WO2018108361A1 - Verfahren und direktdruckmaschine zur bedruckung von kreisrunden behältern mit einem direktdruck - Google Patents

Verfahren und direktdruckmaschine zur bedruckung von kreisrunden behältern mit einem direktdruck Download PDF

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WO2018108361A1
WO2018108361A1 PCT/EP2017/076692 EP2017076692W WO2018108361A1 WO 2018108361 A1 WO2018108361 A1 WO 2018108361A1 EP 2017076692 W EP2017076692 W EP 2017076692W WO 2018108361 A1 WO2018108361 A1 WO 2018108361A1
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WO
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printing
container
direct
print head
direct print
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Application number
PCT/EP2017/076692
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English (en)
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Inventor
Bernhard Domeier
Veronika Bauer
Florian Lauterbach
Daniel Peter
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Krones Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • 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 method and a direct printing machine for printing circular containers with a direct printing having the features of the preamble of claim 1 and 12, respectively.
  • the circular containers are taken by such methods or direct printing machines in container recordings of a transport device, such as a carousel, and transported along a transport path to one or more stationary direct print heads.
  • a transport device such as a carousel
  • the transport to the respective stationary direct print head is stopped, so that a container to be printed can be printed at standstill.
  • the container is rotated by its container receptacle about its longitudinal axis and the printing area on the container surface with the corresponding stationary direct print head area printed.
  • the stationary direct print head for example by the ink jet printing method, individual ink droplets from active pressure nozzles delivered to the print area, so that in cooperation with the rotational movement of the container receptacle, a flat direct pressure.
  • the container is transported in this way to several direct print heads, where they are stopped and printed with the appropriate color.
  • a digitally controlled device for printing cans in which the cans are received by means of mandrels on a rotor and thus transported to a plurality of print heads. There, the rotor is stopped and the can rotated by means of the mandrels about its axis and so printed by the direct print heads.
  • the disadvantage here is that by stopping and restarting the transport device on the one hand, high load on the device and on the other hand, it comes to time losses in the container throughput.
  • the drive must have a ratio of moderately high torque have to ensure sufficient acceleration / braking of the transport device.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method and a direct printing machine for printing circular containers with a direct pressure, with which a higher container throughput and lower loads on the transport device are possible without causing a deterioration in the quality of direct printing.
  • the invention provides a method for printing circular containers with a direct printing according to the features of claim 1 ready.
  • Advantageous embodiments of the invention are mentioned in the subclaims.
  • control unit of the direct print head and the rotational speed of the associated container receptacle are controlled so that is printed with the at least one direct print head, the entire print area and thereby the distance between the active pressure nozzles and the impact of the ink drops delivered on the print area within the predetermined interval interval is located, the distance of the direct print head is kept to the container in a range in which the quality of the direct print is ensured.
  • the method can be carried out with a direct printing machine for printing circular containers in a beverage processing plant.
  • the direct printing machine can be arranged downstream of a filling installation for filling a product into the containers and / or a capper. However, the direct printing machine can also be connected upstream of the filling process and / or be connected directly downstream of a container production process.
  • the method can be carried out at least partially in the control unit of the direct printing machine, which controls the transport device, the container receptacles and / or the at least one direct print head.
  • the circular containers may be intended to contain drinks, toiletries, pastes, chemical, biological and / or pharmaceutical products.
  • the containers may be provided for any flowable or fillable media.
  • the containers can be made of plastic, glass or metal, but also hybrid containers with material mixtures are conceivable.
  • the plastic containers can be made of PET, HD-PE or PP.
  • the containers may be made of a biodegradable material, such as cornstarch.
  • the circular containers may be rotationally symmetrical about a container longitudinal axis in cross section. It is also conceivable that the circular containers have a rotationally symmetrical basic contour with deviating, relief-like surface areas.
  • the printing section may have a cylindrical or conical surface shape.
  • the printing section may be a surface area of the container intended for printing with the entire direct print.
  • the container to be printed can be printed flat in the printing process with the entire direct print, which results in a coherent print image on the container.
  • the container to be printed is printed with a plurality of direct prints, ie several contiguous print images, wherein in each case for a single, a part or all of the direct prints, the method is performed so that the distance between the active pressure nozzles and the impact of the delivered ink drops on the print area within the predetermined interval interval.
  • the transport device may comprise a carousel or a conveyor belt.
  • the container can be rotated about the container longitudinal axis by means of the associated container receptacle in order to generate a flat print image via the rotational movement.
  • the container receptacle can be designed such that its axis of rotation coincides with the container longitudinal axis.
  • the containers can be supplied to individual printing units by means of the transport device, wherein the printing units each comprise one or more direct print heads.
  • the fact that the at least one direct print head is stationary may in this case mean that it is stationary with respect to a machine base and / or a floor.
  • the container receptacles can be designed to receive the containers in each case on the container bottom and / or on the container neck.
  • the container receptacles may comprise a centering bell and / or a turntable.
  • the fact that "the circular container to be printed is rotated during the printing operation by means of the associated container receptacle” can mean here that the circular container is rotated about its container longitudinal axis by means of the associated container receptacle Rear of the circular container to be printed with direct printing or multiple direct printing.
  • the at least one stationary direct print head can work with a digital or inkjet printing process in which the printing ink is delivered to the containers by means of the printing nozzles.
  • “Inkjet printing process” can mean here that in chambers of the active pressure nozzles a sudden increase in pressure via piezo or inkjet printing Each printing nozzle may be configured to create one or more pressure points on the container
  • a nozzle row can have a number of pressure nozzles in a range of 100 to 10,000, in particular in a range of 250 to 1024. It is likewise conceivable for the nozzle plate to have a plurality of nozzle rows (for example 1 to 8) arranged parallel to one another It is conceivable that d the process works with exactly one stationary direct print head with printing ink of a single color. It is also conceivable that the method works with a plurality of printing inks of different colors, which include, for example, white, black, cyan, magenta or yellow. In addition, special colors are conceivable, such as a metallic color
  • the container is transported continuously with respect to the at least one stationary direct print head during the printing process with the transport device.
  • the container with the transport device is continuously moved relative to the stationary direct print head constant speed relative to the stationary direct print head is moved.
  • the “distance interval” may be a tolerance range of a print distance of the direct print head in which it is usable for printing, preferably a range of the print distance, in which a sufficient quality of the direct print is ensured discharged ink droplets on the print area "may be a printing distance.
  • the interval of intervals may be or include an interval of 0.5-10 mm, preferably 1-3 mm.
  • a particularly large pressure range can be printed on the container.
  • the container can be rotated during the printing process by means of the associated container receptacle such that the printing region covers a peripheral region of the container of at least 90 °, preferably of at least 180 °, furthermore preferably of 360 °.
  • a particularly large peripheral region of the container can be printed using the method in direct printing.
  • a first part of the printing area can be printed by a first stationary direct printing head and then a second part of the printing area by a second stationary direct printing head.
  • the first part of the printing area and the second part of the printing area each cover a peripheral area of the container of less than or exactly 180 ° and preferably directly adjoin one another.
  • the first part of the printing area and the second part of the printing area cover a peripheral area of the container from 180.5 ° to 185 ° and preferably directly adjoin one another in order to conceal the transition between the peripheral areas via vertical stitching.
  • the first stationary direct print head and the second stationary direct print head work with the same printing ink, for example both with the colors white, cyan, yellow, magenta or black.
  • the container is brought into a starting position and continuously transported during the printing process with respect to the first stationary direct print head with the transport device.
  • the first stationary direct printing head and the rotational speed of the associated container receptacle is controlled such that the distance between the active printing nozzles of the first stationary direct printing head and a point of impact of the ink droplets dispensed on the first part of the printing area is kept within the predetermined distance interval.
  • the container is then transported to the second stationary direct printing head, wherein the second part of the printing area is also printed, in which the transport device continuously transports the container relative to the second stationary direct printing head.
  • the second stationary direct printing head and the rotational speed of the associated container receptacle are then also controlled so that the distance between the active printing nozzles of the second stationary direct printing head and a point of incidence of the ink droplets dispensed on the second part of the printing area is within the predetermined distance interval.
  • the rotational speed of the associated container receptacle can be controlled by the control unit such that a surface speed of the printing area relative to the at least one stationary direct printing head of at least 30 m / min., Preferably at least 50 m / min. is reached. Due to the high printing speed, a particularly large peripheral area of the container can be printed, wherein nevertheless the distance between the active pressure nozzles and the point of impact of the ink droplets dispensed lies on the pressure range within the predetermined distance interval.
  • the container can be rotated by means of the associated container receptacle before printing in a starting position and after the printing process back to this starting position. As a result, the container can subsequently be printed with another color starting from the same initial position with another direct print head.
  • the container can be transported with the transport device during the printing process at a constant transport speed. As a result, in the transport direction, no inertia forces act on the container receptacles or the transport device and the load is particularly low. In addition, the greatest possible container throughput can be achieved.
  • the distance to the correspondingly active pressure nozzle of the at least one stationary direct print head can be determined for each intended pressure point of the printing area, wherein the distance determines a time of flight of ink droplets to be dispensed thereon, and wherein for the active pressure nozzle to compensate for distortion the direct printing, a discharge timing of the ink drops is corrected.
  • the ink drops require a longer flying time and end up with a corresponding offset on the printing area due to the rotation of the container receptacle and the transport with the transport device. At a short distance to the pressure range, this offset is then correspondingly lower. If the time of flight is now determined and corrected in advance for each pressure point, the resulting distortion of the direct pressure can be corrected.
  • an angle of incidence of ink droplets dispensed thereon can be determined in order to compensate for density differences of a resulting inking. This compensates for differences in density that result from ink droplets that do not strike the container surface perpendicular to the surface.
  • control unit is adapted to control the transport device during printing such that the container to be printed with the transport device is continuously transported to the at least one stationary direct print head, act considerably lower inertia forces on the transport device and the container receptacles.
  • time is saved without stopping and restarting the transport device, which benefits a higher container throughput.
  • the distance between the active pressure nozzles and the impact location of the ink droplets dispensed on the printing area continuously changes.
  • control unit is adapted to control the direct print head and the rotational speed of the associated container receptacle such that is printed with the at least one direct print head, the entire print area and thereby the distance between the active pressure nozzles and the impact of the ink drops delivered on the print area within the predetermined interval interval, the distance of the direct print head is held to the container in a range in which the quality of the direct pressure is ensured.
  • the direct printing machine can be arranged in a beverage processing plant.
  • the control unit may be connected to the at least one stationary direct print head, the transport device and / or with the container receptacles arranged thereon via control lines.
  • the control unit is connected via detection lines with transducers, which detects the current position of the transport device and / or the container recordings.
  • the control unit may be a machine control comprising a microprocessor, a memory, a display unit and / or an input unit.
  • the control unit can be designed as a digital machine control.
  • the method described above with regard to claims 1 - 1 1 is stored in the control unit as a computer-implemented method in the memory and / or executable by the control unit by means of the microprocessor.
  • the computer-implemented method can generate output signals that are output digitally or analogously via the control lines to the at least one stationary direct print head, the transport device and / or the container receptacles.
  • the direct printing machine may comprise the features previously described in relation to the method individually or in any combination mutatis mutandis.
  • the direct print head may be configured to print within the entire predetermined interval of intervals, preferably at an interval of 0.5-10 mm, more preferably 1-3 mm.
  • a particularly large pressure range of the container can be printed with the direct printing machine, without the quality being influenced by the different distances between the direct print head and the container.
  • the direct print head can be designed to have a surface speed to the printing area of at least 30 m / min., Preferably of at least 50 m / min. to print. Due to the high surface speed, it is possible to print a particularly high pressure range of the container with high quality.
  • Figure 1 shows an embodiment of a direct printing machine according to the invention for
  • Figure 2 shows an embodiment of a method according to the invention for printing circular containers with a direct pressure as a flowchart
  • Figure 3A - 3D a direct print head of Figure 1 in the implementation of the method of Figure 2 in a plan view.
  • FIGS. 4A-4D show a direct print head from FIG. 1 when carrying out an alternative variant of the method according to FIG. 2 in a plan view.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a direct printing machine 1 according to the invention for printing circular containers 2 with a direct pressure for carrying out the method 100 shown in Figure 2 is shown in a plan view.
  • the circular containers 2 are first fed with the feed star 7 onto the transport device 3 designed as a carousel into the container receptacles 4.
  • the circular container 2 are formed with a rotationally symmetrical basic shape.
  • the transport device 3 rotates about the axis A, the containers 2 are transported to the stationary direct printing heads 5w, 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K along the transport path T.
  • further stationary direct print heads are arranged on the transport device 3, for example for special colors.
  • the direct printing heads 5w, 5 C, 5 M, 5 Y and 5 K operate according to the inkjet printing method and are supplied by a not illustrated in detail herein ink supply with ink.
  • the container receptacles 4 can be seen, in which the containers 2 are received by means of a centering bell not shown here in detail and a container plate.
  • the container receptacles 4 are designed to rotate the containers 2 during the printing process about their container longitudinal axis in the direction of rotation B or else in the opposite direction.
  • the container plates are each equipped with its own direct drive.
  • the container 5 C, 5 M, 5 Y, and 5 K are continuously compared to the stationary direct print heads 5w transported further and thereby rotated with the container receptacles 4 .
  • the direct print heads 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K ink droplets from active pressure nozzles delivered to not specifically shown here pressure areas of the container 2, so that a flat direct pressure.
  • the direct printing heads 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K work with inks of the colors white, cyan, magenta, yellow and black, which can be produced in a known manner, a multicolored direct print.
  • the containers 2 are transported in the container receptacles 4 to the curing station 6, where the printing ink is cured (for example, with UV light). Subsequently, the containers are forwarded with the discharge star 8 to further treatment stations.
  • control unit 9 can be seen, which is designed to control the direct printing machine 1 according to the method described below with reference to FIG.
  • the control unit 9 is connected to the transport device 3, the container receptacles 4 and the direct print heads 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K with a control line (not shown in more detail here).
  • the control unit 9 is connected via detection lines with corresponding encoders to detect the positions of the transport device 3 and / or the container receptacles 4. Thereby, the rotation and transport movement of the container 2 with respect to the direct print heads 5w, 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K can be controlled exactly.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a method 100 according to the invention for printing the circular container 2 is shown with a direct pressure as a flow chart. It can be seen that the container 2 in step 101 with the transport device 3 to the stationary direct printing heads 5 W, 5 C, 5 M, 5 are Y and transports 5 K and initially rotated in the container receptacles 4 into an initial position.
  • the container 2 to be printed with the transport device 3 is continuously transported further relative to the respective stationary direct print head 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K and simultaneously rotated with the associated container receptacle 4 (steps 103, 104).
  • the discharge of ink drops from active print nozzles of the respective stationary direct printhead 5w, 5 C, 5 M, 5 Y, and 5 K on the print area of the container 2, whereby a planar direct pressure is created (step 105) takes place.
  • the pressure range covers, for example, 360 ° of the container circumference, which will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3A-3E. However, a smaller sector of the container circumference is also conceivable.
  • the respective stationary direct print head 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y , 5 K and the rotational speed of the associated container receptacle 4 and the transport speed of the transport device 3 with the control unit 9 is controlled such that with the respective stationary direct print head 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y , 5 K, the entire print area is printed with the distance between the active print nozzles and the impact location of the ink droplets dispensed being on the print area within a predetermined interval (step 106).
  • the distance interval is here, for example 1-3 mm. This is the distance to ensure that the 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y , 5 K direct print heads operate with high print quality.
  • the rotational speed of the associated container receptacle is controlled by the control unit 9 such that a surface speed of the printing area relative to the respective stationary direct print head 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y , 5 K at least 30 m / min is achieved.
  • the container 2 After completion of the printing process the respective direct print head 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y , 5 K , the container 2 is rotated back into the starting position.
  • the method 100 is that the entire pressure range of 360 °, printed to the container longitudinal axis respectively to the stationary direct print heads 5w, 5 C, 5 M, 5 Y 5 K with high quality.
  • the inertial forces on the transport device 3 and the container receptacles 4 by the continuous transport are particularly low, whereby their load is reduced.
  • a particularly high container throughput is achieved because the transport does not have to be interrupted.
  • a first part of the printing area it is also possible for a first part of the printing area to be separated from a first stationary direct printing head and then a second part of the printing area be printed by a second stationary direct print head. This will be explained in more detail below with reference to FIGS. 4A-4E.
  • the distance to the corresponding active pressure nozzle of the stationary direct printing heads 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y , 5 K can be determined, and from this a pressure point associated with the flight time for the ink droplets to be dispensed is determined. As a result, the delivery time of the ink droplets is then corrected, so that a distortion of the direct pressure caused by the time of flight is corrected.
  • FIGS. 3A-3D show a direct print head 5 from FIG. 1 when carrying out the method 100 according to FIG. 2 in a plan view.
  • the direct printing head 5 shown in FIGS. 3A-3D corresponds to each of the direct printing heads 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K shown in FIG.
  • FIGS. 3A-3D it can be seen in FIGS. 3A-3D that during the printing process in the container receptacle 4 with the transport device 3 previously shown in FIG. 1, the container 2 is transported further along the transport path T continuously. In addition, the container 2 is rotated by means of the container receptacle 4 in the arrow direction about its container longitudinal axis.
  • the container 2 is initially in the initial position P1 at the beginning of the printing process.
  • the control unit 9 now controls the direct print head 5 so that the ink drops 51 are discharged from the active pressure nozzles 52.
  • These meetings at a distance D1 on the pressure area B, wherein the distance D1 within the distance interval I of 1 -3 mm.
  • the distance D1 in the starting position P1 is 3 mm.
  • the pressure starts and forms the first part M1 of the direct pressure.
  • the container 2 in the container receptacle 4 continues to move along the transport path T, thereby rotating continuously around the container longitudinal axis A.
  • the control unit 9 controls the rotation by means of the container receptacles 4 so that the surface speed of the printing area B relative to the stationary direct printing head 5 at least 30 m / min, the distance of the active pressure nozzles to the pressure range of the container within the interval interval I remains
  • the container 2 can be seen at the last position P4 of the printing process, wherein it is circumferentially printed by 360 ° with the total direct printing M4.
  • the distance D4 is correspondingly increased again, but is still within the interval interval I.
  • the direct printing heads 5A, 5B from FIG. 1 are shown in a plan view when an alternative variant of the method according to FIG. 2 is carried out. It is conceivable that the two direct print heads 5A, 5B work with the same printing ink and together correspond to one of the direct print heads 5 W , 5 C , 5 M , 5 Y and 5 K shown in FIG.
  • a first part of the entire printing area B is printed by the first stationary direct printing head 5A and a second part by the second stationary direct printing head 5B.
  • FIG. 4A corresponds to FIG. 3A described above, wherein during the printing process the distance E1 between the active printing nozzles 52 and the point of impact of the ink drops 51 dispensed on the printing area B is for example 3 mm, which is thus within the interval I.
  • the container is now rotated according to the Figure 4B in passing the direct print head 5A by 180 °, wherein the distance E1, E2 of the direct print head 5A initially reduced to the print area B and then enlarged again up to the position P2, but always within of the distance interval I lies.
  • the first part N2 of the direct pressure covers then corresponding to the half container circumference of 180 °.
  • the printing operation is interrupted and the container 2 is rotated in the opposite direction to the position P3 and simultaneously transported along the transport path T to the second direct print head 5B.
  • the printing process is then continued with the second direct print head 5B.
  • the container 2 with the transport device 3 is continuously transported along the transport path T and rotated about its container longitudinal axis A with the container receptacle 4.
  • the distance F1 of the active pressure nozzles 52 to the pressure region B is within the interval I, decreases and increases as it passes, until it finally has the distance F2 at the end of the total direct pressure L2.
  • the rotational speed of the associated container receptacle 4 is controlled so that the distance F1, F2 during the entire printing process is within the distance interval I.
  • the container is rotated another 180 ° so that the second part of the printing area B is printed.
  • the second part of the direct printing seamlessly applies to the first, already printed part N2, so that a continuous direct printing L2 is formed.
  • printing areas not directly adjoining one another are printed on the container 2 with the two direct print heads 5A, 5B.

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Abstract

Verfahren und Direktdruckmaschine zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck Verfahren (100) zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck, wobei die Behälter in Behälteraufnahmen von einer Transporteinrichtung entlang einer Transportbahn transportiert werden (101), wobei ein zu bedruckender, kreisrunder Behälter bei einem Druckvorgang (102) mittels einer zugeordneten Behälteraufnahme gedreht (104) und dabei von wenigstens einem stationären Direktdruckkopf mit wenigstens einem Teil des Direktdrucks flächig bedruckt wird, und wobei beim Druckvorgang Tintentropfen aus aktiven Druckdüsen des wenigstens einen stationären Direktdruckkopfs auf einen Druckbereich des Behälters abgegeben werden (105), dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter beim Druckvorgang mit der Transporteinrichtung kontinuierlich gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf weitertransportiert wird (103), und dass der Direktdruckkopf und die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme und optional eine Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung mit einer Steuerungseinheit derart gesteuert werden, dass mit dem wenigstens einen Direktdruckkopf der gesamte Druckbereich bedruckt wird und dabei der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und einem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalls liegt (106).

Description

Verfahren und Direktdruckmaschine zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Direktdruckmaschine zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 12.
Bisher wurden kreisrunde Behälter oftmals mittels einer Etikettiermaschine mit vorbedruckten Etiketten versehen, die den Inhalt kennzeichnen und/oder bewerben. In letzter Zeit werden dafür jedoch vermehrt Verfahren eingesetzt, bei denen die Behälter direkt mittels eines digitalen Direktdruckverfahrens von Direktdruckköpfen bedruckt werden. Vorteilhaft dabei ist, dass der digitale Direktdruck besonders einfach auf Basis einer elektronischen Bildvorlage angepasst werden kann, wobei es sogar möglich ist, die Behälter individuell zu bedrucken.
Üblicherweise werden die kreisrunden Behälter mit derartigen Verfahren bzw. Direktdruckmaschinen in Behälteraufnahmen einer Transporteinrichtung, beispielsweise eines Karussells, aufgenommen und entlang einer Transportbahn zu einem oder mehreren stationären Direktdruckköpfen transportiert. Vor dem Einleiten des Druckvorgangs wird der Transport an dem jeweiligen stationären Direktdruckkopf angehalten, so dass ein zu bedruckender Behälter im Stillstand bedruckt werden kann. Während des Druckvorgangs wird der Behälter durch seine Behälteraufnahme um seine Längsachse gedreht und der Druckbereich auf der Behälteroberfläche mit dem entsprechenden stationären Direktdruckkopf flächig bedruckt. Dabei werden von dem stationären Direktdruckkopf, beispielsweise nach dem Tintenstrahldruckverfahren, einzelne Tintentropfen aus aktiven Druckdüsen auf den Druckbereich abgegeben, so dass im Zusammenwirken mit der Drehbewegung der Behälteraufnahme ein flächiger Direktdruck entsteht. Für einen mehrfarbigen Direktdruck wird der Behälter auf diese Weise zu mehreren Direktdruckköpfen transportiert, dort jeweils angehalten und mit der entsprechenden Farbe bedruckt.
Aus der US 6,769,357 B1 ist beispielsweise eine digital gesteuerte Vorrichtung zur Bedruckung von Dosen bekannt, bei der die Dosen mit Spanndornen an einem Rotor aufgenommen und so zu mehreren Druckköpfen transportiert werden. Dort wird der Rotor angehalten und die Dose mittels der Spanndorne um ihre Achse gedreht und so von den Direktdruckköpfen bedruckt.
Nachteilig dabei ist, dass durch das Anhalten und das Wiederanfahren der Transporteinrichtung einerseits hohe Belastung auf die Vorrichtung einwirken und es andererseits zu Zeitverlusten beim Behälterdurchsatz kommt. Zudem muss der Antrieb ein Verhältnis mäßig hohes Drehmo- ment aufweisen, um eine ausreichende Beschleunigung/Bremsen der Transporteinrichtung zu gewährleisten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Direktdruckmaschine zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck bereitzustellen, mit denen ein höherer Behälterdurchsatz und geringere Belastungen der Transporteinrichtung möglich sind, ohne dass es zu einer Verschlechterung der Qualität des Direktdrucks kommt.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung ein Verfahren zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck nach den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Dadurch, dass der zu bedruckende Behälter beim Druckvorgang mit der Transporteinrichtung kontinuierlich gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf weitertransportiert wird, wirken erheblich geringere Massenträgheitskräfte auf die Transporteinrichtung und die Behälteraufnahmen ein. Zudem wird ohne das Anhalten und Wiederanfahren der Transporteinrichtung entsprechend Zeit eingespart, die einem höheren Behälterdurchsatz zugutekommt. Bei einem kontinuierlichen Transport ändert sich allerdings fortwährend der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich. Dadurch, dass mit der Steuerungseinheit der Direktdruckkopf und die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme derart gesteuert werden, dass mit dem wenigstens einen Direktdruckkopf der gesamte Druckbereich bedruckt wird und dabei der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich innerhalb des vorgegebenen Abstandsintervalls liegt, wird der Abstand des Direktdruckkopfs zum Behälter in einem Bereich gehalten, bei dem die Qualität des Direktdrucks sichergestellt ist.
Das Verfahren kann mit einer Direktdruckmaschine zur Bedruckung von kreisrunden Behältern in einer Getränkeverarbeitungsanlage durchgeführt werden. Die Direktdruckmaschine kann einer Abfüllanlage zum Abfüllen eines Produkts in die Behälter und/oder einem Verschließer nachgeordnet sein. Die Direktdruckmaschine kann dem Füllprozess aber auch vorgeschaltet sein und/oder einem Behälterherstellungsprozess direkt nachgeschaltet sein. Das Verfahren kann wenigstens teilweise in der Steuerungseinheit der Direktdruckmaschine durchgeführt werden, die die Transporteinrichtung, die Behälteraufnahmen und/oder den wenigstens einen Direktdruckkopf ansteuert.
Die kreisrunden Behälter können dazu vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Im Allgemeinen können die Behälter für jegliche fließfähige bzw. abfüllbare Medien vorgesehen sein. Die Behälter können aus Kunststoff, Glas oder Metall sein, aber auch hybride Behälter mit Materialmischungen sind denkbar. Die Kunststoffbehälter können aus PET, HD-PE oder PP sein. Zudem können die Behälter aus einem biologisch abbaubaren Material sein, beispielsweise Maisstärke.
Die kreisrunden Behälter können um eine Behälterlängsachse im Querschnitt rotationssymmetrisch sein. Ebenso ist denkbar, dass die kreisrunden Behälter eine rotationssymmetrische Grundkontur mit davon abweichenden, reliefartigen Oberflächenbereichen aufweisen. Vorzugsweise kann der Druckabschnitt eine zylindrische oder konische Oberflächenform aufweisen. Der Druckabschnitt kann ein Oberflächenbereich des Behälters sein, der für die Bedruckung mit dem gesamten Direktdruck vorgesehen ist. Der zu bedruckende Behälter kann beim Druckvorgang mit dem gesamten Direktdruck flächig bedruckt werden, der dadurch ein zusammenhängendes Druckbild auf dem Behälter ergibt. Denkbar ist auch, dass der zu bedruckende Behälter mit mehreren Direktdrucken, also mehreren zusammenhängenden Druckbildern bedruckt wird, wobei jeweils für einen einzigen, einen Teil oder auch alle der Direktdrucke das Verfahren so durchgeführt wird, dass der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich innerhalb des vorgegebenen Abstandsintervalls liegt.
Die Transporteinrichtung kann ein Karussell oder ein Förderband umfassen. Bei dem Verfahren kann der Behälter mittels der zugeordneten Behälteraufnahme um die Behälterlängsachse gedreht werden, um über die Drehbewegung ein flächiges Druckbild zu erzeugen. Anders ausgedrückt kann die Behälteraufnahme derart ausgebildet sein, dass ihre Drehachse mit der Behälterlängsachse zusammenfällt. Bei dem Verfahren können die Behälter einzelnen Druckaggregaten mittels der Transporteinrichtung zugeführt werden, wobei die Druckaggregate jeweils ein oder mehrere Direktdruckköpfe umfassen. Dass der wenigstens eine Direktdruckkopf stationär ist, kann hier bedeuten, dass er gegenüber einer Maschinenbasis und/oder einem Boden feststehend angeordnet ist.
Die Behälteraufnahmen können dazu ausgebildet sein, die Behälter jeweils am Behälterboden und/oder am Behälterhals aufzunehmen. Vorzugsweise können die Behälteraufnahmen eine Zentrierglocke und/oder einen Drehteller umfassen. Dass„der zu bedruckende, kreisrunde Behälter bei dem Druckvorgang mittels der zugeordneten Behälteraufnahme gedreht wird", kann hier bedeuten, dass der kreisrunde Behälter mittels der zugeordneten Behälteraufnahme um seine Behälterlängsachse gedreht wird. Dadurch kann sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite des kreisrunden Behälters mit dem Direktdruck oder mehreren Direktdrucken bedruckt werden.
Der wenigstens eine stationäre Direktdruckkopf kann mit einem Digital- bzw. Tintenstrahldruck- verfahren arbeiten, bei dem die Drucktinte mittels der Druckdüsen an die Behälter abgegeben wird.„Tintenstrahldruckverfahren" kann hier bedeuten, dass in Kammern der aktiven Druckdüsen ein plötzlicher Druckanstieg über Piezo- oder Thermoelemente erzeugt wird, so dass eine kleine Menge an Tinte durch die aktiven Druckdüsen gedrückt und als Tintentropfen an den Behälter abgegeben wird. Jede Druckdüse kann dazu ausgebildet sein, einen oder mehrere Druckpunkte auf dem Behälter zu erzeugen. Der Direktdruckkopf kann eine Düsenplatte umfassen, die wenigstens eine Düsenreihe mit den Druckdüsen aufweist. Eine Düsenreihe kann eine Anzahl von Druckdüsen in einem Bereich von 100 - 10000, insbesondere in einem Bereich von 250 - 1024 aufweisen. Ebenfalls ist denkbar, dass die Düsenplatte mehrerer parallel zueinander angeordnete Düsenreihen (beispielsweise 1 - 8) aufweist. Denkbar ist, dass das Verfahren mit genau einem stationären Direktdruckkopf mit Drucktinte einer einzigen Farbe arbeitet. Ebenso ist denkbar, dass das Verfahren mit mehreren Drucktinten verschiedener Farben arbeitet, die beispielsweise Weiß, Schwarz, Cyan, Magenta oder Gelb umfassen. Zudem sind Sonderfarben denkbar, wie beispielsweise eine metallische Farbe.
Dass„der Behälter beim Druckvorgang mit der Transporteinrichtung kontinuierlich gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf weitertransportiert wird", kann hier bedeuten, dass der Behälter mit der Transporteinrichtung fortwährend gegenüber dem stationären Direktdruckkopf bewegt wird. Ebenso kann dies bedeuten, dass der Behälter mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit gegenüber dem stationären Direktdruckkopf bewegt wird.
Das „Abstandsintervall" kann ein Toleranzbereich eines Druckabstands des Direktdruckkopfs sein, in dem er zum Drucken einsetzbar ist. Vorzugsweise kann dies ein Bereich des Druckabstands sein, in dem eine ausreichende Qualität des Direktdrucks gewährleistet ist. Der„Abstand zwischen den Druckdüsen und einem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich" kann ein Druckabstand sein.
Vorzugsweise kann das Abstandsintervall ein Intervall von 0,5 - 10 mm, vorzugsweise von 1 -3 mm sein oder umschließen. Durch diesen Bereich ist es möglich, eine besonders große Varianz des Abstands zuzulassen, wobei dennoch eine ausreichende Druckqualität gewährleistet ist. Durch diese besonders große Varianz kann ein besonders großer Druckbereich am Behälter bedruckt werden. Der Behälter kann beim Druckvorgang mittels der zugeordneten Behälteraufnahme derart gedreht werden, dass der Druckbereich einen Umfangsbereich des Behälters von wenigstens 90°, vorzugsweise von wenigstens 180°, weiterhin vorzugsweise von 360° abdeckt. Dadurch ist ein besonders großer Umfangsbereich des Behälters mit dem Verfahren im Direktdruck bedruckbar.
Beim Druckvorgang können ein erster Teil des Druckbereichs von einem ersten stationären Direktdruckkopf und anschließend ein zweiter Teil des Druckbereichs von einem zweiten stationären Direktdruckkopf bedruckt werden. Dadurch ist es möglich, einen noch größeren Umfangsbereich des Behälters durch zwei Direktdruckköpfe mit hoher Qualität zu bedrucken. Denkbar ist, dass dabei der erste Teil des Druckbereichs und der zweite Teil des Druckbereichs jeweils einen Umfangsbereich des Behälters von weniger oder genau 180° abdecken und vorzugsweise direkt aneinander anschließen. Es ist auch denkbar, dass der erste Teil des Druckbereichs und der zweite Teil des Druckbereichs einen Umfangsbereich des Behälters von 180,5° - 185° abdecken und vorzugsweise direkt aneinander anschließen, um über vertikales Stitching den Übergang zwischen den Umfangsbereichen zu kaschieren. Vorzugsweise arbeiten dabei der erste stationäre Direktdruckkopf und der zweite stationäre Direktdruckkopf mit derselben Drucktinte, beispielsweise beide mit der Farbe Weiß, Cyan, Gelb, Magenta oder Schwarz.
Vorzugsweise wird dabei der Behälter in eine Ausgangsposition gebracht und beim Druckvorgang gegenüber dem ersten stationären Direktdruckkopf mit der Transporteinrichtung kontinuierlich transportiert. Dabei wird der erste stationäre Direktdruckkopf und die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme so gesteuert, dass der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen des ersten stationären Direktdruckkopfs und einem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem ersten Teil des Druckbereichs innerhalb des vorgegebenen Abstandsintervalls gehalten wird. Nach dem Fertigstellen des ersten Teils des Druckbereichs wird dann der Behälter zum zweiten stationären Direktdruckkopf transportiert, wobei der zweite Teil des Druckbereichs ebenfalls bedruckt wird, in dem die Transporteinrichtung den Behälter kontinuierlich gegenüber dem zweiten stationären Direktdruckkopf weitertransportiert. Dabei wird dann ebenfalls der zweite stationäre Direktdruckkopf und die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme so gesteuert, dass der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen des zweiten stationären Direktdruckkopfs und einem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem zweiten Teil des Druckbereichs innerhalb des vorgegebenen Abstandsintervalls liegt.
Die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme kann von der Steuerungseinheit derart gesteuert werden, dass eine Oberflächengeschwindigkeit des Druckbereichs gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf von wenigstens 30 m/min., vorzugsweise von wenigstens 50 m/min. erreicht wird. Durch die hohe Druckgeschwindigkeit kann ein besonders großer Umfangsbereich des Behälters bedruckt werden, wobei dennoch der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich innerhalb des vorgegebenen Abstandsintervalls liegt.
Der Behälter kann mittels der zugeordneten Behälteraufnahme vor dem Druckvorgang in eine Ausgangsstellung und nach dem Druckvorgang in diese Ausgangsstellung zurück gedreht werden. Dadurch kann der Behälter nachfolgend mit einem weiteren Direktdruckkopf beginnend von derselben Ausgangsstellung mit einer anderen Farbe bedruckt werden.
Der Behälter kann mit der Transporteinrichtung beim Druckvorgang mit einer konstanten Transportgeschwindigkeit transportiert werden. Dadurch wirken in Transportrichtung keine Massenträgheitskräfte auf die Behälteraufnahmen oder die Transporteinrichtung und die Belastung ist besonders gering. Zudem kann damit ein größtmöglicher Behälterdurchsatz erzielt werden.
Bei dem Verfahren kann für jeden vorgesehenen Druckpunkt des Druckbereichs der Abstand zur entsprechend aktiven Druckdüse des wenigstens einen stationären Direktdruckkopfs bestimmt werden, wobei aus dem Abstand eine dem Druckpunkt zugeordnete Flugzeit von darauf abzugebenden Tintentropfen ermittelt wird, und wobei für die aktive Druckdüse zur Kompensation einer Verzerrung des Direktdrucks ein Abgabezeitpunkt der Tintentropfen korrigiert wird. Beispielsweise benötigen die Tintentropfen bei einem großen Abstand zum Druckbereich eine längere Flugzeit und landen durch die Drehung der Behälteraufnahme und den Transport mit der Transporteinrichtung mit einem entsprechenden Versatz auf dem Druckbereich. Bei einem kurzen Abstand zum Druckbereich ist dieser Versatz dann entsprechend geringer. Wird die Flugzeit nun für jeden Druckpunkt im Voraus ermittelt und korrigiert, so kann die daraus resultierende Verzerrung des Direktdrucks korrigiert werden.
Bei dem Verfahren kann für jeden vorgesehenen Druckpunkt des Druckbereichs ein Auftreffwinkel von darauf abgegebenen Tintentropfen ermittelt werden, um Dichteunterschiede eines daraus resultierenden Farbauftrags zu kompensieren. Dadurch werden Dichteunterschiede kompensiert, die aus nicht lotrecht zur Behälteroberfläche auftreffenden Tintentropfen resultieren.
Darüber hinaus stellt die Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung eine Direktdruckmaschine zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck nach den Merkmalen des Anspruchs 12 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt. Dadurch, dass die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, die Transporteinrichtung beim Druckvorgang derart zu steuern, dass der zu bedruckende Behälter mit der Transporteinrichtung kontinuierlich gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf weitertransportiert wird, wirken erheblich geringere Massenträgheitskräfte auf die Transporteinrichtung und die Behälteraufnahmen ein. Zudem wird ohne das Anhalten und Wiederanfahren der Transporteinrichtung entsprechend Zeit eingespart, was einem höheren Behälterdurchsatz zugutekommt. Allerdings verändert sich bei einem kontinuierlichen Transport fortwährend der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich. Dadurch, dass die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, den Direktdruckkopf und die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme derart zu steuern, dass mit dem wenigstens einen Direktdruckkopf der gesamte Druckbereich bedruckt wird und dabei der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich innerhalb des vorgegebenen Abstandsintervalls liegt, wird der Abstand des Direktdruckkopfs zum Behälter in einem Bereich gehalten, bei dem die Qualität des Direktdrucks sichergestellt ist.
Die Direktdruckmaschine kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Steuerungseinheit kann mit dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf, der Transporteinrichtung und/oder mit den daran angeordneten Behälteraufnahmen über Steuerungsleitungen verbunden sein. Zudem ist denkbar, dass die Steuerungseinheit über Erfassungsleitungen mit Messwertgebern verbunden ist, die die aktuelle Position der Transporteinrichtung und/oder der Behälteraufnahmen erfasst. Vorzugsweise kann die Steuerungseinheit eine Maschinensteuerung sein, die einen Mikroprozessor, einen Speicher, eine Anzeigeeinheit und/oder eine Eingabeeinheit umfasst. Vorzugsweise kann also die Steuerungseinheit als digitale Maschinensteuerung ausgebildet sein.
Denkbar ist, dass das zuvor in Bezug auf die Ansprüche 1 - 1 1 beschriebene Verfahren in der Steuerungseinheit als computerimplementiertes Verfahren in dem Speicher abgelegt und/oder von der Steuerungseinheit mittels des Mikroprozessors ausführbar ist. Vorzugsweise kann das computerimplementierte Verfahren Ausgabesignale erzeugen, die digital oder analog über die Steuerungsleitungen an den wenigstens einen stationären Direktdruckkopf, die Transporteinrichtung und/oder die Behälteraufnahmen ausgegeben werden.
Vorzugsweise kann die Direktdruckmaschine die zuvor in Bezug auf das Verfahren beschriebenen Merkmale einzeln oder in beliebigen Kombinationen sinngemäß umfassen. Der Direktdruckkopf kann dazu ausgebildet sein, innerhalb des gesamten vorgegebenen Abstandsintervalls zu drucken, vorzugsweise in einem Intervall von 0,5 - 10 mm, weiterhin vorzugsweise von 1-3 mm. Dadurch kann ein besonders großer Druckbereich des Behälters mit der Direktdruckmaschine bedruckt werden, ohne dass die Qualität durch die verschiedenen Abstände des Direktdruckkopfs zum Behälter beeinflusst wird.
Der Direktdruckkopf kann dazu ausgebildet sein, mit einer Oberflächengeschwindigkeit zum Druckbereich von wenigstens 30 m/min., vorzugsweise von wenigstens 50 m/min. zu drucken. Durch die hohe Oberflächengeschwindigkeit ist es möglich, einen besonders großen Druckbereich des Behälters mit hoher Qualität zu bedrucken.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Direktdruckmaschine zur
Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck zur Durchführung des in der Figur 2 dargestellten Verfahrens in einer Draufsicht;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck als Flussdiagramm;
Figur 3A - 3D ein Direktdruckkopf aus der Figur 1 bei der Durchführung des Verfahrens nach der Figur 2 in einer Draufsicht; und
Figur 4A - 4D ein Direktdruckkopf aus der Figur 1 bei der Durchführung einer alternativen Variante des Verfahrens nach Figur 2 in einer Draufsicht.
In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Direktdruckmaschine 1 zur Bedruckung von kreisrunden Behältern 2 mit einem Direktdruck zu Durchführung des in der Figur 2 dargestellten Verfahrens 100 in einer Draufsicht dargestellt.
Zu sehen ist, dass die kreisrunden Behälter 2 zunächst mit dem Zuführstern 7 auf die als Karussell ausgebildete Transporteinrichtung 3 in die Behälteraufnahmen 4 aufgegeben werden. Die kreisrunden Behälter 2 sind mit einer rotationssymmetrischen Grundform ausgebildet. Die Transporteinrichtung 3 dreht sich um die Achse A, wobei die Behälter 2 zu den stationären Direktdruckköpfen 5w, 5C, 5M, 5Y und 5K entlang der Transportbahn T transportiert werden. Denkbar ist, dass darüber hinaus noch weitere stationäre Direktdruckköpfe an der Transporteinrichtung 3 angeordnet sind, beispielsweise für Sonderfarben. Die Direktdruckköpfe 5w, 5C, 5M, 5Y und 5K arbeiten nach dem Tintenstrahldruckverfahren und werden von einer hier nicht genauer dargestellten Tintenversorgung mit Drucktinte versorgt.
Ferner sind die Behälteraufnahmen 4 zu sehen, in denen die Behälter 2 mittels einer hier nicht genauer dargestellten Zentrierglocke und einem Behälterteller aufgenommen werden. Die Behälteraufnahmen 4 sind dazu ausgebildet, die Behälter 2 beim Druckvorgang um deren Behälterlängsachse in der Drehrichtung B bzw. auch entgegengesetzt zu drehen. Zum Drehen der Behälter 2 sind die Behälterteller jeweils mit einem eigenen Direktantrieb ausgestattet.
Beim Druckvorgang, der nachfolgend anhand der Figuren 2, 3A - 3D, 4A - 4D näher erläutert wird, werden die Behälter kontinuierlich gegenüber den stationären Direktdruckköpfen 5w, 5C, 5M, 5Y und 5K weitertransportiert und dabei mit den Behälteraufnahmen 4 gedreht. Zudem werden mit den Direktdruckköpfen 5W, 5C, 5M, 5Y und 5K Tintentropfen aus aktiven Druckdüsen auf hier nicht genauer dargestellte Druckbereiche der Behälter 2 abgegeben, sodass ein flächiger Direktdruck entsteht. Die Direktdruckköpfen 5W, 5C, 5M, 5Y und 5K arbeiten mit Drucktinten der Farben Weiß, Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz, wodurch in bekannter Weise ein mehrfarbiger Direktdruck erzeugt werden kann.
Nach dem Druckvorgang werden die Behälter 2 in den Behälteraufnahmen 4 zu der Aushärtestation 6 transportiert, wo die Drucktinte ausgehärtet wird (beispielsweise mit UV-Licht). Anschließend werden die Behälter mit dem Abführstern 8 zu weiteren Behandlungsstationen weitergeleitet.
Des Weiteren ist die Steuerungseinheit 9 zu sehen, die dazu ausgebildet ist, die Direktdruckmaschine 1 nach dem nachfolgend in Bezug auf die Figur 2 dargestellten Verfahren zu steuern. Dazu ist die Steuerungseinheit 9 mit hier nicht genauer dargestellten Steuerleitung mit der Transporteinrichtung 3, den Behälteraufnahmen 4 und den Direktdruckköpfen 5W, 5C, 5M, 5Y und 5K verbunden. Darüber hinaus ist die Steuerungseinheit 9 über Erfassungsleitungen mit entsprechenden Drehgebern verbunden, um die Positionen der Transporteinrichtung 3 und/oder der Behälteraufnahmen 4 zu erfassen. Dadurch kann die Dreh- und Transportbewegung der Behälter 2 gegenüber den Direktdruckköpfen 5w, 5C, 5M, 5Y und 5K genau geregelt werden.
In der Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Bedruckung der kreisrunden Behälter 2 mit einem Direktdruck als Flussdiagramm dargestellt. Zu sehen ist, dass die Behälter 2 im Schritt 101 mit der Transporteinrichtung 3 zu den stationären Direktdruckköpfen 5W, 5C, 5M, 5Y und 5K transportiert und in den Behälteraufnahmen 4 zunächst in eine Ausgangsstellung gedreht werden.
Beim Druckvorgang 102 wird der zu bedruckende Behälter 2 mit der Transporteinrichtung 3 kontinuierlich gegenüber dem jeweiligen stationären Direktdruckkopf 5W, 5C, 5M, 5Y und 5K weitertransportiert und gleichzeitig mit der zugeordneten Behälteraufnahme 4 gedreht (Schritte 103, 104). Zudem erfolgt dabei die Abgabe von Tintentropfen aus aktiven Druckdüsen des jeweiligen stationären Direktdruckkopfs 5w, 5C, 5M, 5Y und 5K auf den Druckbereich des Behälters 2, wodurch ein flächiger Direktdruck entsteht (Schritt 105). Der Druckbereich deckt beispielsweise 360° des Behälterumfangs ab, was weiter unten anhand der Figuren 3A - 3E näher ausgeführt wird. Denkbar ist jedoch auch ein kleinerer Sektor des Behälterumfangs.
Zudem wird der jeweilige stationäre Direktdruckkopf 5W, 5C, 5M, 5Y, 5K und die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme 4 und die Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung 3 mit der Steuerungseinheit 9 derart gesteuert, dass mit dem jeweiligen stationären Direktdruckkopf 5W, 5C, 5M, 5Y, 5K der gesamte Druckbereich bedruckt wird und dabei der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalls liegt (Schritt 106). Das Abstandsintervall ist hier beispielsweise 1-3 mm. Dies ist der Abstand, in dem gewährleistet ist, dass die Direktdruckköpfe 5W, 5C, 5M, 5Y, 5K mit einer hohen Druckqualität arbeiten. Zudem wird die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme von der Steuerungseinheit 9 derart gesteuert, dass eine Oberflächengeschwindigkeit des Druckbereichs gegenüber dem jeweiligen stationären Direktdruckkopf 5W, 5C, 5M, 5Y, 5K wenigstens 30 m/min erreicht wird.
Nach dem Abschluss des Druckvorgangs dem jeweiligen Direktdruckkopf 5W, 5C, 5M, 5Y, 5K wird der Behälter 2 wieder in die Ausgangsstellung zurück gedreht.
Dadurch ist es mit dem Verfahren 100 möglich, dass der gesamte Druckbereich von 360° um die Behälterlängsachse jeweils mit den stationären Direktdruckköpfen 5w, 5C, 5M, 5Y, 5K mit hoher Qualität bedruckt wird. Zudem sind die Trägheitskräfte auf die Transporteinrichtung 3 und die Behälteraufnahmen 4 durch den kontinuierlichen Transport besonders gering, wodurch deren Belastung vermindert ist. Darüber hinaus wird ein besonders hoher Behälterdurchsatz erzielt, da der Transport nicht mehr unterbrochen werden muss.
In einer Variante des Verfahrens 100 ist es auch möglich, dass ein erster Teil des Druckbereichs von einem ersten stationären Direktdruckkopf und anschließend ein zweiter Teil des Druckbe- reichs von einem zweiten stationären Direktdruckkopf bedruckt werden. Dies wird weiter unten anhand der Figuren 4A - 4E näher erläutert.
Darüber hinaus kann bei dem Verfahren für jeden vorgesehenen Druckpunkt des Druckbereichs B der Abstand zur entsprechend aktiven Druckdüse der stationären Direktdruckköpfe 5W, 5C, 5M, 5Y, 5K bestimmt werden, wobei daraus eine dem Druckpunkt zugeordnete Flugzeit für die abzugebenden Tintentropfen ermittelt wird. Dadurch wird dann der Abgabezeitpunkt der Tintentropfen korrigiert, so dass eine durch die Flugzeit bedingte Verzerrung des Direktdrucks korrigiert wird.
Zudem ist denkbar, dass bei dem Verfahren für jeden vorgesehenen Druckpunkt des Druckbereichs B ein Auftreffwinkel von darauf abgegebenen Tintentropfen ermittelt wird, um Dichteunterschiede des daraus resultierenden Farbauftrags zu kompensieren. Dadurch wird der Farbauftrag besonders gleichmäßig.
In den Figuren 3A - 3D ist ein Direktdruckkopf 5 aus der Figur 1 bei der Durchführung des Verfahrens 100 nach der Figur 2 in einer Draufsicht dargestellt. Der in den Figuren 3A - 3D dargestellte Direktdruckkopf 5 entspricht beispielhaft jedem der in der Figur 1 gezeigten Direktdruckköpfe 5W, 5C, 5M, 5Y und 5K.
Zu sehen ist in den Figuren 3A - 3D, dass der Behälter 2 beim Druckvorgang in der Behälteraufnahme 4 mit der zuvor in der Figur 1 dargestellten Transporteinrichtung 3 kontinuierlich entlang der Transportbahn T weitertransportiert wird. Zudem wird der Behälter 2 mittels der Behälteraufnahme 4 in Pfeilrichtung um seine Behälterlängsachse gedreht.
Wie in der Figur 3 A zu sehen ist, befindet sich der Behälter 2 am Anfang des Druckvorgangs zunächst in der Ausgangsstellung P1. Die Steuerungseinheit 9 steuert nun den Direktdruckkopf 5 so an, dass die Tintentropfen 51 aus den aktiven Druckdüsen 52 abgegeben werden. Diese Treffen in einem Abstand D1 auf dem Druckbereich B auf, wobei der Abstand D1 innerhalb des Abstandsintervalls I von 1 -3 mm liegt. Beispielsweise beträgt der Abstand D1 in der Ausgangsstellung P1 3 mm. Mit den auftreffenden Tintentropfen 51 beginnt der Druck und bildet den ersten Teil M1 des Direktdrucks.
Wie in den Figur 3B und 3C zu sehen ist, bewegt sich der Behälter 2 in der Behälteraufnahme 4 entlang der Transportbahn T weiter und dreht sich dabei kontinuierlich um die Behälterlängsachse A. Durch die Transport- und Drehbewegung und das gleichzeitige Drucken mit dem Direktdruckkopf 5 wird der bereits gedruckte Teil M2, M3 des Direktdrucks größer und bedeckt zunehmend den Druckbereich B. Da die Steuerungseinheit 9 die Drehung mittels der Behälteraufnahmen 4 so steuert, dass die Oberflächengeschwindigkeit des Druckbereichs B gegenüber dem stationären Direktdruckkopf 5 wenigstens 30 m/min beträgt, bleibt der Abstand der aktiven Druckdüsen zum Druckbereich des Behälters innerhalb des Abstandsintervalls I. Zu sehen ist auch, dass der Behälter 2 nach dem Drehen um 180° an der Position P3 steht (Figur 3C), wobei der Auftreffort zum Direktdruckkopf 5 einen minimalen Abstand D3 einnimmt - hier beispielsweise 1 mm.
In der Figur 3D ist der Behälter 2 an der letzten Position P4 des Druckvorgangs zu sehen, wobei er umfänglich um 360° mit dem gesamten Direktdruck M4 bedruckt ist. Der Abstand D4 ist entsprechend wieder vergrößert, liegt jedoch nach wie vor innerhalb des Abstandsintervalls I.
Dadurch, dass die Abstände D1 -D4 innerhalb des Abstandsintervalls I liegen, ist gewährleistet, dass der gesamte Direktdruck M4 mit hoher Qualität erfolgt. Da der Behältertransport nicht unterbrochen werden muss und gegenüber dem Direktdruckkopf 5 kontinuierlich erfolgt, wirken trotz hohem Behälterdurchsatz besonders geringe Trägheitskräfte und die Behälteraufnahme 4 und die Transporteinrichtung 3, wodurch sie besonders wenig belastet werden. Darüber hinaus müssen die Antriebe der Behälteraufnahmen 4 und der Transporteinrichtung 3 keine hohen Drehmomente unterstützen.
In den Figuren 4A - 4D sind die Direktdruckköpfe 5A, 5B aus der Figur 1 bei der Durchführung einer alternativen Variante des Verfahrens nach Figur 2 in einer Draufsicht dargestellt. Denkbar ist, dass die beiden Direktdruckköpfe 5A, 5B mit derselben Drucktinte arbeiten und zusammen einem der in der Figur 1 dargestellten Direktdruckköpfe 5W, 5C, 5M, 5Y und 5K entsprechen.
Im Unterschied zu den Figuren 3A - 3D wird hier ein erster Teil des gesamten Druckbereichs B vom ersten stationären Direktdruckkopf 5A gedruckt und ein zweiter Teil vom zweiten stationären Direktdruckkopf 5B.
Die Figur 4A entspricht dabei der zuvor beschriebenen Figur 3A, wobei beim Druckvorgang der Abstand E1 zwischen den aktiven Druckdüsen 52 und dem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen 51 auf dem Druckbereich B beispielsweise 3 mm beträgt, der somit innerhalb des Abstandsintervalls I liegt.
Der Behälter wird nun entsprechend der Figur 4B bei der Vorbeifahrt am Direktdruckkopf 5A um 180° gedreht, wobei sich der Abstand E1 , E2 des Direktdruckkopfs 5A zum Druckbereich B zunächst verringert und dann bis hin zur Position P2 wieder vergrößert, jedoch immer innerhalb des Abstandsintervalls I liegt. Der erste Teil N2 des Direktdrucks bedeckt dann entsprechend den halben Behälterumfang von 180°. Anschließend wird der Druckvorgang unterbrochen und der Behälter 2 in die Position P3 entgegengesetzt gedreht und gleichzeitig entlang der Transportbahn T zum zweiten Direktdruckkopf 5B transportiert.
Entsprechend der Figur 4C wird dann der Druckvorgang mit dem zweiten Direktdruckkopf 5B fortgesetzt. Entsprechend der Figuren 4C, 4D wird der Behälter 2 mit der Transporteinrichtung 3 kontinuierlich entlang der Transportbahn T weitertransportiert und um seine Behälterlängsachse A mit der Behälteraufnahme 4 gedreht. Beim Beginn L1 des zweiten Teils des Direktdrucks liegt der Abstand F1 der aktiven Druckdüsen 52 zum Druckbereich B innerhalb des Abstandsintervalls I, verkleinert und vergrößert sich bei der Vorbeifahrt, bis er zum Schluss am Ende des gesamten Direktdrucks L2 den Abstand F2 hat. Die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme 4 wird dabei so gesteuert, dass der Abstand F1 , F2 beim gesamten Druckvorgang innerhalb des Abstandsintervalls I liegt. Währenddessen wird der Behälter um weitere 180° gedreht, sodass der zweite Teil des Druckbereichs B bedruckt wird.
An der Position P4 ist dann der Druckvorgang für diese Druckfarbe beendet und der Behälter 2 wird zur Ausgangsposition zurück gedreht und zu nachfolgenden Direktdruckköpfen oder Behandlungsschritten weitertransportiert.
In diesem Beispiel setzt der zweite Teil des Direktdrucks nahtlos am ersten, bereits gedruckten Teil N2 an, so dass ein durchgehender Direktdruck L2 gebildet wird. Alternativ ist denkbar, dass mit den beiden Direktdruckköpfen 5A, 5B nicht unmittelbar aneinander anschließende Druckbereiche am Behälter 2 bedruckt werden.
Dadurch, dass im Ausführungsbeispiel der Figuren 4A - 4D mit zwei Direktdruckköpfen 5A, 5B für eine Druckfarbe gearbeitet wird, ist es möglich, mit einer geringeren Drehgeschwindigkeit des Behälters 2 um seine Längsachse A zu arbeiten, um beispielsweise die Auflösung des Direktdrucks L2 zu erhöhen. Ebenso ist denkbar, dass aufgrund einer spezifikationsbedingten Begrenzung der Oberflächengeschwindigkeit des Druckbereichs B mit zwei Direktdruckköpfen gearbeitet wird, da ansonsten nicht der volle Umfang unter Einhaltung des Abstandsintervalls I bedruckt werden kann. Bei gleichem Durchsatz kann durch Aufteilung des Umfangs in zwei oder mehr Teile auch eine Verringerung des Abstandsintervalls I und damit eine Qualitätssteigerung erzielt werden. Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch einzeln oder in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren (100) zur Bedruckung von kreisrunden Behältern mit einem Direktdruck, wobei die Behälter in Behälteraufnahmen von einer Transporteinrichtung entlang einer Transportbahn transportiert werden (101 ), wobei ein zu bedruckender, kreisrunder Behälter bei einem Druckvorgang (102) mittels einer zugeordneten Behälteraufnahme gedreht (104) und dabei von wenigstens einem stationären Direktdruckkopf mit wenigstens einem Teil des Direktdrucks flächig bedruckt wird, und wobei beim Druckvorgang Tintentropfen aus aktiven Druckdüsen des wenigstens einen stationären Direktdruckkopfs auf einen Druckbereich des Behälters abgegeben werden (105), dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter beim Druckvorgang mit der Transporteinrichtung kontinuierlich gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf weitertransportiert wird (103), und dass der Direktdruckkopf und die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme und optional eine Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung mit einer Steuerungseinheit derart gesteuert werden, dass mit dem wenigstens einen Direktdruckkopf der gesamte Druckbereich bedruckt wird und dabei der Abstand zwischen den aktiven Druckdüsen und einem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen auf dem Druckbereich innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalls liegt (106).
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , wobei das Abstandsintervall ein Intervall von 0,5 - 10 mm, vorzugsweise von 1 - 3 mm ist oder umschließt.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Behälter beim Druckvorgang (102) mittels der zugeordneten Behälteraufnahme derart gedreht wird, dass der Druckbereich einen Umfangsbereich des Behälters von wenigstens 90°, vorzugsweise von wenigstens 180°, weiterhin vorzugsweise von 360° abdeckt.
4. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei beim Druckvorgang (102) ein erster Teil des Druckbereichs von einem ersten stationären Direktdruckkopf und anschließend ein zweiter Teil des Druckbereichs von einem zweiten stationären Direktdruckkopf bedruckt werden.
5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, wobei der erste Teil des Druckbereichs und der zweite Teil des Druckbereichs jeweils einen Umfangsbereich des Behälters von weniger oder genau 180° oder von 180,5° - 185° abdecken und vorzugsweise direkt aneinander anschließen.
6. Verfahren (100) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der erste stationäre Direktdruckkopf und der zweite stationäre Direktdruckkopf mit derselben Drucktinte arbeiten.
7. Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme von der Steuerungseinheit derart gesteuert wird, dass eine Oberflächengeschwindigkeit des Druckbereichs gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf von wenigstens 30 m/min., vorzugweise von wenigstens 50 m/min. erreicht wird.
8. Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Behälter mittels der zugeordneten Behälteraufnahme vor dem Druckvorgang (102) in eine Ausgangsstellung und nach dem Druckvorgang in die Ausgangsstellung zurück gedreht wird.
9. Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Behälter mit der Transporteinrichtung beim Druckvorgang (102) mit einer konstanten Transportgeschwindigkeit transportiert wird.
10. Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei für jeden vorgesehenen Druckpunkt des Druckbereichs der Abstand zur entsprechend aktiven Druckdüse des wenigstens einen stationären Direktdruckkopfs bestimmt wird, wobei aus dem Abstand eine dem Druckpunkt zugeordnete Flugzeit von darauf abzugebenden Tintentropfen ermittelt wird, und wobei damit für die aktive Druckdüse zur Kompensation einer Verzerrung des Direktdrucks ein Abgabezeitpunkt der Tintentropfen korrigiert wird.
1 1. Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei für jeden vorgesehenen Druckpunkt des Druckbereichs ein Auftreffwinkel von darauf abgegebenen Tintentropfen ermittelt wird, um Dichteunterschiede eines daraus resultierenden Farbauftrags zu kompensieren.
12. Direktdruckmaschine (1 ) zur Bedruckung von kreisrunden Behältern (2) mit einem Direktdruck, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 - 10, mit wenigstens einem stationären Direktdruckkopf (5) , der mehrere Druckdüsen (52) umfasst, um die Behälter (2) mit wenigstens einem Teil des Direktdrucks (M4, L2) zu bedrucken, einer Transporteinrichtung (3) mit daran drehbar angeordneten Behälteraufnahmen (4) zum Transport der Behälter (2) entlang einer Transportbahn (T) und zum Drehen der Behälter (2) gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf (5) , und mit einer Steuerungseinheit (9), um die Transporteinrichtung (3), den wenigstens einen stationären Direktdruckkopf (5) und die Behälteraufnahmen (4) zu steuern, wobei die Steuerungseinheit (9) dazu ausgebildet ist, beim Druckvorgang eine der Behälteraufnahmen (4) und den wenigstens einen stationären Direktdruckkopf (5) derart zu steuern, dass die Behälteraufnahme (4) mit einem darin aufgenommenen, kreisrunden Behälter (2) gedreht wird und dabei Tintentropfen (51 ) aus den Druckdüsen (52) auf einen Druckbereich (B) des Behälters (2) abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (9) dazu ausgebildet ist, die Transporteinrichtung (3) beim Druckvorgang derart zu steuern, dass der Behälter (2) dabei kontinuierlich gegenüber dem wenigstens einen stationären Direktdruckkopf (5) weitertransportiert wird, und dass die Steuerungseinheit (9) dazu ausgebildet ist, den Direktdruckkopf (5) und eine Drehgeschwindigkeit der zugeordneten Behälteraufnahme (4) und optional eine Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung (3) derart zu steuern, dass mit dem wenigstens einen Direktdruckkopf (5) der gesamte Druckbereich (B) bedruckt wird und dabei der Abstand (D1 - D4, L1 - L2, F1 - F2) zwischen den aktiven Druckdüsen (52) und einem Auftreffort der abgegebenen Tintentropfen (51 ) auf dem Druckbereich (B) innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalls (I) liegt.
13. Direktdruckmaschine nach Anspruch 12, wobei der Direktdruckkopf (5) dazu ausgebildet ist, innerhalb des gesamten vorgegebenen Abstandsintervalls (I) zu drucken, vorzugsweise in einem Intervall von 0,5 - 10 mm, weiterhin vorzugsweise von 1 - 3 mm.
14. Direktdruckmaschine nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Direktdruckkopf (5) dazu ausgebildet ist, mit einer Oberflächengeschwindigkeit zum Druckbereich von wenigstens 30 m/min., vorzugsweise von wenigstens 50 m/min. zu drucken.
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