-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Verschmutzungen einer Druckplatte beim flächendeckenden Beschichten eines Aufzeichnungsträgers mit einem Beschichtungsstoff, insbesondere einem Primer, eine Vorrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen einer Druckplatte beim flächendeckenden Beschichten eines Aufzeichnungsträgers mit einem Beschichtungsstoff, insbesondere einem Primer, sowie ein Drucksystem zum Beschichten eines Aufzeichnungsträgers mit einem Primer.
-
Bei dem flächendeckenden Tintenstrahl-Bedrucken von staubenden Substraten als Aufzeichnungsträger, beispielsweise ungestrichenen Papieren, kann es über die Druckzeit zu Ablagerungen von Schmutzpartikeln, beispielsweise Papierstaub und -fasern, auf der Düsenplatte des Druckkopfes kommen. Besonders häufig ist diese Art der Verschmutzung bei vollflächigem Primer-Druck mittels eines Inkjet-Druckkopfes.
-
Obwohl die Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik daher im Folgenden anhand eines Primerdruckkopfes erläutert werden, ist die Erfindung darauf aber nicht begrenzt, sondern beispielsweise auch auf vollflächigen Farbdruck übertragbar, insbesondere sofern dieser, beispielsweise einfarbig, ohne Primer vorgenommen wird. Weiterhin wäre beispielsweise auch eine Anwendung für eine Beschichtung nach dem Farbauftrag, beispielsweise mit einem Finish-Lack, denkbar.
-
Ablagerungen an der Druckplatte stellen einen Keim für Tropfenbildung und somit eine Ursache für Düsenausfälle eines Primerdruckkopfes dar. Damit können Verschlechterungen der finalen Druckqualität des späteren Druckbildes einhergehen, beispielsweise durch ineinanderlaufende Farben (sogenanntes „Bleeding“) beim nachfolgenden Farbdruck, ungleichmäßige Trocknung der Farbtinte oder dergleichen. Bisweilen werden daher oftmals im Vorlauf einer Primer-Inkjet-Station Reinigungssysteme, beispielsweise luftstrombasierte Bahnreinigungssysteme, zur Papierbahnreinigung eingesetzt, um so vor dem Drucken losen Papierstaub vom Substrat abzunehmen. Nachteilig wird dazu aber eine recht aufwändige zusätzliche Reinigungsvorrichtung benötigt.
-
Ferner beschreibt die
US 4,411,706 A ein Konzept zur gezielten Wirbelerzeugung um die Druckdüsen mittels Druckluft, womit Staubpartikel von den Öffnungen ferngehalten werden sollen. Hierzu werden eine zusätzliche Druckluftversorgung und geeignete Düsen- und Führungselemente benötigt. Ferner wird somit eine hohe Dynamik der Luft innerhalb des Luftspalts erzeugt.
-
In der Druckschrift
US 2016/0159110 A1 wird ein Verfahren zum indirekten Auftragen einer Druckflüssigkeit auf ein Aufzeichnungsträger beschrieben. Druckschrift
US 2008/0180502 A1 beschreibt Zeitungsdruckmedien für Tintenstrahldruck. In den Druckschriften
WO 2014/084787 A1 und
US 2017/0028758 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen von Bauplatten mittels Digitaldruck beschrieben. In der Druckschrift
US 2013/0335494 A1 wird ein Tintenstrahldrucker mit durchsichtiger Tinte beschrieben. In der Druckschrift
US 6,283,589 B1 wird ein hochauflösendes Tintenstrahldruckverfahren beschrieben. In der Druckschrift
DE 603 03 072 T2 wird eine Reaktionslösung für Tintenstrahldruckaufzeichnung beschrieben. In der Druckschrift
US 2015/0091974 A1 wird ein Aufzeichnungsverfahren beschrieben.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen einer Druckplatte beim flächendeckenden Beschichten eines Aufzeichnungsträgers mit einem Beschichtungsstoff bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 oder durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 8 gelöst.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Verschmutzungen einer Druckplatte beim flächendeckenden Beschichten eines staubenden Aufzeichnungsträgers, insbesondere eines ungestrichenen Papiers, mit einem Beschichtungsstoff, insbesondere einem Primer, im Tintenstrahldruckverfahren, wobei eine Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers größer als 20 Meter pro Minute beträgt, wobei kontinuierliches Bedrucken des Beschichtungsstoffes mittels mindestens einem Druckkopf, welcher eine Vielzahl von Druckdüsen aufweist, wobei eine konstante vorbestimmte Auftragsmenge pro Fläche des Beschichtungsstoffs auf den Aufzeichnungsträger aufgedruckt wird, und wobei ein Druckspalt zwischen dem Druckkopf und dem Aufzeichnungsträger derart gewählt ist, dass zwischen dem Druckkopf und/oder der Druckplatte und dem Aufzeichnungsträgers ein fluiddynamischer Wirbel entsteht.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Vermeidung von Verschmutzungen einer Druckplatte beim Beschichten eines staubenden Aufzeichnungsträgers, insbesondere eines ungestrichenen Papiers, mit einem Beschichtungsstoff, insbesondere einem Primer, im Tintenstrahldruckverfahren, mit: einem Druckkopf, welcher eine Vielzahl von Druckdüsen aufweist, wobei ein Druckspalt zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger im Vergleich zu einem herkömmlichen Bedrucken mit einem Druckbild stark vergrößert vorgesehen ist; und einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Druckdüsen, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet und ausgelegt ist, die Druckdüsen zum flächendeckenden Aufdrucken des Beschichtungsstoffs auf den Aufzeichnungsträger, insbesondere gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, derart anzusteuern, dass konstant eine vorbestimmte Auftragsmenge pro Fläche des Beschichtungsstoffs auf den Aufzeichnungsträger aufdruckbar ist.
-
Die Erfindung betrifft zudem ein Drucksystem zum Beschichten eines Aufzeichnungsträgers mit einem Primer, mit: einer Fördereinrichtung, welche zur kontinuierlichen Förderung des Aufzeichnungsträgers mit einer Vorschubgeschwindigkeit größer als 20 Meter pro Minute ausgebildet ist; und einer Primer-Inkjet-Station zum kontinuierlichen Bedrucken des Aufzeichnungsträgers mit einer vorbestimmten Auftragsmenge des Primers pro Fläche, wobei die Primer-Inkjet-Station eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist und/oder zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass bei einem kontinuierlichen Druckvorgang mit konstanter Düsenaktivität, insbesondere bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten größer als 20 Meter pro Minute, durch den näherungsweise stationären Druckstrahl und ggfs. den Vorschub fluiddynamisch erregte Wirbel im Druckspalt zwischen Aufzeichnungsträger und Druckkopf bzw. Druckplatte entstehen, welche Schmutzpartikel und Staub von dem Aufzeichnungsträger an die Druckplatte transportieren können, wenn dieser staubig ist oder selbst Staubpartikel abgibt. Besonders relevant ist dies beim Bedrucken ungestrichener Papiere, welche in trockenem Zustand, das heißt vor dem Aufbringen eines Beschichtungsstoffs, beispielsweise verglichen mit gestrichenen Papieren recht stark stauben.
-
Eine weitere Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Beschichtungsstoff, insbesondere ein Primer, mit einer deutlich geringeren Druckqualität auf einen Aufzeichnungsträger aufgetragen werden kann als ein herkömmliches Druckbild, zumal ein Beschichtungsstoff im Gegensatz zu Farbtinte auf dem Aufzeichnungsträger auch statistisch verteilt sein und gegebenenfalls auch ineinander laufen darf, ohne dass dies die Druckqualität des später aufgedruckten Druckbildes beeinträchtigt. Es kommt für die Beschichtung vorwiegend auf die Flächendeckung an, welche auch mit geringer Druckqualität beim Beschichten erreicht wird.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht nun darin, eine Reduzierung von Ablagerungen an der Druckplatte durch Luftwirbelvermeidung mittels einer starken Vergrößerung des Druckspalts zwischen Druckkopf und Aufzeichnungsträger vorzunehmen, welche bei einem herkömmlichen Drucken zu einer inakzeptablen Druckqualität führen würde, jedoch für den im finalen Druckbild in der Regel ohnehin unsichtbaren Beschichtungsstoff unschädlich ist. Auf diese Weise gelangen durch die Tintenstrahlen und ggfs. durch die Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers induzierte Luftwirbel nicht oder nur in vernachlässigbarem Maße bis an die Druckplatte, ohne dass dazu zusätzliche Einrichtungen notwendig sind. Dementsprechend gelangen auch weniger Partikel an die Düsenplatte.
-
Dieses erfindungsgemäße Prinzip wird vorzugsweise an einem Primerriegel zur vorbereitenden Beschichtung des Aufzeichnungsträgers mit einem Primer vorgesehen. Bei einem nachfolgenden Bedrucken des Aufzeichnungsträgers mit einem Druckbild, insbesondere an nachfolgenden Farbriegeln, kann der Druckspalt dann wieder regulär auf einen vorbestimmten Sollwert eingestellt sein bzw. werden, sodass für das letztendliche Druckbild eine hohe Druckqualität erreicht wird.
-
Erfindungsgemäß wird somit durch eine Vergrößerung des Druckspalts ein Verstauben bzw. Verschmutzen der Düsenplatte beim flächendeckenden Aufdrucken des Beschichtungsstoffs verringert, was Düsenausfällen vorbeugt und somit langfristig die erwünschte Druckqualität sichert.
-
Zusätzlich kann auch noch die Bildung von Wirbeln vermieden oder reduziert werden, indem die Anzahl der beim flächendeckenden Drucken gleichzeitig aktiven Druckdüsen verringert und die zu aktivierenden Düsen abgewechselt werden, wodurch sich weniger stationäre Verhältnisse in dem Druckspalt einstellen. Um dennoch die für den flächendeckenden Aufdruck des Beschichtungsstoffs gewünschte Auftragsmenge pro Fläche zu erhalten, welche auch als Flächenbelegung oder Massenbelegung bezeichnet wird, kann vorzugsweise eine Vergrößerung der durch die Druckdüsen abgegebenen Tropfen vorgesehen werden, was bei einem Beschichtungsstoff ebenfalls unschädlich ist.
-
Ein flächendeckendes Beschichten bzw. Aufdrucken bezieht sich auf eine vorbestimmte Fläche des Aufzeichnungsträgers, welche vollständig mit dem Beschichtungsstoff bedruckt werden soll. Beispielsweise kann es sich dabei um einen gesamten Druckbereich des Aufzeichnungsträgers (vollflächig) handeln, wobei aber auch kleinere vorbestimmte (Teil-) Flächen bzw. Abschnitte des Druckbereichs vorgesehen sein können, beispielsweise über die Breite eines Druckkopfes oder eines Druckkopfsegments.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
-
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Insbesondere sind sämtliche Merkmale des Verfahrens zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Beschichtungsstoff auf eine Vorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Beschichtungsstoff sowie auf ein entsprechendes Drucksystem übertragbar, und umgekehrt.
-
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
-
Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Prozesses zum herkömmlichen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Beschichtungsstoff;
- 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers;
- 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 4 eine schematische Darstellung einer Düsenplattenseite einer Primer-Inkjet-Druckstation; und
- 5 eine schematische Darstellung eines Drucksystems.
-
Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
-
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Prozesses zum herkömmlichen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 2 mit einem Beschichtungsstoff 3.
-
Es handelt sich um einen Inkjet-Druckprozess, wozu ein Inkjet-Druckkopf 4 eingesetzt wird. Bei dem Aufzeichnungsträger 2 handelt es sich beispielsweise um ungestrichenes Papier, welches vergleichsweise staubig ist, insbesondere in Folge sich daran befindlicher loser Fasern.
-
Der Druckkopf 4 weist eine Vielzahl von Druckdüsen 5 auf, welche in einer an der Unterseite 17 des Druckkopfes 4 angeordneten Düsenplatte 16 vorgesehen sind. Dabei kann die Unterseite 17 des Druckkopfes 4 eine Düsenplatte 16 darstellen. Rein schematisch sind hier vier einzelne Druckdüsen 5 dargestellt, wobei ein Druckkopf 4 tatsächlich in der Regel eine sehr hohe Anzahl von Druckdüsen 5 aufweist. Der Durchmesser von Öffnungen der Druckdüsen kann beispielsweise im Bereich von 5 µm bis 50 µm liegen.
-
Ein Aufzeichnungsträger 2 läuft mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit v größer als 20 Meter pro Minute mit einem vorbestimmten Druckspalt 7', der einem für eine hohe Druckqualität notwendigen Sollwert entspricht, unterhalb der Düsenplatte bzw. den Druckdüsen 5 entlang. Die Druckdüsen 5 können dabei stetig aktiv sein. Es wird typischerweise mit einer kleinstmöglichen Tropfengröße Beschichtungsstoff 3 aufgedruckt, welche beispielsweise bei einem Volumen von etwa 3 pl liegen kann.
-
Bei dem Beschichtungsstoff 3 handelt es sich um eine Flüssigkeit zur Beschichtung des Aufzeichnungsträgers. Vorzugsweise handelt es sich um einen sogenannten Primer, welcher ein Ineinanderlaufen von nachfolgend aufgedruckten Farbtinten verhindert.
-
Die Anzahl der aktiven Düsen richtet sich nach der gewünschten Auftragsmenge pro Fläche auf dem Aufzeichnungsträger, welche auch als Flächen- oder Massenbelegung bezeichnet wird.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform sind 100 % der schematisch dargestellten vier Düsen kontinuierlich aktiv, um für ein flächendeckendes Beschichten bei der eingestellten kleinstmöglichen Tropfengröße die gewünschte Auftragsmenge pro Fläche, beispielsweise von 0,4 bis 2,3 g/m2, auf den Aufzeichnungsträger aufzudrucken. Selbstverständlich sind je nach Art und Beschaffenheit des Aufzeichnungsträgers auch andere vorbestimmte Auftragsmengen, beispielswiese im Bereich zwischen 0,1 und 4,8 g/m2, denkbar.
-
Ein derartiger Druckkopf 4 kann mit unterschiedlichen Einstellungen eine gleiche Auftragsmenge an Flüssigkeit mit ähnlicher Auftragungsdichte (Flüssigkeitsmenge pro Fläche) auftragen. Dies kann beispielsweise mit unterschiedlichen Tropfengrößen und einer unterschiedlichen Anzahl oder Verteilung von aktiven Druckdüsen erreicht werden. In der Regel wird in der Praxis eine kleinstmögliche Tropfengröße gewählt, um stets eine größtmögliche Anzahl an Druckdüsen konstant aktiv zu halten und so ein Verstopfen der Druckdüsen und/oder eine Streifenbildung des Auftrags zu vermeiden.
-
Die aus den Druckdüsen 5 strömenden Strahlen 9 des Beschichtungsstoffes 3 sowie der Vorschub des Aufzeichnungsträgers 2 beschleunigen gemäß der Strömungslehre nach Bernoulli und Venturi auch die umliegende Luft. Auf diese Weise entsteht eine gewisse Luftströmung entlang der Strahlen 9, wobei es insbesondere beim Auftreffen der Strahlen 9 auf den Aufzeichnungsträger 2 zu einer Wirbelbildung in dem Druckspalt 7' kommt. In 1 ist dies mit entsprechenden, die Wirbel 8 symbolisieren den gedrehten Pfeilen schematisch illustriert. Dies kann sich sogar zu einer stationären Wirbelwalze entwickeln. Dies bedeutet, dass sich die Wirbelwalze bis über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers 2 ausbreiten kann (siehe 5 von Seite 18 a bis Seite 18 b).
-
Derartige Wirbel 8 sind im Stande, den Staub und/oder Schmutzpartikel von dem Aufzeichnungsträger 2 aufzuwirbeln und an die Druckplatte 16 bzw. zu den Druckdüsen 5 zu transportieren. Somit bilden sich dort Ablagerungen, welche wiederum einen Keim für Tropfenbildung und somit eine Ursache für Düsenausfälle des Druckkopfes 4 darstellen.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers.
-
Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Prozess ist hier ein stark vergrößerter Druckspalt 7 vorgesehen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermeidung von Verschmutzungen einer Druckplatte 16 beim flächendeckenden Beschichten eines staubenden Aufzeichnungsträgers 2 ist insbesondere für ungestrichene Papiere geeignet. Somit kann ein Beschichtungsstoff 3, insbesondere ein Primer, im Tintenstrahldruckverfahren ohne Verschmutzung der Druckplatte 16 aufgebracht werden.
-
Die Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers beträgt hier ebenfalls mehr als 20 Meter pro Minute, wobei aber ein Druckspalt 7 zwischen Druckkopf 4 und Aufzeichnungsträger im Vergleich zu einem herkömmlichen Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 2 (siehe 7' 1) stark vergrößert vorgesehen wird. Obwohl auch hier konstant eine vorbestimmte Auftragsmenge pro Fläche des Beschichtungsstoffs 3 auf den Aufzeichnungsträger 2 aufgedruckt wird, wird auf diese Weise eine Verschmutzung der Druckplatte 16 vermieden.
-
Die durch die Tintenstrahlen 9 und den Vorschub des Aufzeichnungsträgers 2 initiierten Wirbel 8 sind hier weit genug von der Druckplatte 16 entfernt, um einen ausreichenden Sog zurück in die Richtung des Aufzeichnungsträgers 2 zu erzeugen, welcher den aufgewirbelten Staub/Schmutz zurückhält. Durch den vergrößerten Druckspalt bleibt aufgewirbelter Staub bzw. aufgewirbelte Schmutzpartikel überwiegend in dem durch den Prozess selbst induzierten Wirbelsystem und/oder werden von der Schwerkraft ausreichend stark zurückgehalten, ohne an die Druckplatte 16 zu gelangen. Vorteilhaft kann auf diese Weise eine Art Selbstregulierung zur Rückhaltung des Staubs/Schmutzes eintreten, ohne dass zusätzliche Reinigungsmaßnahmen nötig sind.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Druckspalt 7 zwischen Druckkopf 4 und Aufzeichnungsträger 2 so groß bzw. derart vergrößert gewählt, dass die Druckplatte 16 sich außerhalb einer Einflusszone 18 der im Druckspalt 7 gebildeten Wirbel 8 befindet. Sich in dem Wirbelsystem befindlicher Staub wird somit weitgehend innerhalb der Einflusszone 18 gehalten und lagert sich nicht an der Druckplatte 16 an.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Druckspalt 7 zwischen Druckkopf 4 und Aufzeichnungsträger 2 im Vergleich zu dem herkömmlichen Bedrucken mit einem Druckbild zumindest um die Hälfte vergrößert vorgesehen. Bevorzugt ist der Druckspalt jedoch zumindest verdoppelt vorgesehen. Die Vergrößerung bezieht sich insbesondere auf einen prozessspezifischen Sollwert des Druckspalts zum Bedrucken mit hoher Druckqualität. Somit ist zwar, je nach Tropfengröße, von einer deutlichen Abweichung des Auftreffpunktes der einzelnen Tropfen auszugehen, was bei einem regulären Druckbild zu einer Unschärfe und somit zu einer inakzeptablen Druckqualität führen würde. Zum Auftragen eines im späteren Druckbild nicht differenziert sichtbaren Beschichtungsstoffes, beispielsweise eines Primers, ist eine Schärfe des aufgebrachten Druckbildes aber nicht entscheidend, zumal ohnehin ein flächendeckender Auftrag erzeugt werden soll. Gewisse Abweichungen der Auftreffpunkte einzelner Tropfen, insbesondere sofern diese Abweichungen systematisch oder statistisch verteilt sind, sind hier somit unschädlich.
-
Insbesondere kann ein vergrößerter Druckspalt 7 zum Aufbringen des Beschichtungsstoffes 3 auch ein Vielfaches des zum Drucken eines herkömmlichen Druckbildes (mit der erwünschten Druckqualität) benötigten Druckspaltes betragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Druckspalt 7 im Vergleich zu dem herkömmlichen Bedrucken mit einem Druckbild zwischen dem Doppelten und dem Dreifachen des herkömmlichen Druckspalts 7' vorgesehen. Vorzugsweise beträgt der Druckspalt 7 zwischen dem 2,4- und 2,6-Fachen des herkömmlichen Druckspalts 7'. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Druckspalt 7 beispielsweise das 2,5-Fache des herkömmlichen Druckspalts 7'.
-
Typischerweise liegt ein herkömmlicher Druckspalt 7' bzw. dessen Sollwert für Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahldruck-Verfahren zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 2 mit einem Druckbild im Bereich von etwa 1 mm +/-0,5 mm. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt der reguläre Druckspalt 7' beispielsweise bei 1,2 mm.
-
Ein erfindungsgemäß zum Beschichten des Aufzeichnungsträgers 2 mit einem Beschichtungsstoff 3 stark vergrößerter Druckspalt 7 ist dementsprechend beispielsweise größer oder gleich 1,8 mm vorgesehen. Insbesondere kann der stark vergrößerte Druckspalt 7 zwischen 2,4 mm und 3,6 mm liegen. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Druckspalt 7 mit 3 mm beispielhaft das 2,5-Fache des herkömmlichen Druckspalts 7'.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers gemäß einer weiteren Ausführungsform.
-
Zusätzlich zu einem vergrößerten Druckspalt 7 wird hier der Effekt der Wirbelbildung zwischen der Druckplatte 16 und dem Aufzeichnungsträger 2 durch eine Abwechslung aktiver Druckdüsen vermindert bzw. vermieden. Die Druckdüsen 5 sind dazu vorzugsweise einzeln ansteuerbar. Es sind somit niemals alle Druckdüsen 5 gleichzeitig aktiv. Ferner wird eine im Vergleich zu 1 größere Tropfengröße vorgesehen. Insbesondere wird somit ein Teil des theoretisch möglichen Parameterfeldes des Druckkopfes abgeschnitten, beispielsweise ein Teil, der mehr als 80 % Düsenaktivität aufweist und vorzugsweise auch ein Teil der die kleinste Tropfengröße aufweist. Besonders bevorzugt wird eine größte verfügbare Tropfengröße eingesetzt, sodass ein möglichst kleiner Teil der Druckdüsen 5 gleichzeitig aktiv ist und so eine maximale Abwechslung aktiver Druckdüsen einstellbar ist.
-
Die Abwechslung der Druckdüsen 5 wird beispielsweise statistisch bzw. stochastisch gesteuert. Vorteilhaft können auf diese Weise unerwünschte Muster, insbesondere Moire-Effekte, vermieden werden. Die Abwechslung ist in 3 mit den unterschiedlich unterbrochenen Strahlen 9 des Beschichtungsstoffes 3 symbolisiert. Erkennbar sind hier niemals alle Druckdüsen 5 gleichzeitig aktiv. Vielmehr ist beispielhaft in der Regel lediglich 50 % der Druckdüsen 5 aktiv.
-
Zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 2 mit dem Beschichtungsstoff 3, wobei es sich insbesondere um einen Primer handelt, wird somit einerseits der Druckspalt 7 stark vergrößert und andererseits eine Vielzahl von Druckdüsen 5 des Druckkopfes 4 zum kontinuierlichen Aufdrucken des Beschichtungsstoffs 3 auf den Aufzeichnungsträger 2 abwechselnd aktiviert, wobei stets nur ein Teil der Druckdüsen 5 des Druckkopfes 4 gleichzeitig aktiviert und konstant eine vorbestimmte Auftragsmenge pro Fläche des Beschichtungsstoffs 3 flächendeckend auf den Aufzeichnungsträger 2 aufgedruckt wird. Der Beschichtungsstoff wird so beispielsweise flächendeckend zumindest über die Breite eines Druckkopfes aufgebracht. Vorzugsweise wird der Beschichtungsstoff 3 jedoch vollflächig auf den Aufzeichnungsträger 2, d.h. über dessen gesamten Druckbereich 6, oder einen bestimmten Teil des Druckbereichs 6 des Aufzeichnungsträgers 2 aufgedruckt.
-
Zur Abwechslung der aktiven Druckdüsen 5 wird vorzugsweise ein Raster aktiver Druckdüsen 5 des Druckkopfes 4 stetig verändert. Die Veränderung des Rasters aktiver Druckdüsen 5 kann insbesondere statistisch gesteuert werden.
-
Ein Anteil gleichzeitig aktivierter Druckdüsen 5 des Druckkopfes 4 liegt insbesondere bei maximal 80%, vorzugsweise bei maximal 75%, besonders bevorzugt bei maximal 50%.
-
Eine durch die Druckdüsen 5 ausgegebene Tropfengröße zum Aufdrucken des Beschichtungsstoffes 3 wird in der Folge bevorzugt größer als bei einem vollflächigen Bedrucken mit gleicher Auftragsmenge pro Fläche und kontinuierlich aktiven Druckdüsen 5 (wie in 1) vorgesehen bzw. bemessen oder eingestellt. Dies ist in 3 durch die im Vergleich zu 1 dickere Strichstärke der Strahlen 9 symbolisiert.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine durch die Druckdüsen 5 ausgegebene Tropfengröße zum Aufdrucken des Beschichtungsstoffes 3 mit der vorbestimmten Auftragsmenge pro Fläche derart bemessen, dass maximal 80%, insbesondere maximal 75%, vorzugsweise maximal 50% der Druckdüsen 5 des Druckkopfes 4 zum Aufdrucken der vorbestimmten Auftragsmenge pro Fläche gleichzeitig benötigt werden. Die Tropfen sind somit deutlich größer, als dies zum Aufdrucken der vorbestimmten Auftragsmenge pro Fläche eigentlich nötig wäre. Mit der vergleichsweise großen Tropfengröße ist weniger gleichzeitige Aktivität der Druckdüsen benötigt, sodass die Aktivität besser bzw. mehr abgewechselt werden kann.
-
Die Stärke sich im Druckspalt ausbildender Wirbel 8 ist unter anderem auch abhängig von dem Anteil der gleichzeitig aktiven Druckdüsen 5, die im Einsatz sind. Je mehr Druckdüsen 5 gleichzeitig aktiv sind bzw. „jetten“, desto eher stellen sich lokal Verhältnisse ein, in welchen Wirbel 8 entstehen. Eine Erhöhung der Tropfengröße kann daher zusätzlich den Anteil gleichzeitig aktiver Druckdüsen senken, weil es damit weniger gleichzeitig aktiver Druckdüsen zur Bereitstellung der gewünschten Auftragsmenge bedarf. Mit weniger gleichzeitig aktiven Druckdüsen ist wiederum eine vielfältigere Abwechslung aktiver Druckdüsen ermöglicht, was zusätzlich zu instationären Strömungsverhältnissen und so zur Vermeidung von Wirbeln beiträgt.
-
Zusätzlich zu dem vergrößerten Abstand zwischen Aufzeichnungsträger 2 Druckplatte 16, welche den Druckspalt 7 darstellt, sind die Wirbel 8 hier somit auch noch deutlich schwächer als bei stetig bzw. gleichmäßig aktiven Druckdüsen 5. Entsprechend noch weniger Schmutz- oder Staubpartikel gelangen folglich an die Düsenplatte 16, sodass sich dort nochmals weniger Ablagerungen bilden.
-
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Düsenplattenseite einer Primer-Inkjet-Druckstation 13.
-
Die Primer-Inkjet-Druckstation 13 weist mehrere nebeneinander angeordnete Druckköpfe 4, insbesondere mehrere versetzte Reihen nebeneinander angeordneter Druckköpfe 4, auf. Die Druckdüsen 5 der Druckköpfe 4 sind mittels einer hier nicht dargestellten Steuereinrichtung 11 zur Ausgabe eines Beschichtungsstoffs ansteuerbar ausgebildet.
-
Die Primer-Inkjet-Druckstation 13, die auch als Primer-Druckriegel bezeichnet wird, weist hier rein beispielhaft zwei Reihen von nebeneinander angeordneten Druckköpfen 4 auf. Die beiden Reihen sind zueinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein streifenfreies flächendeckendes Bedrucken über die gesamte, hier als Pfeil dargestellte Breite des Druckbereichs 6 des mit gestrichelten Linien symbolisierten Aufzeichnungsträgers 2 ermöglicht ist.
-
Selbstverständlich kann die Anzahl der Druckköpfe 4 je nach deren Größe und je nach Breite eines Aufzeichnungsträgers 2 bzw. dessen Druckbereichs 6 variieren. Denkbar wäre auch, lediglich einen einzelnen Druckkopf 4 mit der benötigten Breite vorzusehen bzw. die Primer-Inkjet-Station 13 mit einem einzelnen sich über die gesamte Breite des Druckbereichs 6 erstreckenden Druckkopf 4 auszubilden.
-
Jeder der dargestellten Druckköpfe 4 weist eine Vielzahl von Druckdüsen 5 auf. Jeder Druckkopf 4 weist dazu vorzugsweise eine sogenannte Druckplatte 16 auf, in welche die Druckdüsen 5 in Form von mikroskopischen Öffnungen eingebracht sind.
-
Rein zur verbesserten Anschaulichkeit sind in der Darstellung der 3 an jedem der Druckköpfe 4 lediglich neun Druckdüsen 5 dargestellt, welche in zwei Reihen nebeneinander und zueinander versetzt angeordnet sind. In einem tatsächlichen Druckkopf sind üblicherweise eine sehr viel höhere als die dargestellte Anzahl von Druckdüsen 5 vorgesehen, welche im Vergleich zur Größe des Druckkopfes sehr viel kleinere Dimensionen aufweisen, beispielsweise im Mikrometerbereich. Dabei sind unterschiedlichste Anordnungen der Druckdüsen möglich. Die Dimensionen sowie die Anzahl und Art der Anordnung der Druckdüsen 5 sind vielfältig variierbar. Insbesondere ist zum Einsatz in der Primer-Inkjet-Station 13 unter anderem ein herkömmlicher Inkjet-Druckkopf einsetzbar, insbesondere sofern die Druckdüsen 5 einzeln ansteuerbar sind.
-
Ein Abstand der Druckdüsen 5 zueinander hängt insbesondere von der Art der eingesetzten Druckköpfe 4 ab, welche wiederum die mit der Primer-Inkjet-Station 13 druckbare Auflösung bestimmen.
-
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Primer-Inkjet-Station 2 mit einer Auflösung von 600 dpi ausgebildet sein. Dies entspricht einem Abstand zweier Druckdüsen von etwa 42,3 µm. Selbstverständlich ist der Druckdüsenabstand abhängig von der gewünschten Auflösung variierbar bzw. skalierbar.
-
Mit gestrichelten Linien ist in 4 eine Position eines Aufzeichnungsträgers 2 symbolisiert, dessen Breite zwischen den beiden Seiten 18a, 18b einen Druckbereich 6 darstellt. Der Druckbereich 6 ist vollständig durch die Anordnung der Druckköpfe 4 der Primer-Inkjet-Station 13 abgedeckt. Auf diese Weise kann der Aufzeichnungsträger 2 durch TintenstrahlDruck vollflächig flächendeckend mit dem Beschichtungsstoff 3 beschichtet werden.
-
Selbstverständlich wären auch nur teilweise flächendeckende, d.h. nicht vollflächige sondern lediglich Teilflächen bedeckende, Beschichtungen des Aufzeichnungsträgers 2 denkbar. Beispielsweise kann sich eine damit aufgebrachte Beschichtung auch lediglich über die Breite einzelner oder mehrerer Druckköpfe und/oder von Abschnitten einzelner Druckköpfe erstrecken.
-
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Drucksystems 1.
-
Das Drucksystem 1 ist zur Vermeidung von Verschmutzungen einer Druckplatte 16 beim flächendeckenden Bedrucken eines ungestrichenen Papiers als Aufzeichnungsträger 2 mit einem Primer als Beschichtungsstoff 3 ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Drucksystem 1 zusätzlich auch zum anschließenden Bedrucken mit einem Farbdruck vorgesehen, dessen Qualität durch den Primerauftrag gesichert werden soll.
-
Das Drucksystem 1 weist eine Fördereinrichtung 12 zur kontinuierlichen Förderung des Aufzeichnungsträgers 2 mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit v auf, welche für den sogenannten Hochgeschwindigkeitsdruck oberhalb von 20 Meter pro Minute liegt. Auf diese Weise wird der Aufzeichnungsträger 2 zunächst zu einer Primer-Inkjet-Station 13 zum kontinuierlichen Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 2 mit einer vorbestimmten Auftragsmenge des Primers 3 pro Fläche transportiert.
-
Zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 2 mit dem Beschichtungsstoff 3 weist die Primer-Inkjet-Station 13 eine Vorrichtung 10 auf, die zumindest einen Druckkopf 4 enthält, welcher eine Vielzahl ansteuerbarer Druckdüsen 5 aufweist, und eine Steuereinrichtung 11 zur Ansteuerung der Druckdüsen 5 umfasst. Selbstverständlich können noch weitere Elemente, insbesondere weitere Druckköpfe vorgesehen sein, beispielsweise wie bei der Primer-Inkjet-Station 13 gemäß 3. Die Primer-Inkjet-Station 13 kann insbesondere mit einer Anordnung von Druckköpfen wie in Bezug auf 4 beschrieben ausgebildet sein.
-
Ein Druckspalt 7 zwischen dem Aufzeichnungsträger 2 und der Düsenplatte 16 des Druckkopfes 4 ist im Vergleich zu einem herkömmlichen Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 2 mit einem Druckbild 15 stark vergrößert vorgesehen, wobei sämtliche in Bezug auf 2 näher beschriebenen Größenverhältnisse und Abmessungen des Druckspalts 7 vorgesehen sein können. Beispielhaft beträgt der stark vergrößerte Druckspalt hier 3 mm.
-
Im Nachlauf der Primer-Inkjet-Station 13 wird der Aufzeichnungsträger 2 an eine Inkjet-Farbdruckstation 14, beispielsweise eine herkömmliche YMCK- Station mit vier sogenannten Farbriegeln 14a, 14b, 14c, 14d, zur Herstellung des eigentlichen Druckbildes 15 gefördert. Eine derartige Farbdruckstation ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht näher auf deren Funktionsweise eingegangen wird. An der Inkjet-Farbdruckstation 14 ist ein herkömmlicher Druckspalt 7' eingestellt, welcher zur Herstellung einer für das Druckbild 15 ausreichenden Druckqualität notwendig ist. Beispielhaft beträgt der herkömmliche Druckspalt 7' hier 1,2 mm.
-
Die Steuereinrichtung 11 ist ausgebildet und ausgelegt, die Druckdüsen 5 in der in Bezug auf 1 bis 3 erläuterten Weise zum flächendeckenden Aufdrucken des Beschichtungsstoffs 3 auf den Aufzeichnungsträger 2 anzusteuern. Die Ansteuerung ist somit derart vorgesehen, dass konstant eine vorbestimmte Auftragsmenge pro Fläche des Beschichtungsstoffs 3 auf den Aufzeichnungsträger 2 aufdruckbar ist.
-
Bei einer Weiterbildung können die Druckdüsen 5 wie in Bezug auf 3 erläutert abwechselnd aktivierbar sein, sodass stets nur ein Teil der Druckdüsen 5 gleichzeitig aktivierbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird somit durch eine neuartige Anordnung des Druckkopfes 4 mit einem stark vergrößerten Druckspalt 7 zum Aufbringen eines Primers eine Verschmutzung der Düsenplatte 16 vermieden und somit die Anzahl von Düsenausfällen verringert.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drucksystem
- 2
- Aufzeichnungsträger
- 3
- Beschichtungsstoff
- 4
- Druckkopf
- 5
- Druckdüse
- 6
- Druckbereich
- 7
- Druckspalt
- 8
- Wirbel
- 9
- Strahl
- 10
- Vorrichtung
- 11
- Steuereinrichtung
- 12
- Fördereinrichtung
- 13
- Primer-Inkjet-Station
- 14
- Inkjet-Farbdruckstation
- 14a
- Farbriegel
- 14b
- Farbriegel
- 14c
- Farbriegel
- 14d
- Farbriegel
- 15
- Druckbild
- 16
- Druckplatte
- 17
- Unterseite
- 18a,
- Seite
- 18b
- Seite
- 19
- Einflusszone
- v
- Vorschubgeschwindigkeit
