EP3036108A1 - Druckeinrichtung und verfahren zum aufbringen eines druckmittels - Google Patents

Druckeinrichtung und verfahren zum aufbringen eines druckmittels

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EP3036108A1
EP3036108A1 EP14755070.1A EP14755070A EP3036108A1 EP 3036108 A1 EP3036108 A1 EP 3036108A1 EP 14755070 A EP14755070 A EP 14755070A EP 3036108 A1 EP3036108 A1 EP 3036108A1
Authority
EP
European Patent Office
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printing
print carrier
module
print
carrier holder
Prior art date
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Application number
EP14755070.1A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3036108B1 (de
Inventor
Arthur Mathea
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Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3036108A1 publication Critical patent/EP3036108A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3036108B1 publication Critical patent/EP3036108B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J19/00—Character- or line-spacing mechanisms
    • B41J19/14—Character- or line-spacing mechanisms with means for effecting line or character spacing in either direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J13/00—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, specially adapted for supporting or handling copy material in short lengths, e.g. sheets
    • B41J13/10—Sheet holders, retainers, movable guides, or stationary guides
    • B41J13/12—Sheet holders, retainers, movable guides, or stationary guides specially adapted for small cards, envelopes, or the like, e.g. credit cards, cut visiting cards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/001—Mechanisms for bodily moving print heads or carriages parallel to the paper surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/60—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for printing on both faces of the printing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/23—Identity cards

Definitions

  • the invention relates to a printing device and a method for applying a printing medium to at least one print carrier.
  • Print quality the method of so-called multiple printing can be applied in an ink-jet process.
  • a printing process according to such a multiple printing is very time consuming because printheads the same place of a
  • Print carrier must run over several times. Also, printing devices are for
  • US 6,142,601 discloses a self-cleaning printer comprising a printhead. Further, a pickup is described, which is movable relative to the print head. US 2001/0043250 A1 also discloses such a printing device.
  • EP 1 955 861 A1 discloses a method of delivering UV-curable ink from a printhead to a substantially rigid substrate of a material which is prone to at least temporary deformation when exposed to radiant energy, the method comprising: Moving a printhead approximately parallel to the substrate in a printing station;
  • US 2002/0018097 A1 discloses a printer for ejecting ink droplets from a plurality of nozzles for the purpose of printing, comprising:
  • a printhead capable of printing a full line on printing paper without the need to be shifted in the width direction of the printing paper
  • a conveyer belt which is an endless belt, holding the printing paper, and the like
  • Printing device can be reduced.
  • Proposed is a printing device for applying a pressure medium on at least one print carrier.
  • the printing agent may be, for example, a colorant or a color.
  • the pressure medium may be a so-called functional material, for example a material having predetermined magnetic and / or fluorescent and / or reflective properties.
  • the proposed printing device is used in particular for Application of a printing medium to a print carrier for producing a value and / or security document. By the pressure medium can also be
  • a security document is any document that is a physical entity that is against unauthorized production and / or corruption
  • Security features is protected. Security features are features that make it difficult to falsify and / or duplicate compared to a simple copy at least. Physical entities that include or form a security feature may or may be referred to as security features
  • a security document may include multiple security features and / or security elements. As defined herein, a security document is always a security element or includes such. Examples of security documents, which also include value documents that represent a value, include, for example, passports, identity cards,
  • the printing agent can also be a lacquer, for example a protective lacquer, in particular a so-called scratch-resistant lacquer.
  • the print carrier here refers to an object to be printed.
  • the print carrier may be formed as a card or card body, which serves for the production of a card-shaped value and / or security document.
  • the card body may for example comprise a plurality of layers, wherein at least one of the layers is printed, in particular personalizing and / or individualizing
  • a personalized and / or individualized layer or layer refers to a layer that is personalized and / or
  • Serial number a document number or a hologram.
  • Pressure medium can in this case a partial step in the production of the value and / or Form security document.
  • the card body can comprise one or more lamination layers or layers, which are finally laminated to produce the security and / or security document.
  • the lamination layer may be formed, for example, as a polymer film.
  • the printing device comprises at least a first printing module, wherein the first printing module comprises at least one print head, preferably a plurality of print heads.
  • a printhead may e.g. comprise a nozzle or nozzle row with a plurality of juxtaposed nozzles. Through the nozzles, the pressure medium is in particular dropwise ejected.
  • the printing module and the at least one print head can be arranged or formed invariably in their relative position and orientation relative to one another.
  • the printing device comprises at least one print carrier holder.
  • the print carrier holder By means of the print carrier holder, the previously discussed print carrier, e.g. the card body, be held.
  • Salary can e.g. mean that in, on or on the
  • Print carrier holder of the print carrier can be arranged and optionally fastened.
  • the print carrier holder can thus serve to receive and / or support the print carrier and, if necessary, as explained in more detail below, to transport the print carrier.
  • the print carrier can for example be positively and / or non-positively connected to the print carrier holder.
  • the print carrier can be printed by means of a vacuum, e.g. a negative pressure generated by a vacuum, which is from
  • Print carrier holder acts on the print carrier or is exercised on one
  • Attachment surface of the print carrier holder are arranged or attached.
  • the first printing module is movable relative to the at least one print carrier holder of the printing device in a printing direction.
  • the first printing module is also relative to a content-supported by means of the print carrier holder Drucklasis in the
  • the printing device may in this case be e.g. a first drive means for moving the first pressure module, wherein by means of the first drive means the first pressure module e.g. is movable in the printing direction. Further, the printing device may comprise a further drive means for moving the print carrier holder, wherein the
  • Print carrier holder by means of the further drive means e.g. is movable in the printing direction.
  • the print carrier holder can in this case e.g. Part of the drive means or be attached to a part of the drive means.
  • the pressure module can also be assigned a pressure range.
  • the print area here refers to a region of the print module in which during a
  • the printing medium is blasted or ejected from the printhead (s) of the printing module.
  • Print carrier holder (and thus the print carrier) to be movable in the printing direction.
  • the first printing module is additionally movable transversely to the printing direction relative to the print carrier holder of the printing device.
  • transverse to the printing direction may mean that the first printing module is movable relative to the print carrier holder in or against a transverse direction which is oriented perpendicular to the printing direction.
  • the printing direction and the transverse direction can hereby be oriented in a plane which is oriented parallel to a surface to be printed.
  • the printing device serves to apply the pressure medium on a
  • the printing medium can be applied with a first resolution in the printing direction and with a further resolution in the transverse direction.
  • the first resolution can be equal to the other resolution.
  • the first printing module may in this case comprise a plurality of print heads which are arranged spaced apart in the printing direction, for example in printing direction one behind the other. Each of these print heads may comprise a plurality of nozzles which are arranged at a predetermined distance from each other transversely to the printing direction. If the first printing module relative to the at least one print carrier holder with a content Erten thereon Pressure carrier moves in the printing direction, so the first resolution depending on a speed of movement in the printing direction and / or an ejection frequency of the pressure medium from the / the nozzle (s) dependent.
  • the further resolution may be dependent on the distance of the nozzle transversely to the printing direction.
  • the above-described pressure range of the printing module transversely to the printing direction, the entire width of the print carrier, which denotes a dimension of the print carrier transversely to the printing direction comprise.
  • the printing device may in this case be a so-called drop-on-demand printing device.
  • closed web here includes all web forms that form a continuous web, in particular a circular and an oval track.
  • the print carrier holder can be moved along the closed path repeatedly in the printing direction past the first printing module.
  • the print carrier holder can be guided past the first print module exactly once in the printing direction in a complete circulation.
  • a further complete circulation can then be carried out again in the pressure direction. For each complete cycle, e.g. in each case one printing operation is carried out with a relative movement in the printing direction.
  • the above-explained first drive means and / or the further drive means can in this case be designed and / or arranged such that the first pressure module is movable in a first printing operation relative to the at least one print carrier holder in the printing direction. Further, in a second printing operation, the first printing module relative to the at least one print carrier holder again in the
  • Printing direction but also against the printing direction, be movable.
  • the same relative movement is repeatedly executable.
  • the first printing module can be moved relative to the print carrier holder in or opposite to the previously explained transverse direction.
  • Print module or printheads of the first printing module must be arranged. This advantageously makes it possible to design the printing device with low installation space requirements and low production costs.
  • the printing device comprises at least one further printing module, wherein the further printing module comprises at least one print head.
  • the first printing module is arranged such that a first side of a holder supported by the print carrier holder and movable relative to the first print module can be printed. This means that the first printing module is arranged relative to the print carrier holder in such a way that printing means can be applied to a first side, for example an upper side, of the print carrier by means of the first printing module.
  • the print carrier is movable along the closed path.
  • the further printing module is arranged such that a further side of the holder supported by the print carrier holder and movable relative to the further printing module
  • Print carrier is printable.
  • the further printing module is arranged relative to the print carrier holder in such a way that printing means can be applied to a further side, for example a lower side, of the print carrier by means of the further printing module.
  • the print carrier holder by a
  • first and the further printing module are arranged one behind the other in the printing direction such that during the relative movement between the first printing module and the print carrier holder in the printing direction, the first side of the print carrier is guided past the nozzle / nozzles of the first print head module and during the relative movement in the printing direction between the other pressure module and the print carrier holder, the other side of the print carrier is guided past the nozzle / nozzles of the other printing module.
  • Print direction be arranged behind the first printing module.
  • Print carrier be printed by the proposed printing device.
  • the further printing module can be movable in the printing direction and / or transversely to the printing direction.
  • the printing module comprises at least one print head with at least two printing nozzles arranged along a straight line and spaced at a predetermined distance, wherein the straight line is oriented transversely to the printing direction.
  • the straight line is therefore oriented parallel to the transverse direction.
  • the nozzles in this case designate outlet devices or ejectors for the pressure medium.
  • the nozzles enable the ejection of droplets of the printing medium in the direction of a Druckismes supported by a print carrier holder.
  • Print carrier holder transversely to the printing direction is less than or equal to half the predetermined distance. If the first printing module can be moved transversely to the printing direction by half the predetermined distance relative to the print carrier holder, then the further resolution achieved in a first printing pass can be achieved in another
  • Print run be doubled. If the minimum travel is less than half the predetermined distance, an even higher resolution can be achieved. For this purpose, however, more than two printing operations with the same relative movement in the printing direction may be required.
  • the print carrier holder is movable in the printing direction.
  • the further drive means may be configured such that the print carrier holder in the printing direction, for example, with a predetermined
  • the further drive means may in particular allow the movement along the closed path.
  • the further drive means may, for example, an actuator, such as an electric motor, and one with a
  • Output shaft of the actuator mechanically coupled conveyor belt which may be preferably designed as an endless belt include.
  • Drive means an actuator, such as an electric motor, and one with a
  • Output shaft of the actuator mechanically coupled transport rail which may preferably be formed as a continuous rail.
  • the conveyor belt or the transport rail can in this case form the print carrier holder.
  • the print carrier holder may be attached to the conveyor belt or rail.
  • the transport rail forms a guide means for the movement of the print carrier holder.
  • the print carrier holder may e.g. be moved along the transport rail.
  • the further drive means may also comprise a linear motor with a stator and one or more carriages, wherein the carriages are movable along the stator.
  • the stator generates this when applying an electrical
  • the carriage may in this case comprise magnetic, in particular permanent-magnetic elements, which interact with the magnetic field of the stator in order to drive the carriage.
  • the stator may in this case comprise a plurality of track modules, in particular non-curved and curved track modules.
  • the web modules can in this case be arranged such that a closed web is formed by the web modules.
  • the further drive means may comprise guide means, for example guide rails, wherein by means of the guide means the at least one carriage along a
  • desired (closed) path is movable. It is e.g. possible that the
  • the carriage may, for example, comprise rollers, wherein the rollers are moved during the movement along the guide means.
  • the at least one carriage can in this case form the print carrier holder.
  • the print carrier holder may be attached to the at least one carriage.
  • the first printing module is movable transversely to the printing direction.
  • the first drive means may be configured such that the first pressure module is connected to e.g. predetermined increments across the printing direction is movable.
  • the first pressure module is connected to e.g. predetermined increments across the printing direction is movable.
  • Drive means also comprise an electric motor whose output shaft, e.g. with a rack, for example via a gear is coupled.
  • the pressure module may be mechanically connected to the rack, in particular rigidly connected, wherein upon rotation of the output shaft, the rack moves transversely to the printing direction. As a result, the first printing module also moves transversely to the printing direction.
  • the first pressure module is arranged over a first portion of the transport path, wherein the further pressure module is arranged over a further portion of the transport path.
  • Pressure module synchronously movable. This means that the first pressure module and the further pressure module are simultaneously movable by the same amount in the same direction. Be the first printing module and the other pressure module through each other moves different drive means, so the various drive means can be controlled so that a synchronous movement takes place.
  • the first and the further pressure module are synchronously movable by means of a common drive means.
  • the first and the further pressure module can be mechanically coupled to the common drive means.
  • the first and the further pressure module can be mechanically rigidly connected to one another. This results in an advantageous manner a particularly simple realization of the synchronous movement.
  • the printing device comprises at least one
  • Heating means wherein means of the heating means thermal energy to the print carrier, in particular the content on the print carrier holder Ertenerten print carrier, is transferable.
  • the thermal energy can serve for drying or curing of pressure medium already applied to the print carrier.
  • the proposed printing device advantageously allows a renewed application of pressure means can be done faster in time after a previous application, since the already applied pressure medium can be dried or cured.
  • the at least one heating means may in particular be arranged in such a way that thermal energy can be transferred to the print carrier between the first and further printing processes explained above.
  • the printing device may comprise a device for generating radiation, in particular UV radiation (ultraviolet radiation).
  • the device for generating radiation can be designed and / or arranged such that radiation can be radiated onto the print carrier, in particular the print carrier supported on the print carrier holder.
  • the radiation may in particular be UVA, UVB or UVC radiation.
  • the radiation pressure medium can be cured on the print carrier, in particular UV-curable inks.
  • the device for generating radiation may be, for example, a UV LED emitter, which is advantageously small, inexpensive and easy to integrate.
  • the heating means and / or the device for generating radiation along the closed path can be arranged downstream of the first pressure module. This embodiment allows the transmission of thermal energy and / or radiation energy to the print carrier holder before or after a printing process. In particular, both a preheating of the
  • Print carrier holder so a transfer of thermal energy to the print carrier and / or print carrier holder prior to a (re) printing, thus also allows drying of the print carrier after a successful printing.
  • the heating means is in or on the
  • the print carrier holder may in particular be made of a material having a predetermined thermal conductivity, in particular of metal. In this case, the transfer of thermal energy takes place on the print carrier on the print carrier holder. Also achieved by a particularly space-saving and thus space-minimizing training of the printing device with the at least one heating medium.
  • the heating means is designed as a radiant heater.
  • the radiant heater can in this case be designed and / or arranged such that thermal radiation from the radiant heater is directed onto the print carrier.
  • a printing device comprises at least a first printing module, wherein the first printing module comprises at least one print head.
  • the printhead may in this case have at least one nozzle for ejecting pressure droplets.
  • the printing device comprises at least one print carrier holder. The first printing module is moved in a first printing operation relative to the at least one print carrier holder of the printing device in a printing direction.
  • the at least one print carrier holder is moved along a closed path, wherein the print carrier is arranged in or on or on the print carrier holder.
  • the printing device comprises at least one further printing module, wherein the further printing module comprises at least one print head, wherein the first
  • Pressure module is arranged such that a first side of a through the
  • Print carrier holder held and movable relative to the first printing module
  • Print carrier is printable.
  • the print carrier is moved along the closed path, wherein the further print module is arranged such that another side of the holder supported by the print carrier holder and movable relative to the further print module
  • Print carrier is printable.
  • the first printing module and / or the further printing module again relative to the at least one print carrier holder of
  • Printing device moves in or against the printing direction.
  • the same relative movement as in the first printing operation can take place in the second printing process.
  • the first printing module and / or the further printing module is moved transversely to the printing direction relative to the print carrier holder of the printing device.
  • the first printing module and / or the further printing module is moved transversely to the printing direction relative to the print carrier holder of the printing device.
  • Printing module with a travel which is smaller than a predetermined distance between adjacent and arranged in a row transverse to the printing direction nozzles of a print head of the first printing module, transversely to the printing direction moves.
  • a print carrier can be arranged or fastened in or on or on the print carrier holder.
  • the print carrier performs the same relative movement as the print carrier holder relative to the first print module.
  • the first printing module can be moved relative to the print carrier holder by the previously explained half predetermined distance from nozzles of a print head transversely to the printing direction, ie in the transverse direction. This results in a doubling of the further resolution.
  • the first printing module can be displaced by a quarter of the predetermined distance in the transverse direction to be moved. In this case, the result is a tripling of the further resolution.
  • the first printing module can again be moved by half the distance counter to the transverse direction. This results in a quadrupling of the further resolution.
  • the at least one print carrier holder in particular between two
  • Printing operations moving along a closed path.
  • the print carrier holder can be moved between two temporally successive printing processes along the closed path in such a way that, after the later printing process, it has completed a complete cycle along the closed path.
  • the proposed method thus advantageously allows a simple increase in the further resolution, the time required for this is low.
  • thermal energy is transferred to the print carrier after the first printing operation and / or after the second printing operation.
  • Printing applied printing medium is dried, whereby advantageously a period of time between two printing operations can be reduced.
  • Print carrier holder can be printed while thermal energy and / or radiation, in particular UV radiation is transmitted to an unprinted or already printed print carrier of another print carrier holder. This is possible in particular when the at least two print carrier holders are movable along the closed path. This also results in an advantageous manner
  • the print carrier is moved in a plurality of circulations along the closed path, wherein in each case one printing operation per revolution by at least one printing module, for example by the first and / or the further
  • Print module is performed.
  • temporally successive printing processes can each be a pressure medium, such as a colorant or a complete Image in the native and thus low resolution of the printhead to be applied to the print carrier.
  • This method can be referred to as multipass printing.
  • a paint in particular a scratch-resistant paint, can be applied to the print carrier.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a printing device according to the invention in a first embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of a printing device according to the invention in a second embodiment
  • Fig. 3 is a schematic representation of a printing device according to the invention in a third embodiment.
  • a printing device 1 according to the invention is shown schematically in a first embodiment.
  • the printing device 1 comprises a first printing module 2, which comprises five printing heads 3a, 3b, 3c, 3d, 3e.
  • a first print head 3a comprises a plurality of nozzles, not shown, which are arranged along a straight line with a certain distance, wherein the straight line is oriented transversely to a printing direction 4, ie in the transverse direction, or extends in the transverse direction. In the illustrated embodiment, therefore, the straight line is oriented perpendicular to the plane and oriented in the plane of the drawing. Through nozzles of the first print head 3a can
  • a cyan colorant can be ejected drop by drop.
  • a second print head 3b includes nozzles through which a magenta colorant can be ejected drop by drop.
  • a third printhead 3c includes nozzles through which a yellow colorant can be ejected dropwise.
  • a fourth printhead 3d includes nozzles through which a key colorant, that is, a black colorant, can be ejected drop by drop.
  • a fifth printhead 3e comprises nozzles through which, for example, a functional security ink, for example an ink which can be excited by UV radiation or IR radiation (infrared radiation), can be ejected dropwise.
  • a functional security ink for example an ink which can be excited by UV radiation or IR radiation (infrared radiation
  • Such an ink can contain, for example, pigments that can be excited by UV radiation or IR radiation.
  • the printing device 1 comprises a sixth print head (not shown), which sixth print head may comprise nozzles through which a
  • Scratch-resistant paint can be ejected drop by drop.
  • the previously described colorants, inks and / or lacquers can be curable in particular by UV radiation or can be dried by thermal energy.
  • a print carrier e.g. a card-shaped print carrier to personalize and paint without transferring the print carrier in another machine.
  • a multi-pass personalization and possibly a multi-pass coating is possible.
  • the printing device 1 comprises a plurality of print carrier holder 5, which in a first process group PG1 and another process group PG2 of four
  • Print carrier holders are grouped together.
  • the print carrier holder 5 are arranged on a transport path 6, which is designed as a so-called continuous web or closed web.
  • the transport path 6 can be formed for example by a conveyor belt or a transport rail or by the previously explained linear motor.
  • print carrier holder 5 of a process group PG1 along the transport path 6 are spaced apart from each other at a first distance, wherein a in
  • Printing direction 4 foremost print carrier holder 5 of the further process group PG2 is arranged from a pressure carrier 4 in the rearmost print carrier holder 5 of the first process group PG1 along the transport path 6 with a further distance which is greater than the first distance.
  • the print heads 3a, ..., 3e are each arranged at a predetermined distance from each other.
  • the first printing module 2 is movable in and counter to the transverse direction explained above.
  • the print carrier can in particular as
  • the print carrier holder 5 are formed as a card holder.
  • the printing module 2 is movable relative to the print carrier holders 5 in a plane which is oriented parallel to a surface of a print carrier to be printed, wherein the print carrier is supported by one of the print carrier holder 5.
  • the print carrier move on a trained as a circular path closed path.
  • the printing device comprises means for insertion and means for carrying out the print carrier.
  • the insertion here denotes e.g. a mounting or placing a print carrier to be printed on a print carrier holder.
  • Print carrier from a print carrier holder Print carrier from a print carrier holder.
  • the printing device 1 can be integrated into a longer process section.
  • these are arranged on the same side of the printing device 1, in particular the transport path 6 or rail.
  • a simple manual operation is possible. Therefore, this concept is particularly useful for a compact desktop solution.
  • the first pressure module 2 is arranged above a first, straight section A1 of the transport path 6.
  • the transport path 6 comprises or forms a further straight section A2, which is connected to the first section A1 via curved connection sections VA.
  • the first process group PG1 is located in the first section A1 of the transport path 6, while the further process group PG2 is located in the further section A2 of the transport path 6.
  • the printing device 1 comprises a radiant heater 7, which is arranged along the further section A2 of the transport path 6, wherein by means of the radiant heater 7 thermal energy 12 from the radiant heater 7 in the direction of the transport path 6 and thus also in the direction of arranged on the transport path 6 print carrier holders. 5 is blasted.
  • the thermal energy 12 By means of the thermal energy 12, the means of the first
  • Print module 2 are dried on the print media 5 applied pressure medium.
  • the print carrier holders 5 of the first process group PG1 can be guided past the first printing module 2 by a corresponding movement of the transport path 6 in the printing direction 4 under the print heads 3a, 3e of the first printing module 2.
  • the print carrier holders 5 of the first process group PG1 can be guided past the first printing module 2 by a corresponding movement of the transport path 6 in the printing direction 4 under the print heads 3a, 3e of the first printing module 2.
  • the print carrier holder 5 of the first process group PG1 can then be guided past the radiant heater 7 in the further section A2 of the conveyor belt 6, whereby the pressure medium can be dried.
  • the first printing module 2 Before the print carrier holder 5 of the first process group PG1 again in the first section A1 on the first printing module 2, in particular nozzles of the print heads 3a, 3e of the first printing module 2, are passed, the first printing module 2 in
  • Transverse direction by a predetermined travel in particular by half the distance between two arranged in a row in the transverse direction nozzles of the print heads 3a, 3e, moves.
  • a movement of the print carrier holder 5 and thus the print carrier supported by the print carrier holder 5 on the first printing module 2 in the printing direction 4 again occurs.
  • a resolution in the transverse direction is doubled. If a resolution of a print head 3a, 3e in the transverse direction at eg 360 dpi, so in the second printing process, the resolution can be increased by a further 360 dpi. Accordingly, by a further movement of the first printing module 2 in or against the transverse direction, the resolution in the transverse direction in further
  • FIG. 1 shows by way of example five print heads 3a, 3e and two process groups PG1, PG2, each with four print carrier holders 5.
  • more or less printheads 3a, 3e and more or fewer process groups PG1, PG2 may be used with more or less print carrier holders 5.
  • a sixth print head may be provided for the application of paint. It is also possible to provide seven printheads, with four printheads each for applying one CMYK colorant and the remaining three for applying one RGB colorant each (red / green / blue colorant).
  • a throughput of print media can in this case depending on a size of a
  • Process group PG1, PG2 and thus also depending on a length of the transport path 6 are set.
  • Printheads 3a, 3e of the first printing module 2 can be movable transversely to the printing direction 4, for example by means of an electromechanical drive means. It is also possible to control in a printing operation only those printheads 3a, 3e whose printing means is to be applied during the printing process. Thus, for example, only one or only selected print heads 3a, 3e of all print heads 3a, 3e of the first print module 2 can be used for ejecting pressure medium.
  • the print carrier holder 5 for example, by a corresponding movement of the transport path 6 in the first section A1, for example in a second printing operation, against the printing direction 4 relative to the first printing module 2 move. Even during such a movement, application of pressure medium can take place through one, several or all print heads 3 a, 3 e. Of course, it is also possible to set a speed of movement in or against the printing direction 4.
  • Fig. 1 it is shown that by the use of process groups PG1, PG2 a common processing of several print media is possible, in particular synchronously the print carrier, which are arranged on print carrier holders 5 a process group PG1, PG2, printed or dried.
  • Fig. 2 is schematically a second embodiment of an inventive
  • Printing device 1 shown In contrast to that shown in Fig. 1
  • Printing device 1 the printing device 1 comprises a further section A2 of the transport path 6 arranged multifunctional module 8, which several
  • the module 8 can be operated as a heating module, wherein a print carrier holder 5 can be heated by the heating module.
  • the module 8 can transmit thermal energy to the print carrier by means of heating radiation, wherein printing means can be dried between two printing operations or after a last printing operation.
  • the module 8 can also form the radiant heater 7 shown in Fig. 1.
  • the print carrier holder 5 may comprise a resistance heating element, by means of which the print carrier holder 5 can be heated. Since print media can be thermally coupled to the print carrier holders 5, thermal energy generated by the resistive heater can be transferred from the print carrier holder 5 to a print carrier.
  • a printing device 1 is shown schematically in a third embodiment.
  • the printing device 1 shown in FIG. 3 comprises a further printing module 9 with print heads 10a, 10b, 10c, 10d, 10e.
  • the print heads 10a, 10e can be designed corresponding to the print heads 3a, 3b, 3c, 3d, 3e of the first print module 2.
  • the further printing module 9 is arranged above a further section A2 of the transport path 6. In this case, the further printing module 9 is arranged such that a bottom of held by print carrier holder 5 held print carriers on printheads 10a, 10e demonstrated becomes.
  • the first printing module 2 is arranged such that an upper side of print carriers, which are supported by print carrier holders 5, on the print heads 3a, 3e of the first
  • Print module 2 is passed. In this case, tops of the print carriers face the nozzles (not shown) of the print heads 3a, 3e.
  • the first pressure module 2 and the further pressure module 9 are rigidly connected to each other via a mechanical connection 1 1.
  • the further printing module 9 is movable transversely to the printing direction 4. Due to the rigid mechanical connection 1 1, the printing modules 2, 9 are movable synchronously with each other.
  • the printing device 1 comprises two radiant heaters 7, each radiating thermal energy 12 in the direction of the transport path 6 in the first section A1 and in the further section A2 of the transport path 6.
  • the radiant heaters 7 are in this case arranged relative to the print carrier holders 5 and to the transport path 6 that thermal energy can be radiated onto an underside of print media by one of the radiant heater 7 thermal energy on an upper side of print media and by the further radiant heater 7.
  • the proposed printing device 1 is thus advantageously a duplex printing and drying or curing of pressure medium on the top and bottom of the print carrier possible. Bottom and top or front and back of print media can thus be printed in one pass and dried or
  • the proposed printing device 1 and the proposed method advantageously enables a resolution, in particular a resolution in a direction perpendicular to the printing direction, to be increased stepwise. Also results in an increased throughput through the circular transport path 6. Die
  • printing device 1 allows a minimization of a number of printheads 3a, 3e, 10a, 10e, whereby construction costs are reduced. Also is an application of so-called functional materials by one or more
  • Print heads 3a, 3e, 10a, 10e possible.
  • the printing device 1 allows a modular structure, in particular an arbitrary arrangement of printing modules 2, 9 and multifunctional modules 8. Especially when using a multifunctional module 8 can save space several functions in the
  • Printing device 1 can be realized.
  • the printing device 1 shown in Fig. 3 results in an advantageous manner, a simultaneous printing of a bottom and top and, since no transfer is required in the print media for printing various pages, an increased registration accuracy. Also, there is an increased

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckeinrichtung zur Aufbringung eines Druckmittels auf mindestens einen Druckträger, wobei die Druckeinrichtung (1) mindestens ein erstes Druckmodul (2) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) mindestens einen Druckkopf (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) umfasst, wobei die Druckeinrichtung (1) mindestens ein Druckträgerhalter (5) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter (5) der Druckeinrichtung (1) in einer Druckrichtung (4) bewegbar ist, wobei das erste Druckmodul (2) relativ zu dem Druckträgerhalter (5) der Druckeinrichtung (1) zusätzlich quer zur Druckrichtung (4) bewegbar ist, wobei der Druckträgerhalter zusätzlich entlang einer geschlossenen Bahn bewegbar ist, sowie ein Verfahren zum Aufbringen eines Druckmittels.

Description

Druckeinrichtung und Verfahren zum Aufbringen eines Druckmittels
Die Erfindung betrifft eine Druckeinrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen eines Druckmittels auf mindestens einen Druckträger.
Zur Erreichung einer hohen Druckqualität, insbesondere einer fotorealistischen
Druckqualität, kann in einem Tintenstrahlverfahren die Methode des sogenannten Mehrfachdruckens angewendet werden. Ein Druckverfahren entsprechend eines solchen Mehrfachdrucks ist jedoch sehr zeitintensiv, da Druckköpfe dieselbe Stelle eines
Druckträgers mehrfach überfahren müssen. Auch sind Druckeinrichtungen zum
Mehrfachdruck sehr teuer, da mehrere Druckköpfe pro Farbe versetzt zueinander installiert werden müssen, um eine gewünschte Auflösung zu erreichen.
Weiter besteht eine besondere Herausforderung bei dem Aufbringen eines so genannten funktionalen Druckmittels, welches nicht nur gewünschte Farbeigenschaften, sondern auch weitere Eigenschaften, wie beispielsweise eine vorbestimmte Haftfestigkeit, vorbestimmte Diffusionseigenschaften und/oder spezielle Sicherheitseigenschaften, beispielsweise magnetische, fluoreszierende und/oder reflektierende
Sicherheitseigenschaften, beinhaltet. Derartige Druckköpfe sind meistens sehr teuer und bieten nur eine geringe Auflösung.
Als weiteres Problem ergibt sich, dass bei den genannten funktionalen Druckmitteln ein erneutes Aufbringen eines (weiteren) Druckmittels auf dieselbe Stelle ausschließlich dann erfolgen kann, wenn ein bereits aufgebrachtes Druckmittel auf diese Stelle bereits getrocknet ist, da sich ansonsten eine ungenügende Druckqualität ergibt. Dies resultiert in zeitintensiven Druckvorgängen.
Die US 6,142,601 offenbart einen selbstreinigen Drucker, der einen Druckkopf umfasst. Weiter ist ein Aufnehmer beschrieben, der relativ zum Druckkopf bewegbar ist. Auch die US 2001 /0043250 A1 offenbart eine solche Druckeinrichtung.
Die EP 1 955 861 A1 offenbart ein Verfahren zur Abgabe von UV-härtbarer Druckfarbe von einem Druckkopf auf ein im wesentlichen starres Substrat eines Materials, das eine Neigung zur zumindest vorübergehenden Verformung hat, wenn es Strahlungsenergie ausgesetzt wird, wobei das Verfahren umfasst: Bewegen eines Druckkopfs in etwa parallel zu dem Substrat in einer Druckstation;
Abgeben von Tinte aus dem Druckkopf auf eine Oberfläche des Substrats; und
Bereitstellen mindestens einer Kalt-UV-Härtungsanordnung, die mit dem Druckkopf bewegbar und konfiguriert ist, um UV-Strahlung auf die Oberfläche des Substrats zu strahlen, um die abgegebene Tinte auf der Oberfläche zu gefrieren und um die Tinte im Wesentlichen zu härten, ohne dass die auftreffende Strahlung das Substrat erheblich deformieren würde, während das Substrat an der Druckstation ist.
Die US 2002/0018097 A1 offenbart einen Drucker zum Ausstoßen von Tintentropfen aus einer Vielzahl von Düsen zum Zwecke des Druckens, mit:
einem Druckkopf, der in der Lage ist, ohne die Notwendigkeit, in der Breitenrichtung des Druckpapiers verschoben zu werden, eine volle Linie auf Druckpapier zu drucken, einem Transportband, das ein Endlosband ist, und das Druckpapier hält und das
Druckpapier in einer Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung des Druckpapiers transportiert; und einer Drucksteuereinrichtung zum Steuern der Ausstoßtintentropfen aus dem Druckkopf synchron mit dem Transport des Druckpapiers von dem Transportband, sodass Druck erreicht wird.
Es stellt sich das technische Problem, eine Druckeinrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen mindestens eines Druckmittels auf einen Druckträger zu schaffen, welche ein Drucken mit einer hohen Auflösung ermöglichen, wobei gleichzeitig eine zum Bedrucken benötigte Gesamtzeit sowie Herstellungskosten und eine Komplexität der
Druckeinrichtung reduziert werden.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird eine Druckeinrichtung zur Aufbringung eines Druckmittels auf mindestens einen Druckträger.
Das Druckmittel kann beispielsweise ein Farbmittel oder eine Farbe sein. Auch kann das Druckmittel ein so genanntes funktionales Material sein, beispielsweise ein Material mit vorbestimmten magnetischen und/oder fluoreszierenden und/oder reflektierenden Eigenschaften sein. Die vorgeschlagene Druckeinrichtung dient insbesondere zur Aufbringung eines Druckmittels auf einen Druckträger zur Herstellung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments. Durch das Druckmittel kann auch ein
Sicherheitsmerkmal erzeugt werden.
Als Sicherheitsdokument wird jedes Dokument bezeichnet, das eine physikalische Entität ist, die gegen ein unautorisiertes Herstellen und/oder Verfälschen durch
Sicherheitsmerkmale geschützt ist. Sicherheitsmerkmale sind solche Merkmale, die ein Verfälschen und/oder Duplizieren gegenüber einem einfachen Kopieren zumindest erschweren. Physikalische Entitäten, die ein Sicherheitsmerkmal umfassen oder ausbilden, können als Sicherheitselemente bezeichnet werden oder umfassen
Sicherheitselemente. Ein Sicherheitsdokument kann mehrere Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente umfassen. Im Sinne der hier festgelegten Definition stellt ein Sicherheitsdokument auch immer ein Sicherheitselement dar oder enthält ein solches. Beispiele für Sicherheitsdokumente, welche auch Wertdokumente umfassen, die einen Wert repräsentieren, umfassen beispielsweise Reisepässe, Personalausweise,
Führerscheine, Identitätskarten, Zutrittskontrollausweise, Krankenkassenkarten,
Banknoten, Postwertzeichen, Bankkarten, Kreditkarten, Smartcards, Tickets und
Etiketten.
Auch kann das Druckmittel ein Lack, beispielsweise ein Schutzlack, insbesondere ein sogenannter Kratzfestlack, sein.
Der Druckträger bezeichnet hierbei einen zu bedruckenden Gegenstand. Insbesondere kann der Druckträger als Karte oder Kartenkörper ausgebildet sein, der zur Herstellung eines kartenförmigen Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes dient. Der Kartenkörper kann beispielsweise mehrere Schichten umfassen, wobei mindestens eine der Schichten bedruckt wird, insbesondere um personalisierende und/oder individualisierende
Merkmale, insbesondere Sicherheitsmerkmale, in das herzustellende Wert- und/oder Sicherheitsdokument zu integrieren. Hierbei bezeichnet eine personalisierte und/oder individualisierte Schicht oder Lage eine Schicht, die personalisierte und/oder
individualisierte Informationen enthält, z.B. in Form eines Lichtbildes, einer
Seriennummer, einer Dokumentennummer oder eines Hologramms.
Das mittels der vorgeschlagenen Druckeinrichtung durchgeführte Aufbringen des
Druckmittels kann hierbei einen Teilschritt bei der Herstellung des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments bilden. Weiter insbesondere kann der Kartenkörper ein oder mehrere Laminationsschichten oder -lagen umfassen, die abschließend zur Herstellung des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments laminiert werden. Die Laminationslage kann z.B. als Polymerfolie ausgebildet sein.
Die Druckeinrichtung umfasst mindestens ein erstes Druckmodul, wobei das erste Druckmodul mindestens einen Druckkopf, vorzugsweise mehrere Druckköpfe, umfasst. Ein Druckkopf kann z.B. eine Düse oder eine Düsenreihe mit mehreren aneinander gereihten Düsen umfassen. Durch die Düsen ist das Druckmittel insbesondere tröpfchenweise ausstoßbar. Das Druckmodul und der mindestens eine Druckkopf können in ihrer relativen Position und Ausrichtung zueinander unveränderlich angeordnet oder ausgebildet sein.
Weiter umfasst die Druckeinrichtung mindestens einen Druckträgerhalter. Mittels des Druckträgerhalters kann der vorhergehend erläuterte Druckträger, z.B. der Kartenkörper, gehaltert werden. Gehaltert kann z.B. bedeuten, dass in, an oder auf dem
Druckträgerhalter der Druckträger anordenbar und gegebenenfalls befestigbar ist. Der Druckträgerhalter kann somit der Aufnahme und/oder Lagerung des Druckträgers und gegebenenfalls, wie nachfolgend näher erläutert, einem Transport des Druckträgers dienen.
Der Druckträger kann beispielsweise mit dem Druckträgerhalter form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden. Beispielsweise kann der Druckträger mittels eines Unterdrucks, z.B. eines durch ein Vakuum erzeugten Unterdrucks, welcher vom
Druckträgerhalter aus auf den Druckträger wirkt oder ausgeübt wird, auf einer
Befestigungsfläche des Druckträgerhalters angeordnet bzw. befestigt werden.
Selbstverständlich sind jedoch auch andere Befestigungsarten, beispielsweise mechanische Befestigungsarten, zur Befestigung des Druckträgers auf, an und/oder im Druckträgerhalter vorstellbar.
Das erste Druckmodul ist relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter der Druckeinrichtung in einer Druckrichtung bewegbar. Somit ist das erste Druckmodul auch relativ zu einem mittels des Druckträgerhalters gehalterten Druckträgers in der
Druckrichtung bewegbar. Hierbei sind sowohl Druckmodul als auch Druckträgerhalter bewegbar.
Die Druckeinrichtung kann hierbei z.B. ein erstes Antriebsmittel zur Bewegung des ersten Druckmoduls umfassen, wobei mittels des ersten Antriebsmittels das erste Druckmodul z.B. in der Druckrichtung bewegbar ist. Weiter kann die Druckeinrichtung ein weiteres Antriebsmittel zur Bewegung des Druckträgerhalters umfassen, wobei der
Druckträgerhalter mittels des weiteren Antriebsmittels z.B. in der Druckrichtung bewegbar ist. Der Druckträgerhalter kann hierbei z.B. Teil des Antriebsmittels oder an einem Teil des Antriebsmittels befestigt sein.
Dem Druckmodul kann auch ein Druckbereich zugeordnet sein. Der Druckbereich bezeichnet hierbei einen Bereich des Druckmoduls, in welchen während eines
Druckvorgangs das Druckmittel von dem Druckkopf/den Druckköpfen des Druckmoduls gestrahlt oder ausgestoßen wird. Somit kann auch der Druckbereich relativ zum
Druckträgerhalter (und somit zum Druckträger) in Druckrichtung bewegbar sein.
Weiter ist das erste Druckmodul relativ zu dem Druckträgerhalter der Druckeinrichtung zusätzlich quer zur Druckrichtung bewegbar.
Quer zur Druckrichtung kann hierbei bedeuten, dass das erste Druckmodul relativ zu dem Druckträgerhalter in oder entgegen einer Querrichtung bewegbar ist, die senkrecht zu der Druckrichtung orientiert ist. Die Druckrichtung und die Querrichtung können hierbei in einer Ebene orientiert sein, die parallel zu einer zu bedruckenden Fläche orientiert ist.
Die Druckeinrichtung dient hierbei zur Aufbringung des Druckmittels auf einer
zweidimensionalen Druckfläche. Mittels der Druckeinrichtung ist das Druckmittel mit einer ersten Auflösung in Druckrichtung und mit einer weiteren Auflösung in der Querrichtung aufbringbar. Die erste Auflösung kann hierbei gleich der weiteren Auflösung sein.
Das erste Druckmodul kann hierbei mehrere Druckköpfe umfassen, die in Druckrichtung beabstandet zueinander, beispielsweise in Druckrichtung hintereinander, angeordnet sind Jeder dieser Druckköpfe kann mehrere Düsen umfassen, die quer zur Druckrichtung mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Wird das erste Druckmodul relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter mit einem darauf gehalterten Druckträger in Druckrichtung bewegt, so kann die erste Auflösung abhängig von einer Geschwindigkeit der Bewegung in Druckrichtung und/oder einer Ausstoßfrequenz des Druckmittels aus der/den Düse(n) abhängig.
Die weitere Auflösung kann abhängig von dem Abstand der Düsen quer zur Druckrichtung sein. Hierbei kann der vorhergehend erläuterte Druckbereich des Druckmoduls quer zur Druckrichtung die gesamte Breite des Druckträgers, die eine Dimension des Druckträgers quer zur Druckrichtung bezeichnet, umfassen.
Die Druckeinrichtung kann hierbei eine so genannte Drop-on-Demand-Druckeinrichtung sein.
Weiter ist der Druckträgerhalter zusätzlich entlang einer geschlossenen Bahn bewegbar. Der Begriff geschlossene Bahn umfasst hierbei alle Bahnformen, die eine Endlosbahn ausbilden, insbesondere auch eine Kreis- und eine Ovalbahn.
Der Druckträgerhalter ist entlang der geschlossenen Bahn wiederholt in Druckrichtung an dem ersten Druckmodul vorbeiführbar. Insbesondere kann der Druckträgerhalter in einem vollständigen Umlauf genau einmal in Druckrichtung an dem ersten Druckmodul vorbeigeführt werden. In einem weiteren vollständigen Umlauf kann dann ein erneutes Vorbeiführen in Druckrichtung erfolgen. Je vollständigem Umlauf kann hierbei z.B. jeweils ein Druckvorgang mit einer Relativbewegung in Druckrichtung durchgeführt werden.
Das vorhergehend erläuterte erste Antriebsmittel und/oder das weitere Antriebsmittel können hierbei derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass das erste Druckmodul in einem ersten Druckvorgang relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter in der Druckrichtung bewegbar ist. Weiter kann in einem zweiten Druckvorgang das erste Druckmodul relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter erneut in der
Druckrichtung, aber auch entgegen der Druckrichtung, bewegbar sein. Insbesondere ist die gleiche Relativbewegung wiederholt ausführbar. Zwischen zwei Druckvorgängen mit jeweils einer Relativbewegung in oder entgegen der Druckrichtung, insbesondere mit jeweils der gleichen Druckrichtung, kann erfindungsgemäß das erste Druckmodul relativ zu dem Druckträgerhalter in oder entgegen der vorhergehend erläuterten Querrichtung bewegt werden. Somit ermöglicht die vorgeschlagene Druckeinrichtung in vorteilhafter Weise ein
Verschieben des Druckmoduls quer zur Druckrichtung zwischen zwei Druckvorgängen, während derer der Druckträgerhalter und somit der Druckträger in Druckrichtung relativ zum Druckmodul bewegt wird. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Auflösung erreichbar, insbesondere der vorhergehend erläuterten weiteren Auflösung. In der vorgeschlagenen Druckeinrichtung ist in vorteilhafter Weise kein weiteres Druckmodul bzw. kein Druckkopf erforderlich, der quer zur Druckrichtung versetzt zum ersten
Druckmodul bzw. zu Druckköpfen des ersten Druckmoduls angeordnet werden muss. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Ausbildung der Druckeinrichtung mit geringen Bauraumanforderungen sowie geringen Herstellungskosten.
Weiter umfasst die Druckeinrichtung mindestens ein weiteres Druckmodul, wobei das weitere Druckmodul mindestens einen Druckkopf umfasst. Das erste Druckmodul ist derart angeordnet, dass eine erste Seite eines durch den Druckträgerhalter gehalterten und relativ zum ersten Druckmodul bewegbaren Druckträgers bedruckbar ist. Dies bedeutet, dass das erste Druckmodul derart relativ zum Druckträgerhalter angeordnet ist, dass mittels des ersten Druckmoduls Druckmittel auf eine erste Seite, beispielsweise eine Oberseite, des Druckträgers aufbringbar ist.
Erfindungsgemäß ist der Druckträger entlang der geschlossenen Bahn bewegbar. Weiter ist das weitere Druckmodul derart angeordnet, dass eine weitere Seite des durch den Druckträgerhalter gehalterten und relativ zum weiteren Druckmodul bewegbaren
Druckträgers bedruckbar ist. Dies bedeutet, dass das weitere Druckmodul derart relativ zum Druckträgerhalter angeordnet ist, dass mittels des weiteren Druckmoduls Druckmittel auf eine weitere Seite, beispielsweise eine Unterseite, des Druckträgers aufbringbar ist.
Beispielsweise kann während einer Relativbewegung in Druckrichtung zwischen den Druckmodulen und dem Druckträgerhalter sich der Druckträgerhalter durch einen
Zwischenraum zwischen dem ersten und dem weiteren Druckmodul bewegen. Allerdings ist es auch vorstellbar, dass das erste und das weitere Druckmodul in Druckrichtung hintereinander derart angeordnet sind, dass während der Relativbewegung zwischen dem ersten Druckmodul und dem Druckträgerhalter in Druckrichtung die erste Seite des Druckträgers an der Düse/den Düsen des ersten Druckkopfmoduls vorbeigeführt wird und während der Relativbewegung in Druckrichtung zwischen dem weiteren Druckmodul und dem Druckträgerhalter die weitere Seite des Druckträgers an der Düse/den Düsen des weiteren Druckmoduls vorbeigeführt wird.
Beispielsweise kann das weitere Druckmodul entlang der geschlossenen Bahn in
Druckrichtung hinter dem ersten Druckmodul angeordnet sein.
Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise einen sogenannten Duplex-Druck. Insbesondere können sowohl die Ober- als auch Unterseite bzw. Vorder- und Rückseite des
Druckträgers durch die vorgeschlagene Druckeinrichtung bedruckt werden. Hierbei kann das weitere Druckmodul in Druckrichtung und/oder quer zur Druckrichtung bewegbar sein.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Druckmodul mindestens einen Druckkopf mit mindestens zwei entlang einer Geraden angeordneten und mit einem vorbestimmten Abstand beabstandeten Druckdüsen, wobei die Gerade quer zur Druckrichtung orientiert ist. Die Gerade ist also parallel zur Querrichtung orientiert. Die Düsen bezeichnen hierbei Auslassvorrichtungen oder Ausstoßvorrichtungen für das Druckmittel. Beispielsweise ermöglichen die Düsen den Ausstoß von Tröpfchen des Druckmittels in Richtung eines durch einen Druckträgerhalter gehalterten Druckträgers.
Weiter ist ein Mindestverfahrweg des ersten Druckmoduls relativ zu dem
Druckträgerhalter quer zur Druckrichtung kleiner als der oder gleich dem halben vorbestimmten Abstand. Kann das erste Druckmodul relativ zum Druckträgerhalter quer zur Druckrichtung um den halben vorbestimmten Abstand verfahren werden, so kann die in einem ersten Druckdurchgang erreichte weitere Auflösung in einem weiteren
Druckdurchgang verdoppelt werden. Ist der Mindestverfahrweg kleiner als der halbe vorbestimmte Abstand, so kann eine noch höhere Auflösung erzielt werden. Hierzu können jedoch mehr als zwei Druckvorgänge mit der gleichen Relativbewegung in Druckrichtung erforderlich sein.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine gewünschte Erhöhung der weiteren Auflösung durch mehrere Druckvorgänge, zwischen denen das erste Druckmodul relativ zu dem Druckträgerhalter quer zur Druckrichtung mit dem Mindestverfahrweg verfahren wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Druckträgerhalter in der Druckrichtung bewegbar. Somit kann das weitere Antriebsmittel derart ausgebildet sein, dass der Druckträgerhalter in Druckrichtung, beispielsweise mit einer vorbestimmten
Druckgeschwindigkeit, bewegt wird. Das weitere Antriebsmittel kann insbesondere die Bewegung entlang der geschlossenen Bahn ermöglichen. Das weitere Antriebsmittel kann beispielsweise einen Aktor, beispielsweise einen Elektromotor, und ein mit einer
Abtriebswelle des Aktors mechanisch gekoppeltes Transportband, welches vorzugsweise als Endlosband ausgebildet sein kann, umfassen. Bevorzugt umfasst das weitere
Antriebsmittel einen Aktor, beispielsweise einen Elektromotor, und ein mit einer
Abtriebswelle des Aktors mechanisch gekoppelte Transportschiene, welche vorzugsweise als Endlosschiene ausgebildet sein kann. Das Transportband oder die Transportschiene kann hierbei den Druckträgerhalter ausbilden. Alternativ kann der Druckträgerhalter an dem Transportband oder der -schiene befestigt sein. Bei Rotation der Abtriebswelle kann sich zumindest ein Teilabschnitt des Transportbands oder der Transportschiene in oder entgegen der Druckrichtung bewegen. Auch ist es möglich, dass die Transportschiene ein Führungsmittel für die Bewegung des Druckträgerhalters ausbildet. Somit kann der Druckträgerhalter z.B. entlang der Transportschiene bewegt werden.
Besonders bevorzugt kann das weitere Antriebsmittel auch einen Linearmotor mit einem Stator und ein oder mehrere Schlitten umfassen, wobei die Schlitten entlang des Stators bewegbar sind. Der Stator erzeugt hierbei beim Anlegen einer elektrischen
Wechselspannung ein magnetisches Feld zum Antrieb der Schlitten. Der Schlitten kann hierbei magnetische, insbesondere permanentmagnetische Elemente umfassen, die mit dem magnetischen Feld des Stators wechselwirken, um den Schlitten anzutreiben.
Der Stator kann hierbei mehrere Bahnmodule umfassen, insbesondere ungekrümmte und gekrümmte Bahnmodule. Die Bahnmodule können hierbei derart angeordnet sein, dass eine geschlossene Bahn durch die Bahnmodule ausgebildet wird. Weiter kann das weitere Antriebsmittel Führungsmittel, beispielsweise Führungsschienen, umfassen, wobei mittels der Führungsmittel der mindestens eine Schlitten entlang einer
gewünschten (geschlossenen) Bahn bewegbar ist. Es ist z.B. möglich, dass die
Bahnmodule die Führungsmittel aufweisen oder ausbilden. Der Schlitten kann z.B. Rollen aufweisen, wobei die Rollen bei der Bewegung entlang des Führungsmittels bewegt werden. Der mindestens eine Schlitten kann hierbei den Druckträgerhalter ausbilden. Auch kann der Druckträgerhalter an dem mindestens einen Schlitten befestigt sein. Bei einer solchen Ausführungsform ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass einzelne Schlitten unabhängig voneinander mit unterschiedlichen oder gleichen Bewegungsparametern bewegt werden können. Auch kann in vorteilhafter Weise eine entlang der Bewegungsbahn konstante Antriebskraft bereitgestellt werden.
Auch ergibt sich bei der Verwendung einer Transportschiene oder eines
Transportschlittens bzw. bei Verwendung des vorhergehend erläuterten Linearmotors eine hohe Positionierungsgenauigkeit und eine gleichmäßige Geschwindigkeit.
Weiter ist das erste Druckmodul quer zur Druckrichtung bewegbar. Somit kann das erste Antriebsmittel derart ausgebildet sein, dass das erste Druckmodul mit z.B. vorbestimmten Schrittweiten quer zur Druckrichtung bewegbar ist. Beispielsweise kann das erste
Antriebsmittel ebenfalls einen Elektromotor umfassen, dessen Abtriebswelle z.B. mit einer Zahnstange, beispielsweise über ein Zahnrad, gekoppelt ist. Das Druckmodul kann mit der Zahnstange mechanisch verbunden, insbesondere starr verbunden, sein, wobei bei Rotation der Abtriebswelle sich die Zahnstange quer zur Druckrichtung bewegt. Hierdurch bewegt sich auch das erste Druckmodul quer zur Druckrichtung.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine steuerungstechnisch einfache Ausbildung der Druckeinrichtung, da die Bewegung in und quer zur Druckrichtung durch voneinander verschiedene Antriebsmittel realisiert wird. Dies verringert einerseits die Komplexität der Antriebsmittel (und somit auch deren Herstellungskosten), als auch die Komplexität der Steuerung dieser Antriebsmittel.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Druckmodul über einem ersten Abschnitt der Transportbahn angeordnet, wobei das weitere Druckmodul über einem weiteren Abschnitt der Transportbahn angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Druckmodul und das weitere
Druckmodul synchron bewegbar. Dies bedeutet, dass das erste Druckmodul und das weitere Druckmodul gleichzeitig um das gleiche Maß in die gleiche Richtung bewegbar sind. Werden das erste Druckmodul und das weitere Druckmodul durch voneinander verschiedene Antriebsmittel bewegt, so können die verschiedenen Antriebsmittel derart gesteuert werden, dass eine synchrone Bewegung erfolgt.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die weitere Auflösung auf der ersten und der weiteren Seite in gleicher Weise erhöht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste und das weitere Druckmodul mittels eines gemeinsamen Antriebsmittels synchron bewegbar. Hierfür können das erste und das weitere Druckmodul mechanisch mit dem gemeinsamen Antriebsmittel gekoppelt sein. Z.B. können das erste und das weitere Druckmodul mechanisch starr miteinander verbunden sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Realisierung der synchronen Bewegung.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Druckeinrichtung mindestens ein
Heizmittel, wobei mittel des Heizmittels thermische Energie auf den Druckträger, insbesondere den auf dem Druckträgerhalter gehalterten Druckträger, übertragbar ist. Die thermische Energie kann hierbei zum Trocknen bzw. Härten von bereits auf dem Druckträger aufgebrachten Druckmittel dienen. Hierdurch ermöglicht die vorgeschlagene Druckeinrichtung in vorteilhafter Weise, dass ein erneutes Aufbringen von Druckmitteln zeitlich schneller nach einem vorhergehenden Aufbringen erfolgen kann, da das bereits aufgebrachte Druckmittel getrocknet bzw. gehärtet werden kann. Das mindestens eine Heizmittel kann hierbei insbesondere derart angeordnet sein, dass thermische Energie zwischen dem vorhergehend erläuterten ersten und weiteren Druckvorgang auf den Druckträger übertragen werden kann.
Alternativ oder kumulativ kann die Druckeinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung von Strahlung, insbesondere von UV-Strahlung (Ultraviolett-Strahlung), umfassen. Die Einrichtung zur Erzeugung von Strahlung kann derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass Strahlung auf den Druckträger, insbesondere den auf dem Druckträgerhalter gehalterten Druckträger, strahlbar ist. Die Strahlung kann insbesondere UVA-, UVB- oder UVC-Strahlung sein. Mittels der Strahlung kann Druckmittel auf dem Druckträger gehärtet werden, insbesondere UV-härtende Tinten. Die Einrichtung zur Erzeugung von Strahlung kann beispielsweise ein UV-LED-Strahler sein, der in vorteilhafter Weise klein, kostengünstig und einfach zu integrieren ist. Beispielsweise kann das Heizmittel und/oder die Einrichtung zur Erzeugung von Strahlung entlang der geschlossenen Bahn in Druckrichtung hinter dem ersten Druckmodul angeordnet sein. Diese Ausführungsform erlaubt die Übertragung von thermischer Energie und/oder Strahlungsenergie auf den Druckträgerhalter zeitlich vor oder zeitlich nach einem Druckvorgang. Insbesondere wird sowohl ein Vorwärmen des
Druckträgerhalters, also eine Übertragung von thermischer Energie auf den Druckträger und/oder Druckträgerhalter vor einem (erneuten) Druckvorgang, also auch ein Trocknen des Druckträgers nach einem erfolgten Druckvorgang ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Heizmittel in oder auf dem
Druckträgerhalter angeordnet. Der Druckträgerhalter kann insbesondere aus einem Material mit einer vorbestimmten Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Metall, ausgebildet sein. In diesem Fall erfolgt die Übertragung von thermischer Energie auf den Druckträger über den Druckträgerhalter. Auch wird durch eine besonders platzsparende und somit bauraumminimierende Ausbildung der Druckeinrichtung mit dem mindestens einen Heizmittel erreicht.
Alternativ ist das Heizmittel als Heizstrahler ausgebildet. Der Heizstrahler kann hierbei derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass thermische Strahlung vom Heizstrahler auf den Druckträger gerichtet ist.
Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Übertragung von thermischer Energie und/oder Strahlungsenergie auf den Druckträger.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Aufbringen eines Druckmittels auf mindestens einen Druckträger. Eine Druckeinrichtung umfasst mindestens ein erstes Druckmodul, wobei das erste Druckmodul mindestens einen Druckkopf umfasst. Der Druckkopf kann hierbei mindestens eine Düse zum Ausstoß von Drucktröpfchen aufweisen. Weiter umfasst die Druckeinrichtung mindestens einen Druckträgerhalter. Das erste Druckmodul wird in einem ersten Druckvorgang relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter der Druckeinrichtung in einer Druckrichtung bewegt.
Weiter wird der mindestens eine Druckträgerhalter entlang einer geschlossenen Bahn bewegt, wobei der Druckträger in oder auf oder an dem Druckträgerhalter angeordnet wird. Weiter umfasst die Druckeinrichtung mindestens ein weiteres Druckmodul, wobei das weitere Druckmodul mindestens einen Druckkopf umfasst, wobei das erste
Druckmodul derart angeordnet ist, dass eine erste Seite eines durch den
Druckträgerhalter gehalterten und relativ zum ersten Druckmodul bewegbaren
Druckträgers bedruckbar ist.
Erfindungsgemäß wird der Druckträger entlang der geschlossenen Bahn bewegt, wobei das weitere Druckmodul derart angeordnet ist, dass eine weitere Seite des durch den Druckträgerhalter gehalterten und relativ zum weiteren Druckmodul bewegbaren
Druckträgers bedruckbar ist.
Weiter wird in einem zweiten Druckvorgang das erste Druckmodul und/oder das weitere Druckmodul erneut relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter der
Druckeinrichtung in oder entgegen der Druckrichtung bewegt. Insbesondere kann im zweiten Druckvorgang die gleiche Relativbewegung wie im ersten Druckvorgang erfolgen. Dies bedeutet, dass das erste Druckmodul erneut relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter in der Druckrichtung bewegt wird.
Zwischen dem ersten und dem mindestens einen weiteren Druckvorgang wird das erste Druckmodul und/oder das weitere Druckmodul relativ zu dem Druckträgerhalter der Druckeinrichtung quer zur Druckrichtung bewegt. Insbesondere wird das erste
Druckmodul mit einem Verfahrweg, der kleiner als ein vorbestimmter Abstand zwischen benachbarten und in einer Reihe quer zur Druckrichtung angeordneten Düsen eines Druckkopfes des ersten Druckmoduls ist, quer zur Druckrichtung bewegt.
Selbstverständlich kann in dem vorgeschlagenen Verfahren ein Druckträger in oder auf oder an dem Druckträgerhalter angeordnet bzw. befestigt werden. Somit führt der Druckträger dieselbe Relativbewegung wie der Druckträgerhalter relativ zum ersten Druckmodul aus.
Insbesondere kann zwischen dem ersten und einem zweiten Druckvorgang das erste Druckmodul relativ zu dem Druckträgerhalter um den vorhergehend erläuterten halben vorbestimmten Abstand von Düsen eines Druckkopfs quer zur Druckrichtung, also in Querrichtung, bewegt werden. Hierdurch ergibt sich eine Verdopplung der weiteren Auflösung. Zwischen dem zweiten und einem dritten Druckvorgang kann das erste Druckmodul zusätzlich um ein Viertel des vorbestimmten Abstandes in Querrichtung bewegt werden. In diesem Fall ergibt sich eine Verdreifachung der weiteren Auflösung. Weiter kann zwischen dem dritten und einem vierten Druckvorgang das erste Druckmodul wiederum um den halben Abstand entgegen der Querrichtung bewegt werden. Hierdurch ergibt sich eine Vervierfachung der weiteren Auflösung.
Weiter wird der mindestens eine Druckträgerhalter, insbesondere zwischen zwei
Druckvorgängen, entlang einer geschlossenen Bahn bewegt. Insbesondere kann der Druckträgerhalter zwischen zwei zeitlich aufeinander folgenden Druckvorgängen derart entlang der geschlossenen Bahn bewegt werden, dass er nach dem zeitlich späteren Druckvorgang einen vollständigen Umlauf entlang der geschlossenen Bahn absolviert hat.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht somit in vorteilhafte Weise eine einfache Erhöhung der weiteren Auflösung, wobei der hierfür benötigte Zeitaufwand gering ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem ersten Druckvorgang und/oder nach dem zweiten Druckvorgang thermische Energie auf den Druckträger übertragen.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein in dem entsprechenden
Druckvorgang aufgebrachtes Druckmittel getrocknet wird, wodurch in vorteilhafter Weise eine Zeitdauer zwischen zwei Druckvorgängen verringert werden kann.
Insbesondere durch die Bewegung des Druckträgers entlang einer geschlossenen Bahn wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass ein Druckträger eines ersten
Druckträgerhalters bedruckt werden kann, während auf einen unbedruckten oder bereits bedruckten Druckträger eines weiteren Druckträgerhalters thermische Energie und/oder Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, übertragen wird. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die mindestens zwei Druckträgerhalter entlang der geschlossenen Bahn bewegbar sind. Auch hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine
Durchsatzsteigerung.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Druckträger in mehreren Umläufen entlang der geschlossenen Bahn bewegt wird, wobei pro Umlauf jeweils ein Druckvorgang durch mindestens ein Druckmodul, beispielsweise durch das erste und/oder das weitere
Druckmodul, durchgeführt wird. In diesen mehreren, zeitlich aufeinander folgenden Druckvorgängen kann jeweils ein Druckmittel, z.B. ein Farbmittel oder ein vollständiges Bild in der nativen und somit geringen Auflösung des Druckkopfs, auf den Druckträger aufgebracht werden. Dieses Verfahren kann als so genannter Multipass-Druck bezeichnet werden.
In einem zeitlich letzten Druckvorgang, also in oder nach einem letzten Umlauf, kann ein Lack, insbesondere ein Kratzfestlack, auf den Druckträger aufgebracht werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine vollständige Fertigstellung des Druckträgers durch eine einzige Druckeinrichtung, insbesondere ein einziges Druckmodul, erfolgen kann.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäße Druckeinrichtung in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckeinrichtung in einer dritten Ausführungsform.
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Druckeinrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Druckeinrichtung 1 umfasst ein erstes Druckmodul 2, welches fünf Druckköpfe 3a, 3b, 3c, 3d, 3e umfasst. Ein erster Druckkopf 3a umfasst mehrere nicht dargestellte Düsen, die entlang einer Geraden mit einem bestimmten Abstand angeordnet sind, wobei die Gerade quer zu einer Druckrichtung 4, also in Querrichtung, orientiert ist bzw. sich in der Querrichtung erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist also die Gerade senkrecht zur Zeichenebene orientiert und in die Zeichenebene hinein orientiert. Durch Düsen des ersten Druckkopfes 3a kann
beispielsweise ein Cyan-Farbmittel tröpfchenweise ausgestoßen werden. Entsprechend umfasst ein zweiter Druckkopf 3b Düsen, durch die ein Magenta- Farbmittel tröpfchenweise ausgestoßen werden kann. Ein dritter Druckkopf 3c umfasst Düsen, durch die ein Yellow-Farbmittel tröpfchenweise ausgestoßen werden kann. Ein vierter Druckkopf 3d umfasst Düsen, durch die ein Key-Farbmittel, also ein schwarzes Farbmittel, tröpfchenweise ausgestoßen werden kann. Ein fünfter Druckkopf 3e umfasst Düsen, durch die z.B. eine funktionale Sicherheitstinte, z.B. eine durch UV-Strahlung oder IR- Strahlung (Infrarot-Strahlung) anregbare Tinte, tröpfchenweise ausgestoßen werden kann. Eine solche Tinte kann z.B. durch UV-Strahlung oder IR-Strahlung anregbare Pigmente enthalten.
Es ist möglich, dass die Druckeinrichtung 1 einen sechsten Druckkopf (nicht dargestellt) umfasst, wobei dieser sechste Druckkopf Düsen umfassen kann, durch die ein
Kratzfestlack tröpfchenweise ausgestoßen werden kann.
Die vorhergehend beschriebenen Farbmittel, Tinten und/oder Lacke können insbesondere durch UV-Strahlung härtbar oder durch thermische Energie trockenbar sein. Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich, einen Druckträger, z.B. eine kartenförmigen Druckträger, zu personalisieren und zu lackieren ohne den Druckträger in eine weitere Maschine zu überführen. Somit wird eine Multipass-Personalisierung und ggf. eine Multipass- Lackierung ermöglicht.
Weiter umfasst die Druckeinrichtung 1 mehrere Druckträgerhalter 5, die in einer ersten Prozessgruppe PG1 und einer weiteren Prozessgruppe PG2 von jeweils vier
Druckträgerhaltern gruppiert zusammengefasst sind. Die Druckträgerhalter 5 sind auf einer Transportbahn 6 angeordnet, die als sogenannte Endlosbahn oder geschlossene Bahn ausgebildet ist. Die Transportbahn 6 kann beispielsweise durch ein Transportband oder eine Transportschiene oder durch den vorhergehend erläuterten Linearmotor ausgebildet werden.
Hierbei sind Druckträgerhalter 5 einer Prozessgruppe PG1 entlang der Transportbahn 6 mit einem ersten Abstand voneinander beabstandet angeordnet, wobei ein in
Druckrichtung 4 vorderster Druckträgerhalter 5 der weiteren Prozessgruppe PG2 von einem in Druckrichtung 4 hintersten Druckträgerhalter 5 der ersten Prozessgruppe PG1 entlang der Transportbahn 6 mit einem weiteren Abstand angeordnet ist, der größer als der erste Abstand ist. In Druckrichtung 4 sind die Druckköpfe 3a,..., 3e jeweils mit einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet.
Die Druckträgerhalter 5 und somit auch durch die Druckträgerhalter 5 gehalterte (nicht dargestellte) Druckträger sind in Druckrichtung 4 an dem ersten Druckmodul 2, insbesondere unterhalb der Druckköpfe 3a, 3e des ersten Druckmoduls 2 vorbei bewegbar. Das erste Druckmodul 2 ist hierbei in und entgegen der vorhergehend erläuterten Querrichtung bewegbar. Die Druckträger können insbesondere als
Kartenkörper ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Druckträgerhalter 5 als Kartenhalter ausgebildet.
Nicht dargestellt ist ein Antriebsmittel zum Antrieb der Transportbahn 6, das somit zum Bewegen der Druckträgerhalter 5 dient. Ebenfalls nicht dargestellt ist ein Antriebsmittel zum Bewegen des ersten Druckmoduls 2.
Insgesamt ist das Druckmodul 2 relativ zu den Druckträgerhaltern 5 in einer Ebene bewegbar, die parallel zu einer zu bedruckenden Oberfläche eines Druckträgers orientiert ist, wobei der Druckträger durch einen der Druckträgerhalter 5 gehaltert ist.
Insgesamt bewegen sich die Druckträger auf einer als Kreisbahn ausgebildeten geschlossenen Bahn.
Weiter nicht dargestellt weist die Druckeinrichtung Mittel zum Einführen und Mittel zum Ausführen der Druckträger auf. Das Einführen bezeichnet hierbei z.B. ein Befestigen oder Auflegen eines zu bedruckenden Druckträgers auf einen Druckträgerhalter. Das
Ausführen bezeichnet hierbei z.B. ein Abnehmen oder Lösen eines bedruckten
Druckträgers von einem Druckträgerhalter.
Diese Mittel können in einer bevorzugten Ausführungsform auf gegenüberliegenden Seiten der Druckeinrichtung 1 , insbesondere der Transportbahn 6 oder-schiene, angeordnet sein. Hierdurch ist die Druckeinrichtung 1 in eine längere Prozesstrecke integrierbar. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind diese auf der gleichen Seite der Druckeinrichtung 1 , insbesondere der Transportbahn 6 oder-schiene, angeordnet. Hierdurch ist eine einfache manuelle Bedienung möglich. Daher ist dieses Konzept insbesondere für eine kompakte Desktop-Lösung verwendbar. Hierbei ist dargestellt, dass das erste Druckmodul 2 über einem ersten, geraden Abschnitt A1 der Transportbahn 6 angeordnet ist. Die Transportbahn 6 umfasst einen weiteren geraden Abschnitt A2 oder bildet diesen aus, der über gekrümmte Verbindungsabschnitte VA mit dem ersten Abschnitt A1 verbunden ist. Weiter ist dargestellt, dass sich die erste Prozessgruppe PG1 im ersten Abschnitt A1 der Transportbahn 6 befindet, während sich die weitere Prozessgruppe PG2 im weiteren Abschnitt A2 der Transportbahn 6 befindet.
Weiter umfasst die Druckeinrichtung 1 einen Heizstrahler 7, der entlang des weiteren Abschnittes A2 der Transportbahn 6 angeordnet ist, wobei mittels des Heizstrahlers 7 thermische Energie 12 vom Heizstrahler 7 in Richtung der Transportbahn 6 und somit auch in Richtung von auf der Transportbahn 6 angeordneten Druckträgerhaltern 5 gestrahlt wird. Mittels der thermischen Energie 12 können die mittels des ersten
Druckmoduls 2 auf den Druckträgern 5 aufgebrachten Druckmittel getrocknet werden.
In einem ersten Druckvorgang können die Druckträgerhalter 5 der ersten Prozessgruppe PG1 durch eine entsprechende Bewegung der Transportbahn 6 in Druckrichtung 4 unter den Druckköpfen 3a, 3e des ersten Druckmoduls 2 an dem ersten Druckmodul 2 vorbeigeführt werden. Hierbei wird durch Düsen der Druckköpfe 3a, 3e Druckmittel auf Druckträger, die durch die Druckträgerhalter 5 gehaltert sind, aufgebracht.
Durch eine weitere Bewegung der Transportbahn 6 können dann die Druckträgerhalter 5 der ersten Prozessgruppe PG1 im weiteren Abschnitt A2 des Transportbandes 6 am Heizstrahler 7 vorbeigeführt werden, wodurch die Druckmittel getrocknet werden können.
Bevor die Druckträgerhalter 5 der ersten Prozessgruppe PG1 erneut im ersten Abschnitt A1 an dem ersten Druckmodul 2, insbesondere an Düsen der Druckköpfe 3a, 3e des ersten Druckmoduls 2, vorbeigeführt werden, wird das erste Druckmodul 2 in
Querrichtung um einen vorbestimmten Verfahrweg, insbesondere um die Hälfte des Abstandes zwischen zwei in einer Reihe in Querrichtung angeordneten Düsen einer der Druckköpfe 3a, 3e, bewegt. Hiernach erfolgt in einem zweiten Druckvorgang erneut eine Bewegung der Druckträgerhalter 5 und somit der durch die Druckträgerhalter 5 gehalterten Druckträger an dem ersten Druckmodul 2 in Druckrichtung 4 vorbei. Jedoch wird durch das Verfahren des ersten Druckmoduls 2 eine Auflösung in Querrichtung verdoppelt. Liegt eine Auflösung eines Druckkopfes 3a, 3e in Querrichtung bei z.B. 360 dpi, so kann in dem zweiten Druckvorgang die Auflösung um weitere 360 dpi erhöht werden. Entsprechend kann durch eine weitere Bewegung des ersten Druckmoduls 2 in oder entgegen der Querrichtung die Auflösung in Querrichtung in weiteren
Druckvorgängen erhöht werden.
In Fig. 1 sind exemplarisch fünf Druckköpfe 3a, 3e und zwei Prozessgruppen PG1 , PG2 mit jeweils vier Druckträgerhaltern 5 dargestellt. Selbstverständlich können mehr oder weniger Druckköpfe 3a, 3e und mehr oder weniger Prozessgruppen PG1 , PG2 mit mehr oder weniger Druckträgerhaltern 5 verwendet werden. Beispielsweise kann ein sechster Druckkopf für das Aufbringen von Lack vorgesehen sein. Auch ist es möglich, sieben Druckköpfe vorzusehen, wobei vier Druckköpfe zur Aufbringung von jeweils einem CMYK- Farbmittel und die drei verbleibenden zur Aufbringung von jeweils einem RGB- Farbmittel (Rot/Grün/Blau-Farbmittel) dienen. Auch ist es möglich, sechs Druckköpfe vorzusehen, wobei vier Druckköpfe zur Aufbringung von jeweils einem CMYK- Farbmittel und die zwei verbleibenden zur Aufbringung von jeweils einem sogenannten hell c- Farbmittel (helles Cyan- Farbmittel) und einem hell-m Farbmittel (helles Magenta- Farbmittel) für z.B. einen Fotodruck dienen.
Ein Durchsatz von Druckträgern kann hierbei in Abhängigkeit einer Größe einer
Prozessgruppe PG1 , PG2 und somit auch in Abhängigkeit einer Länge der Transportbahn 6 eingestellt werden.
Beispielsweise kann je ein Druckkopf 3a, 3e pro gewünschter Farbe bzw.
aufzubringendem Material verwendet werden. Das erste Druckmodul 2 bzw. die
Druckköpfe 3a, 3e des ersten Druckmoduls 2 können quer zur Druckrichtung 4 beispielsweise mittels eines elektromechanischen Antriebsmittels bewegbar sein. Auch ist es möglich, in einem Druckvorgang ausschließlich diejenigen Druckköpfe 3a, 3e anzusteuern, deren Druckmittel während des Druckvorgangs aufgebracht werden soll. Somit kann beispielsweise nur einer oder nur ausgewählte Druckköpfe 3a, 3e aller Druckköpfe 3a, 3e des ersten Druckmoduls 2 zum Ausstoßen von Druckmittel verwendet werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Druckträgerhalter 5 beispielsweise durch eine entsprechende Bewegung der Transportbahn 6 im ersten Abschnitt A1 , z.B. in einem zweiten Druckvorgang, entgegen der Druckrichtung 4 relativ zum ersten Druckmodul 2 zu bewegen. Auch während einer solchen Bewegung kann ein Aufbringen von Druckmittel durch ein, mehrere oder alle Druckköpfe 3a, 3e erfolgen. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Geschwindigkeit der Bewegung in oder entgegen der Druckrichtung 4 einzustellen.
In Fig. 1 ist dargestellt, dass durch die Verwendung von Prozessgruppen PG1 , PG2 eine gemeinsame Prozessierung von mehreren Druckträgern möglich ist, insbesondere können synchron die Druckträger, die auf Druckträgerhaltern 5 einer Prozessgruppe PG1 , PG2 angeordnet sind, bedruckt oder getrocknet werden.
In Fig. 2 ist schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Druckeinrichtung 1 dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten
Druckeinrichtung 1 umfasst die Druckeinrichtung 1 ein im weiteren Abschnitt A2 der Transportbahn 6 angeordnetes multifunktionales Modul 8, welches mehrere
Funktionalitäten aufweist. Beispielsweise kann das Modul 8 als Heizmodul betrieben werden, wobei durch das Heizmodul ein Druckträgerhalter 5 erwärmbar ist. Alternativ oder kumulativ kann das Modul 8 thermische Energie auf den Druckträger per Heizstrahlung übertragen, wobei Druckmittel zwischen zwei Druckvorgängen oder nach einem letzten Druckvorgang getrocknet werden können. Somit kann das Modul 8 auch den in Fig. 1 dargestellten Heizstrahler 7 ausbilden.
Nicht dargestellt ist, dass die Druckträgerhalter 5 ein Widerstandsheizelement umfassen können, mittels dessen die Druckträgerhalter 5 erwärmbar sind. Da Druckträger thermisch mit den Druckträgerhaltern 5 gekoppelt sein können, kann thermische Energie, die durch das Widerstandheizelement erzeugt wird, vom Druckträgerhalter 5 auf einen Druckträger übertragen werden.
In Fig. 3 ist schematisch eine Druckeinrichtung 1 in einer dritten Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Druckeinrichtung 1 umfasst die in der Fig. 3 dargestellte Druckeinrichtung 1 ein weiteres Druckmodul 9 mit Druckköpfen 10a, 10b, 10c, 10d, 10e. Die Druckköpfe 10a, 10e können hierbei entsprechend den Druckköpfen 3a, 3b, 3c, 3d, 3e des ersten Druckmoduls 2 ausgebildet sein. Das weitere Druckmodul 9 ist über einem weiteren Abschnitt A2 der Transportbahn 6 angeordnet. Hierbei ist das weitere Druckmodul 9 derart angeordnet, dass eine Unterseite von durch Druckträgerhalter 5 gehalterten Druckträgern an Druckköpfen 10a, 10e vorgeführt wird. In diesem Fall sind die Unterseiten der Druckträger den Düsen (nicht dargestellt) der Druckköpfe 10a, 10e zugewandt. Entsprechend der Ausführungsform in Fig. 1 ist das erste Druckmodul 2 derart angeordnet, dass eine Oberseite von Druckträgern, die durch Druckträgerhalter 5 gehaltert werden, an den Druckköpfen 3a, 3e des ersten
Druckmoduls 2 vorbeigeführt wird. In diesem Fall sind Oberseiten der Druckträger den Düsen (nicht dargestellt) der Druckköpfe 3a, 3e zugewandt. Das erste Druckmodul 2 und das weitere Druckmodul 9 sind über eine mechanische Verbindung 1 1 miteinander starr verbunden. Auch das weitere Druckmodul 9 ist quer zur Druckrichtung 4 bewegbar. Durch die starre mechanische Verbindung 1 1 sind die Druckmodule 2, 9 synchron zueinander bewegbar.
Weiter ist dargestellt, dass die Druckeinrichtung 1 zwei Heizstrahler 7 umfasst, die jeweils thermische Energie 12 in Richtung der Transportbahn 6 im ersten Abschnitt A1 als auch im weiteren Abschnitt A2 der Transportbahn 6 strahlen. Die Heizstrahler 7 sind hierbei derart relativ zu den Druckträgerhaltern 5 bzw. zur Transportbahn 6 angeordnet, dass durch einen der Heizstrahler 7 thermische Energie auf eine Oberseite von Druckträgern und durch den weiteren Heizstrahler 7 thermische Energie auf eine Unterseite von Druckträgern gestrahlt werden kann.
Mittels der vorgeschlagenen Druckeinrichtung 1 ist somit in vorteilhafter Weise ein Duplex-Druck und eine Trocknung bzw. Aushärtung von Druckmittel auf der Ober- und Unterseite des Druckträgers möglich. Unter- und Oberseite bzw. Vorder- und Rückseite von Druckträgern können somit in einem Durchgang bedruckt und getrocknet bzw.
gehärtet werden.
Insgesamt ermöglicht die vorgeschlagene Druckeinrichtung 1 und das vorgeschlagene Verfahren in vorteilhafter Weise, dass eine Auflösung, insbesondere eine Auflösung in einer zur Druckrichtung senkrechten Richtung, stufenweise erhöht werden kann. Auch ergibt sich ein erhöhter Durchsatz durch die kreisförmige Transportbahn 6. Die
vorgeschlagene Druckeinrichtung 1 ermöglicht zudem eine Minimierung einer Anzahl von Druckköpfen 3a, 3e, 10a, 10e, wodurch Baukosten reduziert werden. Auch ist ein Aufbringen von sogenannten funktionellen Materialien durch einen oder mehrere
Druckköpfe 3a, 3e, 10a, 10e möglich. Weiter ermöglicht die Druckeinrichtung 1 einen modularen Aufbau, insbesondere eine beliebige Anordnung von Druckmodulen 2, 9 und multifunktionalen Modulen 8. Insbesondere bei der Verwendung eines multifunktionalen Moduls 8 können platzsparend mehrere Funktionen in der
Druckeinrichtung 1 realisiert werden. Bei der in Fig. 3 dargestellten Druckeinrichtung 1 ergibt sich in vorteilhafter Weise eine gleichzeitige Bedruckung einer Unter- und Oberseite und, da keine Übergabe in den Druckträgern zur Bedruckung verschiedener Seiten erforderlich ist, eine erhöhte Passergenauigkeit. Auch ergibt sich eine erhöhte
Datensatzsicherheit, da zwischen Ober- und Unterseitendruck kein zusätzlicher Prozess den Druckdatenfluss stören kann.
Bezugszeichenliste
1 Druckeinrichtung
2 erstes Druckmodul
3a Druckkopf
3b Druckkopf
3c Druckkopf
3d Druckkopf
3e Druckkopf
4 Druckrichtung
5 Druckträgerhalter
6 Transportbahn
7 Heizstrahler
8 multifunktionales Modul
9 weiteres Druckmodul
10a Druckkopf
10b Druckkopf
10c Druckkopf
10d Druckkopf
10e Druckkopf
1 1 mechanische Verbindung
12 thermische Energie
A1 erster Abschnitt
A2 zweiter Abschnitt
VA Verbindungsabschnitt
PG1 erste Prozessgruppe
PG2 weitere Prozessgruppe

Claims

Patentansprüche
1 . Druckeinrichtung zur Aufbringung eines Druckmittels auf mindestens einen
Druckträger, wobei die Druckeinrichtung (1 ) mindestens ein erstes Druckmodul (2) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) mindestens einen Druckkopf (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) umfasst,
wobei die Druckeinrichtung (1 ) mindestens ein Druckträgerhalter (5) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter (5) der Druckeinrichtung (1 ) in einer Druckrichtung (4) bewegbar ist, wobei sowohl das erste Druckmodul (2) als auch der Druckträgerhalter (5) bewegbar sind, wobei das erste Druckmodul (2) relativ zu dem Druckträgerhalter (5) der Druckeinrichtung
(1 ) zusätzlich quer zur Druckrichtung (4) bewegbar ist, wobei der Druckträgerhalter (5) zusätzlich entlang einer geschlossenen Bahn bewegbar ist, wobei der
Druckträger in, an oder auf dem Druckträgerhalter (5) anordenbar ist, wobei die Druckeinrichtung (1 ) mindestens ein weiteres Druckmodul (9) umfasst, wobei das weitere Druckmodul (9) mindestens einen Druckkopf (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) derart angeordnet ist, dass eine erste Seite eines durch den Druckträgerhalter (5) gehalterten und relativ zum ersten Druckmodul
(2) bewegbaren Druckträgers bedruckbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckträger entlang der geschlossenen Bahn bewegbar ist, wobei das weitere Druckmodul (9) derart angeordnet ist, dass eine weitere Seite des durch den
Druckträgerhalter (5) gehalterten und relativ zum weiteren Druckmodul (9) bewegbaren Druckträgers bedruckbar ist.
2. Druckeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Druckmodul (2) mindestens einen Druckkopf (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) mit mindestens zwei entlang einer Geraden angeordneten und mit einem vorbestimmten Abstand beabstandeten Düsen umfasst, wobei die Gerade quer zur Druckrichtung (4) orientiert ist, wobei ein Mindestverfahrweg des ersten Druckmoduls (2) relativ zum Druckträgerhalter (5) quer zur Druckrichtung (4) kleiner als der oder gleich dem halbe(n) vorbestimmte(n) Abstand ist.
3. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckträgerhalter (5) in der Druckrichtung (1 ) und das erste Druckmodul (2) quer zur Druckrichtung (4) bewegbar ist.
4. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckmodul (2) über einem ersten Abschnitt (A1 ) der Transportbahn (6) angeordnet ist, wobei das weitere Druckmodul (9) über einem weiteren Abschnitt (A2) der Transportbahn angeordnet ist.
5. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckmodul (2) und das weitere Druckmodul (9) synchron bewegbar sind.
6. Druckeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das weitere Druckmodul (2,9) mittels eines gemeinsamen Antriebsmittels synchron bewegbar sind.
7. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (1 ) mindestens ein Heizmittel umfasst, wobei mittels des Heizmittels thermische Energie auf den Druckträger übertragbar ist und/oder dass die Druckeinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung von Strahlung umfasst, wobei mittels der Einrichtung zur Erzeugung von Strahlung Strahlungsenergie auf den Druckträger übertragbar ist.
8. Druckeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel in oder auf dem Druckträgerhalter (5) angeordnet ist oder als Heizstrahler (7) ausgebildet ist.
9. Verfahren zum Aufbringen eines Druckmittels auf mindestens einen Druckträger, wobei eine Druckeinrichtung (1 ) mindestens ein erstes Druckmodul (2) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) mindestens einen Druckkopf (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) umfasst, wobei die Druckeinrichtung (1 ) mindestens einen Druckträgerhalter (5) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) in einem ersten Druckvorgang relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter (5) der Druckeinrichtung (1 ) in einer Druckrichtung (4) bewegt wird, wobei der mindestens eine Druckträgerhalter (5) entlang einer geschlossenen Bahn bewegt wird, wobei der Druckträger in oder auf oder an dem Druckträgerhalter (5) angeordnet wird, wobei die Druckeinrichtung (1 ) mindestens ein weiteres Druckmodul (9) umfasst, wobei das weitere Druckmodul (9) mindestens einen Druckkopf (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) umfasst, wobei das erste Druckmodul (2) derart angeordnet ist, dass eine erste Seite eines durch den
Druckträgerhalter (5) gehalterten und relativ zum ersten Druckmodul (2) bewegbaren Druckträgers bedruckbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckträger entlang der geschlossenen Bahn bewegt wird, wobei das weitere Druckmodul (9) derart angeordnet ist, dass eine weitere Seite des durch den
Druckträgerhalter (5) gehalterten und relativ zum weiteren Druckmodul (9) bewegbaren Druckträgers bedruckbar ist, wobei in mindestens einem weiteren Druckvorgang das erste Druckmodul (2) und/oder das weitere Druckmodul (9) erneut relativ zu dem mindestens einen Druckträgerhalter (5) der Druckeinrichtung (1 ) in oder entgegen der Druckrichtung (4) bewegt wird, wobei zwischen dem ersten und dem mindestens einen weiteren Druckvorgang das erste Druckmodul (2) und/oder das weitere Druckmodul (9) relativ zu dem Druckträgerhalter (5) der Druckeinrichtung (1 ) quer zur Druckrichtung (4) bewegt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten
Druckvorgang und/oder nach dem mindestens einen weiteren Druckvorgang thermische Energie und/oder Strahlungsenergie auf den Druckträger übertragen wird.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
Druckträger in mehreren Umläufen entlang der geschlossenen Bahn bewegt wird, wobei pro Umlauf ein Druckvorgang durch mindestens ein Druckmodul (2, 9) durchgeführt wird.
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