WO2013091597A1 - Digitales druckverfahren und digitale druckvorrichtung - Google Patents

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    • B41J11/0022—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using convection means, e.g. by using a fan for blowing or sucking air

Definitions

  • the invention relates to a digital printing method in which in particular water-soluble inks are applied from a printhead of a digital printing device to a substrate to be printed, and a digital printing device with a heater.
  • Ink jet printers are known and proven in various embodiments. If the inkjet printers used in the office sector only process paper sizes up to DIN A 4, the advertising will use digital printing devices for large formats with a print width of up to 6 meters
  • Pressure devices are often equipped with a heater that provides a stepless temperature control between the
  • Roller conveyor printers regularly find three heaters
  • Such heaters warm the substrate over its entire width and over a considerable length, regardless of whether printing takes place or not.
  • Printing may be heated to about 55 ° C to 60 ° C, allowing one from a printhead to the surface of the substrate
  • the object of the invention is to provide a digital printing method and a digital printing device with a heater, through which the surface temperature of a substrate to be printed can be energy-efficiently up to, for example, 60 ° C. for a printing, in particular one water-soluble ink can be heated.
  • Area of the ink to be applied is heated from above and / or that after the application of the ink to the
  • Heating is dried from the top.
  • the method according to the invention has a plurality of
  • Emission spectrum on the absorption spectrum of the ink and / or the substrate can be tuned. An optimal heating capacity is guaranteed. It then happens
  • contactless and defines the transfer of heat locally to the substrate or the ink.
  • Method is a digital printing device with a
  • heating in which it is based on the claim 5, that the heating is formed by at least heat source, the surface of the to be printed
  • Substrate heated locally limited, and that the heat source is arranged movable over the substrate.
  • fixed substrate can be moved, equipped for printing with in particular water-soluble ink and can also be retrofitted.
  • the heat sources in question such as hot air blowers and in particular infrared radiators may be connected to the print head, whereby an additional mechanism is avoided. This is particularly useful for the redesign of digital printing devices, but raises problems in retrofitting existing digital printing devices in so far as the printhead mount and the
  • Printhead guide must be designed according to mechanically stable.
  • the printhead against the heat source is usually thermally isolate or is the To cool the print head, for example by means of a Peltier element.
  • Heat source on at least one linear guide is movable.
  • a linear guide comparable to that of the printhead is sufficient for roll printers. This linear guide will extend parallel to the guide of the existing printhead and, in the advancing direction of the substrate, according to the tasks of heating the substrate and / or drying the ink, before and / or behind the printhead and spaced therefrom.
  • a heat source can be moved on three linear guides, for example, in a further plane above the substrate to be printed.
  • the distance between the printhead and the heat source is adjustable.
  • the heat source is operationally replaceable.
  • an infrared radiator with regard to its wavelength, shape and power the
  • Substrates can be adjusted quickly and easily.
  • the invention provides that the heat source is combined with a device for generating an air stream. This air flow should not heat input into the
  • Substrate or the drying of the ink serve, but rather, develop an additional cooling effect and serve an improved removal of evaporated solvent.
  • Fig. 1 a side view of a digital
  • Fig. 3 a side view of a digital
  • FIG. 4 a front view of this device.
  • FIG. 1 shows a side view of a digital one
  • Web-fed printing device 1 in which a to be printed
  • Substrate 2 is passed on a substrate guide 3 in feed device v under a print head 4 for printing.
  • a pinch roller 5 holds the substrate 2 flat on the substrate guide 3 for this purpose.
  • a heat source 7 in the form of a hot air blower or a heat radiation source
  • the distance between the printhead 4 and the heat source 7 is preferably adjustable, so that the locally limited heat emitted 8 at one point only the area of Substrate 2, which has recently been provided by the print head 4 with an ink 9, thus ensuring that a heat source 7, for example.
  • a heat radiation source is generally preferred, for example, an infrared radiator whose emission spectrum is related to the absorption spectrum of the ink 9 applied
  • the substrate 2 is tuned so as to optimally, depending on the application, to radiate heat to the surface of the substrate 2.
  • Figure 3 shows a side view of a digital
  • Printhead 13 is passed.
  • the print head 13 is gem gem on a linear guide 14. Double arrow in Fig. 4 over the width of the substrate to be printed 11 movable.
  • feed device v behind the print head 13 is a heat source 15 on a separate linear guide 16 with
  • Such a method of the heat source 15 can take place synchronously with the print head 13, but it can also be provided that the positioning speed of the heat source 15 can be set individually.
  • Figures 3 and 4 show that the device according to the invention is also suitable for flatbed plotters, in which a print head on three linear guides on a then fixed substrate on the substrate guide in the manner of a bridge is movable. It then needs for the
  • Printhead or the heat source should be arranged in different levels. Not shown in the drawing is the possibility to combine the heat sources with a device for generating an air flow. However, such is in particular in a movable on a separate linear guide

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Abstract

Bei einem digitalen Druckverfahren, bei dem insbesondere eine wasserlösliche Tinte von einem Druckkopf einer Druckvorrichtung auf ein zu bedruckendes Substrat aufgebracht wird, wird vor dem Aufbringen der Tinte die Substratoberfläche in dem Bereich der aufzubringenden Tinte von oben erwärmt und/oder wird nach dem Aufbringen der Tinte auf die Substratoberfläche die Tinte durch eine bereichsweise Erwärmung von oben getrocknet. Verwendung findet hierbei eine digitale Druckvorrichtung mit einer Heizung, die durch wenigstens eine Wärmequelle (7, 15) ausgebildet wird, die die Oberfläche des zu bedruckenden Substrats (2, 11) lokal begrenzt erwärmt und die über dem Substrat (2, 11) verfahrbar angeordnet ist.

Description

Digitales Druckverfahren und digitale Druckvorrichtung Beschreibung :
Die Erfindung betrifft ein digitales Druckverfahren, bei dem insbesondere wasserlösliche Tinten von einem Druckkopf einer digitalen Druckvorrichtung auf ein zu bedruckendes Substrat aufgebracht werden, und eine digitale Druckvorrichtung mit einer Heizung.
Tintenstrahldrucker sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und bewährt. Verarbeiten die im Bürobereich genutzten Tintenstrahldrucker zumeist nur Papierformate bis zu DIN A 4, so werden in der Werbung digitale Druckvorrichtungen für Großformate mit einer Druckbreite von bis zu 6 Metern
genutzt . Entsprechend dem Einsatzzweck des zu bedruckenden Substrats, unterschiedlichste Papiersorten, Folien, Textilien oder dergleichen, werden entsprechend geeignete Tinten für den Druck verwendet . Für die Außenwerbung werden zumeist auf Lösungsmitteln basierende Tinten verwendet, da diese häufig UV- und
wetterbeständig sowie kratzunempfindlich sind und somit derartige Drucke ohne weitere Bearbeitung auch in einem
Außenbereich Verwendung finden können.
Für einen Lösungsmittelaustrag sind die digitalen
Druckvorrichtungen häufig mit einer Heizung ausgestattet, die eine stufenlose Temperaturregelung zwischen der
Raumtemperatur und etwa 60°C ermöglicht. Bei
Rollenbahndruckern finden regelmäßig drei Heizungen
Verwendung, eine Vorheizung zum Anwärmen des Substrats, eine Hauptheizung unter dem Druckkopf und eine Nachheizung zum Trocknen der aufgebrachten Tinten und zum Austrag der
BESTÄTIGUNGSKOPIE Lösungsmittel. Diese Heizung erstrecken sich über die gesamte Breite des zu bedruckenden Substrats und übertragen die Wärme durch einen unmittelbaren unterseitigen Kontakt auf das Substrat .
Solche Heizungen durchwärmen das Substrat über dessen gesamte Breite und über eine erhebliche Länge, unabhängig davon, ob ein Druckvorgang stattfindet oder nicht. Neben einer
uneffektiven Ausnutzung der Energie tritt dabei als weiterer Nachteil bei einem langsamen Vorschub des Substrats die
Gefahr einer Überhitzung des Substrats auf, sich bspw. in einer Welligkeit niederschlagend mit einem entsprechend schlechten, nicht mehr hinnehmbaren Druckbild. Insbesondere sind jedoch solche Heizungen wenig geeignet, die Oberfläche eines Substrats für das Bedrucken mit
umweltfreundlichen, auf Wasser basierenden Tinten ausreichend zu erwärmen. Für ein Bedrucken mit derartigen Tinten muss die Oberfläche des Substrats gleichmäßig während des
Druckvorgangs auf ca. 55°C bis 60°C erwärmt sein, damit ein von einem Druckkopf auf die Oberfläche des Substrats
gefallener Tropfen sofort antrocknen und exakt verhaften kann. Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, ein digitales Druckverfahren und eine digitale Druckvorrichtung mit einer Heizung zur Verfügung zu stellen, durch die energieeffizient die Oberflächentemperatur eines zu bedruckenden Substrats auf bis zu bspw. 60°C für einen Druck mit insbesondere einer wasserlöslichen Tinte erwärmt werden kann.
Gelöst wird diese technische Problematik durch ein Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 4 und eine digitale
Druckvorrichtung gemäß den Ansprüchen 5 bis 10.
Bei dem digitalen Druckverfahren, bei dem insbesondere eine wasserlösliche Tinte von einem Druckkopf einer digitalen Druckvorrichtung auf ein zu bedruckendes Substrat aufgebracht wird, wird gemäß des Anspruchs 1 darauf abgestellt, dass vor dem Aufbringen der Tinte die Substratoberfläche in dem
Bereich der aufzubringenden Tinte von oben erwärmt wird und/oder dass nach dem Aufbringen der Tinte auf die
Substratoberfläche die Tinte durch eine bereichsweise
Erwärmung von oben getrocknet wird.
Das Verfahren nach der Erfindung hat eine Vielzahl von
Vorteilen.
Zunächst ist es energetisch effizienter, nur den Bereich, in dem der Druck stattfindet oder stattgefunden hat, für den Druck vorzuwärmen bzw. eine dort aufgebrachte Tinte durch Erwärmung von oben zu trocknen. Das Substrat wird nicht mehr vollständig über seine ganze Breite auf die für das Bedrucken mit insbesondere einer wasserlöslichen Tinte notwendige
Oberflächentemperatur gebracht, sondern erfolgt die
Aufheizung der Oberfläche gezielt und damit für das Substrat materialschonend. Dies insbesondere im Hinblick auf
temperaturempfindliche Substrate .
Darüber hinaus kann sehr viel schneller auf unterschiedliche Materialien, sowohl der Tinte als auch des Substrates, reagiert werden, da die bekannten Heizsysteme aufgrund ihrer Größe vergleichsweise träge auf Änderungen reagieren.
Es kann dabei daran gedacht sein, dass die Erwärmung durch einen Luftstrom erfolgt, beispielsweise von einem
Heißluftgebläse erzeugt. Dabei ist jedoch beachtlich, dass durch den Luftstrom das Druckbild nicht beschädigt wird. Es wird deshalb bevorzugt, dass die Erwärmung durch eine
Wärmestrahlung erfolgt, insbesondere durch eine
Infrarotstrahlung .
Wenn eine Wärmestrahlung durch einen Infrarotstrahler erzeugt wird, ist dann weiter von Vorteil, dass dessen
Emissionsspektrum auf das Absorptionsspektrum der Tinte und/oder des Substrats abgestimmt werden kann. Eine optimale Heizleistung ist damit gewährleistet. Es erfolgt dann
kontaktlos und definiert die Übertragung der Wärme lokal auf das Substrat bzw. die Tinte.
Insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist eine digitale Druckvorrichtung mit einer
Heizung vorgesehen, bei der gemäß des Anspruchs 5 darauf abgestellt ist, dass die Heizung durch wenigstens Wärmequelle ausgebildet wird, die die Oberfläche des zu bedruckenden
Substrats lokal begrenzt erwärmt, und dass die Wärmequelle über dem Substrat verfahrbar angeordnet ist.
Hierbei soll durch lokal begrenzt zum Ausdruck gebracht werden, dass durch die von der Wärmequelle abgegebene Wärme im Vergleich zu herkömmlichen Heizungen nur ein sehr kleiner Bereiche der Oberfläche des Substrats für einen Druck
vorgewärmt wird bzw. ein Trocknen und Lösungsmittelaustrag der Tinte erfolgt .
Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnungen ist, dass nunmehr auch Flachbettplotter, bei denen der Druckkopf mittels einer Brücke über dem auf einer Unterlage
festgelegten Substrat verfahrbar ist, für das Drucken mit insbesondere wasserlöslicher Tinte ausgerüstet und auch nachgerüstet werden kann.
Die in Frage kommenden Wärmequellen wie Heißluftgebläse und insbesondere Infrarotstrahler können mit dem Druckkopf verbunden sein, womit eine zusätzliche Mechanik vermieden ist. Solches ist insbesondere für die Neukonstruktion von digitalen Druckvorrichtungen zweckmäßig, wirft aber bei dem Nachrüsten vorhandener digitaler Druckvorrichtungen insoweit Probleme auf, als dass die Druckkopfhalterung und die
Druckkopfführung entsprechend mechanisch stabil ausgebildet sein müssen. Darüber hinaus ist der Druckkopf gegenüber der Wärmequelle in der Regel thermisch zu isolieren oder ist der Druckkopf beispielsweise mittels eines Peltier-Elements zu kühlen .
Es wird deshalb zumeist zweckmäßiger sein, dass die
Wärmequelle an wenigstens einer Linearführung verfahrbar ist. Eine Linearführung vergleichbar der des Druckkopfs ist bei Rollendruckern ausreichend. Diese Linearführung wird sich parallel zu der Führung des vorhandenen Druckkopfs erstrecken und, in Vorschubrichtung des Substrats, entsprechend den Aufgaben, des Erwärmens des Substrats und/oder des Trocknens der Tinte, vor und/oder hinter dem Druckkopf und von diesem beabstandet angeordnet sein.
Ist der Druckkopf nach Art einer Brücke oder eines Portals über einem Flachbettplotter verfahrbar, kann eine Wärmequelle an drei Linearführungen verfahrbar bspw. in einer weiteren Ebene über dem zu bedruckenden Substrat angeordnet werden.
Unabhängig von den Ausführungsformen ist es zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen dem Druckkopf und der Wärmequelle einstellbar ist. Eine optimale Anpassung der in das Substrat einzubringenden Energie bzw. der für ein Abtrocknen und
Ausdünsten eines Lösungsmittels notwendige Wärmemenge kann so erfolgen.
In konstruktiver Weiterbildung der Druckvorrichtung nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmequelle betriebsmäßig austauschbar ist. So kann beispielsweise ein Infrarotstrahler hinsichtlich seiner Wellenlänge, Form und Leistung den
Absorptionseigenschaften der verwendeten Tinten bzw.
Substrate schnell und einfach angepasst werden.
In weiterer Ausgestaltung der Druckvorrichtung nach der
Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmequelle mit einer Vorrichtung für die Erzeugung eines LuftStroms kombiniert ist . Dieser Luftstrom soll keinem Wärmeeintrag in das
Substrat bzw. dem Abtrocknen der Tinte dienen, sondern vielmehr eine zusätzliche Kühlwirkung entfalten und einer verbesserten Abführung ausgedünsteter Lösungsmittel dienen.
Das Wesen der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich Ausführungsbeispiele schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt :
Fig. 1: eine Seitenansicht einer digitalen
Rollendruckvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2: eine Frontansicht gemäß des Pfeils II in Figur 1,
Fig. 3: eine Seitenansicht einer digitalen
Rollendruckvorrichtung mit einer an einer
Linearführung verfahrbaren Wärmequelle und
Fig. 4: eine Frontansicht dieser Vorrichtung. Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine digitale
Rollendruckvorrichtung 1, bei der ein zu bedruckendes
Substrat 2 auf einer Substratführung 3 in Vorschubvorrichtung v unter einem Druckkopf 4 für ein Bedrucken hindurchgeführt wird. Eine Andruckrolle 5 hält das Substrat 2 hierfür flach auf der Substratführung 3.
Kombiniert mit dem Druckkopf 4, der in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene an einer Linearführung 6 gem. Doppelpfeil in Fig. 2 verfahrbar ist, ist eine Wärmequelle 7 in Form eines Heißluftgebläses oder einer Wärme-Strahlungsquelle
angeordnet, gegebenenfalls auch im Hinblick auf ein gutes Abtrocknen der von dem Druckkopf 4 auf das Substrat 2
aufgebrachten Tinte 9 senkrecht zur Zeichenebene gegenüber dem Druckkopf 4 versetzt.
Der Abstand zwischen dem Druckkopf 4 und der Wärmequelle 7 ist vorzugsweise einstellbar, so dass die lokal begrenzt abgegebene Wärme 8 gleichsam punktuell nur den Bereich des Substrats 2 erwärmt, der kurz zuvor von dem Druckkopf 4 mit einer Tinte 9 versehen wurde, womit sichergestellt ist, dass eine Wärmequelle 7 bspw. durch ein Heißluftgebläses
ausgebildet das Druckbild nicht mehr verändert . Es wird jedoch allgemein eine Wärmestrahlungsquelle bevorzugt, beispielsweise ein Infrarotstrahler, dessen Emissionsspektrum auf das Absorptionsspektrum der aufgebrachten Tinte 9
und/oder des Substrates 2 abgestimmt ist, um so optimal, je nach Verwendungszweck, Wärme an die Oberfläche des Substrates 2 abzustrahlen.
Auch Figur 3 zeigt in einer Seitenansicht eine digitale
Rollendruckvorrichtung 10, bei der ein Substrat 11 auf einer Substratführung 12 in Vorschubrichtung v unter einem
Druckkopf 13 hindurchgeführt wird. Der Druckkopf 13 ist an einer Linearführung 14 gem. Doppelpfeil in Fig. 4 über die Breite des zu bedruckenden Substrats 11 verfahrbar.
In Vorschubvorrichtung v hinter dem Druckkopf 13 ist eine Wärmequelle 15 an einer eigenen Linearführung 16 mit
entsprechend eigenem Antrieb ebenfalls über die Breite des Substrats 11 gem. Doppelpfeil verfahrbar angeordnet.
Ein solches Verfahren der Wärmequelle 15 kann synchron mit dem Druckkopf 13 erfolgen, jedoch kann auch vorgesehen sein, dass die Stellgeschwindigkeit der Wärmequelle 15 individuell gestellt werden kann.
Die Figuren 3 und 4 lassen erkennen, dass die Vorrichtung nach der Erfindung auch für Flachbettplotter geeignet ist, bei denen ein Druckkopf an drei Linearführungen über einem dann auf der Substratführung festgelegten Substrat nach Art einer Brücke verfahrbar ist. Es bedarf dann für die
Wärmequelle lediglich ebenfalls zweier weiterer
Linearführung, wobei die jeweils drei Linearführungen des
Druckkopfs bzw. der Wärmequelle in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein sollten. In der Zeichnung nicht dargestellt ist die Möglichkeit, die Wärmequellen mit einer Vorrichtung für die Erzeugung eines Luftstroms zu kombinieren. Jedoch ist solches insbesondere bei einer an einer eigenen Linearführung verfahrbaren
Wärmequelle unproblematisch, da dann die Linearführung entsprechend mechanisch stabil ausgeführt werden kann.

Claims

Digitales Druckverfahren, bei dem insbesondere eine wasserlösliche Tinte von einem Druckkopf einer digitalen Druckvorrichtung auf ein zu bedruckendes Substrat
aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Tinte die Substratoberfläche in dem
Bereich der aufzubringenden Tinte von oben erwärmt wird und/oder dass nach dem Aufbringen der Tinte auf die
Substratoberfläche die Tinte durch eine bereichsweise Erwärmung von oben getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung durch einen Luftstrom erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung durch eine Wärmestrahlung erfolgt .
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmestrahlung durch einen Infrarotstrahler erzeugt wird, dessen Emissionsspektrum auf das
Absorptionsspektrum der Tinte und/oder des Substrats abgestimmt ist.
Digitale Druckvorrichtung mit einer Heizung, insbesondere für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung durch wenigstens Wärmequelle (7,15) ausgebildet wird, die die Oberfläche des zu bedruckenden Substrats (2,11) lokal begrenzt erwärmt, und dass die Wärmequelle (7,15) über dem Substrat (2,11) verfahrbar angeordnet ist.
6. Druckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (7) mit dem Druckkopf (4) verbunden ist .
7. Druckvorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die Wärmequelle (15) an wenigstens einer
Linearführung (16) verfahrbar ist.
8. Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Druckkopf und der
Wärmequelle einstellbar ist.
9. Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle betriebsmäßig austauschbar ist.
10. Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle mit einer Vorrichtung für die
Erzeugung eines Luftstroms kombiniert ist.
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