Bestimmen und Anpassen eines Sollwerts für die Temperatur beim Wiederaufschmelzen von UV-Geltinte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
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3 zeigt Verfahren zum Bestimmen und Anpassen eines Sollwerts für die Temperatur beim Wiederaufschmelzen von UV-Geltinte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
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4 zeigt Verfahren zur Optimierung des Wiederaufschmelzens und Härtens von UV-Geltinte gemäß einer Ausführungsform;
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5 zeigt Verfahren zur Optimierung der Ausbreitung von UV-Geltinte gemäß einer Ausführungsform;
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6 zeigt Verfahren zum Optimieren der Ausbreitung von UV-Geltinte gemäß einer Ausführungsform.
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Durch Strahlung härtbare Geltinte wie beispielsweise UV-härtbare Geltinte wird in Ausführungsformen beim Auftragen auf ein Substrat erhitzt. Die Tinte wird in einem erhitzten, flüssigen Zustand von einem Druckkopf auf ein Substrat gespritzt, auf dem sich die Tinte ausbreiten kann. Die zunächst erfolgende Ausbreitung einer Linie aus Tintentröpfchen auf eine bestimmte Breite kann als Strichverbreiterung bezeichnet werden. Wenn sich die Tinte auf dem Substrat abkühlt, kann ein Zusammenziehen auftreten; die Tinte kann sich in sich zusammenziehen oder sich zusammenballen, wenn die Tinte von einem im Wesentlichen flüssigen Zustand in einen im Wesentlichen gelförmigen Zustand übergeht.
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Anders ausgedrückt kann ein Tintentröpfchen, nachdem es auf das Substrat gespritzt wurde, und sich auf dem Substrat ausgebreitet hat, eine erste Breite haben. Wenn die Tinte abkühlt und sich in sich zusammenzieht oder zusammenballt, kann das Tintentröpfchen eine zweite Breite haben, die kleiner als die erste Breite ist, d. h., die Tinte kann sich von der ersten Breite auf die zweite Breite zusammenziehen.
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Ein Grad oder ein Ausmaß des Zusammenziehens kann eine zunächst erhaltene Breite einer Linie aus Tintentröpfchen nach dem Aufspritzen der Tröpfchen auf das Substrat, die bereits durch die Strichverbreiteruung beeinflusst ist, weiter verändern. Beispielsweise kann eine Neigung eines aufgespritzten Tröpfchens einer bestimmten Geltinten-Zusammensetzung, sich zusammenzuziehen oder zusammenzuballen, letztendlich die Breite eines aufgespritzten Tröpfchens oder einer Linie aus Tröpfchen auf dem Substrat oder das Ausmaß, in dem sich die Linie aus Tröpfchen letztendlich auf der Oberfläche des Substrats ausbreitet, beeinflussen.
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Um zu bestimmen, ob ein Zusammenziehen stattgefunden hat und/oder um eine Größe der Strichverbreiterung zu bestimmen, kann eine Breite einer aufgespritzten Tintenlinie unter Verwendung geeigneter Mittel zum Messen einer Breite einer Tintenlinie auf einem Substrat gemessen werden. Ein geeignetes Mittel sind ein oder mehrere Bildsensoren zum Aufnehmen von Bildern aufgespritzter Tintenlinien, die analysiert werden können, um eine Breite einer Tintenlinie zu bestimmen. Bilder der Tintenlinie können vor, während und/oder nach einem Zusammenziehen oder zu einer bestimmten Zeit nach dem Aufspritzen gemessen werden, und die Breite der Tintenline kann zu einem oder mehreren geeigneten Zeitpunkten gemessen werden, um die Strichverbreiterung zu bestimmen und/oder um einen Vergleich zur Bestimmung des Zusammenziehens durchzuführen.
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Verfahren, Vorrichtungen und Anlagen gemäß Ausführungsformen bieten neben weiteren Vorteilen eine geeignete Strichverbreiterung und kostengünstige Druckverfahren. Beispielsweise kann eine Rückseite einer Bahn eines Mediums oder eines Substrats auf eine Temperatur erhitzt werden, die ein Wiederaufschmelzen der aufgespritzten UV-Geltinte verursacht. Eine Position einer UV-Quelle, beispielsweise einer Härtlampe, kann angepasst werden, um die Verweilzeit zu verändern. Außerdem kann eine Verarbeitungsgeschwindigkeit angepasst werden, und zwar für sich oder in Kombination mit einer Anpassung einer Position einer UV-Quelle und/oder einer Anwendung von Wärme auf eine Rückseite des Substrats.
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Ein Wiederaufschmelzen von der Rückseite aus kann in Verbindung mit einer UV-Strahlungsquelle verwendet werden, um die aufgespritzte Geltinte zu ebnen und anschließend zu härten, bevor ein Zusammenziehen erfolgt, indem eine Temperatur eines Wiederaufschmelzbauteils und/oder eine Position einer UV-Quelle eingestellt werden. Eine Wärmemenge, die durch die Rückseite eines Substrats hindurch übertragen wird, kann abhängig von thermischen Eigenschaften des Substrats und der Substratdicke schwanken. Deshalb kann durch Versuch und Irrtum und/oder aufgrund von Wissen über die thermischen Eigenschaften für jeden Substrattyp ein optimaler Sollwert für die Temperatur bestimmt werden. Für jeden Substrattyp kann ein Sollwert für die Temperatur gespeichert werden, und wenn ein Verfahren, bei dem UV-Geltinte verwendet wird, ausgeführt wird, kann der Sollwert für die Temperatur verwendet werden, um die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils automatisch anzupassen. Unter Verwendung beispielsweise eines Inline-Sensors und/oder einer Bilderzeugungseinrichtung, der bzw. die dafür ausgelegt ist, das Zusammenziehen eines bekannten Zielobjekts zu messen, kann eine Inline-Bildauswertung durchgeführt werden. Auf Grundlage der Ergebnisse der Inline-Bildauswertung können die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, die Position der UV-Quelle und/oder die Druckverarbeitungsgeschwindigkeit angepasst werden.
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Aufgrund der Aufwärm- und Abkühlgeschwindigkeit einer möglicherweise erheblichen thermisch wirksamen Masse kann die Anpassung der Temperatur eines Wiederaufschmelzbauteils zeitraubend sein, insbesondere in Anlagen, die als Wiederaufschmelzbauteil eine große Walze enthalten. Um die Effizienz der Bestimmung optimierter Sollwerte für die Temperatur für bestimmte Substrate zu verbessern und eine gewünschte Ausbreitung der Geltinte bereitzustellen, kann eine Position der UV-Quelle angepasst werden, um die Verweilzeit zu verändern. Um die Verweilzeit zwischen dem Wiederaufschmelzen und der Härtung für bestimmte Substrate anzupassen, kann eine Kombination aus einer Anpassung der Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils und einer Anpassung der Position der UV-Quelle verwendet werden. Außerdem kann eine Anpassung einer Verarbeitungsgeschwindigkeit, bei der eine Geschwindigkeit des Druckprozesses angepasst wird, für sich oder in Verbindung mit einer Anpassung der Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils und einer Anpassung der Position der UV-Quelle verwendet werden, um die Verweilzeit zwischen dem Wiederaufschmelzen und der Härtung zu verändern.
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Verfahren gemäß einer Ausführungsform umfassen ein Anpassen einer Temperatur eines Wiederaufschmelzbauteils; ein Aufspritzen einer UV-Geltinte auf ein Substrat; ein Erhitzen einer Rückseite des Substrats, bei dem die aufgespritzte UV-Geltinte wiederaufschmilzt; und ein Härten der UV-Geltinte. Beispielsweise kann eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils auf 200°C eingestellt werden. Verfahren können ein Einstellen der Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils auf einen Sollwert für die Temperatur, der einem bestimmten Substrattyp entspricht und durch Ausführen eines Kalibrierverfahrens bestimmt werden kann, umfassen.
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In einer anderen Ausführungsform können Verfahren eine Messung eines Zusammenziehens; eine Auswertung einer Messung des Zusammenziehens; und ein Speichern eines Sollwerts für die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, wenn das Zusammenziehen akzeptabel ist, oder ein Justieren eines Sollwerts für die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, wenn das Zusammenziehen nicht akzeptabel ist, umfassen. Eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils kann erniedrigt oder erhöht werden.
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In einer Ausführungsform können Verfahren eine Messung einer Strichverbreiterung umfassen. Beispielsweise kann die Strichverbreiterung gemessen werden, indem aufgespritzte und ausgebreitete Tinte unter Verwendung eines Inline-Sensors, der dafür ausgelegt ist, Strichverbreiterungsdaten zu erzeugen, gemessen werden. Der Inline-Sensor kann eine Inline-Bilderzeugungseinrichtung sein oder eine solche bilden. In einer anderen Ausführungsform kann auch das Zusammenziehen unter Verwendung eines Inline-Sensors gemessen werden. Beispielsweise können Verfahren gemäß einer Ausführungsform eine Messung eines Zusammenziehens; ein Erfassen der aufgespritzten und ausgebreiteten Tinte unter Verwendung eines Inline-Sensors, um Daten zum Zusammenziehen zu erzeugen; ein Untersuchen der Daten zum Zusammenziehen, um zu bestimmen, ob das Zusammenziehen innerhalb eines Zielwerts oder Zielbereichs liegt; ein Untersuchen der Strichverbreiterungsdaten, um zu bestimmen, ob die Strichverbreiterung innerhalb eines Zielwerts oder Zielbereichs liegt; ein Speichern eines Sollwerts für die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, wenn das Zusammenziehen innerhalb des Zielwerts oder Zielbereichs für das Zusammenziehen liegt und die Strichverbreiterung gleich dem Zielwert ist oder in dem Zielbereich für die Strichverbreiterung liegt; und ein Anpassen einer Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, wenn mindestens eines von dem Zusammenziehen und der Strichverbreiterung außerhalb der Zielwerte oder Zielbereiche liegt, umfassen.
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Beispielsweise kann die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils verringert werden, wenn die Strichverbreiterung außerhalb des Zielwerts oder Zielbereichs liegt. Wenn das Zusammenziehen außerhalb des Zielwerts oder Zielbereichs liegt, kann die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils erhöht werden. In einer Ausführungsform kann die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils angepasst werden, wenn das Zusammenziehen und/oder die Strichverbreiterung außerhalb eines Einstellbereichs der UV-Quelle liegt. Beispielsweise kann die UV-Quelle näher an eine Wiederaufschmelzzone bewegt werden, wenn das Zusammenziehen außerhalb eines Zielwerts oder Zielbereichs, aber innerhalb eines Einstellbereichs der UV-Quelle liegt. Wenn die Strichverbreiterung außerhalb eines Zielwerts oder Zielbereichs, aber innerhalb eines Einstellbereichs der UV-Quelle liegt, kann die UV-Quelle von einer Wiederaufschmelzzone weg bewegt werden.
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In einer anderen Ausführungsform kann eine Geschwindigkeit des Druckprozesses angepasst werden. Insbesondere kann der Druckprozess so angepasst werden, dass die Geschwindigkeit des Druckprozesses erhöht wird. Eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Druckprozesses kann einen Zeitraum, während dem ein Substrat, auf dem sich ein Geltintenbild befindet, durch das Wiederaufschmelzbauteil erhitzt wird, verkürzen. Eine Verringerung der Geschwindigkeit des Druckprozesses kann einen Zeitraum, während dem die Rückseite des Substrats durch das Wiederaufschmelzbauteil erhitzt wird, verlängern. Beispielsweise können die Wärmeübertragungseigenschaften eines Substrats wie beispielsweise Karton erfordern, dass eine Verarbeitungsgeschwindigkeit verringert wird, um eine ausreichende Wärmeübertragung und somit das Wiederaufschmelzen zu ermöglichen. Eine Anpassung der Geschwindigkeit des Druckprozesses kann für sich oder in Verbindung mit einer Anpassung einer Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils und/oder einer Anpassung der Position der UV-Quelle durchgeführt werden.
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Die Vorrichtung zum Ausbreiten einer UV-Geltinte umfasst einen UV-Geltinten-Druckkopf; ein temperaturgesteuertes, beheiztes Wiederaufschmelzbauteil zum Ausbreiten der vom UV-Geltinten-Druckkopf auf einem Substrat, beispielsweise einer Bahn eines Mediums, aufgetragenen Geltinte; und einen Sensor.
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Die Vorrichtung umfasst eine Steuerung, die auf Grundlage von mindestens einem von mehreren Sollwerten für die Temperatur, die jeweils einem Substrattyp entsprechen, eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils einstellt, wobei die Sollwerte durch eine Optimierung von mindestens einem von einer Position einer UV-Quelle, der Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils und einer Geschwindigkeit des Druckprozesses auf Grundlage von Daten, die von dem Sensor erzeugt wurden, festgelegt sind. In einer anderen Ausführungsform kann eine Vorrichtung eine UV-Quelle zum Härten der UV-Geltinte, die von dem Druckkopf aufgetragen und von dem Wiederaufschmelzbauteil ausgebreitet wird, umfassen. Die UV-Quelle kann auf Grundlage der von dem Sensor erzeugten Daten bewegbar sein. In einer Ausführungsform kann eine Geschwindigkeit des Druckprozesses angepasst werden, um die Geschwindigkeit des Druckprozesses zu erhöhen oder zu verringern und die Verweilzeit zu verändern bzw. um die Dauer des Zeitraums, während dem sich ein Substrat, das auf dem sich aufgespritzte Geltinte befindet, in einer Wiederaufschmelzzone aufhält, anzupassen.
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Anlagen gemäß einer Ausführungsform können eine Anlage zum Ausbreiten von UV-Geltinte umfassen, die einen Druckkopf, der UV-Geltinte auf ein Substrat aufträgt; ein temperaturgesteuertes, beheiztes Wiederaufschmelzbauteil, das in einer Wiederaufschmelzzone die UV-Geltinte auf dem Substrat ausbreitet; und mindestens einen Sensor, der die ausgebreitete UV-Geltinte erfasst und Daten zum Untersuchen der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens der von dem Druckkopf aufgetragenen UV-Geltinte erzeugt; eine Steuerung, die eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils auf Grundlage der von dem Sensor erzeugten Daten anpasst; und eine Speichereinheit, die auf Grundlage der von dem Sensor erzeugten Daten einen Sollwert für die Temperatur speichert, wobei der Sollwert für die Temperatur einem Substrattyp entspricht, umfassen. In einer anderen Ausführungsform können Anlagen eine UV-Quelle umfassen, die die UV-Geltinte, die von dem Druckkopf aufgespritzt und von dem beheizten Wiederaufschmelzbauteil ausgebreitet wird, härtet, wobei die UV-Quelle relativ zu einer Wiederaufschmelzzone beweglich ist. Die UV-Quelle kann auf Grundlage von Daten, die von dem Sensor erzeugt werden, bewegbar sein. In einer anderen Ausführungsform kann eine Anlage zum Anpassen einer Geschwindigkeit des Druckprozesses eine Geschwindigkeit des Druckprozesses auf Grundlage der von dem Sensor erzeugten Daten erhöhen oder verringern.
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Um unter Verwendung eines Tintenstrahldruckkopfs, der dafür ausgelegt ist, Tinte direkt auf ein Substrat wie beispielsweise eine Bahn eines Mediums aufzuspritzen, ein akzeptables digital gedrucktes Geltintenbild zu erzeugen, kann eine Schichthöhe aufgespritzter Tintentröpfchen überwacht und ausgewertet werden. Beobachtungen von Schichthöhen mit Bezug auf bestimmte Substrattypen, beispielsweise Bahnen eines Papiermediums mit bestimmten Dicken, können verwendet werden, um Parameter der Anlage anzupassen, damit Bildartefakte, die beispielsweise durch ungleichmäßige Schichthöhen von Tintentröpfchen verursacht werden, oder ein cordartiges Erscheinungsbild, das durch benachbarte aufgespritzte Tintenlinien mit ungleichmäßiger oder inakzeptabler Schichthöhe verursacht wird, minimiert werden.
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Parameter, die angepasst werden können, umfassen eine Temperatur eines beheizten Wiederaufschmelzbauteils, das eine Rückseite eines Substrats direkt berührt und erwärmt, wobei das Substrat die Wärme zur Geltinte eines Geltintenbilds, das auf eine gegenüberliegende, bildtragende Seite oder Vorderseite des Substrats aufgespritzt wurde, leitet. Das beheizte Wiederaufschmelzbauteil erwärmt eine Rückseite eines Substrats wie beispielsweise einer Bahn eines Mediums in einer Wiederaufschmelzzone, die im Wesentlichen einem Teil des Wiederaufschmelzbauteils, der die Rückseite der Bahn berührt und/oder Wärme zu ihr leitet, entspricht, wobei die Bahn von dem Wiederaufschmelzbauteil mitgenommen werden kann. Wenn sich die Bahn des Mediums in einer Verarbeitungsrichtung durch die Wiederaufschmelzzone bewegt, kann die zugeführte Wärme durch das Substrat geleitet werden und die aufgespritzte Tinte aufweichen, was dazu führt, dass die Tinte schmilzt und sich ausbreitet. Während die Tinte aushärtet, kann sich die ausgebreitete Tinte zusammenziehen.
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Das Ausbreiten und das Zusammenziehen können beobachtet und/oder gemessen werden. Beispielsweise können ein Inline-Sensor und/oder eine Bilderzeugungseinrichtung verwendet werden, um eine oder mehrere Linien aus aufgespritzten Tintentropfen zu beobachten und Eigenschaften wie beispielsweise eine Größe der Strichverbreiterung und/oder eine Größe des Zusammenziehens zu messen. Es kann bestimmt werden, dass eine bestimmte Größe oder ein bestimmter Grad an Strichverbreiterung und/oder Zusammenziehen einer akzeptablen Größe und/oder einer Beseitigung von Bildartefakten, die beispielsweise durch unzulässige Schichthöhen verursacht werden, entspricht.
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Neben einer Anpassung einer Temperatur einer Kontaktfläche eines erhitzten Wiederaufschmelzbauteils können andere Parameter einer UV-Geltinten-Druckanlage angepasst werden, um für einen Substrattyp Sollwerte, bei denen optimale Eigenschaften von Tintenlinien erreicht werden können, zu bestimmen und zu optimieren. Beispielsweise kann eine Position einer UV-Quelle angepasst werden, um eine Verweilzeit zu beeinflussen und/oder es kann eine Geschwindigkeit des Druckprozesses angepasst werden. Dies kann für verschiedene Substrate und/oder Geltinten durchgeführt werden, um eine Geltinten-Druckanlage für einen oder mehrere Substrattypen zu kalibrieren und/oder eine Datenbank mit Sollwerten zu entwickeln, die dazu verwendet werden kann, anhand des Typs des bei einem Druckprozess verwendeten Substrats Systemparameter automatisch anzupassen, um einen akzeptablen Digitaldruck eines Bilds mit Geltinte auf dem Substrat sicherzustellen.
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Eine Ausführungsform von Verfahren und Anlagen umfasst eine Anpassung einer Temperatur eines Wiederaufschmelzbauteils für einen Wiederaufschmelzprozess für UV-Geltinte, der von der Rückseite aus durchgeführt wird, um aufgespritzte UV-Geltinte mit Hilfe eines thermischen Wiederaufschmelzens, das durch eine Kontaktheizung einer Rückseite eines Substrats mit einem Wiederaufschmelzbauteil verursacht wird, auszubreiten. Die UV-Geltinte, die auf eine Seite des Substrats, die der Rückseite gegenüberliegt, beispielsweise eine Vorderseite des Substrats, aufgespritzt wird, absorbiert Wärmeenergie, die sich von dem Wiederaufschmelzbauteil aus durch das Substrat hindurch überträgt. Das Wiederaufschmelzbauteil kann eine beheizte Walze sein. Nach dem Wiederaufschmelzen der Tinte kann UV-Strahlung angewendet werden, um das Bild aus UV-Geltinte zu härten und/oder zu fixieren. Beispielsweise kann die UV-Geltinte zur Vorbereitung anschließender Arbeitsgänge zum Fixieren und/oder Härten teilweise gehärtet werden, oder die UV-Geltinte kann vollständig gehärtet werden, um ein endgültiges gehärtetes Geltintenbild zu erzeugen. Das UV-Geltintenbild kann so gehärtet werden, dass durch die UV-Strahlung eine Polymerisation einer beliebigen Menge der Tinte, die das Bild bildet, verursacht wird, egal, ob die Menge der polymerisierten Tinte klein ist, oder die Menge der polymerisierten Tinte mehr als erheblich ist, so dass das Bild endgültig gehärtet ist.
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Da eine Wärmemenge, die von dem Wiederaufschmelzbauteil durch eine Rückseite der Bahn des Mediums oder des Substrats übertragen wird, beispielsweise in Abhängigkeit von den thermischen Eigenschaften und der Dicke des Mediums verschieden sein kann, kann eine Walzentemperatur angepasst werden, um bei bestimmten Substrattypen durch einen Wiederaufschmelzprozess gewünschte und/oder akzeptable Werte der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens zu erreichen. Akzeptable Temperaturen für entsprechende Substrattypen können als Sollwerte zur Verwendung in digitalen Druckprozessen gespeichert werden. Die Sollwerte können durch Kalibrierprozesse bestimmt und/oder durch Prozesse verändert werden. Beispielsweise können Ausführungsformen einer Anlage einen Sensor, beispielsweise eine Bilderzeugungseinrichtung, umfassen, um bei einem Zielsubstrat eine Strichverbreiterung und/oder ein Zusammenziehen zu beobachten und/oder zu messen, um für das Substrat Sollwerte für die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils zu bestimmen und zu optimieren. In Ausführungsformen von Anlagen und Verfahren kann eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils für bestimmte Substrate, auf die die UV-Geltinte zum Aushärten aufgespritzt wird, anhand bestimmter und gespeicherter Sollwerte automatisch angepasst werden.
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Um die Optimierung eines Wiederaufschmelzprozesses für UV-Geltinte zu verbessern, beispielsweise, um eine Zeit, die benötigt wird, um einen optimalen Sollwert für die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils und/oder eine optimale Verweilzeit zwischen einer Wiederaufschmelzzone oder einem Anfang einer Wiederaufschmelzzone und einer Härtungszone für ein bestimmtes Substrat zu finden, zu verkürzen, kann eine Position einer UV-Quelle angepasst werden. Eine Position einer UV-Quelle zum Härten von UV-härtbarer Geltinte, beispielsweise einer UV-Lampe, kann angepasst werden, um einen Ausgleich zwischen dem Wachstum oder der Ausbreitung von Linien und dem Zusammenziehen von wiederaufgeschmolzener Geltinte zu erreichen. In einer Ausführungsform kann die Position der Lampe automatisch so angepasst werden, dass sie sich an einem solchen Ort befindet, dass ein Ausgleich zwischen der Strichverbreiterung und dem Zusammenziehen erzielt wird, indem eine Position der UV-Quelle relativ zum Wiederaufschmelzbauteil bewegt wird, um eine Zeitdauer zwischen einem Beginn des Wiederaufschmelzens und der Polymerisation der Tinte während eines Druckvorgangs zu verändern. Die Position der UV-Quelle kann näher an die Wiederaufschmelzzone oder einen Teil davon bewegt werden, oder weiter davon wegbewegt werden.
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In einer anderen Ausführungsform kann die UV-Quelle angepasst werden, wenn sich die UV-Quelle innerhalb eines Einstellbereichs befindet, von dem vorbestimmt oder bekannt ist, dass er im Allgemeinen dafür geeignet ist, das Wiederaufschmelzen der aufgespritzten Geltinte zu beenden, so dass ein gewünschtes Zusammenziehen erreicht wird. Beispielsweise ist ein minimales Zusammenziehen oder im Wesentlichen kein Zusammenziehen bevorzugt. Außerdem kann der Einstellbereich ein Bereich von Positionen der UV-Quelle sein, für den bekannt ist oder bei dem im Allgemeinen davon ausgegangen wird, dass das Wiederaufschmelzen aufgespritzter Geltinte derart beendet wird, dass eine gewünschte und/oder akzeptable Strichverbreiterung oder ein gewünschter und/oder akzeptabler Grad der Ausbreitung aufgespritzter Geltintentropfen und/oder Geltintenlinien erreicht wird.
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Verfahren umfassen eine Veränderung einer Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, ein Durchführen eines anderen Druckprozesses, bei dem die geänderte Wiederaufschmelztemperatur verwendet wird, und ein Durchführen einer Untersuchung der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens, wenn vorbestimmt oder bekannt ist, dass die Veränderung einer Position der UV-Quelle eine Strichverbreiterung oder ein Zusammenziehen der aufgespritzten Geltinte nicht wirksam verbessert. Beispielsweise kann die Anlage dafür ausgelegt sein, mit einer Veränderung der Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils fortzufahren, wenn eine Veränderung einer Position der UV-Lampe in einer Druckanlage für UV-härtbare Geltinte nur eine nominelle Veränderung der Eigenschaften der Geltintenstriche bewirken würde. Der Vorgang kann wiederholt werden, bis ein Zielwert für die Strichverbreiterung und/oder das Zusammenziehen erreicht ist.
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In einer anderen Ausführungsform können Druckanlagen und Ausbreitungsvorrichtungen für UV-Geltinte zum Anpassen einer Verarbeitungsgeschwindigkeit eine Anlage zum Anpassen der Verarbeitungsgeschwindigkeit umfassen. Beispielsweise kann eine Anlage zum Anpassen der Verarbeitungsgeschwindigkeit in einer Anlage zum Drucken auf ein Substrat, das eine Bahn ist, dafür ausgelegt sein, eine Geschwindigkeit der Translationsbewegung der Bahn anzupassen. Wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird, kann sich ein Zeitraum zwischen dem Aufspritzen UV-härtbarer Geltinte auf das Substrat, das durchgeführt wird, um ein Bild zu erzeugen, und der Ankunft des Bilds in der Wiederaufschmelzzone verkürzen, da sich die Geschwindigkeit, mit der sich die Bahn voranbewegt, erhöht. Wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit verringert wird, kann sich eine Zeitdauer zwischen dem Aufspritzen UV-härtbarer Geltinte auf einem Substrat, das durchgeführt wird, um ein Bild zu erzeugen, und der Ankunft des Bilds in der Wiederaufschmelzzone verlängern, da sich eine Geschwindigkeit, mit der sich das Substrat, das eine Bahn ist, während des Druckprozesses in der Verarbeitungsrichtung fortbewegt, verringert.
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1 zeigt eine Ausführungsform von Vorrichtungen zum Ausbreiten UV-härtbarer Geltinte und von Anlagen zum Aufspritzen, Ausbreiten und Härten von UV-Geltinte. Insbesondere zeigt 1 eine UV-Geltinten-Anlage mit einem Druckkopf 105 zum Aufspritzen UV-härtbarer Geltinte und einem Wiederaufschmelzbauteil 107. Der Druckkopf 105 kann beispielsweise dafür ausgelegt sein, UV-härtbare Geltinte auf ein Substrat aufzuspritzen oder aufzutragen, um ein digital gedrucktes Geltintenbild zu erzeugen. Das Substrat kann eine Bahn 112 eines Mediums sein, die um das Wiederaufschmelzbauteil 107 herum geführt wird. Der Druckkopf 105 kann dafür ausgelegt sein, eine oder mehrere Tinten zu enthalten und/oder aufzutragen, wobei die eine oder mehreren Tinten durchsichtig, schwarz, magenta, cyan oder gelb sein können, oder eine beliebige andere gewünschte Tintenfarbe haben können.
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Das Wiederaufschmelzbauteil 107 kann beheizt sein. Beispielsweise kann das Wiederaufschmelzbauteil temperaturgeregelt sein, und eine Oberfläche des Wiederaufschmelzbauteils, die ein Substrat berührt, kann beheizt sein. Das Wiederaufschmelzbauteil 107 kann eine Walze mittlerer Masse, beispielsweise eine Aluminiumwalze mit einer Dicke von 8 mm sein, die eine anodisierte und mit Teflon beschichtete Kontaktfläche aufweist. Die Walze kann dafür ausgelegt sein, um eine in der Mitte angeordnete Längsachse drehbar zu sein. Die Bahn 112 kann derart angeordnet sein, dass sie um das Wiederaufschmelzbauteil 107 herumgewickelt ist, so dass eine Rückseite der Bahn 112 die Oberfläche des Wiederaufschmelzbauteils 107 wie gezeigt berührt.
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Ein Druckkopf 105 kann ein Bild 110 aus UV-Geltinte bilden, indem die UV-Geltinte direkt auf die Bahn 112 gespritzt wird. Die Bahn 112 kann von einer oder mehreren Rollen und beispielsweise dem Wiederaufschmelzbauteil 107 geführt werden. Das Bild 110 aus UV-Geltinte kann von der Bahn 112 zum Wiederaufschmelzbauteil 107 befördert werden. Beispielsweise kann das Bild zu einer Wiederaufschmelzzone befördert werden, um die Tinte des Bilds 110 auszubreiten. In der Wiederaufschmelzzone kann sich die Bahn 112 neben dem Wiederaufschmelzbauteil 107 befinden oder dieses berühren. Das Wiederaufschmelzbauteil 107 kann beheizt sein, um eine Rückseite der Bahn 112 zu erhitzen. Wenn das Wiederaufschmelzbauteil 107 eine Rückseite der Bahn 112 erhitzt, kann Wärmeenergie durch die Bahn 112 zu der UV-Geltinte geleitet werden, wodurch das Wiederaufschmelzen der Tinte in dem Bild 110 aus UV-Geltinte verursacht wird.
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In der Nähe der Wiederaufschmelzzone kann eine UV-Strahlungsquelle 145 angeordnet sein und eine Härtungszone festlegen, in der die Tinte der UV-Strahlung ausgesetzt werden kann. Die UV-Strahlungsquelle 145 kann dafür ausgelegt sein, das Bild 110 aus UV-Geltinte zu bestrahlen, während und/oder nachdem das Bild 110 durch das erhitzte Wiederaufschmelzbauteil ausgebreitet und/oder eingeebnet wird bzw. wurde. Somit kann durch den Kontakt mit dem Wiederaufschmelzbauteil 107 und durch die anschließende Wärmeübertragung eine Viskosität der Tinte verringert werden, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Tinte ausbreitet, woraufhin die Tinte der UV-Strahlung ausgesetzt wird, um die Beweglichkeit der Tinte zu verringern. Beispielsweise kann die Tinte durch den Wiederaufschmelzprozess ausgebreitet werden, und vor dem Zusammenziehen gehärtet werden. Alternativ kann sich die Tinte durch den Wiederaufschmelzprozess ausbreiten, und während des Zusammenziehens gehärtet werden. Die Tinte kann gehärtet werden, um das Zusammenziehen zu minimieren oder vorzugsweise zu beseitigen. In einer Ausführungsform kann die Tinte so gehärtet werden, dass eine Menge der Tinte polymerisiert wird. Beispielsweise kann die Tinte minimal gehärtet werden, und in einem anschließenden Prozess endgültig gehärtet werden. In einer anderen Ausführungsform kann die Tinte im Wesentlichen gehärtet werden, so dass eine erhebliche Menge der Tinte des Tintenbilds 110 polymerisiert wird. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Tintenbild 110 durch eine Tintenquelle 145 so gehärtet werden, dass ein endgültig gehärtetes Bild 160 erzeugt wird.
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Vorrichtungen und Anlagen gemäß einer weiteren Ausführungsform können eine Anlage zum Anpassen der Translationsgeschwindigkeit eines Substrats oder einer Bahn (nicht gezeigt) umfassen, um eine Geschwindigkeit des Druckprozesses anzupassen und/oder zu steuern. Die Geschwindigkeit der Bahn 112 kann angepasst werden, um eine Zeitdauer zwischen einem Beginn des Wiederaufschmelzens in einer Wiederaufschmelzzone eines erhitzten Wiederaufschmelzbauteils 107 und einer Aushärtung durch UV-Strahlung, die unter Verwendung der UV-Quelle 145 durchgeführt wird, zu verlängern oder zu verkürzen. Die Geschwindigkeit der Translationsbewegung der Bahn kann angepasst werden, um die Strichverbreiterung und/oder das Zusammenziehen der aufgespritzten UV-härtbaren Geltinte zu verbessern. Beispielsweise kann eine Translationsgeschwindigkeit der Bahn angepasst werden, z. B. erhöht oder verringert werden, um eine Strichverbreiterung zu verändern und/oder das Zusammenziehen zu minimieren oder zu beseitigen, wenn die beobachtete Strichverbreiterung und/oder die beobachteten Eigenschaften des Zusammenziehens bei einem bestimmten Substrat inakzeptabel sind. Die Translationsgeschwindigkeit der Bahn kann für sich oder zusätzlich zu einer Anpassung der Temperatur eines erhitzten Wiederaufschmelzbauteils und/oder einer Position der UV-Quelle relativ zu einer Wiederaufschmelzzone angepasst werden.
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In Verfahren, Vorrichtungen und Anlagen gemäß einer Ausführungsform können die Linien aus UV-Geltinte und/oder aufgespritzter Tinte aus ausgebreiteter UV-härtbarer Geltinte bestehen, wobei beispielsweise eine Schichthöhe der Tinte gesteuert und/oder eine Strichverbreiterung erreicht wird, die benachbarte fehlende Strahlen in einem Druckkopf ausgleicht. Es kann auch unabhängig vom Typ des Substrats und/oder von der Art der Behandlung des Substrats eine gute Positionierung von Tintentropfen erreicht werden, aber eine Wärmemenge, die durch eine Rückseite eines Substrats hindurch übertragen wird, hängt von den thermischen Eigenschaften des Substrats und einer Dicke des Substrats ab. In einer Ausführungsform kann die Ausbreitung bei verschiedenen Substrattypen automatisch gesteuert werden, obwohl die Substrattypen unterschiedliche thermische Eigenschaften haben.
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Ein Inline-Sensor und/oder eine Inline-Bilderzeugungseinrichtung, wie beispielsweise ein CCD-Sensor zur Bilduntersuchung, können verwendet werden, um die Eigenschaften der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens eines bekannten Zielobjekts zu beobachten und/oder zu messen, die Messung zu analysieren und anhand der Ergebnisse die Temperatur als Sollwert für das jeweils verwendete Substrat zu speichern oder die Temperatur eines Wiederaufschmelzbauteils so einzustellen, dass das Wiederaufschmelzen und/oder Härten für den Substrattyp optimiert werden. Außerdem kann für bestimmte Medien- oder Substrattypen eine Position und/oder Anordnung einer UV-Quelle angepasst werden, um eine Effizienz der Optimierung der Ausbreitung für gewisse Substrattypen zu verbessern. Beispielsweise kann die Position, an der die Härtung stattfindet, unter Verwendung des Inline-Sensors und/oder der Bilderzeugungseinrichtung bestimmt werden, als Sollwert gespeichert und automatisch verwendet werden, um bei einem bestimmten Substrat eine gewünschte Ausbreitung von Tropfen zu erreichen.
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Eine Veränderung der Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils kann zeitraubend sein. Deshalb kann ein Ansatz zur Optimierung des Sollwerts für die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils und/oder der Verweilzeit sein, einen brauchbaren Bereich für die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils zu bestimmen und eine am besten wirksame Temperatur oder einen am besten wirksamen Temperaturbereich innerhalb des bestimmten brauchbaren Temperaturbereichs zu bestimmen, indem die Position der UV-Quelle und damit die Verweilzeit angepasst wird. Diese Vorgehensweise kann weniger zeitraubend sein als eine, bei der man sich ausschließlich auf eine Anpassung einer Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils verlässt.
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Wie in 2 gezeigt, können Verfahren gemäß einer Ausführungsform einen Schritt S200 des Einstellens einer Walzentemperatur, d. h. einer Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, umfassen. Beispielsweise kann beim Durchführen eines Kalibrationsprozesses oder beim Erzeugen eines Testbilds zur Bestimmung von Sollwerten für die Temperatur für bestimmte Substrate die Walzentemperatur auf ungefähr 200°C eingestellt werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Walzentemperatur anhand eines vorbestimmten Sollwerts eingestellt werden. In S205 kann UV-Geltinte direkt auf ein Substrat aufgetragen werden. In S210 kann durch ein beheiztes, temperaturgeregeltes Wiederaufschmelzbauteil eine Rückseite des Substrats erwärmt werden. Die Wärme kann dazu führen, dass die Tinte wiederaufschmilzt und sich ausbreitet. In S215 kann eine UV-Quelle, wie beispielsweise eine UV-Lampe verwendet werden, um die UV-Geltinte zum Härten der Tinte an Strahlung auszusetzen. Die Tinte kann vor, während oder nach dem Zusammenziehen gehärtet werden.
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In S220 kann das Zusammenziehen gemessen werden. Wenn das Zusammenziehen akzeptabel ist, kann die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, die in S200 eingestellt wurde, in S237 als Sollwert für das Substrat, das bei dem Prozess verwendet wurde, gespeichert werden. Beispielsweise kann in S237 die Temperatur als Sollwert gespeichert werden, wenn sich das Zusammenziehen innerhalb eines Zielwerts oder innerhalb eines Zielwertebereichs befindet. Wenn sich das gemessene Zusammenziehen nicht innerhalb eines Zielwerts oder Zielwertebereiches befindet, oder aus anderen Gründen inakzeptabel ist, kann die Walzentemperatur in S227 angepasst werden. Der Zielwert oder Zielwertebereich kann beispielsweise durch eine gemessene Breite einer beobachteten Linie aus aufgespritzten Tintentröpfchen definiert sein. Die Walzentemperatur kann beispielsweise unter Verwendung eines Algorithmus, etwa eines von einem Computer durchgeführten genetischen Algorithmus, automatisch angepasst werden.
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Verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform umfassen eine Anpassung der Walzentemperatur durch Verringern der Walzentemperatur, wenn ein gemessenes Zusammenziehen inakzeptabel ist. Beispielsweise zeigt 3 eine Ausführungsform von Verfahren zum Kalibrieren eines Substrattyps für digitale Druckprozesse, bei denen eine UV-härtbare Geltinte verwendet wird. In Schritt 300 kann eine Temperatur einer Oberfläche eines beheizten Wiederaufschmelzbauteils auf 200°C eingestellt werden. Auf eine Vorderseite eines Substrats kann in S305 UV-härtbare Geltinte aufgespritzt werden, um ein Bild zu erzeugen. Das Substrat kann eine Bahn eines Mediums, beispielsweise eine Papierbahn sein. Das Tintenbild kann von der Bahn in einer Verarbeitungsrichtung zu dem beheizten Wiederaufschmelzbauteil befördert werden, das dafür ausgelegt sein kann, die Bahn mitzunehmen. Das Wiederaufschmelzbauteil kann dafür ausgelegt sein, eine Rückseite der Bahn zu berühren und es kann dafür ausgelegt sein, die Rückseite der Bahn zu erhitzen, wodurch die Tinte auf einem entsprechenden Teil der Vorderseite der Bahn wiederaufschmilzt.
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Insbesondere kann in S310 eine Rückseite des Substrats erhitzt werden, damit die aufgespritzte UV-Geltinte wiederaufschmilzt, wenn sich die Tinte durch eine Wiederaufschmelzzone bewegt. Eine Wiederaufschmelzzone kann als ein Bereich definiert werden, in dem ein Teil eines Wiederaufschmelzbauteils eine Rückseite eines Substrats berührt oder Wärme zu einer Rückseite eines Substrats leitet, wodurch ein Wiederaufschmelzen von Tinte auf einer Vorderseite des Substrats verursacht wird. Eine UV-Quelle kann in der Nähe der Wiederaufschmelzzone oder in der Wiederaufschmelzzone angeordnet sein, um in S315 die Geltinte zu härten, und sie kann so angeordnet sein, dass das Zusammenziehen verhindert oder minimiert wird.
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Ein Zusammenziehen oder eine Eigenschaft des Zusammenziehens der gehärteten Tinte kann in S320 gemessen werden. Beispielsweise kann das Zusammenziehen unter Verwendung eines Inline-Sensors und/oder einer Bilderzeugungseinrichtung gemessen werden. Der Sensor kann verwendet werden, um Daten zum Bestimmen einer Stärke des Zusammenziehens zu erzeugen, die verwendet werden können, um zu bestimmen, ob ein bestimmtes beobachtetes Zusammenziehen akzeptabel ist, d. h., ob es sich in einem gewünschten Parameterbereich befindet. Ein minimales Zusammenziehen ist vorzuziehen. Noch mehr vorzuziehen ist es, wenn im Wesentlichen kein Zusammenziehen auftritt. In S325 kann die Messung des Zusammenziehens verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Zusammenziehen akzeptabel ist. Wenn das gemessene Zusammenziehen inakzeptabel ist, kann die Walzentemperatur in S327 verringert werden, und das Verfahren kann mit S305 fortgesetzt werden.
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Wenn dagegen das gemessene Zusammenziehen akzeptabel ist, kann die in S300 eingestellte Walzentemperatur in S337 als Sollwert gespeichert werden. Der in S337 gespeicherte Sollwert kann einem bestimmten Substrattyp entsprechen, auf dem die Tinte aufgetragen wurde, und zur späteren Verwendung gespeichert werden. Sollwerte können beispielsweise für eine bestimmte UV-Geltinte bei der Verwendung mit beschichtetem Etikettenmaterial, beschichtetem Papier, Folien und anderen Substrattypen bestimmt und gespeichert werden.
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Die Sollwerte können bei Bedarf in Digitaldruckprozessen, bei denen UV-Geltinte verwendet wird, benutzt werden, um unterschiedliche Substrattypen effizient und effektiv zu verwenden.
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In einer anderen Ausführungsform können Verfahren eine Messung von mindestens einem von einem Zusammenziehen und einer Strichverbreiterung umfassen, um für bestimmte Substrattypen eine Kalibrierung zur Verwendung in Digitaldruckprozessen, bei denen UV-härtbare Geltinte verwendet wird, durchzuführen. Beispielsweise zeigt 4 einen Schritt S400, in dem eine Temperatur eines Wiederaufschmelzbauteils, beispielsweise einer beheizten drehbaren Walze, die eine Bahn eines Mediums mitführt, auf ungefähr 200°C eingestellt wird. In S405 kann ein Kalibrierungsbild erzeugt werden. Insbesondere kann durch Aufspritzen von UV-Geltinte auf ein Substrat ein Testbild gebildet werden. Durch die beheizte Walze kann bewirkt werden, dass die aufgespritzte Tinte, durch die das Bild gebildet wird, wiederaufschmilzt. Die Tinte kann durch eine UV-Quelle gehärtet werden. Die Tinte kann während des Wiederaufschmelzens gehärtet werden, damit die Tinte zumindest teilweise polymerisiert wird. Beispielsweise kann die Tinte gehärtet werden, um ein Zusammenziehen zu verhindern oder zum minimieren. In S410 können Eigenschaften des Zusammenziehens und/oder Eigenschaften der Strichverbreiterung beobachtet werden, beispielsweise durch Messen einer Größe der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens. Beispielsweise kann eine Bilderzeugungseinrichtung verwendet werden, um nach dem Wiederaufschmelzen und/oder nach dem Aushärten eine Linienbreite zu bestimmen, und die beobachtete Linienbreite kann mit einem Zielwert für die Linienbreite verglichen werden.
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Wie in 4 gezeigt, können in Schritt S425 die Ergebnisse der in S410 durchgeführten Messungen analysiert werden, um zu bestimmen, ob das Zusammenziehen und/oder die Strichverbreiterung akzeptabel sind. Wenn die Ergebnisse der Messungen inakzeptabel sind, kann mindestens eines von der Walzentemperatur, einer Position der UV-Quelle und einer Geschwindigkeit des Druckprozesses in S427 angepasst werden, um ein besseres Zusammenziehen und/oder eine bessere Strichverbreiterung zu erreichen. Beispielsweise kann die Walzentemperatur unter Verwendung eines genetischen Algorithmus angepasst werden. Nach dem Anpassen der Walzentemperatur in S427 kann in S405 ein weiteres Kalibrierungsbild erzeugt werden. Alternativ kann in S437 die verwendete Walzetemperatur gespeichert werden, wenn die Ergebnisse der Messungen akzeptabel sind.
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Wenn angesichts einer beobachteten und/oder gemessenen Strichverbreiterung und/oder eines beobachteten oder gemessenen Zusammenziehens eine Position einer UV-Quelle zum Härten wiederaufgeschmolzener UV-Geltinte angepasst werden kann, um die Eigenschaften der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens für einen bestimmten Typ Medium zu verbessern, kann in einer Ausführungsform in S427 die Position der UV-Quelle angepasst werden und das Verfahren von S405 aus fortgesetzt werden. Wenn das Anpassen der Position der UV-Quelle keine merkliche Wirkung oder nur eine vernachlässigbare Wirkung auf die Strichverbreiterung und/oder das Zusammenziehen einer auf einen bestimmten Substrattyp aufgespritzten UV-härtbaren Geltinte hätte, kann man die Anpassung der UV-Quelle unterlassen und stattdessen beispielsweise die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils anpassen. Sollwerte für die UV-Quelle können ebenfalls gespeichert und zum automatischen Konfigurieren einer Anlage zum Drucken auf verschiedene Substrattypen verwendet werden.
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In einer Ausführungsform kann in S427 eine Geschwindigkeit eines Druckprozesses angepasst werden, um anhand bei der an einem bestimmten Typ Medium beobachteten und/oder gemessenen Eigenschaften der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens Verbesserungen durchzuführen. Anlagen können dafür ausgelegt sein, zu bestimmen, ob eine solche Anpassung mehr als eine vernachlässigbare Auswirkung auf die Strichverbreitung und/oder das Zusammenziehen haben würde, bevor eine Geschwindigkeit des Druckprozesses angepasst wird. Wenn die Auswirkungen mehr als vernachlässigbar sind, kann eine Geschwindigkeit, mit der sich ein Substrat während eines Druckprozesses um ein Wiederaufschmelzbauteil herum bewegt, erhöht oder verringert werden. Die Art und/oder Größe der Anpassung der Geschwindigkeit kann von den bei einem bestimmten Typ Medium beobachteten und/oder gemessenen Eigenschaften der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens abhängen. Sollwerte für die Geschwindigkeit des Druckprozesses, die bestimmten Medientypen entsprechen, können gespeichert und bei Bedarf automatisch in Druckprozessen verwendet werden.
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Wie in 5 gezeigt, kann eine weitere Ausführungsform von Verfahren eine Einstellung einer Walzentemperatur auf ungefähr 200°C in S500 umfassen. In S505 kann ein Kalibrationsbild erzeugt werden, indem UV-Geltinte unter Verwendung eines Tintenstrahldruckkopfs auf eine Vorderseite oder bildtragende Seite eines Substrats aufgespritzt wird. Das Substrat kann von einem Wiederaufschmelzbauteil mitbewegt werden, das eine beheizte, temperaturgeregelte Oberfläche aufweist, die während eines Druckprozesses eine Rückseite des Substrats berührt. Wenn das Wiederaufschmelzbauteil die Rückseite des Mediums berührt, kann Wärme von dem Wiederaufschmelzbauteil durch das Substrat zu der aufgespritzten Tinte geleitet werden, was dazu führt, dass die Tinte wiederaufschmilzt. Eine UV-Quelle kann verwendet werden, um die Tinte während des Wiederaufschmelzens zu härten, um den Tintenfluss anzuhalten oder zu verringern und das Zusammenziehen zu minimieren oder zu verhindern. Die Tinte kann gehärtet werden, so dass eine kleine Tintenmenge polymerisiert wird, wodurch der Fluss der Tinte beeinflusst wird. Alternativ kann die Tinte von der UV-Quelle derart gehärtet werden, dass ein erheblicher Aneil der wiederaufgeschmolzenen UV-Geltinte polymerisiert wird. Alternativ kann die Tinte bis zu einem endgültig gehärteten Zustand gehärtet werden, oder einer ersten vorläufigen Härtung und einer anschließenden endgültigen Härtung unterzogen werden.
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Ein Zusammenziehen der wiederaufgeschmolzenen und gehärteten UV-Geltinte kann in S510 gemessen werden. Beispielsweise kann ein Inline-Sensor verwendet werden, um die Eigenschaften des Zusammenziehens zu beobachten und Daten über das Zusammenziehen zu erzeugen. Das Zusammenziehen kann analysiert werden, beispielsweise durch Durchführen einer Bildanalyse, um in S512 zu bestimmen, ob ein beobachtetes Zusammenziehen akzeptabel ist, d. h. sich innerhalb eines Zielwerts für das Zusammenziehen oder eines Zielbereichs für das Zusammenziehen befindet. Wenn das beobachtete Zusammenziehen inakzeptabel ist, beispielsweise wenn ein Zusammenziehen beobachtet wird, obwohl kein Zusammenziehen erwünscht ist, kann eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils in S515 verringert werden. Die Größe der Verringerung der Temperatur kann beispielsweise unter Verwendung eines genetischen Algorithmus bestimmt werden. Nachdem die Temperatur in S515 eingestellt wurde, kann in S505 ein weiteres Kalibrierungsbild erzeugt werden.
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Alternativ können in S518 die Eigenschaften der Strichverbreiterung beobachtet und/oder gemessen werden, wenn in S512 bestimmt wurde, dass das Zusammenziehen akzeptabel ist.
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Wenn die Strichverbreiterung inakzeptabel ist, kann in S527 die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils erhöht werden. Beispielsweise kann die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils um einen Betrag erhöht werden, der unter Verwendung eines genetischen Algorithmus bestimmt wurde, und der Prozess kann bei S505 fortgesetzt werden. Wenn in S525 bestimmt wurde, dass die Strichverbreiterung akzeptabel ist, kann in S537 die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, die verwendet wurde, um die akzeptable Strichverbreiterung zu erhalten, als Sollwert gespeichert werden. Der Sollwert kann einem bestimmten Substrattyp, der verwendet wurde, entsprechen.
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In einer Ausführungsform kann eine Position einer UV-Quelle angepasst werden, um eine Verweilzeit, d. h. eine Zeit zwischen einem Beginn des Wiederaufschmelzens der Geltinte und der Aushärtung der wiederaufgeschmolzenen Geltinte zu verändern. Wie in 6 gezeigt, können Verfahren gemäß Ausführungsformen ein Einstellen einer Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils, beispielsweise einer Walzentemperatur auf ungefähr 200°C in S600 umfassen. In S605 kann eine UV-Quelle zum Härten der UV-Geltinte an einer nominalen Position angeordnet werden.
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In S610 kann ein Druck eines Kalibrierungsbilds oder Testbilds durchgeführt werden. Beispielsweise kann UV-härtbare Geltinte auf ein Substrat gespritzt werden, um ein ungehärtetes Bild aus UV-Geltinte zu erzeugen. Eine Rückseite des Substrats, auf das die Tinte gespritzt wird, kann erhitzt werden, damit die Tinte wiederaufschmilzt. In der Nähe einer Wiederaufschmelzzone kann eine UV-Quelle betriebsbereit aufgebaut sein, um die wiederaufgeschmolzene Tinte zu härten. Ein Zusammenziehen der gehärteten UV-Geltinte in S612 kann unter Verwendung von beispielsweise einem Inline-Sensor und/oder einer Bilderzeugungseinrichtung beobachtet und/oder gemessen werden. Beispielsweise kann eine Bildanalyse durchgeführt werden, um die Eigenschaften des Zusammenziehens zu beobachten und zu untersuchen. In S618 können die in S612 erzeugten Daten über das Zusammenziehen verwendet werden, um zu bestimmen, ob das gemessene oder beobachtete Zusammenziehen akzeptabel oder innerhalb eines Zielwerts oder Zielbereichs liegt. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, wenn kein Zusarnrnenziehen vorhanden ist. Durch eine Bildanalyse kann festgestellt werden, dass etwas Zusammenziehen stattgefunden hat, und somit das Zusammenziehen außerhalb eines Zielwerts oder Zielbereichs liegt.
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Wenn das gemessene Zusammenziehen inakzeptabel ist, wird in S620 bestimmt, ob sich die UV-Quelle innerhalb eines Einstellbereichs für die UV-Quelle befindet. Zum Beispiel kann sich die UV-Lampe in einem Einstellbereich befinden, wenn eine Bewegung der UV-Lampe eine merkliche Auswirkung auf das Zusammenziehen oder die Strichverbreiterung hätte. Wenn eine Bewegung der UV-Lampe keine Auswirkungen auf eine beobachtete Strichverbreiterung und/oder ein beobachtetes Zusammenziehen hätte, befindet sich die UV-Quelle nicht in dem Einstellbereich, und es können andere Parameter angepasst werden, um eine Verbesserung der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens zu bewirken, beispielsweise die Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils und, in einer alternativen Ausführungsform, eine Geschwindigkeit des Druckprozesses.
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Wenn sich die UV-Quelle nicht innerhalb eines Einstellbereichs befindet, kann in S626 eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils oder der Walze verringert werden. Die Größe der Temperaturverringerung kann beispielsweise anhand eines genetischen Algorithmus bestimmt werden. Wenn sich die UV-Quelle innerhalb eines Einstellbereichs befindet, kann die UV-Quelle bewegt werden, um einen Zeitraum zwischen einem Beginn des Wiederaufschmelzens und der Anwendung des UV zur Härtung der wiederaufgeschmolzenen Tinte zu verkürzen. Nachdem in S626 oder S628 eine Anpassung durchgeführt wurde, kann in S610 ein weiteres Kalibrierbild erzeugt werden.
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Wenn das beobachtete Zusammenziehen akzeptabel ist, kann in S630 eine Strichverbreiterung gemessen werden. In S635 kann bestimmt werden, ob die Strichverbreiterung akzeptabel ist. Beispielsweise kann eine Strichverbreiterung beobachtet und/oder gemessen werden, um zu bestimmen, ob eine Linienbreite nach dem Wiederaufschmelzen und Härten gleich einem Zielwert der Linienbreite ist. Wenn die Strichverbreiterung nicht akzeptabel ist, kann in S637 bestimmt werden, ob sich die UV-Quelle innerhalb eines Einstellbereichs befindet, oder ob eine Bewegung der UV-Quelle eine Auswirkung auf die Strichverbreiterung hätte. Wenn sich die UV-Quelle nicht innerhalb eines Einstellbereichs der UV-Quelle befindet, kann in S640 eine Temperatur des Wiederaufschmelzbauteils erhöht werden.
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Wenn sich die UV-Quelle innerhalb eines Einstellbereichs der UV-Quelle oder UV-Lampe befindet, kann in S641 die Position der UV-Quelle angepasst werden, um den Zeitraum zwischen einem Beginn des Wiederaufschmelzens und der Anwendung der UV-Strahlung zum Härten der wiederaufgeschmolzenen Geltinte zu verändern. Beispielsweise kann die UV-Quelle in S641 von einer Wiederaufschmelzzone oder einem Punkt, an dem das Wiederaufschmelzen anfängt, weg bewegt werden. Nach dem Anpassen einer Position der UV-Quelle kann in S610 ein weiteres Kalibrierbild erzeugt werden.
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Alternativ kann in S642 ein Sollwert gespeichert werden, wenn sowohl in S618 bestimmt wurde, dass das Zusammenziehen akzeptabel ist als auch in S635 bestimmt wurde, dass die Strichverbreiterung akzeptabel ist. Der Sollwert kann sich beispielsweise auf Daten für die Lampenposition und Temperaturdaten für einen bestimmten Substrattyp beziehen. Die Sollwerte für die Temperatur und/oder die Position der Lampe können beispielsweise einem bestimmten Typ Substrat oder einer bestimmten Art, dieses zu behandeln, oder einer Kombination aus einer UV-Geltinte und einem Substrattyp entsprechen. Beispielsweise kann ein Sollwert neben anderen Substrattypen beschichtetem Etikettenmaterial, beschichtetem Papier, oder Folien entsprechen.
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In einer alternativen Ausführungsform kann eine Geschwindigkeit eines Druckprozesses angepasst werden, um für einen bestimmten Typ Medium die beobachteten und/oder gemessenen Eigenschaften der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens zu verbessern. Anlagen können dafür ausgelegt sein, vor einer Anpassung einer Geschwindigkeit des Druckprozesses zu bestimmen, ob eine solche Anpassung mehr als nur vernachlässigbare Auswirkungen auf die Strichverbreiterung und/oder das Zusammenziehen haben würde. Wenn die Auswirkungen mehr als vernachlässigbar wären, kann eine Geschwindigkeit einer Translationsbewegung eines Substrats um ein Wiederaufschmelzbauteil während eines Druckprozesses mit UV-Geltinte erhöht oder verringert werden. Die Art und/oder Größe der Anpassung der Geschwindigkeit für einen bestimmten Typ Medium kann von den beobachteten und/oder gemessenen Eigenschaften der Strichverbreiterung und/oder des Zusammenziehens abhängen. Sollwerte für die Geschwindigkeit des Druckprozesses, die bestimmten Medientypen entsprechen, können bei Bedarf gespeichert und in Druckprozessen mit UV-Geltinte automatisch angewendet werden.
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Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbreiten von UV-härtbarer Geltinte gemäß Ausführungsformen umfassen ein Einstellen einer Temperatur einer Tintenwiederaufschmelzwalze, ein Spritzen von UV-Geltinte auf ein Substrat unter Verwendung eines Druckkopfs, ein Erhitzen einer Rückseite des Substrats unter Verwendung der Wiederaufschmelzwalze, um ein Wiederaufschmelzen zu verursachen, und ein Härten eines Bilds aus UV-Geltinte unter Verwendung einer UV-Quelle, um ein gehärtetes Bild zu erzeugen. Mindestens eines von einem Zusammenziehen und einer Strichverbreiterung kann Inline gemessen werden, um zu bestimmen, ob eine Temperatur der Walze, eine Position der UV-Quelle und/oder eine Geschwindigkeit des Druckprozesses verändert wird, um das Zusammenziehen und/oder die Strichverbreiterung zu optimieren.
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Akzeptable oder optimierte Temperaturen und/oder Positionen der UV-Quelle können als ein Sollwert, der einem Substrattyp entspricht, gespeichert werden.
