WO2017134193A1 - Druckverfahren und druckvorrichtung - Google Patents

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WO2017134193A1 PCT/EP2017/052326 EP2017052326W WO2017134193A1 WO 2017134193 A1 WO2017134193 A1 WO 2017134193A1 EP 2017052326 W EP2017052326 W EP 2017052326W WO 2017134193 A1 WO2017134193 A1 WO 2017134193A1
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    • B41J2203/011—Inspecting the shape or condition, e.g. wrinkled or warped, of a medium to be printed before printing on it

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for printing a large area, in particular a large, located on a non-feedable to a printing substrate surface.
  • a large area in particular a large, located on a non-feedable to a printing substrate surface.
  • examples of such surfaces are building walls, walls of trucks or railway carriages, surfaces on containers or entire ship's side walls.
  • Paint application system over the substrate Ink jet printers are widely used, the ink to be applied being an ink which is sprayed onto the substrate in droplets via nozzles which are controlled by a controller. Several nozzles for different colors can be arranged side by side in the print head, whereby a multi-color print is possible.
  • the printing plane usually corresponds to the horizontal. Because of the feed, the substrate must be flexible at least in the longitudinal direction.
  • flatbed printers are also known.
  • the substrate is clamped in a bed, the printing table.
  • the print head is attached to a cross table, whereby the print head itself in the two directions of a Level is movable.
  • the dimensions of such cross tables are finite and can not be increased arbitrarily, since the axes of the cross table can be stored only at their end points and still have to have a minimum stability. Even with flatbed printers, the substrate is supplied to the printer.
  • the spacing of the printhead in the spatial direction i. perpendicular to the plane spanned by the x- and y-direction and here and in the following called z-direction, constant and precisely defined. This distance is important to get a clean print image.
  • the ink nozzles are focused on this distance.
  • Substrate for example, the wall of a room or building to print.
  • Inkjet printers which are in one direction, here and hereinafter named vertical direction or y-direction, movably mounted on an axis.
  • This axle is mounted on a chassis with the chassis in one direction
  • the printing principle corresponds to that of the large format printer described first:
  • the vertical direction of the print head is realized by its up and down movement in the y direction, while the horizontal direction is realized by the movement of the chassis in the x direction.
  • the printhead now prints a vertical web with a y-directional extent defined by the printhead, i. with a web width in the horizontal direction. For printing one in a horizontal direction
  • the chassis is moved in the x-direction past a wall, while the printhead dwells in the upper or lower end position.
  • Rail system that bridges such bumps.
  • the disadvantage of this is that the rails must be designed and aligned, which means effort, and on the other hand for long walls to be printed long rails are required, which increases the transport cost of the wall printer to a job site, increases the cost of the wall printer and turn the Increased printing effort.
  • the y-axis consists of a profile of a finite length of typically 2 m, the printhead movement being along this axis via a toothed belt.
  • the length of the y-axis is initially not extendable or only with great effort.
  • the attachment and design of the stability of the y-axis is designed for this length, so that a
  • ultrasonic sensors known. These sensors are mounted on the printhead and therefore are only able to detect the distance in real time, ie the moment the printhead is in place. A readjustment based on such a measurement can only be very imperfect because of the dead time between measurement and readjustment.
  • a wall can also have unevenness that can destroy the print head when it collides with them.
  • the y-axis of known wall printers are mounted in the x-direction more or less centrally on the chassis, at least they are not mounted on an x-axis end of the chassis. Thereby it is not possible to print in a corner. In other words, more or less wide, non-printable strips remain in the corners of the room.
  • the rails for the chassis are only straight laid, ie the printing of curvy surfaces is not possible. Also, today it is only possible to print on surfaces that print perpendicular to the ground on which the chassis drives. The printing of differently oriented surfaces, such as ceiling or floor surfaces is not possible. Especially right, it is not possible to print three-dimensionally shaped surfaces, such as vaulted ceilings.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for printing a large, in particular located on a non-feedable to a printing substrate large area specify that described above
  • this object is achieved by a method having the features of independent claim 1.
  • Advantageous developments of the method will become apparent from the dependent claims 2-6.
  • the object is further achieved by a device according to claim 7.
  • Advantageous embodiments of the device will become apparent from the dependent claims 8-13.
  • the inventive method is suitable for printing a large, located on a non-feedable to a printing substrate substrate.
  • Surfaces such as walls of buildings, trucks or railway carriages, surfaces on containers, etc., wherein the area to be printed in one direction in printing webs according to the printing width of a printhead is divisible and wherein the printhead on a first axis along a
  • Movement web is movably mounted, the first axis is fixed to a horizontally movable in the x-direction chassis and the surface is printed by the sequential printing of the printing lines.
  • the method is characterized in that the vertical distance A z0 of a reference point of the device determines at several points distributed over the printing web to the surface to be printed and the vertical distance A z of the print head from the surface to be printed at the points distributed over the printing web each one according to one previously recorded measured value.
  • the multiple points can be distributed uniformly over the length of the printing web.
  • the recorded measured values of each printing web can be stored in measurement series for each point measured along the printing web, wherein a trend is determined from the measured values of at least one measurement series, wherein a steering movement of the horizontally movable
  • Chassis is triggered when the trend exceeds a previously defined threshold.
  • a previously defined threshold For example, if the area to be printed is a vertical wall, for example a wall of a living space, substantially perpendicular to the floor surface on which the horizontally movable chassis moves, a steering movement of the chassis will be triggered as the distance of the wall from the undercarriage in the Changed during the movement of the chassis,
  • the wall direction kinks or the wall describes a curve.
  • the measured values of each measurement at a specific height are combined in the control device into measurement series and a trend is calculated. If the trend of at least one series of measurements exceeds a predetermined one
  • Threshold changes is outputted by the control device, a steering pulse to the chassis, so that the distance of the chassis moves from the wall back into the previously defined corridor. In this way, it is possible to print on walls that follow a curve or whose course changes from a direction initially taken
  • the device for carrying out the method has a measuring device for measuring the distance between a reference point of the contactless measurement
  • the device furthermore has a control unit for evaluating the measured values and generating Control pulses for the adjustment of the distance A z of the printhead from the surface to be printed on.
  • the distance A z of the print head In order to be able to set the distance A z of the print head at each location on the printing web so that it is always the same despite unevenness or, for example, non-vertical walls, the distance A z must be determined. This is done in a preferred embodiment without contact, preferably optically, for example with a
  • the printing surface is set so that it always has the same distance A z , it can not collide, for example, with a roughness on this surface.
  • the measurement is made via a reference point of the device.
  • This reference point may, for example, be located on the first axis at which the print head is moved along a print path.
  • the reference point is moved together with the print head along a print path, so that the distance A z0 of the reference point to the corresponding print head positions is known.
  • the reference point can be arranged in the horizontal x-direction next to the print head, so that the distance A z0 of the reference point from the surface to be printed precedes the print head when printing in one direction. This is the preferred printing direction.
  • By anticipating the distance is already measured while the printhead still leaves the previous print path. This gives the control unit a time lead for the calculation of the print head distance A z of the surface to be printed.
  • the first printing web is traversed without activating the print head at the beginning of a printing process, wherein the vertical distance A z0 of a reference point of Printhead at several distributed over the vertical print path points to the surface to be printed vorausilend to the worn off in the measurement
  • Printing web is determined.
  • the printhead travels the first swath of the print image without printing.
  • the printhead is for this ride in a position as far away from the surface to be printed. In this driving only the distance measuring device is active. The recorded
  • starting position of the print head is optically displayed at the beginning of a printing web.
  • the start position of the printhead is optically displayed at the beginning of each print path.
  • the printhead has an optical
  • This optical display device may be, for example, a laser lamp.
  • the optical display device can
  • a laser pointer projects in a conventional manner a point of light on the substrate to be printed and thus indicates at which point the print head is located. If this point is not identical to the point at which the print path begins, the print head can be readjusted accordingly.
  • the device is tempered.
  • the device has a corresponding
  • Tempering The printing is done by a known
  • Inkjet printhead which has several nozzles for example for the
  • the use of different inks is basically possible. Especially when the area to be printed in the
  • a waterproof and UV-stable ink which withstands exposure to rain and irradiation with sunlight for at least a certain time.
  • Such inks can be optimally processed at a temperature of about 43 ° C, the possible processing temperature interval is about 1 K. It has proven to be advantageous if the ink is stored in bags and conveyed from bags, the bags are made of an aluminum alloy.
  • the ink bags are stored in the device on a single surface heating in the form of boards, wherein the
  • Heating power of the surface heating systems are regulated, with the respective
  • Actual temperature of the surface heating is detected by a sensor and the information is fed to a control device.
  • the aluminum alloy of the ink bags have a good thermal conductivity, so that the ink temperature can be controlled very well by the surface heating temperature.
  • the print head via a
  • the device shaded by UV radiation when it is not active.
  • the device has a movable shading device.
  • Inks which have good water resistance and UV stability, as well as good color brilliance and abrasion resistance properties, are for example UV-curing. After the ink has been applied to the substrate, it cures under UV light, i. polymerize the monomers in the paint and the
  • the device has a device, for example in the form of a displaceably mounted plate, which can be pushed over the print head when it is inactive. Does the print head have multiple nozzles?
  • the plate can several different colors. For example, for different colors, so the plate can several different colors.
  • the plate is a stainless steel sheet having a possible travel of, for example, 4 mm.
  • the print head is pivoted in dependence on the orientation of the surface to be printed, so that the print head is always in the
  • Walls of buildings for example, have projections or recesses, wherein the wall course at an angle in the direction of projection or depression emotional.
  • By pivoting the print head it is possible to print even those running at an angle wall parts. It is also possible to print on ceilings or floors. In particular, it is also possible, for example
  • a device for printing large, in particular located on a non-feedable to a printing device substrate surface, such as walls of buildings, trucks or railway carriages, surfaces on containers, etc., in one direction in pressure paths according to the printing width of a printhead einteilbaren surface, said the printhead is movably mounted on a first axis along a printing web, the first axis being fixed to a chassis movable in the horizontal x-direction, and the surface being printable by the sequential printing of the printing webs, characterized in that the distance A z of the print head of the surface to be printed is adjustable and the device comprises a measuring device for contactless measurement of the distance A z0 between a reference point of the device and the surface to be printed and the device further comprises a control unit for evaluation the measured values and generating
  • Control pulses for adjusting the distance A z of the print head from the surface to be printed are adjusting the distance A z of the print head from the surface to be printed.
  • the chassis is movable in the horizontal x-direction, wherein the chassis is designed steerable and the device further comprises a control unit for calculating the steering angle of the chassis.
  • the recorded measured values of each printing web for each point measured along the printing web are stored in measurement series, and a trend is determined from the measured values of at least one measurement series, wherein a steering movement of the chassis movable in the horizontal direction is changed if the trend exceeds a previously defined threshold.
  • the print head to at least 180 ° pivotable about the
  • Horizontal is movably mounted on a third axis along a pressure path. Due to the pivoting of the print head, it is possible to print in the room inclined surfaces. It is also possible to print walls or floors. Finally, it is even possible to print surfaces whose spatial orientation changes continuously, as is the case with vaults, for example.
  • the device has a
  • extendible first axis for the movement of the print head along a
  • a unit supporting the print head in one embodiment, includes a servo motor which drives a gear meshing with the first axis rack, whereby the unit supporting the print head is very precisely and smoothly movable along the first axis, even if the first axis extends is.
  • the device has a second axis for adjusting the distance A z of the print head from the
  • the second axis is part of the unit which carries the print head. It has proven to be advantageous if the spindle of a servomotor
  • the distance A z of the print head from the surface to be printed can be set very precisely and quickly.
  • the chassis has wheels that allow it to stand on a ground and move in a horizontal x-direction. It has proved to be advantageous if the chassis has at least three, in particular four wheels, wherein the wheels are arranged at its respective corners. Each wheel can have adjustable height compensation.
  • the chassis itself may have a measuring device with which the horizontal orientation of the chassis is verifiable.
  • the chassis may have at its corners in the vicinity of the respective wheel via a distance measuring device. This is preferably non-contact, preferably designed as an optical measuring device.
  • the chassis may have a control device on the function of the measurement results of each distance measuring device, the height compensation of each wheel can be activated so that the chassis leveled itself at any time, especially if the floor is tiled, for example, and has deeper joints between the tiles.
  • an activated affects
  • the device can have a device for displacing the print head in the direction or opposite to the direction of the movement direction of the chassis, in particular via a third axis in this direction.
  • This third axis can serve to move the print head to the end points or over the end points of the chassis in the direction of movement of the chassis. Is the area to be printed, for example, a wall of a
  • the chassis is able to move forwards and backwards in the direction of movement. It has an engine for this purpose.
  • This motor can be a stepper motor or a servomotor. You can move one or more wheels
  • the one or more wheels may be driven directly or via a gear, wherein the wheel or wheels may be rigidly or via a transmission member, such as a chain or a belt, such as a toothed belt, connected to the engine.
  • a transmission member such as a chain or a belt, such as a toothed belt
  • the alternatives are to swing only the printhead or a
  • Print Head Carrying Unit consisting of the third axis with orientation in
  • Fig. 1 An inventive device in a three-dimensional schematic diagram
  • Fig. 2 The device according to the invention in a plan view when printing a wall surface
  • Fig. 3 The device according to the invention in a plan view when printing a wall surface near a wall corner
  • FIG. 4 shows a printhead 200 according to the invention in a schematic diagram
  • the device 100 has a chassis 1 10 which is movable on four wheels 1 1 1 in the horizontal x-direction on the floor 400. At the corners of the chassis 110, a distance measuring device (not shown) is provided near each wheel. This optically measures the distance to the ground 400 and forwards the measurement signal to a controller (not shown). Each wheel 1 1 1 has an adjustable height compensation (not shown).
  • a distance measuring device (not shown) is provided near each wheel. This optically measures the distance to the ground 400 and forwards the measurement signal to a controller (not shown).
  • Each wheel 1 1 1 has an adjustable height compensation (not shown).
  • the device 100 further has a first axis 120 in the y-direction.
  • This first axis 120 has a rack which is mounted in the y-direction on the axis.
  • the first axis 120 may be implemented in a standard industry profile, with the
  • the first axis 120 is extendible by attaching one or more axis modules, which may also be implemented in the standard industry profile, to the first axis.
  • the attachable axis modules also have a rack.
  • the first axis 120 in the non-elongated embodiment is about 2.50 meters long, allowing it to be used in residential buildings with standard ceiling heights. If higher areas 300 are to be printed, for example, in a commercial property or on an external facade, the first axis 120 can be extended with corresponding axis modules so that printing lines of more than 2.50 m in length can also be printed.
  • a second axis 130 is attached via a slide 121 with a main extent in the z-direction.
  • the carriage 121 has a drive in the form of a servomotor and a meshing with the rack of the first axis 120 gear.
  • a printing web in y-direction can be traversed by the print head 200 and printed.
  • the device 100 can be moved by means of the chassis 1 10 by a printing web width in the x direction, so that the next printing web can be printed.
  • Attached to the carriage 121 is a measuring device 190 in the form of a laser rangefinder. This measuring device sends a measuring beam 192 in the direction of
  • Control device of the device 100 is sent, where it is stored.
  • the second axis 130 has a spindle.
  • In the carriage 121 is another servo motor for driving the spindle.
  • Reference point distance A z0 in the control unit can be close to the current distance A z of the print head 200 of the surface to be printed 300.
  • the servo motor and spindle allow this distance to be set quickly and precisely to a preset value set in the control unit. As a result, the distance A z of the print head from the to
  • an axle head 131 is attached to the end facing the surface to be printed 300. This axle head 131
  • the print head 200 houses a servomotor, which has a third axis 140 with alignment in x direction, ie the direction of movement of the chassis 1 10, drives.
  • the print head 200 is movably mounted in the x direction.
  • the print head 200 can be moved independently of the movement of the chassis 1 10 in the x direction. This is advantageous when it is to be printed in a wall corner, with a non-printable area to be minimized.
  • the third axis 140 is pivotally mounted on the axle head 131, wherein the pivoting range is at least 180 °. Thereby, the print head 200 can both be pivoted upwards, whereby, for example, a ceiling
  • the second axis 130 is rotatably mounted together with the axis head 131, third axis 140 and printhead 200 in the carriage 121, wherein the rotational movement is at least 90 °, so that at a corresponding rotation up the ceiling printable is.
  • FIG. 2 shows the device 100 when printing on a wall surface 300 in a plan view from above. At least two wheels 1 1 1 are steerable, so the
  • Chassis can also follow a curvy wall.
  • the device has a control unit for calculating the steering angle of the chassis 1 10.
  • the recorded measured values A z0 of each printing web for each point measured along the printing web are stored in measurement series and a trend is determined from the measured values of at least one measurement series, wherein a
  • Steering movement of the horizontally movable chassis 1 10 is changed when the trend exceeds a previously defined threshold.
  • FIG. 3 shows the device 100 when printing on a wall surface 300 in a plan view from above, wherein the device 100 is located in a corner formed by two walls.
  • the printhead 200 is moved to the corner end of the third axis 140 to print into the corners and to minimize or even eliminate the areas of the wall 300 in the direction of travel of the chassis 100 that are not to be printed due to the necessary expansion of the chassis 100
  • 4 shows a printhead 200 according to the invention in a schematic diagram.
  • the printhead 200 has four nozzles 220 located behind a shadow plate 210.
  • the Abschattplatte 210 has four slots 21 1, wherein the Abschattplatte 210 is slidably mounted in a guide 212 in the y-direction, so that the nozzle 220 shaded by the Abschattplatte against UV radiation, when the nozzles are inactive.
  • the print head 200 has a laser pointer 230, by means of which the position of the print head 200 can be displayed at the beginning of a printing web on the substrate to be printed.
  • the print head 200 has printed circuit boards 240, which are arranged in a row above one another in the interior of the print head 200.
  • the boards 240 have a tempering device. Certain inks can be optimally processed at a temperature of approx. 43 ° C.
  • the ink is stored in bags and conveyed, the bags are made of an aluminum alloy.
  • the ink bags are stored in the printhead 200 on individual area heaters disposed on the boards 240.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken einer großen und sich insbesondere auf einem einer Druckvorrichtung nicht zuführbaren Substrat befindlichen Fläche. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der senkrechte Abstand Azo eines Referenzpunktes der Vorrichtung (100) an mehreren über der Druckbahn verteilten Punkten zu der zu bedruckenden Fläche (300) an den über der Druckbahn verteilten Punkten jeweils bestimmt und der senkrechte Abstand A zdes Druckkopfes (200) von der zu bedruckenden Fläche (300) entsprechend einem zuvor aufgenommenen Messwert eingestellt wird. Die mehreren Punkte können dabei gleichmäßig über der Länge der Druckbahn verteilt sein. Die Vorrichtung (100) zur Durchführung des Verfahrens weist eine Messvorrichtung (190) zum berührungslosen Messen des Abstands zwischen einem Referenzpunkt der Vorrichtung (100) und der zu bedruckenden Fläche (300) auf. Die Vorrichtung (100) weist weiterhin eine Steuerungseinheit zur Auswertung der Messwerte und Erzeugen von Steuerungsimpulsen für die Einstellung des Abstands A zdes Druckkopfes (200) von der zu bedruckenden Fläche (300) auf.

Description

Druckverfahren und Druckvorrichtung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken einer großen Fläche, insbesondere einer großen, sich auf einem einer Druckvorrichtung nicht zuführbaren Substrat befindlichen Fläche . Beispiele solcher Flächen sind Gebäudewände, Wände von Lastkraftwagen oder Eisenbahnwagons, Flächen auf Containern oder auch ganze Bordwände von Schiffen.
Seit vielen Jahren sind Großformatdrucker bekannt. Mit solchen Druckern ist es möglich, Papier, aber auch andere Substrate mit einer Breite von bis zu 5m oder sogar darüber hinaus und einer theoretisch endlosen Länge zu bedrucken. Der Druckvorgang erfolgt dabei in einer Ebene, d.h. zweidimensional, über einem Drucktisch. Bei diesen Druckern ist der Drucktisch mehr oder weniger linienförmig ausgebildet, d.h. seine Ausdehnung in Breitenrichtung quer zur Zuführungsrichtung des Substrats ist deutlich größer als in Substratzuführungsrichtung. Üblicherweise liegt das Substrat aufgerollt auf einer Rolle vor und wird dem Drucker zugeführt, wobei diese Zuführung die erste Achse des zweidimensionalen Druckvorgangs abdeckt. Quer zu dieser Achse bewegt sich ein Druckkopf mit einem
Farbauftragssystem über das Substrat. Weit verbreitet sind Tintenstrahldrucker, wobei die aufzutragende Farbe eine Tinte ist, die über Düsen, die von einer Steuerung angesteuert werden, Tinte tröpfenweise auf das Substrat aufspritzen. Mehrere Düsen für verschiedene Farben können nebeneinander in dem Druckkopf angeordnet sein, womit ein Mehrfarbdruck möglich ist. Die Druckebene entspricht üblicherweise der Horizontalen. Wegen der Zuführung muss das Substrat wenigstens in Längsrichtung flexibel sein.
Daneben sind auch Flachbettdrucker bekannt. Bei solchen Druckern wird das Substrat in einem Bett, dem Drucktisch, aufgespannt. Der Druckkopf ist an einem Kreuztisch befestigt, wodurch der Druckkopf selbst in den beiden Richtungen einer Ebene verfahrbar ist. Mit solchen Flachbettdruckern ist es möglich, auch starre Substrate zu bedrucken. Die Abmessungen solcher Kreuztische sind endlich und lassen sich auch nicht beliebig vergrößern, da die Achsen des Kreuztisches nur an ihren Endpunkten gelagert sein können und trotzdem eine Mindeststabilität aufweisen müssen. Auch bei Flachbettdruckern wird das Substrat dem Drucker zugeführt.
Bei beiden Systemen ist durch die Zuführung des Substrats auf einen Drucktisch der Abstand des Druckkopfs in Raumrichtung, d.h. senkrecht zu der durch x- und y- Richtung aufgespannten Ebene und hier und im Folgenden z-Richtung genannt, konstant und genau definiert. Dieser Abstand ist wichtig um ein sauberes Druckbild zu erhalten. Die Tintendüsen sind auf diesen Abstand fokussiert.
Mit beiden Systemen ist es nicht möglich, die Fläche eines nicht beweglichen
Substrats, beispielsweise die Wand eines Zimmers oder Gebäudes, zu bedrucken.
In jüngerer Zeit sind Wanddrucker bekannt geworden, mit denen es möglich sein soll, Wände zu bedrucken. Diese Drucker verwenden Druckköpfe handelsüblicher
Tintenstrahldrucker, die in einer Richtung, hier und im Folgenden vertikale Richtung oder y-Richtung benannt, beweglich an einer Achse befestigt sind. Diese Achse ist auf einem Fahrgestell befestigt, wobei das Fahrgestell in einer Richtung im
Wesentlichen senkrecht zu der vertikalen Richtung, hier und im Folgenden
horizontale Richtung oder x-Richtung genannt, bewegbar ist. Das Druckprinzip entspricht dabei dem der zuerst beschriebenen Großformatdrucker: Die vertikale Richtung des Druckkopfes wird durch seine Auf- und Abbewegung in y-Richtung realisiert, während die horizontale Richtung durch die Bewegung des Fahrgestells in x-Richtung realisiert ist. Der Druckkopf druckt nun eine vertikale Bahn mit einer durch den Druckkopf vorgegebenen Ausdehnung in y-Richtung, d.h. mit einer Bahnbreite in horizontaler Richtung. Für die Bedruckung einer in horizontaler Richtung
danebenliegende Bahn wird das Fahrgestell in x-Richtung an einer Wand vorbei bewegt, während der Druckkopf in der oberen oder unteren Endstellung verweilt.
In Praxis ergeben sich allerdings einige Probleme: Ist der Boden nicht eben, was beispielsweise bei gefliesten Oberböden wegen der Fugen zwischen den Fliesen üblicherweise der Fall ist, werden diese Unebenheiten in das Druckbild übertragen. Zur Lösung dieses Problems fahren bekannte Wanddrucker auf einem
Schienensystem, das solche Unebenheiten überbrückt. Der Nachteil hiervon ist, dass die Schienen ausgelegt und ausgerichtet werden müssen, was Aufwand bedeutet, und andererseits für lange zu bedruckende Wände auch lange Schienen erforderlich sind, was den Transportaufwand des Wanddruckers zu einer Einsatzstelle erhöht, die Kosten für den Wanddrucker erhöht und wiederum den Druckaufwand erhöht.
Ein weiteres Problem von bekannten Wanddruckern ist die begrenzte Höhe des bedruckbaren Bereichs: Die y-Achse besteht aus einem Profil einer endlichen Länge von üblicherweise 2 m, wobei die Druckkopfbewegung entlang dieser Achse über einen Zahnriemen erfolgt. Damit ist die Länge der y-Achse zunächst nicht oder nur mit sehr großem Aufwand verlängerbar. Darüber hinaus ist die Befestigung und Auslegung der Stabilität der y-Achse auf diese Länge ausgelegt, so dass eine
Verlängerung der Achse wegen mechanischer Instabilität und damit verbundenen Schwankungen in x- und z-Richtung der y-Achse zu einem sehr unbefriedigenden Druckbild führen würde. Weiterhin sind Wände von Bauwerken selten genau senkrecht zum Boden ausgerichtet, sondern gegenüber dem Boden üblicherweise geneigt. Die Neigung beträgt zwar in den meisten Fällen nur kleine Winkelmaße von wenigen Grad. Über einer Zimmerhöhe von üblicherweise ca. 2,50 m für
Wohngebäude und deutlich mehr für Gewerbegebäude macht aber auch 1 ° Neigung bereits eine Differenz von über 4 cm aus, wodurch das Druckbild hinsichtlich
Konturenschärfe zwischen dem bodenseitigen Ende und dem deckseitigen Ende sehr unterschiedlich ausfällt. Im Stand der Technik ist zur Messung für eine anschließender Nachführung des Abstandes des Druckkopfes zur Wand die
Verwendung von Ultraschallsensoren bekannt. Diese Sensoren sind am Druckkopf angebracht und sind daher nur in der Lage, den Abstand in Echtzeit, d.h. im Moment, in dem sich der Druckkopf an der entsprechenden Stelle befindet, zu erfassen. Eine auf einer solchen Messung aufbauende Nachregelung kann wegen der Totzeit zwischen Messung und Nachregelung nur sehr unvollkommen sein. Darüber kann eine Wand auch Unebenheiten aufweisen, die den Druckkopf zerstören können, wenn er mit ihnen kollidiert. Die y-Achse von bekannten Wanddruckern sind in x- Richtung mehr oder weniger mittig auf dem Fahrgestellt montiert, zumindest sind sie nicht an einem in der x-Achse gelegenen Ende des Fahrgestells montiert. Dadurch ist es nicht möglich, in eine Ecke hinein zu drucken. Mit anderen Worten verbleiben in Zimmerecken immer mehr oder weniger breite, nicht bedruckbare Streifen. Die Schienen für das Fahrgestell sind nur gerade verlegbar, d.h. das Bedrucken von kurvigen Flächen ist nicht möglich. Auch ist es heute nur möglich, Flächen zu bedrucken, die senkrecht zu dem Boden, auf dem das Fahrgestell fährt, zu bedrucken. Das Bedrucken von anders ausgerichteten Flächen, beispielsweise Decken- oder Bodenflächen ist nicht möglich. Erst Recht ist es nicht möglich, dreidimensional geformte Flächen, beispielsweise Gewölbedecken, zu bedrucken.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Bedrucken einer großen, insbesondere sich auf einem einer Druckvorrichtung nicht zuführbaren Substrat befindlichen großen Fläche anzugeben, das die oben beschriebenen
Einschränkungen und Nachteile umgeht. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-6. Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 8-13.
Das erfinderische Verfahren ist geeignet zum Bedrucken einer großen, sich auf einem einer Druckvorrichtung nicht zuführbaren Substrat befindlichen Fläche. , Flächen, wie beispielsweise Wände von Gebäuden, von Lastkraftwagen oder Eisenbahnwagons, Flächen auf Containern etc., wobei die zu bedruckende Fläche in einer Richtung in Druckbahnen entsprechend der Druckbreite eines Druckkopfes einteilbar ist und wobei der Druckkopf an einer ersten Achse entlang einer
Druckbahn bewegbar befestigt ist, die erste Achse an einem in horizontaler x- Richtung bewegbaren Fahrgestell befestigt ist und die Fläche durch das sequentielle Bedrucken der Druckbahnen bedruckt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der senkrechte Abstand Az0 eines Referenzpunktes der Vorrichtung an mehreren über der Druckbahn verteilten Punkten zu der zu bedruckenden Fläche bestimmt und der senkrechte Abstand Az des Druckkopfes von der zu bedruckenden Fläche an den über der Druckbahn verteilten Punkten jeweils entsprechend einem zuvor aufgenommenen Messwert eingestellt wird. Die mehreren Punkte können dabei gleichmäßig über der Länge der Druckbahn verteilt sein. Bei der Entscheidung über die Anzahl der Punkte kann die Ebenheit der zu bedruckenden Fläche und/oder die erwartete Anzahl und das Ausmaß von Störstellen auf der zu bedruckenden Fläche berücksichtigt werden. Bei einer sehr ebenen Fläche ohne nennenswerte Störstellen genügen einige wenige Punkte, bei unebenen Flächen mit vielen
Störstellen, insbesondere wenn zumindest einige dieser Störstellen große Ausmaße haben, sollten viele Messpunkte aufgenommen werden. Im Extremfall kann die Anzahl der Messpunkte so groß gewählt werden, dass eine quasikontinuierliche Messung vorliegt. Die aufgenommenen Messwerte einer jeden Druckbahn können für jeden entlang der Druckbahn gemessenen Punkt in Messreihen gespeichert werden, wobei aus den Messwerten mindestens einer Messreihe ein Trend bestimmt wird, wobei eine Lenkbewegung des in horizontaler Richtung bewegbaren
Fahrgestells ausgelöst wird, wenn der Trend eine zuvor definierte Schwelle überschreitet. Ist die zu bedruckende Fläche beispielsweise eine im Wesentlichen zur Bodenfläche, auf der sich das in horizontaler Richtung bewegbaren Fahrgestell bewegt, senkrechte Wand, beispielsweise eine Wand eines Wohnraums, so wird eine Lenkbewegung des Fahrgestells ausgelöst, wenn sich der Abstand der Wand von dem Fahrgestell im Laufe der Bewegung des Fahrgestells verändert,
beispielsweise weil die Wandrichtung abknickt oder die Wand eine Kurve beschreibt. Die Messwerte einer jeden Messung in einer bestimmten Höhe werden in der Steuerungseinrichtung zu Messreihen zusammengefasst und ein Trend berechnet. Wenn sich der Trend zumindest einer Messreihe über eine zuvor festgelegte
Schwelle verändert, wird von der Steuerungseinrichtung ein Lenkimpuls an das Fahrgestell ausgegeben, so dass sich der Abstand des Fahrgestells von der Wand wieder in den zuvor festgelegten Korridor bewegt. Auf diese Weise ist es möglich, auch Wände zu bedrucken, die einem Kurvenverlauf folgen oder deren Verlauf sich gegenüber einer zunächst eingeschlagenen Richtung ändert
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Messvorrichtung zum berührungslosen Messen des Abstands zwischen einem Referenzpunkt der
Vorrichtung und der zu bedruckenden Fläche auf. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Steuerungseinheit zur Auswertung der Messwerte und Erzeugen von Steuerungsimpulsen für die Einstellung des Abstands Az des Druckkopfes von der zu bedruckenden Fläche auf.
Mit der Einstellung des Abstands Az des Druckkopfes von der zu bedruckenden Wand sind die Probleme des Standes der Technik bezüglich eines konturscharfen Druckbilds trotz nicht genau ebener und äquidistanter Ausrichtung der zu
bedruckenden Fläche gegenüber dem Druckkopf gelöst. Um den Abstand Az des Druckkopfes an jedem Ort auf der Druckbahn so einstellen zu können, dass er trotz Unebenheiten oder beispielsweiser nicht lotrechter Wände immer gleich ist, muss der Abstand Az bestimmt werden. Dies erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform berührungslos, vorzugsweise optisch, beispielsweise mit einem
Laserentfernungsmesser. Da der Abstand Az des Druckkopfs von der zu
bedruckenden Fläche so eingestellt wird, dass er immer den gleichen Abstand Az hat, kann er auch nicht beispielsweise mit einer Unebenheit auf dieser Fläche kollidieren. Die Messung erfolgt über einen Referenzpunkt der Vorrichtung. Dieser Referenzpunkt kann sich beispielsweise an der ersten Achse befinden, an der der Druckkopf entlang einer Druckbahn bewegt wird. Dadurch wird der Referenzpunkt gemeinsam mit dem Druckkopf entlang einer Druckbahn bewegt, so dass der Abstand Az0 des Referenzpunktes zu den entsprechenden Druckkopfpositionen bekannt ist. Über die bekannten geometrischen Verhältnisse der Vorrichtung kann die erforderlich Druckkopfposition hinsichtlich des Abstands Az von der zu
bedruckenden Fläche bestimmt werden. An dem Referenzpunkt kann eine
entsprechende Entfernungsmesseinrichtung angebracht sein. Der Referenzpunkt kann in horizontaler x-Richtung neben dem Druckkopf angeordnet sein, so dass der Abstand Az0 des Referenzpunktes von der zu bedruckenden Fläche beim Bedrucken in einer Richtung dem Druckkopf vorauseilt. Dies ist die Vorzugsdruckrichtung. Durch das Vorauseilen wird die Entfernung bereits gemessen, während der Druckkopf noch die vorherige Druckbahn abfährt. Dadurch erhalt die Steuerungseinheit einen zeitlichen Vorlauf für die Berechnung des Druckkopfabstands Az von der zu bedruckenden Fläche.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens wird zu Beginn eines Druckvorgangs die erste Druckbahn ohne Aktivieren des Druckkopfes abgefahren, wobei der senkrechte Abstand Az0 eines Referenzpunktes des Druckkopfes an mehreren über der vertikalen Druckbahn verteilten Punkten zu der zu bedruckenden Fläche vorauseilend zu der bei der Messung abgefahrenen
Druckbahn bestimmt wird. Der Druckkopf fährt die erste Bahn des Druckbildes ab, ohne zu drucken. Vorteilhafterweise befindet sich der Druckkopf für diese Fahrt in einer Position möglichst weit von der zu bedruckenden Fläche entfernt. Bei dieser Fahr ist nur die Entfernungsmesseinrichtung aktiv. Die aufgenommenen
Entfernungen werden an die Steuerungseinheit gesendet und dort für die Position des Druckkopfes für einen konstanten Abstand Az des Druckkopfes von der Wand für jeden Ort auf der Druckbahn berechnet. Anschließend wird dieselbe Druckbahn erneut abgefahren, wobei dieses Mal der Druckkopf aktiv ist und die Fläche unter der Bahn bedruckt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird Startposition des Druckkopfes zu Beginn einer Druckbahn optisch angezeigt. In einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform wird die Startposition des Druckkopfes zu Beginn einer jeden Druckbahn optisch angezeigt. Dazu verfügt der Druckkopf über eine optische
Anzeigeeinrichtung. Diese optische Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise eine Laserlampe sein. Insbesondere kann die optische Anzeigeeinrichtung ein
Laserpointer sein. Ein Laserpointer projiziert in an sich bekannter Weise einen Lichtpunkt auf das zu bedruckende Substrat und zeigt damit an, an welcher Stelle sich der Druckkopf befindet. Ist diese Stelle nicht identisch mit der Stelle, an der die Druckbahn beginnt, kann der Druckkopf entsprechend nachjustiert werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Druck durch das Aufbringen von Tinte auf dem Substrat erfolgt, wobei die Tinte auf eine Temperatur von ca. 43°C
temperiert wird. Die Vorrichtung verfügt dazu über eine entsprechende
Temperiervorrichtung. Der Druck erfolgt über einen an sich bekannten
Tintenstrahldruckkopf, der über mehrere Düsen beispielsweise für den
Mehrfarbdruck verfügen kann. Dabei ist die Verwendung von verschiedenen Tinten grundsätzlich möglich. Insbesondere wenn sich die zu bedruckende Fläche im
Außenbereich befindet und Wettereinflüssen ausgesetzt ist, ist es vorteilhaft, eine wasserfeste und UV-stabile Tinte zu benutzen, die einer Benetzung mit Regen und Bestrahlung mit Sonnenlicht zumindest für eine gewisse Zeit stand hält. Solche Tinten lassen sich bei einer Temperatur von ca. 43°C optimal verarbeiten, wobei das mögliche Verarbeitungstemperaturintervall ca. 1 K beträgt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Tinte in Beuteln aufbewahrt und aus Beuteln gefördert wird, wobei die Beutel aus einer Aluminium-Legierung hergestellt sind. In einer
vorteilhaften Ausführungsform werden die Tinten-Beuteln in der Vorrichtung auf eine einzelnen Flächenheizeinrichtungen in Form von Platinen gelagert, wobei die
Heizleistung der Flächenheizungen geregelt werden, wobei die jeweilige
Isttemperatur der Flächenheizung über einen Sensor erfasst wird und die Information einer Regelungseinrichtung zugeführt wird. Die Aluminiumlegierung der Tintenbeutel haben eine gute Wärmeleitfähigkeit, so dass sich die Tintentemperatur über die Temperatur der Flächenheizung sehr gut steuern lässt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Druckkopf über eine
Vorrichtung von UV-Strahlung abgeschattet, wenn er nicht aktiv ist. Die Vorrichtung verfügt dazu über eine bewegbare Abschattungseinrichtung. Tinten, die eine gute Wasserfestigkeit und UV-Stabilität besitzen, sowie auch über gute Eigenschaften hinsichtlich Farbbrillianz und Abriebfestigkeit verfügen, sind beispielsweise UV- aushärtend. Nachdem die Tinte auf das Substrat aufgebracht wurde, härtet sie unter UV-Lichteinfluss aus, d.h. die Monomere in der Farbe polymerisieren und die
Farbpigmente werden in der festen Polymerschicht fixiert. Damit sollten diese Tinten von UV-Licht abgeschattet werden, solange sie noch nicht auf das Substrat aufgebracht sind. Dazu weist die Vorrichtung eine Vorrichtung beispielsweise in Form einer verschiebbar gelagerten Platte auf, die über den Druckkopf geschoben werden kann, wenn dieser inaktiv ist. Weist der Druckkopf mehrere Düsen
beispielsweise für unterschiedliche Farben auf, so kann die Platte mehrere
Öffnungen aufweisen, die die unterschiedlichen Düsen abdecken beziehungsweise nach Verschieben der Platte für den Druck wieder frei geben. In einer
Ausführungsform ist die Platte ein Edelstahlblech, das einen möglichen Verfahrweg von beispielsweise 4 mm aufweist.
Es ist denkbar, dass der Druckkopf in Abhängigkeit der Ausrichtung der zu bedruckenden Fläche geschwenkt wird, so dass der Druckkopf immer im
Wesentlichen senkrecht zu der zu bedruckenden Fläche ausgerichtet ist. Wände von Gebäuden können beispielsweise Vorsprünge oder Vertiefungen aufweisen, wobei sich der Wandverlauf in einem Winkel in Richtung Vorsprung oder Vertiefung bewegt. Durch das Verschwenken des Druckkopfes ist es möglich, auch solche in einem Winkel verlaufenden Wandteile zu bedrucken. Ebenso ist es möglich, Decken oder Böden zu bedrucken. Insbesondere ist es auch möglich, beispielsweise
Gewölbedecken zu bedrucken, bei denen sich eine Wand kontinuierlich in eine Decke, d.h. eine im Wesentlich senkrecht zu der ursprünglichen Ausrichtung der Wandfläche hin verschwenkt Ausrichtung erstreckt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken großer, insbesondere sich auf einem einer Druckvorrichtung nicht zuführbaren Substrat befindlichen Fläche, wie beispielsweise Wände von Gebäuden, von Lastkraftwagen oder Eisenbahnwagons, Flächen auf Containern etc., in einer Richtung in Druckbahnen entsprechend der Druckbreite eines Druckkopfes einteilbaren Fläche, wobei der Druckkopf an einer ersten Achse entlang einer Druckbahn bewegbar befestigt ist, wobei die erste Achse an einem in horizontaler x-Richtung bewegbaren Fahrgestell befestigt ist, und wobei die Fläche durch das sequentielle Bedrucken der Druckbahnen bedruckbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand Az des Druckkopfes von der zu bedruckenden Fläche einstellbar ist und die Vorrichtung eine Messvorrichtung zum berührungslosen Messen des Abstands Az0 zwischen einem Referenzpunkt der Vorrichtung und der zu bedruckenden Fläche aufweist und die Vorrichtung weiterhin eine Steuerungseinheit zur Auswertung der Messwerte und Erzeugen von
Steuerungsimpulsen für die Einstellung des Abstands Az des Druckkopfes von der zu bedruckenden Fläche aufweist.
Das Fahrgestell ist in horizontaler x-Richtung bewegbar, wobei das Fahrgestell lenkbar ausgeführt ist und die Vorrichtung weiterhin eine Steuerungseinheit für die Berechnung des Lenkeinschlags des Fahrgestells aufweist. Dazu werden die aufgenommenen Messwerte einer jeden Druckbahn für jeden entlang der Druckbahn gemessenen Punkt in Messreihen gespeichert und aus den Messwerten mindestens einer Messreihe ein Trend bestimmt, wobei eine Lenkbewegung des in horizontaler Richtung bewegbaren Fahrgestells verändert wird, wenn der Trend eine zuvor definierte Schwelle überschreitet.
Es ist denkbar, dass der Druckkopf zu mindestens 180° schwenkbar um die
Horizontale an einer dritten Achse entlang einer Druckbahn bewegbar befestigt ist. Durch die Schwenkbarkeit des Druckkopfes ist es möglich, im Raum schräg gestellte Flächen zu bedrucken. Auch ist es möglich, Wände oder Fußböden zu bedrucken. Schließlich ist es sogar möglich, Flächen zu bedrucken, deren räumliche Ausrichtung sich kontinuierlich ändert, wie dies beispielsweise bei Gewölben der Fall ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine
verlängerbare erste Achse für die Bewegung des Druckkopfes entlang einer
Druckbahn auf, wobei die erste Achse eine Zahnstange aufweist. Durch die
Verwendung einer Zahnstange ist die erste Achse einfach verlängerbar, indem beispielsweise ein weiteres Achsmodul, ebenfalls mit einer Zahnstange ausgerüstet, auf die vorhandene erste Achse aufgebracht wird. Eine den Druckkopf tragende Einheit weist in einer Ausführungsform einen Servomotor auf, der ein Zahnrad antreibt, das mit der Zahnstange der erste Achse kämmt, wodurch die den Druckkopf tragende Einheit sehr präzise und ruckelfrei entlang der ersten Achse bewegbar ist, auch wenn die erste Achse verlängert ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine zweite Achse für die Einstellung des Abstands Az des Druckkopfes von der zu
bedruckenden Fläche auf, wobei die zweite Achse eine Spindel aufweist.
Vorteilhafterweise ist die zweite Achse Teil der Einheit, die den Druckkopf trägt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Spindel von einem Servomotor
angetrieben wird. Dadurch lässt sich der Abstand Az des Druckkopfes von der zu bedruckenden Fläche sehr präzise und schnell einstellen.
Das Fahrgestell verfügt über Räder, mit denen es auf einem Boden steht und sich in horizontalter x-Richtung fortbewegen kann. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Fahrgestell über mindestens drei, insbesondere über vier Räder verfügt, wobei die Räder an seinen jeweiligen Ecken angeordnet sind. Jedes Rad kann über einen einstellbaren Höhenausgleich verfügen. Das Fahrgestell selbst kann über eine Messeinrichtung verfügen, mit der die horizontale Ausrichtung des Fahrgestells überprüfbar ist. Zusätzlich kann das Fahrgestell an seinen Ecken in der Nähe zu dem jeweiligen Rad über eine Abstandsmesseinrichtung verfügen. Diese ist vorzugsweise berührungslos, bevorzugt als optische Messeinrichtung, ausgeführt. Weiterhin kann das Fahrgestell über eine Steuerungseinrichtung verfügen, über die in Abhängigkeit der Messergebnisse jeder Abstandsmesseinrichtung der Höhenausgleich eines jeden Rades aktivierbar ist, so dass sich das Fahrgestell jederzeit selbst nivelliert, insbesondere wenn der Boden beispielsweise gefliest ist und tieferliegende Fugen zwischen den Fliesen aufweist. Darüber hinaus wirkt sich ein aktivierter
Höhenausgleich eines jeden Rades vorteilhaft auf die Ruckelfreiheit der horizontalen Bewegung des Fahrgestells aus.
Die Vorrichtung kann über eine Vorrichtung zum Versetzen des Druckkopfes in Richtung beziehungsweise entgegen der Richtung der Bewegungsrichtung des Fahrgestells, insbesondere über eine dritte Achse in dieser Richtung verfügen. Diese dritte Achse kann dazu dienen, den Druckkopf an die Endpunkte beziehungsweise über die Endpunkte des Fahrgestells in Bewegungsrichtung des Fahrgestells zu verfahren. Ist die zu bedruckende Fläche beispielsweise eine Wand eines
Wohnraumes, ist unter Zuhilfenahme der dritten Achse möglich, in die Ecken hinein zu drucken und die wegen der notwendigen Ausdehnung des Fahrgestells in
Bewegungsrichtung nicht zu bedruckenden Bereiche der Wand in
Bewegungsrichtung des Fahrgestells zu minimieren oder sogar zu eliminieren.
Das Fahrgestell ist in der Lage sich in Bewegungsrichtung vorwärts und rückwärts zu bewegen. Dazu weist es einen Motor auf. Dieser Motor kann ein Schrittmotor oder ein Servomotor sein. Zur Bewegung können ein Rad oder mehrere Räder
angetrieben sein. Das oder die Räder können direkt oder über ein Getriebe angetrieben sein, wobei das Rad beziehungsweise die Räder starr oder über ein Übertragungsorgan, beispielsweise eine Kette oder einen Riemen, beispielsweise einen Zahnriemen, mit dem Motor verbunden sein können.
Für die Realisierung der Funktion der Schwenkbarkeit des Druckkopfes bieten sich die Alternativen an, nur den Druckkopf zu schwenken oder aber eine
Druckkopftrageeinheit, bestehend aus der dritten Achse mit Ausrichtung in
Bewegungsrichtung des Fahrgestells mitsamt dem Druckkopf, zu schwenken. Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Von den Abbildungen zeigt:
Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer dreidimensionalen Prinzipskizze
Fig. 2 Die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht beim Bedrucken einer Wandfläche
Fig. 3 Die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht beim Bedrucken einer Wandfläche nahe einer Wandecke
Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Druckkopf 200 in einer Prinzipskizze
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 in einer dreidimensionalen Prinzipskizze. Die Vorrichtung 100 weist ein Fahrgestell 1 10 auf, das auf vier Rädern 1 1 1 in horizontaler x-Richtung auf dem Boden 400 bewegbar ist. An den Ecken des Fahrgestells 1 10 ist in der Nähe zu jedem Rad eine Entfernungsmessvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen. Diese misst optisch die Entfernung zum Boden 400 und leitet das Messsignal an eine Steuerungseinrichtung (nicht gezeigt) weiter. Jedes Rad 1 1 1 verfügt über einen einstellbaren Höhenausgleich (nicht gezeigt). In
Abhängigkeit der Messergebnisse jeder Abstandsmesseinrichtung ist der
Höhenausgleich eines jeden Rades 1 1 1 aktivierbar, so dass sich das Fahrgestell 1 10 jederzeit selbst nivelliert, insbesondere wenn der Boden 400 beispielsweise gefliest ist und tieferliegende Fugen zwischen den Fliesen aufweist. Die Vorrichtung 100 verfügt weiterhin über eine erste Achse 120 in y-Richtung. Diese erste Achse 120 verfügt über eine Zahnstange, die in y-Richtung an der Achse befestigt ist. Die erste Achse 120 kann in einem Standardindustrieprofil ausgeführt sein, wobei die
Zahnstange versenkt und damit geschützt in dem Profil zu liegen kommt. Die erste Achse 120 ist verlängerbar, indem ein oder mehrere Achsmodule, die ebenfalls in dem Standardindustrieprofil ausgeführt sein können, auf die erste Achse aufgesteckt werden. Die aufsteckbaren Achsmodule verfügen ebenfalls über eine Zahnstange. Beispielsweise ist die erste Achse 120 in der nicht verlängerten Ausführung ca. 2,50 m lang, wodurch sie in Wohngebäuden mit Standarddeckenhöhen einsetzbar ist. Sollen höhere Flächen 300, beispielsweise in einer Gewerbeimmobilie oder an einer Außenfassade bedruckt werden, kann die erste Achse 120 mit entsprechenden Achsmodulen verlängert werden, so dass auch Druckbahnen von mehr als 2,50 m Länge bedruckbar sind.
An der ersten Achse 120 ist über einen Schlitten 121 eine zweite Achse 130 mit einer Hauptausdehnung in z-Richtung angebracht. Der Schlitten 121 weist einen Antrieb in Form eines Servomotors und eines mit der Zahnstange der ersten Achse 120 kämmenden Zahnrads auf. Durch die Auf- und Abbewegung, die die die zweite Achse 130 und ein an der zweiten Achse 130 befestigter Druckkopf 200 ausüben kann, kann eine Druckbahn in y-Richtung durch den Druckkopf 200 abgefahren und bedruckt werden. Nach Fertigstellung dieser Druckbahn kann die Vorrichtung 100 mittels des Fahrgestells 1 10 um eine Druckbahnbreite in x-Richtung verfahren werden, so dass die nächste Druckbahn bedruckt werden kann. An dem Schlitten 121 ist eine Messvorrichtung 190 in Form eines Laserentfernungsmessers befestigt. Diese Messvorrichtung sendet einen Messstrahl 192 in Richtung der zu
bedruckenden Fläche 300 aus, wo er auf einen Messpunkt 191 auftrifft. Die
Entfernung der Messvorrichtung 190 von der zu bedruckenden Fläche 300 in diesem Punkt 191 wird aufgenommen und als Referenzabstand Az0 an eine
Steuerungseinrichtung der Vorrichtung 100 gesendet, wo sie gespeichert wird. Die zweite Achse 130 weist eine Spindel auf. In dem Schlitten 121 befindet sich ein weiterer Servomotor zum Antrieb der Spindel. Über die Auswertung des
Referenzpunktabstands Az0 in der Steuerungseinheit lässt sich auf den aktuellen Abstand Az des Druckkopfes 200 von der zu bedruckenden Fläche 300 schließen. Über den Servomotor und die Spindel lässt sich dieser Abstand schnell und präzise auf einen zuvor festgelegten und in der Steuerungseinheit abgelegten Sollwert einstellen. Dadurch lässt sich der Abstand Az des Druckkopfes von der zu
bedruckenden Fläche sehr präzise und schnell einstellen.
An der zweiten Achse 130 ist an dem zu der zu bedruckenden Fläche 300 hin gerichteten Ende ein Achsenkopf 131 angebracht. Dieser Achsenkopf 131
beherbergt wiederum einen Servomotor, der eine dritte Achse 140 mit Ausrichtung in x-Richtung, also der Bewegungsrichtung des Fahrgestells 1 10, antreibt. An dieser dritten Achse 140 ist der Druckkopf 200 in x-Richtung bewegbar befestigt. Damit kann der Druckkopf 200 unabhängig von der Bewegung des Fahrgestells 1 10 in x- Richtung verfahren werden. Dies ist dann von Vorteil, wenn in eine Wandecke hinein gedruckt werden soll, wobei ein nicht bedruckbarer Bereich minimiert werden soll.
Die dritte Achse 140 ist an dem Achsenkopf 131 schwenkbar gelagert, wobei der Schwenkbereich mindesten 180° beträgt. Dadurch kann der Druckkopf 200 sowohl nach oben geschwenkt werden, wodurch beispielsweise eine Raumdecke
bedruckbar ist, als auch nach unten geschwenkt werden, wodurch der Boden, auf dem das Fahrgestell 1 10 bewegbar aufgestellt ist, bedruckbar ist.
Für die Bedruckung einer Raumdecke kann auch die zweite Achse 130 ist mitsamt Achsenkopf 131 , dritter Achse 140 und Druckkopf 200 in dem Schlitten 121 rotierbar befestigt ein, wobei die Rotationsbewegung dabei mindestens 90° beträgt, so dass bei einer entsprechenden Rotation nach oben die Decke bedruckbar ist.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung 100 beim Bedrucken einer Wandfläche 300 in einer Draufsicht von oben. Mindestsens zwei Räder 1 1 1 sind lenkbar, so dass das
Fahrgestell auch einer kurvigen Wand folgen kann. Die Vorrichtung weist eine Steuerungseinheit für die Berechnung des Lenkeinschlags des Fahrgestells 1 10 auf. Die aufgenommenen Messwerte Az0 einer jeden Druckbahn für jeden entlang der Druckbahn gemessenen Punkt werden in Messreihen gespeichert und aus den Messwerten mindestens einer Messreihe ein Trend bestimmt, wobei eine
Lenkbewegung des in horizontaler Richtung bewegbaren Fahrgestells 1 10 verändert wird, wenn der Trend eine zuvor definierte Schwelle überschreitet.
Fig 3 zeigt die Vorrichtung 100 beim Bedrucken einer Wandfläche 300 in einer Draufsicht von oben, wobei die Vorrichtung 100 sich in einer Ecke, gebildet aus zwei Wänden befindet. Der Druckkopf 200 ist an das eckenseitige Ende der dritten Achse 140 verfahren, um in die Ecken hinein zu drucken und die wegen der notwendigen Ausdehnung des Fahrgestells 100 in Bewegungsrichtung nicht zu bedruckenden Bereiche der Wand 300 in Bewegungsrichtung des Fahrgestells 100 zu minimieren oder sogar zu eliminieren. Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Druckkopf 200 in einer Prinzipskizze. Der Druckkopf 200 weist vier Düsen 220 auf, die sich hinter einer Abschattplatte 210 befinden. Die Abschattplatte 210 weist vier Schlitze 21 1 auf, wobei die Abschattplatte 210 in einer Führung 212 in y-Richtung verschiebbar gelagert ist, so dass die Düsen 220 durch die Abschattplatte gegenüber UV-Strahlung abschattbar sind, wenn die Düsen inaktiv sind. Weiterhin weist der Druckkopf 200 einen Laserpointer 230 auf, mit dessen Hilfe die Position des Druckkopfes 200 zu Beginn einer Druckbahn an dem zu bedruckenden Substrat anzeigbar ist. Der Druckkopf 200 weist Platinen 240 auf, die regalmäßig übereinander im Inneren des Druckkopfes 200 angeordnet sind. Die Platinen 240 verfügen über eine Temperiervorrichtung. Bestimmte Tinten lassen sich bei einer Temperatur von ca. 43°C optimal verarbeiten. Die Tinte in Beuteln aufbewahrt und gefördert, wobei die Beutel aus einer Aluminium-Legierung hergestellt sind. Die Tinten-Beuteln werden in dem Druckkopf 200 auf einzelne Flächenheizeinrichtungen, die auf den Platinen 240 angeordnet sind, gelagert.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind
gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.
Bezugszeichenliste:
100 Vorrichtung zum Bedrucken großer, nicht beweglicher, Flächen
1 10 Fahrgestell
1 1 1 Rad
120 erste Achse, y-Achse
121 Schlitten
130 zweite Achse, z-Achse
131 Achsenkopf
140 dritte Achse, x-Achse
190 Messvorrichtung
191 Messpunkt
192 Messstrahl
200 Druckkopf
210 Abschattplatte
21 1 Schlitz
212 Führung
220 Düse
230 Laserpointer
240 Platine
300 zu bedruckende Fläche, Wand
400 Boden

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Bedrucken einer großen und sich insbesondere auf einem einer Druckvorrichtung nicht zuführbaren Substrat befindlichen, in einer Richtung in Druckbahnen entsprechend der Druckbreite eines Druckkopfes (200) ein teilbaren Fläche (300), wobei der Druckkopf (200) an einer ersten Achse (120) entlang einer Druckbahn bewegbar befestigt ist, wobei die erste Achse (120) an einem in horizontaler x-Richtung bewegbaren Fahrgestell 110 befestigt ist, und wobei die Fläche (300) durch das sequentielle Bedrucken der Druckbahnen bedruckt wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der senkrechte Abstand Az0 eines Referenzpunktes der Vorrichtung (100) an mehreren über der Druckbahn verteilten Punkten zu der zu bedruckenden Fläche(300) bestimmt und der senkrechte Abstand Az des Druckkopfes (200) von der zu bedruckenden Fläche (300) an den über der Druckbahn verteilten Punkten jeweils entsprechend einem zuvor aufgenommenen Messwert eingestellt wird, wobei die aufgenommenen Messwerte Az0 einer jeden
Druckbahn für jeden entlang der Druckbahn gemessenen Punkt in Messreihen gespeichert werden und aus den Messwerten mindestens einer Messreihe ein Trend bestimmt wird, wobei eine Lenkbewegung des in horizontaler Richtung bewegbaren Fahrgestells (110) verändert wird, wenn der Trend eine zuvor definierte Schwelle überschreitet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass zu Beginn eines Druckvorgangs die erste Druckbahn ohne Aktivieren des Druckkopfes (200) abgefahren wird, wobei der senkrechte Abstand Az0 eines Referenzpunktes des Druckkopfes (200) an mehreren über der vertikalen Druckbahn verteilten Punkten zu der zu bedruckenden Fläche (300)
vorauseilend zu der bei der Messung abgefahrenen Druckbahn bestimmt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Startposition des Druckkopfes (200) zu Beginn einer Druckbahn optisch angezeigt wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass Druckkopf (200) in Abhängigkeit der Ausrichtung der zu bedruckenden Fläche (300) geschwenkt wird, so dass der Druckkopf (200) immer im
Wesentlichen senkrecht zu der zu bedruckenden Fläche (300) ausgerichtet ist.
5. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Druck durch das Aufbringen von Tinte auf dem Substrat erfolgt, wobei die Tinte auf eine Temperatur von ca.43°C temperiert wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Druckkopf (200) über eine Vorrichtung von UV-Strahlung abgeschattet wird, wenn er nicht aktiv ist..
7. Vorrichtung (100) zum Bedrucken einer großen und insbesondere sich auf einem einer Druckvorrichtung nicht zuführbaren Substrat befindlichen, in einer Richtung in Druckbahnen entsprechend der Druckbreite eines Druckkopfes einteilbaren Fläche (300), wobei der Druckkopf (200) an einer ersten Achse (120) entlang einer Druckbahn bewegbar befestigt ist, wobei die erste Achse (120) an einem in horizontaler x-Richtung bewegbaren Fahrgestell (110) befestigt ist, und wobei die Fläche (300) durch das sequentielle Bedrucken der Druckbahnen bedruckbar ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Abstand Az des Druckkopfes (200) von der zu bedruckenden Fläche (300) einstellbar ist und die Vorrichtung (100) eine Messvorrichtung (190) zum berührungslosen Messen des Abstands Az0 zwischen einem Referenzpunkt der Vorrichtung (100) und der zu bedruckenden Fläche (300) aufweist und die Vorrichtung (100) weiterhin eine Steuerungseinheit zur Auswertung der
Messwerte und Erzeugen von Steuerungsimpulsen für die Einstellung des Abstands Az des Druckkopfes (200) von der zu bedruckenden Fläche (300) aufweist, wobei das Fahrgestell (110) in horizontaler x-Richtung bewegbar ist, wobei das Fahrgestell (110) lenkbar ausgeführt ist und die Vorrichtung (100) weiterhin eine Steuerungseinheit für die Berechnung des Lenkeinschlags des Fahrgestells (110) aufweist.
8. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Messvorrichtung zum berührungslosen Messen des Abstands Az0 zwischen einem Referenzpunkt der Vorrichtung (100) und der zu bedruckenden Fläche (300) einen Laserentfernungsmesser aufweist.
9. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Druckkopf (200) über einen optisches Sensor zur Erfassung des Startpunkts des Druckkopfes (200) zu Beginn einer jeden Druckbahn aufweist.
10. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Vorrichtung (100) eine verlängerbare erste Achse (120) für die
Bewegung des Druckkopfes (200) entlang einer Druckbahn aufweist, wobei die erste Achse (120) Achse eine Zahnstange aufweist.
11. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Vorrichtung (100) eine zweite Achse (130) für die Einstellung des Abstands Az des Druckkopfes (200) von der zu bedruckenden Fläche (300) aufweist, wobei die zweite Achse (130) eine Spindel aufweist.
12. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Vorrichtung (100) über eine Temperiervorrichtung zur Temperierung von Tinte auf eine Temperatur von ca.43°C verfügt.
13. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Vorrichtung (100) über eine bewegbare Abschattungseinrichtung verfügt, die den Druckkopf (200) bei Nichtgebrauch von UV-Strahlung abschattet.
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