EP4335648A1 - Direktdruckvorrichtung mit uv-leuchtvorrichtung - Google Patents

Direktdruckvorrichtung mit uv-leuchtvorrichtung Download PDF

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EP4335648A1
EP4335648A1 EP23193092.6A EP23193092A EP4335648A1 EP 4335648 A1 EP4335648 A1 EP 4335648A1 EP 23193092 A EP23193092 A EP 23193092A EP 4335648 A1 EP4335648 A1 EP 4335648A1
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EP
European Patent Office
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leds
lighting device
printing
light
wavelength
Prior art date
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Pending
Application number
EP23193092.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Meyer
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.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0081—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams
    • 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
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00214—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using UV radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00212—Controlling the irradiation means, e.g. image-based controlling of the irradiation zone or control of the duration or intensity of the irradiation
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    • B41J11/00218—Constructional details of the irradiation means, e.g. radiation source attached to reciprocating print head assembly or shutter means provided on the radiation source
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    • 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
    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles

Definitions

  • the invention relates to a direct printing device for printing a container with a UV lighting device and to a method for curing one or more printing colors of a direct print on a container.
  • the containers can be made of any materials, in particular, for example, glass, pulp or plastic, or can comprise one or more of the materials.
  • Direct printing devices are used for this, which include a printing station with one or more print heads. After printing on the containers, the printing ink must harden. Curing typically occurs through radiation, particularly UV radiation.
  • UV LEDs that emit at a defined wavelength
  • this defined wavelength severely limits the choice of substrates and printing materials, as they all have to be curable using the defined wavelength.
  • photoinitiators that are suitable for direct printing of containers, especially food or beverages, and are curable at different wavelengths. The absorption maximum of each photoinitiator defines the specific wavelength at which it is excited.
  • the invention is based on the object of specifying an improved and in particular more flexible direct printing device and method for curing one or more printing colors of a direct print on a container.
  • the object is achieved by a direct printing device according to claim 1 and a method for curing one or more printing inks according to claim 12. Further embodiments are set out in the dependent claims.
  • the direct printing device comprises a printing station with one or more print heads for printing the container with one or more printing inks.
  • each print head can be designed to apply a separate printing ink, with a primer or a varnish or varnish coating, which can be applied using the direct printing process, also being considered a printing ink in this context.
  • the direct printing device comprises a curing station for curing the one or more printing inks with a UV lighting device.
  • the UV lighting device includes one or more UV LEDs for generating the light of the UV lighting device.
  • the UV lighting device can emit UV light at variable wavelengths. It can therefore be particularly suitable for curing colors with different photoinitiators or for various curing applications, such as pinning or curing.
  • the UV lighting device can in particular be a UV lighting unit which comprises an, in particular two-dimensional, arrangement of UV LEDs.
  • the arrangement can be on a flat or curved route (line) or on a flat or curved plane.
  • the UV lighting device can be arranged in or include a tunnel or roundel, in particular in order to shield the light from the UV LEDs from the environment and, for example, to direct the light specifically to the containers in the tunnel or in the interior direction or within the roundel .
  • a UV lighting device that includes a tunnel or is designed as such can include one or more UV LEDs that are arranged laterally on the tunnel wall, in particular on opposite sides of the tunnel wall. This means that the containers in the tunnel can be irradiated from the side, in particular on both sides. At the same time, the tunnel can absorb a large proportion of UV light, reducing the risk of exposure to UV light.
  • Containers can advantageously be moved through the tunnel, for example by a transport device, in particular a rotatable transport device such as a turntable, and thus be irradiated with UV light from all sides.
  • a transport device in particular a rotatable transport device such as a turntable
  • the transport device can, but does not have to, be included in the direct printing device.
  • the UV LEDs can be controlled individually, in groups or as a unit.
  • the lighting device may include one or more first UV LEDs that can emit UV light at a first wavelength and one or more second UV LEDs that can emit UV light at a second wavelength different from the first wavelength.
  • one or more additional UV LEDs with one or more additional wavelengths, in particular different from the previous wavelengths can also be included.
  • the different wavelengths that can be included in a lighting device include, in particular, wavelengths from the UV-A, UV-B and UV-C range. This means that different steps, such as hardening of different photoinitiators or pinning and subsequent hardening or similar, can be carried out with the different wavelengths.
  • the first and/or second and optionally further UV LEDs can each be designed as individual UV LEDs, in particular individually controllable and/or individually replaceable. Alternatively or additionally, several UV LEDs with the same wavelength can be controlled as a group or all UV LEDs with the same wavelength can be controlled as a unit. Alternatively or additionally, UV LEDs of different wavelengths can be controlled as a group or simultaneously.
  • the UV LEDs with different wavelengths can be controlled separately from each other. Such separate controllability of the UV LEDs can enable only UV light of the currently required wavelength(s) to be emitted.
  • the UV lighting device can therefore work very energy-efficiently.
  • the first UV LEDs which can emit UV light at a first wavelength
  • second UV LEDs which can emit UV light at a first wavelength different from the second wavelength
  • optionally further UV LEDs which can emit UV light at one or more further wavelengths
  • the first UV LEDs can be in a first module
  • the second UV LEDs can optionally be in a second module
  • the optionally further UV LEDs can each optionally be in a further module of the specific further module Be arranged wavelength.
  • Each module may include one or more connectors with which it may be connected to other parts of the lighting device.
  • Such a modular structure of the lighting device can be advantageous because it can also enable a modular replacement of damaged modules.
  • the UV LEDs of a module can be switched together or in groups or individually.
  • the UV lighting device can include one or more tunable UV LEDs.
  • it can only comprise tunable UV LEDs for generating the UV light or one or more tunable UV LEDs and additionally one or more further UV LEDs, which in particular can emit UV light at one or more wavelengths, which are in particular due to the tunable UV LED(s) cannot be reached.
  • the one or more tunable UV LEDs can, for example, be electronically controllable. For example, in particular depending on the power applied, they can emit UV light at two or more wavelengths that are more than 5 nm, in particular more than 10 nm, for example more than 15 nm apart from each other.
  • the tunable UV LEDs can be controlled individually or together or in groups.
  • the UV lighting device can be controllable so that it can emit light at different wavelengths at the same time.
  • several UV LEDs each of which emits light of one wavelength
  • several UV LEDs with different wavelengths can emit UV light at the same time.
  • tunable UV LEDs these can in particular be controlled independently of one another, so that different tunable UV LEDs simultaneously emit UV light of different wavelengths.
  • the UV lighting device can alternatively or additionally be controllable so that it can emit UV light at different wavelengths one after the other.
  • UV LEDs with different wavelengths, each of which emit light of one wavelength can be controlled separately from one another, so that they emit UV light one after the other and/or tunable UV LEDs can be controlled in such a way that they emit UV light at different wavelengths one after the other radiate.
  • the power of the UV lighting device can be controllable.
  • individual UV LEDs or groups of UV LEDs and/or modules of UV LEDs can be switched on and off so that the desired power can be generated, optionally at a desired wavelength.
  • the power for individual UV LEDs, groups of UV LEDs and/or modules of UV LEDs can be controllable, in particular adjustable between a minimum and a maximum value. This allows the desired light output to be adjusted to the containers so that the necessary curing is achieved while minimizing the energy required for this.
  • the powers of the UV lighting device can be adjustable at a first wavelength and a second wavelength different from the first wavelength, in particular independently of one another. This can make it possible to regulate the curing of individual colors, particularly when using colors with different photoinitiators.
  • the power or powers at one or more additional wavelengths can be adjustable independently of the previous powers at other wavelengths.
  • the curing station can in particular include one or more sensors for checking the cured print.
  • This one or more sensors can in particular include one or more optical sensors, in particular in one or more cameras. With a sensor included in a camera, in particular an optical image of the printed image can be recorded.
  • one or more sensors can be used as sensors for measuring the scratch resistance of the printed image, for example by measurement a hardness of the printed image.
  • the scratch resistance of the printed image can be determined using a, in particular optical, sensor, for example in a camera, for example by scratching on the printed image and subsequent, in particular optical, measurement as to whether a visible scratch can be seen on the printed image, and thus the hardened print can be checked.
  • the one or more sensors can in particular detect the print image of the cured print;
  • the captured print image can then be analyzed, for example for image sharpness, color depth, and the like.
  • the curing station may further include a controller configured to analyze the cured print using the one or more sensors for checking the cured pressure, and based on the analysis, one or more parameters of the UV lighting device, such as Power(s) at one or more wavelengths to be readjusted.
  • the analysis can include an analysis of a captured print image for image sharpness, color depth and/or the like.
  • the print in particular the printed image, can be optimized by setting optimal curing parameters, e.g. the power of the wavelength during pinning and/or the power of the wavelength during the final curing and/or the power at the wavelength for a specific photoinitiator.
  • the power can be in particular for a specific part or area of the UV lighting device, for example less than 50%, for example less than 25%, in particular less than 10% of the UV LEDs included in the UV lighting device and/or an area of less than 50%, for example less than 25%, in particular less than 10% of the area of the UV lighting device. This means that problem areas of the printed image in particular can be specifically remedied.
  • the control can, for example, include a control loop or an artificial intelligence that continuously analyzes the cured print and, based on the analysis, readjusts one or more parameters of the UV lighting device. This means, for example, that an automated exit check can take place and, in particular, full automation can be made possible.
  • the device can further include sensors, in particular in the curing station, which can detect the intensity and/or the light spectrum and/or the wavelengths of the UV LEDs that are currently switched on.
  • the device can include sensors that measure environmental parameters such as temperature, air pressure, and/or humidity, which have an influence can have on the curing of printing inks. One, several or all of these values can also be taken into account by the control, in particular when readjusting one or more parameters of the UV lighting device.
  • the invention further comprises a method for curing one or more printing inks of a direct print on a container using a lighting device for curing printing ink of a direct print on a container using one or more UV LEDs, wherein the UV lighting device when curing the one or more printing inks emits UV light at several wavelengths.
  • the method can in particular be carried out in a previously described direct printing device. It may further use a UV lighting device as described above, which can emit UV light at variable wavelengths.
  • the method can include one or more of the steps described above, which were described above in connection with the UV lighting device as being able to be carried out by the device, in particular control steps of the UV LEDs in the lighting device as described above as being controllable and control steps of the Lighting device, as well as steps that were carried out by the control and/or described in relation to the control, in particular the steps of readjusting the parameters of the UV lighting device, for example based on an analysis of the pressure.
  • two or more printing inks with two or more different photoinitiators can be used in the method (and also in the device described above).
  • a first and a second (and optionally one or more further) photoinitiators can be activated in particular by two (optionally three or more) wavelengths, with the absorption maxima of the photoinitiators being at least 5 nm, for example at least 10 nm, in particular 30 nm up to 50 nm.
  • the natural tailing can be taken into account so that the absorption spectrum of one photoinitiator does not fall too strongly into the absorption spectrum of the second photoinitiator.
  • the different photoinitiators can be cured using different wavelengths, for example with a device described above.
  • the wavelengths for activating two (or more) photoinitiators can be different enough, in particular for example more than 2 nm, for example more than 10 nm, in particular more than 15 nm apart, one color is cured with a first photoinitiator, while another (in particular another already applied) color is cured with a photoinitiator UV radiation is not cured.
  • selective curing of different printing inks and/or readjustment of the parameters of the UV lighting device can be carried out specifically for a printing ink or a photoinitiator.
  • UV LEDs that emit in a wavelength range of 100 nm to 400 nm can be used in the device and in the method.
  • Typical surface output of UV-LED lamps when used in direct printing processes can be between 0.1 W/cm 2 and 30 W/cm 2 .
  • Typical surface powers of a UV lighting device as can be used in a previously described device and a previously described method, can be between 0.1 W/cm 2 and 6 W/cm 2 .
  • the UV lighting device shown includes, for example, 12 UV LEDs, of which six UV LEDs 2 emit UV light of a first wavelength and six UV LEDs 3 emit UV light of a second wavelength.
  • the UV LEDs which emit light of different wavelengths, are drawn in different sizes. However, that doesn't have to be the case.
  • UV LEDs of different wavelengths are arranged next to each other, and these pairs of UV LEDs are arranged in a regular two-dimensional grid.
  • such UV-LED pairs arranged next to one another can also be arranged in an irregular one- or two-dimensional grid.
  • such a UV lighting device may also include more or fewer than 12 UV LEDs and/or the number of first and second wavelength UV LEDs may be unequal. Furthermore, further UV LEDs, for example with a third or even further wavelengths, can also be included (not shown).
  • the exemplary UV LEDs 2, 3 are mounted in a two-dimensional arrangement. In the example shown, these are arranged on a flat surface. In other examples, the UV LEDs can also be arranged on curved two-dimensional surfaces, or on a straight or curved one-dimensional line.
  • Figure 1b shows a further exemplary UV lighting device 4, in which UV LEDs of the first wavelength are arranged in a first module 5 and UV LEDs of the second wavelength are arranged in a second module 6.
  • the arrangement of the individual UV LEDs in the modules is only an example; they can also be arranged differently.
  • module 5 is surrounded by module 6.
  • the modules may have a different shape and/or be arranged next to each other.
  • further modules with UV LEDs of first, second or third and/or further wavelengths can optionally be included (not shown).
  • FIG 2 shows an exemplary direct printing device 7, in which the UV lighting device comprises a tunnel 8, in particular is designed as a tunnel 8.
  • the tunnel 8 is arranged along a straight line.
  • a tunnel may also be arranged along a curved route (not shown).
  • the one or more UV LEDs can be arranged inside on the wall of the tunnel, in particular on a side wall of the tunnel.
  • several UV LEDs can be arranged on opposite walls of the tunnel 8 so that they can irradiate containers in the tunnel with UV light from two sides.
  • the UV LEDs can be arranged on the inner wall along the direction of travel through the tunnel. This can be particularly advantageous if the containers are transported in a rotatable manner in the tunnel, because this allows the direct printing to be irradiated from all sides.
  • containers 10a, 10b, 10c are transported in the direction of the tunnel 8.
  • the container 10a is printed at the position of the print head 9 by the print head 9 and then moved, for example on a means of transport such as a turntable, through the tunnel 8 of the UV lighting device.
  • a means of transport such as a turntable
  • more than one printhead 9 can be provided at the beginning of the tunnel, with the additional printhead(s) optionally being able to print the same or a different color than a first printhead 9 at the beginning of the tunnel on the container.
  • the one or more UV LEDs 11 of the lighting device can be arranged in the tunnel 8 (in this example, only one UV LED 11 is visible at the beginning of the tunnel). At the same time, a large part of the UV light can be prevented from escaping through the tunnel wall, so that the UV light does not endanger anyone.
  • a direct printing device can also include more than one such tunnel with one or more print heads at the beginning of the tunnel (not shown).
  • the UV LEDs may be or include tunable UV LEDs.
  • UV LEDs of at least two different wavelengths can be arranged in the tunnel, which can optionally be switched separately from one another, in particular independently of one another.
  • FIG. 3 shows a direct printing device 12, in which the UV lighting device 13 is designed as part of a roundel.
  • the roundel can in particular follow the shape of a transport carousel 14 or a similar container transporter.
  • UV LEDs 15 are optionally attached to the rondel so that they shine towards the center of the rondell and the rondell is closed to such an extent that light from the UV LEDs 15 is shielded by the rondell and does not end up outside the rondell . In particular, this can reduce the probability that UV light will fall on an operator and endanger them.
  • the direct printing device 12 is designed such that a plurality of print heads 16 are arranged along part of the roundel.
  • the containers 17 can be moved past the print heads 16 on a transporter, which is designed here as a transport carousel 14, and thereby be printed.
  • the transporter can, but does not have to, be included in the direct printing device.
  • the containers can, for example, be rotatable on the conveyor, for example on turntables, movable so that they can be printed from all sides.
  • the printed containers can then be irradiated with UV light by the UV lighting device of the roundel 13 so that the printing ink hardens.
  • the irradiation can be carried out using UV LEDs with several wavelengths at the same time or only with one wavelength at the same time.
  • the device can be controlled so that a specific color is printed per print head.
  • the device can be controllable, in particular controlled in such a way that a container is printed by a print head; and then the applied ink is cured in the UV lighting device, in particular with the wavelength suitable for the ink printed with the print head.
  • the UV lighting device can be controlled so that it emits UV light of the corresponding wavelength, in particular only UV light of the corresponding wavelength.
  • These steps can then be repeated with a next print head, for example in a next cycle around the transporter.
  • These steps of printing and curing the respective color optionally with control of the UV lighting device so that it irradiates the container with the wavelength suitable for the respective print head, can be repeated for each color to be applied.
  • the container can first be printed with several printing colors and then the colors can be cured by the lighting device, in particular with one or more wavelengths that are suitable for curing the colors.
  • a sensor for checking the cured print can be arranged after the UV lighting device (in the direction of travel of the container) (not shown). Using the sensor, a controller can analyze the cured pressure and, based on the analysis, readjust one or more parameters of the UV lighting device.
  • the print can be analyzed by color. In particular, if different photoinitiators are used for different colors, the printed image can then be improved by regulating the power of the UV lighting device, in particular the power at the wavelength required for the respective photoinitiator of the analyzed color.
  • Figure 4 shows a further direct printing device 18, which includes a plurality of print heads 19a, b, c, d and a plurality of lighting devices 20a, 20b, 20c, 20d.
  • the lighting devices 20a, 20b, 20c, 20d are each arranged behind the print heads 19a, 19b, 19c, 19d (in the direction of travel of the containers).
  • more than one print head can be included in front of each lighting device 20a, 20b, 20c, 20d (not shown).
  • the direct printing device may include more or less than 4 lighting devices, and one or more print heads (not shown) for each of the lighting devices.
  • one, several or all lighting devices 20a, 20b, 20c, 20d can emit UV light at variable wavelengths.
  • Such an arrangement of the printing device allows the colors to be applied one after the other and to be cured with a wavelength suitable for the applied color before the next color is applied.
  • the specified device also allows different printing materials to be used in different printing processes without having to use other lighting devices.
  • a transporter shown as an example as a transport carousel 21, can be transported in such a way that it is printed on each print head with an ink, which is then hardened by the following lighting devices, in particular with the wavelength suitable for the ink. By curing each color before the next color is applied, the print image can be improved.
  • the transporter can, but does not have to, be included in the direct printing device.
  • a sensor 22a, 22b, 22c, 22d can be arranged (in the direction of travel of the container) between the lighting device and the subsequent next printing device for checking the hardened print;
  • the cured print can therefore be analyzed individually for each printing ink and, based on the analysis, one or more parameters of the previous UV lighting device can be readjusted.
  • the four sensors shown as an example for checking the cured pressure instead of the four sensors shown as an example for checking the cured pressure, only one or more, but not all, of the sensors shown can be included, in particular only sensor 22d can be included. If a separate sensor is not included for each applied color, the analysis of the print can in particular include analyzing the printed image separately according to printing colors and also analyzing which of the UV lighting devices needs to be readjusted and then readjusting them.

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Abstract

Direktdruckvorrichtung zum Bedrucken eines Behälters, umfassend eine Druckstation mit einem oder mehreren Druckköpfen zum Bedrucken des Behälters mit einer oder mehreren Druckfarben; eine Aushärtestation zum Aushärten der einen oder mehreren Druckfarben mit einer UV-Leuchtvorrichtung zum Aushärten von Druckfarbe eines Direktdrucks auf einem Behälter unter Verwendung von einer oder mehreren UV-LEDs, gekennzeichnet dadurch, dass die UV-Leuchtvorrichtung UV-Licht bei variablen Wellenlängen ausstrahlen kann.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Direktdruckvorrichtung zum Bedrucken eines Behälters mit einer UV-Leuchtvorrichtung und auf ein Verfahren zum Aushärten von einer oder mehreren Druckfarben eines Direktdrucks auf einem Behälter.
  • Es ist bekannt, Behälter für Produkte, insbesondere Lebensmittel, Getränke oder Kosmetika, direkt zu bedrucken anstatt sie zu etikettieren. Die Behälter können aus beliebigen Materialien, insbesondere beispielsweise aus Glas, Pulpe oder Kunststoff, sein oder eines oder mehrere der Materialien umfassen. Dafür werden Direktdruckvorrichtungen verwendet, die eine Druckstation mit einem oder mehreren Druckköpfen umfassen. Nach dem Bedrucken der Behälter muss die Druckfarbe aushärten. Das Aushärten erfolgt typischerweise durch Strahlung, insbesondere UV-Strahlung.
  • Bekanntermaßen können hierfür zweidimensionale Anordnungen von UV-LEDs zum Einsatz kommen, die bei einer definierten Wellenlänge emittieren. Durch diese definierte Wellenlänge ist man jedoch in der Wahl der Substrate und Druckmaterialien stark limitiert, da sie alle durch die definierte Wellenlänge aushärtbar sein müssen. Es gibt jedoch eine Vielzahl von verschiedenen, für einen Direktdruck von Behältern, insbesondere Lebensmitteln oder Getränken, geeigneten Photoinitiatoren, die bei verschiedenen Wellenlängen aushärtbar sind. Das Absorptionsmaximum eines jeden Photoinitiators definiert die spezifische Wellenlänge mit der er angeregt wird.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und insbesondere flexiblere Direktdruckvorrichtung und Verfahren zum Aushärten von einem oder mehreren Druckfarben eines Direktdrucks auf einem Behälter anzugeben.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Direktdruckvorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Aushärten von einer oder mehreren Druckfarben nach Anspruch 12. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
  • Die Direktdruckvorrichtung umfasst eine Druckstation mit einem oder mehreren Druckköpfen zum Bedrucken des Behälters mit einer oder mehreren Druckfarben. Insbesondere kann jeder Drucckopf dafür ausgebildet sein, eine separate Druckfarbe aufzubringen, wobei eine Grundierung oder ein Lack bzw. Lacküberzug, die im Direktdruckverfahren aufgebracht werden können, in diesem Zusammenhang ebenfalls als Druckfarbe betrachtet werden.
  • Des Weiteren umfasst die Direktdruckvorrichtung eine Aushärtestation zum Aushärten der einen oder mehreren Druckfarben mit einer UV-Leuchtvorrichtung. Die UV-Leuchtvorrichtung umfasst eine oder mehrere UV-LEDs zum Erzeugen des Lichts der UV-Leuchtvorrichtung. Die UV-Leuchtvorrichtung kann UV-Licht bei variablen Wellenlängen ausstrahlen. Sie kann somit insbesondere dafür geeignet sein, Farben mit verschiedenen Photoinitiatoren auszuhärten oder für verschiedene Anwendungen beim Härten, z.B. Pinning oder Aushärten, eingesetzt zu werden.
  • Die UV-Leuchtvorrichtung kann insbesondere eine UV-Leuchteinheit sein, die eine, insbesondere zweidimensionale, Anordnung von UV-LEDs umfasst. Die Anordnung kann auf einer flachen oder gekrümmten Strecke (Linie) oder einer flachen oder gekrümmten Ebene liegen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die UV-Leuchtvorrichtung in einem Tunnel oder Rondell angeordnet sein oder diesen umfassen, insbesondere um das Licht der UV-LEDs gegenüber der Umwelt abzuschirmen und beispielsweise das Licht gezielt auf die Behälter im Tunnel oder in Innenrichtung oder innerhalb des Rondells zu führen.
  • Insbesondere kann eine UV-Leuchtvorrichtung, die einen Tunnel umfasst oder als solcher ausgebildet ist, eine oder mehr UV-LEDs umfassen, die seitlich an der Tunnelwand, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten der Tunnelwand, angeordnet sind. Somit kann eine seitliche, insbesondere beidseitige, Bestrahlung der Behälter im Tunnel erfolgen. Gleichzeitig kann der Tunnel einen großen Teil des UV-Lichts absorbieren, so dass das Risiko von einer Gefährdung durch UV-Licht reduziert wird.
  • Vorteilhafterweise können Behälter, beispielsweise durch eine Transportvorrichtung, insbesondere einer drehbaren Transportvorrichtung wie einem Drehteller, durch den Tunnel bewegt werden und somit von allen Seiten mit UV-Licht bestrahlt werden. Die Transportvorrichtung kann, muss aber nicht, von der Direktdruckvorrichtung umfasst sein.
  • In einer Leuchtvorrichtung, die mehrere UV-LEDs umfasst, können die UV-LEDs einzeln, in Gruppen oder als Einheit ansteuerbar sein.
  • Die Leuchtvorrichtung kann eine oder mehr erste UV-LEDs umfassen, die UV-Licht bei einer ersten Wellenlänge ausstrahlen können und eine oder mehr zweite UV-LEDs, die UV-Licht bei einer zweiten, von der ersten Wellenlänge verschiedenen Wellenlänge ausstrahlen können. Optional können auch noch ein oder mehr weitere UV-LEDs mit einer oder mehr weiteren, insbesondere von den vorherigen Wellenlängen verschiedenen, Wellenlängen umfasst sein. Die verschiedenen Wellenlängen, die bei einer Leuchtvorrichtung umfasst sein können, umfassen insbesondere Wellenlängen aus dem UV-A, UV-B und UV-C Bereich. Somit können mit den verschiedenen Wellenlängen verschieden Schritte, z.B. Härten von verschiedenen Photoinitiatoren oder Pinning und anschließende Härtung oder ähnliches durchgeführt werden.
  • Die erste(n) und/oder zweite(n) und optional weitere(n) UV-LEDs können jeweils als Einzel-UV-LEDs ausgebildet sein, insbesondere jeweils einzeln ansteuerbar und/oder einzeln austauschbar sein. Alternativ oder zusätzlich können jeweils mehrere UV-LEDs mit gleicher Wellenlänge als Gruppe oder alle UV-LEDs mit gleicher Wellenlänge als Einheit ansteuerbar sein. Alternativ oder zusätzlich können UV-LEDs verschiedener Wellenlänge als Gruppe oder gleichzeitig ansteuerbar sein.
  • Die UV-LEDs mit unterschiedlichen Wellenlängen können getrennt voneinander ansteuerbar sein. Eine solche separate Ansteuerbarkeit der UV-LEDs kann ermöglichen, dass jeweils nur UV-Licht der gerade benötigten Wellenlänge(n) ausgestrahlt wird. Somit kann die UV-Leuchtvorrichtung sehr energieeffizient arbeiten.
  • Bei einer Leuchtvorrichtung, die erste UV-LEDs, die UV-Licht bei einer ersten Wellenlänge, und zweite UV-LEDs, die UV-Licht bei einer ersten, von der zweiten Wellenlänge verschiedenen Wellenlänge ausstrahlen können, und optional noch weitere UV-LEDs, die UV-Licht bei einer oder mehr weiteren Wellenlängen ausstrahlen können, können die ersten UV-LEDs in einem ersten Modul, die zweiten UV-LEDs optional in einem zweiten Modul und die optional weiteren UV-LEDs jeweils optional in einem weiteren Modul der bestimmten weiteren Wellenlänge angeordnet sein. Jedes Modul kann einen oder mehrere Anschlüsse umfassen, mit denen es mit anderen Teilen der Leuchtvorrichtung verbunden sein kann. Ein solcher modularer Aufbau der Leuchtvorrichtung kann vorteilhaft sein, weil es auch einen modularen Ersatz von beschädigten Modulen ermöglichen kann. Die UV-LEDs eines Moduls können gemeinsam oder in Gruppen oder einzeln schaltbar sein.
  • Die UV-Leuchtvorrichtung kann eine oder mehrere durchstimmbare UV-LEDs umfassen. Sie kann insbesondere nur durchstimmbare UV-LEDs zur Erzeugung des UV-Lichts umfassen oder eine oder mehrere durchstimmbare UV-LEDs und zusätzlich eine oder mehrere weitere UV-LEDs, die insbesondere UV-Licht bei einer oder mehreren Wellenlängen ausstrahlen können, die insbesondere durch die durchstimmbare(n) UV-LED(s) nicht erreichbar sind.
  • Die eine oder mehreren durchstimmbaren UV-LEDs können beispielsweise elektronisch steuerbar sein. Beispielsweise können sie, insbesondere abhängig von der angelegten Leistung, bei zwei oder mehr Wellenlängen UV-Licht ausstrahlen, die mehr als 5 nm, insbesondere mehr als 10 nm, beispielsweise mehr als 15 nm voneinander entfernt sind.
  • Bei einer UV-Leuchtvorrichtung mit mehr als einer durchstimmbaren UV-LED können die durchstimmbaren UV-LEDs einzeln oder gemeinsam oder in Gruppen ansteuerbar sein.
  • Die UV-Leuchtvorrichtung kann so steuerbar sein, dass sie Licht bei verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig ausstrahlen kann. Bei mehreren UV-LEDs, die jeweils Licht einer Wellenlänge ausstrahlen, können somit mehrere UV-LEDs mit verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig UV-Licht ausstrahlen. Bei durchstimmbaren UV-LEDs können diese insbesondere voneinander unabhängig ansteuerbar sein, so dass verschiedene durchstimmbare UV-LEDs gleichzeitig UV-Licht verschiedener Wellenlänge ausstrahlen.
  • Die UV-Leuchtvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich so steuerbar sein, dass sie UV-Licht bei verschiedenen Wellenlängen nacheinander ausstrahlen kann. Insbesondere können somit UV-LEDs mit verschiedenen Wellenlängen, die jeweils Licht einer Wellenlänge ausstrahlen, getrennt voneinander ansteuerbar sein, so dass sie nacheinander UV-Licht ausstrahlen und/oder durchstimmbare UV-LEDs so ansteuerbar sein, dass diese UV-Licht bei verschiedenen Wellenlängen nacheinander ausstrahlen.
  • Die Leistung der UV-Leuchtvorrichtung kann steuerbar sein. Insbesondere können einzelne UV-LEDs oder Gruppen von UV-LEDs und/oder Module von UV-LEDs zu und abschaltbar sein, so dass seine gewünschte Leistung, optional bei einer gewünschten Wellenlänge, erzeugt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann für einzelne UV-LEDs, Gruppen von UV-LEDs und/oder Module von UV-LEDs jeweils die Leistung steuerbar sein, insbesondere zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert einstellbar sein. Damit kann die gewünschte Lichtleistung auf die Behälter so eingestellt werden, dass die notwendige Härtung unter Minimierung der dafür notwendigen Energie erreicht wird.
  • Optional können die Leistungen der UV-Leuchtvorrichtung bei einer ersten Wellenlänge und einer zweiten, von der ersten Wellenlänge verschiedenen, Wellenlänge, insbesondere unabhängig voneinander, einstellbar sein. Dies kann insbesondere bei der Verwendung von Farben mit verschiedenen Photoinitiatoren eine Regelung der Härtung einzelner Farben ermöglichen. Optional kann die Leistung bzw. können die Leistungen bei einer oder mehreren weiteren Wellenlänge unabhängig von den vorhergehenden Leistungen bei anderen Wellenlängen einstellbar sein.
  • Die Aushärtestation kann insbesondere einen oder mehrere Sensoren zum Überprüfen des ausgehärteten Drucks umfassen. Dieser eine oder die mehreren Sensoren kann/können insbesondere einen oder mehrere optische Sensoren, insbesondere in einer oder mehreren Kameras, umfassen. Bei einem in einer Kamera umfassten Sensor kann insbesondere ein optisches Bild des Druckbildes aufgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein oder mehrere Sensoren als Sensoren zur Messung der Kratzfestigkeit des Druckbildes, beispielsweise durch Messung einer Härte des Druckbildes, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Kratzfestigkeit des Druckbildes unter Verwendung von einem, insbesondere optischen, Sensor, z.B. in einer Kamera, bestimmt werden, beispielsweise durch Kratzen auf Druckbild und anschließender, insbesondere optischer, Messung, ob ein sichtbarer Kratzer auf dem Druckbild zu sehen ist, und somit der ausgehärtete Druck überprüft werden.
  • Der eine oder mehrere Sensoren können insbesondere das Druckbild des ausgehärteten Drucks erfassen; optional kann das erfasste Druckbild dann, z.B. auf Bildschärfe, Farbtiefe, und ähnliches, analysiert werden.
  • Die Aushärtestation kann des Weiteren eine Steuerung umfassen, die dazu ausgebildet ist, unter Verwendung des einen oder mehreren Sensoren zum Überprüfen des ausgehärteten Drucks den ausgehärteten Druck zu analysieren, und basierend auf der Analyse, einen oder mehrere Parameter der UV-Leuchtvorrichtung, wie beispielsweise die Leistung(en) bei einer oder mehreren Wellenlängen, nachzuregeln. Beispielsweise kann die Analyse eine Analyse eines erfassten Druckbildes auf Bildschärfe, Farbtiefe und/oder ähnliches umfassen. So kann der Druck, insbesondere das Druckbild, durch Einstellen von optimalen Aushärteparameter, z.B. der Leistung der Wellenlänge beim Pinning und/oder der Leistung der Wellenlänge bei der finalen Aushärtung und/oder der Leistung bei der Wellenlänge für einen bestimmten Photoinitiator, optimiert werden.
  • Die Leistung kann insbesondere für einen bestimmten Teil oder Bereich der UV-Leuchtvorrichtung, z.B. von weniger als 50%, beispielsweise weniger als 25%, insbesondere weniger als 10% der von der UV-Leuchtvorrichtung umfassten UV-LEDs und/oder einer Fläche von weniger als 50%, beispielsweise weniger als 25%, insbesondere von weniger als 10% der Fläche der UV-Leuchtvorrichtung geregelt werden. Somit können insbesondere Problem-Bereiche des Druckbilds gezielt behoben werden.
  • Die Steuerung kann beispielsweise einen Regelkreis oder eine künstliche Intelligenz umfassen, der bzw. die kontinuierlich den ausgehärteten Druck analysiert und, basieren auf der Analyse, einen oder mehrere Parameter der UV-Leuchtvorrichtung nachregelt. Somit kann beispielsweise eine automatisierte Ausgangskontrolle stattfinden, und insbesondere eine Voll-Automatisierung ermöglicht werden.
  • Die Vorrichtung kann des weiteren Sensoren, insbesondere in der Aushärtestation, umfassen, die die Intensität und/oder das Lichtspektrum und/oder die Wellenlängen der momentan angeschalteten UV-LEDs erfassen können. Zudem kann die Vorrichtung Sensoren umfassen, die Umgebungsparameter wie Temperatur, Luftdruck, und/oder Feuchtigkeit messen, die einen Einfluss auf die Aushärtung von Druckfarben haben können. Einer, mehrere oder alle dieser Werte können ebenfalls von der Steuerung berücksichtigt werden, insbesondere bei einer Nachregelung von einem oder mehreren Parametern der UV-Leuchtvorrichtung.
  • Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zum Aushärten von einer oder mehreren Druckfarben eines Direktdrucks auf einem Behälter unter Verwendung einer Leuchtvorrichtung zum Aushärten von Druckfarbe eines Direktdrucks auf einem Behälter unter Verwendung von einer oder mehreren UV-LEDs, wobei die UV-Leuchtvorrichtung beim Aushärten der einen oder mehreren Druckfarben UV-Licht bei mehreren Wellenlängen ausstrahlt. Das Verfahren kann insbesondere in einer zuvor beschriebenen Direktdruckvorrichtung durchgeführt werden. Es kann des Weiteren eine UV-Leuchtvorrichtung wie oben beschrieben verwenden, die UV-Licht bei variable Wellenlängen ausstrahlen kann.
  • Des Weiteren kann das Verfahren einen oder mehrere der oben beschriebenen Schritte umfassen, die im Zusammenhang mit der UV-Leuchtvorrichtung oben als von der Vorrichtung durchführbar beschrieben wurden, insbesondere Ansteuerschritte der UV-LEDs in der Leuchtvorrichtung wie sie oben als ansteuerbar beschrieben wurden und Ansteuerschritte der Leuchtvorrichtung, sowie Schritte, die von der Steuerung durchgeführt und/oder in Bezug auf die Steuerung beschrieben wurden, insbesondere die Schritte der Nachregelung der Parameter der UV-Leuchtvorrichtung, beispielsweise basierend auf einer Analyse des Drucks.
  • Beim Verfahren (und auch in der oben beschriebenen Vorrichtung) können insbesondere zwei oder mehr Druckfarben mit zwei oder mehr unterschiedlichen Photoinitiatoren zur Anwendung kommen. Hierbei können ein erster und ein zweiter (und optional ein oder mehrere weitere) Photoinitiatoren insbesondere durch zwei (optional drei oder mehr) Wellenlängen aktivierbar sein, wobei die Absorptionsmaxima der Photoinitiatoren sich mindestens um 5 nm, z.B. um mindestens 10 nm, insbesondere um 30 nm bis 50 nm, unterscheiden können. Dabei kann insbesondere das natürliche Tailing beachtet werden, so dass das Absorptionsspektrum eines Photoinitators nicht zu stark in das Absorptionsspektrum des zweiten Photoinitiatoren fällt. Damit können die verschiedenen Photoinitiatoren durch verschiedene Wellenlängen, beispielsweise mit einer oben beschriebenen Vorrichtung, ausgehärtet werden. Insbesondere kann, bei der Verwendung von Photoinitiatoren, welche bei nur einer konkreten Wellenlänge absorbieren, die Wellenlängen zur Aktivierung von zwei (oder mehr) Photoinitiatoren verschieden genug sind, also insbesondere beispielsweise mehr als 2 nm, z.B. mehr als 10 nm, insbesondere mehr als 15 nm voneinander entfernt liegen, eine Farbe mit einem ersten Photoinitiator ausgehärtet werden, während eine andere (insbesondere eine andere schon aufgebrachte) Farbe mit einem Photoinitiator durch die UV-Strahlung nicht ausgehärtet wird. Somit kann insbesondere eine selektive Härtung verschiedener Druckfarben und/oder eine Nachregelung der Parameter der UV-Leuchtvorrichtung jeweils gezielt für eine Druckfarbe oder einen Photoinitiator erfolgen.
  • Beispielhaft können in der Vorrichtung und im Verfahren UV-LEDs Einsatz finden, die in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 400 nm ausstrahlen.
  • Typische Flächenleistungen von UV-LED Strahlern beim Einsatz im Direktdruckverfahren können zwischen 0,1 W/cm2 und 30 W/cm2 liegen. Typische Flächenleistungen einer UV-Leuchtvorrichtung, wie sie in einer zuvor beschriebenen Vorrichtung und einem zuvor beschriebenen Verfahren verwendet werden können, können zwischen 0,1 W/cm2 und 6 W/cm2 liegen.
  • Weitere Aspekte der Erfindung sind in den folgenden, nicht maßstabsgetreuen Figuren beschrieben. Hierbei zeigen
    • Figuren 1a und 1b beispielhafte UV-Leuchtvorrichtungen mit UV-LEDs erster und zweiter Wellenlänge,
    • Fig. 2 eine Direktdruckvorrichtung mit einer UV-Leuchtvorrichtung mit einem Tunnel,
    • Fig. 3 eine Direktdruckvorrichtung mit einer UV-Leuchtvorrichtung mit einem Rondell,
    • Fig. 4 eine Direktdruckvorrichtung mit einer UV-Leuchtvorrichtung mit einem Rondell.
  • In Figur 1a ist eine beispielhafte UV-Leuchtvorrichtung 1 gezeigt. Die gezeigte UV-Leuchtvorrichtung umfasst beispielhaft 12 UV-LEDs, von denen sechs UV-LEDs 2 UV-Licht einer ersten Wellenlänge und sechs UV-LEDs 3 UV-Licht einer zweiten Wellenlänge ausstrahlen. Zur besseren Erkennbarkeit sind die UV-LEDs, die Licht verschiedener Wellenlänge ausstrahlen, hier verschieden groß gezeichnet. Das muss jedoch nicht der Fall sein.
  • Im gezeigten Beispiel sind jeweils zwei UV-LEDs verschiedener Wellenlänge nebeneinander angeordnet, und diese Paare von UV-LEDs sind in einem regelmäßigen zweidimensionalen Raster angeordnet. In anderen Ausführungsformen können solche nebeneinander angeordneten UV-LED-Paare auch in einem unregelmäßigen ein- oder zweidimensionalen Raster angeordnet sein.
  • In anderen Beispielen (hier nicht gezeigt), kann eine solche UV-Leuchtvorrichtung auch mehr oder weniger als 12 UV-LEDs umfassen und/oder die Anzahl der UV-LEDs erster und zweiter Wellenlänge können ungleich sein. Des Weiteren können zusätzlich weitere UV-LEDs, z.B. mit einer dritten oder noch weiteren Wellenlängen umfasst sein (nicht gezeigt).
  • Die beispielhaften UV-LEDs 2, 3 sind in einer zweidimensionalen Anordnung angebracht. In dem gezeigten Beispiel sind diese auf einer ebenen Fläche angeordnet. In anderen Beispielen können die UV-LEDs auch auf gekrümmten zweidimensionalen Oberflächen angeordnet sein, oder auf einer Geraden oder gekrümmten eindimensionalen Linie.
  • Figur 1b zeigt eine weitere beispielhafte UV-Leuchtvorrichtung 4, in der UV-LEDs erster Wellenlänge in einem ersten Modul 5 und UV-LEDs zweiter Wellenlänge in einem zweiten Modul 6 angeordnet sind. Die Anordnung der einzelnen UV-LEDs in den Modulen ist nur beispielhaft; sie können auch anders angeordnet sein. In dem gezeigten Beispiel ist Modul 5 von Modul 6 umgeben. In anderen Ausführungsformen können die Module eine andere Form aufweisen und/oder nebeneinander angeordnet sein. Zusätzlich können optional weitere Module mit UV-LEDs erster, zweiter oder einer dritten und/oder weiteren Wellenlängen umfasst sein (nicht gezeigt).
  • Figur 2 zeigt eine beispielhafte Direktdruckvorrichtung 7, in der die UV-Leuchtvorrichtung einen Tunnel 8 umfasst, insbesondere als Tunnel 8 ausgebildet ist. In diesem Beispiel ist der Tunnel 8 entlang einer Geraden angeordnet. In anderen Beispielen kann ein Tunnel auch entlang einer gekrümmten Strecke angeordnet sein (nicht gezeigt).
  • Die eine oder mehreren UV-LEDs können innen an der Wand des Tunnels, insbesondere an einer Seitenwand des Tunnels, angeordnet sein. Beispielsweise können mehrere UV-LEDs an gegenüberliegenden Wänden des Tunnels 8 angeordnet sein, so dass sie Behälter im Tunnel von zwei Seiten mit UV-Licht bestrahlen können. Die UV-LEDs können entlang der Durchlaufrichtung durch den Tunnel an der Innenwand angeordnet sein. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Behälter im Tunnel drehbar transportiert werden, weil so eine Bestrahlung des Direktdrucks von allen Seiten möglich ist.
  • In dem gezeigten Beispiel werden beispielhaft Behälter 10a, 10b, 10c in Richtung des Tunnels 8 befördert. Vor dem Tunnel 8 wird der Behälter 10a an der Position des Druckkopfs 9 durch den Druckkopf 9 bedruckt und anschließend, z.B. auf einem Transportmittel wie z.B. einem Drehteller, durch den Tunnel 8 der UV-Leuchtvorrichtung bewegt. Optional kann mehr als ein Druckkopf 9 am Anfang des Tunnels vorgesehen sein, wobei optional der oder die zusätzlichen Druckköpfe die gleiche oder eine andere Farbe als ein erster Druckkopf 9 am Anfang des Tunnels auf dem Behälter aufdrucken können.
  • In dem Tunnel 8 können, wie gezeigt, die eine oder mehreren UV-LEDs 11 der Leuchtvorrichtung angeordnet sein (beispielhaft sichtbar ist in diesem Beispiel nur eine UV-LED 11 am Anfang des Tunnels). Gleichzeitig kann ein großer Teil des UV-Lichts durch die Tunnelwand am Austritt gehindert werden, so dass das UV-Licht keine Personen gefährdet.
  • In einer Direktdruckvorrichtung können auch mehr als ein solche Tunnel mit einem oder mehreren Druckköpfen am Anfang des Tunnels umfasst sein (nicht gezeigt).
  • Die UV-LEDs können durchstimmbare UV-LEDs sein oder umfassen. Alternativ können in dem Tunnel UV-LEDs von mindestens zwei verschiedenen Wellenlängen angeordnet sein, die optional getrennt voneinander, insbesondere unabhängig voneinander, schaltbar sein können.
  • Figur 3 zeigt eine Direktdruckvorrichtung 12, in der die UV-Leuchtvorrichtung 13 als Teil eines Rondells ausgebildet ist. Das Rondell kann insbesondere der Form eines Transportkarussells 14 oder eines ähnlichen Behältertransporteurs folgen. In dem gezeigten Beispiel sind UV-LEDs 15 optional so am Rondell befestigt, so dass sie in Richtung der Mittel des Rondells leuchten und das Rondell soweit geschlossen ist, dass Licht von den UV-LEDs 15 vom Rondell abgeschirmt wird und nicht außerhalb des Rondells landet. Damit kann insbesondere die Wahrscheinlichkeit reduziert werden, dass UV-Licht auf einen Bediener fällt und diesen gefährdet.
  • In dem gezeigten Beispiel ist die Direktdruckvorrichtung 12 so ausgebildet, dass entlang einem Teil des Rondells mehrere Druckköpfe 16 angeordnet sind. Die Behälter 17 können auf einem Transporteur, der hier beispielhaft als Transportkarussell 14 ausgebildet ist, an den Druckköpfen 16 vorbei bewegt und dabei bedruckt werden. Der Transporteur kann, muss aber nicht, von der Direktdruckvorrichtung umfasst sein. Die Behälter können beispielsweise auf dem Transporteur drehbar, beispielsweise auf Drehtellern, bewegbar sein, so dass sie von allen Seiten bedruckt werden können. Anschließend können die bedruckten Behälter durch die UV-Leuchtvorrichtung des Rondells 13 mit UV-Licht bestrahlt werden, damit die Druckfarbe aushärtet. Dabei kann optional die Bestrahlung durch UV-LEDs mit mehreren Wellenlängen gleichzeitig oder nur mit einer Wellenlänge gleichzeitig erfolgen.
  • Die Vorrichtung kann beispielsweise so gesteuert werden, dass pro Druckkopf eine bestimmte Farbe gedruckt wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung so steuerbar sein, insbesondere so gesteuert werden, dass ein Behälter durch einen Druckkopf bedruckt wird; und anschließend die aufgebrachte Farbe in der UV-Leuchtvorrichtung, insbesondere mit der für die mit dem Druckkopf gedruckte Farbe geeigneten Wellenlänge, ausgehärtet wird. Dafür kann die UV-Leuchtvorrichtung so gesteuert werden, dass sie UV-Licht der entsprechenden Wellenlänge, insbesondere nur UV-Licht der entsprechenden Wellenlänge, ausstrahlt. Anschließend können diese Schritte mit einem nächsten Druckkopf wiederholt werden, z.B. in einem nächsten Umlauf um den Transporteur. Diese Schritte des Bedruckens und Aushärten der jeweiligen Farbe, optional mit Steuerung der UV-Leuchtvorrichtung, dass sie den Behälter mit der für den jeweiligen Druckkopf geeigneten Wellenlänge bestrahlt, können für jede aufzutragende Farbe wiederholt werden.
  • In anderen Beispielen kann der Behälter erst mit mehreren Druckfarben bedruckt werden und dann die Farben durch die Leuchtvorrichtung ausgehärtet werden, insbesondere mit einer oder mehreren Wellenlängen, die für die Aushärtung der Farben geeignet sind.
  • Optional kann (in Laufrichtung der Behälter) nach der UV-Leuchtvorrichtung ein Sensor zum Überprüfen des ausgehärteten Drucks angeordnet sein (nicht gezeigt). Unter Verwendung des Sensors kann eine Steuerung den ausgehärten Druck analysiert und, basierend auf der Analyse, einen oder mehrere Parameter der UV-Leuchtvorrichtung nachregeln. Optional kann dabei der Druck nach Farben analysiert werden. Insbesondere, wenn für verschiedene Farben verschiedene Photoinitiatoren verwendet werden, kann dann durch ein Regeln der Leistung der UV-Leuchtvorrichtung, insbesondere der Leistung bei der für den jeweiligen Photoinitiator der analysierten Farbe benötigten Wellenlänge, das Druckbild verbessert werden.
  • Figur 4 zeigt eine weitere Direktdruckvorrichtung 18, die mehrere Druckköpfe 19a, b, c, d und mehrere Leuchtvorrichtungen 20a, 20b, 20c, 20d umfasst. Die Leuchtvorrichtungen 20a, 20b, 20c, 20d sind jeweils (in Laufrichtung der Behälter) hinter den Druckköpfen 19a, 19b, 19c, 19d angeordnet. Optional kann vor jeder Leuchtvorrichtung 20a, 20b, 20c, 20d mehr als ein Druckkopf umfasst sein (nicht gezeigt). Alternativ oder zusätzlich kann die Direktdruckvorrichtung mehr oder weniger als 4 Leuchtvorrichtungen umfassen, und für jede der Leuchtvorrichtungen einen oder mehr Druckköpfe (nicht gezeigt).
  • Insbesondere kann dabei eine, mehrere oder alle Leuchtvorrichtungen 20a, 20b, 20c, 20d UV-Licht bei variablen Wellenlängen ausstrahlen. Eine solche Anordnung der Druckvorrichtung erlaubt, die Farben nacheinander aufzutragen und mit einer für die aufgetragene Farbe geeigneten Wellenlänge zu härten bevor die nächste Farbe aufgetragen wird. Insbesondere erlaubt die angegebene Vorrichtung auch, dass bei verschiedenen Druckvorgängen verschiedene Druckmaterialien verwendet werden können, ohne dass dafür andere Leuchtvorrichtungen verwendet werden müssen.
  • Mit der gezeigten Anordnung kann ein auf dem beispielhaft als Transportkarussell 21 eingezeichneten Transporteur so transportiert werden, dass er an jedem Druckkopf mit einer Farbe bedruckt wird, die danach durch die folgenden Leuchtvorrichtungen ausgehärtet wird, insbesondere mit der für die Farbe geeigneten Wellenlänge. Dadurch, dass die jeweilige Farbe ausgehärtet wird, bevor die nächste Farbe aufgetragen wird, kann das Druckbild verbessert werden. Der Transporteur kann, muss aber nicht, von der Direktdruckvorrichtung umfasst sein.
  • Optional kann (in Laufrichtung der Behälter) zwischen der Leuchtvorrichtung und der nachfolgenden nächsten Druckvorrichtung ein Sensor 22a, 22b, 22c, 22d zum Überprüfen des ausgehärteten Drucks angeordnet sein; somit kann für jede Druckfarbe einzeln der ausgehärte Druck analysiert und, basierend auf der Analyse, einen oder mehrere Parameter der vorherliegenden UV-Leuchtvorrichtung nachgeregelt werden. In anderen Beispielen (hier nicht gezeigt), kann statt der vier beispielhaft gezeigten Sensoren zum Überprüfen des ausgehärteten Drucks nur einer oder mehrere, aber nicht alle, der gezeigten Sensoren umfasst sein, insbesondere nur Sensor 22d umfasst sein. Wenn nicht für jede aufgebrachte Farbe ein separater Sensor umfasst ist, kann die Analyse des Drucks insbesondere umfassen, das Druckbild nach Druckfarben getrennt zu analysieren und auch zu analysieren, welche der UV-Leuchtvorrichtungen nachgeregelt werden muss und diese dann nachzuregeln.

Claims (12)

  1. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) zum Bedrucken eines Behälters (10a, 10b, 10c, 17) umfassend
    eine Druckstation mit einem oder mehreren Druckköpfen (9, 16, 19a, 19b, 19c, 19d) zum Bedrucken des Behälters mit einer oder mehreren Druckfarben;
    eine Aushärtestation zum Aushärten der einen oder mehreren Druckfarben mit einer UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) zum Aushärten von Druckfarbe eines Direktdrucks auf einem Behälter (10a, 10b, 10c, 17) unter Verwendung von einer oder mehreren UV-LEDs (2, 3, 11, 15),
    gekennzeichnet dadurch,
    dass die UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) UV-Licht bei variablen Wellenlängen ausstrahlen kann.
  2. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach Anspruch 1, wobei die Leuchtvorrichtung eine oder mehr erste UV-LEDs (2) umfasst, die UV-Licht bei einer ersten Wellenlänge und eine oder mehr zweite UV-LEDs (3) umfasst, die UV-Licht bei einer zweiten, von der ersten Wellenlänge verschiedenen, Wellenlänge ausstrahlen können.
  3. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten UV-LEDs (2) und/oder die zweiten UV-LEDs (3) als Einzel-UV-LEDs in der Leuchtvorrichtung angeordnet sind.
  4. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten UV-LEDs in einem ersten Modul (5) verbaut sind, und die zweiten UV-LEDs optional in einem zweiten Modul (6) verbaut sind.
  5. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) mindestens eine durchstimmbare UV-LED umfasst.
  6. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) so steuerbar ist, dass sie UV-Licht bei verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig ausstrahlen kann.
  7. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) so steuerbar ist, dass sie UV-Licht bei verschiedenen Wellenlängen nacheinander ausstrahlen kann.
  8. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leistung der UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) steuerbar ist.
  9. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leistung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) der UV-Leuchtvorrichtung bei einer ersten Wellenlänge und einer zweiten, von der ersten Wellenlänge verschiedenen, Wellenlänge, insbesondere unabhängig voneinander, eingestellt werden können.
  10. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aushärtestation ein oder mehrere Sensoren (22a, 22b, 22c, 22d) zum Überprüfen des ausgehärten Drucks umfassen.
  11. Direktdruckvorrichtung (7, 12, 18) nach Anspruch 10, wobei die Aushärtestation eine Steuerung umfasst, die dazu ausgebildet ist, unter Verwendung des einen oder mehreren Sensoren (22a, 22b, 22c, 22d) zum Überprüfen des ausgehärteten Drucks den ausgehärten Druck zu analysieren und, basierend auf der Analyse, einen oder mehrere Parameter der UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) nachzuregeln.
  12. Verfahren zum Aushärten von einer oder mehreren Druckfarben eines Direktdrucks auf einem Behälter, wobei die eine oder mehreren Druckfarben unter Verwendung einer UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) zum Aushärten von Druckfarbe eines Direktdrucks auf einem Behälter unter Verwendung von einer oder mehreren UV-LEDs ausgehärtet werden, gekennzeichnet dadurch, dass die UV-Leuchtvorrichtung (1, 13, 20a, 20b, 20c, 20d) beim Aushärten der einen oder mehreren Druckfarben UV-Licht bei mehreren Wellenlängen ausstrahlt.
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