DE102019111034B4 - DIGITAL PRINTING MACHINE WITH ARC-SHAPED WORKPIECE WEB AND PRINTING METHOD - Google Patents
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Abstract
Digitaldruckanlage (100), insbesondere zum Bedrucken einer nicht ebenen, vorzugsweise gebogenen Oberfläche eines Objekts (O), die Folgendes aufweist:- eine Objektpositionierungseinrichtung (20), die dazu ausgebildet ist, zumindest in einer Vorschubrichtung (X) bewegt zu werden, und das zu bedruckende Objekt (O) zu positionieren;- eine Druckstation (10), die mindestens zwei Druckköpfe (11) aufweist, von denen jeder eine unterschiedliche Farbe aufweist,wobei die Druckköpfe (11) so ausgebildet sind, dass sie in Vorschubrichtung (X) hintereinander entlang eines Bogens angeordnet und ausgerichtet sind,wobei die Objektpositionierungseinrichtung (20) in Höhenrichtung (Z) derart höhenverstellbar ist, dass das Objekt (O) beim Druckvorgang eine Bogenform abfahren kann,dadurch gekennzeichnet, dasszum Abbilden einer Vielzahl von unterschiedlichen Bogenformen bei verschiedenen Objekten (O) der Radius des Bogens der angeordneten Druckköpfe (11) veränderbar und an das jeweils zu bedruckende Objekt (O) anpassbar ist, wobei hierzu die Druckköpfe (11) jeweils entlang einer Abstandsrichtung vom zu bedruckenden Objekt (O) verstellbar sind, wobei die Druckköpfe (11) jeweils um einen Drehpunkt in ihrer Winkellage justierbar sind, wobei die Drehung um eine Drehachse in Tiefenrichtung (Y) erfolgt, die senkrecht zu der Höhenrichtung (Z) und senkrecht zu der Vorschubrichtung (X) ausgerichtet ist.Digital printing system (100), in particular for printing a non-flat, preferably curved surface of an object (O), which has the following: - an object positioning device (20) which is designed to be moved at least in a feed direction (X), and that to position the object (O) to be printed; - a printing station (10) comprising at least two print heads (11) each having a different color, the print heads (11) being designed so that in the advance direction (X) are arranged and aligned one behind the other along an arc, with the object positioning device (20) being height-adjustable in the height direction (Z) in such a way that the object (O) can traverse an arc shape during the printing process, characterized in thatfor imaging a large number of different arc shapes for different objects (O) the radius of the arc of the arranged print heads (11) can be changed and adapted to the object to be printed (O ) is adaptable, for which purpose the print heads (11) are each adjustable along a distance direction from the object (O) to be printed, the print heads (11) each being adjustable in their angular position about a pivot point, the rotation about an axis of rotation in the depth direction ( Y) oriented perpendicularly to the height direction (Z) and perpendicularly to the feed direction (X).
Description
Die Erfindung betrifft eine Digitaldruckanlage und ein Verfahren zum Bedrucken.The invention relates to a digital printing system and a method for printing.
Verfahren und Vorrichtung zum digitalen Drucken sind bekannt. Sie bieten gegenüber konventionellen Druckverfahren einen Vorteil dahingehend, dass die Aufbereitung der Druckdaten in einem digitalen Workflow geschieht, so dass Kosten wie beispielsweise für die Herstellung der erforderlichen Druckplatten beim konventionellen Druckverfahren eingespart werden können.Methods and devices for digital printing are known. Compared to conventional printing processes, they offer an advantage in that the print data is prepared in a digital workflow, so that costs such as for the production of the necessary printing plates can be saved with conventional printing processes.
Allerdings sind derzeit bekannte Digitaldruckanlagen und Verfahren zum Bedrucken darauf beschränkt, dass das zu bedruckende Objekt zumindest im Wesentlichen eben ist und/oder nur einfarbig bedruckt werden kann. Insbesondere bereitet es Schwierigkeiten, Objekte mit einer nicht ebenen Oberfläche mehrfarbig zu bedrucken.However, currently known digital printing systems and methods for printing are limited to the fact that the object to be printed is at least essentially flat and/or can only be printed in one color. In particular, it is difficult to print objects with a non-planar surface in multiple colors.
Die Druckschrift
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Digitaldruckanlage und ein Verfahren zum Bedrucken anzugeben, die die oben genannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik ausräumen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Digitaldruckanlage und ein Verfahren zum Bedrucken anzugeben, bei denen ein zufriedenstellendes und insbesondere reproduzierbares Ergebnis beim mehrfarbigen Digitalbedrucken von nicht ebenen, vorzugsweise gebogenen Oberflächen eines Objekts möglich ist.The invention is therefore based on the object of specifying a digital printing system and a method for printing that eliminate the above-mentioned problems and disadvantages of the prior art. In particular, it is the object of the present invention to specify a digital printing system and a method for printing, in which a satisfactory and in particular reproducible result is possible in multicolored digital printing of non-flat, preferably curved surfaces of an object.
Im Hinblick auf die Digitaldruckanlage wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Digitaldruckanlage in dan abhängigen Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben sind. Im Hinblick auf das Verfahren wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruches 12 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem abhängigen Patentanspruch 13 angegeben.With regard to the digital printing system, the object on which the invention is based is achieved by the subject matter of independent patent claim 1, advantageous developments of the digital printing system according to the invention being specified in dan dependent patent claims 2 to 11. With regard to the method, the object on which the invention is based is achieved by the subject matter of the
Die erfindungsgemäße Lösung besteht insbesondere darin, eine Digitaldruckanlage, insbesondere zum Bedrucken einer nicht ebenen, vorzugsweise gebogenen Oberfläche eines Objekts, anzugeben, die Folgendes aufweist: eine Objektpositionierungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, zumindest in einer Vorschubrichtung bewegt zu werden und das zu bedruckende Objekt zu positionieren; eine Druckstation, die mindestens zwei (vorzugsweise vier) Druckköpfe aufweist, von denen jeder eine unterschiedliche Farbe aufweist, wobei die Druckköpfe so ausgebildet sind, dass sie in Vorschubrichtung hintereinander entlang eines Bogens angeordnet und ausgerichtet werden können, wobei die Objektpositionierungseinrichtung in Höhenrichtung derart höhenverstellbar ist, dass das Objekt beim Druckvorgang eine Bogenform abfahren kann.The solution according to the invention consists in particular in specifying a digital printing system, in particular for printing a non-flat, preferably curved surface of an object, which has the following: an object positioning device which is designed to be moved at least in one feed direction and to position the object to be printed position; a printing station which has at least two (preferably four) print heads, each of which has a different color, the print heads being designed in such a way that they can be arranged and aligned in the feed direction one behind the other along an arc, the object positioning device being height-adjustable in this way in the height direction that the object can follow an arc shape during the printing process.
Mit der erfindungsgemäßen Digitaldruckanlage wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst.With the digital printing system according to the invention, the task is solved in a satisfactory manner.
Insbesondere ist es dadurch, dass die Objektpositionierungseinrichtung in Höhenrichtung derart verstellbar ist, dass das Objekt beim Druckvorgang eine Bogenform abfahren kann, möglich, ein zufriedenstellendes und reproduzierbares Druckergebnis auf dem zu bedruckenden Objekt zu erhalten.In particular, since the object positioning device can be adjusted in the height direction in such a way that the object can traverse an arc shape during the printing process, it is possible to obtain a satisfactory and reproducible print result on the object to be printed.
Bei dem Objekt handelt es sich vorzugsweise um einen Teil von Weiße-Waren, insbesondere um eine Blende für Waschmaschinen, Spülmaschinen, Trockner oder dergleichen.The object is preferably a piece of white goods, in particular a panel for washing machines, dishwashers, dryers or the like.
Das zu bedruckende Objekt (beispielsweise die Blende) kann in eine Objektpositionierungseinrichtung positioniert, das heißt angeordnet bzw. eingelegt werden. Die Objektpositionierungseinrichtung ist dabei derart ausgeführt, dass sie das Objekt während des gesamten Druckvorgangs gezielt und reproduzierbar positioniert.The object to be printed (for example the panel) can be positioned in an object positioning device, that is to say arranged or inserted. The object positioning device is designed in such a way that it positions the object in a targeted and reproducible manner during the entire printing process.
Der Objektpositionierungseinrichtung kann hierzu eine Überwachungseinrichtung, beispielsweise eine optische Überwachungseinrichtung zugeordnet sein, die die örtliche Lage des zu bedruckenden Objekts in der Druckstation und in eventuell vorangehenden und nachfolgenden Stationen kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert.For this purpose, the object positioning device can be assigned a monitoring device, for example an optical monitoring device, which monitors and, if necessary, corrects the position of the object to be printed in the printing station and in any preceding and following stations.
Als Vorschubrichtung wird die Richtung bezeichnet, in die sich die Objektpositionierungseinrichtung von dem Ort, bei dem das zu bedruckende Objekt in der Objektpositionierungseinrichtung angeordnet wird, zu dem Ort, bei dem das zu bedruckende Objekt bedruckt wird (der Druckstation), bewegt.The feed direction is the direction in which the object positioning device moves from the location at which the object to be printed is arranged in the object positioning device to the location at which the object to be printed is printed (the printing station).
Die zwei oder mehrere (vorzugsweise vier) unterschiedlichen Druckköpfe, das heißt Druckköpfe von unterschiedlicher Farbe basieren vorzugsweise auf den CMYK-Farbmodell, das heißt diese entsprechen den Farbbestandteilen Cyan, Magenta, Yellow und Schwarz (Key). Allerdings wäre es in diesem Zusammenhang selbstverständlich auch denkbar, dass mehr als vier Druckköpfe angeordnet sind, wobei hierbei weiss oder auch eine Erweiterung des Farbraums mit Spotfarben (zusätzliche Tinten in spezifischen Farbtönen) denkbar wären. Ebenso ist es möglich, vorbehandelnde Tinten wie Primer zum Einsatz zu bringen.The two or more (preferably four) different print heads, ie print heads of different colors, are preferably based on the CMYK color model, ie they correspond to the color components cyan, magenta, yellow and black (key). However, it would of course also be conceivable in this connection for more than four print heads to be arranged, in which case white or an extension of the color space with spot colors (additional inks in specific shades) would be conceivable. It is also possible to use pre-treated inks such as primers.
Die Druckköpfe sind verstellbar ausgebildet, und zwar insbesondere so, dass diese in Vorschubrichtung gesehen hintereinander entlang eines Bogens angeordnet und ausgerichtet werden können, der zu dem Radius der gebogenen bzw. gekrümmten Oberfläche des zu bedruckenden Objekts passt.The print heads are designed to be adjustable, in particular in such a way that they can be arranged and aligned one behind the other along an arc, as seen in the feed direction, which matches the radius of the bent or curved surface of the object to be printed.
Die Objektpositionierungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie den von der gebogenen Oberfläche des Objekts vorgegebenen und von der Anordnung der Druckköpfe entsprechend nachgebildeten Bogen abfahren kann. Hierzu ist die Objektpositionierungseinrichtung in Höhenrichtung derart verstellbar, dass die Objektpositionierungseinrichtung bzw. das Objekt beim Druckvorgang eine Bogenform abfahren kann.The object positioning device is designed in such a way that it can traverse the arc specified by the curved surface of the object and correspondingly simulated by the arrangement of the print heads. For this purpose, the object positioning device can be adjusted in the height direction in such a way that the object positioning device or the object can traverse an arc shape during the printing process.
Gemäß der Erfindung sind die Druckköpfe jeweils entlang einer Abstandsrichtung von dem zu bedruckenden Objekt verstellbar. Im Einzelnen sind die Druckköpfe jeweils um einen Drehpunkt in ihrer Winkellage justierbar, wobei die Drehung um eine Drehachse in Tiefenrichtung erfolgt, die senkrecht zu der Höhenrichtung und senkrecht zu der Vorschubrichtung ausgerichtet ist.According to the invention, the print heads can each be adjusted along a distance direction from the object to be printed. In detail, the print heads can each be adjusted in their angular position about a pivot point, with the rotation taking place about an axis of rotation in the depth direction, which is aligned perpendicularly to the height direction and perpendicularly to the feed direction.
Beim Bedrucken des Objekts muss der Druckkopf zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dem zu bedruckenden Flächenbereich des Objekts angeordnet sein. Außerdem muss ein optimaler Druckabstand (beispielweise 1 mm) zumindest im Wesentlichen eingehalten werden, um ein gutes Druckergebnis erzeugen zu können. Daher muss die Abstandsrichtung vom zu bedruckenden Objekt verstellbar sein.When printing the object, the print head must be arranged at least essentially perpendicular to the surface area of the object to be printed. In addition, an optimal printing distance (e.g. 1 mm) must be at least essentially maintained in order to be able to produce a good printing result. Therefore, the distance direction from the object to be printed must be adjustable.
Um eine Vielzahl von unterschiedlichen Bogenformen bei verschiedenen Objekten abbilden zu können, muss der Radius des Bogens der angeordneten Druckköpfe verändert und an das zu bedruckende Objekt angepasst werden. Dazu müssen die einzelnen Druckköpfe verschwenkbar sein, also ihre Winkellage um einen Drehpunkt einstellbar sein.In order to be able to depict a large number of different arc shapes for different objects, the radius of the arc of the arranged print heads must be changed and adapted to the object to be printed. For this purpose, the individual print heads must be pivotable, ie their angular position must be adjustable around a pivot point.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind jeweils mindestens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von Druckköpfen, hintereinander in der Tiefenrichtung angeordnet, die sich senkrecht zu der Höhenrichtung und senkrecht zu der Vorschubrichtung erstreckt.According to an advantageous development of the invention, at least two, preferably a large number of print heads are arranged one behind the other arranged in the depth direction extending perpendicular to the height direction and perpendicular to the feed direction.
Aufgrund des von dem Objekt einzuhaltenden optimalen Abstands ist immer nur ein Bereich von einer gewissen Breite bedruckbar. Da dieser Bereich üblicherweise kleiner als die Breite des zu bedruckenden Objekts ist, durchfährt das zu bedruckende Objekt die Druckstation mehrmalig, wobei immer ein anderer Bereich des zu bedruckenden Objekts (zumindest im Wesentlichen senkrecht) unter den Druckköpfen angeordnet wird. Dadurch, dass mehrere Druckköpfe in Tiefenrichtung hintereinander angeordnet sind, ist es entsprechend möglich, einen breiteren Bereich des zu bedruckenden Objekts bei einem „Druckdurchgang“ zu bedrucken.Due to the optimal distance to be maintained from the object, only an area of a certain width can be printed at any one time. Since this area is usually smaller than the width of the object to be printed, the object to be printed passes through the printing station several times, with a different area of the object to be printed (at least substantially perpendicular) being arranged below the print heads. Because several print heads are arranged one behind the other in the depth direction, it is accordingly possible to print a wider area of the object to be printed in one "printing pass".
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Objektpositionierungseinrichtung einen Hubtisch auf, der an einem in Vorschubrichtung gesehen vorderen Ende und einem in Vorschubrichtung gesehen hinteren Ende jeweils mindestens eine Hubeinrichtung aufweist, mittels der die Objektpositionierungseinrichtung in Höhenrichtung verstellbar ist.According to an advantageous development of the invention, the object positioning device has a lifting table which has at least one lifting device at a front end viewed in the feed direction and a rear end viewed in the feed direction, by means of which the object positioning device can be adjusted in the height direction.
So wird ermöglicht, dass die Objektpositionierungseinrichtung derart höhenverstellbar ist, dass das Objekt beim Druckvorgang eine Bogenform abfahren kann. Selbstverständlich wäre es in diesem Zusammenhang auch denkbar, dass an dem in Vorschubrichtung gesehen vorderen Ende und an dem in Vorschubrichtung gesehen hinteren Ende jeweils zwei Hubeinrichtungen angeordnet sind, so dass nicht nur ein vorderer Bereich höher bzw. niedriger als ein hinterer Bereich des zu bedruckenden Objekts, sondern auch ein rechter Bereich höher bzw. niedriger als ein linker Bereich des zu bedruckenden Objekts angeordnet werden kann.This makes it possible for the object positioning device to be adjustable in height in such a way that the object can traverse an arc shape during the printing process. Of course, it would also be conceivable in this context for two lifting devices to be arranged at the front end viewed in the feed direction and at the rear end viewed in the feed direction, so that not only a front area is higher or lower than a rear area of the object to be printed , but also a right area can be arranged higher or lower than a left area of the object to be printed.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Winkellage des Objekts auf der Objektspositionierungseinrichtung an einem Drehpunkt verändert werden, wobei die Drehung entlang einer Drehachse erfolgt, die sich in Vorschubrichtung der Objektpositionierungseinrichtung erstreckt.According to an advantageous development of the invention, the angular position of the object on the object positioning device can be changed at a pivot point, with the rotation taking place along an axis of rotation that extends in the feed direction of the object positioning device.
Dadurch, dass die Winkellage des Objekts verändert werden kann, kann die Positionierung des Objekts während des gesamten Druckverfahrens so verändert werden, dass das gesamte Objekt optimal bedruckt werden kann. Das zu bedruckende Objekt kann eine in Längsrichtung (Vorschubrichtung) und Querrichtung (Tiefenrichtung) gebogene bzw. gekrümmte Oberfläche aufweisen. Beim Drucken ist es, wie bereits erwähnt nötig, die Druckköpfe zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der bedruckenden Oberfläche (oder umgekehrt) anzuordnen. Because the angular position of the object can be changed, the positioning of the object can be changed during the entire printing process in such a way that the entire object can be optimally printed. The object to be printed may have a curved or curved surface in the longitudinal direction (advance direction) and transverse direction (depth direction). As already mentioned, when printing, it is necessary to arrange the print heads at least essentially perpendicular to the surface to be printed (or vice versa).
Demnach kann es nötig sein, die Position des zu bedruckenden Objekts relativ zu den Druckköpfen zu verändern bzw. auszugleichen. Der Ausgleich des Bogens bzw. der Krümmung in Längsrichtung des zu bedruckenden Objekts erfolgt dadurch, dass die Druckköpfe in einer entsprechenden Bogenform angeordnet sind, und dass das Objekt beim Druckvorgang eine Bogenform abfahren kann (beispielsweise mittels der Hubeinrichtung). Der Ausgleich des Bogens in Querrichtung hingegen erfolgt dadurch, dass die Winkellage des Objekts auf der Objektpositionierungseinrichtung verändert werden kann.Accordingly, it may be necessary to change or compensate for the position of the object to be printed relative to the print heads. The arc or the curvature in the longitudinal direction of the object to be printed is compensated for by the print heads being arranged in a corresponding arc shape and by the object being able to follow an arc shape during the printing process (e.g. by means of the lifting device). On the other hand, the arc is compensated for in the transverse direction in that the angular position of the object on the object positioning device can be changed.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Digitaldruckanlage eine Verfahreinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die Objektpositionierungseinrichtung in Vorschubrichtung zu bewegen.According to an advantageous development of the invention, the digital printing system has a traversing device that is designed to move the object positioning device in the feed direction.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verfahreinrichtung eine Linearmotorachse auf.According to an advantageous development of the invention, the traversing device has a linear motor axis.
Durch die Kombination der Bewegung der Verfahreinrichtung (in Vorschubrichtung) und der Bewegung der Hubeinrichtung (in Höhenrichtung) kann das Objekt eine Bogenform nachfahren.By combining the movement of the traversing device (in the feed direction) and the movement of the lifting device (in the height direction), the object can follow an arc shape.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Bewegung der Linearmotorachse und der Objektpositionierungseinrichtung derart gekoppelt und gesteuert werden, dass sich beim Druckvorgang das Objekt in einer zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen respektive gleichbleibenden Geschwindigkeit bewegt.According to an advantageous development of the invention, the movement of the linear motor axis and the object positioning device can be coupled and controlled in such a way that the object moves at an at least essentially uniform or constant speed during the printing process.
Zum Erzielen eines guten Druckergebnisses ist es nötig, dass das zu bedruckende Objekt sich stets in einer zumindest im Wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit (relativ zu den Druckköpfen) bewegt. Dabei ist es beispielsweise möglich, die Geschwindigkeit der Linearmotorachse entsprechend zu drosseln bzw. zu beschleunigen, wenn sich die Hubeinrichtung bewegt. Daher sind die Bewegung der Linearmotorachse und der Objektpositionierungseinrichtung derart gekoppelt, dass eine gleichmäßige für den Druckvorgang reproduzierbare Bewegung des Objekts möglich ist.In order to achieve a good print result, it is necessary for the object to be printed to always move at an at least essentially constant speed (relative to the print heads). It is possible, for example, to correspondingly throttle or accelerate the speed of the linear motor axis when the lifting device is moving. The movement of the linear motor axis and the object positioning device are therefore coupled in such a way that a uniform movement of the object that can be reproduced for the printing process is possible.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Digitaldruckanlage eine Vorbehandlungsstation auf, wobei es sich bei der Vorbehandlungsstation vorzugsweise um eine Plasmabehandlungsstation handelt.According to an advantageous development, the digital printing system has a pre-treatment station, with the pre-treatment station preferably being a plasma treatment station.
Die Vorbehandlungsstation hat hierbei die Aufgabe, die Oberfläche von Staub oder sonstiger Verschmutzung zu säubern sowie die Oberflächenspannung zu erhöhen. So kann eine stabile Haftung und hohe Qualität des Druckbildes auf dem zu bedruckenden Objekt sichergestellt werden.The task of the pre-treatment station is to clean the surface of dust or other dirt and to increase the surface tension. So a stable adhesion and high quality of the print image on the object to be printed can be ensured.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Digitaldruckanlage eine Nachbehandlungsstation auf, wobei es sich vorzugsweise bei der Nachbehandlungsstation um eine UV-Trocknungsstation handelt.According to an advantageous development of the invention, the digital printing system has a post-treatment station, with the post-treatment station preferably being a UV drying station.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Nachbehandlungsstation um eine LED-UV-Trocknungsstation. Die Nachbehandlungsstation dient insbesondere dazu, die zuvor aufgebrachte Tinte zu trocknen, kann allerdings auch dazu dienen, diese zu aktivieren. Handelt es sich beispielsweise bei der gedruckten Tinte um UV-Tinte wird diese mit Hilfe von ultraviolettem Licht in der UV-Trocknungsstation gehärtet.The post-treatment station is particularly preferably an LED UV drying station. The after-treatment station is used in particular to dry the previously applied ink, but can also be used to activate it. For example, if the printed ink is UV ink, it is cured with the help of ultraviolet light in the UV curing station.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den in Vorschubrichtung entlang eines Bogens angeordneten Druckköpfen mindestens eine Pinning-Einheit angeordnet, wobei vorzugsweise in Vorschubrichtung hinter jedem Druckkopf eine Pinning-Einheit angeordnet ist.According to an advantageous development of the invention, at least one pinning unit is arranged between the print heads arranged in the feed direction along an arc, with a pinning unit preferably being arranged behind each print head in the feed direction.
Die Pinning-Einheit kann hierbei vorzugsweise eine kleine UV-Trocknungsstation sein, die beispielsweise im Bereich von bis zu 2 Watt arbeitet, und dazu dient, die aufgetragene Farbe direkt nach dem Druckkopf anzuhärten. Somit wird ein Verwischen der Farben während des Druckvorgangs verhindert. Vorzugsweise ist jedem Druckkopf eine entsprechende Pinning-Einheit zugeordnet.The pinning unit can preferably be a small UV drying station that works, for example, in the range of up to 2 watts and serves to harden the applied ink directly after the print head. This prevents the colors from smudging during the printing process. A corresponding pinning unit is preferably assigned to each print head.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Druckstation eine Inkjet-Druckstation, wobei die Druckköpfe vorzugsweise UV-Tinte verwenden.According to an advantageous development, the printing station is an inkjet printing station, with the print heads preferably using UV ink.
Der Vorteil von UV-Tinte liegt darin, dass diese nicht vollständig in das Material eindringt und dort trocknet, sondern auf dem zu bedruckenden Material liegt. Entsprechend ist es möglich, eine breite Auswahl von Materialien zu bedrucken. The advantage of UV ink is that it does not penetrate completely into the material and dries there, but lies on the material to be printed. Accordingly, it is possible to print on a wide range of materials.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bedrucken einer nicht ebenen, vorzugsweise gebogenen Oberfläche eines Objekts, mittels einer Digitaldruckanlage gelöst, wobei das Verfahren insbesondere folgende Schritte aufweist:
- - Anordnen des zu bedruckenden Objekts in einer Objektpositionierungseinrichtung; und
- - Bewegen der Objektpositionierungseinrichtung in einem Druckschritt in einer Bogenform entlang einer in Bogenform angeordneten Reihe von mindestens zwei Druckköpfen unterschiedlicher Farbe einer Druckstation.
- - arranging the object to be printed in an object positioning device; and
- - moving the object positioning device in a printing step in an arc along a row of at least two print heads of different colors of a printing station arranged in an arc.
Bei dem Verfahren gelten sämtliche bereits bezüglich der Digitaldruckanlage genannten Aspekte und Vorteile.All the aspects and advantages already mentioned with regard to the digital printing system apply to the process.
Entsprechend löst das Verfahren zum Bedrucken die Aufgabe in zufriedenstellender Weise dadurch, dass die Objektpositionierungseinrichtung bzw. das auf der Objektpositionierungseinrichtung angeordnete zu bedruckende Objekt in einem Druckschritt in einer Bogenform entlang einer in Bogenform angeordneten Reihe von mindestens zwei Druckköpfen unterschiedlicher Farbe bewegt wird. Somit ist es möglich, auch nicht ebene, vorzugsweise gebogene Oberflächen eines Objekts mehrfarbig mittels Digitaldrucks zu bedrucken.Accordingly, the method for printing satisfactorily solves the problem in that the object positioning device or the object to be printed arranged on the object positioning device is moved in a printing step in an arc shape along a row of at least two print heads of different colors arranged in arc shape. It is thus possible to use digital printing to print in multiple colors even on non-flat, preferably curved, surfaces of an object.
Alternativ zu der Objektpositionierungseinrichtung mit Hubtisch wäre es an dieser Stelle auch möglich einen Roboter zu verwenden, der die Aufgabe der Objektpositionierungseinrichtung und gegebenenfalls die Aufgabe der Verfahreinrichtung (bzw. Linearmotorachse) übernimmt. Entsprechend bewegt der Roboter als Objektpositionierungseinrichtung das Objekt in einer Bogenform entlang der in Bogenform angeordneten Reihe von mindestens zwei Druckköpfen unterschiedlicher Farbe.As an alternative to the object positioning device with a lifting table, it would also be possible at this point to use a robot that takes over the task of the object positioning device and, if necessary, the task of the traversing device (or linear motor axis). Correspondingly, the robot as the object positioning device moves the object in an arc shape along the arc-shaped row of at least two print heads of different colors.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in der Erfindung findet vor dem Druckschritt ein Vorbehandlungsschritt statt, bei dem die Oberfläche des Objekts von Verunreinigung gesäubert wird und deren Oberflächenspannung erhöht wird, wobei nach dem Druckschritt vorzugsweise ein Nachbehandlungsschritt stattfindet, bei dem die aufgetragene Farbe getrocknet wird.According to an advantageous development of the invention, a pretreatment step takes place before the printing step, in which the surface of the object is cleaned of contamination and its surface tension is increased, with a post-treatment step preferably taking place after the printing step, in which the applied ink is dried.
Der Vorbehandlungsschritt kann hierbei durch die oben beschriebene Vorbehandlungsstation, vorzugsweise als Plasmabehandlungsstation, erfolgen. Die Nachbehandlung kann entsprechend durch die oben genannte Nachbehandlungsstation, vorzugsweise die UV-Trocknungsstation, durchgeführt werden. Der auf die Farbe bezogene Begriff „Trocknen“ ist auch als ein Aushärten bzw. Härten der Farbe zu verstehen.The pre-treatment step can be carried out by the pre-treatment station described above, preferably as a plasma treatment station. The after-treatment can accordingly be carried out by the above-mentioned after-treatment station, preferably the UV drying station. The term "drying" related to the paint is also to be understood as hardening or hardening of the paint.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of the description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
Die Zeichnungen zeigen in:
-
1 eine schematische Darstellung einer Digitaldruckanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
2 eine vergrößerte schematische Darstellung einer Objektpositionierungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
1 a schematic representation of a digital printing system according to an embodiment of the present invention; and -
2 an enlarged schematic representation of an object positioning device according to the present invention.
Im Folgenden wird zunächst auf
In
Die Digitaldruckanlage 100 weist eine Objektpositionierungseinrichtung 20 auf. Obwohl in
Die Objektpositionierungseinrichtung 20 weist einen Hubtisch 21 mit zwei Hubeinrichtungen 22 auf. Außerdem weist die Objektpositionierungseinrichtung 20 eine hier nicht näher dargestellte Werkstückhalterung zum Halten eines Objekts O auf.The
Die Objektpositionierungseinrichtung 20 bzw. der Teil der Objektpositionierungseinrichtung 20 (beispielsweise Werkstückhalterung), der das Objekt O hält, kann, wie durch den bogenförmigen Doppelpfeil angedeutet, um die X-Achse (Vorschubrichtung) geschwenkt werden. Besonders bevorzugt kann die Werkstückhalterung relativ zu dem Rest der Objektpositionierungseinrichtung 20 entsprechend geschwenkt werden. Somit kann die Winkellage des Objekts O auf der Objektpositionierungseinrichtung 20 verändert werden.The
Außerdem ist die Objektpositionierungseinrichtung 20 in Vorschubrichtung X bewegbar. Hierzu ist die Objektpositionierungseinrichtung 20 mit der Verfahreinrichtung 30, vorzugsweise einer Linearmotorachse verbunden.In addition, the
An der in
Die nächste Station in Vorschubrichtung X ist die Vorbehandlungsstation 40, an der das Objekt O bzw. die Oberfläche des Objekts O einer Vorbehandlung unterzogen wird. Diese dient beispielsweise dazu, die Oberfläche von Verschmutzung zu säubern und deren Oberflächenspannung für ein besseres Anhaften der Farbtropfen zu erhöhen. Die Vorbehandlungsstation 40 ist hierbei wie durch den in Z-Richtung angeordneten Doppelpfeil dargestellt, höhenverstellbar ausgebildet.The next station in the feed direction X is the
Weiter in Vorschubrichtung X ist die eigentliche Druckstation 10 angeordnet. Die Druckstation 10 weist eine Vielzahl von Druckköpfen 11 auf, wobei hier beispielsweise sechs Druckköpfe 11 dargestellt sind. Wie anhand eines innerhalb der Druckköpfe 11 dargestellten Doppelpfeils angedeutet, ist der Abstand der Druckköpfe 11 von dem zu bedruckenden Objekt O entlang einer Abstandsrichtung verstellbar. Dabei läuft die Abstandsrichtung parallel zur Haupterstreckungsrichtung der jeweiligen Druckköpfe 11. Da die Druckköpfe 11 so ausgebildet sind, dass sie entlang der Vorschubrichtung X in einer Bogenform angeordnet werden können, hat die Abstandsrichtung entsprechend einen Z-Anteil und einen X-Anteil.The
Wie ferner durch mehrere bogenförmige Doppelpfeile angedeutet, sind die einzelnen Druckköpfe 11 um eine Drehachse in Y Richtung schwenkbar. Dies ist insbesondere deswegen nötig, da die Druckköpfe 11 beim Druckvorgang zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der zu bedruckenden Oberfläche angeordnet sein müssen.As also indicated by several curved double arrows, the individual print heads 11 can be pivoted about an axis of rotation in the Y direction. This is necessary in particular because the print heads 11 must be arranged at least substantially perpendicular to the surface to be printed during the printing process.
Die Druckköpfe 11 sind somit relativ zueinander, relativ zu der Druckstation 10 und relativ zu dem zu bedruckenden Objekt O in ihrer Winkellage und einer Abstandsrichtung verstellbar. Entsprechend können die in Bogenform angeordneten Druckköpfe 11 in ihrer Anordnung und Ausrichtung auf die gebogene bzw. gekrümmte Oberfläche des zu bedruckenden Objekts O angepasst werden.The print heads 11 can thus be adjusted relative to one another, relative to the
Hinter jedem Druckkopf 11 ist eine Pinning-Einheit 12 angeordnet, die dazu dient, die Farbe nach dem Drucken an dem entsprechenden Druckkopf 11 anzutrocknen bzw. anzuhärten. Dadurch wird ein Verwischen der Farbe im weiteren Druckverlauf verhindert.A pinning
Außerdem ist unter der Druckstation 10 wieder die Objektpositionierungseinrichtung 20 dargestellt, die sich aufgrund der Hubeinrichtungen 22 so bewegen lässt, dass diese die von den Druckköpfen 11 vorgegebene Bogenform nachfahren kann. Hier ist eine am vorderen Ende 20a der Objektpositionierungseinrichtung 20 angeordnete Hubeinrichtung 22 weiter ausgefahren als eine am hinteren Ende 20b angeordnete Hubeinrichtung 22.In addition, the
Während des Druckvorgangs werden die Hubeinrichtungen 22 so bewegt, dass sich das Objekt O entlang der gewünschten Bogenform bewegt. Dabei ist die Bewegung der Objektpositionierungseinrichtung 20 bzw. die Bewegung der Hubeinrichtungen 22 derart mit der Verfahreinrichtung 30 (der Linearmotorachse) gekoppelt, dass sich das Objekt O in einer zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen reproduzierbaren Bewegung, vorzugsweise bei zumindest im Wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit, relativ zu den Druckköpfen 11 bewegt.During the printing process, the
In Tiefenrichtung Y können mehrere Druckköpfe 11 von der gleichen Farbe hintereinander angeordnet werden, so dass die Druckbreite der Druckstation 10 erhöht werden kann.A plurality of print heads 11 of the same color can be arranged one behind the other in the depth direction Y, so that the printing width of the
Die Druckköpfe 11 können jeweils nur auf einer bestimmten Druckbreite einen hochwertigen Druck erzeugen, so dass das Objekt O die Druckstation 10, wenn nicht ausreichend Druckköpfe 11 in Tiefenrichtung Y angeordnet sind, mehrmals durchfahren muss. Dabei muss das Objekt O die Druckstation 10 nicht immer von links nach rechts (das heißt in Vorschubrichtung X) durchfahren, sondern kann diese auch in der entgegengesetzten Richtung (von rechts nach links) durchfahren. Hierbei kann Zeit gespart werden.The print heads 11 can each only produce a high-quality print over a certain print width, so that the object O has to pass through the
Es ist somit möglich, dass die Druckstation 10 in einem Druckvorgang in mehreren Durchläufen durchfahren wird. Von Durchlauf zu Durchlauf wird hierbei ein anderer Bereich des Objekts O bedruckt. Hierbei ist die Winkelanordnung des Objekts O relativ zu der Druckstation 10 wie bereits beschrieben an der Objektpositionierungseinrichtung 20 einstellbar, so dass auch ein Objekt mit einer Oberfläche, die in Tiefenrichtung Y gebogen oder gekrümmt ist, richtig (zumindest im Wesentlichem im rechten Winkel) bedruckt werden kann.It is thus possible for the
Ferner ist die Position in Tiefenrichtung Y des Objekts O bzw. der Objektpositionierungseinrichtung 20 oder des Hubtischs 21 relativ zu der Druckstation 10 einstellbar. Alternativ hierzu kann auch die Position in Tiefenrichtung Y der Druckstation 10 relativ zu der Objektpositionierungseinrichtung 20 einstellbar sein.Furthermore, the position in the depth direction Y of the object O or the
Nach der Druckstation 10 ist in Vorschubrichtung X die Nachbehandlungsstation 50 angeordnet, in der die Farbe getrocknet bzw. gehärtet wird. Bei der Verwendung von UV-Tinte handelt es sich hierbei um eine UV-Härtung der Tinte. Hier wird die durch die kleineren Pinning-Einheiten 12 vorgehärtete Tinte endgültig gehärtet.The after-
Bei der Werkstückhalterung kann es sich insbesondere um eine Drehwerkstückaufnahme handeln, so dass das Objekt drehbar ist.The workpiece holder can in particular be a rotating workpiece holder, so that the object can be rotated.
Die Objektpositionierungseinrichtung 20 weist außerdem den Hubtisch 21 mit zwei Hubeinrichtungen 22 auf. Genauer ist eine Hubeinrichtung 22 an einem vorderen Ende 20a und eine Hubeinrichtung 22 an einem hinteren Ende 20b der Objektpositionierungseinrichtung 20 bzw. des Hubtischs 21 angeordnet. Mit den Hubeinrichtungen 22 kann somit ein vorderes Ende 20a der Objektpositionierungseinrichtung 20 bzw. des Hubtischs 21 in Z-Richtung höher angeordnet werden als ein hinteres Ende 20b bzw. umgekehrt.The
Bewegt sich nun die gesamte Objektpositionierungseinrichtung 20 außerdem in Vorschubrichtung (X-Richtung) kann das Objekt O eine Bogenform abfahren. So ist es mittels der Hubeinrichtung 22 mit einer entsprechenden Kopplung der Verfahreinrichtung 30 (Linearmotorachse) möglich, das Objekt O in einer gleichmäßigen reproduzierbaren Bewegung entlang der bogenförmig angeordneten Druckköpfe 11 vorbei zu bewegen.If the entire
Hierdurch wird das Bedrucken von Objekten O möglich, die in Längsrichtung gebogen bzw. gewölbt sind. Somit ist es mit der konturabhängigen Objektpositionierung der vorliegenden Erfindung möglich, komplexer geformte Objekte farbig mittels Digitaldruck zu bedrucken.This makes it possible to print on objects O that are bent or arched in the longitudinal direction. It is thus possible with the contour-dependent object positioning of the present invention to print objects with complex shapes in color by means of digital printing.
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Digitaldruckanlagedigital printing system
- 1010
- Druckstationprinting station
- 1111
- Druckkopfprinthead
- 1212
- Pinning-Einheitpinning unit
- 2020
- Objektpositionierungseinrichtungobject positioning device
- 20a20a
- vorderes Endefront end
- 20b20b
- hinteres Enderear end
- 2121
- Hubtischlifting table
- 2222
- Hubeinrichtunglifting device
- 3030
- Verfahreinrichtungtraversing device
- 4040
- Vorbehandlungsstationpre-treatment station
- 5050
- Nachbehandlungsstationpost-processing station
- OO
- Objektobject
- XX
- Vorschubrichtungfeed direction
- YY
- Tiefenrichtungdepth direction
- ZZ
- Höhenrichtungheight direction
Claims (13)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102019111034.3A DE102019111034B4 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | DIGITAL PRINTING MACHINE WITH ARC-SHAPED WORKPIECE WEB AND PRINTING METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019111034.3A DE102019111034B4 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | DIGITAL PRINTING MACHINE WITH ARC-SHAPED WORKPIECE WEB AND PRINTING METHOD |
Publications (2)
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DE102019111034A1 DE102019111034A1 (en) | 2020-10-29 |
DE102019111034B4 true DE102019111034B4 (en) | 2022-11-10 |
Family
ID=72839947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102019111034.3A Active DE102019111034B4 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | DIGITAL PRINTING MACHINE WITH ARC-SHAPED WORKPIECE WEB AND PRINTING METHOD |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102019111034B4 (en) |
Citations (5)
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---|---|---|---|---|
DE102009040959A1 (en) | 2009-05-19 | 2010-11-25 | Pas Deutschland Gmbh | Apparatus for printing curved surface of e.g. control panel, on panel arrangement of household appliance, has printing device and workpiece carrier displaceably arranged relative to each other along feed direction by displacement device |
US20130215206A1 (en) | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Seiko Epson Corporation | Printer |
DE102014006991A1 (en) | 2013-06-06 | 2014-12-11 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Apparatus for printing with an ink jet printhead on a curved surface of an obiect |
DE102015200986A1 (en) | 2014-02-20 | 2015-08-20 | Heidelberger Druckmaschinen Ag Intellectual Property | Apparatus for printing and radiation treating a curved surface of an object |
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-
2019
- 2019-04-29 DE DE102019111034.3A patent/DE102019111034B4/en active Active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE102019111034A1 (en) | 2020-10-29 |
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