EP3681724B1 - Direktdruckmaschine zum aufbringen einer druckschicht auf behälter - Google Patents

Direktdruckmaschine zum aufbringen einer druckschicht auf behälter Download PDF

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EP3681724B1
EP3681724B1 EP18728586.1A EP18728586A EP3681724B1 EP 3681724 B1 EP3681724 B1 EP 3681724B1 EP 18728586 A EP18728586 A EP 18728586A EP 3681724 B1 EP3681724 B1 EP 3681724B1
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EP
European Patent Office
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printing
transport
containers
container
plane
Prior art date
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Active
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EP18728586.1A
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English (en)
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EP3681724A1 (de
EP3681724C0 (de
Inventor
Georg Gertlowski
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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Publication of EP3681724B1 publication Critical patent/EP3681724B1/de
Publication of EP3681724C0 publication Critical patent/EP3681724C0/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • 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
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles
    • 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
    • B41J3/54—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed with two or more sets of type or printing elements
    • B41J3/543—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed with two or more sets of type or printing elements with multiple inkjet print heads

Definitions

  • the present invention relates to a direct printing machine for applying a printing layer to a container according to claims 1 and 8 and to a direct printing method for applying a printing layer to a container according to claim 12.
  • Direct printing processes for printing on containers are known from the state of the art over a wide range of resolutions.
  • the EP 2 089 234 B1 a direct printing process in which a primer is applied to the container before a print image is applied to it. From this it is known that ink drops with a resolution of 200 to 1200 drops/inch (dpi) and also different drop sizes can be applied to the surface of the container in order to form, for example, a primer or at least part of the print image.
  • dpi drops/inch
  • the known process basically allows the application of a primer and the subsequent application of a print image, due to the usable resolutions of a maximum of 1200 dpi and a drop size of 10 to 200 ⁇ m, it cannot be guaranteed over the entire surface of the container that the applied print layer or primer is flat or almost flat. Such unevenness can lead to the printing ink running down when a print image is subsequently applied, in accordance with the relief created by the primer, and the print quality can thus be reduced.
  • the EN 10 2014 206 730 A1 describes a device and a method for inkjet printing on containers.
  • containers are transported in holders rotating on a container table along at least one inkjet printing station with several print heads that are arranged one behind the other in the direction of rotation.
  • the containers rotate in such a way that partial wall segments of the side wall of the containers rotate in front of at least one associated print head in the opposite direction to the direction of rotation of the container table.
  • the print heads are activated in such a way that partial prints are produced on the partial wall segments that complement each other to form a print image. This means that high-quality partial prints can be combined to form a full print image with high machine performance.
  • the EP 2 860 036 A1 relates to a printing device for printing on a peripheral surface of an object, with at least two print heads, each of which has at least one row arrangement of ink dosing elements, in particular ink nozzles, which are each designed for an individually predeterminable dispensing of ink onto the object. It is provided that at least one of the print heads is arranged movably along an extension axis of the ink dosing elements on a print head carrier and that the movably mounted print head is assigned an electrically controllable adjustment device for adjusting a relative position with respect to the at least one further print head.
  • the EN 10 2014 206730 A1 discloses an inclination of print heads in a device for printing containers using inkjet. This arrangement improves the print resolution compared to individual orthogonally positioned nozzle fields.
  • the EN 10 2015 215224 A1 describes a process in which a container is first printed over the entire printing area to increase the print resolution.
  • the direct print head is then moved half a distance along the rows of nozzles using a displacement unit, and the container is then printed again over the entire printing area.
  • the technical problem to be solved is to improve direct printing processes and direct printing machines for printing on containers with regard to the quality of the printed images.
  • the direct printing machine comprises the technical feature that the print head is aligned in such a way that the rows of nozzles form an angle greater than 0° with a plane perpendicular to the transport direction of the containers. This means that the print head is inclined in relation to the container in the transport direction. This reduces the distance between the individual nozzles in the rows of nozzles, at least in the vertical direction, so that the pixel density in this direction can be increased beyond the initial pixel density of the print head. Depending on the angle of attack, for example, twice the ink drop density can be achieved, at least in the vertical direction.
  • printing layer is to be understood as any layer applied to the surface of a container using a printing module of a direct printing machine. This includes in particular colored layers (for example yellow, red or blue), but also functional layers such as primers that are applied to the container before the actual print motif is applied. This primer can already be part of the image (for example, it can be white or have certain other optical properties or it can also be any color), but this does not have to be the case.
  • the primer can also be designed as a transparent layer or at least as a partially transparent layer and, for example, influence the adhesive properties of the color layers applied to it for the printed image.
  • the primer can consist of a material that reduces or increases the surface tension compared to the actual surface of the container, which can be advantageous for wetting with the actual printing inks.
  • nozzle rows form an angle greater than 0° with a plane perpendicular to the transport direction should not be understood as an arbitrary misalignment, for example due to an incompletely precise alignment of a printing module arranged vertically elsewhere (the nozzle rows run parallel to the plane perpendicular to the transport direction as planned), but rather as intentional inclinations. These will therefore generally be larger, even significantly larger, than the error tolerances acceptable for vertical alignment and are in the range of several degrees, in particular 5° to 30°.
  • the nozzle rows are arranged in a plane in the print head that is perpendicular to the transport plane. This means that the print head cannot be moved in the direction of the transport plane or in the direction of a container is not tilted but stands straight. Distortions of the print image can thus be avoided.
  • the print head has a normal resolution of 1200 dpi.
  • the normal resolution means that this is the resolution that can be achieved on a flat substrate when the ink drops hit vertically.
  • the printing machine comprises two print heads arranged one after the other in the transport direction, which are offset from one another perpendicular to the transport plane and each have a normal resolution of 600 dpi, whereby both print heads comprise at least two rows of nozzles and are aligned such that the rows of nozzles form an angle greater than 0° with the plane perpendicular to the transport direction of the containers.
  • a suitable offset of the ink drops emitted by the print heads can be achieved, so that even with the comparatively low resolution of 600 dpi/print head, an ink drop density can be achieved on the surface of the container that is significantly greater than the sum of the ink drop densities of the individual print heads, for example significantly greater than 1200 dpi, so that a layer that is as flat as possible is applied.
  • the print heads are offset from one another by a distance h, which corresponds to half the distance between two adjacent nozzles in a row of nozzles in the direction of the surface normal of the transport plane.
  • h corresponds to half the distance between two adjacent nozzles in a row of nozzles in the direction of the surface normal of the transport plane.
  • the print head(s) can be designed in such a way that they can produce ink drops with a diameter of 10 to 50 ⁇ m.
  • the diameter of the ink drops refers to the dimensions of an ink drop at normal pressure and room temperature in equilibrium, i.e. without any total forces acting on the ink drop.
  • one of the print heads can be designed to eject ink drops with a smaller diameter than the other print head. This makes it possible to create embodiments in which the gaps between the relatively large ink drops are filled by the smaller ink drops, thus creating a surface that is as flat as possible.
  • the ink drop density can thus be doubled in this direction (i.e. perpendicular to the transport plane of the containers). In this way, a printing layer that is as uniform as possible can be applied, which can improve the quality of print images applied to this printing layer.
  • the distance h is equal to half the distance between two adjacent nozzles in a row of nozzles.
  • one of the print heads can be designed to eject ink drops with a smaller diameter than the other print head. If the ink drops from the print head designed to eject smaller ink drops hit the gaps between the ink drops of the other print head exactly, an even print layer can be achieved because the smaller ink drops fill the gaps.
  • the print heads have a normal resolution of 720 dpi and/or at least four rows of nozzles.
  • the maximum resolutions achievable with such print heads show good results in terms of the homogeneity of the applied print layer and thus improve the conditions for print images or further print layers to be applied thereon.
  • each print head is assigned an adjustment device and this is designed to change the relative position of the print head to the transport plane.
  • a change in the position perpendicular to the transport direction and a change in the angle enclosed by a plane perpendicular to the transport direction and the rows of nozzles are intended.
  • the settings of the print heads can be adapted to the requirements of the printing layer for the containers, for example depending on the type of container or the level of quality to be achieved.
  • the method according to the invention for printing containers comprises the features that the containers are transported in a direct printing machine according to one of the preceding embodiments along a transport path defining a transport plane and are provided with the printing layer during transport.
  • During transport does not necessarily mean that the containers experience a movement along a transport direction in the transport device during the printing process.
  • the containers can also remain stationary or at least rotate relative to the print heads during the printing process.
  • the ink drops applied to the container have a volume of 3 to 30 pl and/or a diameter of 10 to 50 ⁇ m and/or a distance between the centers after application to the container of 15 to 20 ⁇ m, preferably 17.5 ⁇ m, at normal temperature and normal pressure.
  • the print heads are aligned relative to the transport plane using an adjustment device to a predetermined value. This makes it possible to adapt the print heads to different requirements.
  • Fig. 1a an arrangement of a container 30 on a transport path 31 is shown.
  • the container 30 is transported along the arrow 32 shown.
  • the transport path shown here is shown as an example as a conveyor belt on which the containers 30 are transported. Such transport is not mandatory. Alternatively, transport can also be carried out using neck handling or on a stand or turntable in conjunction with a centering device. All of these embodiments for transporting the containers are already known from the prior art and can be used together with the invention described here.
  • each of these special designs for transport can be assigned a "transport plane" in which the containers are transported. This does not have to coincide with an area of the transport device or be explicitly defined by it. In principle, for example, any plane that runs perpendicular to the longitudinal axis of a container transported in the transport device can be regarded as the transport plane of the container.
  • the longitudinal axis of the container usually extends from the bottom of the container to the opening and, in particular in the case of rotationally symmetrical or essentially rotationally symmetrical containers, corresponds to their axis of symmetry.
  • a print head 1 in the direct printing machine (which is not shown in full here) is arranged in such a way that the individual nozzles of the nozzle rows 11 and 12 point in the direction of the surface of a container guided past the print head.
  • the individual print nozzles of the nozzle rows 11 and 12 can then, as shown here in dashed lines, dispense ink drops and apply them to the surface of the container. This can produce a print image or a coating on the surface of the container.
  • Various printing inks (particularly with different colors) and functional substances that are present as liquids under normal conditions (pressure, temperature, etc.) and can be applied to the surface of the container are already known from the prior art.
  • the nozzle rows 11 and 12 are arranged together with the print head 1 in such a way that the nozzle rows 11 and 12 or an imaginary connecting line of the individual nozzles of each nozzle row run parallel to a plane 33, which in turn is perpendicular to the transport direction of the containers.
  • the maximum resolution in the vertical direction starting from the transport plane, i.e. in the direction of the surface normal n 1 , for an applied print image is therefore equal to the resolution of the print head in this direction, and is therefore given by the distance between the individual nozzles in the nozzle rows in the direction n 1 .
  • the Fig. 1b an embodiment of a direct printing machine (here at least the transport device 131 and a print head 101) according to the invention.
  • the properties of the transport device are compared to those in Fig. 1a unchanged.
  • the print head 101 is compared to the Fig. 1a arranged in such a way that the nozzle rows 111 and 112 form an angle ⁇ with the plane 133 and not, as in Fig.1 shown, run parallel to it. This reduces the direction of the surface normal n 1 of the transport plane the distance between adjacent nozzles in a row of nozzles, so that the image resolution or the density with which ink drops can be emitted in this direction can be increased.
  • the angle can be in a range between 5° and 30°, which for common print heads with a maximum resolution of 1200 dpi allows an increase to at least 1400 dpi and thus an ink drop density that is 1/6 higher, allowing a significantly more even print layer to be applied.
  • the plane of the nozzle rows does not have to be perpendicular to the transport plane defined by the transport device 131 (i.e. it does not have to run parallel to n 1 ).
  • the print head can therefore also be inclined relative to the transport plane, for example in cases where the neck area of the container is to be printed.
  • Methods can also be provided in which the print head is moved along the contour of the container and between a position in which the nozzle rows in the plane 113 are perpendicular to the transport plane and a position in which the plane 113 with the nozzle rows arranged therein encloses an angle of less than 90° with the transport plane. Such movements leave the angle ⁇ invariant with respect to the plane 133 perpendicular to the transport plane, so that the increased density of the ink drops perpendicular to the transport plane can be maintained.
  • one or more adjustment devices can be provided which can adjust the alignment of the print head as a whole or at least adjust the alignment of the nozzle rows so that the angle ⁇ to the plane 133 is changed.
  • These adjustment devices can be actuators or similar which are connected to a control unit, such as a computer on which a control program runs, which makes these settings either on the basis of user input and/or based on the container to be printed and controls the adjustment device accordingly.
  • Fig. 2a - c show an embodiment of the invention in which two print heads according to the Fig. 1b described embodiment are provided in the printing machine.
  • a container 130 in a transport path 131 passes along the transport direction 132 first the print head 201 and then the print head 202. Both can either have rows of nozzles arranged obliquely at the same angle with respect to the plane perpendicular to the transport direction (for example 25°) or the angles can be different.
  • the print heads 201 and 202 are offset from each other perpendicular to the transport plane, i.e. parallel to the surface normal n 1 .
  • the height offset is h and can preferably be a fraction of the offset of two nozzles of adjacent nozzle rows along the normal n 1 .
  • the vertical distance between the nozzles of the nozzle heads can be adjusted so that the density of the ink drops that ultimately form the print layer on the container is further increased.
  • This embodiment is particularly advantageous if the individual print heads 201 and 202 only have a comparatively low resolution, for example 600 dpi. With this embodiment, the resulting density of ink drops in the direction of the normal n 1 can then be increased to over 1200 dpi.
  • each of the print heads is assigned an adjustment device, which is preferably designed not only to change the angle of the nozzle rows to the plane perpendicular to the transport direction, but also to influence the height difference h.
  • a corresponding control unit for example a computer, can be connected to one or more servo drives per printing module and effect appropriate control.
  • Fig. 2b and 2c show embodiments of ink drop distributions on the printed surface of a container, as achieved with the print heads according to Fig. 2a can be generated.
  • a container with the printed image 250 is shown, with a section 251 being shown in schematically enlarged form.
  • a section 251 being shown in schematically enlarged form.
  • the print heads 201 and 202 produce ink drops of the same size, which all have a diameter of 10 - 50 ⁇ m, for example.
  • Fig. 2c also shows a section 252 of a print image 250 or a print layer 250 on the surface of a container 130.
  • the sizes of the ink drops of the different print heads are different. While the ink drops of the ink drop rows 211, 212 have the same diameter (for example 50 ⁇ m) and were applied with the same print head, the ink drops of the ink drop row 221 have a smaller diameter and are additionally in the gaps between the individual ink drops of the ink drop rows 211 and 212.
  • the size of these ink drops can be, for example, only 10 ⁇ m.
  • the ink drops of the ink drop row 221 are applied to the surface of the container in such a way that the connecting lines of the center of such an ink drop with the centers of the directly adjacent ink drops from the ink drop rows 211 and 212 enclose an angle of exactly 60°, so that the ink drop of the ink drop row 221 is positioned exactly in the gap between the ink drops of the ink drop row 211 and the ink drops of the ink drop row 212.
  • the ink drops can basically have a size of 10 - 50 ⁇ m. In addition, they can have a volume under normal conditions (normal temperature and normal pressure) of 3 - 30 pl and on the surface of the container the centers of the ink drops can have a distance from each other of, for example, 15 - 20 ⁇ m, preferably 17.5 ⁇ m.
  • Fig.3 shows a further embodiment in which two print heads 301 and 302 are also arranged one after the other in the transport direction of the containers 130, so that the container 130 passes them one after the other during transport in the direction 132.
  • the rows of nozzles are arranged so that they run parallel to the surface normal of the transport plane, here designated n 1.
  • the print heads are spaced apart in the direction of the surface normal n 1 , so that two nozzles from the two print heads that correspond to one another (for example the first nozzle in the nozzle row) have a distance h in the direction of the surface normal n 1 that is smaller than the distance between two immediately adjacent nozzles in a nozzle row of the print head.
  • this distance is exactly half the distance between two adjacent nozzles in a nozzle row, so that the ink drops that are emitted by the second print head 302 in the transport direction of the container 130 reach exactly the gaps between the ink drops of the first print head 301.
  • the ink drop density can be doubled.
  • print heads with a dpi number in the direction of the surface normal n 1 of 720 dpi can be used here, so that the total density can be increased to 1440 dpi.
  • an adjustment device (not shown in detail) is provided, which is designed, for example, in the form of one or more servo motors and can adjust the distance h between the print heads by moving either only one or both print heads.
  • UV-curable inks are preferred. These are common inks that are already used for printing on containers. These cure when irradiated with UV light from suitable sources and have very good adhesive properties with respect to PET. Since the present invention can also be used in particular in conjunction with PET-based containers, good results can be achieved in this way.
  • the measurement of the parameters specified for the ink drops, in particular drop size, volume, diameter, contact angle on the surface of the container, can also be carried out using a Drop Shape Analyzer DSA30 Micro available from KRÜSS.
  • a test body can be equipped with a transparent PET film that is, for example, 25-50 ⁇ m thick.
  • the film can have the shape of a label and can be fixed to the container using adhesive strips, for example.
  • test body prepared in this way is then subjected to a test print, preferably using only every fifth or every tenth print nozzle of a print head, so that the ink drops on the test body or film are as isolated as possible.
  • the film is then removed from the test body and analyzed with the Drop Shape Analyzer DSA30, which enables height, width, diameter and contact angle measurements to be achieved.
  • such tests can be carried out several times, at least 30 times, preferably 300 times, and by subsequently applying a normal distribution or other statistical methods, the mean value of the parameters relevant to the ink drops and any deviations (in particular standard deviations) can be determined.
  • a container made of PET can be used, which is cut up after printing and from which a printed piece is further used for measurement according to the procedure described above.
  • pretreatment of the container and posttreatment of the printed container can also influence the properties of the ink drops, it is preferable to use a test container that is pretreated according to the desired production and posttreated according to the desired production after printing and before measuring/analyzing.
  • the volume of an ink drop can be measured by weighing.
  • a test substrate of known mass is provided with, for example, 10,000 or 100,000 ink drops and the test substrate printed in this way is then weighed.
  • the mass difference can be used to determine the total mass of the ink drops and thus the average mass of an ink drop.
  • the volume of an individual ink drop can be calculated from this value using the known density of the ink drops, for example at room temperature and normal pressure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Direktdruckmaschine zum Aufbringen von einer Druckschicht auf einen Behälter gemäß Ansprüchen 1 und 8 sowie ein Direktdruckverfahren zum Aufbringen einer Druckschicht auf einen Behälter gemäß Anspruch 12.
    • Stand der Technik
  • Direktdruckverfahren zum Bedrucken von Behältern sind aus dem Stand der Technik über einen weiten Bereich der Auflösung bekannt.
  • So schlägt insbesondere die EP 2 089 234 B1 ein Direktdruckverfahren vor, bei dem eine Grundierung auf den Behälter aufgebracht wird, bevor dieser mit einem Druckbild versehen wird. Hieraus ist bekannt, dass Tintentropfen mit einer Auflösung von 200 bis 1200 Tropfen/Zoll (dpi) und auch unterschiedlichen Tropfengrößen auf der Oberfläche des Behälters aufgebracht werden können, um beispielsweise eine Grundierung oder zumindest einen Teil des Druckbildes zu bilden. Das bekannte Verfahre erlaubt zwar grundsätzlich das Aufbringen einer Grundierung und das anschließende Aufbringen eines Druckbildes, jedoch kann aufgrund der nutzbaren Auflösungen von maximal 1.200 dpi und einer Tropfengröße von 10 bis 200 µm nicht über die gesamte Oberfläche des Behälters sichergestellt werden, dass die aufgebrachte Druckschicht bzw. Grundierung eben oder annähernd eben ist. Durch solche Unebenheiten kann es bei dem anschließenden Aufbringen eines Druckbildes zum Zerfließen der Drucktinte entsprechend des durch die Grundierung erzeugten Reliefs kommen und die Druckqualität damit vermindert werden.
  • Die DE 10 2014 206 730 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Tintenstrahldruck auf Behälter. Demnach werden Behälter in an einem Behältertisch umlaufenden Halterungen entlang wenigstens einer Tintenstrahldruckstation mit mehreren Druckköpfen transportiert, die in Umlaufrichtung hintereinander liegend ausgebildet sind. Ferner drehen sich die Behälter derart, dass sich teilumfängliche Wandsegmente der Seitenwand der Behälter vor wenigstens einem jeweils zugeordneten Druckkopf entgegen der Umlaufrichtung des Behältertisches drehen. Die Druccköpfe werden derart aktiviert, dass auf den teilumfänglichen Wandsegmenten Teilaufdrucke erzeugt werden, die sich zu einem Druckbild ergänzen. Dadurch können qualitativ hochwertige Teilaufdrucke zu einem vollumfänglichen Druckbild bei hoher Maschinenleistung kombiniert werden.
  • Die EP 2 860 036 A1 betrifft eine Druckeinrichtung zur Bedruckung einer Umfangsoberfläche eines Gegenstands, mit wenigstens zwei Druckköpfen, die jeweils wenigstens eine Reihenanordnung von Farbdosierelementen, insbesondere Farbdüsen, aufweisen, die jeweils für eine individuelle vorgebbare Abgabe von Farbe auf den Gegenstand ausgebildet sind. Es ist vorgesehen, dass wenigstens einer der Druckköpfe beweglich längs einer Erstreckungsachse der Farbdosierelemente an einem Druckkopfträger angeordnet ist und dass dem beweglich gelagerten Drucckopf eine elektrisch ansteuerbare Einstelleinrichtung für eine Einstellung einer Relativposition gegenüber dem wenigstens einen weiteren Druckkopf zugeordnet ist.
  • Die DE 10 2014 206730 A1 offenbart ein Schrägstellen von Druckköpfen in einer Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern mittels Tintenstrahl. Mit dieser Anordnung lässt sich die Druckauflösung gegenüber einzelnen orthogonal positionierten Düsenfeldern verbessern.
  • Die DE 10 2015 215224 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem zum Steigern der Druckauflösung zunächst ein Behälter im gesamten Druckbereich bedruckt wird. Danach wird der Direktdruckkopf mittels einer Verschiebeeinheit um einen halben Abstand entlang der Düsenreihen verschoben, und anschließend wird der Behälter im gesamten Druckbereich erneut bedruckt.
    • Aufgabe
  • Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe somit darin, Direktdruckverfahren und Direktdruckmaschinen zum Bedrucken von Behältern hinsichtlich der Qualität der Druckbilder zu verbessern.
    • Lösung
  • Diese Aufgabe wird durch die Direktdruckmaschinen zum Aufbringen einer Druckschicht auf Behälter gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 8 und das Direktdruckverfahren zum Aufbringen einer Druckschicht auf einen Behälter gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
  • Die erfindungsgemäße Direktdruckmaschine umfasst das technische Merkmal, dass der Druckkopf so ausgerichtet ist, dass die Düsenreihen mit einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung der Behälter einen Winkel größer als 0° einschließen. Dies bedeutet anschaulich, dass der Druckkopf bezüglich des Behälters in Transportrichtung schräg gestellt ist. Dadurch vermindert sich der Abstand der einzelnen Düsen der Düsenreihen zumindest in vertikaler Richtung, sodass die Pixeldichte in dieser Richtung über die Ausgangspixeldichte des Druckkopfes hinaus erhöht werden kann. Abhängig vom Anstellwinkel kann so zumindest in vertikaler Richtung beispielsweise die doppelte Tintentropfendichte erzielt werden. Damit kann bei Aufbringen der Druckschicht eine deutlich gleichmäßigere Schicht erzeugt werden, sodass eine auf die Druckschicht später aufgebrachte Farbschicht ebener und damit qualitativ hochwertiger erzeugt werden kann. Dabei ist unter "Druckschicht" jegliche mit einem Druckmodul einer Direktdruckmaschine auf die Oberfläche eines Behälters aufgebrachte Schicht zu verstehen. Darunter fallen insbesondere farbige Schichten (beispielsweise Gelb, Rot oder Blau), aber auch funktionale Schichten, wie beispielsweise Grundierungen, die auf den Behälter aufgebracht werden, bevor das eigentliche Druckmotiv aufgebracht wird. Diese Grundierung kann zwar bereits Teil des Bildes sein (sie kann beispielsweise Weiß sein oder bestimmte andere optische Eigenschaften bewirken oder aber auch eine beliebige Farbe haben), muss dies jedoch nicht. Die Grundierung kann auch als transparente Schicht oder zumindest als teil-transparente Schicht ausgebildet sein und z.B. die Hafteigenschaften der darauf aufzubringenden Farbschichten für das Druckbild beeinflussen. So kann die Grundierung beispielsweise aus einem Material bestehen, das die Oberflächenspannung verglichen mit der eigentlichen Oberfläche des Behälters reduziert oder erhöht, was für die Benetzung mit den eigentlichen Drucktinten von Vorteil sein kann.
  • Dass die Düsenreihen mit einer senkrecht auf der Transportrichtung stehenden Ebene einen Winkel einschließen, der größer als 0° ist, ist dabei nicht so zu verstehen, dass es sich um willkürliche Fehlstellungen beispielsweise aufgrund einer nicht vollständig exakten Ausrichtung eines anderweitig vertikal angeordneten Druckmoduls (die Düsenreihen verlaufen planmäßig parallel zu der Ebene senkrecht auf der Transportrichtung), sondern um absichtliche Schrägstellungen handelt. Diese werden daher in der Regel größer, sogar deutlich größer sein als die beim vertikalen Ausrichten akzeptablen Fehlertoleranzen und bewegen sich im Bereich von einigen Grad, insbesondere 5° bis 30°.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Düsenreihen in einer Ebene im Druckkopf angeordnet sind, die senkrecht auf der Transportebene steht. Dies bedeutet, dass der Druckkopf nicht in Richtung der Transportebene bzw. in Richtung eines in der Transportebene transportierten Behälters verkippt ist, sondern gerade steht. Verzerrungen des Druckbildes können so vermieden werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Druckkopf eine Normalauflösung von 1200 dpi aufweist. Dabei bedeutet die Normalauflösung, dass dies die Auflösung ist, die auf ein ebenes Substrat bei senkrechtem Auftreffen der Tintentropfen erreicht werden kann. Dadurch, dass der Druckkopf schräg gestellt wird und somit die Auflösung auf dem Substrat zumindest in vertikaler Richtung erhöht werden kann, kann eine noch höhere Auflösung als die 1200 dpi, insbesondere 1440 dpi, erreicht werden, was für die aufgebrachte Druckschicht eine noch gleichmäßigere Verteilung auf der Oberfläche des Behälters bedeutet.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Druckmaschine zwei in Transportrichtung nacheinander angeordneter Druckköpfe umfasst, die senkrecht zur Transportebene zueinander versetzt sind und jeweils eine Normalauflösung von 600 dpi aufweisen, wobei beide Druckköpfe wenigstens zwei Düsenreihen umfassen und so ausgerichtet sind, dass die Düsenreihen mit der Ebene senkrecht zur Transportrichtung der Behälter einen Winkel größer als 0° einschließen. Durch den vertikalen Versatz der beiden Druckköpfe zueinander und die gleichzeitige Schrägstellung gemäß der Erfindung kann ein geeigneter Versatz der von den Druckköpfen ausgebrachten Tintentropfen erzielt werden, sodass selbst mit der vergleichsweise geringen Auflösung von 600 dpi/Druckkopf eine Tintentropfendichte auf der Oberfläche des Behälters erreicht werden kann, die deutlich größer als die Summe der Tintentropfendichten der einzelnen Druckköpfe ist, beispielsweise deutlich größer als 1200 dpi, sodass eine möglichst ebene Schicht aufgebracht wird.
  • In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die Druckköpfe um eine Strecke h zueinander versetzt, die dem halben Abstand zweier benachbarter Düsen einer Düsenreihe in Richtung der Flächennormalen der Transportebene entspricht. Das bedeutet, dass die Tintentropfen des zweiten Druckkopfes gerade in den Zwischenräumen der Tintentropfen des ersten Druckkopfes auf der Oberfläche des Behälters aufgebracht werden. Damit kann eine möglichst gleichmäßige Druckschicht erzeugt werden, was das Aufbringen der nachfolgenden Druckschichten erleichtert und zu einem verbesserten Druckbild führt.
  • Ferner können der oder die Druckköpfe so ausgebildet sein, dass sie Tintentropfen mit einem Durchmesser von 10 bis 50 µm ausbringen können. Der Durchmesser der Tintentropfen bezieht sich dabei auf die Abmessungen eines Tintentropfens bei Normaldruck und Zimmertemperatur im Kräftegleichgewicht, also ohne in Summe auf den Tintentropfen einwirkende Kräfte.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in Ausführungsformen mit zwei Druckköpfen einer der Druckköpfe zum Ausbringen von Tintentropfen mit einem kleineren Durchmesser als der andere Druckkopf ausgebildet ist. So lassen sich Ausführungsformen realisieren, bei denen die Lücken zwischen den verhältnismäßig großen Tintentropfen durch die kleineren Tintentropfen ausgefüllt und somit eine möglichst ebene Oberfläche erzeugt werden kann.
  • Eine andere erfindungsgemäße Direktdruckmaschine zum Aufbringen einer Druckschicht auf Behälter weist das technische Merkmal auf, dass die Druckköpfe senkrecht zur Transportebene um eine Strecke h zueinander versetzt angeordnet sind, die kleiner ist als der Abstand zweier benachbarter Düsen in der Düsenreihe. Die Tintentropfendichte kann so in dieser Richtung (also senkrecht zur Transportebene der Behälter) verdoppelt werden. So kann eine möglichst gleichmäßige Druckschicht aufgebracht werden, was die Qualität von auf diese Druckschicht aufgebrachten Druckbildern verbessern kann.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Strecke h gleich der Hälfte des Abstandes zweier benachbarter Düsen in einer Düsenreihe ist.
  • Weiterhin kann einer der Druckköpfe zum Ausbringen von Tintentropfen mit einem kleineren Durchmesser als der andere Druckkopf ausgebildet sein. Treffen die Tintentropfen des Drucckopfes zum Ausbringen kleinerer Tintentropfen genau in die Lücken zwischen den Tintentropfen des anderen Druckkopfes, kann eine gleichmäßige Druckschicht erzielt werden, da die kleineren Tintentropfen die Lücken füllen.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Druckköpfe eine Normal-Auflösung von 720 dpi und/oder wenigstens vier Düsenreihen aufweisen. Die mit solchen Druckköpfen erreichbaren maximalen Auflösungen zeigen gute Ergebnisse hinsichtlich der Homogenität der aufgebrachten Druckschicht und verbessern somit die Voraussetzungen für darauf aufzubringende Druckbilder oder weitere Druckschichten.
  • Ferner ist vorgesehen, dass bei jeder der bisher beschriebenen Direktdruckmaschinen jedem Druckkopf eine Verstelleinrichtung zugeordnet und diese ausgebildet ist, die relative Lage des Druckkopfes zur Transportebene zu verändern. Dabei ist insbesondere an eine Veränderung der Lage senkrecht zur Transportrichtung und eine Veränderung des von einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung und den Düsenreihen eingeschlossenen Winkels gedacht. So können die Einstellungen der Druckköpfe an die Anforderungen der Druckschicht für die Behälter beispielsweise abhängig von der Behältersorte oder dem zu erzielenden Qualitätsgrad angepasst werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bedrucken von Behältern umfasst die Merkmale, dass die Behälter in einer Direktdruckmaschine gemäß einer der vorangegangenen Ausführungsformen entlang einer, eine Transportebene definierende Transportstrecke transportiert werden und während des Transports mit der Druckschicht ausgestattet werden.
  • Dabei bedeutet "während des Transports" nicht zwingend, dass die Behälter während des Druckvorgangs eine Bewegung entlang einer Transportrichtung in der Transporteinrichtung erfahren. Die Behälter können auch relativ zu den Druckköpfen während des Druckvorgangs stillstehen oder zumindest eine Rotation erfahren.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die auf den Behälter aufgebrachten Tintentropfen bei Normaltemperatur und Normaldruck ein Volumen von 3 bis 30 pl und/oder einen Durchmesser von 10 bis 50 µm und/oder einen Abstand der Mittelpunkte nach Aufbringen auf den Behälter von 15 bis 20 µm, bevorzugt 17,5 µm, aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Ausrichtung der Druckköpfe relativ zur Transportebene mittels einer Verstelleinrichtung auf einen vorgegebenen Wert. Eine Anpassung der Druckköpfe an unterschiedliche Anforderungen ist so möglich.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
    • Fig. 1a + b
    schematische Darstellung einer bekannten Anordnung eines Druckkopfes (Fig. 1a) und eines Druckkopfes gemäß der Erfindung (Fig. 1b);
    Fig. 2a - c
    schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung mit zwei Druccköpfen und verschiedene Tintentropfenverteilungen;
    Fig. 3
    schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform mit zwei Druckköpfen.
    Ausführliche Beschreibung
  • In Fig. 1a ist eine Anordnung eines Behälters 30 auf einer Transportstrecke 31 dargestellt. Der Behälter 30 wird entlang des dargestellten Pfeils 32 transportiert. Die hier dargestellte Transportstrecke ist beispielhaft als Transportband dargestellt, auf dem die Behälter 30 transportiert werden. Ein solcher Transport ist nicht zwingend. Alternativ kann bekanntermaßen auch ein Transport im Neck-Handling oder auf einem Stand- bzw. Drehteller in Verbindung mit einer Zentriereinrichtung erfolgen. Sämtliche dieser Ausführungsformen für den Transport der Behälter sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und können zusammen mit der hier beschriebenen Erfindung verwendet werden.
  • Es versteht sich auch, dass jeder dieser speziellen Ausführungen für den Transport eine "Transportebene" zugeordnet werden kann, in der die Behälter transportiert werden. Diese muss nicht mit einem Bereich der Transporteinrichtung zusammenfallen oder explizit durch diesen definiert werden. Grundsätzlich kann beispielsweise jede Ebene, die senkrecht zur Längsachse eines in der Transporteinrichtung transportierten Behälters verläuft, als Transportebene des Behälters angesehen werden. Dabei erstreckt sich die Längsachse des Behälters üblicherweise vom Boden des Behälters zur Öffnung und entspricht insbesondere im Falle rotationssymmetrischer oder im Wesentlichen rotationssymmetrischer Behälter deren Symmetrieachse.
  • Im Stand der Technik wird ein Druckkopf 1 in der Direktdruckmaschine (die hier nicht vollständig dargestellt ist) so angeordnet, dass die einzelnen Düsen der Düsenreihen 11 und 12 in Richtung der Oberfläche eines an dem Druckkopf vorbeigeführten Behälters zeigen. Die einzelnen Druckdüsen der Düsenreihen 11 und 12 können dann, wie hier gestrichelt dargestellt, Tintentropfen ausbringen und diese auf die Oberfläche des Behälters applizieren. So kann ein Druckbild oder eine Beschichtung der Behälteroberfläche erfolgen. Diverse Drucktinten (insbesondere mit verschiedenen Farben) und funktionelle Stoffe, die bei Normalbedingungen (Druck, Temperatur etc.) als Flüssigkeiten vorliegen und auf die Oberfläche des Behälters appliziert werden können, sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt.
  • Im Stand der Technik sind die Düsenreihen 11 und 12 zusammen mit dem Druckkopf 1 derart angeordnet, dass die Düsenreihen 11 und 12 bzw. eine gedachte Verbindungslinie der einzelnen Düsen jeder Düsenreihe parallel zu einer Ebene 33 verlaufen, die ihrerseits senkrecht auf der Transportrichtung der Behälter steht. Damit ist die maximale Auflösung in senkrechter Richtung ausgehend von der Transportebene, also in Richtung der Flächennormalen n1, für ein appliziertes Druckbild gleich der Auflösung des Druckkopfes in dieser Richtung, ist also gegeben durch den Abstand der einzelnen Düsen in den Düsenreihen in Richtung n1.
  • Im Gegensatz dazu zeigt die Fig. 1b eine Ausführungsform einer Direktdruckmaschine (hier zumindest die Transporteinrichtung 131 und ein Druckkopf 101) gemäß der Erfindung. Die Eigenschaften der Transporteinrichtung sind gegenüber denen in Fig. 1a unverändert. Jedoch ist der Druckkopf 101 verglichen mit der Fig. 1a derart angeordnet, dass die Düsenreihen 111 und 112 mit der Ebene 133 einen Winkel α einschließen und nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, parallel dazu verlaufen. Dadurch reduziert sich in der Richtung der Flächennormalen n1 der Transportebene der Abstand benachbarter Düsen einer Düsenreihe, sodass die Bildauflösung bzw. die Dichte, mit der Tintentropfen in dieser Richtung ausgebracht werden können, vergrößert werden kann.
  • Insbesondere kann der Winkel in einem Bereich zwischen 5° und 30° liegen, was bei gängigen Druckköpfen mit einer maximalen Auflösung von 1200 dpi eine Steigerung auf mindestens 1400 dpi ermöglicht und damit eine um 1/6 höhere Tintentropfdichte, womit eine deutlich ebenmäßigere Druckschicht aufgebracht werden kann.
  • Wenn auch hier nicht dargestellt, muss die Ebene der Düsenreihen, die mit 113 bezeichnet ist, nicht senkrecht auf der durch die Transporteinrichtung 131 definierten Transportebene stehen (also nicht parallel zu n1 verlaufen). Der Druckkopf kann also in einigen Ausführungsformen auch gegen die Transportebene geneigt sein, beispielsweise in Fällen, in denen der Halsbereich des Behälters bedruckt werden soll. Ebenso können Verfahren vorgesehen sein, bei denen der Druckkopf entlang der Kontur des Behälters bewegt wird und zwischen einer Stellung, in der die Düsenreihen in der Ebene 113 senkrecht auf der Transportebene stehen, und einer Stellung, in der die Ebene 113 mit den darin angeordneten Düsenreihen einen Winkel kleiner als 90° mit der Transportebene einschließen. Solche Bewegungen lassen den Winkel α bezüglich der senkrecht auf der Transportebene stehenden Ebene 133 invariant, sodass die erhöhte Dichte der Tintentropfen senkrecht zur Transportebene beibehalten werden kann.
  • Auch wenn hier nicht explizit dargestellt, können eine oder mehrere Verstelleinrichtungen vorgesehen sein, die ein Verstellen der Ausrichtung des Druckkopfes als Ganzes oder zumindest eine Verstellung der Ausrichtung der Düsenreihen bewirken können, sodass der Winkel α zur Ebene 133 verändert wird. Bei diesen Verstelleinrichtungen kann es sich um Stellantriebe oder Ähnliches handeln, die mit einer Steuereinheit, wie einem Computer, verbunden sind, auf dem ein Steuerungsprogramm läuft, was entweder auf Eingabe des Nutzers und/oder basierend auf dem zu bedruckenden Behälter diese Einstellungen vornimmt und die Verstelleinrichtung entsprechend ansteuert.
  • Fig. 2a - c zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Druckköpfe entsprechend der in Fig. 1b beschriebenen Ausführungsform in der Druckmaschine vorgesehen sind. Ein Behälter 130 in einer Transportstrecke 131, wie sie bereits beschrieben wurde, passiert entlang der Transportrichtung 132 zuerst den Druckkopf 201 und anschließend den Druckkopf 202. Beide können entweder unter demselben Winkel bezüglich der Ebene senkrecht auf der Transportrichtung schräg angeordnete Düsenreihen aufweisen (beispielsweise 25°) oder die Winkel können sich unterscheiden.
  • Zusätzlich sind die Druckköpfe 201 und 202 senkrecht zur Transportebene, also parallel zur Flächennormalen n1, zueinander versetzt. Dies ist ebenfalls in Fig. 2a dargestellt. Der Höhenversatz beträgt h und kann bevorzugt einen Bruchteil des Versatzes zweier Düsen benachbarter Düsenreihen entlang der Normalen n1 ein. So kann abhängig von der Wahl der Höhendifferenz h der vertikale Abstand der Düsen der Düsenköpfe so eingestellt werden, dass die Dichte der Tintentropfen, die schließlich die Druckschicht auf dem Behälter bilden, weiter erhöht wird. Insbesondere ist diese Ausführungsform vorteilhaft, wenn die einzelnen Druckköpfe 201 und 202 nur eine vergleichsweise geringe Auflösung, beispielsweise 600 dpi, besitzen. Mit dieser Ausführungsform kann dann die sich ergebende Dichte an Tintentropfen in Richtung der Normalen n1 auf über 1200 dpi gesteigert werden.
  • Analog zur in Fig. 1b beschriebenen Ausführungsform ist jedem der Druckköpfe eine Verstelleinrichtung zugeordnet, wobei diese bevorzugt nicht nur ausgebildet ist, den Winkel der Düsenreihen zu der senkrecht auf der Transportrichtung stehenden Ebene zu verändern, sondern zusätzlich die Höhendifferenz h zu beeinflussen. Analog zur Fig. 1b kann hierzu eine entsprechende Steuereinheit, beispielsweise ein Computer, mit einem oder mehreren Servoantrieben pro Druckmodul in Verbindung stehen und eine entsprechende Steuerung bewirken.
  • Die Fig. 2b und 2c zeigen Ausführungsformen von Tintentropfenverteilungen auf der bedruckten Oberfläche eines Behälters, wie sie mit den Druckköpfen gemäß Fig. 2a erzeugt werden können.
  • In Fig. 2b ist ein Behälter mit dem Druckbild 250 dargestellt, wobei ein Ausschnitt 251 in schematisch vergrößerter Form gezeigt wird. Zwischen zwei Tintentropfreihen 211 und 212, die von demselben Druckkopf auf den Behälter aufgebracht wurden, ist eine weitere, leicht versetzte Reihe Tintentropfen 221 zu erkennen. Diese wurde von dem zweiten Druckkopf aufgebracht.
  • In der in Fig. 2b dargestellten Ausführungsform bringen die Druckköpfe 201 und 202 gleich gro-βe Tintentropfen aus, die beispielsweise alle einen Durchmesser von 10 - 50 µm aufweisen.
  • Alternativ dazu ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 2c ebenfalls ein Ausschnitt 252 eines Druckbildes 250 bzw. einer Druckschicht 250 auf der Oberfläche eines Behälters 130 dargestellt. Hier sind jedoch die Größen der Tintentropfen der unterschiedlichen Druckköpfe verschieden. Während die Tintentropfen der Tintentropfenreihen 211, 212 denselben Durchmesser aufweisen (beispielsweise 50 µm) und mit demselben Druckkopf aufgebracht wurden, weisen die Tintentropfen der Tintentropfenreihe 221 einen kleineren Durchmesser auf und sind zusätzlich in den Lücken zwischen den einzelnen Tintentropfen der Tintentropfenreihen 211 und 212 angeordnet. Die Größe dieser Tintentropfen kann beispielsweise nur 10 µm betragen.
  • Bevorzugt sind die Tintentropfen der Tintentropfenreihe 221 so auf die Oberfläche des Behälters aufgebracht, dass die Verbindungslinien des Mittelpunktes eines solchen Tintentropfens mit den Mittelpunkten der direkt benachbarten Tintentropfen aus den Tintentropfenreihen 211 und 212 einen Winkel von genau 60° einschließen, sodass der Tintentropfen der Tintentropfenreihe 221 exakt in die Lücke zwischen den Tintentropfen der Tintentropfenriehe 211 und der Tintentropfen der Tintentropfenreihe 212 positioniert sind.
  • Grundsätzlich sind die bisher beschriebenen und nachfolgenden Beispiele für die Größe der Tintentropfen nicht beschränkend zu verstehen. So können die Tintentropfen grundsätzlich eine Größe von 10 - 50 µm aufweisen. Darüber hinaus können sie ein Volumen unter Normalbedingungen (Normaltemperatur und Normaldruck) von 3 - 30 pl besitzen und auf der Oberfläche der Behälter können die Mittelpunkte der Tintentropfen einen Abstand zueinander von beispielsweise 15 - 20 µm, bevorzugt 17,5 µm, aufweisen. Diese Ausführungen gelten auch für die Beschreibungen der sich anschließenden Ausführungsformen.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der ebenfalls zwei Druckköpfe 301 und 302 in Transportrichtung der Behälter 130 nacheinander angeordnet sind, sodass der Behälter 130 diese beim Transport in Richtung 132 nacheinander passiert. In dieser Ausführungsform sind die Düsenreihen so angeordnet, dass sie parallel zu der Flächennormalen der Transportebene, hier mit n1 bezeichnet, verlaufen. jedoch sind, wie ebenfalls in Fig. 3 dargestellt, die Druckköpfe beabstandet in Richtung der Flächennormalen n1, sodass zwei zueinander korrespondierende Düsen aus den beiden Druckköpfen (beispielsweise die jeweils erste Düse der Düsenreihe), einen Abstand h in Richtung der Flächennormalen n1 aufweisen, der kleiner ist als der Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Düsen einer Düsenreihe des Druckkopfes. Bevorzugt ist dieser Abstand genau halb so groß wie der Abstand zweier benachbarter Düsen einer Düsenreihe, sodass die Tintentropfen, die vom in Transportrichtung des Behälters 130 zweiten Drucckopf 302 ausgebracht werden, genau in die Lücken zwischen den Tintentropfen des ersten Druckkopfes 301 gelangen.
  • So kann die Tintentropfendichte prinzipiell verdoppelt werden. Hier können insbesondere Druccköpfe mit einer dpi-Anzahl in Richtung der Flächennormalen n1 von 720 dpi zum Einsatz kommen, sodass die Gesamtdichte auf 1440 dpi erhöht werden kann.
  • Auch hier ist eine nicht weiter dargestellte Verstelleinrichtung vorgesehen, die beispielsweise in Form eines oder mehrerer Servomotoren ausgebildet ist und den Abstand h der Druccköpfe zueinander verstellen kann, indem entweder nur einer oder beide Druckköpfe bewegt werden.
  • Während obige Beschreibung von allgemeinen Tinten ausging, sind Realisierungen bevorzugt, bei denen UV-härtbare Tinten zum Einsatz kommen. Dabei handelt es sich um bei der Bedruckung von Behältern bereits verwendete, gängige Tinten. Diese Härten bei Bestrahlung mit UV-Licht aus geeigneten Quellen aus und weisen sehr gute Hafteigenschaften bezüglich PET auf. Da die vorliegende Erfindung auch insbesondere in Verbindung mit auf PET basierenden Behältern eingesetzt werden kann, können so gute Ergebnisse erzielt werden.
  • Die Messung der für die Tintentropfen angegebenen Parameter, insbesondere Tropfengröße, Volumen, Durchmesser, Kontaktwinkel auf der Oberfläche des Behälters kann ferner mit einem von der Firma KRÜSS erhältlichen Drop Shape Analyzer DSA30 Micro durchgeführt werden. Dazu kann ein Testkörper mit einer transparenten PET-Folie ausgestattet werden, die beispielsweise 25-50µm dick ist. Die Folie kann die Form eines Etiketts aufweisen und beispielsweise mittels Klebestreifen am Behälter fixiert werden.
  • Der so präparierte Testkörper wird dann mit einem Testdruck versehen, wobei bevorzugt nur jede fünfte oder jede zehnte Druckdüse eines Druckkopfes verwendet wird, sodass sich möglichst isolierte Tintentropfen auf dem Testkörper bzw. der Folie ergeben. Die Folie wird anschlie-βen vom Testkörper entfernt und mit dem Drop Shape Analyzer DSA30 analysiert, womit eine Höhen-, Weiten-, Durchmesser- und Kontaktwinkelmessung erreicht werden kann.
  • Um mögliche Abweichungen im Rahmen der Betriebstoleranz der Druckköpfe bei der Messung zu kompensieren, können solche Tests mehrfach, wenigstens 30 mal, bevorzugt 300 mal durchgeführt werden und durch anschließende Anwendung einer Normalverteilung oder anderer statistischen Verfahren der Mittelwert der für die Tintentropfen jeweils relevanten Parameter und eventuelle Abweichungen (insbesondere Standardabweichungen) ermittelt werden.
  • Alternativ zum Anbringen einer Folie auf einen Testbehälter kann auch ein aus PET bestehender Behälter verwendet werden, der nach dem Bedrucken zerschnitten wird und von dem ein bedrucktes Stück zur Messung entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren weiterverwendet wird.
  • Da auch Vorbehandlungen des Behälters und Nachbehandlungen des bedruckten Behälters Eigenschaften der Tintentropfen beeinflussen können, kann bevorzugt ein Testbehälter verwendet werden, der entsprechend der angestrebten Produktion vorbehandelt wird und nach der Bedruckung und vor dem Vermessen/Analysieren entsprechend der angestrebten Produktion nachbehandelt wird.
  • Für die Messung des Volumens eines Tintentropfens kann vorteilhaft über Wiegen erfolgen. Dabei wird ein Testsubstrat bekannter Masse mit beispielsweise 10000 oder 100000 Tintentropfen ausgestattet und das so bedruckte Testsubstrat anschließend gewogen. Aus der Massendifferenz kann zunächst die Masse der Tintentropfen insgesamt und damit die durchschnittliche Masse eines Tintentropfens ermittelt werden. Aus diesem Wert kann mithilfe der bekannten Dichte der Tintentropfen beispielweise bei Zimmertemperatur und Normaldruck das Volumen eines einzelnen Tintentropfens berechnet werden.

Claims (14)

  1. Direktdruckmaschine zum Aufbringen einer Druckschicht auf Behälter (130) in der getränkeverarbeitenden Industrie, mit wenigstens einem Druckkopf (101), der wenigstens zwei Düsenreihen (111, 112) zum Ausbringen von Tintentropfen auf eine Oberfläche eines Behälters umfasst, wobei der Druckkopf so ausgerichtet ist, dass die Düsenreihen mit einer Ebene (133) senkrecht zur Transportrichtung (132) der Behälter einen Winkel größer als 0° einschließen, wobei jedem Druckkopf (301, 302) eine Verstelleinrichtung zugeordnet ist, die ausgebildet ist, die relative Lage des Druckkopfes zur Transportebene zu verändern.
  2. Direktdruckmaschine nach Anspruch 1, wobei eine Ebene, in der die Düsenreihen (111, 112) im Druckkopf (101) angeordnet sind, senkrecht auf der Transportebene steht.
  3. Direktdruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Druckkopf (101) eine Normal-Auflösung von 1200dpi aufweist.
  4. Direktdruckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckmaschine zwei in Transportrichtung der Behälter nacheinander angeordnete Druckköpfe (201, 202) umfasst, die senkrecht zur Transportebene zueinander versetzt sind und jeweils eine Normal-Auflösung von 600dpi aufweisen, wobei beide Druckköpfe wenigstens zwei Düsenreihen umfassen und so ausgerichtet sind, dass die Düsenreihen mit der Ebene senkrecht zur Transportrichtung der Behälter einen Winkel größer als 0° einschließen.
  5. Direktdruckmaschine nach Anspruch 4, wobei die Druckköpfe (201, 202) um eine Strecke h zueinander versetzt sind, die dem halben Abstand zweier benachbarten Düsen einer Düsenreihe in Richtung der Flächennormalen der Transportebene entspricht.
  6. Direktdruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der oder die Druckköpfe zum Ausbringen von Tintentropfen mit einem Durchmesser von 10 bis 50µm ausgebildet sind.
  7. Direktdruckmaschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei einer der Druckköpfe (201, 202) zum Ausbringen von Tintentropfen mit einem kleineren Durchmesser als der andere Druckkopf ausgebildet ist.
  8. Direktdruckmaschine zum Aufbringen einer Druckschicht auf Behältern (130), wie Flaschen in der getränkeverarbeitenden Industrie, mit zwei in Transportrichtung der Behälter nacheinander angeordneten Druckköpfen (301, 302) mit jeweils wenigstens zwei Düsenreihen, wobei die Druckköpfe senkrecht zur Transportebene um eine Strecke h zueinander versetzt angeordnet sind, die kleiner ist, als der Abstand zweier benachbarter Düsen in einer Düsenreihe, wobei jedem Druckkopf (301, 302) eine Verstelleinrichtung zugeordnet ist, die ausgebildet ist, die relative Lage des Druckkopfes zur Transportebene zu verändern.
  9. Direktdruckmaschine nach Anspruch 8, wobei die Strecke h gleich der Hälfte des Abstandes zweier benachbarter Düsen in einer Düsenreihe ist.
  10. Direktdruckmaschine nach Anspruch 8 oder 9, wobei einer der Druckköpfe (301, 302) zum Ausbringen von Tintentropfen mit einem kleineren Durchmesser als der andere Druckkopf ausgebildet ist.
  11. Direktdruckmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Druckköpfe (301, 302) eine Normal-Auflösung von 720dpi und/oder wenigstens vier Düsenreihen aufweisen.
  12. Direktdruckverfahren zum Aufbringen einer Druckschicht auf einen Behälter (130), wie einer Flasche in der getränkeverarbeitenden Industrie, wobei die Behälter in einer Direktdruckmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 entlang einer, eine Transportebene definierenden Transportstrecke (131) transportiert werden und während des Transports mit der Druckschicht ausgestattet werden, wobei die Behälter während des Transports eine Bewegung entlang einer Transportrichtung in der Transporteinrichtung während des Druckvorgangs erfahren oder die Behälter relativ zu den Druckköpfen während des Druckvorgangs stillstehen oder die Behälter eine Rotation erfahren.
  13. Direktdruckverfahren nach Anspruch 12, wobei die auf den Behälter aufgebrachten Tintentropfen bei Normaltemperatur und Normaldruck ein Volumen von 3-30pl und/oder einen Durchmesser von 10 bis 50µm und/oder einen Abstand der Mittelpunkte nach Aufbringen auf den Behälter von 15 bis 20µm, bevorzugt 17,5µm aufweisen.
  14. Direktdruckverfahren nach 12 oder 13, wobei der die Ausrichtung der Druckköpfe (101, 201, 202, 301, 302) zur Transportebene mittels einer Verstelleinrichtung auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.
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