DE102015007325A1

DE102015007325A1 - Transportsystem für einen Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE102015007325A1
Application number: DE102015007325.7A
Authority: DE
Inventors: Othmar Fröhlich; Norbert Moosmann
Original assignee: Durst Phototechnik Digital Technology GmbH
Current assignee: Durst Phototechnik Digital Technology GmbH
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2016-12-15
Also published as: WO2016198159A1

Abstract

Vorrichtung 101 zum Positionieren einer Platte 103, insbesondere einer Glasplatte, umfassend ein Trägersystem 105, welches die Platte 103 in einer Auflageebene 107 entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich hält, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägersystem 105 mindestens ein Linearführungssystem 109, angeordnet ist, welches Mittel zur lösbaren Fixierung 111 der Platte 103 umfasst und mit dieser fixierbar ist, wobei die Platte 103 im fixierten Zustand mit dem Linearführungssystem entlang einer Dimension X bidirektional positioniert werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Positionieren einer Platte, insbesondere einer Glasplatte, umfassend ein Trägersystem, welches die Platte in einer Auflageebene entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich hält, wobei am Trägersystem ein Linearführungssystem angeordnet ist mit dem die Platte entlang der Auflageebene positioniert werden kann.
Wenn im Rahmen dieser Beschreibung von Positionierung gesprochen wird, so ist damit nicht nur die ruhende Anordnung bei einer fixen Position gemeint. Im Begriff Positionierung soll durchaus auch das Hinwegbewegen über eine gewisse Position gemeint sein.
Der Begriff „Mittel” ist im Kontext so zu verstehen, dass kontextbezogen sowohl der Singular als auch der Plural des Begriffs gemeint sein kann.
Herkömmliche Transportvorrichtungen sind bekannt, die mit einem endlosen elastischen Transportband aus Gummi oder Kunststoff ausgestattet sind, welches über zumindest zwei Umlenkrollen, einer Antriebsrolle und einer Spannrolle, deren Rotationsachsen zueinander parallel ausgerichtet sind, geführt, und zwischen den Umlenkrollen ein Gleittisch oder Tragrollen vorgesehen sind über den oder die der Transportband gleitend bzw. rollend abgetragen wird. Derartige Transportvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in Vielfältiger Ausführung bekannt. Sie dienen im Allgemeinen zum Transportieren und Befördern von Werkstücken mit relativ niedrigem Eigengewicht.
Ein elastisches Transportband ist beim Transportieren eines Werkstücks unterschiedlichen Kräften ausgesetzt. Auf den Band wirkt zum Einen eine Zugkraft, die dafür sorgt, dass das Band straff über den Gleittisch oder den Transportrollen gezogen wird. Auf der anderen Seite ist das Band einer Reibkraft ausgesetzt, wenn es über den Gleittisch oder den Rollen geführt wird. Bei elastischen Transportbändern tritt materialbedingt, insbesonders beim Transportieren von Werkstücken mit einem relativ hohen Eigengewicht, auf Grund der auf den Gleittisch oder den Transportrollen wirkenden Gravitationskraft, eine Dehnung des Transportbandes auf, wodurch eine exakte Positionierung nicht in jeder Situation gewährleistet werden kann.
Ein bidirektionaler Betrieb des elastischen Transportbands ist insofern problematisch, da beim Richtungswechsel die Translationsbewegung des Werkstücks in die entgegengesetzte Richtung nicht zeitgleich mit der Rotationsbewegung der Antriebsrolle einhergeht, sondern erst nachdem das elastische Band sich naturgemäß derart verformt hat, d. h. entspannt und/oder gedehnt hat, dass dieser sich in einem Zustand befindet, bei dem die Translationsbewegung einsetzten kann.
Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus auch elastische Transportsysteme bekannt, die ein mit Vakuum beaufschlagbare Öffnungen versehenes Transportband umfassen. Diese Systeme sind geeignet plattenförmige Werkstücke mit relativ niedrigem Eigengewicht beispielsweise bis zu ca. 70 kg in eine Richtung positionsgenau transportieren zu können. Derartige Systeme sind jedoch bekannterweise anfälliger für die oben angeführten Probleme als nicht Vakuum betriebene Systeme, nachdem durch das Vakuum die Reibung zwischen Transportband und Gleittisch auf Grund der zusätzlichen Anpresskraft bei gleichem Eigengewicht gesetzmäßig größer ist.
Die oben genannten Transportsysteme sind daher nicht für die positionsgenaue Führung von plattenförmigen Werkstücken mit einem relativ hohen Eigengewicht geeignet.
Transportbandvorrichtungen haben unter anderem den Nachteil, dass auf Grund von fertigungstechnischen Abweichungen das Transportband, insbesondere Metall-Transportbänder, eine leichte konische Konfiguration aufweisen, im Sinne, dass die Länge des Transportbandes entlang einer Bandseite kürzer ist als auf der anderen Bandseite. Das aus der konischen Konfiguration resultierende Ergebnis ist, dass die Spannung im Band, welches über eine Antriebsrolle und eine Spannrolle geführt wird und deren Rotationsachsen zueinander parallel ausgerichtete sind, größer ist an der Bandseite die kürzer ist als an jener Bandseite die länger ist. Wenn die Rotation der Antriebsrolle erfolgt, kommt es zu einem seitlichen Verlauf des Bandes in Richtung der geringeren Spannung. Zusätzlich resultiert die konische Konfiguration in der Deformierung des Bandes durch die Ausbildung ein oder mehrere Aufwölbungen. Infolgedessen wird die Position eines Werkstücks auf dem Band geändert und die Genauigkeit der Positionierung ist verloren.
Dabei ist klar, dass je breiter das Transportband ist, desto größer tritt das Problem der ungleichen Seitenlängen auf. Das soeben Gesagte ist unter anderem auch Grund für die Annahme, dass zurzeit keine erprobten Bandtransporte mit einer relativ großen Breite, insbesondere über 3 Meter, erhältlich sind, die geeignet wären, Werkstücke bzw. Platten mit ähnlicher Breite über eine Länge von mehreren Metern, bspw. ca. 10 bis 20 Meter oder länger, positionsgenau führen zu können.
Der Glasmarkt ist beispielsweise ein Markt, bei dem bedruckte Glasplatten in derart breiten Formaten gefragt sind. Derartige Glasplatten finden unter anderem Einsatz in der modernen Architektur als fassadenintegrierte dekorative Glasflächen. Glasplatten mit den Maßen von 2,5 × 6 Meter und einer Stärke von 19 mm sind hier gängig, deren Eigengewicht ca. 700 Kilogramm betragen können. Formate von 3,3 × 8 Metern können sogar ein Eigengewicht von über 900 Kilogramm haben.
Aus dem Stand der Technik ist eine Transportvorrichtung für den Transport von Platten bekannt, welche die oben angeführten Nachteile des Bandtransportes lösen kann, nämlich indem ein verstellbarer Tisch mit einer bewegbaren Platte bereitgestellt wird, die sowohl als Trägersystem als auch als Positionierungssystem dient und derart ausgebildet ist, dass plattenförmige Werkstücke von mehreren Hundert Kilogramm geführt werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine zum oben genannten System alternative, einfache Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Positionieren von Platten, insbesondere Glasplatten, mit relativ großen Maßen und Eigengewicht anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 erfüllt. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Varianten der vorliegenden erfinderischen Vorrichtung.
Mit dem erfindungsgemässen System können große Platten, insbesondere Glasplatten mit Maßen von 3,3 × 8 Metern oder größer mit einem entsprechend höherem Eigengewicht in einfacher Weise positionsgenau geführt werden.
Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die zum Positionieren einer Platte, insbesondere einer Glasplatte, umfassend ein Trägersystem, welches die Platte in einer Auflageebene entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich hält, vorgesehen ist.
Die Erfindung kennzeichnet sich darin, dass am Trägersystem mindestens ein Linearführungssystem, angeordnet ist, welches Mittel zur lösbaren Fixierung der Platte umfasst und mit dieser fixierbar ist, wobei die Platte im fixierten Zustand mit dem Linearführungssystem entlang einer Translationsrichtung X bidirektional positioniert werden kann.
Die erfinderische Vorrichtung ist besonders geeignet zum führen von Platten, insbesondere von Glasplatten in einem Tintenstrahldrucker, wo sehr hohe Positionsgenauigkeiten gefragt sind, damit die durch einen Druckkopf ausgestoßene Tintentropfen an der richtigen Position auf die zu bedruckende Oberfläche der Platte auftreffen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach auch einen Tintenstrahldrucker umfassend die oben beschriebene erfinderische Vorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 21 erfüllt, indem ein Tintenstrahldrucker zum Bedrucken einer Platte mit einer zu bedruckenden Oberfläche, insbesondere einer Glasplatte, umfassend ein Druckmodul, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Positionieren der Platte und eine zweite Positionierungseinrichtung bereitgestellt wird, die dazu ausgelegt ist das Druckmodul in vorbestimmter Weise bei konstantem Abstand des Druckmoduls von der Oberfläche der Platte in zwei Dimensionen relativ zueinander bewegen zu können, wobei das Druckmodul mindestens einen Druckkopf mit zumindest einer Düsenreihe umfasst.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Varianten des vorliegenden erfinderischen Tintenstrahldruckers.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auch durch das Verfahren nach Anspruch 38 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Varianten des vorliegenden erfinderischen Verfahrens.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen einer bedruckten Platte mit einem erfindungsgemäßen Tintenstrahldrucker realisiert, wobei die Platte auf der Auflageebene des Trägersystems entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich gehalten wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a) Positionieren und Ausrichten der Platte auf dem Trägersystem vor dem Bedrucken, wobei die Ausrichtung durch Positionierung einer Seitenkante der Platte an die Ausrichtungsmittel an der Plattenzufuhrseite erfolgt
b) Fixieren der Platte mit Mittel zur lösbaren Fixierung
c) Positionieren der Platte von der Plattenzufuhrseite entlang einer Translationsrichtung X hin in den Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers und Bedrucken der Platte mit einer ersten Tintenschicht mittels zumindest einer Düsenreihe

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren im Detail und beispielhaft beschrieben.
1 zeigt eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung 101 in einer Seitenansicht, bei der die Stirnfläche 119 eines Vakuumgreifers in einer bestimmungsgemäßen Arbeitsposition 121 verstellt ist.
2 zeigt die besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung 101 aus 1, bei der die Stirnfläche 119 des Vakuumgreifers in einer Ruheposition 123 verstellt ist.
3 zeigt das Linearführungssystems 109 der besonders bevorzugten Ausführungsform aus 1 in Seitenansicht vergrößert dar.
4 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der in 1 dargestellten Vorrichtung 101 in Draufsicht, wobei das Trägersystem 105, anders als bei 1, modular aufgebaut ist.
5 zeigt eine Seitenansicht einer besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 101, bei der am Trägersystem 105 Ausrichtungsmittel 110 für die Platte 103 angeordnet sind.
6 zeigt eine Seitenansicht einer besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 101, bei der am Führungsschlitten 115 des Linearführungssystems 109 Ausrichtungsmittel 110 für die Platte 103 angeordnet sind.
7 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers 201 in Draufsicht.
8 zeigt eine schematische Darstellung von Verfahrensschritten A bis C eines besonders bevorzugten erfindungsgemässen Verfahrens zum Bedrucken einer ersten Schicht auf eine Glasplatte mit einem Tintenstrahldrucker 201 im Querschnitt in der Draufsicht.
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes eines besonders bevorzugten erfindungsgemässen Verfahrens zum Bedrucken einer zweiten Tintenschicht auf die erste bedruckte Tintenschicht mit dem Tintenstrahldrucker 201 im Querschnitt in der Draufsicht.
10 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Tintenstrahldruckers 201 im Querschnitt in der Draufsicht, welches eine Vorrichtung 101, eine Trocknungseinheit 219 und einen Hochtemperaturofen 231 umfasst.
11 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Tintenstrahldruckers 201 im Querschnitt in der Draufsicht, wobei die Vorrichtung 101 eine Verstelleinrichtung 151 zur automatischen Ausrichtung der Platte umfasst.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung 101 zum Positionieren einer Platte 103, insbesondere einer Glasplatte, ein Trägersystem 105, welches die Platte 103 in einer Auflageebene 107 entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich hält, wobei am Trägersystem 105 mindestens ein Linearführungssystem 109, angeordnet ist, welches Mittel zur lösbaren Fixierung 111 der Platte 103 umfasst und die mit der Platte 103 fixierbar sind, wobei die Platte 103 im fixierten Zustand mit dem Linearführungssystem 109 entlang einer Translationsrichtung X bidirektional positioniert werden kann.
Bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemässen Vorrichtung 101 bzw. des erfindungsgemässen Tintenstrahldruckers 201 bzw. des erfindungsgemässen Verfahrens werden im Folgenden einzeln angeführt. Die 1–11 stellen jeweils besonders bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Vorrichtung 101, einer erfindungsgemässen Tintenstrahldruckvorrichtung 201 bzw. eines erfindungsgemässen Verfahrens dar, in der die im Folgenden einzeln angeführten Ausführungen bzw. Merkmale als Kombination verwirklicht sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 101, wie in 4 dargestellt, umfasst das Linearführungssystem 109 mindestens eine erste Laufschiene 113, die eine Längsachse 122 aufweist, welche im Wesentlichen parallel zur Auflageebene verläuft und die Translationsrichtung X definiert, wobei auf die zumindest eine Laufschiene 113 mindestens ein, vorzugsweise mindestens zwei Führungsschlitten 115 aufliegen und entlang der Längsachse 122 verfahrbar ist oder sind, wobei der zumindest eine Führungsschlitten 115 Mittel zur lösbaren Fixierung der Platte 103 umfasst.
Mittel zur lösbaren Fixierung 111 der Platte 103 können als Vakuumgreifer ausgebildet sein.
Die zumindest eine Laufschiene 113 kann, wie in 3 dargestellt, eine Profilschienenführung 117 aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung 101 weist ein Vakuumgreifer eine Stirnfläche 119 auf, wie beispielsweise in 4 dargestellt, an der eine mit einer Leitung verbundenen Öffnung 120 vorgesehen ist, die mit einem Druck beaufschlagbar ist, wobei die Stirnfläche 119 in einer bestimmungsgemäßen Arbeitsposition 121 zumindest näherungsweise fluchtend zur Auflageebene 107, wie beispielsweise in 1 ersichtlich, positioniert ist, wodurch diese mit der auf die Auflageebene 107 blickende Unterseite der Platte 103 zur Gegenseitigen Anlage gebracht werden kann.
Die Leitung kann mit einem Druckerzeuger verbunden sein, der einen Unterdruck oder Überdruck erzeugen kann.
Der Druckerzeuger kann die Stirnfläche 119 in einem von ihr mit Unterdruck beaufschlagten Zustand zeitgleich in der bestimmungsgemäßen Arbeitsposition 121 halten.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 101 sind am Führungsschlitten 115 Mittel zum Verstellen 118 der Stirnfläche 119 zwischen einer Ruheposition 123 und einer bezüglich der Ruheposition 123 bestimmungsgemäßen Arbeitsposition 121 vorgesehen, wie beispielhaft in 1 bzw. 2 dargestellt, wobei in der Ruheposition 123 die Stirnfläche 119 in der zur Auflageebene 107 senkrechten Richtung gegenüber der Auflageebene 107 beanstandet vorliegt. Derartige Mittel zum Verstellen 118 der Stirnfläche sind beispielhaft in 3 dargestellt.
Das Mittel zum Verstellen 118 der Stirnfläche 119 kann die Stirnfläche 119 in mindestens eine Dimension bidirektional bewegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 101 liegt die gesamte Last der Platte 103 auf dem Trägersystem 105, wodurch das Linearführungssystem 109 nicht dem Eigengewicht der Platte 103 ausgesetzt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 101 ist die Stirnfläche 119 in der bestimmungsgemäßen Arbeitsposition 121 mittels Mittel zum Verstellen 118 als Kraftmittel, wie beispielsweise pneumatischer Kraft und\oder hydraulischer Kraft und/oder Federkraft gegen die Unterseite der Platte 103 beaufschlagt.
Die Vorrichtung 101 kann ein Trägersystem 105 mit gegenüberliegender erster und zweiter Seite umfassen.
Ein Linearführungssystem 109 kann entlang der ersten Seite, wie beispielhaft in 6 dargestellt, oder eines seitlichen Bereiches (1) der ersten Seite oder eines mittleren Bereiches des Trägersystems 105 angeordnet sein. Optional kann ein zweites Linearsystem 109 vorgesehen sein, welches in Bezug auf die erste Seite des Trägersystems 105 gegenüberliegende zweite Seite entlang der zweiten Seite oder eines seitlichen Bereiches der zweiten Seite angeordnet ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 101 ist mit dem ersten Linearführungssystem 109 eine erste Platte 103 und mit dem zweiten Linearführungssystem 109 eine zweite Platte 103 unabhängig voneinander entlang der Translationsrichtung X positionierbar.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Trägersystem 105 als Rollen- oder Kugelrollen-Förderer oder Topfrollen-Förderer oder Topfrollen-Tisch ausgebildet, wobei die Oberseite der Rollen bzw. Kugeln 127 die Auflageebene 107 für die Platte 103 definieren.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung definiert eine Tischplatte eine zweite Ebene, die beanstandet ist von der Auflageebene 107 und bevorzugt zumindest näherungsweise parallel zur Auflageebene 107 ausgerichtet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Trägersystem als Luftkissen-Tisch mit einer Mehrzahl an Öffnungen, aus welchen Luft ausströmen kann, ausgebildet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Linearführungssystem 109 ein Wegmesssystem, mit dem eine Position des zumindest einen Führungsschlittens 115 entlang der zumindest einen Laufschiene 113 ermittelbar ist.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Linearführungssystem 109 als Linearmotor ausgebildet.
Bei der Positionierung des zumindest einen Führungsschlittens 115 entlang der Längsachse 122 kann mit Hilfe des Wegmessystems und ersten Steuerungsmittel eine absolute bidirektionale Wiederholgenauigkeit der Positionierung der Platte 103 von < 3 μm, vorzugsweise < 1 μm, insbesondere bis 10 nm erzielbar sein.
Kommen Wegmessysteme zum Einsatz, die eine Auflösung von 10 nm aufweisen, so kann eine bidirektionale Wiederholgenauigkeit von theoretisch 10 nm erreicht werden. Der limitierende Faktor bei der bidirektionalen Wiederholgenauigkeit der Positionierung der Platte 103 mit dem Linearführungssystem 109 ist das Mittel zur lösbaren Fixierung 111. Es hat sich gezeigt, dass mit ausgewählten gängigen Vakuumgreifern, die eine Stirnfläche 119 aus einem elastischen Material aufweisen, trotz der Verformbarkeit der Stirnfläche 119, eine bidirektionale Wiederholgenauigkeit der Positionierung der Platte 103 von < 3 μm, vorzugsweise < 1 μm, erzielt werden kann.
1 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 101 zum Positionieren einer Platte 103, insbesondere einer Glasplatte, in Seitenansicht. Das Trägersystem 105 liegt in 1 auf einer Bodenplatte 106 auf. Die Vorrichtung 101 umfasst einen Topfrollen-Tisch als Trägersystem 105, wobei die Oberseite der Kugeln 127 der Topfrollen 126 die Auflageebene 107 für die Platte 103 definiert, auf welchen Kugeln 127 die Platte 103 in der Auflageebene 107 entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich gehalten wird. Die Translationsrichtung X entlang der die Platte 103 mittels des Linearführungssystems 109 auf der zumindest einen Laufschiene 113 bidirektional bewegt werden kann ist in 4 ersichtlich, die eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung 101 aus 1 darstellt. Topfrollen 126 weisen bekanntlich frei drehbar in einem Gehäuse gelagerte Kugeln 127 auf. Am Trägersystem 105 entlang eines seitlichen Bereiches einer Seite ist ein Linearführungssystem 109 angeordnet, welches zwei Laufschienen 113 mit Profilschienenführungen 117 umfasst, wobei auf die Laufschienen 113 zwei Führungsschlitten 115 aufliegen (in 1 nicht sichtbar), an denen jeweils mindestens ein Vakuumgreifer als Mittel zur lösbaren Fixierung 111 der Platte 103 vorgesehen ist. Ein Vakuumgreifer weist eine Stirnfläche 119 auf, welche in einer bestimmungsgemäßen Arbeitsposition 121 zumindest näherungsweise fluchtend zur Auflageebene 107 positioniert ist, wodurch diese mit der auf die Auflageebene 107 blickende Unterseite der Platte 103 zur Gegenseitigen Anlage gebracht werden kann.
3 zeigt das in 1 dargestellte Linearführungssystem 109 vergrößert dar. Am Führungsschlitten 115 selbst sind Mittel zum Verstellen 118 der Stirnfläche 119 zwischen einer Ruheposition 123 und einer bezüglich der Ruheposition 123 bestimmungsgemäßen Arbeitsposition 121 vorgesehen, wobei in der Ruheposition 123 die Stirnfläche 119 in der zur Auflageebene 107 senkrechten Richtung gegenüber der Auflageebene 107 beanstandet vorliegt.
In 1 ist die Stirnfläche 119 in der bestimmungsgemässen Arbeitsposition 121 und in 2 ist die Stirnfläche in einer Ruheposition 123 beispielhaft dargestellt.
In 4 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung 101 aus 1 in Draufsicht dargestellt. Das Linearführungssystem 109 weist zwei Laufschienen 113 auf, die jeweils eine Längsachse 122 aufweisen und welche im Wesentlichen parallel zur Auflageebene verlaufen, wobei auf die Laufschienen 113 zwei Führungsschlitten 115 aufliegen und entlang der Längsachse 122 verfahrbar sind, wobei die Längsachse 122 die Translationsrichtung X der Platte 103 definiert. Der Topfrollentisch besteht aus mehreren aneinandergereihten Modulen 125. Dies bietet den Vorteil, dass die Länge des Topfrollentisches individuell an den Kundenanforderungen angepasst werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Trägersystem 105 somit auch modular, d. h. als aneinandergereihte Module 125, aufgebaut sein. Das Linearführungssystem 109 kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform durchgehend, d. h. nicht modular, vorzugsweise einstückig aufgebaut sein. Eine derartige Ausführungsform kann ebenfalls beispielhaft aus 4 entnommen werden.
An der Stirnfläche 119 eines Vakuumgreifers ist eine mit einer Leitung verbundenen Öffnung 120 vorgesehen, die mit einem Druck beaufschlagbar ist. Ist die Stirnfläche 119 mittels Mittel zum Verstellen 118 der Stirnfläche 119 des Vakuumgreifers in der bestimmungsgemässen Arbeitsposition positioniert bzw. verstellt, so wird zum Fixieren der Platte 103 an dem Vakuumgreifer mittels eines Vakuumerzeugers ein Unterdruck erzeugt. Zum Loslösen der Platte 103 vom Vakuumgreifer wird demensprechend mittels des Vakuumerzeugers ein Normaldruck oder Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck erzeugt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind an der Vorrichtung 101 mindestens zwei Ausrichtungsmittel 110 angeordnet, die zur Ausrichtung der Platte 103 auf dem Trägersystem 105 in Bezug auf die zumindest eine Translationsrichtung X bestimmt.
Die Ausrichtungsmittel 110 können als Führungsmittel, vorzugsweise als drehbar lagernde Rollen bzw. zylinderförmige Rollen, ausgebildet sein.
Die Ausrichtungsmittel 110 können mittels Verstellungsmittel 112 in einer zur Längsachse 122 senkrechten Richtung und in einer zur Auflageebene 107 parallele und/oder senkrechten Richtung verstellbar sein.
Der Abstand zweier Ausrichtungsmittel 110 kann mittels weiterer Verstellungsmittel entlang der Längsachse 122 eingestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass unterschiedlich lange Platten 103 in Bezug auf die Translationsrichtung X ausgerichtet werden können.
Die Ausrichtungsmittel 110 können am Trägersystem 105 und/oder am Führungsschlitten 115 verstellbar montiert sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Trägersystem zumindest eine Verstelleinrichtung zur automatischen Positionierung der Platte in einer zur Translationsbewegung X vertikalen Richtung entlang der Auflageebene. Mit der Verstelleinrichtung kann die Platte auf einfache Weise an die Ausrichtungsmittel zur gegenseitigen Anlage angeordnet werden.
11 zeigt beispielhaft eine Verstelleinrichtung 151 mit gegenüberliegender erster und zweiter Seite, die eine Antriebswelle 153 umfasst, an deren Achse mehrere Rollen 155 angeordnet sind, die mit der Antriebswelle 153 fest verbunden sind. Die Antriebswelle 153 ist an der ersten und zweiten Seite drehbar gelagert und ist mit einem Antriebsmotor (nicht aus der Figur ersichtlich) gekoppelt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Verstelleinrichtung ein Führungssystem, der dazu ausgelegt ist die Antriebswelle der Verstelleinrichtung in vorbestimmter Weise in eine zur Auflageebene vertikale Dimension bidirektional bewegen zu können, sodass die Rollen zwischen einer Arbeitsposition und einer zur Arbeitsposition beanstandeten Ruheposition zu verstellbar sind.
In der Arbeitsposition ist die Oberseite der Rollen der Verstelleinrichtung fluchtend zur Auflageebene ausgerichtet, derart, dass die Oberseite der Rollen mit der auf die Auflageebene blickende Unterseite der Platte zur Gegenseitigen Anlage gebracht ist und durch eine Rotation der Antriebswelle die Platte durch die Rollen in einer zur Translationsbewegung X vertikalen Richtung positionierbar ist und dadurch an die Ausrichtungsmittel zur gegenseitigen Anlage werden kann.
5 zeigt ein derartiges Ausrichtungsmittel 110 in Seitenansicht, bei dem das Ausrichtungsmittel 110 am Topfrollentisch im seitlichen Bereich des Topfrollentisches angeordnet ist. Das Ausrichtungsmittel 110 ist als drehbar angeordnete zylinderförmige Rolle ausgebildet. Ist die Vorrichtung 101 mit zwei Ausrichtungsmittel 110 ausgestattet, so kann eine Seitenkante einer rechteckigen Platte 103 in einem zur Translationsrichtung X vorbestimmten und vorzugsweise konstanten Winkel vor der Positionierung ausgerichtet werden. Vorzugsweise sind die beiden Ausrichtungsmittel 110 in einer zur Translationsrichtung X vertikalen Richtung dergestalt positioniert, dass eine Seitenkante der Platte 103 parallel zur Translationsrichtung X ausgerichtet werden kann.
6 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung 101 mit einem Ausrichtungsmittel 110 in Seitenansicht, bei dem das Ausrichtungsmittel 110 an dem Führungsschlitten 115 des Linearführungssystems 109 angeordnet ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 101 kann die Stirnfläche 119 des Vakuumgreifers aus einem elastischem Material, beispielsweise Gummi, bestehen und mit Dichtlippen versehen sein.
Der erfindungsgemäße Tintenstrahldrucker 201 umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 101 zum Positionieren einer Platte 103 mit einer zu bedruckenden Oberfläche. Die Platte 103 ist insbesondere als Glasplatte ausgebildet. Die Vorrichtung 101 kann in einer Ausführungsform realisiert sein, die zumindest eines der oben angeführten Merkmale umfasst.
Der Tintenstrahldrucker 201 umfasst auch ein Druckmodul 203 und eine zweite Positionierungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist das Druckmodul 203 in vorbestimmter Weise bei konstantem Abstand des Druckmoduls 203 von der Oberfläche der Platte 103 in zwei Dimensionen relativ zueinander bewegen zu können, wobei das Druckmodul 203 mindestens einen Druckkopf 205 mit zumindest einer Düsenreihe umfasst.
Die zweite Positionierungseinrichtung kann ein zweites Linearführungssystem 207 umfassen, welches mindestens eine Führungsschiene 209 und das eine in Laufrichtung der mindestens einen Führungsschiene 209 mit Führungselementen 210 versehene und beweglich führbare Druckmodul 203 aufweist, wobei die mindestens eine Führungsschiene 209 dazu ausgelegt ist das Druckmodul 203 in vorbestimmter Weise in eine Dimension Y bidirektional über die gesamte Breite des Trägerssystems 105 scannend bewegen zu können, während dessen gedruckt werden kann, wobei der vom Druckmodul 203 überstreifte Bereiche einen Arbeitsbereich des Druckmoduls 203 definiert.
Die zweite Positionierungseinrichtung mit dem Druckmodul 203 kann entlang dem Trägersystem 105 derart angeordnet sein, dass der Tintenstrahldrucker 201 eine Plattenzufuhrseite 221 und eine Plattenentnahmeseite 223 aufweist.
Die Platte 103 kann eine quadratische, rechteckige oder andere Form haben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 101 im Tintenstrahldrucker 201 sind die Ausrichtungsmittel 110 an der Plattenzufuhrseite 221 angeordnet, wobei die Ausrichtungsmittel 110 in Bezug auf eine Platte 103 mit einer ersten Seitenkante und einer der ersten Seitenkante gegenüberliegenden zweiten Seitenkante mit den Verstellmittel 112 dergestalt einstellbar sind, dass zumindest im Arbeitsbereich des Druckmoduls 203 eine, vorzugsweise beide Seitenkanten nicht die Kugeln 127 oder Topfrollen 126 überdeckt oder überdecken.
Dies hat den Vorteil, dass bei zumindest einer Seitenkante, vorzugsweise beiden Seitenkanten der Platte 103 randlos bzw. über den Rand oder den Rändern hinaus gedruckt werden kann ohne dass die Gefahr besteht, dass an der besagten Seite bzw. Seiten die Auflageebene 107, auf der die Platte 103 aufliegt, beim Bedrucken mit Tinte beschmutzt wird. Insofern sind auch keine aufwendigen Reinigungsvorgänge der Auflageebene 107 nach einem Druckvorgang erforderlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Tintenstrahldruckers 201 ist an der Plattenzufuhrseite 221 ein erster Sensor 213 und optional an der Plattenentnahmeseite 223 ein zweiter Sensor 215 angeordnet, der jeweils als bevorzugt als optischer Sensor, insbesondere als Lichtschranke ausgebildet ist und zum Erfassen einer Vorder- und\oder Rückkante der Platte 103 vorgesehen ist bzw. sind.
7 zeigt eine derartige bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Tintenstrahldruckers 201 in Draufsicht.
Die zweite Positionierungseinrichtung des Tintenstrahldruckers 201 kann ein drittes Linearführungssystem umfassen, der dazu ausgelegt ist das Druckmodul 203 in vorbestimmter Weise in eine dritte Dimension bidirektional bewegen zu können, sodass die Höhe des Druckmoduls 203 relativ zur zu bedruckenden Oberfläche der Platte 103 in einer zur Auflageebene 107 senkrechten Richtung beweglich veränderbar ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Tintenstrahldruckvorrichtung 201 umfasst diese zweite Steuerungsmittel, mit denen die relative Position der Vorder- und\\oder Rückkante der Platte 103 entlang der einen Längsachse 122 relativ zu der zumindest einen Düsenreihe errechnet werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfinderischen Tintenstrahldruckers 201 ist das Druckmodul 203 in einem zumindest teilweise geschlossenen Gehäuse 217 untergebracht, das ein Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers 201 definiert.
Der Tintenstrahldrucker 201 kann eine Trocknungseinheit 219 umfassen, vorzugsweise einen IR und/oder NIR und\oder Heißlufttrockner und/oder einen UV-Trockner.
Die Trocknungseinheit 219 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an der Plattenentnahmeseite 223 angeordnet, wobei diese vorzugsweise beanstandet vom Druckmodul 203 und/oder Gehäuse 217 angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Tintenstrahldruckers 201 ist zwischen dem Gehäuse 217 und der Trocknungseinheit 219 eine tunnelartige Abdeckvorrichtung 225 auf dem Trägersystem 105 vorgesehen, wobei das Trägersystem 105 mit der tunnelartigen Abdeckung 225 eine zumindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig verschlossene Einheit bildet, durch die eine Platte 103 zwischen dem Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers 201 und der Trocknungseinheit 219 transportiert werden kann.
Die Trocknungseinheit 219 kann dabei Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks aufweisen, die zur Absaugung von gasförmigen Tintenkomponenten vorgesehen sind.
7 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Tintenstrahldruckers 201 in Draufsicht, die eine Plattenzufuhrseite 221 und eine Plattenentnahmeseite 223 aufweist. An der Plattenentnahmeseite 223 ist eine Trocknungseinheit 219 angeordnet, wobei zwischen Gehäuse 217 und Trocknungseinheit 219 eine tunnelartige Abdeckung 225 vorgesehen ist, wobei das Trägersystem 105 mit der tunnelartigen Abdeckung 225 eine zumindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig verschlossene Einheit bildet, durch welche die Platte 103 zwischen dem Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers 201 und der Trocknungseinheit 219 transportiert werden kann. Die Trocknungseinheit 219 kann dabei als Infrarottrockner oder Nahinfraroteinheit ausgebildet sein, wenn es darum geht lösungsmittelbasierte und/oder wasserbasierte Tinten zumindest teilweise einzuengen bzw. die flüchtigen Komponenten der Tinte in die gasförmige Phase zu überführen.
Die Trocknungseinheit 219 kann als UV-Trockner ausgebildet sein, wenn es darum geht polymerisierbare Tintenmischungen, insbesondere Acrylat-Tinten zumindest teilweise zu polymerisieren bzw. zu härten.
Die Trocknungseinheit 219 kann dergestalt ausgebildet sein, dass diese sich über die gesamte Breite des Trägersystems 105 erstreckt und fix angeordnet ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Trocknungseinheit 219 als scannende Trocknungs- bzw. Härtungseinheit ausgebildet ist, die sich über einen Bereich oder der gesamte Breite des Trägersystems 105 erstreckt und entsprechend über einen Bereich oder der ganzen Breite des Trägersystems 105 scannend verfahren werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Tintenstrahldruckvorrichtung 201 sind am Gehäuse 217 Mittel zum Erzeugen eines Überdrucks im Inneren des Gehäuses 217 vorgesehen, vorzugsweise zumindest ein einblasender Ventilator mit Staubschutzfilter, sodass das Eindringen von Staubpartikeln und\oder von Abwärme aus der Trocknungseinheit 219 zumindest teilweise, vorzugweise im Wesentlichen vollständig unterbunden wird.
Ganz besonders vorteilhaft und wünschenswert ist eine derartige Ausführungsform, wenn Glasplatten mit relativ großen Ausmaßen bedruckt werden, da der Druckvorgang in solchen Fällen mehrere Minuten dauern kann und sich von Zeit zu Zeit Staubpartikel auf die frisch bedruckte Oberfläche der Glasplatte ablagern können, was zur Folge hat, dass die Bildqualität verschlechtert wird.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der erfindungsgemässe Tintenstrahldrucker 201 Steuerungsmittel, durch welche die Mittel zur Erzeugung eines Überdrucks im Gehäuse 217 und die Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Trocknungseinheit 219 zeitgleich oder intermittierend dergestalt betätigt werden können, dass zumindest teilweise, bevorzugt die ganze Zeit während des Bedruckens und/oder Trocknens zumindest teilweise von Partikeln befreite Luft vom Gehäuse 217 in die Trocknungseinrichtung 219 über die tunnelartige Abdeckung 225 strömen kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Tintenstrahldruckvorrichtung 201 sind zumindest im Arbeitsbereich des Druckmoduls 203 im Gehäuse 217 zwischen den Topfrollen 126 und/oder auf der Oberfläche des Führungsschlittens 115 Tintenaufnahmemittel vorgesehen, welche vorzugsweise als Tintenaufnahmewanne oder saugende Einlage ausgebildet sind, sodass mit diesen über die Seitenkanten einer Platte 103 gedruckte Tinte aufgefangen bzw. aufgenommen werden kann.
In 8 werden in den Darstellungen A–C beispielhaft einzelne Schritte einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bedrucken einer Platte 103 dargestellt. 8 enthält die einzelnen Verfahrensschritte A bis C, die nun im Detail offenbart werden sollen:
Darstellung A:

– Die Platte 103 wird auf einer Auflageebene 107 eines Trägersystems 105 entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich gehalten und auf dem Trägersystem 105 in einem ersten Schritt vor dem Bedrucken positioniert und ausgerichtet, wobei die Ausrichtung durch Positionierung einer Seitenkante der Platte 103 an die Ausrichtungsmittel 110 an der Plattenzufuhrseite 221 erfolgt.

In einem zweiten Schritt wird die Platte 103 mittels Mittel zur Lösbaren Fixierung 111 am Linearführungssystem lösbar fixiert (in 8 nicht gezeigt).
Darstellung B:

– Die Platte 103 wurde in einem dritten Schritt entlang einer Translationsrichtung X hin in den Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers 201 positioniert und mittels der zumindest einen Düsenreihe mit einer ersten Tintenschicht 243 bedruckt.

Darstellung C:

– Nachdem die Platte 103 fertig bedruckt worden ist, wurde sie entlang der Translationsrichtung X in den Wirkungsbereich einer Trocknungseinheit 219, die an der Plattenentnahmeseite 223 des Tintenstrahldruckers 201 angeordnet ist, positioniert und getrocknet. Die Trocknung erfolgt dabei derart, dass die Tinte teilweise oder vollständig getrocknet wird.

Es wurde ein Verfahren zum Herstellen einer bedruckten Platte 103 mit einem erfindungsgemässen Tintenstrahldrucker 201 beschrieben, wobei die Platte 103 auf der Auflageebene 107 des Trägersystems 105 entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich gehalten wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a) Positionieren und Ausrichten der Platte 103 auf dem Trägersystem 105 vor dem Bedrucken, wobei die Ausrichtung durch Positionierung einer Seitenkante der Platte 103 an die Ausrichtungsmittel 110 an der Plattenzufuhrseite 221 erfolgt
b) Fixieren der Platte 103 mit Mittel zur lösbaren Fixierung 111 am Linearführungssystem 109
c) Positionieren der Platte 103 von der Plattenzufuhrseite 221 entlang einer Translationsrichtung X hin in den Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers 101 und Bedrucken der Platte 103 mit einer ersten Tintenschicht mittels zumindest einer Düsenreihe.

Das Verfahren kennzeichnet sich darin, dass die Positionierung entlang der einen Translationsrichtung X mittels eines Linearführungssystem 109 im fixierten Zustand erfolgt.
Nachdem die Platte 103 fertig bedruckt worden ist, kann in einem Schritt d) eine Positionierung der Platte 103 entlang der ersten Translationsrichtung X in den Wirkungsbereich einer Trocknungseinheit 219, die an der Plattenentnahmeseite 223 des Tintenstrahldruckers 201 angeordnet ist, erfolgen.
Die Trocknung der bedruckten ersten Tintenschicht auf der Platte 103 erfolgt in einem Schritt f), wobei die Trocknung derart erfolgt, dass die Tinte teilweise oder vollständig getrocknet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt in Schritt c) bei der Positionierung der Platte 103 hin in den Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers 201 eine Erfassung der Vorderkante der Platte 103 an der Plattenzufuhrseite 221 mittels eines Sensors 213, sodass deren Ist-Position relativ zu der zumindest einer Düsenreihe ermittelt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt in Schritt c) die Positionierung und das Bedrucken der Platte 103 mit dem Tintenstrahldrucker 101, der mit einem scannenden Druckmodul 203, einem Plattenvorschub arbeitet, wodurch eine Scanrichtung Y des Druckmoduls 203 und eine Translationsrichtung X der Platte 103 definiert werden, wobei die Translationsrichtung X und Scanrichtung Y sich unterscheiden und während des Scannens die Platte 103 zumindest zeitweise bedruckt wird, wobei eine Translationsgeschwindigkeit der Platte 103 während des Bedruckens Null ist und eine Scangeschwindigkeit des Druckmoduls 203 während des Bedruckens zumindest zeitweise, bevorzugt die ganze Zeit größer Null ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt in einem weiteren Schritt g) ein Positionieren der Platte 103 von der Trocknungseinheit 219 entlang der ersten Translationsrichtung X in entgegengesetzter Richtung hin in den Wirkungsbereichs des Tintenstrahldruckers 201 eine Erfassung der Vorder- und/oder Rückkante der Platte 103 an der Plattenentnahmeseite 223 und/oder Plattenzufuhrseite 221 mittels eines Sensors 215/213 erfolgt, sodass deren Ist-Position relativ zu der zumindest einen Düsenreihe ermittelt wird und ein Bedrucken der Platte 103 mit einer zweiten Tintenschicht 245 mittels der zumindest einen Düsenreihe erfolgt.
9 zeigt den entsprechenden Verfahrensschritt in Draufsicht, bei dem die erste zumindest teilweise oder vollständig getrocknete Tintenschicht in einem weiteren Schritt mittels der zumindest einen Düsenreihe mit einer zweiten Tintenschicht überdruckt wird.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt g) mit Hilfe des Wegmessystems und den ersten Steuerungsmittel eine absolute bidirektionale Wiederholgenauigkeit der Positionierung der Platte 103 von < 3 μm, vorzugsweise < 1 μm, insbesondere bis 10 nm erzielt wird, wodurch ein positionsgenaues Überdrucken der ersten Tintenschicht mit der zweiten Tintenschicht ermöglicht wird.
Die Möglichkeit des positionsgenauen Überdruckens ist besonders vorteilhaft, wenn ein sehr exaktes Überdrucken gefordert ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein und dasselbe Bild von zwei Seiten in unterschiedlichen Farben sichtbar sein soll: In einem derartigen Fall wird beispielsweise eine transparente Glasplatte in einem ersten Schritt mit einem ersten Bild in einer ersten Farbe gedruckt und anschließend in der Trocknungseinheit 219 teilweise oder vollständig getrocknet. In einem zweiten Schritt wird das Bild mit einer weißen Tinte überdruckt, welche eine Deckschicht bildet. Wie beim ersten Bild, wird die weiße Tintenschicht ebenfalls zumindest teilweise in der Trocknungseinheit 219 getrocknet. In einem weiteren und letzten Druckschritt wird die weiße Tintenschicht mit zwar ein und dasselbe Bild, jedoch einer anderen Farbe überdruckt und anschließend in der Trocknungseinheit 219 getrocknet.
Die Fixierung der Platte 103 kann in einem Seitenbereich der Platte 103 erfolgen.
Die Ausrichtung der Platte 103 mit einer ersten Seitenkante und einer der ersten Seitenkante gegenüberliegenden zweiten Seitenkante kann an der Plattenzufuhrseite 221 im Schritt a) dergestalt erfolgen, dass zumindest im Arbeitsbereich des Druckmoduls 203 eine Seitenkante, vorzugsweise beide Seitenkanten auf dem Topfrollentisch nicht eine Kugel 127 oder Topfrolle 126 überdeckt.
In einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung kann die Platte als Vorlageplatte zum Haltern einer tatsächlich zu bedruckenden Platte vorgesehen sein, derart, dass die tatsächlich zu bedruckende Platte auf die Vorlageplatte aufliegt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der beschriebenen Ausführungsvariante ist die Vorlageplatte mit Vakuum beaufschlagbare Öffnungen versehenes, wodurch die Vorlageplatte und die tatsächlich zu bedruckende Platte zeitgleich lösbar fixierbar sind.
Nach dem Trocknungsvorgang gemäß Schritt f) oder g) kann die zumindest teilweise oder vollständig getrocknete Tintenschicht oder Tintenschichten auf der Glasplatte mittels eines Hochtemperaturofens 231 bei einer Temperatur über 500°C, vorzugsweise zwischen 500 und 750°C, insbesondere zwischen 600 und 700°C eingeschmolzen werden.
Der Schritt des Einschmelzens erfolgt bei einer hierfür designte Tintenzusammensetzung, die eine anorganische Fritte, zumindest ein anorganisches Pigment und zumindest eine Flüssigkeit umfasst.
10 zeigt einen derartigen Hochtemperaturofen 231. Am Trägersystem 105 ist ein zweites Trägersystem 233 aneinanderreiht bzw. nachgereiht, welches der Hochtemperaturofen 231 umfasst. Das Trägersystem 233 mit gegenüberliegender erster und zweiter Seite ist als Rollenförderer ausgebildet und umfasst Rollen 235, die an den Seiten des Trägersystems 231 jeweils an einer Achse 237 drehbar gelagert angeordnet sind, über welche die bedruckten und teilweise oder vollständig getrockneten Glasplatten in den Hochtemperaturofen 231 transportiert werden können.
Es darauf hingewiesen, dass die Bezugszeichen für die Elemente in einer Figur auf gleiche Elemente in einer anderen Figur übertragen werden können und umgekehrt.
Abschließend sei der Ordnung halber darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis der Tintenstrahldruckers 201 und dessen Bestandteile in den Figuren teilweise nicht maßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Claims

Vorrichtung (101) zum Positionieren einer Platte (103), insbesondere einer Glasplatte, umfassend ein Trägersystem (105), welches die Platte (103) in einer Auflageebene (107) entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich hält, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägersystem (105) mindestens ein Linearführungssystem (109), angeordnet ist, welches Mittel zur lösbaren Fixierung (111) der Platte (103) umfasst und mit dieser fixierbar ist, wobei die Platte (103) im fixierten Zustand mit dem Linearführungssystem entlang einer Dimension (X) bidirektional positioniert werden kann.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Linearführungssystem (109) mindestens eine erste Laufschiene (113) umfasst, die eine Längsachse aufweist, welche im Wesentlichen parallel zur Auflageebene (107) verläuft und die Translationsrichtung (X) der Platte 103 definiert, wobei auf die zumindest eine Laufschiene (113) mindestens ein, vorzugsweise mindestens zwei Führungsschlitten (115) aufliegen und entlang der Längsachse (122) verfahrbar ist oder sind, wobei der zumindest eine Führungsschlitten (115) die Mittel zur lösbaren Fixierung der Platte (111) umfasst.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass, das Mittel zur lösbaren Fixierung (111) der Platte (103) als ein oder mehrere Vakuumgreifer ausgebildet ist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Laufschiene (113) eine Profilschienenführung (117) aufweist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der Ansprüche 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Vakuumgreifer eine Stirnfläche (119) aufweist, an der eine mit einer Leitung verbundenen Öffnung (120) vorgesehen ist, die mit einem Druck beaufschlagbar ist, wobei die Stirnfläche (119) in einer bestimmungsgemäßen Arbeitsposition (121) zumindest näherungsweise fluchtend zur Auflageebene (107) positioniert ist, wodurch diese mit der auf die Auflageebene (107) blickende Unterseite der Platte (103) zur Gegenseitigen Anlage gebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (119) des Vakuumgreifers aus einem elastischem Material, beispielsweise Gummi, besteht und mit Dichtlippen versehen ist.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass am Führungsschlitten (115) Mittel zum Verstellen (118) der Stirnfläche (119) zwischen einer Ruheposition (123) und einer bezüglich der Ruheposition (123) bestimmungsgemäßen Arbeitsposition (121) vorgesehen sind, wobei in der Ruheposition (123) die Stirnfläche (119) in der zur Auflageebene (107) senkrechten Richtung gegenüber der Auflageebene (107) beanstandet vorliegt, wobei das Mittel zum Verstellen (118) der Stirnfläche (119) vorzugsweise in mindestens eine Dimension bidirektional bewegt werden kann.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung mit einem Druckerzeuger verbunden ist, der einen Unterdruck oder Überdruck erzeugen kann.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger die Stirnfläche (119) in einem von ihr mit Unterdruck beaufschlagten Zustand zeitgleich in der bestimmungsgemäßen Arbeitsposition (121) halten kann.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Last der Platte (103) auf das Trägersystem (105) aufliegt, wodurch das Linearführungssystem (109) nicht dem Eigengewicht der Platte (103) ausgesetzt ist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (119) in der bestimmungsgemäßen Arbeitsposition (121) mittels der Mittel zum Verstellen (118) als Kraftmittel, wie beispielsweise pneumatischer Kraft und\oder hydraulischer Kraft und/oder Federkraft gegen die Unterseite der Platte (103) beaufschlagt ist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Trägersystem (105) mit gegenüberliegender erster und zweiter Seite umfasst, wobei das zumindest eine Linearführungssystem 109 entlang der ersten Seite oder eines seitlichen Bereiches der ersten Seite oder eines mittleren Bereiches des Trägersystems 105 angeordnet sein und wobei optional ein zweites Linearsystem 109 vorgesehen ist, welches in Bezug auf die erste Seite des Trägersystems 105 gegenüberliegenden zweiten Seite entlang der zweiten Seite oder eines seitlichen Bereiches der zweiten Seite angeordnet ist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersystem (105) modular, d. h. als aneinandergereihte Module (125), aufgebaut ist.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass das Linearführungssystem (109) durchgehend, d. h. nicht modular, vorzugsweise einstückig aufgebaut ist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersystem (105) als Rollen- oder Kugelrollen-Förderer oder Topfrollen-Förderer ausgebildet ist, wobei die Oberseite der Rollen bzw. Kugeln (127) die Auflageebene für die Platte (103) definieren.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Linearführungssystem (109) als Linearmotor ausgebildet ist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Linearführungssystem (109) ein Wegmesssystem umfasst, mit dem eine Position des zumindest einen Führungsschlittens (115) entlang der zumindest einen Laufschiene (113) ermittelbar ist.
Vorrichtung (101) nach den Ansprüchen 16 oder 17 dadurch gekennzeichnet, dass bei der Positionierung des zumindest einen Führungsschlittens 115 entlang der Längsachse mit Hilfe des Wegmessystems und ersten Steuerungsmittel eine absolute bidirektionale Wiederholgenauigkeit der Positionierung der Platte (103) von < 3 μm, vorzugsweise < 1 μm, insbesondere bis 10 nm erzielbar ist.
Vorrichtung (101) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (101) Ausrichtungsmittel (110) angeordnet sind, die zur Ausrichtung der aufgenommenen Platte (103) in Bezug auf die Translationsrichtung (X) bestimmt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsmittel (110) mittels Verstellungsmittel (112) in einer zur Längsachse (122) senkrechten Richtung und in einer zur Auflageebene (107) parallele und/oder senkrechten Richtung verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsmittel (110) am Trägersystem (105) und/oder am Führungsschlitten (115) verstellbar montiert sind.
Tintenstrahldrucker (201) zum Bedrucken einer Platte (103) mit einer zu bedruckenden Oberfläche, insbesondere einer Glasplatte, umfassend ein Druckmodul (203), eine Vorrichtung (101) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 20 und eine zweite Positionierungseinrichtung, die dazu ausgelegt ist das Druckmodul (203) in vorbestimmter Weise bei konstantem Abstand des Druckmoduls (203) von der Oberfläche der Platte (103) in zwei Dimensionen relativ zueinander bewegen zu können, wobei das Druckmodul (203) mindestens einen Druckkopf (205) mit zumindest einer Düsenreihe umfasst.
Tintenstrahldrucker (201) nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Positionierungseinrichtung ein zweites Linearführungssystem (207) umfasst, welches mindestens eine Führungsschiene (209) und das eine in Laufrichtung der Führungsschiene (209) mit Führungselementen (210) versehene und beweglich führbare Druckmodul (203) aufweist, wobei die mindestens eine Führungsschiene (209) dazu ausgelegt ist das Druckmodul (203) in vorbestimmter Weise in eine Dimension (Y) bidirektional über die gesamte Breite des Trägers scannend bewegen zu können, während dessen gedruckt werden kann, wobei der vom Druckmodul 203 überstreifte Bereiche einen Arbeitsbereich des Druckmoduls 203 definiert.
Tintenstrahldrucker (201) nach einem der Ansprüche 22 oder 23 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Positionierungseinrichtung ein drittes Linearführungssystem umfasst der dazu ausgelegt ist das Druckmodul (203) in vorbestimmter Weise in eine dritte Dimension bidirektional bewegen zu können, sodass die Höhe des Druckmoduls (203) relativ zur zu bedruckenden Oberfläche der Platte (103) in einer zur zweidimensionalen Auflageebene (107) senkrechten Richtung beweglich veränderbar ist.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 24 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Positionierungseinrichtung mit dem Druckmodul (203) entlang dem Trägersystem (105) angeordnet ist, derart, dass der Tintenstrahldrucker (201) eine Plattenzufuhrseite (221) und eine Plattenentnahmeseite (223) aufweist.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 25 dadurch gekennzeichnet, dass im Tintenstrahldrucker (201) die Ausrichtungsmittel (110) der Vorrichtung (101) gemäß den Ansprüchen 18 bis 20 an der Plattenzufuhrseite (221) angeordnet sind, wobei die Ausrichtungsmittel (110) in Bezug auf eine Platte (103) mit einer ersten Seitenkante und einer der ersten Seitenkante gegenüberliegenden zweiten Seitenkante mit den Verszellmittel (112) dergestalt einstellt sind, dass zumindest im Arbeitsbereich des Druckmoduls (203) eine, vorzugsweise beide Seitenkanten nicht die Kugeln (127) oder Topfrollen (126) überdeckt oder überdecken.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass an der Plattenzufuhrseite (221) einen ersten Sensor (213) und optional an der Plattenentnahmeseite (223) einen zweiten Sensor (215), der jeweils bevorzugt als optischer Sensor, insbesondere als Lichtschranke ausgebildet ist und zum Erfassen einer Vorder- und\\oder Rückkante der Platte (103) vorgesehen ist bzw. sind.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 27 dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenstrahldrucker (201) zweite Steuerungsmittel umfasst, mit denen die relative Position der Vorder- und\\oder Rückkante der Platte (103) entlang der Translationsrichtung (X) relativ zu der zumindest einen Düsenreihe errechnet werden kann.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmodul (203) in einem zumindest teilweise geschlossenen Gehäuse (217) untergebracht ist, welches ein Wirkungsbereich definiert.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 29 dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenstrahldrucker (201) eine Trocknungseinheit (219) umfasst, vorzugsweise eine IR und/oder NIR und\oder Heißlufttrockner und/oder eine UV-Härtungseinheit.
Tintenstrahldrucker (201) nach Anspruch 30 dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit (219) an der Plattenentnahmeseite (223) angeordnet ist, wobei diese vorzugsweise beanstandet vom Druckmodul (203) und/oder Gehäuse (217) angeordnet ist
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 31 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuse (217) und Trocknungseinheit (219) eine tunnelartige Abdeckvorrichtung (225) vorgesehen ist, wobei das Trägersystem (105) mit der tunnelartigen Abdeckung (225) eine zumindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig verschlossen Einheit bilden, durch die die Platte (103) zwischen Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers (201) und Trocknungseinheit (219) transportiert werden kann.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 32 dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit (219) Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks aufweisen, die zur Absaugung von gasförmigen Tintenkomponenten vorgesehen sind.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 33 dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (217) Mittel zum Erzeugen eines Überdrucks im Inneren des Gehäuses vorgesehen ist oder sind, vorzugsweise zumindest ein einblasender Ventilator mit Staubschutzfilter, sodass das Eindringen von Staubpartikeln und\oder von Abwärme aus der Trocknungseinheit (219) zumindest teilweise, vorzugweise im Wesentlichen vollständig unterbunden wird.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 30 bis 34 dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenstrahldrucker (201) Steuerungsmittel umfasst, durch die die Mittel zur Erzeugung eines Überdrucks im Gehäuse (217) und die Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Trocknungseinheit (219) zeitgleich oder intermittierend dergestalt betätigt werden können, dass ein zumindest teilweise, bevorzugt die ganze Zeit während des Bedruckens und/oder Trocknens zumindest teilweise von Partikeln befreite Luft vom Gehäuse (217) in die Trocknungseinrichtung (219) über die tunnelartige Abdeckung (225) strömen kann.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 35 dadurch gekennzeichnet, dass im Arbeitsbereich des Druckmoduls (203) im Gehäuse (217) zwischen den Topfrollen und optional auf der Oberfläche des Führungsschlittens (115) Tintenaufnahmemittel vorgesehen sind, welche vorzugsweise als Tintenaufnahmewanne oder saugende Einlage ausgebildet sind, sodass mit diesen über die Seitenkanten der Platte (103) gedruckte Tinte aufgefangen bzw. aufgenommen werden kann.
Tintenstrahldrucker (201) nach zumindest einem der Ansprüche 22 bis 36 dadurch gekennzeichnet, dass Steuerungsmittel vorgesehen sind mit denen zumindest ein Verfahren nach den Ansprüchen 38 bis 47 durchgeführt werden kann.
Verfahren zum Herstellen einer bedruckten Platte (103) mit einem Tintenstrahldrucker (201) gemäß zumindest einem der Ansprüche 21 bis 36, wobei die Platte (201) auf der Auflageebene (107) des Trägersystems (105) entlang zumindest einer Translationsrichtung beweglich gehalten wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Positionieren und Ausrichten der Platte (103) auf dem Trägersystem (105) vor dem Bedrucken, wobei die Ausrichtung durch Positionierung einer Seitenkante der Platte (103) an die Ausrichtungsmittel (110) an der Plattenzufuhrseite (221) erfolgt b) Fixieren der Platte (103) mit Mittel zur lösbaren Fixierung (111) am Linearführungssystem (109) c) Positionieren der Platte (103) von der Plattenzufuhrseite 221 entlang einer Translationsrichtung (X) hin in den Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers (101) und Bedrucken der Platte (103) mit einer ersten Tintenschicht (243) mittels zumindest einer Düsenreihe dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung entlang der einen Translationsrichtung X mittels eines Linearführungssystem 109 im fixierten Zustand erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 38 dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt d) eine Positionierung der Platte (103) entlang der ersten Translationsrichtung (X) in den Wirkungsbereich einer Trocknungseinheit (219), die an der Plattenentnahmeseite (223) des Tintenstrahldruckers (201) angeordnet ist, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet, dass eine Trocknung der bedruckten ersten Tintenschicht (243) auf der Platte (103) in einem weiteren Schritt f) erfolgt, wobei die Trocknung derart erfolgt, dass die Tinte teilweise oder vollständig getrocknet wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 40 dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) bei der Positionierung der Platte (103) hin in den Wirkungsbereich des Tintenstrahldruckers (201) eine Erfassung der Vorderkante der Platte (103) an der Plattenzufuhrseite (221) mittels eines Sensors erfolgt, sodass deren Ist-Position relativ zu der zumindest einer Düsenreihe zu ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 oder 41 dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) die Positionierung und das Bedrucken der Platte (103) mit einem Tintenstrahldrucker (101) erfolgt, der mit einem scannenden Druckmodul (203), einem Plattenvorschub arbeitet, wodurch eine Scanrichtung (Y) des Druckmoduls (203) und eine Translationsrichtung (X) der Platte (103) definiert werden, wobei die Translationsrichtung (X) und Scanrichtung (Y) sich unterscheiden und während des Scannens die Platte (103) zumindest zeitweise bedruckt wird, wobei eine Translationsgeschwindigkeit der Platte (103) während des Bedruckens Null ist und eine Scangeschwindigkeit des Druckmoduls (203) während des Bedruckens zumindest zeitweise, bevorzugt die ganze Zeit größer Null ist.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 42 dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (103) gemäß einem weiteren Schritt g) ein Positionieren derselben von der Trocknungseinheit (219) entlang der ersten Translationsrichtung (X) in entgegengesetzter Richtung hin in den Wirkungsbereichs des Tintenstrahldruckers (201) eine Erfassung der Vorder- und/oder Rückkante der Platte (103) an der Plattenentnahmeseite (223) und/oder Plattenzufuhrseite (221) mittels eines Sensors (215/213) erfolgt, sodass deren Ist-Position relativ zu der zumindest einer Düsenreihe zu ermittelt wird und ein Bedrucken der Platte (103) mit einer zweiten Tintenschicht (245) mittels der zumindest einen Düsenreihe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 43 dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt g) mit Hilfe des Wegmessystems und ersten Steuerungsmittel eine absolute bidirektionale Wiederholgenauigkeit der Positionierung der Platte 103 von < 3 μm, vorzugsweise < 1 μm, insbesondere bis 10 nm erzielt wird, wodurch ein positionsgenaues Überdrucken der Bereiche der ersten Schicht mit der erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 44 dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Platte (103) nur in einem Seitenbereich der Platte (103) erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 38 bis 45 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung eine Platte (103) mit einer ersten Seitenkante und einer der ersten Seitenkante gegenüberliegenden zweiten Seitenkante an der Plattenzufuhrseite (221) im Schritt a) dergestalt erfolgt, dass zumindest im Arbeitsbereich des Druckmoduls (203) eine Seitenkante, vorzugsweise beide Seitenkanten auf dem Topfrollentisch nicht eine Kugel (127) oder Topfrolle überdeckt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 40 bis 46 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trockenvorgang gemäß Schritt f) oder g) die zumindest teilweise getrocknete Tintenschicht oder Tintenschichten mittels eines Hochtemperaturofens (231) bei einer Temperatur über 500°C, vorzugsweise zwischen 500 und 750°C, insbesondere zwischen 600 und 700°C eingebrannt wird oder werden.