DE102015215224A1

DE102015215224A1 - Behälterbehandlungsmaschine und Verfahren zur Bedruckung von Behältern

Info

Publication number: DE102015215224A1
Application number: DE102015215224.3A
Authority: DE
Inventors: August Peutl; Florian Lauterbach; Viktor Gette; Andreas Sonnauer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Behälterbehandlungsmaschine (1) zum Bedrucken von Behältern (2), mit einer insbesondere als Karussell ausgebildeten Transporteinrichtung (3) und daran angeordneten Behälteraufnahmen (4) zum Transport der Behälter (2) und mit wenigstens einem Direktdruckkopf (5) zum Aufbringen eines Direktdrucks auf die Behälter (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Direktdruckkopf (5) wenigstens zwei Düsengruppen (51, 52) mit jeweils wenigstens einer Druckdüsenreihe (511, 512, 521, 522) umfasst, wobei die Düsengruppen (51, 52) zum Aufbringen eines mehrfarbigen oder redundanten Direktdrucks unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Bedruckung von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10.
Bei der Kennzeichnung von Behältern kommen alternativ oder zusätzlich zu den bekannten Etikettiermaschinen nun auch Behälterbehandlungsmaschinen mit einem Direktdruckkopf zum Einsatz, bei denen die Behälter direkt bedruckt werden. Ein derartiger Direktdruckkopf arbeitet beispielsweise nach dem Tintenstrahldruckverfahren, wobei mittels einer Vielzahl von Druckdüsen einzelne Tintentropfen auf einen Druckbereich am Behälter aufgebracht werden. Die Druckdüsen sind dabei üblicherweise in einer oder mehreren parallelen Düsenreihen angeordnet und können einzeln angesteuert werden. Damit die Behälter flächig bedruckt werden können, werden diese mittels Behälteraufnahmen gegenüber dem Direktdruckkopf gedreht, so dass eine flächige Bedruckung entsteht.
Für einen mehrfarbigen Druck sind weiter entlang der Transportbahn einer Transporteinrichtung mehrere Direktdruckköpfe angeordnet, die die einzelnen Drucktinten nacheinander auf den Behälterumfang aufbringen.
Eine Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern mit Direktdruckköpfen ist beispielsweise aus der DE 10 2012 213080 A1 bekannt. Dabei werden die Behälter auf einem Karussell in Behälteraufnahmen aufgenommen und entlang einer Transportbahn an stationär angeordneten Direktdruckköpfen mit verschiedenen Drucktinten vorbeigeführt und mehrfarbig bedruckt. Dabei wird der Transport des Behälters jeweils an einer Druckposition vor dem jeweiligen Direktdruckkopf angehalten, der Behälter um seine Längsachse mit der Behälteraufnahme gedreht und flächig bedruckt. Ebenso können die Behälter im kontinuierlichen Betrieb bedruckt werden, ohne dass das Karussell anhält. Bei der Drucktinte handelt es sich beispielsweise um UV-härtende Drucktinte, die nach erfolgter Bedruckung mit einer UV-Lichtquelle ausgehärtet wird.
Die DE 10 2011 113150 A1 offenbart eine Etikettier- und Direktdruckmaschine, mit der ein Teiletikett auf den Behälter aufgebracht und anschließend mit einem Tintenstrahlverfahren bedruckt wird. Die Druckstationen mit den Direktdruckköpfen sind hier am Karussell mitlaufend angeordnet.
Die DE 10 2010 034780 A1 offenbart eine Direktdruckmaschine, bei der mehrere Behandlungsstationen an einem Karussell angeordnet sind. In den Behandlungsstationen werden die Behälter jeweils mittels einer Verfahreinheit zu den einzelnen, übereinander angeordneten Behandlungsmodulen verfahren und dort bedruckt.
Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist, dass die bekannte Drucktechnik einen entsprechenden Platz benötigt und dennoch sehr genau zueinander justiert werden muss, um eine hohe Druckqualität zu gewährleisten. Zudem werden für den mehrfarbigen Druck entsprechend lange Taktzeiten benötigt, um die einzelnen Drucktinten auf den Behälter aufzubringen. Daher sind die bekannten Behälterbehandlungsmaschinen entsprechend kostenaufwändig, um eine hohe Druckqualität zu gewährleisten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Behälterbehandlungsmaschine und ein Verfahren zur Bedruckung von Behältern bereitzustellen, die einen geringeren Bauraum und weniger Justage erfordert aber dennoch eine hohe Druckqualität gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einer Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 mit dem kennzeichnenden Teil gelöst, gemäß dem der Direktdruckkopf wenigstens zwei Düsengruppen mit jeweils wenigstens einer Druckdüsenreihe umfasst, wobei die Düsengruppen zum Aufbringen eines mehrfarbigen oder redundanten Direktdrucks unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgbar sind.
Dadurch, dass der Direktdruckkopf zwei Düsengruppen umfasst, die unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgbar sind, kann dieser anstelle von zwei bisher getrennten Direktdruckköpfen eingesetzt werden; beispielsweise zum Aufbringen von zwei unterschiedlichen Drucktinten oder zur redundanten Abgabe derselben Drucktinte mit beiden Düsengruppen. Da die Düsen der beiden Düsengruppen zueinander bereits im Direktdruckkopf justiert sind, erfordert dies bei der Installation oder der Wartung der Behälterbehandlungsmaschine einen geringeren Justageaufwand. Ferner benötigt der Direktdruckkopf mit den getrennt versorgbaren Düsengruppen weniger Bauraum als die zwei getrennten Direktdruckköpfe. Dadurch ist der Platzbedarf der Behälterbehandlungsmaschine geringer, was sich entsprechend günstig auf die Anschaffungs- und Betriebskosten auswirkt.
Die Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Behälterbehandlungsmaschine kann einer Abfüllanlage zum Abfüllen eines Produkts in die Behälter und/oder einem Verschließer nachgeordnet sein.
Die Behälterbehandlungsmaschine kann dem Füllprozess aber auch vorgeschaltet sein und/oder einem Behälterherstellungsprozess direkt nachgeschaltet sein.
Die Behälter können dazu vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Im Allgemeinen können die Behälter für jegliche fließfähige bzw. abfüllbare Medien vorgesehen sein. Die Behälter können aus Kunststoff, Glas und/oder Metall bestehen, aber auch hybride Behälter mit Materialmischungen sind denkbar. Die Behälter können Flaschen, Dosen und/oder Tuben sein. Die Behälter können Formbehälter mit wenigstens einer von der Rotationssymmetrie um die Behälterlängsachse abweichenden Oberfläche sein. Die Formbehälter können wenigstens einen reliefartigen Oberflächenbereich umfassen.
Die Transporteinrichtung kann insbesondere als Karussell ausgebildet sein, dass um eine vertikale Achse drehbar ist. “Vertikal“ kann hier bedeuten, dass dies die Richtung ist, die auf den Erdmittelpunkt gerichtet ist. Die Behälteraufnahmen können vorzugsweise am Umfang des Karussells angeordnet sein. Die Transporteinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Behälter während der Bedruckung an vorgegebenen Druckpositionen gegenüber einem Direktdruckkopf feststehend zu positionieren. Ebenso ist denkbar, dass die Transporteinrichtung dazu ausgebildet ist, die Behälter während des Bedruckens entlang der Transportbahn oder einer Druckbahn zu verfahren. Dadurch können insbesondere ebene Druckbereiche an Formbehältern mit der Verfahrbewegung entlang der Bahn bedruckt werden.
Denkbar ist, dass die Behälterbehandlungsmaschine ein Verteilerkarussell umfasst, an dem mehrere der Transporteinrichtungen als Satellitenkarussells angeordnet sind, wobei jedem Satellitenkarussell mehrere Direktdruckköpfe mit jeweils zwei unabhängig mit Drucktinte versorgbaren Düsengruppen zugeordnet sind. Jeweils einem Satellitenkarussell können Direktdruckköpfe zum Aufbringen verschiedener Drucktinten oder nur einer Drucktinte zugeordnet sein. Durch die Anordnungen des Verteilerkarussells mit mehreren Satellitenkarussells kann der Maschinendurchsatz weiter gesteigert werden.
Die Behälteraufnahmen können zur flächigen Bedruckung des Behälters dazu ausgebildet sein, die Behälter während der Bedruckung gegenüber dem Direktdruckkopf zu verschieben und/oder oder zu verdrehen. Insbesondere können die Behälteraufnahmen dazu ausgebildet sein, die Behälteroberfläche senkrecht und/oder parallel zu einer Druckrichtung des Direktdruckkopfs zu verfahren bzw. zu verdrehen. „Druckrichtung des Direktdruckkopfs“ kann hier bedeuten, dass dies die Abgaberichtung der Drucktropfen aus dem Direktdruckkopf ist. Die Behälteraufnahmen können eine Zentrierglocke, einen Drehteller, eine Verfahreinheit und/oder einen Direktantrieb umfassen.
Der Direktdruckkopf kann mit einem Digital- bzw. Tintenstrahldruckverfahren arbeiten, bei dem die Drucktinte mittels einer Vielzahl von Druckdüsen an den Behälter abgegeben wird. „Tintenstrahldruckverfahren“ kann bedeuten, dass in Kammern einer Druckdüse ein plötzlicher Druckanstieg über Piezo- oder Thermoelemente derart erzeugt wird, dass eine kleine Menge an Druckflüssigkeit durch die Druckdüsen gedrückt und als Drucktropfen an den Behälter abgegeben wird. Jede Druckdüse kann dazu ausgebildet sein, einen Druckpunkt auf dem Behälter zu erzeugen. Der Direktdruckkopf kann eine Anzahl von Druckdüsen in einem Bereich von 100–10000, insbesondere in einem Bereich von 500–1024 Düsen aufweisen. Die Druckdüsen können je Düsengruppe in einer oder mehreren parallelen Düsenreihen angeordnet sein (beispielsweise 1–8), die insbesondere parallel zur Behälterachse angeordnet sind. Die Düsenreihen einer Düsengruppe können zueinander einen Versatz in Richtung der Düsenreihen aufweisen, der dem Abstand von zwei benachbarten Druckdüsen einer Düsenreihe dividiert durch die Anzahl der Düsenreihen je Düsengruppe entspricht. Dadurch kann die Auflösung einer Düsengruppe erhöht werden. Die Druckdüsen einer Düsengruppe können derart beabstandet sein, dass der Direktdruck eine Auflösung von 100–600 dpi (dots per inch) in Richtung der Düsenreihen aufweist. Denkbar ist, dass jede Düsengruppe aus einem oder mehreren separaten Druckchips besteht, beispielsweise vom Typ FUJIFILM SAMBA.
Bei einem mehrfarbigen Druck können die mindestens zwei Düsengruppen mit jeweils einer Tintenversorgungseinheit verbunden sein, wobei die Tintenversorgungseinheiten dazu ausgebildet sind, den Düsengruppen entsprechende Drucktinten aus verschiedenen Vorräten zuzuführen. Die Tintenversorgungseinheiten können jeweils einen Schlauch, eine Pumpe und/oder einen Tank umfassen. Die Drucktinte kann eine Tinte mit einer bestimmten Farbe, wie beispielsweise Cyan, Magenta, Gelb, Blau, Rot, Grün, Weiß oder Schwarz sein. Denkbar sind auch Sonderfarben, beispielsweise aus dem Farbsystem Pantone oder RAL. Der Direktdruckkopf kann für den mehrfarbigen Direktdruck mit mehreren Tintenversorgungseinheiten verbunden sein, die für Drucktinten unterschiedlicher Farbe vorgesehen sind. Ebenso kann der Direktdruckkopf für ein redundantes Aufbringen des Direktdrucks mit einer oder mehreren Tintenversorgungseinheiten verbunden sein, die für dieselbe Drucktinte vorgesehen sind.
Die zwei Düsengruppen können in einer Düsenplatte des Direktdruckkopfs angeordnete sein. Durch die Integration der Düsengruppen in eine Düsenplatte ist die Ausrichtung der Düsen zueinander sichergestellt.
Der Direktdruckkopf und/oder eine Behälteraufnahme können zur Erhöhung der Auflösung des Direktdrucks mittels einer Verschiebeeinheit in Richtung der Düsenreihen verschiebbar sein. Dadurch kann die Auflösung ohne hohen Aufwand weiter gesteigert werden. Die Verschiebeeinheit kann zwischen dem Direktdruckkopf und einer stationären Halterung, einer Behandlungsstation oder dem Karussell ausgebildet sein. Die Verschiebeeinheit kann mittels einer digitalen Schnittstelle von einer Maschinensteuerung steuerbar sein. Beispielsweise kann die Verschiebeeinheit ein Linearmotor sein, der insbesondere eine Führungsschiene und einen Spindelantrieb umfasst.
Die Verschiebeeinheit kann dazu ausgebildet sein, den Direktdruckkopf oder die Behälteraufnahme um den Abstand von zwei benachbarten Druckpunkten einer Düsengruppe multipliziert mit dem Faktor 0,5 + k zu verschieben, wobei k ein positive oder negative Ganzzahl oder Null ist. Insbesondere kann die Verschiebeeinheit dazu ausgebildet sein, den Direktdruckkopf oder die Behälteraufnahmen um den halben Abstand zweier benachbarter Druckpunkte einer Düsengruppe zu verschieben. Dadurch wird die Auflösung des Direktdrucks verdoppelt. Dabei kann die Verschiebeeinheit für mehrere Direktdruckköpfe bzw. mehrere Behälteraufnahmen gemeinsam oder mehrere Verschiebeeinheiten für jeweils einen Direktdruckkopf bzw. eine Behälteraufnahme vorgesehen sein. Die zwei benachbarten Druckpunkte können den zwei Düsen einer Düsengruppe entsprechen, die in Richtung der Düsenreihen der Düsengruppe aufeinander folgend angeordnet sind und dazu vorgesehen sind, die zwei benachbarten Druckpunkte auf dem Behälter zu drucken.
Die Verschiebeeinheit kann ein Piezo-Aktuator sein. Piezo-Aktuatoren, sind besonders für kleine Bewegungen geeignet und verschleißarm aufgebaut. Dadurch arbeiten sie mit einer hohen Genauigkeit und sind besonders kostengünstig.
Die Transporteinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Behälteraufnahmen in einem Grobraster entsprechend dem Abstand zweier benachbarter Direktdruckköpfe und in einem Feinraster entsprechend dem Abstand der zwei Düsengruppen zu bewegen. Dadurch ist keine separate Verfahreinheit notwendig, um die Direktdruckköpfe oder die Behälteraufnahmen an die zwei Druckpositionen des Direktdruckkopfs zu verfahren und die Behälterbehandlungsmaschine ist dadurch entsprechend kostengünstiger aufgebaut.
Eine Verfahreinheit an der Transporteinrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Direktdruckkopf oder eine Behälteraufnahme in einem Grobraster entsprechend dem Abstand zweier benachbarter Direktdruckköpfe und/oder in einem Feinraster entsprechend dem Abstand der zwei Düsengruppen zu bewegen. Dadurch kann eine Druckstation mit einem oder mehreren Direktdruckköpfen mitlaufend an der Transporteinrichtung angeordnet sein.
Darüber hinaus stellt die Erfindung mit dem Anspruch 10 ein Verfahren zur Bedruckung von Behältern bereit, wobei die Behälter mit Behälteraufnahmen einer insbesondere als Karussell ausgebildeten Transporteinrichtung transportiert und auf die Behälter mit einem Direktdruckkopf ein Direktdruck aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass für einen mehrfarbigen oder redundanten Direktdruck wenigstens zwei Düsengruppen des Direktdruckkopfs mit jeweils wenigstens einer Druckdüsenreihe unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgt werden.
Dadurch, dass wenigstens zwei Düsengruppen des Direktdruckkopfs unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgt werden, kann der Direktdruckkopf anstelle von bisher zwei oder mehreren Direktdruckköpfen eingesetzt werden. Beispielsweise können zwei unterschiedliche Drucktinten oder dieselbe Drucktinte mit beiden Düsengruppen redundant an den Behälter abgegeben werden. Da die Düsengruppen im Direktdruckkopf zueinander justiert sind, müssen diese bei der Installation oder der Wartung nicht mehr ausgerichtet werden. Ferner ist bei dem Verfahren der Platzbedarf für die Bedruckung der Behälter geringer, was sich entsprechend günstig auf die Anschaffungs- und Betriebskosten auswirkt.
Der Direktdruckkopf oder ein zu bedruckende Behälter kann zur Erhöhung der Auflösung des Direktdrucks zwischen zwei Druckvorgängen mittels einer Verschiebeeinheit in Richtung der Düsenreihen verschoben werden. Dadurch wird die Qualität des Direktdrucks ohne hohen Aufwand verbessert und es kann vor Ort flexibel zwischen unterschiedlichen Druckauflösungen gewählt werden.
Ein zu bedruckender Behälter kann zunächst mit der ersten Düsengruppe bedruckt werden, wonach der Direktdruckkopf oder der Behälter um ein Feinraster entsprechend dem Abstand der zwei Düsengruppen verfahren wird und dann der Behälter mit der zweiten Düsengruppe bedruckt wird. Dadurch befindet sich der Behälter beim Bedrucken an der für die jeweilige Düsengruppe optimalen Druckposition, wodurch die Druckqualität gesteigert wird.
Ein zu bedruckender Behälter kann mit dem Direktdruckkopf bedruckt werden, wonach der Direktdruckkopf oder der Behälter um ein Grobraster entsprechend dem Abstand zweier benachbarter Direktdruckköpfe verfahren wird. Wird der Direktdruckkopf verfahren, so kann der Behälter in einer Druckstation kontinuierlich transportiert und dabei mit den verschiedenen Direktdruckköpfen bedruckt werden. Wird dagegen der Behälter verfahren, so ist es möglich die Direktdruckköpfe stationär an einer Maschinenbasis oder an der Transporteinrichtung anzubringen und damit die Versorgungsleitungen einfacher auszuführen.
Beim gleichzeitigen Drucken mit beiden Düsengruppen auf einen Behälter kann der Abstand des Direktdruckkopfs zum Behälter und/oder der Abstand zwischen den zwei Düsengruppen berücksichtigt werden, um einen Versatz von auf den Behälter auftreffenden Tintentropfen auszugleichen. Dadurch ist es möglich den tatsächlichen Auftreffpunkt der Tintentropfen auf dem Behälter vorherzusagen und dadurch das Druckbild zu verbessern. Denkbar ist hier, dass die Düsengruppen des Direktdruckkopfs aufgrund einer Vorhersageberechnung der Auftreffpunkte angesteuert werden. Dies kann mit einer Maschinensteuerung durchgeführt werden, die beispielsweise mit dem Verfahren nach der DE 10 2011 086 015 A1 arbeitet.
Das in Bezug auf die Ansprüche 10–14 beschriebene Verfahren zur Bedruckung von Behältern kann mit einer Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 1–9 durchführbar sein und/oder die zuvor bezüglich der Behälterbehandlungsmaschine beschriebenen Merkmale einzeln oder in beliebigen Kombinationen umfassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern in einer Draufsicht als Übersicht;
2A–2B eine Detailansicht des Direktdruckkopfs mit zwei Düsengruppen aus der 1 in einer perspektivischen Ansicht;
3 ein Detail des Ausführungsbeispiels der 1 in einer Draufsicht, wobei die Behälter im Grob- und im Feinraster transportiert und bedruckt werden;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern in einer Draufsicht; und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine zur Bedruckung von Behältern in einer Draufsicht.
In der 1 ist eine Übersicht einer Behälterbehandlungsmaschine 1 zur Bedruckung von Behältern 2 mit Direktdruckköpfen 5 _A–5 _D in einer Draufsicht dargestellt. Zu sehen ist, dass von dem Verteilerkarussell 10 die Behälter 2 mittels eines Einlaufsterns 11 an die als Karussell ausgebildete Transporteinrichtung 3 übergeben werden. Dort werden sie in den Behälteraufnahmen 4 jeweils mit einem Drehteller und einer Zentrierglocke aufgenommen (hier im Detail nicht dargestellt). Mit den Behälteraufnahmen 4 werden die Behälter 2 zunächst an der Primer-Station 8 vorbehandelt, dann zu den einzelnen Druckpositionen gegenüber den Direktdruckköpfen 5 _A–5 _D verfahren und dort jeweils mit zwei Druckfarben bedruckt. Dazu sind die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D mit hier nicht dargestellten Tintenversorgungseinheiten verbunden, die jeden der Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D mit zwei Drucktinten unterschiedlicher Farben versorgen. Beispielsweise werden der Direktdruckkopf 5 _A mit den Farben Weiß und Gelb, der Direktdruckkopf 5 _B mit den Farben Magenta und Cyan, der Direktdruckkopf 5 _C mit der Farbe Schwarz und einer ersten Sonderfarbe und Direktdruckkopf 5 _D mit einer zweiten Sonderfarbe und einem Schutzlack versorgt. Danach werden die Behälter 2 mit der Aushärteeinrichtung 9 ausgehärtet und mit dem Auslaufstern 12 an das Verteilerkarussell 10 zurückgegeben. Das Verteilerkarussell 10 bzw. die Transporteinrichtung 3 drehen sich in der Richtung R₂ bzw. R₁ um ihre jeweiligen vertikalen Achsen. Denkbar, jedoch nicht erfindungsrelevant ist hier, dass an dem Verteilerkarussell 10 mehrere Transporteinrichtungen 3 mit entsprechenden Primer-Stationen 8, Direktdruckköpfen 5 und Aushärteeinrichtungen 9 als Satelliten angeordnet sind.
Zu sehen ist weiter, dass die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D stationär an der Transporteinrichtung 3 angeordnet sind. Hierzu sind an der Maschinenbasis entsprechende Halterungen für die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D vorgesehen (hier nicht dargestellt). Zur Auflösungserhöhung ist zwischen jedem der Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D und der entsprechenden Halterung eine Verschiebeeinheit 6 mit einem Piezo-Aktuator angeordnet (nachfolgend anhand der 2A–2B genauer beschrieben).
Beim Bedrucken werden die Behälter 2 jeweils an den Druckpositionen der Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D zum Stehen gebracht, mittels der Behälteraufnahmen 4 gedreht und dabei von den Direktdruckköpfen 5 _A–5 _D bedruckt. Dabei kann die gesamte Behälteroberfläche bedruckt werden. Denkbar ist, dass Formbehälter mit nicht-rotationssymmetrischer Oberfläche alternativ oder zusätzlich beim Bedrucken mit der Transporteinrichtung 3 weiter transportiert werden (hier nicht dargestellt).
Des Weiteren ist die Maschinensteuerung 13 gezeigt, die die gesamte Behälterbehandlungsmaschine 1 einschließlich ihrer Komponenten steuert und regelt.
In den 2A–2B ist der Direktdruckkopfs 5 _A aus der 1 mit zwei unabhängig voneinander versorgbaren Düsengruppen 51, 52 in einer perspektivischen Ansicht genauer dargestellt. Die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D der vorangegangenen und nachfolgenden Figuren sind dementsprechend genauso aufgebaut. Zu sehen ist der Direktdruckkopf 5 _A mit dem Gehäuse 57, den Tintenzufuhrleitungen 55 _I, 56 _I, den Tintenrückführleitungen 55 _O, 56 _O und der Düsenplatte 53, in der getrennt mit Drucktinte versorgbare Düsengruppen 51 und 52 ausgebildet sind. Desweiteren ist die Verschiebeeinheit 6 mit einem Piezo-Aktuator zu sehen, mit der der gesamte Direktdruckkopf 5 _A zur Erhöhung der Druckauflösung entlang der Richtung R₃ um den halben Abstand T zweier Druckpunkte verschoben werden kann.
In der Düsenplatte 53 sind hier zwei Düsengruppen 51 und 52 im Abstand U mit jeweils zwei Düsenreihen 511, 512 bzw. 521, 522 ausgebildet. Wie genauer im Detail D (2B) zu sehen ist, weisen die Düsenreihen 511, 512 jeweils linear im Abstand S angeordnete Druckdüsen 54 auf. Die Düsenreihen 511, 512 verlaufen im Abstand V parallel zueinander und sind zur Erhöhung der Druckauflösung in Richtung der Düsenreihen 511, 512 um den Abstand T versetzt. Anders ausgedrückt werden die Druckpunkte entlang der Düsengruppe 51 abwechselnd von den beiden Düsenreihen 511, 512 gedruckt und der Abstand der Druckpunkte auf dem Behälter 2 entspricht dem Abstand T von zwei aufeinanderfolgenden Druckdüsen 54 in Richtung der Düsengruppe 51.
Die Düsengruppe 52 ist entsprechend genauso aufgebaut und kann zusätzlich in Richtung der Düsenreihen 511, 522 gegenüber der Düsengruppe 51 versetzt sein. Dadurch werden die Druckfarben nicht übereinander sondern nebeneinander auf dem Behälter 2 aufgebracht wodurch die von einem Betrachter empfundene Druckauflösung höher ist. Denkbar ist, dass die Düsengruppen 51, 52 zueinander um die Hälfte oder ¼ des Abstands T in Richtung der Düsenreihen 521, 522 versetzt sind.
Die Düsengruppe 51 wird mit der Tintenzufuhrleitung 55 _I mit Drucktinte, beispielsweise der Farbe Weiß, versorgt. Um ein Eintrocknen im Direktdruckkopf 5 _A zu vermeiden wird die Drucktinte ständig über die Tintenzufuhrleitung 55 _I und die Tintenrückführleitung 55 _O mittels einer hier nicht dargestellten Pumpe umgewälzt.
Die Düsengruppe 52 wird davon unabhängig über die Tintenzufuhrleitung 56 _I mit Drucktinte, beispielsweise der Farbe Gelb, versorgt. Die Drucktinte wird ebenfalls zur Vermeidung einer Eintrocknung über die Tintenzufuhrleitung 56 _I und die Tintenrückführleitung 56 _O mittels einer weiteren hier nicht dargestellten Pumpe umgewälzt.
Zum Steigern der Druckauflösung wird zunächst der Behälter 2 im gesamten Druckbereich bedruckt, dann wird der Direktdruckkopf 5 _A mittels der Verschiebeeinheit 6 um den halben Abstand T entlang der Düsenreihen 511, 512 verschoben und dann im gesamten Druckbereich erneut bedruckt. Denkbar ist auch ein noch feineres Verschieben des Direktdruckkopfs 5 _A, beispielsweise um ¼ des Abstands T.
Dadurch, dass die zwei Düsengruppen 51 und 52 des Direktdruckkopfs 5 _A unabhängig voneinander mit Drucktinten versorgbar sind, kann der Bauraum an der zuvor in der 1 dargestellten Behälterbehandlungsmaschine 1 verringert werden. Zusätzlich sind die Düsen 54 der Düsengruppen 51 und 52 zueinander in einem festen Raster in der Düsenplatte 53 angeordnet, so dass sie weder bei der Inbetriebnahme noch bei einer Wartung zueinander justiert werden müssen. Dadurch benötigt die Behälterbehandlungsmaschine 1 besonders wenig Platz und ist weniger kostenaufwändig.
In der 3 ist ein Detail des Ausführungsbeispiels der 1 in einer Draufsicht dargestellt, wobei die Behälter 2 im Grobraster G und im Feinraster F transportiert und bedruckt werden.
Zu sehen ist, dass der in der 3 linke Behälter 2 zunächst mit der Transporteinrichtung 3 an die Druckposition P₁ transportiert und dort zum Stillstand gebracht wird. Dort wird er mit der Behälteraufnahme 4 gedreht und dabei mit der ersten Düsengruppe 51 des Direktdruckkopfs 5 _A, beispielsweise mit der Farbe Weiß bedruckt.
Anschließend wird der Behälter 2 mit der Transporteinrichtung 3 um das Feinraster F weiterverfahren, das mit dem zuvor in der 2 gezeigten Abstand U der beiden Düsengruppen 51, 52 korreliert. Nun wird der Behälter an der Druckposition P₂ erneut mit der Behälteraufnahme 4 gedreht und dabei mit der zweiten Düsengruppe 52 des Direktdruckkopfs 5 _A, beispielsweise mit der Farbe Gelb bedruckt.
Weiter wird der Behälter 2 mit der Transporteinrichtung 3 im Grobraster G zum Direktdruckkopf 5 _B transportiert, dort aus der ersten Düsengruppe 51, beispielsweise mit der Farbe Magenta bedruckt, erneut um das Feinraster F verfahren und aus der zweiten Düsengruppe 52, beispielsweise mit der Farbe Cyan bedruckt. Dabei wird der Behälter 2 jeweils mit der Behälteraufnahme 4 gedreht.
Folglich kann sowohl die Transport- als auch die Verfahrbewegung zu den jeweiligen Düsengruppen 51, 52 von der Transporteinrichtung 3 übernommen werden. Dadurch werden weniger Komponenten in der Behälterbehandlungsmaschine 1 benötigt und diese ist so besonders kostengünstig aufgebaut.
In den 1–3 können die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _D zum gleichzeitigen Bedrucken verschiedener Behälter 2 eingesetzt werden.
In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine 1 zur Bedruckung von Behältern 2 in einer Draufsicht dargestellt. Die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _C sind hier mit dem in der 3 gezeigten Direktdruckkopf identisch. Allerdings sind die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _C hier im Unterschied zum Ausführungsbeispiel in den 1 und 3 in mehreren Gruppen 50 am Karussell 3 mitlaufend angeordnet und werden zum Druck der unterschiedlichen Farben mittels einer Verfahrenheit 13 gegenüber den Behälteraufnahmen 4 verfahren.
Zu sehen ist, dass die Behälter 2 mit dem Zulaufstern 11 an die Behälteraufnahmen 4 des Karussells 4 übergeben werden und dann kontinuierlich entlang der Richtung R₁ transportiert werden.
Die Verfahreinheit 13 verfährt nun die Gruppen 50 so, dass der Direktdruckkopf 5 _A einer Gruppe 50 zu einem Behälter 2 zum Bedrucken positioniert ist. Anschließend wird der Behälter 2 mit der Behälteraufnahme 4 gedreht und dabei mit dem Direktdruckkopf 5 _A aus der ersten Düsengruppe 51 mit einer ersten Farbe bedruckt. Die Verfahreinheit 13 verfährt anschließend den Direktdruckkopf 5 _A im Feinraster so, dass der Behälter 2 aus der zweiten Düsengruppe 52 ebenfalls bedruckt wird. Danach wird die Gruppe 50 so im Grobraster weiterverfahren (entsprechend dem Abstand Q von zwei Direktdruckköpfen 5 _A, 5 _B der Gruppe 50), dass der Behälter 2 mit dem zweiten Direktdruckkopf 5 _B mit zwei weiteren Farben bedruckt werden kann. Zwischen dem Drucken der beiden weiteren Farben wird der Direktdruckkopf 5 _B erneut um das Feinraster mit der Verfahreinheit 13 verfahren. Die gleiche Prozedur erfolgt dann zum Bedrucken mit wiederum zwei weiteren Farben durch den Direktdruckkopf 5 _C.
In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine 1 zur Bedruckung von Behältern 2 in einer Draufsicht dargestellt. Zu sehen ist, dass die Transporteinrichtung 3 ebenfalls als Karussell ausgebildet ist und daran die Druckstation 7 angeordnet ist. Der Übersichtlichkeit halber ist hier zwar nur eine Druckstation 7 gezeigt, jedoch sind davon entsprechend mehrere am Karussell 3 angeordnet.
Beim Bedrucken werden die Behälter 2 kontinuierlich mit dem Karussell 3 in der Richtung R₁ transportiert und innerhalb der Druckstation 7 mit den Direktdruckköpfen 5 _A–5 _B bedruckt. Die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _B sind hier um 90° versetzt um die Drehachse A der Behälteraufnahme 4 angeordnet. Desweiteren ist ein Aushärtemodul 9 zu sehen, mit der die Druckfarbe durch UV-Licht ausgehärtet werden kann. Die Direktdruckköpfe 5 _A–5 _B entsprechen hier dem in der 2 und weisen jeweils zwei Düsengruppen 51, 52 auf, die unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgbar sind.
Bei der Drehung in Richtung R₄ kann so der Behälter 2 mit insgesamt vier verschiedenen Druckfarben bedruckt werden. Dazu kann der Behälter 2 mittels der Behälteraufnahme 4 entweder nur einmal um die Achse A gedreht werden und dabei von den Direktdruckköpfen 5 _A–5 _B mit allen Düsengruppen 51, 52 oder in mehreren Durchläufen zunächst nur mit dem Direktdruckkopf 5 _A und anschließend nur mit dem Direktdruckkopf 5 _B bedruckt werden. Denkbar ist auch, dass der Behälter 2 jeweils nur mit einer einzelnen Düsengruppe 51 eines Direktdruckkops 5 _A bedruckt wird und dann in drei weiteren Durchläufen jeweils mit der anderen Düsengruppe 52 bzw. mit dem anderen Direktdruckkopf 5 _B.
Da sowohl der Abstand U der beiden Düsengruppen 51, 52 als auch der Abstand W des Direktdruckkopfs 5 _A zum Behälter bekannt ist, können die tatsächlichen Auftreffpunkte D₁ und D₂ auf dem Behälter 2 bestimmt und dadurch sichergestellt werden, dass die Druckbilder der Einzelfarben miteinander korrelieren.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der 1–5 werden für einen mehrfarbigen Direktdruck wenigstens zwei Düsengruppen des Direktdruckkopfs mit jeweils wenigstens einer Druckdüsenreihe unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgt. Ebenso ist denkbar, dass die Düsengruppen eines Direktdruckkopfs unabhängig voneinander jeweils mit derselben Druckfarbe versorgt werden. Dadurch ist es möglich, einen Druckpunkt redundant mit zwei verschiedenen Düsen zu bedrucken. Denkbar ist, einen aus bis zu 7 Subtropfen bestehenden Bildpunkt (7 dpd) durch zwei redundante Düsen mit einer möglichen Aufteilung von 3 dpd aus der einen Düse und 4 dpd aus der anderen Düse zu erzeugen. Fällt eine Düsengruppe oder eine Düse aus, so kann nach wie vor der gesamte Druckbereich des Behälters zuverlässig bedruckt werden. Dadurch wird zwar die Deckung bzw. der Farbton geringer, dies fällt jedoch bei der Betrachtung weniger auf als ein Durscheinen des Behältersubstrats.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012213080 A1 [0004]
DE 102011113150 A1 [0005]
DE 102010034780 A1 [0006]
DE 102011086015 A1 [0030]

Claims

Behälterbehandlungsmaschine (1) zum Bedrucken von Behältern (2), mit einer insbesondere als Karussell ausgebildeten Transporteinrichtung (3) und daran angeordneten Behälteraufnahmen (4) zum Transport der Behälter (2) und mit wenigstens einem Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) zum Aufbringen eines Direktdrucks auf die Behälter (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) wenigstens zwei Düsengruppen (51, 52) mit jeweils wenigstens einer Druckdüsenreihe (511, 512, 521, 522) umfasst, wobei die Düsengruppen (51, 52) zum Aufbringen eines mehrfarbigen oder redundanten Direktdrucks unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgbar sind.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei die zwei Düsengruppen (51, 52) in einer Düsenplatte (53) des Direktdruckkopfs (5 _A–5 _D) angeordnet sind.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) und/oder eine Behälteraufnahme (4) zur Erhöhung der Auflösung des Direktdrucks mittels einer Verschiebeeinheit (6) in Richtung der Düsenreihen (511, 512, 521, 522) verschiebbar sind.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 3, wobei die Verschiebeeinheit (6) dazu ausgebildet ist, den Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) oder die Behälteraufnahme (4) um den Abstand (T) von zwei benachbarten Druckpunkten einer Düsengruppe (51) multipliziert mit dem Faktor 0,5 + k zu verschieben, wobei k eine positive oder negative Ganzzahl oder Null ist, insbesondere um den halben Abstand zweier benachbarter Druckpunkte einer Düsengruppe (51).
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Verschiebeeinheit (6) einen Piezo-Aktuator umfasst.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Transporteinrichtung (3) dazu ausgebildet ist, die Behälteraufnahmen (4) in einem Grobraster (G) entsprechend dem Abstand (Q) zweier benachbarter Direktdruckköpfe (5 _A–5 _D) und in einem Feinraster (F) entsprechend dem Abstand (U) der zwei Düsengruppen (51, 52) zu bewegen.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Verfahreinheit (13) an der Transporteinrichtung (3) dazu ausgebildet sind, den Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) oder eine Behälteraufnahme (4) in einem Grobraster (G) entsprechend dem Abstand (Q) zweier benachbarter Direktdruckköpfe (5) und/oder in einem Feinraster (F) entsprechend dem Abstand (U) der zwei Düsengruppen (51, 52) zu bewegen.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) für den mehrfarbigen Direktdruck mit mehreren Tintenversorgungseinheiten (55 _I, 56 _I) verbunden ist, die für Drucktinten unterschiedlicher Farbe vorgesehen sind.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1–7, wobei der Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) für ein redundantes Aufbringen des Direktdrucks mit einer oder mehreren Tintenversorgungseinheiten (55 _I, 56 _I) verbunden ist, die für dieselbe Drucktinte vorgesehen sind.
Verfahren zur Bedruckung von Behältern (2), wobei die Behälter (2) mit Behälteraufnahmen (4) einer insbesondere als Karussell ausgebildeten Transporteinrichtung (3) transportiert und auf die Behälter (2) mit einem Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) ein Direktdruck aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass für einen mehrfarbigen oder redundanten Direktdruck wenigstens zwei Düsengruppen (51, 52) des Direktdruckkopfs (5 _A–5 _D) mit jeweils wenigstens einer Druckdüsenreihe (511, 512, 521, 522) unabhängig voneinander mit Drucktinte versorgt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) oder ein zu bedruckender Behälter (2) zur Erhöhung der Auflösung des Direktdrucks zwischen zwei Druckvorgängen mittels einer Verschiebeeinheit (6) in Richtung der Düsenreihen (511, 512, 521, 522) verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein zu bedruckender Behälter (2) mit der ersten Düsengruppe (51) bedruckt, anschließend der Direktdruckkopf (5 _A–5 _D) oder der Behälter (2) um ein Feinraster (F) entsprechend dem Abstand der zwei Düsengruppen (U) verfahren und dann der Behälter mit der zweiten Düsengruppe (52) bedruckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10–12, wobei ein zu bedruckender Behälter (2) mit dem Direktdruckkopf (5 _A) bedruckt und anschließend der Direktdruckkopf (5 _A) oder der Behälter (2) um ein Grobraster (G) entsprechend dem Abstand zweier benachbarter Direktdruckköpfe (5 _A, 5 _B) verfahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10–13, wobei beim gleichzeitigen Drucken mit beiden Düsengruppen (51, 52) auf einen Behälter (2) der Abstand (W) des Direktdruckkopfs (5 _A–5 _D) zum Behälter (2) und/oder der Abstand (U) zwischen den zwei Düsengruppen (51, 52) berücksichtigt wird, um einen Versatz von auf den Behälter (2) auftreffenden Tintentropfen auszugleichen.