EP3532297A1 - Vorrichtung und verfahren zum bedrucken eines bogenförmigen substrats - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum bedrucken eines bogenförmigen substrats

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EP3532297A1
EP3532297A1 EP17788237.0A EP17788237A EP3532297A1 EP 3532297 A1 EP3532297 A1 EP 3532297A1 EP 17788237 A EP17788237 A EP 17788237A EP 3532297 A1 EP3532297 A1 EP 3532297A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
guide roller
roller
printing
along
Prior art date
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Granted
Application number
EP17788237.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3532297B1 (de
Inventor
Hans-Peter Seijo-Bollin
James Zerbel
Arthur Mathea
Marko Breternitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP3532297A1 publication Critical patent/EP3532297A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3532297B1 publication Critical patent/EP3532297B1/de
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    • 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
    • B41J13/22—Clamps or grippers
    • B41J13/223—Clamps or grippers on rotatable drums
    • B41J13/226—Clamps or grippers on rotatable drums using suction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F11/00—Rotary presses or machines having forme cylinders carrying a plurality of printing surfaces, or for performing letterpress, lithographic, or intaglio processes selectively or in combination
    • B41F11/02—Rotary presses or machines having forme cylinders carrying a plurality of printing surfaces, or for performing letterpress, lithographic, or intaglio processes selectively or in combination for securities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/02—Conveying or guiding webs through presses or machines
    • B41F13/025—Registering devices
    • 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
    • B41J3/28—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for printing downwardly on flat surfaces, e.g. of books, drawings, boxes, envelopes, e.g. flat-bed ink-jet printers
    • B41J3/283—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for printing downwardly on flat surfaces, e.g. of books, drawings, boxes, envelopes, e.g. flat-bed ink-jet printers on bank books or the like
    • 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
    • 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
    • B41J2025/008—Actions or mechanisms not otherwise provided for comprising a plurality of print heads placed around a drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for printing an arcuate substrate.
  • a substrate is generally transported completely into a printing area of a printing device. Then, a first top surface is printed in which at least one print head is moved over the planar substrate. Furthermore, the substrate is transported out of the printing area, turned over and transported back into the printing area, in order then to print the further upper side.
  • DE 10 2016 207 398 B3 discloses a machine arrangement for the sequential processing of a plurality of arcuate substrates each having a front side and a rear side.
  • EP 3 016 365 A1 discloses an imaging device.
  • EP 2 657 035 A1 discloses a digital printing device which prints on a sheet in an inkjet process.
  • US 2009/0051747 A1 discloses an image capture device that generates an image on a recording medium.
  • the present invention achieves this object by a device having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 16.
  • Device is suitable for printing an arcuate substrate.
  • the substrate is in particular flexible so that it can be guided on a curved path, in particular on a circular path.
  • the substrate may be a sheet of paper, e.g. from natural or synthetic paper, and in particular a plastic sheet, an already printed substrate or metal-plastic composite, e.g. a flexible aluminum-plastic composite panel act.
  • the substrate may have a width of a range of 120 mm to 1200 mm, a length of a range of 300 mm to 1200 mm and a thickness of a range of 40 ⁇ to 300 ⁇ .
  • the length can be measured here in the transport direction and the width transversely to the transport direction.
  • the substrate comprises one or more strips each having a plurality of uses. These benefits may be after printing and optionally after
  • Process steps are separated from the substrate, e.g. by punching. But it is also possible that the substrate forms a single use.
  • the substrate may e.g. be made of several layers, which contribute to the formation of the
  • a layer can e.g. be designed as a plastic film.
  • the substrate itself or one of the layers can be provided with at least one position mark and / or a background image beforehand, for example by means of a print. This can be done for example by an offset printing.
  • a print for example by an offset printing.
  • an inkjet printing method can be used. However, other digital printing methods are applicable.
  • the device may thus be an inkjet device or digital printing device.
  • the device comprises at least one printing module.
  • a printing module may preferably comprise one or more print heads.
  • the print module can also be a print head array or a nozzle bar. These arrays or nozzle bars can be used, for example, in printing processes with continuous feed rate of the substrate.
  • a printing module may also include a carriage on which one or more print heads are arranged.
  • the device also has at least one first deflecting roller for transporting the substrate.
  • the first guide roller serves to convey the substrate during, before and / or after printing. In particular, the first guide roller during
  • the substrate can be guided by means of the deflection roller on or along a circular path or a circular segment path.
  • the device comprises at least one feed device, wherein the substrate can be fed by means of the feed device of the first deflection roller.
  • Feeding device can be an active or a passive feeding device. It may, for example, be a run-in table which has a suction device for sucking the substrate. Also, the feeder may be formed, for example, as a conveyor belt
  • the at least one printing module is arranged such that a first side of the substrate, in particular its front or top side, can be printed in at least one section of the substrate.
  • This section may e.g. be a useful portion of the substrate.
  • the printing module or the printing modules are preferably arranged along a vertical direction over the first deflection roller or a further deflection roller of the device.
  • a lateral direction may be perpendicular to the vertical direction and perpendicular to Be rotational axis of the first and / or another deflection roller oriented.
  • a longitudinal axis or direction may be oriented parallel to the axis of rotation of the first and / or another guide roller.
  • Vertical direction, the lateral direction and the longitudinal direction denote spatial directions.
  • the aforementioned section is, for example, with the back or bottom, during printing on the first guide roller, in particular an externa lateral surface of the guide roller, or is arranged in a feed section of the first guide roller.
  • the vertical direction may in this case denote a spatial direction which is oriented orthogonal to a Absteil Structure the device and / or parallel and opposite to the direction of a gravitational force.
  • the substrate can be guided along a circular segment track, wherein the circular segment between the point of contact of the deflecting roller with the substrate and an output point of the first deflecting roller, e.g. to a further transport device, for example to an exit table or to another
  • a mid-point angle of such a circle segment may be in a range of preferably from 1.6 to 4.9 rad and more preferably from 2.0 to 4.3 rad and most preferably from 3.3 to 4.1 rad.
  • the supply may preferably be such that a portion of the substrate before contact with the first guide roller having an un-curved, planar surface. A portion of the substrate abutting the first deflecting roller has a curved surface. Substrate can be transported along the feed direction by means of the first deflection roller.
  • the at least one printing module can therefore be arranged in such a way that the first side of the substrate can be printed in a section of the substrate which is at the first
  • Deflection roller rests and thus has a curved surface.
  • the print module comprises at least one inkjet printhead
  • Print module be arranged such that an application direction of ink drops from the print head is oriented to the center of the circular segment path.
  • the application direction is preferably oriented in the direction of a gravitational force or has at least one portion oriented in the direction of the gravitational force.
  • the device comprises at least one control and evaluation device. By means of the control and evaluation device, a spatial position of the substrate can be determined, in particular before or during the supply to the first
  • a positioning device in particular for the printing module, can be controlled as a function of the spatial position. Furthermore, the positioning device for the printing module can be controlled such that it can be printed by this desired regions of the substrate. This minimizes the risk of misprinting.
  • a spatial position here denotes a spatial position and / or a spatial orientation of the substrate, in particular in a reference coordinate system.
  • the reference coordinate system can comprise, for example, as axes a z-axis, which is parallel to the explained vertical direction and opposite to an acting one
  • the reference coordinate system may include a y-axis oriented parallel to the lateral direction explained. Further, the reference coordinate system may include an x-axis oriented parallel to the explained longitudinal direction.
  • the control and evaluation device may in particular be designed as a microcontroller or comprise such a microcontroller.
  • control and evaluation device evaluates output signals from at least one sensor, wherein the sensor
  • Device may include at least one such sensor.
  • a sensor can, as explained in more detail below, be designed as an image capture device. Of course, however, a sensor can be used which is not an image capture device.
  • the device may comprise at least one positioning device.
  • the at least one positioning device and the at least one pressure module can in this case be connected to one another in such a way, in particular mechanically, that the
  • the spatial position of the printing module can be changed by the positioning device, in particular being adjustable to a desired spatial position.
  • the spatial position of several, in particular all, pressure modules can be changed by a single positioning device be.
  • the device can comprise a plurality of positioning devices, in particular a positioning device per printing module, wherein the spatial position of a printing module can be changed by a positioning device.
  • a positioning device may comprise a movable part.
  • Positioning device for example, a translational movement and / or a rotational movement of at least one pressure module can be performed.
  • a positioning device may comprise, for example, a device for generating drive energy.
  • a positioning device may be designed as a linear drive device.
  • control and evaluation device can control the positioning device such that the spatial position of the pressure module is set to a desired spatial position.
  • the desired spatial position can in particular be determined such that one or more desired area (s) of the substrate can be printed by the printing module.
  • the control and evaluation device can generate corresponding output signals for the at least one positioning device.
  • control and evaluation device and the at least one positioning device can be connected in this case signal and / or data technology. Also, the preceding explained at least one sensor signal and / or data technology can be connected to the control and evaluation.
  • the substrate is at a contact point on the
  • Fixable surface of the first guide roller wherein the fixation is releasable in the output point, wherein the fixed substrate is transported or conveyed between the contact point and the output point by the first guide roller along a circular segment path.
  • the contact point and the output point of the first guide roller are arranged stationary relative to a rotational axis of the first guide roller. This can mean in that the points are stationary in a global reference coordinate system relative to which the first guide roller rotates.
  • Slipping on the surface of the first guide roller are fixed, in particular such that the guide roller, the arcuate substrate on a circular path,
  • the device comprises at least one device for drying a printing material, wherein the device for drying in the transport direction or feed direction of the substrate is arranged behind the at least one printing module.
  • the device for drying in the transport direction or feed direction of the substrate is arranged behind the at least one printing module.
  • the device comprises at least one
  • Positioning device for the at least one printing module wherein the printing module by means of the positioning device is movable transversely to the feed direction of the substrate.
  • a print head of the print module can be moved transversely to the transport direction.
  • the device comprises at least one further deflecting roller, wherein the substrate can be transported from the first deflecting roller to the further deflecting roller.
  • the substrate may be replaced by the first
  • Guide roller to be transported from a contact point of the substrate with the first guide roller to a first transfer point along a first circular path segment, wherein a contact of the substrate takes place with the further guide roller in the first transfer point. Further, the substrate by the further guide roller from the contact point of the substrate with the further guide roller to another
  • the further deflection roller can advantageously enable optimal feeding of the substrate to a further print head.
  • the first and further deflection rollers are preferably rotatable in opposite directions and transfer the substrate at a transfer point and / or transfer section.
  • a rotation axis of the further deflection roller may be arranged in the vertical direction below or above the axis of rotation of the first deflection roller.
  • the first and the further guide rollers may touch each other in at least the transfer point or section.
  • a minimum distance of the deflection rollers, in particular in the transfer point correspond to the substrate thickness.
  • the substrate thickness is the thickness of the substrate, e.g. the paper thickness of a paper sheet.
  • the substrate may be fixable in the contact point with the further deflection roller on the surface of the further deflection roller, wherein the fixation in a
  • Issuing point is releasable, wherein the fixed substrate between the contact point and the other output point through the further guide roller along the other
  • Issuing point can be arranged stationary relative to the axis of rotation of the further guide roller.
  • the contact point and the further starting point can also be arranged to be movable relative to the axis of rotation of the further deflection roller, wherein a maximum distance of movement can correspond to a thickness of the substrate.
  • the device comprises at least one further printing module, which is arranged such that a further side of the substrate, in particular its rear or underside, can be printed in a section of the substrate, the section, in particular a front side of the section, on the second guide roller rests or is arranged in an output section.
  • the discharge section may designate a spatial area disposed above or below the first guide roller, along the lateral direction from an edge of the first guide roller to an edge of the second guide roller and along a longitudinal direction parallel to the axis of rotation of the second
  • Deflection roller extends.
  • the at least one further printing module can therefore be arranged such that the further side of the substrate can be printed in a section of the substrate which rests against the further deflection roller and thus has a curved surface.
  • the further printing module can be arranged such that an application direction of ink droplets from the printhead is oriented toward the center of the circular segment web, along which the substrate is conveyed by means of the further deflecting roller.
  • this application direction is oriented in the direction of a gravitational force or has at least one oriented in the direction of the gravitational force share.
  • this is not mandatory.
  • Deflection roller and / or the feeding device can be controlled by the control and evaluation device as a function of the spatial position is / are.
  • a movement of the deflection rollers and the feed device can be controlled such that different portions of the substrate are conveyed at the same conveying speed.
  • the device comprises at least one
  • Image capture device wherein the image capture device is arranged such that at least a portion of the first page is imaged by the image capture device.
  • the image capture device can be signal and / or data technology connected to the control and evaluation.
  • an image-based determination of the spatial position by the control and evaluation device can take place as a function of the image data generated by the image capture device. For this purpose can For example, a position mark of the substrate image-based detected and a
  • Space position of the position mark can be determined in a reference coordinate system. Furthermore, the spatial position of the position marker relative to the substrate may be previously known. Then, depending on the spatial position of the position mark, a spatial position of the substrate can be determined. This advantageously allows a reliable and accurate determination of the spatial position.
  • the device comprises at least one
  • This section can also be referred to as a fastening section.
  • This can e.g. a mechanical means, e.g. a counter-pressure roller or a clamp. As a result, the substrate is fixed on the surface of the respective guide roller.
  • the fastening means may be arranged and / or formed in such a way that the substrate is fastened to the respective deflection roller only in a partial section of the surface, while in the remaining partial section the substrate is not fastened to the surface. This remaining portion can also be called dead zone, since the guide roller on this section can not be covered with substrate.
  • the substrate can be fastened to different sections of the surface in each rotation state.
  • the attachment portion and the dead zone can be arranged stationary relative to the axis of rotation, while the surface of the guide roller rotates.
  • the substrate can not be fixed on a further subsection of the surface of the first and / or on a further subsection of the surface of the further deflection roller.
  • the device comprises at least one device for generating a negative pressure in the at least one subsection of the surface of the first and / or at least one device for generating a negative pressure in the at least one subsection of the surface of the second deflecting roller.
  • the Device can in this case be arranged and / or formed such that the substrate is sucked by the generated negative pressure on the surface of the corresponding guide roller. This possibility of fixation is very material-friendly. Kinks are advantageously avoided and superficial contamination of the substrate can be sucked off.
  • a guide roller may be formed as a hollow cylinder.
  • the device comprises at least one first covering device for closing holes of the first deflecting roller, which are arranged in a partial section of the surface.
  • This first covering device can advantageously serve to produce a dead zone in the region of the surface of the first deflecting roller.
  • the device comprises a further covering device for closing holes of the further deflection roller, which are arranged in a partial section of the surface.
  • This further covering device can advantageously produce a further dead zone in the region of the surface of the other
  • the covering devices can each be arranged stationarily relative to the axes of rotation.
  • the covering device can be designed, for example, as a curved plate and arranged in the inner volume of a hollow cylindrical deflecting roller.
  • the first and / or second covering device can be arranged in a stationary manner relative to the axis of rotation of the respective deflecting roller. In this case covers the cover during rotation of the respective guide roller holes of different sections of the guide roller, whereby the provision of a negative pressure is interrupted by these holes.
  • the surface of the first and / or the surface of the second guide roller has an adhesive layer and / or a rubber coating. The adhesive layer and / or the rubber coating serve to fasten the substrate and to reliably transmit drive forces.
  • the adhesive layer may be configured such that the adhesive material or the
  • the device may further comprise at least one means for adjusting a
  • Roller temperature of one or both deflection roller (s), in particular a temperature of an outer circumferential surface / surface comprise.
  • a device may comprise, for example, a device for generating thermal energy and optionally a device for transmitting thermal energy.
  • a roller temperature in particular the temperature of the outer surface ß réelle / surface of the roller can be adjusted to a desired temperature, in particular to a different temperature from a room temperature. This allows drying of a coating medium, in particular of ink, on the
  • the apparatus may further comprise at least one means for adjusting a temperature of a fastener for securing the substrate to the surface of a deflecting roller.
  • a temperature of a fastening means in particular a substrate contact portion of the fastening means, to a desired
  • Temperature are set, in particular to a temperature different from a room temperature. As a result, a drying of a coating medium, in particular of ink, on the substrate, which by the fastening means on the Surface of the guide roller is attached, effected or supported.
  • the method can be carried out by means of a device according to one of the embodiments described in this disclosure.
  • the device is also designed such that a method according to one of the embodiments described in this disclosure by means of the device is feasible.
  • a spatial position of the substrate is determined, wherein a positioning device for the at least one printing module is controlled in dependence on the spatial position.
  • a positioning device for the at least one printing module is controlled in dependence on the spatial position.
  • an image-based determination of the spatial position can take place, more particularly depending on image data.
  • another side of the substrate is in a
  • Print portion of the substrate wherein the portion abuts a further deflection roller or is arranged in an output section of the device.
  • Output section may be arranged in the vertical direction below the first guide roller or over the first guide roller.
  • the substrate is transported by means of the first deflection roller along a circular segment track, wherein the along the circle segment track on the first guide roller abutting portion of the substrate is attached to a surface of the first guide roller.
  • the substrate can be attached to the surface of the guide roller, wherein the attachment is released at the end of the circular segment path.
  • the beginning may be given for example by the contact point of the substrate with the first guide roller.
  • the end may for example be given by the output point of the first guide roller.
  • Conveyor roller transported along a further circular segment path, wherein the along the other circular segment path adjacent to the further guide roller portion of the substrate is attached to the surface of the further guide roller.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic representation of another embodiment of a device according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of another embodiment of a device according to the invention.
  • an embodiment of an inventive device 1 is shown as an inkjet printing device.
  • the solution according to the invention is also applicable to other printing devices.
  • a so-called benefit can be printed on a substrate 2.
  • a substrate 2 may be both a paper sheet, for example made of natural or synthetic paper, and in particular a plastic sheet, an already printed substrate or metal-plastic composite, such as an aluminum-plastic composite panel.
  • the substrate 2 may be a flexible, a pliable and / or a flexible substrate 2.
  • the substrate 2 may have a thickness in the range of 40 ⁇ to 300 ⁇ .
  • the printing apparatus in Fig. 1 comprises as feeding a run-in table 15 for depositing a substrate 2.
  • This substrate 2 is first fed in a feed direction R along a straight path of a first guide roller 6 and guided by this on a first curved circular path segment.
  • a deflection takes place with a change in direction, wherein the substrate 2 is supplied in the transfer point 16 of a second guide roller 1 1 and is guided by this on a second curved circular path segment.
  • the substrate 2 is separated from the second
  • Circular path segment is guided on an execution device designed as a run-off table 14, on which the substrate 2 is then guided along a straight path.
  • the device comprises the first guide roller 6 and the second guide roller 1 1.
  • the guide rollers 6, 1 1 may preferably have a cylindrical outer surface. These guide rollers 6, 1 1 are used for handling and / or everting the substrate 2. From the printing technique, the terms of turning, everting and turning are known. Both the folding and the everting leads to a turning of the substrate 2, so that both the front and back of the substrate 2 can be printed with the same application direction.
  • the application direction is determined by the positioning of the respective printing modules of a corresponding device.
  • the outlet table 14 may be flat at least in a partial area and defines an outlet plane which may be oriented orthogonal to a vertical direction z.
  • the device 1 according to the invention takes place.
  • the outlet level in turn defines an output section.
  • the outlet plane can in this case be arranged at different heights along the vertical direction. If the second deflecting roller 1 1 is arranged below and in the lateral direction next to the first deflecting roller 6 in the vertical direction, the outflow plane can also be arranged vertically below the first deflecting roller 6. In this case, the
  • Output section indicate a spatial area, which is below the first
  • Guide roller 6 is arranged, extending along the lateral direction from an edge of the first guide roller 6 to an edge of the second guide roller 1 1 and along a longitudinal direction parallel to the axis of rotation of the second guide roller 1 1.
  • the feed section can designate a spatial area which is arranged above the second deflecting roller 11, along the lateral direction from an edge of the first deflecting roller 6 to an edge of the second deflecting roller 11 and along a longitudinal direction parallel to the axis of rotation of the first deflecting roller 1 1 extends.
  • the output section can also be arranged in the vertical direction over the first deflecting roller 6.
  • Output section indicate a spatial area that is above the first
  • Guide roller 6 is arranged, extending along the lateral direction from an edge of the first guide roller 6 to an edge of the second guide roller 1 1 and along a longitudinal direction parallel to the axis of rotation of the second guide roller 1 1.
  • the feed section can designate a spatial area which is arranged below the second deflecting roller 6, along the lateral direction from an edge of the first deflecting roller 6 to an edge of the second deflecting roller 11 and along a longitudinal direction parallel to the axis of rotation of the first deflecting roller 1 1 extends.
  • this outlet level is below the first
  • Guide roller 6 is arranged.
  • the substrate 2 for example, approximately in a semicircle about the second guide roller 1 first
  • the present apparatus of FIG. 1 has a total of four printing modules 3, 4, 5, 10.
  • the term pressure module within the meaning of the present invention includes in addition Single printheads among other things printhead arrays, offset linearly or obliquely, with several individual printheads and / or nozzle bars.
  • Individual printing modules or multiple printing modules 3-5, 10 may be arranged as one or more print heads on a carriage, which is preferably movable above the front side of the substrate 2 and perpendicular to the feed direction R.
  • the printheads can be fixed. This is particularly advantageous for printing with a continuous feed.
  • a multi-color print can be applied to the substrate 2.
  • at least one application medium preferably ink, including UV ink, primer, lacquer, including UV lacquer, or the like, can be applied to the substrate 2.
  • the printing module in CMYK colors and / or RGB colors corresponding storage rooms.
  • a UV ink or a UV varnish may be a UV-crosslinking ink or varnish.
  • Inks and / or paints may also be oxidatively drying inks. These may e.g. as solvent water, organic solvents or oils include.
  • an inlet table level or a substrate plane of the substrate 2 is defined before deflecting onto the first circular path.
  • the printing modules 3-5 are preferably arranged such that the delivery of one or more application media takes place perpendicular to the substrate plane or to the inlet table plane.
  • one or more application media to be applied to the substrate 2 in a region in which a deflection of the substrate 2 onto the circular arc has already taken place. This allows a more individual arrangement of the printing modules 3-5, 10 are made possible within the device 1.
  • the drying device 9 can be configured, for example, as an air drying device.
  • the drying can be done with hot air in a temperature range of 30 ' ⁇ to 80 ° C, preferably in the temperature range of 30 ° C to 55 ° C.
  • temperatures of the guide rollers 6, 1 1 and / or a counter-roller 7 can be set in a range of 30 ° C to 80 ° C.
  • the drying device may be formed as a UV illumination source, e.g. as a UV lamp or as a UV LED.
  • a UV illumination source e.g. as a UV lamp or as a UV LED.
  • Guide roller 6 to the transfer point 16 to the second guide roller 1 1 is preferably between 1, 6 to 4.9 rad and more preferably between 2.0 to 4.3 rad and most preferably between 3.3 to 4.1 rad.
  • Guide roller 6 to the transfer point 16 to the second guide roller 1 1 is preferably between 1, 6 to 4.9 rad and more preferably between 2.0 to 4.3 rad and most preferably between 3.3 to 4.1 rad.
  • Circular path segment is the substrate 2 in contact with the surface of the first
  • a mid-point angle of this second circular path segment from the transfer point 16, which may designate a contact point of the substrate 2 with the second deflecting roller 6, to an exit point 18, at which the substrate 2 is transferred to a preferably flat discharge table 14, is preferably between 0.3 - 2.6 rad, and more preferably between 0.5 and 2.0 rad.
  • the center angle of the second circular path segment depending on an available space and / or the space requirement of
  • Print modules and / or a desired outlet direction can be selected.
  • the desired outlet direction can be selected depending on a desired removal direction.
  • the substrate 2 is in contact with the surface of the second guide roller 1 1 and mechanically at this attached. By a rotation of the second guide roller 1 1, the substrate 2 is conveyed along the second circular path segment.
  • this fixation is achieved by two different means, with one of the means may already allow sufficient fixation.
  • the substrate 2 is guided by one or more counter-roller (s) 7 on the circular path segment defined by the first deflecting roller 6.
  • Fig. 1 only one counter-roller 7 is shown.
  • a roller guide can also be selected for the guidance of the substrate along the second guide roller 1 1. This can be done in particular when the pressure of the second side or the back of the substrate 2 takes place only in the region of the outlet table 14, so that the counter-rollers of the roller guide do not pollute.
  • the counter-roller 7 is only an additional guide of the substrate 2.
  • the counter-roller can preferably with a distance between 50% and 200% of
  • Substrate height of the first guide roller 6 may be arranged spaced.
  • Counter roller 7 may preferably be an elastic material and in particular a
  • the substrate 2 can be pressed by a counter roller 7 to the guide roller 6 with a pressure in the range of 10 to 100 Pa.
  • the counter-roller 7 can be pressed by spring force against the substrate 2, for example.
  • the deflecting rollers 6, 1 1 shown in FIG. 1 moreover have one or more suction openings (s) through which a negative pressure in the region of the surface of the deflecting roller 6, 11 can be provided. Due to the negative pressure, the substrate 2 on the surface of the respective guide roller 6, 1 1 are attached.
  • the negative pressure within the guide roller 6, 1 1, which may also be referred to as residual pressure, may preferably be between 200 to 980 hPa, preferably between 700 and 900 hPa. In this case, a negative pressure within the second guide roller 1 1 may be higher than the negative pressure in the first guide roller 6 in order to facilitate a transfer.
  • the suction openings may be, for example, the pores of a porous material.
  • the guide roller 6, 1 1 may also be formed as a perforated roller, preferably with a plurality of holes.
  • the entirety of the holes and / or pores through which the substrate 2 is sucked define a hole area opposite to a closed area.
  • the ratio of the hole area to the closed area may preferably be in the range of 10% to 20% for the first deflection roller 6.
  • Maximum diameter of a hole may be, for example, 2 mm. Preferably, however, the diameter of a hole is less than 2 mm.
  • Diameters are advantageously minimized temperature differences between the substrate 2 and roller 6, 1 1, unevenness of the roll surfaces and a suction of a coating medium through the substrate 2.
  • the guide rollers 6, 1 1 may be formed as hollow cylindrical rollers with a perforated and / or porous jacket surface. In the inner volume of the hollow cylindrical deflection roller 6, 1 1 then a negative pressure can be generated.
  • a cover device in the form of a curved cover plate 19, 20 can be arranged in the inner volume of the hollow cylindrical deflecting roller 6, 11. This is arranged stationary and closes a part of the holes of the lateral surface, so that through these holes no negative pressure in the region of the surface of the guide roller 6, 1 1 can be provided. Rotates the guide roller 6, 1 1 for conveying the substrate 2, so are by the stationary arranged cover 19, 20 in each
  • the guide rollers 6, 1 1 thus each have suction regions in which the substrate 2 is sucked to the respective surface, and dead zones 8, 12, in which no
  • a suction region may, for example, denote a region in which a negative pressure in the region of the surface of the deflection roller 6, 11 can be provided by the holes.
  • the holes can not be closed by the cover plates 19, 20.
  • a dead zone 8, 12 may denote a region in which no holes exist through the holes Vacuum in the region of the surface of the guide roller 6, 1 1 can be provided.
  • the holes may be closed by the cover plates 19, 20.
  • the suction area is thus the area which is not covered by the covering device 20, 21. Due to a prevailing in the respective deflection roller air is sucked through the holes, whereby the substrate 2 remains fixed to the surface of the guide roller 6, 1 1 along this suction.
  • Suction openings is merely a particularly preferred embodiment variant of the fixation of a printed substrate on a guide roller 6, 1 1 for the purpose of turning over or everting the substrate 2.
  • Fix istssection of FIG. 1 can be selected.
  • the deflecting roller 6 has an adhesive layer, so that the substrate 2 adheres to the adhesive layer at least in a central segment and on the
  • Circle segment can be carried.
  • the adhesive layer forms only weak adhesive forces relative to the substrate 2, so that a permanent adhesion is avoided.
  • a separating element e.g. a wedge-shaped strip, be provided, which in the case of continuous movement deflection roller 6, 1 1 between the substrate 2 and the guide roller 6, 1 1 is threaded and a detachment of the substrate 2 allows.
  • compressed air nozzles on the wall of the guide roller 6, 1 1 may be provided, which allow a detachment of the substrate 2 of the adhesive layer.
  • the substrate 2 can also be attached to the substrate 2
  • Deflection rollers 6, 1 1 are releasably fixed.
  • a mechanical or a magnetic fixation possible.
  • the first deflection roller 6 preferably has a radius of at least 20 mm, particularly preferably of at least 50 mm. However, a radius can also be in a range of 100 mm to 500 mm. This radius is particularly preferred for deflecting relatively less flexible substrate materials, such as Cardboard or flexible plastic cards, eg for ID cards and the like. In this case, the smaller the flexibility of the substrate 2, the larger the radius. For example, in the case of flexible plastic cards, a radius greater than 100 mm, greater than 200 mm or even greater than 500 mm can be selected as the substrate 2. These would, unlike paper sheets, be kinked at a too small radius of the guide roller.
  • a fourth printing module 10 is arranged in the vertical direction z over the second deflecting roller 1 1.
  • This fourth printing module 10 makes it possible to print on one or more colors of the back side of the substrate 2. This enables double-sided printing of the substrate 2.
  • the printing module can also be arranged only in the region of the outlet table 14 and, if appropriate, further pressure modules can also be provided.
  • Drying device 13 is arranged, which can perform a drying of the applied to the back of the substrate 2 application medium, for example via hot air.
  • the pressure and the drying of the back of the substrate 2 can be advantageous if the substrate 2 is still guided by the second circulating roller 1 1 on the circular path segment. However, it is also possible to carry out these two steps only when the substrate 2 has reached the outlet point 18 and is deposited on the outlet table 14.
  • the feed direction R is to be understood as a direction along a transport trajectory, which has several partial directions R1 to R6 in the course.
  • R1 is a first linear partial direction. This partial direction corresponds to the direction of conveyance along the inlet table 15 up to the deflecting roller 6.
  • the substrate 2 can be printed on the front side on the section with this first partial direction R1.
  • R2 is a first curved part direction, in particular a direction of arcuate conveying direction.
  • a radius of the arc is predetermined by the first guide roller 6. Through the promotion along the arc takes place Turning the Substrate 2. This tacking can either be done as transhipping or
  • Inversion takes place, wherein the turn-over is particularly preferred, in which a shorter front edge is arranged parallel to the longitudinal axis of the two guide rollers 6, 11, while the two longer side edges of the substrate 2 assume a partially curved shape when passing through the method.
  • the substrate 2 can be printed on the front side on the portion with this second partial direction R2.
  • R3 describes a partial direction of the promotion of the first circular path segment to the second circular path segment of the second guide roller 1 first
  • This partial direction is only a transfer point in Fig. 1, but it is also possible that with slight spacing of the two guide rollers 6 and 1 1 also a guided transfer, e.g. by roller guide, or an ungehanded transfer by detachment or falling of the substrate 2 from the first guide roller 6 and by receiving the substrate by the second guide roller 1 1 can be carried out.
  • R4 is a further curved partial direction, in particular a conveying along a further circular arc section. A radius of this arc is given by the second guide roller 1 1.
  • the second guide roller 1 1 allows bending of the substrate. 2
  • R5 then describes a curved partial direction of a promotion of the guide roller 1 1 way to a discharge table fourteenth
  • R6 is then a linear partial direction of conveyance on the exit table 14, for example, until the deposition of the substrate 2, e.g. on a discard pile.
  • the substrate 2 has one or more reference marks or position marks, on the basis of which a spatial position of the substrate 2
  • Substrate 2 and to be printed areas on the front and the back of the substrate 2 can be determined.
  • the device 1 may include an image capture device, not shown, through which the substrate 2 can be imaged with the position marks.
  • the spatial position can then eg the carriage with the printing modules 3, 4, 5 are positioned relative to the substrate 2 such that desired areas of the substrate 2 can be printed.
  • the user can visually or the device e.g. a scan shows the guidance accuracy of the device based on the position markers.
  • a scan shows the guidance accuracy of the device based on the position markers.
  • the substrate 2 may comprise only a single benefit or multiple benefits, for example, arranged on a sheet.
  • the substrate preferably has a density of 0.8 g / cm 3 to 1 .2 g / cm 3 .
  • the suction force of the idler pulleys, the adhesion strength of the adhesion layer and the like are to be selected.
  • the production of a value and / or security document can take place by printing on a sheet.
  • This sheet may have several benefits and at least one plastic layer, in particular a transparent plastic would be.
  • the value and / or security document may be any document that is a physical entity that is against unauthorized manufacture and / or
  • the background for example an emblem
  • the background can first be printed on a use, for example, in the case of an identification, and then by means of the device according to the invention by an inkjet method
  • a security and / or security document has security features in particular.
  • 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 be referred to as security features.
  • a security document can have multiple security features and / or security elements. As defined herein, a security document is always a security element. Examples of
  • Security documents which also include value documents representing a value, include, for example, passports, identity cards, driver's licenses, identity cards, access control cards, health insurance cards, banknotes,
  • Postage stamps bank cards, credit cards, smart cards, tickets and labels.
  • the aforementioned printing modules can each have one or more print heads. In this case, a color is assigned to each print head in a preferred embodiment.
  • the printing modules in particular the print heads of the printing modules, have discharge nozzles.
  • a distance between print head (discharge nozzle) and substrate 2 may preferably be between 0.7 mm and 2 mm.
  • a distance between a discharge nozzle, in particular a discharge nozzle row, to a discharge nozzle or discharge nozzle row following in the transport direction should preferably be less than 0.3 mm.
  • FIG. 2 shows a further embodiment variant of a device 1 according to the invention as an inkjet printing device.
  • the embodiment variant of the device 1 shown in FIG. 2 is essentially the same as that shown in FIG.
  • Embodiment variant of the device 1 is formed. Therefore, reference may be made to the explanations regarding FIG. In contrast to that shown in Figure 1
  • the device 1 comprises positioning means 21, 22, 23 and a control and evaluation device 24.
  • the control and evaluation device 24 in this case signal and / or data technology with the positioning means 21, 22, 23 is connected.
  • a spatial position of a substrate 2 can be determined, in particular if a portion of the substrate 2 rests against the deflection roller 6 or is arranged in a feed section.
  • This spatial position can be determinable in a coordinate system whose z-axis is oriented parallel and in the same direction as a vertical direction z.
  • a y-axis may in this case be oriented perpendicular to the z-axis and perpendicular to the axis of rotation of the deflection rollers 6, 11.
  • An x-axis (not shown) may be oriented perpendicular to the z-axis and perpendicular to the y-axis.
  • the x-axis, the y-axis and the z-axis can form a Cartesian coordinate system.
  • control and evaluation device 24 can control the positioning devices 21, 22, 23 in order to position the printing modules 3, 4, 5 in a desired spatial position position.
  • the desired spatial position may in particular be a spatial position in which a printing module 3, 4, 5 can print a desired area of the substrate 2.
  • This spatial position can also be determined in the coordinate system explained.
  • the printing modules 3, 4, 5 can be moved by means of the positioning devices 21, 22, 23 along the illustrated x-axis. This may correspond to a movement transverse to the feed direction R of the substrate 2.
  • Printing module 3 a second positioning device 22 for positioning a second printing module 4 and a third positioning device 23 for positioning a third printing module 5.
  • the positioning 21, 22, 23 can be used as
  • Linear drive devices may be formed or include such.
  • a fourth positioning device 25 can also be connected to the control and evaluation device 24 signal and / or data technology.
  • the fourth positioning device 25 By the fourth positioning device 25, the fourth printing module 10 can be moved along the illustrated x-axis. Of course, it may further be possible to move the fourth printing module 10 also along the y-axis and or along the z-axis. However, it is not mandatory to provide a fourth positioning device 25 for the fourth printing module 10.
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of a device 1 according to the invention as an inkjet printing device.
  • the embodiment variant of the device 1 shown in FIG. 3 is essentially the same as that shown in FIG.
  • Embodiment variant of the device 1 is formed. Therefore, reference may be made to the explanations to FIG. In contrast to that shown in FIG.
  • the device 1 comprises no positioning device 25 for the fourth printing module 10. Furthermore, the device 1 comprises an image capture device 26. This may be formed for example as a CCD or CMOS camera.
  • Image capture device 26 is in this case arranged such that at least a partial region of the first side of a substrate 2 can be imaged by the image capture device 26.
  • the subregion can be imaged, in particular, when a section of the substrate 2 bears against the deflecting roller 6 or is arranged in a feed section.
  • Image capture device 26 may be signal and / or data technology connected to the control and evaluation device 24. Output signals, in particular image data, the Image capture device 26 can thus be transferred to the control and evaluation device 24. Furthermore, image-dependent determination of the spatial position by the control and evaluation device 24 can take place as a function of the image data generated by the image capture device 26.

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats (2), wobei die Vorrichtung mindestens ein Druckmodul (3-5), mindestens eine erste Umlenkwalze (6) zum Transport des Substrats und mindestens eine Zuführeinrichtung umfasst, wobei das Substrat (2) mittels der Zuführeinrichtung der ersten Umlenkwalze (6) zuführbar ist, wobei das mindestens eine Druckmodul (3-5) derart angeordnet ist, dass eine erste Seite des Substrats (2) in einem Abschnitt des Substrats (2), welcher Abschnitt an der Umlenkwalze (6) anliegt oder in einem Zuführabschnitt angeordnet ist, bedruckbar ist; und Verfahren zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats.
Vorrichtungen zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats sind bekannt. Bei der Herstellung von Sicherheitsdokumenten werden in der im Herstellungsprozess Bögen verwendet, aus denen nach dem Bedrucken so genannten Nutzen vereinzelt werden, wobei ein Nutzen ein Sicherheitsdokument oder einen Teil davon bildet. Ein Bogen kann eine Vielzahl von Nutzen enthalten.
Beim Bedrucken können u.a. individualisierende und/oder personalisierende
Informationen aufgebracht werden. In der Regel erfolgt ein Bedrucken beider Seiten eines Substrats. Hierzu wird in der Regel ein Substrat vollständig in einen Druckbereich einer Druckvorrichtung transportiert. Dann wird eine erste Oberseite bedruckt, in dem mindestens ein Druckkopf über das ebene Substrat bewegt wird. Weiter wird das Substrat aus dem Druckbereich heraustransportiert, gewendet und wieder in den Druckbereich hineintransportiert, um dann die weitere Oberseite zu bedrucken.
Das Wenden erfolgt unter Umständen nicht automatisch und kann zeitaufwändig sein. Ferner benötigen derartige Druckvorrichtungen einen vergleichsweise großen Bauraum, da das Substrat vollständig im Druckbereich angeordnet wird.
Es stellt sich das technische Problem, eine Vorrichtung und Verfahren zu Bedrucken eines bogenförmigen Substrats zu schaffen, die ein zeitlich schnelles, insbesondere auch beidseitiges, Bedrucken des bogenförmigen Substrats ermöglichen, wobei ein
Bauraumbedarf für die Vorrichtung minimiert wird.
Die DE 10 2016 207 398 B3 offenbart eine Maschinenanordnung zum sequentiellen Bearbeiten mehrerer bogenförmiger jeweils eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisender Substrate.
Die EP 3 016 365 A1 offenbart eine Bildgebungseinrichtung. Die EP 2 657 035 A1 offenbart eine digitale Druckeinrichtung, welche in einem Inkjet- Verfahren auf ein Blatt druckt.
Die US 2009/0051747 A1 offenbart eine Bilderfassungseinrichtung, die ein Bild auf einem Aufnahmemedium erzeugt.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Bedrucken, wobei die vorgeschlagene
Vorrichtung geeignet zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats ist.
Das Substrat ist insbesondere biegsam, so dass es auf einer gekrümmten Bahn, insbesondere auf einer Kreisbahn, geleitet werden kann. Es kann sich bei dem Substrat um einen Papierbogen, z.B. aus Natur- oder Kunstpapier, als auch insbesondere um einen Kunststoffbogen, ein bereits bedrucktes Substrat oder auch Metall- Kunststoffverbund, z.B. eine biegsame Aluminium-Kunststoff-Verbundplatte handeln.
Das Substrat kann eine Breite aus einem Bereich von 120 mm bis 1200 mm, eine Länge aus einem Bereich von 300 mm bis 1200 mm und eine Dicke aus einem Bereich von 40 μηι bis 300 μηι aufweisen. Die Länge kann hierbei in Transportrichtung und die Breite quer zur Transportrichtung gemessen werden.
Bevorzugt umfasst das Substrat ein oder mehrere Streifen mit jeweils mehreren Nutzen. Diese Nutzen können nach dem Bedrucken und gegebenenfalls nach weiteren
Prozessschritten aus dem Substrat vereinzelt werden, z.B. durch Ausstanzen. Es ist aber auch möglich, dass das Substrat einen Einzelnutzen bildet.
Das Substrat kann z.B. aus mehreren Lagen hergestellt sein, die zur Bildung des
Substrats zu einem Lagenverbund zusammengefasst wurden, z.B. durch Laminieren. Eine Lage kann z.B. als Kunststofffolie ausgebildet sein.
Das Substrat selbst oder eine der Lagen kann zuvor, beispielsweise mittels eines Drucks, bereits mit mindestens einer Positionsmarke und/oder einem Hintergrundbild versehen sein. Dies kann z.B. durch einen Offset-Druck erfolgen. In der Vorrichtung selbst kann vorzugsweise ein Inkjet-Verfahren zum Bedrucken angewandt werden. Es sind jedoch auch andere Digitaldruckverfahren anwendbar. Die Vorrichtung kann somit eine Inkjet- Vorrichtung oder Digitaldruckvorrichtung sein.
Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Druckmodul. Ein solches Druckmodul kann vorzugsweise einen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe umfassen. Es kann sich bei dem Druckmodul unter anderem auch um ein Druckkopfarray oder um einen Düsenbalken handeln. Diese Arrays oder Düsenbalken können beispielsweise bei Druckverfahren mit kontinuierlicher Vorschubgeschwindigkeit des Substrats genutzt werden. Ein Druckmodul kann zudem auch einen Schlitten umfassen, auf welchem einer oder mehrere Druckköpfe angeordnet sind.
Die Vorrichtung weist zudem mindestens eine erste Umlenkwalze zum Transport des Substrats auf. Die erste Umlenkwalze dient zum Fördern des Substrats während, vor und/oder nach dem Bedrucken. Insbesondere kann die erste Umlenkwalze beim
Transport eine Veränderung der Orientierung des Substrats bzw. eine Richtungsänderung der Transportrichtung des Substrats ermöglichen. Vorzugsweise kann das Substrat mittels der Umlenkwalze auf oder entlang einer Kreisbahn oder einer Kreissegmentbahn geführt werden.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung mindestens eine Zuführeinrichtung, wobei das Substrat mittels der Zuführeinrichtung der ersten Umlenkwalze zuführbar ist. Bei der
Zuführeinrichtung kann es sich um eine aktive oder um eine passive Zuführeinrichtung handeln. Es kann beispielsweise ein Einlauftisch sein, welcher eine Ansaugvorrichtung zum Ansaugen des Substrats aufweist. Auch kann die Zuführeinrichtung beispielsweise als Transportband ausgebildet sein
Weiter ist das mindestens eine Druckmodul derart angeordnet, dass eine erste Seite des Substrats, insbesondere dessen Vorder- oder Oberseite, in mindestens einem Abschnitt des Substrats bedruckbar ist. Dieser Abschnitt kann z.B. ein durch einen Nutzen gebildeter Abschnitt des Substrats sein.
Bevorzugt ist das Druckmodul oder sind die Druckmodule entlang einer Vertikalrichtung über der ersten Umlenkwalze oder einer weiteren Umlenkwalze der Vorrichtung angeordnet. Eine laterale Richtung kann senkrecht zur Vertikalrichtung und senkrecht zur Rotationsachse der ersten und/oder einer weiteren Umlenkwalze orientiert sein. Eine longitudinale Achse oder Richtung kann parallel zur Rotationsachse der ersten und/oder einer weiteren Umlenkwalze orientiert sein. Vertikalrichtung, die laterale Richtung und die longitudinale Richtung bezeichnen hierbei Raumrichtungen.
Der vorgenannte Abschnitt liegt, beispielsweise mit der Rück- oder Unterseite, während des Bedruckens an der ersten Umlenkwalze, insbesondere einer äu ßeren Mantelfläche der Umlenkwalze, an oder ist in einem Zuführabschnitt der ersten Umlenkwalze angeordnet. Die Vertikalrichtung kann hierbei eine Raumrichtung bezeichnen, die orthogonal zu einer Absteilfläche der Vorrichtung und/oder parallel und entgegengesetzt zur Richtung einer Gravitationskraft orientiert ist.
Mittels der ersten Umlenkwalze kann das Substrat entlang einer Kreissegmentbahn geführt werden, wobei das Kreissegment zwischen dem Kontaktpunkt der Umlenkwalze mit dem Substrat und einem Ausgabepunkt der ersten Umlenkwalze, z.B. an eine weitere Transportvorrichtung, beispielsweise an einen Auslauftisch oder an eine weitere
Umlenkwalze, liegt. Ein Mittelpunktswinkel eines solchen Kreissegments kann in einem Bereich von vorzugsweise zwischen 1 ,6 bis 4,9 rad und besonders bevorzugt zwischen 2,0 bis 4,3 rad und ganz besonders bevorzugt zwischen 3,3 bis 4,1 rad liegen.
Die Zuführung kann bevorzugt derart erfolgen, dass ein Abschnitt des Substrats vor dem Kontakt mit der ersten Umlenkwalze eine ungekrümmte, ebene Oberfläche aufweisen. Ein an der ersten Umlenkwalze anliegender Abschnitt des Substrats weist eine gekrümmte Oberfläche auf. Mittels der ersten Umlenkwalze kann Substrat entlang Vorschubrichtung transportiert werden.
Das mindestens eine Druckmodul kann also derart angeordnet, dass die erste Seite des Substrats in einem Abschnitt des Substrats bedruckbar ist, der an der ersten
Umlenkwalze anliegt und somit eine gekrümmte Oberfläche aufweist.
Umfasst das Druckmodul mindestens einen Tintenstrahl-Druckkopf, so kann das
Druckmodul derart angeordnet sein, dass eine Auftragsrichtung von Tintentropfen vom Druckkopf zum Mittelpunkt der Kreissegmentbahn orientiert ist. Vorzugsweise ist die Auftragsrichtung in Richtung einer Gravitationskraft orientiert oder weist zumindest einen in Richtung der Gravitationskraft orientierten Anteil auf. Dies ist jedoch nicht zwingend. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung mindestens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung. Mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung ist eine Raumlage des Substrats bestimmbar, insbesondere vor oder bei der Zuführung zu der ersten
Umlenkwalze. Eine Positioniereinrichtung, insbesondere für das Druckmodul, ist in Abhängigkeit von der Raumlage steuerbar. Weiter kann die Positioniereinrichtung für das Druckmodul derart gesteuert werden, dass durch dieses gewünschte Bereiche des Substrats bedruckt werden können. Dadurch wird die Gefahr eines Fehldrucks minimiert.
Eine Raumlage bezeichnete hierbei eine räumliche Position und/oder eine räumliche Orientierung des Substrats, insbesondere in einem Referenzkoordinatensystem. Das Referenzkoordinatensystem kann beispielsweise als Achsen eine z-Achse umfassen, die parallel zur erläuterten Vertikalrichtung und entgegengesetzt zu einer wirkenden
Gewichtskraft orientiert ist. Weiter kann das Referenzkoordinatensystem eine y-Achse umfassen, die parallel zu erläuterten lateralen Richtung orientiert ist. Weiter kann das Referenzkoordinatensystem eine x-Achse umfassen, die parallel zu erläuterten longitudinalen Richtung orientiert ist.
Die Steuer-und Auswerte Einrichtung kann insbesondere als MikroController ausgebildet sein oder einen solchen MikroController umfassen.
Zur Bestimmung der Raumlage ist es möglich, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung Ausgangssignale von mindestens einem Sensor auswertet, wobei der Sensor
Ausgangssignale erzeugt, die die Bestimmung der Raumlage ermöglichen. Die
Vorrichtung kann hierbei mindestens einen solchen Sensor umfassen. Ein solcher Sensor kann, wie nachfolgend noch näher erläutert, als Bilderfassungseinrichtung ausgebildet sein. Selbstverständlich können jedoch auch ein Sensor verwendet werden, der keine Bilderfassungseinrichtung ist.
Weiter kann die Vorrichtung mindestens eine Positioniereinrichtung umfassen. Die mindestens eine Positioniereinrichtung und das mindestens eine Druckmodul können hierbei derart, insbesondere mechanisch, miteinander verbunden sein, dass die
Raumlage des Druckmoduls durch die Positioniereinrichtung veränderbar, insbesondere auf eine gewünschte Raumlage einstellbar, ist. Hierbei kann die Raumlage mehrerer, insbesondere aller, Druckmodule durch eine einzige Positioniereinrichtung veränderbar sein. Alternativ kann die Vorrichtung mehrere Positioniereinrichtungen, insbesondere eine Positioniereinrichtung pro Druckmodul, umfassen, wobei durch eine Positioniereinrichtung die Raumlage eines Druckmoduls veränderbar ist.
Eine Positioniereinrichtung kann einen beweglichen Teil umfassen. Mittels der
Positioniereinrichtung kann beispielsweise eine Translationsbewegung und/oder eine Rotationsbewegung mindestens eines Druckmoduls durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Translationsbewegung entlang genau einer oder entlang mehrerer,
insbesondere entlang von zwei oder drei, Raumrichtung(en) durchgeführt werden. Kann eine Translationsbewegung entlang mehrerer Raumrichtungen durchgeführt werden, so können diese senkrecht zueinander orientiert sein. Eine Positioniereinrichtung kann beispielsweise eine Einrichtung zur Erzeugung von Antriebsenergie umfassen.
Beispielsweise kann eine Positioniereinrichtung als Linearantriebseinrichtung ausgebildet sein.
Insbesondere kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung die Positioniereinrichtung derart steuern, dass die Raumlage des Druckmoduls auf eine Soll-Raumlage eingestellt wird. Die Soll-Raumlage kann insbesondere derart bestimmt werden, dass ein oder mehrere gewünschte Bereich(e) des Substrats durch das Druckmodul bedruckt werden können. Hierzu kann die Steuer-und Auswerteeinrichtung entsprechende Ausgangssignale für die mindestens eine Positioniereinrichtung erzeugen.
Die Steuer-und Auswerteeinrichtung und die mindestens eine Positioniereinrichtung können hierbei Signal- und/oder datentechnisch verbunden sein. Auch kann der vorhergehende erläuterte mindestens eine Sensor Signal- und/oder datentechnisch mit der Steuer-und Auswerteeinrichtung verbunden sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Substrat in einem Kontaktpunkt an der
Oberfläche der ersten Umlenkwalze fixierbar, wobei die Fixierung in dem Ausgabepunkt lösbar ist, wobei das fixierte Substrat zwischen dem Kontaktpunkt und dem Ausgabepunkt durch die erste Umlenkwalze entlang einer Kreissegmentbahn transportiert oder gefördert wird. Der Kontaktpunkt und der Ausgabepunkt der ersten Umlenkwalze sind ortsfest relativ zu einer Rotationsachse der ersten Umlenkwalze angeordnet. Dies kann bedeuten, dass die Punkte in einem globalen Referenzkoordinatensystem, relativ zu dem sich die erste Umlenkwalze dreht, ortsfest angeordnet sind.
Das Substrat kann somit vorteilhaft für einen Druck und zum Schutz vor einem
Verrutschen an der Oberfläche der ersten Umlenkwalze fixiert werden, insbesondere derart, dass die Umlenkwalze das bogenförmige Substrat auf eine Kreisbahn,
insbesondere für ein Umschlagen oder Umstülpen des Substrats, umlenkt.
Weiter beschrieben wird eine Ausführungsform in der die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zum Trocknen eines Druckmaterials umfasst, wobei die Einrichtung zum Trocknen in Transportrichtung bzw. Vorschubrichtung des Substrats hinter dem mindestens einen Druckmodul angeordnet ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Druckqualität erhöht werden, da das Risiko eines Verschmierens des noch feuchten Druckmaterials verringert wird. Auch kann ein erforderlicher Bauraum der Vorrichtung vorteilhaft verringert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine
Positioniereinrichtung für das mindestens eine Druckmodul, wobei das Druckmodul mittels der Positioniereinrichtung quer zur Vorschubrichtung des Substrats bewegbar ist. Somit kann auch ein Druckkopf des Druckmoduls quer zu Transportrichtung bewegt werden. Die Positioniereinrichtung wurde vorhergehend bereits erläutert.
Hierdurch können in vorteilhafter Weise Toleranzen in einer Raumlage und/oder
-Orientierung verschiedener Bögen beim Einzug kompensiert werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine weitere Umlenkwalze, wobei das Substrat von der ersten Umlenkwalze zur weiteren Umlenkwalze transportierbar ist. Insbesondere kann das Substrat durch die erste
Umlenkwalze von einem Kontaktpunkt des Substrats mit der ersten Umlenkwalze zu einem ersten Übergabepunkt entlang eines ersten Kreisbahnsegments transportiert werden, wobei ein Kontakt des Substrats mit der weiteren Umlenkwalze im ersten Übergabepunkt erfolgt. Weiter kann das Substrat durch die weitere Umlenkwalze von dem Kontaktpunkt des Substrats mit der weiteren Umlenkwalze zu einem weiteren
Ausgabepunkt entlang eines weiteren Kreisbahnsegments transportiert werden. Die weitere Umlenkwalze kann vorteilhaft ein optimales Zuführen des Substrats zu einem weiteren Druckkopf ermöglichen.
Die erste und weitere Umlenkwalze sind vorzugsweise gegenläufig rotierbar und übergeben das Substrat an einem Übergabepunkt und/oder Übergabeabschnitt.
Eine Rotationsachse der weiteren Umlenkwalze kann in Vertikalrichtung unter oder über der Rotationsachse der ersten Umlenkwalze angeordnet sein. Weiter kann die
Rotationsachse der weiteren Umlenkwalze entlang der lateralen Richtung versetzt zur Rotationsachse der ersten Umlenkwalze orientiert sein.
Die erste und die weitere Umlenkwalze können sich in mindestens dem Übergabepunkt oder -abschnitt berühren. Alternativ kann ein Mindestabstand der Umlenkwalzen, insbesondere im Übergabepunkt, der Substratstärke entsprechen. Die Substratstärke ist die Dicke des Substrats, z.B. die Papierdicke eines Papierbogens.
Weiter kann das Substrat in dem Kontaktpunkt mit der weiteren Umlenkwalze an der Oberfläche der weiteren Umlenkwalze fixierbar sein, wobei die Fixierung in einem
Ausgabepunkt lösbar ist, wobei das fixierte Substrat zwischen dem Kontaktpunkt und dem weiteren Ausgabepunkt durch die weitere Umlenkwalze entlang der weiteren
Kreissegmentbahn transportiert wird. Auch dieser Kontaktpunkt und der weitere
Ausgabepunkt können ortsfest relativ zur Rotationsachse der weiteren Umlenkwalze angeordnet sein. Alternativ können der Kontaktpunkt und der weitere Ausgangspunkt auch beweglich relativ zu Rotationsachse der weiteren Umlenkwalze angeordnet sein, wobei eine maximale Bewegungsstrecke einer Dicke des Substrats entsprechen kann.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens ein weiteres Druckmodul, welches derart angeordnet ist, dass eine weitere Seite des Substrats, insbesondere dessen Rück- oder Unterseite, in einem Abschnitt des Substrats bedruckbar ist, wobei der Abschnitt, insbesondere eine Vorderseite des Abschnitts, an der zweiten Umlenkwalze anliegt oder in einem Ausgabeabschnitt angeordnet ist.
In diesem Fall kann der Ausgabeabschnitt einen räumlichen Bereich bezeichnen, der über oder unter der ersten Umlenkwalze angeordnet ist, sich entlang der lateralen Richtung von einem Rand der ersten Umlenkwalze bis zu einem Rand der zweiten Umlenkwalze und entlang einer longitudinalen Richtung parallel zur Rotationsachse der zweiten
Umlenkwalze erstreckt.
Das mindestens eine weitere Druckmodul kann also derart angeordnet sein, dass die weitere Seite des Substrats in einem Abschnitt des Substrats bedruckbar ist, der an der weiteren Umlenkwalze anliegt und somit eine gekrümmte Oberfläche aufweist.
Umfasst das Druckmodul mindestens einen Tintenstrahl-Druckkopf, so kann das weitere Druckmodul derart angeordnet sein, dass eine Auftragsrichtung von Tintentropfen vom Druckkopf zum Mittelpunkt der Kreissegmentbahn orientiert ist, entlang derer das Substrat mittels der weiteren Umlenkwalze gefördert wird.
Vorzugsweise ist auch diese Auftragsrichtung in Richtung einer Gravitationskraft orientiert oder weist zumindest einen in Richtung der Gravitationskraft orientierten Anteil auf. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein beidseitiger Druck bereits durch die
vorbeschriebene Vorrichtung ermöglicht. Alternativ kann das Bedrucken der
Substratrückseite eine weitere Druckvorrichtung übernehmen, es ist allerdings sparsamer und kompakter wenn der beidseitige Druck in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt.
Weiter beschrieben wird eine Ausführungsform in der die erste und/oder weitere
Umlenkwalze und/oder die Zuführeinrichtung durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit von der Raumlage steuerbar ist/sind. Insbesondere kann eine Bewegung der Umlenkwalzen und der Zuführeinrichtung derart gesteuert werden, dass verschiedene Abschnitte des Substrats mit der gleichen Fördergeschwindigkeit gefördert werden.
Hierdurch wird eine Gefahr der Beschädigung des Substrats verringert.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine
Bilderfassungseinrichtung, wobei die Bilderfassungseinrichtung derart angeordnet ist, dass zumindest ein Teilbereich der ersten Seite durch die Bilderfassungseinrichtung abbildbar ist. Die Bilderfassungseinrichtung kann Signal- und/oder datentechnisch mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung verbunden sein. Weiter kann in Abhängigkeit der durch die Bilderfassungseinrichtung erzeugten Bilddaten eine bildbasierte Bestimmung der Raumlage durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung erfolgen. Hierzu kann beispielsweise eine Positionsmarke des Substrats bildbasiert detektiert und eine
Raumlage der Positionsmarke in einem Referenzkoordinatensystem bestimmt werden. Weiter kann die Raumlage der Positionsmarke relativ zum Substrat vorbekannt sein. Dann kann in Abhängigkeit der Raumlage der Positionsmarke eine Raumlage des Substrats bestimmt werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine zuverlässige und genaue Bestimmung der Raumlage.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens ein
Befestigungsmittel zur Befestigung des Substrats an zumindest einem Teilabschnitt einer Oberfläche der ersten und/oder mindestens ein Befestigungsmittel zur Befestigung des Substrats an zumindest einem Teilabschnitt einer Oberfläche der zweiten Umlenkwalze. Dieser Teilabschnitt kann auch als Befestigungsabschnitt bezeichnet werden. Dies kann z.B. ein mechanisches Mittel, wie z.B. eine Gegendruckrolle oder eine Klammer, sein. Dadurch wird das Substrat auf der Oberfläche der jeweiligen Umlenkwalze fixiert.
Das/die Befestigungsmittel kann/können hierbei derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass das Substrat nur in einem Teilabschnitt der Oberfläche an der jeweiligen Umlenkwalze befestigt wird, während in dem verbleibenden Teilabschnitt das Substrat nicht an der Oberfläche befestigt wird. Dieser verbleibende Teilabschnitt kann auch Totzone genannt werden, da die Umlenkwalze auf diesem Teilabschnitt nicht mit Substrat bedeckt werden kann.
Wird eine Umlenkwalze rotiert, so kann das Substrat in jedem Rotationszustand an verschiedenen Teilabschnitten der Oberfläche befestigt sein. Mit anderen Worten kann also der Befestigungsabschnitt und die Totzone relativ zu Rotationsachse ortsfest angeordnet sein, während die Oberfläche der Umlenkwalze rotiert.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Substrat an einem weiteren Teilabschnitt der Oberfläche der ersten und/oder an einem weiteren Teilabschnitt der Oberfläche der weiteren Umlenkwalze nicht fixierbar.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem mindestens einen Teilabschnitt der Oberfläche der ersten und/oder mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem mindestens einen Teilabschnitt der Oberfläche der zweiten Umlenkwalze. Die Einrichtung kann hierbei derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass das Substrat durch den erzeugten Unterdruck an der Oberfläche der entsprechenden Umlenkwalze angesaugt wird. Diese Möglichkeit der Fixierung ist sehr materialschonend. Knicke werden vorteilhaft vermieden und oberflächliche Verschmutzungen des Substrats können abgesaugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Teilabschnitt einer Oberfläche der ersten und/oder ein Teilabschnitt einer Oberfläche der zweiten Umlenkwalze perforiert bzw. gelocht. Über die Löcher kann dann der erzeugte Unterdruck bereitgestellt werden, wodurch ein gleichmäßiges Ansaugen über einen breiten Flächenbereich erreicht werden kann. In diesem Fall kann eine Umlenkwalze als Hohlzylinder ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine erste Abdeckeinrichtung zum Verschluss von Löchern der ersten Umlenkwalze, die in einem Teilabschnitt der Oberfläche angeordnet sind. Diese erste Abdeckeinrichtung kann in vorteilhafter Weise zur Erzeugung einer Totzone im Bereich der Oberfläche der ersten Umlenkwalze dienen.
Alternativ oder kumulativ umfasst die Vorrichtung eine weitere Abdeckeinrichtung zum Verschluss von Löchern der weiteren Umlenkwalze, die in einem Teilabschnitt der Oberfläche angeordnet sind. Diese weitere Abdeckeinrichtung kann in vorteilhafter Weise zur Erzeugung einer weiteren Totzone im Bereich der Oberfläche der weiteren
Umlenkwalze dienen. Die Abdeckeinrichtungen können jeweils ortsfest relativ zu den Rotationsachsen angeordnet sein.
Durch die Anordnung und/oder Ausbildung der Abdeckeinrichtungen können die Ansaug- und Totbereiche einer Umlenkwalze vorgegeben werden. Die Abdeckeinrichtung kann beispielsweise als gekrümmte Platte ausgestaltet sein und im Innenvolumen einer hohlzylinderförmigen Umlenkwalze angeordnet sein. Weiter kann die erste und/oder zweite Abdeckeinrichtung ortsfest relativ zur Rotationsachse der jeweiligen Umlenkwalze angeordnet sein. In diesem Fall deckt die Abdeckeinrichtung während der Rotation der jeweiligen Umlenkwalze Löcher verschiedener Teilabschnitte der Umlenkwalze ab, wodurch die Bereitstellung eines Unterdrucks durch diese Löcher unterbrochen wird. Weiter beschrieben wird eine Ausführungsform in der die Oberfläche der ersten und/oder die Oberfläche der zweiten Umlenkwalze eine Adhäsivschicht und/oder eine Gummierung aufweist. Die Ahäsivschicht und/oder die Gummierung dienen hierbei der Befestigung des Substrats und der zuverlässigen Übertragung von Antriebskräften.
Die Adhäsivschicht kann so ausgestaltet sein, dass das Adhäsivmaterial oder die
Gummierung in das Material der Umlenkwalze eingesickert ist und sodann ausgehärtet wurde. Damit verbleibt die Adhäsivschicht stets auf der Umlenkwalze und wird nicht auf das Substrat übertragen. Die Adhäsivkraft einer solchen Schicht kann auf
unterschiedliche Weise, so z.B. beispielsweise durch Zugabe von Zuschlagstoffen eingestellt werden. Sie sollte derart eingestellt werden, dass ein Anhaften des Substrats möglich ist, allerdings dass dieses auch wieder unter geringer Krafteinwirkung abgetrennt werden kann.
Die Vorrichtung kann weiter mindestens eine Einrichtung zur Einstellung einer
Walzentemperatur einer oder beider Umlenkwalze(n), insbesondere einer Temperatur einer äußeren Mantelfläche/Oberfläche, umfassen. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise eine Einrichtung zur Erzeugung thermischer Energie und gegebenenfalls eine Einrichtung zur Übertragung thermischer Energie umfassen. Mittels einer solchen Einrichtung kann eine Walzentemperatur, insbesondere die Temperatur der äu ßeren Mantelfläche/Oberfläche der Walze, auf eine gewünschte Temperatur eingestellt werden, insbesondere auf eine von einer Raumtemperatur verschiedene Temperatur. Hierdurch kann ein Trocknen von einem Auftragsmedium, insbesondere von Tinte, auf dem
Substrat, welches durch die entsprechende Umlenkwalze geführt wird, bewirkt oder unterstützt werden.
Alternativ oder kumulativ kann die Vorrichtung weiter mindestens eine Einrichtung zur Einstellung einer Temperatur eines Befestigungsmittels zur Befestigung des Substrats an der Oberfläche einer Umlenkwalze umfassen. Eine solche Einrichtung kann
beispielsweise ebenfalls eine Einrichtung zur Erzeugung thermischer Energie und gegebenenfalls eine Einrichtung zur Übertragung thermischer Energie umfassen. Mittels einer solchen Einrichtung kann eine Temperatur eines Befestigungsmittels, insbesondere eines Substratkontaktabschnitts des Befestigungsmittels, auf eine gewünschte
Temperatur eingestellt werden, insbesondere auf eine von einer Raumtemperatur verschiedene Temperatur. Hierdurch kann ein Trocknen von einem Auftragsmedium, insbesondere von Tinte, auf dem Substrat, welches durch das Befestigungsmittel an der Oberfläche des Umlenkwalze befestigt wird, bewirkt oder unterstützt werden.
Weiterhin vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats, wobei das Substrat einer ersten Umlenkwalze zugeführt wird, wobei eine erste Seite des Substrats in einem Abschnitt des Substrats bedruckt wird, wobei der Abschnitt an der ersten Umlenkwalze anliegt oder in einem der ersten Umlenkwalze zugeordneten Zuführabschnitt angeordnet ist.
Das Verfahren ist hierbei mittels einer Vorrichtung gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen durchführbar. Somit ist die Vorrichtung auch derart ausgebildet, dass ein Verfahren gemäß einer der in dieser Offenbarung beschrieben Ausführungsformen mittels der Vorrichtung durchführbar ist.
Hierbei wird eine Raumlage des Substrats bestimmt, wobei eine Positioniereinrichtung für das mindestens eine Druckmodul in Abhängigkeit von der Raumlage gesteuert wird. Insbesondere kann eine bildbasierte Bestimmung der Raumlage erfolgen, weiter insbesondere in Abhängigkeit von Bilddaten. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine weitere Seite des Substrats in einem
Abschnitt des Substrats bedruckt, wobei der Abschnitt an einer weiteren Umlenkwalze anliegt oder in einem Ausgabeabschnitt der Vorrichtung angeordnet ist. Dieser
Ausgabeabschnitt kann in Vertikalrichtung unter der ersten Umlenkwalze oder über der ersten Umlenkwalze angeordnet sein.
Weiter beschrieben wird eine Ausführungsform in der das Substrat mittels der ersten Umlenkwalze entlang einer Kreissegmentbahn transportiert wird, wobei der entlang der Kreissegmentbahn an der ersten Umlenkwalze anliegende Abschnitt des Substrats an einer Oberfläche der ersten Umlenkwalze befestigt wird. Am Anfang dieser
Kreissegmentbahn kann das Substrat an der Oberfläche der Umlenkwalze befestigt werden, wobei am Ende der Kreissegmentbahn die Befestigung gelöst wird. Der Anfang kann beispielsweise durch den Kontaktpunkt des Substrats mit der ersten Umlenkwalze gegeben sein. Das Ende kann beispielsweise durch den Ausgabepunkt der ersten Umlenkwalze gegeben sein. In einer weiteren Ausführungsform wird der Abschnitt des Substrats nach dem Lösen der Befestigung an der Oberfläche der ersten Umlenkwalze mittels einer weiteren
Umlenkwalze entlang einer weiteren Kreissegmentbahn transportiert, wobei der entlang der weiteren Kreissegmentbahn an der weiteren Umlenkwalze anliegende Abschnitt des Substrats an der Oberfläche der weiteren Umlenkwalze befestigt wird.
Weiter beschrieben wird eine Ausführungsform in der in zumindest einem Teilabschnitt der Oberfläche der ersten Umlenkwalze und/oder in zumindest einem Teilabschnitt der Oberfläche der weiteren Umlenkwalze ein Unterdruck erzeugt wird. Hierdurch kann das Substrat entsprechend angesaugt und somit an der Oberfläche befestigt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert.
Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung. Die Erfindung ist keinesfalls auf die in den Figuren dargestellten konkreten
Ausführungsvarianten beschränkt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 als eine Inkjet-Druckvorrichtung dargestellt. Allerdings ist die erfindungsgemäße Lösung auch auf andere Druckvorrichtungen anwendbar. Mittels der Vorrichtung 1 kann ein sogenannter Nutzen auf einem Substrat 2 bedruckt werden. Ein Substrat 2 kann sowohl ein Papierbogen, z.B. aus Natur- oder Kunstpapier, als auch insbesondere ein Kunststoff bogen, ein bereits bedrucktes Substrat oder auch Metall- Kunststoffverbund, z.B. eine Aluminium-Kunststoff-Verbundplatte sein. Das Substrat 2 kann ein biegsames, ein biegeschlaffes und/oder ein flexibles Substrat 2 sein. Das Substrat 2 kann eine Dicke im Bereich von 40 μηι bis 300 μηι aufweisen.
Die Druckvorrichtung in Fig. 1 umfasst als Zuführeinrichtung einen Einlauftisch 15 zur Ablage eines Substrats 2. Dieses Substrat 2 wird in einer Vorschubrichtung R zunächst entlang einer geraden Bahn einer ersten Umlenkwalze 6 zugeführt und durch diese auf einem ersten gekrümmtes Kreisbahnsegment geführt. An einem Übergabepunkt 16 erfolgt ein Umlenken mit einer Richtungsänderung, wobei das Substrat 2 in dem Übergabepunkt 16 einer zweiten Umlenkwalze 1 1 zugeführt und durch diese auf einem zweiten gekrümmten Kreisbahnsegment geführt wird. An einem Ausgabepunkt oder weiteren Übergabepunkt- und/oder -bereich wird das Substrat 2 von dem zweiten
Kreisbahnsegment auf eine als Auslauftisch 14 ausgebildete Ausführeinrichtung geführt, auf welchem das Substrat 2 dann entlang einer geraden Bahn geführt wird.
Die Vorrichtung umfasst die erste Umlenkwalze 6 und die zweite Umlenkwalze 1 1 auf. Die Umlenkwalzen 6, 1 1 können vorzugsweise eine zylindrische Mantelfläche aufweisen. Diese Umlenkwalzen 6, 1 1 dienen dem Umschlagen und/oder Umstülpen des Substrats 2. Aus der Drucktechnik sind die Begriffe des Umschlagens, Umstülpens und Umdrehens bekannt. Sowohl das Umschlagen als auch der Umstülpen führt zu einem Wenden des Substrats 2, so dass sowohl Vorderseite als auch Rückseite des Substrats 2 mit der gleichen Auftragsrichtung bedruckt werden können. Die Auftragsrichtung wird dabei durch die Positionierung der jeweiligen Druckmodule einer entsprechenden Vorrichtung bestimmt.
Der Auslauftisch 14 kann zumindest in einem Teilbereich eben ausgebildet sein und definiert eine Auslaufebene, welche orthogonal zu einer Vertikalrichtung z orientiert sein kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 erfolgt. Die Auslaufebene definiert wiederum einen Ausgabeabschnitt.
Die Auslaufebene kann hierbei auf verschiedenen Höhen entlang der Vertikalrichtung angeordnet sein. Ist die zweite Umlenkwalze 1 1 in Vertikalrichtung unter und in lateraler Richtung neben der ersten Umlenkwalze 6 angeordnet, so kann auch die Auslaufebene in Vertikalrichtung unter der ersten Umlenkwalze 6 angeordnet sein. In diesem Fall kann der
Ausgabeabschnitt einen räumlichen Bereich bezeichnen, der unter der ersten
Umlenkwalze 6 angeordnet ist, sich entlang der lateralen Richtung von einem Rand der ersten Umlenkwalze 6 bis zu einem Rand der zweiten Umlenkwalze 1 1 und entlang einer longitudinalen Richtung parallel zur Rotationsachse der zweiten Umlenkwalze 1 1 erstreckt. Der Zuführabschnitt kann einen räumlichen Bereich bezeichnen, der über der zweiten Umlenkwalze 1 1 angeordnet ist, sich entlang der lateralen Richtung von einem Rand der ersten Umlenkwalze 6 bis zu einem Rand der zweiten Umlenkwalze 1 1 und entlang einer longitudinalen Richtung parallel zur Rotationsachse der ersten Umlenkwalze 1 1 erstreckt.
Ist die zweite Umlenkwalze 1 1 in Vertikalrichtung über und in lateraler Richtung neben der ersten Umlenkwalze 6 angeordnet, so kann auch der Ausgabeabschnitt in Vertikalrichtung über der ersten Umlenkwalze 6 angeordnet sein. In diesem Fall kann der
Ausgabeabschnitt einen räumlichen Bereich bezeichnen, der über der ersten
Umlenkwalze 6 angeordnet ist, sich entlang der lateralen Richtung von einem Rand der ersten Umlenkwalze 6 bis zu einem Rand der zweiten Umlenkwalze 1 1 und entlang einer longitudinalen Richtung parallel zur Rotationsachse der zweiten Umlenkwalze 1 1 erstreckt. Der Zuführabschnitt kann einen räumlichen Bereich bezeichnen, der unter der zweiten Umlenkwalze 6 angeordnet ist, sich entlang der lateralen Richtung von einem Rand der ersten Umlenkwalze 6 bis zu einem Rand der zweiten Umlenkwalze 1 1 und entlang einer longitudinalen Richtung parallel zur Rotationsachse der ersten Umlenkwalze 1 1 erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist diese Auslaufebene unter der ersten
Umlenkwalze 6 angeordnet. In dieser Ausführungsvariante kann das Substrat 2 beispielsweise annähernd in einem Halbkreis um die zweite Umlenkwalze 1 1
herumgeführt werden.
Die vorgenannten Bezugsangaben beziehen sich dabei auf die Vertikal- oder Lotrichtung.
Die vorliegende Vorrichtung der Fig. 1 weist insgesamt vier Druckmodule 3, 4, 5, 10 auf. Der Begriff Druckmodul im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst neben Einzeldruckköpfen unter anderem auch Druckkopfarrays, linear oder schräg versetzt, mit mehreren Einzeldruckköpfen und/oder Düsenbalken. Einzelne Druckmodule oder mehrere Druckmodule 3-5, 10 können als einer oder mehrere Druckköpfe auf einem Schlitten angeordnet sein, welcher vorzugsweise oberhalb der Vorderseite des Substrats 2 und senkrecht zur Vorschubrichtung R verfahrbar ist. Alternativ können die Druckköpfe auch feststehend sein. Dies ist insbesondere für ein Bedrucken mit einem kontinuierlichen Vorschub von Vorteil.
Mittels der Druckmodule 3-5 kann ein Mehrfarbendruck auf das Substrat 2 aufgebracht werden. Durch die Druckmodule 3-5, 10 kann zumindest ein Auftragsmedium, vorzugsweise Tinte, einschließlich UV-Tinte, Primer, Lack, einschließlich UV-Lack, oder dergleichen, auf das Substrat 2 aufgebracht werden. Hierfür weist das Druckmodul in CMYK-Farben und/oder RGB-Farben entsprechenden Vorratsräumen auf. Eine UV-Tinte bzw. ein UV-Lack kann ein(e) durch UV-Bestrahlung vernetzende(r) Tinte bzw. Lack sein. Tinten und/oder Lacke können auch oxidativ trocknenden Tinten sein. Diese können z.B. als Lösemittel Wasser, organische Lösemittel oder Öle umfassen.
Durch den Einlauftisch 15 und/oder das Substrat 2 wird eine Einlauftischebene bzw. eine Substratebene des Substrats 2 vor dem Umlenken auf die erste Kreisbahn definiert. In Fig. 1 sind die Druckmodule 3-5 bevorzugt derart angeordnet, dass die Abgabe eines oder mehrerer Auftragsmedien senkrecht zur Substratebene bzw. zur Einlauftischebene erfolgt.
Es ist allerdings auch möglich, dass ein oder mehrere Auftragsmedien auf das Substrat 2 in einem Bereich aufgebracht werden, in welchem bereits eine Umlenkung des Substrats 2 auf den Kreisbogen erfolgt ist. Dadurch kann eine individuellere Anordnung der Druckmodule 3-5, 10 innerhalb der Vorrichtung 1 ermöglicht werden.
Entlang der Vorschubrichtung R hinter den Druckmodulen 3, 4, 5 erfolgt eine Trocknung. Hierfür ist eine erste Trocknungseinrichtung 9 in Vorschubrichtung R nach den
Druckmodulen 3-5 angeordnet. Ein Wirkprinzip der Trocknungseinrichtung 9 kann hierbei in Abhängigkeit des verwendeten Auftragmediums gewählt werden. Die Trocknungseinrichtung 9 kann z.B. als Lufttrocknungsvorrichtung ausgestaltet sein. Die Trocknung kann mit Warmluft in einem Temperaturbereich von 30 'Ό bis 80 °C, vorzugsweise im Temperaturbereich von 30 °C bis 55 °C, erfolgen.
Es ist auch möglich, dass die Umlenkwalzen 6, 1 1 oder eine Gegenrolle 7 beheizbar sind. Beispielsweise können Temperaturen der Umlenkwalzen 6, 1 1 und/oder einer Gegenrolle 7 in einem Bereich von 30 °C bis 80 °C eingestellt werden.
Auch kann die Trocknungseinrichtung als UV-Beleuchtungsquelle ausgebildet sein, z.B. als UV-Lampe oder als UV-LED. Durch eine solche Trocknungseinrichtung 9 kann eine UV-Vernetzung einer UV-Tinte oder eines UV-Lacks bewirkt werden.
In Vorschub- oder Transportrichtung R nach dem Einlauftisch 15 erfolgt eine Umlenkung des Substrats 2 auf das erste Kreisbahnsegment. Ein Mittelpunktswinkel dieses ersten Kreisbahnsegments von einem Kontaktpunkt 17 des Substrats 2 mit der ersten
Umlenkwalze 6 bis zum Übergabepunkt 16 zur zweiten Umlenkwalze 1 1 beträgt vorzugsweise zwischen 1 ,6 bis 4,9 rad und besonders bevorzugt zwischen 2,0 bis 4,3 rad und ganz besonders bevorzugt zwischen 3,3 bis 4,1 rad. Entlang dieses ersten
Kreisbahnsegments ist das Substrat 2 in Kontakt mit der Oberfläche der ersten
Umlenkwalze 6 und mechanisch an dieser befestigt. Durch eine Rotation der ersten Umlenkwalze 6 wird das Substrat 2 entlang des ersten Kreisbahnsegments gefördert.
In Vorschub- oder Transportrichtung R nach Übergabepunkt 16 erfolgt eine Umlenkung des Substrats 2 auf das zweite Kreisbahnsegment. Ein Mittelpunktswinkel dieses zweiten Kreisbahnsegments von dem Übergabepunkt 16, der einen Kontaktpunkt des Substrats 2 mit der zweiten Umlenkwalze 6 bezeichnen kann, bis zu einem Auslaufpunkt 18, an welchem das Substrat 2 an einen vorzugsweise ebenen Auslauftisch 14 übergeben wird, beträgt vorzugsweise zwischen 0,3 - 2,6 rad, und besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 2,0 rad. Allerdings kann der Mittelpunktswinkel des zweiten Kreisbahnsegments in Abhängigkeit eines verfügbaren Bauraums und/oder dem Bauraumbedarf der
Druckmodule und/oder einer gewünschten Auslaufrichtung gewählt werden. Die gewünschte Auslaufrichtung kann in Abhängigkeit einer gewünschten Entnahmerichtung gewählt werden. Entlang dieses weiteren Kreisbahnsegments ist das Substrat 2 in Kontakt mit der Oberfläche der zweiten Umlenkwalze 1 1 und mechanisch an dieser befestigt. Durch eine Rotation der zweiten Umlenkwalze 1 1 wird das Substrat 2 entlang des zweiten Kreisbahnsegments gefördert.
Zur Förderung und Umlenkung des Substrats 2 entlang der ersten und/oder zweiten Kreisbahn wird zumindest bereichsweise eine Fixierung des Substrats 2 auf der
Oberfläche der ersten und/oder der zweiten Umlenkwalze 6, 1 1 benötigt.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Fixierung durch zwei verschiedene Mittel erreicht, wobei bereits eines der Mittel eine ausreichende Fixierung ermöglichen kann.
Einerseits wird das Substrat 2 durch eine oder mehrere Gegenrolle(n) 7 auf dem durch die erste Umlenkwalze 6 definierte Kreisbahnsegment geführt. In Fig. 1 ist lediglich eine Gegenrolle 7 gezeigt. Es ist allerdings auch möglich entlang der gesamten Kreisbahn bis zum Übergabepunkt 16 mehrere Gegenrollen anzuordnen, so dass das Substrat 2 ausschließlich eine Rollenführung entlang der Oberfläche der ersten Umlenkwalze 6 geführt ist. Eine Rollenführung kann ebenfalls für die Führung des Substrats entlang der zweiten Umlenkwalze 1 1 gewählt werden. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn der Druck der zweiten Seite bzw. der Rückseite des Substrats 2 erst im Bereich des Auslauftisches 14 erfolgt, so dass die Gegenrollen der Rollenführung nicht verschmutzen.
In Fig. 1 dient die Gegenrolle 7 nur einer zusätzlichen Führung des Substrates 2. Die Gegenrolle kann vorzugsweise mit einer Distanz zwischen 50 % und 200 % der
Substrathöhe von der ersten Umlenkwalze 6 beabstandet angeordnet sein. Die
Gegenrolle 7 kann bevorzugt ein elastisches Material und insbesondere ein
komprimierbares Material aufweisen. Dabei kann es sich beispielsweise um Gummi, Schaumstoff oder dergleichen handeln. Das Substrat 2 kann durch eine Gegenrolle 7 an die Umlenkwalze 6 mit einem Druck aus einem Bereich von 10 bis 100 Pa gepresst werden. Die Gegenrolle 7 kann beispielsweise durch Federkraft gegen das Substrat 2 gepresst werden.
Die in Fig. 1 dargestellten Umlenkwalzen 6, 1 1 weisen darüber hinaus eine oder mehrere Ansaugöffnung(en) auf, durch welche ein Unterdruck im Bereich der Oberfläche der Umlenkwalze 6, 1 1 bereitgestellt werden kann. Durch den Unterdruck kann das Substrat 2 auf der Oberfläche der jeweilige Umlenkwalze 6, 1 1 befestigt werden. Der Unterdruck innerhalb der Umlenkwalze 6, 1 1 , der auch als Restdruck bezeichnet werden kann, kann dabei vorzugsweise zwischen 200 bis 980 hPa, vorzugsweise zwischen 700 und 900 hPa, betragen. Hierbei kann ein Unterdruck innerhalb der zweiten Umlenkwalze 1 1 höher als der Unterdruck in der ersten Umlenkwalze 6 sein, um eine Übergabe zu erleichtern.
Die Ansaugöffnungen können beispielsweise die Poren eines porösen Materials sein. Die Umlenkwalze 6, 1 1 kann auch als Lochwalze ausgebildet sein, bevorzugt mit einer Vielzahl von Löchern. Die Gesamtheit der Löcher und/oder Poren, durch welche das Substrat 2 angesaugt wird, definieren eine Lochfläche gegenüber einer geschlossenen Fläche. Das Verhältnis der Lochfläche zur geschlossenen Fläche kann bei der ersten Umlenkwalze 6 vorzugsweise in einem Bereich von 10% bis 20% liegen. Ein
Maximaldurchmesser eines Lochs kann beispielsweise 2 mm betragen. Vorzugsweise ist jedoch der Durchmesser eines Lochs kleiner als 2 mm. Durch einen solchen
Durchmesser werden in vorteilhafter Weise Temperaturunterschiede zwischen Substrat 2 und Walze 6, 1 1 , Unebenheiten der Walzenoberflächen sowie ein Durchsaugen eines Auftragmediums durch das Substrat 2 minimiert.
Beispielsweise können die Umlenkwalzen 6, 1 1 als hohlzylinderförmige Walzen mit einer gelochten und/oder porösen Mantelfläche ausgebildet sein. Im Innenvolumen der hohlzylinderförmigen Umlenkwalze 6, 1 1 kann dann ein Unterdruck erzeugt werden.
Weiter kann im Innenvolumen der hohlzylinderförmigen Umlenkwalze 6, 1 1 jeweils eine Abdeckeinrichtung in Form eines gekrümmten Abdeckblechs 19, 20 angeordnet sein. Dieses ist ortsfest angeordnet und verschließt einen Teil der Löcher der Mantelfläche, so dass durch diese Löcher kein Unterdruck im Bereich der Oberfläche der Umlenkwalze 6, 1 1 bereitgestellt werden kann. Rotiert die Umlenkwalze 6, 1 1 zum Fördern des Substrats 2, so werden durch das ortsfest angeordnete Abdeckeinrichtung 19, 20 in jedem
Rotationszustand die Löcher verschiedener Teilbereiche der Umlenkwalze 6, 1 1 verschlossen.
Die Umlenkwalzen 6, 1 1 weisen somit jeweils Ansaugbereiche, in welchen das Substrat 2 an die jeweilige Oberfläche angesaugt wird, und Totzonen 8, 12, in welchen kein
Ansaugen erfolgt, auf. Diese Totzonen 8, 1 1 sind ebenfalls ortsfest. Ein Ansaugbereich kann beispielsweise einen Bereich bezeichnen, in dem durch die Löcher ein Unterdruck im Bereich der Oberfläche der Umlenkwalze 6, 1 1 bereitgestellt werden kann. Hierzu können die Löcher nicht durch die Abdeckbleche 19, 20 verschlossen sein. Eine Totzone 8, 12 kann beispielsweise einen Bereich bezeichnen, in dem durch die Löcher kein Unterdruck im Bereich der Oberfläche der Umlenkwalze 6, 1 1 bereitgestellt werden kann. Hierzu können die Löcher durch die Abdeckbleche 19, 20 verschlossen sein.
Der Ansaugbereich ist somit der Bereich welcher nicht durch die Abdeckeinrichtung 20, 21 bedeckt wird. Durch die Löcher wird aufgrund eines in der jeweiligen Umlenkwalze vorherrschenden Unterdrucks Luft angesaugt, wodurch das Substrat 2 an der Oberfläche der Umlenkwalze 6, 1 1 entlang dieses Ansaugbereichs fixiert bleibt.
Die vorgenannte Variante der Umlenkwalzen 6, 1 1 mit einer oder mehreren
Ansaugöffnungen ist lediglich eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Fixierung eines bedruckten Substrats auf einer Umlenkwalze 6, 1 1 zum Zwecke des Umschlagens oder Umstülpens des Substrats 2. Nachfolgend werden exemplarisch weitere Möglichkeiten der Fixierung auf der Umlenkwalze genannt, welche alternativ oder zusätzlich zur Fixierungsvariante der Fig. 1 gewählt werden können.
Eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit der Fixierung kann dadurch ermöglicht werden, dass die Umlenkwalze 6 eine Adhäsivschicht aufweist, so dass das Substrat 2 zumindest in einem Mittelsegment an der Adhäsivschicht anhaftet und auf dem
Kreisbahnsegment mitgeführt werden kann. Die Adhäsivschicht bildet dabei gegenüber dem Substrat 2 lediglich schwache Adhäsivkräfte aus, so dass ein dauerhaftes Anhaften vermieden wird. Zum Ablösen kann ein Trennelement, z.B. eine keilförmige Leiste, vorgesehen sein, welche bei fortlaufender Bewegung Umlenkwalze 6, 1 1 zwischen das Substrat 2 und die Umlenkwalze 6, 1 1 eingefädelt wird und ein Ablösen des Substrats 2 ermöglicht. Alternativ können auch Druckluftdüsen an der Wandung der Umlenkwalze 6, 1 1 vorgesehen sein, welche ein Ablösen des Substrats 2 von der Adhäsivschicht ermöglichen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat 2 auch auf andere Weise an den
Umlenkwalzen 6, 1 1 lösbar fixiert werden. So ist z.B. eine mechanische oder eine magnetische Fixierung möglich.
Die erste Umlenkwalze 6 weist vorzugsweise einen Radius von zumindest 20 mm, besonders bevorzugt von zumindest 50 mm auf. Allerdings kann ein Radius auch in einem Bereich von 100 mm bis 500 mm liegen. Dieser Radius ist besonders bevorzugt für das Umlenken von vergleichsweise weniger flexiblen Substratmaterialien, wie z.B. Kartonagen oder flexible Kunststoff karten, z.B. für Ausweise und dergleichen. Hierbei gilt, dass der Radius desto größer ist, desto geringer die Flexibilität des Substrats 2 ist. So kann bei flexiblen Kunststoff karten als Substrat 2 beispielsweise eine Radius größer als 100 mm, größer als 200 mm oder sogar größer als 500 mm gewählt werden. Diese würden, anders als bei Papierbögen, bei einem zu geringen Radius der Umlenkwalze geknickt werden.
In Fig. 1 ist in Vertikalrichtung z über der zweiten Umlenkwalze 1 1 ein viertes Druckmodul 10 angeordnet. Dieses vierte Druckmodul 10 ermöglicht das ein- oder mehrfarbige Bedrucken der Rückseite des Substrats 2. Dadurch wird ein beidseitiger Druck des Substrats 2 ermöglicht. Selbstverständlich kann das Druckmodul auch erst im Bereich des Auslauftisches 14 angeordnet sein und ggf. können auch weitere Druckmodule vorgesehen sein.
In Vorschubrichtung R nach dem vierten Druckmodul 10 ist eine zweite
Trocknungseinrichtung 13 angeordnet, welche eine Trocknung des auf die Rückseite des Substrats 2 aufgebrachten Auftragsmediums, beispielsweise über Warmluft, vornehmen kann.
Der Druck und die Trocknung der Rückseite des Substrats 2 können vorteilhaft erfolgen, sofern das Substrat 2 noch durch die zweite Umlaufwalze 1 1 auf dem Kreisbahnsegment geführt ist. Es ist jedoch auch möglich diese beiden Schritte erst durchzuführen, wenn das Substrat 2 den Auslaufpunkt 18 erreicht hat und auf dem Auslauftisch 14 abgelegt wird.
Nachfolgend wird das Bedruckverfahren im Detail für die Ausführungsvariante der Fig. 1 beschrieben. Die Vorschubrichtung R ist als Richtung entlang einer Transport-Trajektorie zu verstehen, die im Verlauf mehrere Teilrichtungen R1 bis R6 aufweist.
R1 ist eine erste lineare Teilrichtung. Diese Teilrichtung entspricht der Richtung einer Förderung entlang des Einlauftisches 15 bis hin zur Umlenkwalze 6. Das Substrat 2 kann auf dem Abschnitt mit dieser ersten Teilrichtung R1 vorderseitig bedruckt werden.
R2 ist eine erste gekrümmte Teilrichtung, insbesondere eine in Kreisbogenform verlaufende Richtung einer Förderung. Ein Radius des Kreisbogens wird durch die erste Umlenkwalze 6 vorgegeben. Durch die Förderung entlang des Kreisbogens erfolgt ein Wenden des Substrats 2. Dieses Wenden kann entweder als Umschlagen oder
Umstülpen erfolgen, wobei das Umschlagen besonders bevorzugt ist, bei welcher eine kürzere Vorderkante parallel zur Längsachse der beiden Umlenkwalzen 6, 1 1 angeordnet ist, während die beiden längeren Seitenkanten des Substrats 2 beim Durchlaufen des Verfahrens eine teilweise gekrümmte Form annehmen. Das Substrat 2 kann auf dem Abschnitt mit dieser zweiten Teilrichtung R2 vorderseitig bedruckt werden.
R3 beschreibt eine Teilrichtung der Förderung von dem ersten Kreisbahnsegment zum zweiten Kreisbahnsegment der zweiten Umlenkwalze 1 1 . Diese Teilrichtung ist in Fig. 1 lediglich ein Übergabepunkt, es ist allerdings auch möglich, dass bei geringfügiger Beabstandung beider Umlenkwalzen 6 und 1 1 auch eine geführte Übergabe, z.B. mittels Rollenführung, oder eine ungeführte Übergabe durch Ablösen oder Abfallen des Substrats 2 von der ersten Umlenkwalze 6 und durch Aufnahme des Substrats durch die zweite Umlenkwalze 1 1 erfolgen kann.
R4 ist eine weitere gekrümmte Teilrichtung, insbesondere einer Förderung entlang eines weiteren Kreisbogenabschnitts. Ein Radius dieses Kreisbogens wird durch die zweite Umlenkwalze 1 1 vorgegeben. Die zweite Umlenkwalze 1 1 ermöglicht eine Biegung des Substrats 2.
R5 beschreibt sodann eine gekrümmte Teilrichtung einer Förderung von der Umlenkwalze 1 1 weg hin zu einem Auslauftisch 14.
R6 ist sodann eine lineare Teilrichtung einer Förderung auf dem Auslauftisch 14, beispielsweise bis zum Ablegen des Substrats 2, z.B. auf einem Ablagestapel.
Mit dem vorgenannten Verfahren und der vorgenannten Vorrichtung ist es u.a. auch möglich bereits mittels eines Offset-Drucks mit einem Motiv bedrucktes Substrat 2 mit einem Ink-Jet-Druck mit individuellen Informationen zu versehen.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist das Substrat 2 eine oder mehrere Referenzmarken bzw. Positionsmarken auf, anhand welcher eine Raumlage des
Substrats 2 und von zu bedruckenden Bereichen auf der Vorder- und der Rückseite des Substrats 2 bestimmt werden können. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 eine nicht dargestellte Bilderfassungseinrichtung umfassen, durch die das Substrat 2 mit den Positionsmarken abgebildet werden kann. In Abhängigkeit der Raumlage kann dann z.B. der Schlitten mit den Druckmodulen 3, 4, 5 derart relativ zum Substrat 2 positioniert werden, dass gewünschte Bereiche des Substrats 2 bedruckt werden können.
Zugleich kann dem Nutzer visuell oder der Vorrichtung z.B. anhand eines Scans die Führungsgenauigkeit der Vorrichtung anhand der Positionsmarken angezeigt werden. Diese können vor dem Zuführen des Substrats 2 in die Vorrichtung 1 auf dem Substrat 2 angeordnet werden und erleichtern die Justage des Substrats 2 vor und während des Drucks.
Das Substrat 2 kann sowohl lediglich ein Einzelnutzen umfassen oder mehrere Nutzen, welche beispielsweise auf einem Bogen angeordnet sind.
Das Substrat weist vorzugsweise eine Dichte von 0.8 g/cm3 bis 1 .2 g/cm3 auf.
Entsprechend ist die Ansaugstärke der Umlenktrommeln, die Adhäsionsstärke der Adhäsionsschicht und dergleichen zu wählen.
In einer besonders bevorzugten Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann das Herstellen eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments durch Bedrucken eines Bogens erfolgen. Dieser Bogen kann mehrere Nutzen aufweisen und zumindest eine Kunststofflage, insbesondere eine transparente Kunststoff läge.
Als Wert- und/oder Sicherheitsdokument kann jedes Dokument bezeichnet werden, das eine physikalische Entität ist, die gegen ein unautorisiertes Herstellen und/oder
Verfälschen durch Sicherheitsmerkmale oder -elemente geschützt sind.
Mittels Offset-Druck kann zunächst beispielsweise bei einem Ausweis zunächst der Hintergrund, beispielsweise ein Emblem, auf ein Nutzen bedruckt werden und sodann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch ein Inkj et- Verfahren eine
Personalisierung des Nutzens erfolgen.
Ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument weist dabei insbesondere Sicherheitsmerkmale auf. 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. Ein Sicherheitsdokument kann mehrere Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente umfassen. Im Sinne der hier festgelegten Definition stellt ein Sicherheitsdokument auch immer ein Sicherheitselement dar. 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.
Die vorgenannten Druckmodule können jeweils einen oder mehrere Druckköpfe aufweisen. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante jedem Druckkopf eine Farbe zugeordnet. Die Druckmodule, insbesondere die Druckköpfe der Druckmodule, weisen Austragsdüsen auf. Ein Abstand zwischen Druckkopf (Austragsdüse) und Substrat 2 kann vorzugsweise zwischen 0,7 mm und 2 mm liegen. Ein Abstand zwischen einer Austragsdüse, insbesondere einer Austragsdüsenreihe, zu einer in Transportrichtung folgenden Austragsdüse bzw. Austragsdüsenreihe sollte bevorzugt geringer als 0.3 mm sein.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 als eine Inkjet-Druckvorrichtung dargestellt. Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 ist hierbei im Wesentlichen wie die in Figur 1 dargestellte
Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 ausgebildet. Daher kann auf die Erläuterungen zu Figur 1 verwiesen werden. Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten
Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 1 Positioniereinrichtungen 21 , 22, 23 sowie eine Steuer-und Auswerteeinrichtung 24. Die Steuer-und Auswerteeinrichtung 24 ist hierbei Signal- und/oder datentechnisch mit den Positioniereinrichtungen 21 , 22, 23 verbunden. Mittels der Steuer-und Auswerteeinrichtung 24 ist eine Raumlage eines Substrats 2 bestimmbar, insbesondere wenn ein Abschnitt des Substrats 2 an der Umlenkwalze 6 anliegt oder in einem Zuführabschnitt angeordnet ist. Diese Raumlage kann in einem Koordinatensystem bestimmbar sein, dessen z-Achse parallel und in gleicher Richtung wie eine Vertikalrichtung z orientiert ist. Eine y-Achse kann hierbei senkrecht zur z-Achse und senkrecht zu Rotationsachse der Umlenkwalzen 6, 1 1 orientiert sein. Eine nicht dargestellte x-Achse kann hierbei senkrecht zur z-Achse und senkrecht zur y-Achse orientiert sein. Die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse können hierbei ein kartesisches Koordinatensystem bilden.
In Abhängigkeit der von der Steuer-und Auswerteeinrichtung 24 bestimmten Raumlage des Substrats 2 kann die Steuer-und Auswerteeinrichtung 24 die Positioniereinrichtungen 21 ,22, 23 steuern, um die Druckmodule 3, 4, 5 in einer gewünschten Raumlage zu positionieren. Die gewünschte Raumlage kann insbesondere eine Raumlage sein, in der ein Druckmodul 3, 4, 5 einen gewünschten Bereich des Substrats 2 bedrucken kann.
Auch diese Raumlage kann im erläuterten Koordinatensystem bestimmt werden. Hierbei ist es möglich, dass die Druckmodule 3,4, 5 mittels der Positioniereinrichtungen 21 , 22, 23 entlang der erläuterten x-Achse bewegt werden können. Dies kann einer Bewegung quer zur Vorschubrichtung R des Substrats 2 entsprechen. Zusätzlich kann es möglich sein, die Druckmodule 3, 4, 5 mittels der Positioniereinrichtungen 21 , 22, 23 auch entlang der y-Achse und oder/entlang der z-Achse zu bewegen.
Hierbei dient eine erste Positioniereinrichtungen 21 zur Positionierung des ersten
Druckmoduls 3, eine zweite Positioniereinrichtung 22 zur Positionierung eines zweiten Druckmoduls 4 und eine dritte Positioniereinrichtung 23 zu Positionierung eines dritten Druckmoduls 5. Die Positioniereinrichtungen 21 , 22, 23 können hierbei als
Linearantriebseinrichtungen ausgebildet sein oder eine solche umfassen.
Weiter dargestellt ist eine vierte Positioniereinrichtung 25. Auch diese kann mit der Steuer-und Auswerteeinrichtung 24 signal-und/oder datentechnisch verbunden sein. Durch die vierte Positioniereinrichtung 25 kann das vierte Druckmodul 10 entlang der erläuterten x-Achse bewegt werden. Selbst verständlich kann es weiter möglich sein, das vierte Druckmodul 10 auch entlang der y-Achse und oder entlang der z-Achse zu bewegen. Hierbei ist es jedoch nicht zwingend, eine vierte Positioniereinrichtung 25 für das vierte Druckmoduls 10 vorzusehen.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 als eine Inkjet-Druckvorrichtung dargestellt. Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 ist hierbei im Wesentlichen wie die in Figur 2 dargestellte
Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 ausgebildet. Daher kann auf die Erläuterungen zu Figur 2 verwiesen werden. Im Unterschied zu der in Figur 2 dargestellten
Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 1 keine Positioniereinrichtung 25 für das vierte Druckmodul 10. Weiter umfasst die Vorrichtung 1 eine Bilderfassungseinrichtung 26. Diese kann beispielsweise als CCD- oder CMOS-Kamera ausgebildet sein. Die
Bilderfassungseinrichtung 26 ist hierbei derart angeordnet, dass zumindest ein Teilbereich der ersten Seite eines Substrats 2 durch die Bilderfassungseinrichtung 26 abbildbar ist. Der Teilbereich ist insbesondere dann abbildbar, wenn ein Abschnitt des Substrats 2 an der Umlenkwalze 6 anliegt oder in einem Zuführabschnitt angeordnet ist. Die
Bilderfassungseinrichtung 26 kann Signal- und/oder datentechnisch mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 verbunden sein. Ausgangssignale, insbesondere Bilddaten, der Bilderfassungseinrichtung 26 können somit an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 übertragen werden. Weiter kann in Abhängigkeit der durch die Bilderfassungseinrichtung 26 erzeugten Bilddaten eine bildbasierte Bestimmung der Raumlage durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats
2 Substrat
3 Druckmodul
4 Druckmodul
5 Druckmodul
6 Umlenkwalze
7 Gegendruckrolle
8 Totzone
9 Trocknungsvorrichtung
10 Druckmodul
1 1 Umlenkwalze
12 Totzone
13 Trocknungsvorrichtung
14 Auslauftisch
15 Einlauftisch
16 Übergabepunkt
17 Startpunkt
18 Auslaufpunkt
19 Abdeckeinrichtung
20 Abdeckeinrichtung
21 Positioniereinrichtung
22 Positioniereinrichtung
23 Positioniereinrichtung
24 Steuer- und Auswerteeinrichtung
25 Positioniereinrichtung
26 Bilderfassungseinrichtung
R Vorschubrichtung
R1 - R6 Teilrichtungen
x x-Achse
z z-Achse

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats (2), wobei die
Vorrichtung mindestens ein Druckmodul (3-5), mindestens eine erste Umlenkwalze (6) zum Transport des Substrats und mindestens eine Zuführeinrichtung umfasst, wobei das Substrat (2) mittels der Zuführeinrichtung der ersten Umlenkwalze (6) zuführbar ist, wobei das mindestens eine Druckmodul (3-5) derart angeordnet ist, dass eine erste Seite des Substrats (2) in einem Abschnitt des Substrats (2), welcher Abschnitt an der Umlenkwalze (6) anliegt oder in einem Zuführabschnitt angeordnet ist, bedruckbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung mindestens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (24) umfasst, wobei mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung eine Raumlage des Substrats (2) bestimmbar ist, wobei mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung (24) eine
Positioniereinrichtung (21 , 22, 23, 25) für das mindestens eine Druckmodul (3-5) in Abhängigkeit von der Raumlage steuerbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) in einem Kontaktpunkt (17) an der Oberfläche der ersten Umlenkwalze (6) fixierbar ist, wobei die Fixierung in einem Übergabepunkt (16) lösbar ist, wobei das fixierte Substrat (2) zwischen dem Kontaktpunkt (17) und dem Übergabepunkt (16) durch die erste Umlenkwalze (6) entlang einer Kreissegmentbahn transportierbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Positioniereinrichtung für das mindestens eine Druckmodul (3-5) umfasst, wobei das Druckmodul (3-5) mittels der
Positioniereinrichtung quer zur Vorschubrichtung (R) des Substrats (2) bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine weitere Umlenkwalze (1 1 ) umfasst, wobei das Substrat (2) von der ersten Umlenkwalze (6) zur weiteren Umlenkwalze (1 1 ) transportierbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die
weitere Umlenkwalze (6, 1 1 ) sich in mindestens einem Übergabepunkt (16) oder - abschnitt berühren oder wobei ein Mindestabstand der Umlenkwalzen (6, 1 1 ) der Substratstärke entspricht.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein weiteres Druckmodul (10) umfasst, wobei das mindestens eine weitere Druckmodul (10) derart angeordnet ist, dass eine weitere Seite des Substrats (2) in einem Abschnitt des Substrats (2), welcher Abschnitt an der weiteren Umlenkwalze (1 1 ) anliegt oder in einem Ausgabeabschnitt angeordnet ist, bedruckbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Bilderfassungseinrichtung (26) umfasst, wobei die Bilderfassungseinrichtung (26) derart angeordnet ist, dass zumindest ein
Teilbereich der ersten Seite durch die Bilderfassungseinrichtung (26) abbildbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein Befestigungsmittel zur Befestigung des
Substrats (2) an zumindest einem Teilabschnitt einer Oberfläche der ersten und/oder der weiteren Umlenkwalze (6, 1 1 ) umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat an einem weiteren Teilabschnitt der Oberfläche der ersten und/oder der weiteren Umlenkwalze (6, 1 1 ) nicht fixierbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem mindestens einen Teilabschnitt der Oberfläche der ersten und/oder der weiteren Umlenkwalze (1 1 ) umfasst.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt einer Oberfläche der ersten und/oder der weiteren Umlenkwalze (1 1 ) perforiert ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Abdeckeinrichtung (19) zum Verschluss von Löchern in einem Teilabschnitt der Oberfläche der ersten Umlenkwalze (6) und/oder eine weitere Abdeckeinrichtung (20) zum Verschluss von Löchern in einem
Teilabschnitt der Oberfläche der weiteren Umlenkwalze (1 1 ) umfasst.
13. Verfahren zum Bedrucken eines bogenförmigen Substrats (2), wobei das Substrat (2) einer ersten Umlenkwalze (6) zugeführt wird, wobei eine erste Seite des Substrats (2) in einem Abschnitt des Substrats (2) bedruckt wird, wobei der Abschnitt an der ersten Umlenkwalze (6) anliegt oder in einem der ersten Umlenkwalze (6) zugeordneten Zuführabschnitt angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Raumlage des Substrats (2) bestimmt wird, wobei eine Positioniereinrichtung (21 , 22, 23) für das mindestens eine Druckmodul (3-5) in Abhängigkeit von der Raumlage gesteuert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Seite des Substrats (2) in einem Abschnitt des Substrats (2) bedruckt wird, wobei der Abschnitt an einer weiteren Umlenkwalze (1 1 ) anliegt oder in einem Ausgabeabschnitt der Vorrichtung angeordnet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) mittels der ersten Umlenkwalze (6) entlang einer Kreissegmentbahn transportiert wird, wobei der entlang der Kreissegmentbahn an der ersten Umlenkwalze (6) anliegende Abschnitt des Substrats (2) an einer Oberfläche der ersten Umlenkwalze (6) befestigt wird, wobei der Abschnitt des Substrats (2) nach dem Lösen der Befestigung an der Oberfläche der ersten Umlenkwalze (6) mittels der weiteren Umlenkwalze (1 1 ) entlang einer weiteren Kreissegmentbahn transportiert wird, wobei der entlang der weiteren Kreissegmentbahn an der weiteren Umlenkwalze (1 1 ) anliegende Abschnitt des Substrats (2) an der Oberfläche der weiteren Umlenkwalze (1 1 ) befestigt wird.
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