WO2024064985A1 - Vorrichtung und verfahren zum bedrucken von objekten - Google Patents

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WO2024064985A1
WO2024064985A1 PCT/AT2023/060336 AT2023060336W WO2024064985A1 WO 2024064985 A1 WO2024064985 A1 WO 2024064985A1 AT 2023060336 W AT2023060336 W AT 2023060336W WO 2024064985 A1 WO2024064985 A1 WO 2024064985A1
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PCT/AT2023/060336
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Inventor
Mikael Amorim BOEDLER
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Inkatronic Gmbh
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    • B41J2203/00—Embodiments of or processes related to the control of the printing process
    • B41J2203/01—Inspecting a printed medium or a medium to be printed using a sensing device
    • 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 the printing of objects.
  • Digital printers can be used to print objects of any shape. To do this, a print file is created with the desired image data and scaled to the size and contour of the object. The printer must be informed of the exact position of the object that has been positioned within its print area. For rectangular objects, this is usually done by aligning them with anchor points. For irregularly shaped objects, templates or other aids must be created to help determine the precise position of the object(s) using sensors or other suitable measuring instruments and communicate it to the printer. Such templates may have to be created first in order to be usable for the specific objects.
  • a device for printing decorative images onto flat workpieces includes a printing station with digitally controlled ink application elements, a transport device for transporting the workpieces through the printing station, and a print control that interacts with a digital image data memory and digitally controls the ink application elements for printing digital decorative image data from the image data memory as image points onto the workpiece.
  • the printing station is preceded by a measuring station which records contour data of the workpiece using contour sensors and interacts with the printing control in such a way that pixels of the decorative image lying outside the contour of the workpiece are not printed, while the remaining pixels remain unaffected.
  • US 2008/106568 A1 describes a device and a method for patterning workpieces, particularly those made of wood, with the aim of enabling improved print image quality.
  • the printing process includes pre- and/or post-processing with an image capture sensor. During pre-processing before the printing process, this determines the position of the workpiece relative to the printing medium. This is intended to avoid or minimize distortions and smearing of the print image caused by inadequate relative positioning. Printing beyond a free edge of the workpiece and the deposition of ink mist on an adjacent surface of the workpiece are also to be prevented.
  • the image data obtained from the image capture sensor is analyzed with regard to color spectrum, defects, geometry and/or color space.
  • a disadvantage of the state of the art is that current methods have inefficiency deficiencies.
  • scanning the object to be printed and processing the data set takes a lot of time, which causes the system to come to a standstill and thus indirectly causes costs.
  • the object of the present invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art, or at least to offer an alternative.
  • This task is solved by the devices or methods according to the independent claims.
  • Advantageous further developments can be found in the dependent claims.
  • An improved device and method for printing objects is thus provided.
  • the present invention in particular makes it possible to carry out the entire printing process automatically, without the complex data preparation.
  • One application is large-format wooden elements, e.g. board wood panels, which are to be printed. These can be used for building houses, for example, and are individually milled pieces.
  • the wooden elements sometimes have cutouts and openings, but the wooden elements with and without such cutouts are fed to the printing device in any sequence.
  • the lengths and widths of the wooden elements are also different, as are the sizes and positions of the cutouts.
  • the wooden elements are to be printed continuously, i.e. with a cycle time of a few minutes.
  • the printing itself can be effected by moving an object to be printed on, or by moving the device that applies the respective printing medium. Both methods are generally known.
  • the objects could be moved on a conveyor belt under a print head that moves at right angles to the direction of movement of the objects in a plane parallel to the support surface of the objects.
  • the objects can be placed on a static surface, e.g. a printing table, and the print head moves on two axes in a plane parallel to the support surface of the objects.
  • the objects are therefore placed on a printing table or conveyor belt in any way, ie without any particular alignment or orientation. It must only be ensured that no Object protrudes over the printing table or the conveyor belt. On the one hand, this could cause the print head to leave the printing area, and on the other hand, it could possibly impede the movement of the conveyor belt or the print head.
  • the objects should, if possible, be printed in one or more passes, with each printing medium being applied in one, uninterrupted, printing process.
  • a primer or another type of wood protection can be applied.
  • a white color can then be applied in one print run.
  • multi-colored decorative prints can then be applied in one or more print runs using one or more print heads. It is also possible to apply the white printing medium and the colored printing medium in one printing process if the printing device has the appropriate print heads.
  • a device for printing objects.
  • This device comprises at least one recording device which is designed to record the surface of an object line by line as a printable background.
  • the device further comprises a processing device which is designed to process the printable background and to create print files.
  • the device further comprises at least one printing device which is designed to print the object on the basis of the created print files by applying printing media.
  • the device according to the invention makes it possible to make the printing process more efficient, because the processing of large amounts of data is avoided by recording the object line by line, processing it into print files and printing it accordingly.
  • the printing devices can, at the same time, print the first line from the created print file. This makes the entire printing process much more efficient.
  • the device may further comprise at least one drying device which is designed to dry the printing media applied by the printing devices.
  • drying devices By using one or more drying devices, further time can possibly be saved or the quality can be increased. If the recording device and the processing device can work quickly enough, smearing can occur when moving the printing device or the objects if the printing medium is not yet dry enough.
  • the receiving device, the printing devices and, if applicable, the drying devices can be spaced apart in such a way that continuous printing of the object is possible, wherein the receiving device and the printing devices are spaced apart in such a way that the processing device can create the print files from the printable substrate, and, if applicable, the printing devices and drying devices are spaced apart in such a way that the applied printing media are dry enough to apply further printing media by a subsequent printing device.
  • the device can also be optimized to avoid unnecessary delays or pauses in printing.
  • the objects can be glued wood panels measuring 16m x 4m.
  • the present device is particularly suitable for the standard size of 16 x 4 m panels.
  • the recording device is set up to record holes, recesses and outlines of the object, as well as the structure of the object.
  • the present device can also be used to detect internal contours and avoid applying pressure medium where the objects have recesses or the like.
  • the processing device is configured to create print files from the printable substrate in such a way that the printing media to be applied produce a desired print image, whereby in particular a non-uniform substrate is to be printed in such a non-uniform way that a uniform print image is produced.
  • the recorded substrate is processed in such a way that irregularities, such as wood grain, defects in the wood or discoloration for other reasons, are incorporated into the print files in such a way that the irregularities are compensated for when the printing media are applied so that a uniform print image is created after printing.
  • the printing devices each print a line that corresponds to a line of the object recorded line by line.
  • the printing devices can be efficient for the printing devices to also print line by line.
  • At least one of the printing devices applies a printable protective film.
  • the wooden objects can be placed in the printing device untreated.
  • the treatment with wood protection or another protective agent which is usually carried out beforehand, can then also be carried out by applying the protective film as a pressure medium using one or more print heads.
  • At least one of the applied printing agents is UV-curing, and any drying device that may be present is a UV lamp.
  • any drying device that may be present is a UV lamp.
  • UV-curing printing media can also be applied. This is a further increase in efficiency as these are usually applied before or after printing in a separate step and a separate device.
  • a system for printing objects comprises a device as described above, and also a work surface that is designed to store the object.
  • the system also comprises at least one movement device. These movement devices are designed to either continuously move the object under the receiving device, the printing devices, and optionally the drying devices, or to continuously move the receiving device, the printing devices, and optionally the drying devices over the object. A combination of the movements is also conceivable, so that both the object (or objects) and the devices of the device can be moved.
  • a method for printing objects includes recording the surface of an object line by line as a printable background, creating print files by processing the printable background line by line, and printing based on the created print files by applying Pressure means included.
  • the method according to the invention makes it possible to make the printing process more efficient, because by recording the object line by line, processing it into print files and printing accordingly, the processing of large amounts of data is avoided.
  • the embodiments show possible variants, whereby the invention is not limited to the specifically illustrated variants, but rather combinations of the individual variants with one another are also possible. In particular, the further developments of the device can also be used in the system or method presented.
  • Fig. 1 shows an exemplary system for printing objects according to an embodiment
  • Figure 2 shows the system of Figure 1, with various zones displayed
  • Fig. 3 shows the dimensions of the device in cross section
  • FIG. 4 shows a schematic flowchart according to an embodiment.
  • objects 111, 112 and 113 are described below as primarily made of wood. However, the presented embodiments of the invention are also applicable to other materials, such as stone, concrete, paper, cardboard, cardboard, etc.
  • Starting material can be, for example, untreated wood panels, such as cross-laminated wood panels, multi-layer solid wood panels, glued laminated panels or similar
  • Wood or wooden parts can be panels that were prefabricated by a milling machine or saw in a variety of contours and with or without cutouts or openings and placed anywhere on a work surface 210, such as a printing table or other shelf.
  • one or more recording devices 120 are mounted on an axis which moves the recording devices 120 transversely to the work surface 210 and which, analogous to the width of the recording devices 120, carries out a displacement in the longitudinal direction after each pass, also known as pass .
  • the print files 131 are not shown in the drawings.
  • the scan lines common in desktop scanners can be used, which are CCD lines (CCD: charged coupled device) or CIS lines (CIS: compact image sensor).
  • CCD lines CCD: charged coupled device
  • CIS lines CIS: compact image sensor
  • these lines have a resolution of 600 dpi (dpi: dots-per-inch) and can be configured to the desired lengths.
  • the axis is positioned immediately in front of the edge of the object 112, either manually or automatically using a suitable sensor.
  • the scanner 120 moves at an adjustable speed from right to left or vice versa across the width of the object, now records the object data, i.e. the position of each pixel, is moved forward by the number of scan lines recorded, makes a step of a scan line, and moves the width from left to right or vice versa. This is done until the scanner 120 no longer captures object data.
  • the recording of two consecutive lines can be done in the same direction, i.e. with retraction, or alternately, avoiding retraction and saving time.
  • the scanner(s) 120 record the position data of the object 112 each time it travels across the width of the object 112, which are required for preparing the print files 131.
  • An object/image file for the entire object can be created from the object data determined by the scanner 120, which results in an enormous file size for large objects. This should be avoided, and therefore the data should be sent line by line directly to the printing devices 140.
  • each scan line can be a print file, and printing can take place "on the fly". This term refers to processes in which permanent or possibly temporary storage of data is dispensed with.
  • the data from the scanner 120 ideally corresponds to those of the printing unit 140 in terms of width and resolution, so every line captured by the scanner 120 can be transferred directly to the printing module 140 and the scanner 120 and the printing axis can process the object 112 synchronously with a constant line spacing .
  • a wider scanner 120 or a wider print module 140 can be used, for example to process the data captured with one pass of the scanner(s) 120 with two or more print passes or to combine two or more scanner passes and transfer them to the object 112 with one print pass.
  • the scan data which is recorded once, can be evaluated differently depending on the number of print sequences, i.e. the number of print passes.
  • the number of print sequences varies, for example, depending on whether only wood protection is to be applied or whether multi-colored decorative printing is to be carried out.
  • the contour data is determined, i.e. geometric lengths, widths, outline data, openings, etc. This data can also be processed automatically, for example to add an allowance to ensure that the edges are overprinted.
  • the printing medium 141 is not shown in the drawings.
  • the desired amount of printing medium 141 for example the layer thickness of the wood protection and/or a base primer can be defined by the application thickness using white.
  • the Scanner 120 delivers a pixel grid, or bit map, at a resolution of 600 x 600 dpi. This data can be easily differentiated as to whether the object was captured with the respective pixel or a position outside the object.
  • the application thickness can be varied by assigning more or fewer pressure points to each scanner pixel that has captured the object, or by using variable drops, smaller or larger pressure drops. Both can also be combined.
  • the different suction behavior creates a patchy appearance when the paint is applied evenly, which usually has to be reworked in laborious manual steps.
  • the typical suction behavior can be attributed to the color of the wood and the surface structure and therefore the application can be reduced to less absorbent sections, which can significantly reduce staining and eliminate the need for manual rework.
  • a complete colour palette can be created by printing the individual colours together in different application thicknesses.
  • the application thickness i.e. layer thickness
  • the application thickness is determined for the object by an operator before printing begins and/or taken from an order form. Values can also be read in from a database and/or read in using a barcode or QR code.
  • the layer thickness is specified in pm and the printer control unit program uses this to determine the resolution in dpi and the required drop size.
  • the scan data can be converted into print data line by line.
  • These calculation operations can be easily calculated "on the fly” in the interval between the scan pass and the corresponding print pass, so that printing can take place after the first scan line has been determined and converted into a print file 131, and there is no need to wait until the entire object 112 or a specific part of the object has been scanned.
  • This has the advantage that the computing time and printing time are shorter and the necessary computing operations can be carried out using inexpensive standard hardware.
  • the printer is thus able to carry out the printing process fully automatically without additional phases (ie printing stages) or interventions after the job thickness has been defined.
  • the scan data generated once can be used for all subsequent printing phases, for example white and decorative colors.
  • a separate printing module can be used for each printing phase.
  • Fig. 1 shows a system according to the invention consisting of a device for printing objects 100, a work surface 210 and movement devices 220.
  • the device 100 is used to print objects 111, 112 and 113. Of these, objects 111 that have already been printed are shown to the right of the device 100 in FIG. 1, and objects 113 that are still to be printed are shown to the left of the device.
  • the object that is currently being processed by the device 100 is marked 112.
  • the device 100 comprises a recording device 120.
  • the recording device can comprise one or more cameras, for example.
  • the cameras can operate in different wavelengths and record both digitally and analogously, whereby the analog signal still has to be digitized for further processing.
  • the cameras can record the object 112 from different angles.
  • the recording device 120 can record the object three-dimensionally, so that differences in depth can also be recorded.
  • the recording device 120 can also comprise a light source, so that ambient light can be dispensed with.
  • the recording device 120 detects or records the nature of the object 112. In particular, holes 121 in the objects, recesses 122 in the objects, outlines 123 of the objects and the structure 124 of the objects are recorded.
  • Holes 121 are naturally occurring places in the wood, such as a knothole.
  • Recesses 122 are places created by processing the wood that are surrounded by wood but where there is no wood itself.
  • Outlines 123 refer to the outer boundaries of objects 111, 112 and 113. Since these are clearly defined and marking them in the drawings is detrimental to displayability, the outlines 123 are not marked in the drawings.
  • structure 124 of objects 111, 112 and 113 means optical differences in the surface of objects 111, 112 and 113, such as a grain or discoloration of the wood or stone or even a structuring in artificial materials such as concrete or brick. Structure 124 can also include existing painting, printing or varnishing. Since the structure 124 refers to the surface of the objects 111, 112 and 113, the reference numeral 124 is not marked in the drawings.
  • the objects 111, 112 and 113 are only indicated as examples in the figures.
  • the objects can of course have all kinds of holes, cutouts and openings.
  • the objects with and without such recesses can be fed to the printing device 100 in any sequence.
  • the lengths and widths of the objects are also different, as are the sizes and positions of the recesses.
  • the figures are for illustrative purposes only.
  • the device can have several such recording devices 120. These can be arranged one behind the other - i.e. in series - and, for example, record several lines - i.e. one line each by a recording device 120. Alternatively, recording devices 120 can also be arranged in parallel and each record part of a line.
  • recording devices 120 are arranged both in parallel and in series, i.e. one line is recorded by several recording devices 120, and several lines are each recorded simultaneously.
  • each recording device 120 skips a number of lines after recording a line (or part of a line if additional recording devices 120 are arranged in parallel) which corresponds to the number of serial rows minus 1. For example, if there are three rows of recording devices 120 that are arranged in series, the first row would read the following lines one after the other: 1, 4, 7, ... The second row would read the following lines one after the other: 2, 5, 8, .. . And the third row would read the following lines one after the other: 3, 6, 9, ...
  • serially arranged recording devices 120 it is possible for the serially arranged recording devices 120 to read in one line at the same time.
  • the three recording devices 120 explained above can be arranged relative to one another in such a way that they read lines 1, 2 and 3 at the same time.
  • Each of the recording devices 120 therefore records the surface of the object 112 currently being processed line by line as a printable background.
  • Recording as a printable background means that the areas of the object 112 that cannot be printed on, i.e. holes 121 and recesses 122 in the object 112 as well as the areas that lie outside the outlines 123 of the object 112, are not included.
  • the device further comprises a processing device 130.
  • This can be attached directly to the device 100.
  • the processing device 130 can also be arranged remotely from the device 100, as shown in Fig. 1.
  • the processing device 130 can be a corresponding computer which is set up by means of corresponding software to create a print file 131 from the recorded lines of the printable background. In this case, a print file 131 is created for each line.
  • recording devices 120 record a line in parallel and together, the corresponding data are merged before the corresponding print data 131 is created. Since the recording of one line must be completed before processing by the processing device 130, the recording devices 120 can record the next line of the object 112 while the processing device 130 creates the corresponding print file 131.
  • the processing device 130 can also create the corresponding print files 131 at the same time. This can be done through various processes, i.e. instances, of the creation method, but also through multiple processing devices 130. It is also possible that the processing device 130 is so fast that it can create the three corresponding print files 131 one after the other, while the three serially arranged recording devices 120 simultaneously record the next three lines.
  • the device further comprises at least one printing device 140 that prints the object 112 in such a way that it applies printing medium 141 to the object 112 on the basis of the created print files 131.
  • one printing device 140 prints on the basis of a print file 131 that was created from the recording of a line of the object 112.
  • a receiving device 120 is attached to one side of a movable support, or axle, on the other side of which a first pressure device 140 is attached.
  • the movable support can be a combination of the movement devices 220 and a fastening.
  • a drying device 150 is also attached to the first movable support.
  • Further printing devices 143 are attached to a second movable holder and also optional drying devices 150.
  • a printing device 140, 143 can consist of one or more print heads. As shown, the individual printheads can be attached to opposite sides of the axle or bracket. Alternatively, if no drying is required, the drying time is sufficient or if mixing is desired, it is possible to attach the individual elements of the printing devices on the same side. This also applies to the optional drying devices 150.
  • attaching the device in a movable version is only one possibility of implementing the invention.
  • the objects 111, 112 and 113 can also be transported on a movable surface, such as a conveyor belt, under static elements of the device. The movement devices will be described in more detail below.
  • Pressure medium reservoirs can be arranged on the device 100. Pressure medium reservoirs are not shown in the drawings. In this case, a pressure medium 141 is located in each pressure medium reservoir. It is possible for each of the pressure devices 140 to have access to each of these pressure medium reservoirs and thus to be able to apply each pressure medium 141. Alternatively, each pressure device 140 can be assigned a pressure medium reservoir. This has the advantage that the pressure medium 141 cannot mix. Alternatively, the pressure device can be cleaned, for example using air, water or a cleaning liquid, which can free the pressure devices 140 of pressure medium residues. Evaporation or combustion can also be carried out alternatively. Combined pressure medium reservoirs are also conceivable, such that a pressure medium reservoir contains different pressure medium 141. These can be separated from one another, for example, by a partition wall.
  • the pressure medium reservoirs can be arranged directly on the pressure devices 140, but the pressure medium 141 can also be guided to the pressure devices 140 via lines or hoses. In this case, the pressure medium reservoirs can be located away from the pressure devices 140 and thus the device, which is advantageous if the pressure medium 141 is sensitive to storage, for example with regard to storage temperature, humidity, brightness or the like.
  • Fig. 2 shows the different zones that represent areas of the objects. The exemplary arrangement of the system from Fig. 1 is used here. It is noted that other arrangements are also possible.
  • Zone 1 includes the areas of objects 111, 112 and 113 that are still unprinted.
  • Zone 2 includes the areas of the objects 111, 112 and 113 that have already been detected or are currently being detected by the recording device 120.
  • Zone 3 includes the areas of the objects 111, 112 and 113 that have already been printed by the printing device 140 or are currently being printed.
  • the optional drying device 150 may have dried these areas accordingly.
  • Zone 4 includes the areas of the objects 111, 112 and 113 that have been printed or are currently being printed by the first part of a further printing device 143.
  • the optional drying device 150 may have dried these areas accordingly.
  • Zone 5 includes the areas of the objects 111, 112 and 113 that have been printed or are currently being printed by the second part of a further printing device 143.
  • the optional drying devices 150 may have dried these areas accordingly.
  • Zone 5 therefore includes the finished areas of objects 111, 112 and 113.
  • the direction of movement of the movable holders 220 is marked with an arrow and the symbol m.
  • Fig. 3 shows the dimensions of the device.
  • Ys is the width of the area that can be recorded by the recording device 120 in one pass.
  • YDI is the distance between the recording device 120 and the printing devices 140, 143.
  • YD is the width of the area that can be printed by each of the printing devices 140, 143 in one pass.
  • the device may further comprise one or more drying devices 150.
  • a drying device 150 can use UV light, air and/or heat to dry a printing medium 141 previously applied by a printing device 140. This is advantageous if another pressure medium 141 is to be applied to the pressure medium 141. This may be the case if one of the pressure means 141, as a rule the first applied is a primer or protectant. Even if printing is carried out in several color channels, several printing agents 141 will be applied one after the other.
  • a drying device 150 can be installed after one, i.e. after each printing device 140 for drying. Alternatively, if the printed image is not impaired, only a single drying device 150 can be installed after the last printing device 140 in order to dry the applied printing media 141 before the object 112 is removed or transported from the work surface or the conveyor belt.
  • the one or more drying devices 150 can also be missing.
  • the distance between the receiving device 120, the printing devices 140 and the drying devices 150 can be set such that continuous printing of the object 112 is possible. This can be achieved by spacing the receiving device 120 and the printing devices 140 such that the processing device 130 can create the print files 131 from the printable substrate, i.e., based on knowledge of the processing speed of the recorded substrate by the processing device 130, the expected time for this can be estimated with a certain degree of certainty. Since the movement of the device 100 is intended to be continuous and its speed is known, can be set or measured, the distance between the receiving device 120 and the printing devices 140 can be selected such that the processing is completed in any case, and thus neither a delay in the movement nor a complete standstill is achieved.
  • the distance between the printing devices 140 and the drying devices 150 are thus spaced apart such that the applied printing media 141 are dry enough to apply further printing media 141 by a next printing device 143.
  • the time until the ink is sufficiently dry is known, or can be calculated or measured. With this information, the distance between the printing devices 140 and the drying devices 150 can be determined to be sufficiently large so that additional printing media 141 can be applied.
  • the device is dimensioned such that the objects 111, 112, 113 can have a size of 16m x 4m. This means that, for example, glued wood panels of this size can be processed.
  • the recording device 120 can record holes 121, recesses 122 and outlines 123 of the object 112, as well as the structure 124 of the object 112.
  • the application of printing media 141 to the places where no printing media 141 should be applied e.g. holes 121, recesses 122, outside the outline 123 of the object 112
  • the recorded structure 124 can be evaluated such that more or less printing media is applied to darker, lighter, weaker or more strongly structured places in order to achieve a more uniform appearance in the end.
  • the processing device 130 can create print files 131 from the printable substrate in such a way that the printing medium 141 to be applied results in a desired printed image.
  • the print files can therefore receive information in particular, so that an image is created from the applied printing means 141.
  • This can be in relief, or with different colored printing media from one or more printing devices 140, 143, this can also be a real image.
  • This image can be of a photographic nature, but also simply depict a structure, so that, for example, an object 112 has a wood or stone look.
  • a non-uniform surface is printed so inconsistently that in the end a uniform printed image, i.e. a uniform appearance, is created.
  • the printing devices 140 each print one line, each of these lines being passed through the recording device 120 one line at a time recorded line of object 112 corresponds.
  • the processing time of one line is shorter than the processing time of multiple lines, the distance between the elements of the device can also be smaller.
  • the processing time of one line can also be better estimated than the processing time of several lines, and so the safety tolerance that must be maintained to compensate for irregularities in processing can also be lower.
  • At least one of the printing devices 140 applies a printable protective film. This can be a seal at the end of the printing process, but it can also be a wood protection before all other printing means 141. Because the application of the protective film is integrated into the device, possibly additional processing can be saved.
  • At least one of the applied printing media 141 is UV-curing and, if drying devices 150 are present, at least one of the drying devices 150 is a UV lamp.
  • UV curing the drying between the printing media 141 or at the end of the printing process can be significantly accelerated. This can accelerate the printing process overall.
  • a system 200 for printing objects comprises
  • the system 200 further comprises at least one movement device 220, which causes movement between device 100 and objects 111, 112, 113.
  • this can be achieved by continuously moving the recording device 120, the printing devices 140 and possibly the drying devices 150 over the objects 111, 112, 113.
  • This can be achieved by using the devices a movable holder 220 is attached, which moves, for example on wheels, rails, ropes or rollers, or the like, in one direction over the objects 111, 112, 113.
  • the holder has no contact with the objects 111, 112, 113 but rather is in contact with the floor (for example with wheels), the walls (for example with rails) or the ceiling (for example with ropes).
  • the movement devices can also be moved on the work surface 210, for example on wheels or rails.
  • a further embodiment relates to the method 300 for printing on objects 111, 112, 113.
  • Fig. 4 shows the process of the method 300.
  • step 310 the surface of an object 112 is first recorded line by line as a printable background.
  • print files 131 are then created in step 320.
  • the objects are printed 330 on the basis of the created print files 131 by applying printing means 141.
  • Drying 340 is exemplarily indicated after each printing, but it can also only take place in one place, depending on the need. In addition, printing and drying processes can be repeated as desired by using appropriate holders with printing devices one after the other.
  • Printing medium additional printing device

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken von Objekten mit mindestens einer Aufnahmeeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche eines des Objektes zeilenweise als bedruckbarer Untergrund aufzunehmen, einer Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den bedruckbaren Untergrund zeilenweise zu verarbeiten und Druckdateien zu erstellen, und mindestens eine Druckeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Objekt auf der Grundlage der erstellten Druckdateien durch Aufbringen von Druckmitteln zu bedrucken. Es wird weiterhin ein System zum Bedrucken von Objekten und ein Verfahren zum Bedrucken von Objekten bereitgestellt.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BEDRUCKEN VON OBJEKTEN
Die Erfindung betrifft das Bedrucken von Objekten.
Mit digitalen Druckern können beliebig geformte Objekte bedruckt werden. Hierzu wird eine Druckdatei mit den gewünschten Bilddaten erstellt und auf die Größe und Kontur des Objekts skaliert. Dem Drucker muss die exakte Position des Objekts, welches innerhalb seines Druckbereiches positioniert wurde, mitgeteilt werden. Bei rechteckigen Objekten erfolgt dies in der Regel durch das Ausrichten an Anschlagpunkten. Bei unregelmäßig geformten Objekten müssen Schablonen oder andere Hilfsmittel angelegt werden, mit deren Hilfe die präzise Position des /der Objekte über Sensoren oder sonstige geeignete Messinstrumente ermittelt und dem Drucker mitgeteilt wird. Solche Schablonen müssen gegebenenfalls auch erst erstellt werden, um für die konkreten Objekte einsetzbar zu sein.
Insbesondere bei Einzelstücken entsteht hierdurch ein erheblicher Aufwand, der die eigentliche Druckzeit um ein Vielfaches verlängern kann. Alternativ werden auch Kameras eingesetzt, mit deren Hilfe die Position der zu bedruckenden Objekte erfasst werden kann. Insbesondere bei großen bzw. großformatigen Teilen muss dann jedoch eine Vielzahl von Kameras verwendet werden, um die systembedingten Verzerrungen zu begrenzen. Im Anschluss müssen spezielle Bilddaten berechnet werden, die die Position und den Drehwinkel des Objekts einbeziehen.
Insbesondere bei großen Objekten ist dies mit erheblichem Zeitaufwand verbunden, da Datenpakete mit etlichen Gigabyte gerechnet werden müssen. Auch hängt die Exaktheit der Positionierung auf Pixel- Genauigkeit von der Exaktheit der Kameras ab, die jedoch besonders bei großen Objekten schnell an ihre Grenzen stoßen.
Wird eine herkömmliche Druckmethode verwendet, so wird bei Aussparungen im Objekt, z.B. bei Durchbrüchen oder Ausschnitten, einfach über die freien Bereiche hinweg gedruckt und die Farbe bzw. das Druckmittel landet auf der darunter liegenden Auflage, z.B. einem Drucktisch, einer Matte oder einem Band. Dadurch entstehen Verschmutzungen, die wiederum auf die Unterseite der nachfolgenden Teile übertragen wird, was zu Ausschuss führt. Aus der DE 102 02 553 Al und der DE 195 25 528 Al ist ein Verfahren zum Aufträgen von Farben oder Lacken zur farblichen Gestaltung von Objektflächen des Hoch-, Tief- und Ingenieurbaus bekannt, bei dem zunächst die Objektfläche als digitales Objekt erfasst und ein Datensatz gebildet wird. Anschließend wird eine Vorlage des aufzutragenden Gestaltungsobjektes als digitaler Datensatz in dem erfassten Datensatz implementiert. Schließlich wird mit dem daraus erhaltenen Datensatz eine bewegliche Auftragseinrichtung zum Aufträgen der Farbe oder des Lackes gesteuert.
Aus der EP 1 839 884 Al ist eine Vorrichtung zum Drucken von Dekorbildem auf flächige Werkstücke bekannt. Diese umfasst eine Druckstation mit digital angesteuerten Farbauftragselementen, eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Werkstücke durch die Druckstation, und eine Drucksteuerung, die mit einem digitalen Bilddatenspeicher zusammenwirkt und die Farbauftragselemente zum Drucken von digitalen Dekorbild-Daten aus dem Bilddatenspeicher als Bildpunkte auf das Werkstück digital ansteuert. Der Druckstation ist eine Vermessungsstation vorgeschaltet, die mittels Kontursensoren Konturdaten des Werkstücks aufnimmt und mit der Drucksteuerung derart zusammenwirkt, dass außerhalb der Kontur des Werkstücks liegende Bildpunkte des Dekorbildes nicht gedruckt werden, während die restlichen Bildpunkte unbeeinflusst bleiben.
In der US 2008/106568 Al wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bemustern von Werkstücken, insbesondere aus Holz, beschrieben, mit dem Ziel eine verbesserte Druckbildqualität zu ermöglichen. Dabei umfasst der Druckprozess eine Vor- und/oder Nachverarbeitung mit einem Bilderfassungssensor. Dieser bestimmt bei der Vorbearbeitung vor dem Druckvorgang die Position des Werkstücks relativ zum Druckmittel. Dadurch sollen Verzerrungen und Verschmieren des Druckbildes, die durch eine unzureichende Relativpositionierung verursacht werden, vermieden bzw. minimiert werden. Auch ein Drucken über eine freie Kante des Werkstücks hinaus und das Absetzen von Farbnebel auf einer angrenzenden Oberfläche des Werkstücks, soll verhindert werden. Dabei werden die von dem Bilderfassungssensor erhaltene Bilddaten hinsichtlich Farbspektrum, Defekten, Geometrie und/oder Farbraum analysiert. Nachteilig im Stand der Technik ist, dass aktuelle Verfahren Effizienzmängel aufweisen.
Konkret braucht das Einscannen des zu bedruckenden Objektes und die Verarbeitung des Datensatzes viel Zeit, wodurch die Anlage stillsteht und damit indirekt Kosten verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, oder zumindest eine Alternative anzubieten. Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtungen bzw. Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. In den abhängigen Ansprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen. Es wird somit eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Bedrucken von Objekten bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es insbesondere den gesamten Druckprozess, ohne die aufwändige Datenvorbereitung, automatisch durchzuführen.
Ein Anwendungsfalls sind beispielsweise großformatige Holzelemente, z.B. Brett-Holzpa- neele, die bedruckt werden sollen. Diese können beispielsweise zum Hausbau eingesetzt werden, und sind individuell gefräste Einzelstücke. Die Holzelemente haben hierbei teilweise Ausschnitte und Durchbrüche, jedoch werden die Holzelemente mit und ohne solche Aussparungen der Druckvorrichtung in beliebiger Abfolge zugeführt. Auch sind die Längen und Breiten der Holzelemente unterschiedlich sowie auch die Größen und Positionen der Aussparungen. Darüber hinaus sollen die Holzelemente kontinuierlich bedruckt werden, d.h. mit einer Taktzeit von wenigen Minuten.
Das Bedrucken an sich kann bewirkt werden, indem ein zu bedruckendes Objekt bewegt wird, oder indem die Vorrichtung, die das jeweilige Druckmittel aufbringt, bewegt wird. Beide Methoden sind generell bekannt. Im ersten Fall könnten die Objekte auf einem Förderband unter einem Druckkopf durchbewegt werden, der sich im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung der Objekte in einer Ebene parallel zu der Auflagefläche der Objekte bewegt. Alternativ können die Objekte auf einer statischen Fläche, z.B. einem Drucktisch, abgelegt werden, und der Druckkopf bewegt sich auf zwei Achsen in einer Ebene parallel zu der Auflagefläche der Objekte.
Die Objekte werden also auf einem Drucktisch oder einem Förderband beliebig, d.h. ohne besondere Ausrichtung oder Orientierung. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass kein Objekt über den Drucktisch, bzw. das Förderband hinausragt. Zum einen, da damit der Druckbereich des Druckkopfes verlassen werden könnte, zum anderen da sonst möglicher Weise die Bewegung des Förderbandes bzw. des Druckkopfes behindert werden könnte.
Die Objekte sollen möglichst in einem oder auch mehreren Durchgängen bedruckt werden, wobei jedes Druckmittel in möglichst einem, ununterbrochenen, Druckvorgang aufgebracht wird.
In einem ersten Druckdurchgang kann beispielsweise eine Grundierung oder eine andere Art von Holzschutz aufgetragen werden.
Nachfolgend kann in einem Druckdurchgang beispielsweise eine weiße Farbe aufgetragen werden. Je nach Art der Druckvorrichtung können durch einen oder mehrere Druckkopfe anschließend in einem oder mehreren Druckdurchgänge mehrfarbige Dekordrucke aufgebracht werden. Es ist auch möglich, das weiße Druckmittel und die farbigen Druckmittel in einem Druckvorgang aufzubringen, wenn die Druckvorrichtung die entsprechenden Druckköpfe auf- weist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken von Objekten bereitgestellt. Diese umfasst mindestens eine Aufnahmeeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche eines Objektes zeilenweise als bedruckbarer Untergrund aufzunehmen. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den bedruckbaren Untergrund zu verarbeiten und Druckdateien zu erstellen. Die Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens eine Druckeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Objekt auf der Grundlage der erstellten Druckdateien durch Aufbringen von Druckmitteln zu bedrucken.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann das Druckverfahren effizienter gestaltet werden, denn durch das zeilenweise Aufnehmen des Objektes, das zeilenweise Verarbeiten zu Druckdateien und das entsprechende Bedrucken wird das Verarbeiten großer Datenmengen vermieden. Dadurch kann nach dem Aufnehmen der ersten Zeile des Objektes diese sofort durch die Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden, während die Aufnahmeeinrichtung bereits die nächste Zeile aufnimmt. Während die Aufnahmeeinrichtung die dritte Zeile aufnimmt, kann die Verarbeitungseinrichtung, die zweite Zeile verarbeiten und eine Druckdatei daraus erstellen. Die Druckeinrichtungen können währenddessen die erste Zeile aus der erstellten Druckdatei drucken. So kann das gesamte Druckverfahren wesentlich effizienter gestaltet werden.
Optional kann die Vorrichtung weiterhin mindestens eine Trocknungseinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die durch die Druckeinrichtungen aufgebrachten Druckmittel zu trocknen.
Durch das Verwenden einer oder mehrerer Trocknungseinrichtung kann möglicher Weise weiter Zeit gespart werden, bzw. die Qualität erhöht werden. Sollten nämlich die Aufnahmeeinrichtung und die Verarbeitungseinrichtung schnell genug arbeiten können, so kann es beim Bewegen der Druckeinrichtung oder der Objekte zu Verschmierungen kommen, falls die Druckmittel noch nicht trocken genug sind.
Optional können die Aufnahmeeinrichtung, die Druckeinrichtungen und ggf. die Trocknungseinrichtungen so beabstandet sein, dass ein kontinuierliches Bedrucken des Objektes ermöglicht wird, wobei die Aufnahmeeinrichtung und die Druckeinrichtungen so beabstandet sind, dass die Verarbeitungseinrichtung aus dem bedruckbaren Untergrund die Druckdateien erstellen kann, und gegebenenfalls die Druckeinrichtungen und Trockeneinrichtungen so beabstandet sind, dass die aufgebrachten Druckmittel trocken genug sind, um durch eine nächste Druckeinrichtung weitere Druckmittel aufzubringen.
Durch eine optimale Beabstandung kann die Vorrichtung ebenfalls dahingehend optimiert werden, dass keine unnötigen Verzögerungen oder Pausen in der Bedruckung entstehen.
Optional können die Objekte Leimholzplatten der Größe 16m x 4m sein.
Besonders für die handelsübliche Größe der 16 x 4 m Platten ist die vorliegende Vorrichtung geeignet.
Optional ist die Aufnahmeeinrichtung dazu eingerichtet, Löcher, Aussparungen und Umrisse des Objektes, sowie die Struktur des Objektes zu erfassen. Die vorliegende Vorrichtung kann neben dem Erfassen von Außenumrissen und dem Vermeiden von Aufbringung von Druckmitteln außerhalb der Objekte auch dafür eingesetzt werden, innere Konturen zu erfassen und zu vermeiden, dass dort Druckmittel aufgebracht werden, wo die Objekte Aussparungen oder Ähnliches aufweisen.
Optional ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, Druckdateien aus dem bedruckbaren Untergrund derart zu erstellen, dass die aufzubringenden Druckmittel ein gewünschtes Druckbild ergeben, wobei insbesondere ein uneinheitlicher Untergrund derart uneinheitlich zu bedrucken ist, dass ein einheitliches Druckbild entsteht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfasste Untergrund so verarbeitet wird, dass Unregelmäßigkeiten, wie beispielsweise Holzmaserungen, Fehler im Holz oder Verfärbungen aus anderen Gründen, so in die Druckdateien einfließen, dass die Unregelmäßigkeiten derart bei der Aufbringung der Druckmittel ausgeglichen werden, dass nach der Bedruckung ein einheitliches Druckbild entsteht.
Optional drucken die Druckeinrichtungen jeweils eine Zeile drucken, die einer zeilenweise aufgenommenen Zeile des Objektes entspricht.
Je nach Aufnahmegeschwindigkeit der Aufnahmeeinrichtung und Verarbeitungsgeschwindigkeit der Verarbeitungseinrichtung kann es effizient sein, dass die Druckeinrichtungen auch zeilenweise Drucken.
Optional bringt mindestens eine der Druckeinrichtungen einen druckbaren Schutzfilm auf.
Es ist besonders effizient, wenn die Holzobjekte unbehandelt in die Druckvorrichtung eingebracht werden können. Die üblicherweise vorher durchgeführte Behandlung mit Holzschutz, bzw. einem anderen Schutzmittel, kann dann ebenfalls durch Aufbringung des Schutzfilms als Druckmittel durch einen oder mehrere Druckköpfe erfolgen.
Optional ist mindestens eines der aufgebrachten Druckmittel UV-härtend, und eine ggf. vorhandene Trocknungseinrichtung ist eine UV-Lampe. Mittels der vorgestellten Druckvorrichtung können auch UV-härtende Druckmittel aufgebracht werden. Dies ist eine weitere Effizienzsteigerung, da diese üblicherweise vor oder nach dem Bedrucken in einem gesonderten Schritt und eine gesonderte Vorrichtung aufgebracht werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein System zum Bedrucken von Objekten bereitgestellt. Das System umfasst eine Vorrichtung wie vorstehend beschrieben, und weiterhin eine Arbeitsfläche, die dazu eingerichtet ist, das Objekt zu lagern. Das System umfasst weiterhin mindestens eine Bewegungseinrichtung. Diese Bewegungseinrichtungen sind dazu eingerichtet um entweder das Objekt unter der Aufnahmeeinrichtung, den Druckeinrichtungen, und ggf. den Trocknungseinrichtungen kontinuierlich hindurchzubewegen, oder um die Aufnahmeeinrichtung, die Druckeinrichtungen und ggf. die Trocknungseinrichtungen über das Objekt kontinuierlich hinwegzubewegen. Es ist auch eine Kombination der Bewegungen denkbar, so dass sowohl das Objekt (bzw. die Objekte) als auch die Einrichtungen der Vorrichtung bewegt werden können.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Bedrucken von Objekten bereitgestellt, wobei das Verfahren ein zeilenweises Aufnehmen der Oberfläche eines Objektes als bedruckbarer Untergrund, ein Erstellen von Druckdateien durch zeilenweise Verarbeitung des druckbaren Untergrunds, und ein Drucken auf der Grundlage der erstellten Druckdateien durch Aufbringen von Druckmitteln umfasst.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Druckverfahren effizienter gestaltet werden, denn durch das zeilenweise Aufnehmen des Objektes, die zeilenweise Verarbeitung zu Druckdateien und das entsprechende Bedrucken wird das Verarbeiten großer Datenmengen vermieden. Dadurch kann nach dem Aufnehmen der ersten Zeile des Objektes diese sofort verarbeitet werden, während bereits die nächste Zeile aufgenommen wird. Während die dritte Zeile aufgenommen wird, kann die zweite Zeile verarbeitet werden und eine Druckdatei daraus erstellt werden. Währenddessen kann die erste Zeile aus der erstellten Druckdatei gedruckt werden. So kann das gesamte Druckverfahren wesentlich effizienter gestaltet werden. Die Ausführungsformen zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind. Insbesondere können die Weiterbildungen der Vorrichtung auch im vorgestellten System oder Verfahren verwendet werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 ein beispielhaftes System zum Bedrucken von Objekten gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 2 das System der Fig. 1, wobei verschiedene Zonen angezeigt werden;
Fig. 3 zeigt die Dimensionen der Vorrichtung im Querschnitt, und
Fig. 4 ein schematisches Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Eageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Darüber hinaus soll festgehalten werden, dass im Folgenden Objekte 111, 112 und 113 vornehmlich aus Holz beschrieben werden. Die vorgestellten Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch ebenso auf andere Materialen anwendbar, wie beispielsweise Stein, Beton, Papier, Pappe, Karton, etc...
Im Falle von Holz, wird nun exemplarisch beschrieben, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet. Ausgangsmaterial können beispielsweise unbehandelte Holzplatten, wie etwa Brettsperrholzplatten, Mehrschicht-Massivholzplatten, Brettschichtplatten oder ähnliche aus Holz oder Holzteilen bestehende Paneele sein, die von einer Fräse oder Säge in vielfältigen Konturen und mit oder ohne Ausschnitte oder Durchbrüche vorgefertigt wurden und beliebig auf einer Arbeitsfläche 210, wie einem Drucktisch oder einer anderen Ablage, abgelegt wurden.
Um die genaue Positionierung der beliebig abgelegten Platten, d.h. Objekte 111, 112 und 113 und deren Konturen, d.h. z.B. Ecken, Rundungen, Durchbrüche, Ausschnitte, Form etc. zu erkennen und darauf die Druckinformationen als Datei 131 den Druckeinrichtungen 140 zur Verfügung zu stellen, soll eine oder mehrere Aufnahmeeinrichtungen 120, auch Scanner genannt, auf einer Achse montiert werden, die die Aufnahmeeinrichtungen 120 quer zur Arbeitsfläche 210 verfährt und die analog zur Breite der Aufnahmeeinrichtungen 120 nach jedem Durchgang, auch Pass (von englisch pass), eine Verschiebung in Längsrichtung ausführt. Die Druckdateien 131 sind nicht in den Zeichnungen dargestellt.
Es können dabei die in Destopscannern üblichen Scan-Zeilen verwendet werden, welche CCD-Zeilen (CCD: charged coupled device) oder CIS -Zeilen (CIS: compact image sensor) sein. Diese Zeilen haben zum Beispiel eine Auflösung von 600 dpi (dpi: dots-per-inch, Punkte pro Zoll) und können in den gewünschten Längen konfiguriert werden. Zum Start des Scans wird die Achse unmittelbar vor dem Rand des Objektes 112 positioniert, entweder manuell oder automatisch mit Hilfe eines dafür geeigneten Sensors.
Der Scanner 120 fährt mit einer einstellbaren Geschwindigkeit von rechts nach links oder umgekehrt über die Breite des Objektes, erfasst nun die Objektdaten, d.h. die Position jedes Pixels, wird um die Anzahl der aufgenommenen Scanzeilen vorwärtsbewegt, macht einen Stepp einer Scanzeile, und fährt die Breite von links nach rechts oder umgekehrt zurück. Dies wird durchgeführt, bis durch den Scanner 120 keine Objektdaten mehr erfasst werden.
Das Aufnehmen zweier aufeinanderfolgenden Zeilen kann in derselben Richtung, d.h. mit Zurückfahren, oder wechselseitig erfolgen, wobei das Zurückfahren vermieden wird, und Zeit eingespart werden kann.
Der/die Scanner 120 erfassen bei jeder Fahrt über die Breite des Objekts 112 die Positionsdaten des Objektes 112, die für das Erarbeiten der Druckdateien 131 erforderlich sind. Aus den vom Scanner 120 ermittelten Objekt-Daten kann eine Objekt/Bild-Datei für das gesamte Objekt erstellt werden, was bei großen Objekten eine enorme Dateigröße verursacht. Dies ist zu vermeiden, und daher sollen die Daten zeilenweise direkt an die Druckeinrichtungen 140 gesendet werden. In diesem Fall kann jede Scanzeile eine Druckdatei sein, und der Druck kann „on-the-fly“ erfolgen. Dieser Ausdruck bezeichnet Vorgänge, bei denen auf ein dauerhaftes oder ggf. temporäre Speichern von Daten verzichtet wird.
Hierfür entsprechen idealerweise die Daten des Scanners 120, bezüglich Breite und Auflösung, denen der Druckeinheit 140, somit kann jede vom Scanner 120 erfasste Zeile direkt auf das Druckmodul 140 übertragen werden und Scanner 120 und Druckachse können so synchron mit einem konstanten Zeilenabstand das Objekt 112 bearbeiten.
Alternativ kann auch ein breiterer Scanner 120 oder ein breiteres Druckmodul 140 eingesetzt werden, um zum Beispiel die Daten, die mit einem Durchgang, d.h. Pass, des/der Scanners 120 erfasst werden mit zwei oder mehr Druckpassen abzuarbeiten oder auch zwei oder mehr Scannerpassen zusammenzusetzen und sie mit einem Druckpass aufs Objekt 112 zu übertragen.
Die Scan-Daten, die einmalig erfasst werden, können, je nach Anzahl der Druckfolgen, d.h. die Anzahl der Druckpassen, unterschiedlich ausgewertet werden. Die Anzahl der Druckfolgen sind beispielsweise unterschiedlich, je nachdem ob nur Holzschutz aufgetragen werden soll, oder ob mehrfarbiger Dekordruck erfolgen soll.
Für den Druck eines Druckmittels 141, beispielsweise des Holzschutzes oder alle einfarbigen Dekordrucke, werden die Konturdaten ermittelt, d.h. beispielsweise geometrische Längen, Breiten, Umrissdaten, Durchbrüche etc. Diese Daten können auch automatisch bearbeitet werden, um zum Beispiel ein Aufmaß hinzuzufügen, damit ein Überdruck der Kanten gewährleistet wird. Die Druckmittel 141 sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Über die Auftrags stärke kann die gewünschte Menge von Druckmittel 141, also beispielsweise die Schichtdicke des Holzschutzes und/oder einer Basisgrundierung durch Weiß definiert werden. Der Scanner 120 liefert bei einer Auflösung von z.B. 600 x 600 dpi ein Pixelraster, englisch bit map. Diese Daten lassen sich einfach dahingehend differenzieren, ob mit dem jeweiligen Pixel das Objekt erfasst wurde oder eine Position außerhalb des Objekts.
Die Auftragsstärke kann variiert werden indem jedem Scannerpixel, welches das Objekt erfasst hat, mehr oder weniger Druckpunkte zugeordnet werden, oder unter Ausnutzung variabler Tropfen, kleinere oder größere Drucktropfen. Beides kann auch kombiniert werden.
Eine weitere Möglichkeit ergibt sich durch einen gesteuerten Auftrag des Druckmittels 141 das unterschiedliche Saug- bzw. Ab sorbierungs verhalten der natürlichen Holzoberfläche zu kompensieren. Das unterschiedliche Saugverhalten erzeugt bei einem gleichmäßigen Auftrag der Farbe ein fleckiges Erscheinungsbild, das in der Regel aufwändig in manuellen Bearbeitung s schritten nachbearbeitet werden muss. Das typische Saugverhalten kann der Holzfarbe und der Oberflächenstruktur zugeordnet werden und somit kann der Auftrag auf weniger saugenden Abschnitten reduziert werden, wodurch die Fleckigkeit erheblich reduziert werden kann und ein sich ein manuelles Nacharbeiten erübrigt.
Beim mehrfarbigen Druckmodul kann durch das gemeinsame Drucken der Einzelfarben in verschiedenen Auftragsstärken eine komplette Farbpalette erzeugt werden.
Die Auftragsstärke, d.h. Schichtdicke, wird objektbezogen vor Druckbeginn durch einen Bediener festgelegt und/oder aus einem Auftragsschein übernommen. Es können auch Werte aus einer Datenbank eingelesen werden, und/oder durch einen Barcode oder QR-Code eingelesen werden. Die Schichtdicke wird in pm vorgegeben und das Programm der Druckersteuereinheit ermittelt daraus die Auflösung in dpi und die erforderliche Tropfengrösse.
Somit können die Scan-Daten zeilenweise in Druckdaten umgerechnet werden. Diese Rechenoperationen lassen sich „on-the-fly“ in dem Intervall Scan-Pass zu korrespondierendem Druckpass problemlos errechnen, so dass der Druck nach der ersten ermittelten Scanzeile und deren Umrechnung in eine Druckdatei 131 erfolgen kann und nicht gewartet werden muss, bis das ganze Objekt 112 abgescannt ist oder ein bestimmter Teil des Objektes. Das hat den Vorteil, dass die Rechenzeit und die Druckzeit kürzer ist und auch mit einer preiswerten Standardhardware die nötigen Rechenoperationen ausgeführt werden können. Der Drucker ist somit in der Lage, nach erfolgter Definition der Auftragsstärke, den Druckvorgang vollautomatisch ohne zusätzliche Phasen (d.h. Druckstufen) oder Eingriffe durchzuführen. Die einmal erzeugten Scandaten können für alle nachfolgenden Druckphasen zum Beispiel Weiß und Dekor Farben verwendet werden. Für jede Druckphase kann ein eigenes Druckmodul eingesetzt werden.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes System aus einer Vorrichtung zum Bedrucken von Objekten 100, einer Arbeitsfläche 210 und Bewegungsvorrichtungen 220. Die Vorrichtung 100 wird verwendet um Objekte 111, 112 und 113 zu bedrucken. Von diesen werden in Fig. 1 bereits bedruckte Objekte 111 rechts von der Vorrichtung 100 dargestellt, sowie noch zu bedruckende Objekte 113 links von der Vorrichtung. Das Objekt, das sich aktuell in Bearbeitung der Vorrichtung 100 befindet, ist mit 112 gekennzeichnet.
Die Vorrichtung 100 umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 120. Die Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Kameras umfassen. Die Kameras können in verschiedenen Wellenlängen funktionieren und sowohl digital aufnehmen oder auch analog, wobei das analoge Signal zur weiteren Verarbeitung noch digitalisiert werden muss. Die Kameras können das Objekt 112 aus verschiedenen Winkeln aufnehmen. Die Aufnahmeeinrichtung 120 kann das Objekt dreidimensional erfassen, so dass auch Tiefenunterschiede erfasst werden können. Die Aufnahmeeinrichtung 120 kann auch eine Lichtquelle umfassen, so dass auf Umgebungslicht verzichtet werden kann.
Die Aufnahmeeinrichtung 120 erfasst, bzw. nimmt die Beschaffenheit des Objektes 112 auf. Insbesondere werden Löcher 121 in den Objekten, Aussparungen 122 in den Objekten, Umrisse 123 der Objekte sowie die Struktur 124 der Objekte erfassen.
Löcher 121 sind hierbei natürlich vorkommende Stellen im Holz, wie beispielsweise ein Astloch. Aussparungen 122 sind durch Bearbeitung des Holzes entstandene Stellen, die von Holz umgeben sind, aber an denen selbst kein Holz vorhanden ist. Umrisse 123 bezieht sich auf die äußeren Grenzen der Objekte 111, 112 und 113. Da diese klar definiert sind, und eine Markierung in den Zeichnungen der Darstellbarkeit abträglich sind, sind die Umrisse 123 in den Zeichnungen nicht markiert. Mit Struktur 124 der Objekte 111, 112 und 113 sind schließlich optische Unterschiede der Oberfläche der Objekte 111, 112 und 113 gemeint, wie beispielsweise eine Maserung oder Verfärbung des Holzes oder des Steines oder sogar eine Strukturierung bei künstlichen Werkstoffen wie Beton oder Ziegel. Unter Struktur 124 kann auch eine bereits vorhandene Bemalung, Bedruckung oder Lackierung zählen. Da sich die Struktur 124 auf die Oberfläche der Objekte 111, 112 und 113 bezieht, ist das Bezugszeichen 124 nicht in den Zeichnungen markiert.
Es ist anzumerken, dass die Objekte 111, 112 und 113 in den Figuren lediglich beispielhaft angedeutet sind. Die Objekte können selbstverständlich allerlei verschiedene Löcher, Ausschnitte und Durchbrüche aufweisen. Darüber hinaus können die Objekte mit und ohne solche Aussparungen der Druckvorrichtung 100 in beliebiger Abfolge zugeführt werden. Auch sind die Längen und Breiten der Objekte unterschiedlich, sowie auch die Größen und Positionen der Aussparungen. Die Figuren dienen lediglich der Verdeutlichung.
Die Vorrichtung kann mehrere solcher Aufnahmeeinrichtungen 120 aufweisen. Diese können hintereinander - d.h. seriell - angeordnet sein, und beispielsweise mehrere Zeilen - d.h. jeweils eine Zeile durch eine Aufnahmeeinrichtung 120 - aufnehmen. Alternativ können auch Aufnahmeeinrichtungen 120 parallel angeordnet sein, und jeweils einen Teil einer Zeile aufnehmen.
Es ist auch denkbar, dass Aufnahmeeinrichtungen 120 sowohl parallel als auch seriell angeordnet sind, d.h. eine Zeile wird durch mehrere Aufnahmeeinrichtungen 120 erfasst, und mehrere Zeilen werden jeweils gleichzeitig erfasst.
Sollten Aufnahmeeinrichtungen 120 seriell angeordnet sein, so überspringt jede Aufnahmeeinrichtung 120 nach dem Aufnehmen einer Zeile (oder eines Teils einer Zeile, falls zusätzlich Aufnahmeeinrichtungen 120 parallel angeordnet sind) jeweils eine Anzahl von Zeilen, die der Anzahl von seriellen Reihen minus 1 entspricht. Gibt es beispielsweise drei Reihen von Aufnahmeeinrichtungen 120, die seriell angeordnet sind, so würde die erste Reihe folgende Zeilen nacheinander einlesen: 1, 4, 7, ... Die zweite Reihe würde folgende Zeilen nacheinander einlesen: 2, 5, 8, ... Und die dritte Reihe würde folgende Zeilen nacheinander einlesen: 3, 6, 9, ...
Dabei ist es jedoch möglich, dass die seriell angeordneten Aufnahmeeinrichtungen 120 auch gleichzeitig jeweils eine Zeile einlesen. Das heißt beispielsweise die drei oben erläuterten Aufnahmeeinrichtungen 120 können so zueinander angeordnet sein, dass sie die Zeilen 1, 2 und 3 gleichzeitig einlesen.
Jede der Aufnahmeeinrichtungen 120 nimmt also die Oberfläche des gerade in Bearbeitung befindlichen Objektes 112 zeilenweise als bedruckbarer Untergrund auf. Das Aufnehmen als bedruckbarer Untergrund bedeutet hierbei, dass die Bereiche des Objektes 112, die nicht zu bedruckbar sind, d.h. Löcher 121 und Aussparungen 122 im Objekt 112 sowie die Bereiche, die außerhalb der Umrisse 123 des Objekts 112 liegen, nicht aufgenommen werden.
Durch das zeilenweise Aufnehmen des Objektes 112, das zeilenweise Verarbeiten zu Druckdateien 141 und das entsprechende Bedrucken wird das Verarbeiten großer Datenmengen vermieden. Da dies in bekannten Verfahren meist der Schritt ist, der am längsten dauert, kann das gesamte Verfahren entzerrt und damit beschleunigt werden.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Verarbeitungseinrichtung 130. Diese kann direkt an der Vorrichtung 100 angebracht sein. Die Verarbeitungseinrichtung 130 kann jedoch auch entfernt von der Vorrichtung 100 angeordnet sein, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Verarbeitungseinrichtung 130 kann ein entsprechender Rechner sein, der mittels entsprechender Software dazu eingerichtet ist, aus den aufgenommenen Zeilen des bedruckbaren Untergrundes eine Druckdatei 131 zu erstellen. Hierbei wird für jede Zeile eine Druckdatei 131 erstellt.
Sollten Aufnahmeeinrichtungen 120 parallel und zusammen eine Zeile aufnehmen, so werden die entsprechenden Daten zusammengeführt, bevor die entsprechende Druckdaten 131 erstellt wird. Da die Aufnahme der einen Zeile vor der Verarbeitung durch die Verarbeitungseinrichtung 130 abgeschlossen sein muss, kann die/können die Aufnahmeeinrichtungen 120 die nächste Zeile des Objektes 112 aufnehmen, während die Verarbeitungseinrichtung 130 die entsprechende Druckdatei 131 erstellt.
Sollten, wie oben dargelegt, mehrere Zeilen durch seriell angeordnete Aufnahmeeinrichtungen 120 gleichzeitig eingelesen worden sein, kann die Verarbeitungseinrichtung 130 die entsprechenden Druckdateien 131 auch gleichzeitig erstellen. Dies kann durch verschiedene Prozesse, d.h. Instanzen, der Erstellungsmethode erfolgen, aber auch durch mehrere Verarbeitungseinrichtungen 130 durchgeführt werden. Es ist auch möglich, dass die Verarbeitungseinrichtung 130 so schnell ist, dass sie die drei entsprechenden Druckdateien 131 nacheinander erstellen kann, während die drei seriell angeordnete Aufnahmeeinrichtungen 120 gleichzeitig die nächsten drei Zeilen aufnehmen.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens eine Druckeinrichtung 140, das Objekt 112 derart bedruckt, dass sie Druckmittel 141 auf der Grundlage der erstellten Druckdateien 131 auf das Objekt 112 aufbringt. Hierbei druckt je eine Druckeinrichtung 140 auf der Grundlage einer Druckdatei 131, die aus der Aufnahme eine Zeile des Objektes 112 erstellt wurde.
In Fig. 1 wird eine Ausführungsform dargestellt, in der eine Aufnahmeeinrichtung 120 an einer Seite einer beweglichen Halterung, oder Achse, angebracht ist, an deren anderen Seite eine erste Druckeinrichtung 140 angebracht ist. Die bewegliche Halterung kann eine Kombination der Bewegungseinrichtungen 220 und einer Befestigung sein. An der ersten beweglichen Halterung ist überdies eine Trocknungseinrichtung 150 angebracht.
An einer zweiten beweglichen Halterung sind weitere Druckeinrichtungen 143 angebracht und ebenfalls wieder optionale Trocknungseinrichtungen 150. Hierbei ist zu sehen, dass eine Druckeinrichtung 140, 143 aus einem oder mehreren Druckköpfen bestehen kann. Wie abgebildet können die einzelnen Druckköpfe an gegenüberliegenden Seiten der Achse bzw. Halterung angebracht werden. Alternativ ist es möglich, falls keine Trocknung erforderlich ist, die Trocknungszeit ausreicht oder falls eine Vermengung gewünscht ist, die einzelnen Elemente der Druckeinrichtungen auch auf derselben Seite anzubringen. Für die optionalen Trocknungseinrichtungen 150 gilt dies ebenfalls. Wie bereits zuvor beschrieben, ist die Anbringung der Vorrichtung in einer beweglichen Ausführung lediglich eine Möglichkeit die Erfindung umzusetzen. Alternativ dazu können die Objekte 111, 112 und 113 auch auf einer beweglichen Oberfläche, wie beispielsweise einem Fließband, unter statischen Elementen der Vorrichtung hindurch transportiert werden. Die Bewegungseinrichtungen werden im weiteren Verlauf detaillierter beschrieben.
An der Vorrichtung 100 können Druckmittelspeicher angeordnet sein. Druckmittelspeicher sind nicht in den Zeichnungen dargestellt. Hierbei ist in je einem Druckmittelspeicher ein Druckmittel 141. Es ist möglich, dass jede der Druckeinrichtungen 140 Zugriff auf jeden dieser Druckmittelspeicher hat, und so in der Lage ist, jedes Druckmittel 141 aufzubringen. Alternativ kann jeder Druckeinrichtung 140 ein Druckmittelspeicher zugeordnet sein. Das hat den Vorteil, dass es zu keiner Vermischung von Druckmitteln 141 kommen kann. Alternativ kann eine Druckeinrichtungsreinigung, beispielsweise durch Luft, Wasser oder eine Reinigungsflüssigkeit vorgesehen sein, die die Druckeinrichtungen 140 von Druckmittelresten befreien kann. Auch ein Verdampfen oder Verbrennen kann alternativ durchgeführt werden. Es sind auch kombinierte Druckmittelspeicher denkbar, derart dass ein Druckmittelspeicher verschiedene Druckmittel 141 beinhaltet. Diese können beispielsweise durch eine Trennwand voneinander getrennt sein.
Die Druckmittelspeicher können direkt an den Druckeinrichtungen 140 angeordnet sein, die Druckmittel 141 können aber auch über Leitungen oder Schläuche zu den Druckeinrichtungen 140 geführt werden. In dem Fall können die die Druckmittelspeicher entfernt von den Druckeinrichtungen 140 und somit der Vorrichtung verortet sein, was von Vorteil ist, falls die Druckmittel 141 lagerungsempfindlich sind, beispielsweise hinsichtlich der Lagerungstemperatur, - feuchtigkeit, -helligkeit oder Ähnlichem.
In der Regel sollten alle Aufnahmeeinrichtungen 120 vor allen Druckvorrichtungen 140 angeordnet sein. Es können jedoch eine oder mehrere Aufnahmeeinrichtungen 120 auch nach den Druckvorrichtungen 140 angeordnet sein, um eine Kontrollaufnahme zur Qualitätssicherung durchzuführen. In Fig. 2 sind die verschiedenen Zonen zu sehen, die Bereiche der Objekte darstellen. Es wird hierbei auf die beispielhafte Anordnung des Systems aus Fig. 1 zurückgegriffen. Es wird angemerkt, dass andere Anordnungen gleichfalls möglich sind.
Zone 1 umfasst hierbei die Bereiche der Objekte 111, 112 und 113, die noch unbedruckt sind. Zone 2 umfasst die Bereiche der Objekte 111, 112 und 113, die durch die Aufnahmeeinrichtung 120 bereits erfasst sind oder gerade erfasst werden. Zone 3 umfasst hierbei die Bereiche der Objekte 111, 112 und 113, die bereits durch die Druckeinrichtung 140 bedruckt wurden oder gerade bedruckt werden. Die optionale Trockeneinrichtung 150 hat diese Bereiche ggf. entsprechend getrocknet. Zone 4 umfasst hierbei die Bereiche der Objekte 111, 112 und 113, die durch den ersten Teil einer weiteren Druckeinrichtung 143 bedruckt wurden oder gerade bedruckt werden. Die optionale Trockeneinrichtung 150 hat diese Bereiche ggf. entsprechend getrocknet. Zone 5 umfasst hierbei die Bereiche der Objekte 111, 112 und 113, die durch den zweiten Teil einer weiteren Druckeinrichtung 143 bedruckt wurden oder gerade bedruckt werden. Die optionale Trockeneinrichtungen 150 haben diese Bereiche ggf. entsprechend getrocknet. Zone 5 umfasst somit die fertigen Bereiche der Objekte 111, 112 und 113.
Mit einem Pfeil und dem Zeichen m ist die Bewegungsrichtung der beweglichen Halterungen 220 eingezeichnet.
Fig. 3 zeigt die Dimensionen der Vorrichtung. Ys ist hierbei die Breite des Bereiches, der durch die Aufnahmeeinrichtung 120 in einem Durchgang aufgenommen werden kann. YDI ist der Abstand zwischen Aufnahmeeinrichtung 120 und Druckeinrichtungen 140, 143. YD die Breite des Bereiches, der durch jeder der Druckeinrichtungen 140, 143 in einem Durchgang bedruckt werden kann.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Abstände gleich sind, d.h. es gilt Ys = YDI = YD.
In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung weiterhin eine oder mehrere Trocknungseinrichtungen 150 umfassen. Eine Trocknungsvorrichtung 150 kann durch UV-Licht, Luft und/oder Wärme ein zuvor durch eine Druckeinrichtung 140 aufgebrachtes Druckmittel 141 trocknen. Dies ist vorteilhaft, falls auf das Druckmittel 141 ein weiteres Druckmittel 141 aufgebracht werden soll. Dies kann der Fall sein, falls eines der Druckmittel 141, in der Regel das zuerst aufgebrachte, eine Grundierung oder ein Schutzmittel ist. Auch wenn in mehreren Farbkanälen gedruckt wird, wird eine nacheinander erfolgende Aufbringung von mehreren Druckmitteln 141 erfolgen.
Somit kann nach einer, d.h. nach jeder Druckeinrichtung 140 zur Trocknung eine Trocknungseinrichtung 150 angebracht sein. Alternativ, falls das Druckbild nicht beeinträchtigt wird, kann auch nur eine einzige Trocknungseinrichtung 150 nach der letzten Druckeinrichtung 140 angebracht sein, um die aufgebrachten Druckmittel 141 zu trocknen, bevor das Objekt 112 vom der Arbeitsfläche oder dem Förderband heruntergenommen oder -transportiert wird.
Sollte kein Bedarf für eine Trocknung bestehen, können die ein oder mehreren Trocknungseinrichtungen 150 auch fehlen.
In einer weiteren Ausführungsform kann jeweils zwischen der Aufnahmeeinrichtung 120, den Druckeinrichtungen 140 und den eventuell vorhandenen Trocknungseinrichtungen 150 der Abstand so einstellt sein, dass ein kontinuierliches Bedrucken des Objektes 112 ermöglicht wird. Dies kann erreicht werden, indem die Aufnahmeeinrichtung 120 und die Druckeinrichtungen 140 so beabstandet sind, dass die Verarbeitungseinrichtung 130 aus dem bedruckbaren Untergrund die Druckdateien 131 erstellen kann, d.h. dass auf Grund von Kenntnissen der Verarbeitungsgeschwindigkeit des aufgenommenen Untergrunds durch die Verarbeitungseinrichtung 130, die zu erwartende Zeit hierfür mit einer gewissen Sicherheit abgeschätzt werden kann. Da die Bewegung der Vorrichtung 100 kontinuierlich sein soll, und deren Geschwindigkeit bekannt ist, eingestellt oder gemessen werden kann, kann der Abstand zwischen der Aufnahmeeinrichtung 120 und den Druckeinrichtungen 140 so gewählt werden, dass die Verarbeitung auf jeden Fall abgeschlossen ist, und somit weder eine Verzögerung der Bewegung noch ein kompletter Stillstand erreicht werden.
Das gleiche gilt für den Abstand zwischen den Druckeinrichtungen 140 und den gegebenenfalls vorhandenen Trockeneinrichtungen 150, die also so beabstandet sind, dass die aufgebrachten Druckmittel 141 trocken genug sind, um durch eine nächste Druckeinrichtung 143 weitere Druckmittel 141 aufzubringen. Auch hier ist die Zeit bis zur Erreichung eines ausreichenden Trocknungsgrades der Farbe bekannt, oder kann berechnet oder gemessen werden. Mit dieser Information kann der Abstand zwischen den Druckeinrichtungen 140 und den Trockeneinrichtungen 150 ausreichend groß bestimmt werden, so dass weitere Druckmittel 141 aufgebracht werden können.
Da der Abstand bei konstanter Geschwindigkeit sich linear zur vergehenden Zeit verhält, gilt obiges analog auch für das Verfahren 300.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung so dimensioniert, dass die Objekte 111, 112, 113 eine Größe von 16m x 4m haben können. Somit können beispielsweise Leimholzplatten dieser Größe bearbeitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Aufnahmeeinrichtung 120 Löcher 121, Aussparungen 122 und Umrisse 123 des Objektes 112, sowie die Struktur 124 des Objektes 112 erfassen. Mit den so gewonnen Informationen kann auf das Aufbringen von Druckmitteln 141 an den Stellen, an denen keine Druckmittel 141 aufgebracht werden sollen, z.B. Löcher 121, Aussparungen 122, außerhalb der Umrisse 123 des Objektes 112, verzichtet werden. Darüber hinaus kann die erfasste Struktur 124 dahingehend ausgewertet werden, dass an dunkleren, helleren, schwächer oder stärker strukturierteren Stellen mehr bzw. weniger Druckmittel aufgebracht wird, um am Ende ein einheitlicheres Aussehen zu erreichen.
In einer weitere Ausführungsform kann die Verarbeitungseinrichtung 130 Druckdateien 131 aus dem bedruckbaren Untergrund derart zu erstellen, dass die aufzubringenden Druckmittel 141 ein gewünschtes Druckbild ergeben. Die Druckdateien können also insbesondere Informationen erhalten, so dass aus den aufgebrachten Druckmitteln 141 ein Bild entsteht. Dies kann reliefartig sein, dies kann, bei verschiedenfarbigen Druckmitteln aus einer oder mehrerer Druckeinrichtungen 140, 143 auch ein echtes Bild sein. Dieses Bild kann sowohl photographischer Natur sein, aber auch lediglich eine Struktur abbilden, so dass beispielsweise ein Objekt 112 eine Holz- oder Steinoptik erhält. Dabei wird ein uneinheitlicher Untergrund derart uneinheitlich bedruckt, dass am Ende ein einheitliches Druckbild, d.h. ein einheitliches Aussehen, entsteht.
In einer weiteren Ausführungsform drucken die Druckeinrichtungen 140 jeweils eine Zeile, wobei jede dieser Zeilen je einer durch die Aufnahmeeinrichtung 120 zeilenweise aufgenommenen Zeile des Objektes 112 entspricht. In diesem Fall, da die Verarbeitungszeit einer Zeile kürzer ist als die Verarbeitungszeit mehrerer Zeilen, kann der Abstand zwischen den Elementen der Vorrichtung auch kleiner sein. Darüber hinaus kann die Verarbeitungszeit einer Zeile auch besser abgeschätzt werden als die Verarbeitungszeit mehrerer Zeilen, und so kann die Sicherheitstoleranz, die eingehalten werden muss, um Unregelmäßigkeiten in der Verarbeitung zu kompensieren auch geringer sein.
In einer weiteren Ausführungsform bringt mindestens eine der Druckeinrichtungen 140 einen druckbaren Schutzfilm auf. Dies kann eine Versiegelung am Ende des Druckvorganges sein, dies kann aber auch ein Holzschutz vor allen anderen Druckmitteln 141. Dadurch, dass das Aufbringen des Schutzfilms in der Vorrichtung integriert ist, kann eine möglicherweise zusätzliche Bearbeitung eingespart werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eines der aufgebrachten Druckmittel 141 UV-härtend und gegebenenfalls, falls Trocknungseinrichtungen 150 vorhanden sind, mindestens eine der Trocknungseinrichtungen 150 eine UV-Lampe. Durch den Einsatz der UV-Härtung kann die Trocknung zwischen den Druckmitteln 141 oder am Ende des Bedruckens signifikant beschleunigt werden. Dadurch kann das Bedrucken insgesamt beschleunigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein System 200 zum Bedrucken von Objekten
111, 112, 113 eine zuvor vorgestellte Vorrichtung 100 zum Bedrucken von Objekten 111,
112, 113, und darüber hinaus einer Arbeitsfläche 210, auf der die Objekte 111, 112, 113 gelagert werden können. Das System 200 umfasst weiterhin mindestens eine Bewegungseinrichtung 220, die eine Bewegung zwischen Vorrichtung 100 und Objekten 111, 112, 113 bewirkt.
Dies wird beispielsweise erreicht, indem die Objekte 111, 112, 113 unter der Aufnahmeeinrichtung 120, den Druckeinrichtungen 140, und ggf. den Trocknungseinrichtungen 150 kontinuierlich hindurchzubewegt werden, also indem beispielsweise die Arbeitsfläche 210 bewegt wird oder die Arbeitsfläche angetriebene Rollen oder ein Förderband umfasst.
Alternativ kann dies erreicht werden, indem die Aufnahmeeinrichtung 120, die Druckeinrichtungen 140 und ggf. die Trocknungseinrichtungen 150 über die Objekte 111, 112, 113 kontinuierlich hinwegzubewegt werden. Dies kann erreicht werden, indem die Vorrichtungen auf einer beweglichen Halterung 220 angebracht sind, die beispielsweise auf Rädern, Schienen, Seilen oder Rollen, oder Ähnlichem, in einer Richtung über die Objekte 111, 112, 113 hinwegfährt. Hierbei hat die Halterung keinen Kontakt zu den Objekten 111, 112, 113 sondern ist vielmehr in Kontakt mit dem Boden (beispielsweise mit Rädern), den Wänden (beispielsweise mit Schienen) oder der Decke (beispielsweise mit Seilen). Die Bewegungseinrichtungen können aber auch beispielsweise auf Rädern oder Schienen auf der Arbeitsfläche 210 bewegt werden.
Eine weitere Ausführungsform betrifft das Verfahren 300 zum Bedrucken von Objekten 111, 112, 113. Fig. 4 zeigt den Ablauf des Verfahrens 300. Hierbei wird in Schritt 310 zuerst die Oberfläche eines Objektes 112 als bedruckbarer Untergrund zeilenweise aufgenommen.
Durch zeilenweise Verarbeitung des druckbaren Untergrunds werden in Schritt 320 sodann Druckdateien 131 erstellt. Schließlich werden in Schritt 330 die Objekte auf der Grundlage der erstellten Druckdateien 131 durch Aufbringen von Druckmitteln 141 bedruckt 330.
Die zuvor dargestellten Merkmale der Ausführungsformen der Vorrichtung 100 können analog auch im System 200 oder im Verfahren 300 eingesetzt werden. Dies bedeutet insbesondere das optional als Bestandteil des Schrittes 310 in Schritt 311 Löcher und Aussparungen erfasst werden können, und in Schritt 331 weitere Druckvorgänge durchgeführt werden können.
Das Trocknen 340 ist exemplarisch nach jedem Drucken angezeigt, es kann jedoch auch nur an einer Stelle erfolgen, je nach Notwendigkeit. Überdies können Druckvorgänge und Trockenvorgänge beliebig wiederholt werden, indem entsprechende Halterungen mit Druckvorrichtungen nacheinander zum Einsatz kommen.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können der auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachperson liegt. Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenaufstellung
Vorrichtung zum Bedrucken von Objekten bereits bedruckte Objekte aktuell bedrucktes Objekt noch zu bedruckende Objekte
Aufnahmeeinrichtung
Löcher in den Objekten
Aussparungen in den Objekten
Umrisse der Objekte
Struktur der Objekte
V erarbeitung seinrichtung
Druckdateien
Druckeinrichtung
Druckmittel weitere Druckeinrichtung
Trocknungseinrichtung
System zum Bedrucken von Objekten
Arbeitsfläche
B ewegung seinrichtung
Verfahren zum Bedrucken von Objekten zeilenweises Aufnehmen
Erfassen von Löchern, Aussparungen, Umrissen und der Struktur des Objektes
Erstellen von Druckdateien
Drucken weiteres Drucken
Trocknen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung (100) zum Bedrucken von Objekten (111, 112, 113), mit: mindestens einer Aufnahmeeinrichtung (120), die dazu eingerichtet ist, die Oberfläche eines Objektes (112) zeilenweise als bedruckbarer Untergrund aufzunehmen, einer Verarbeitungseinrichtung (130), die dazu eingerichtet ist, den bedruckbaren
Untergrund zeilenweise zu verarbeiten und Druckdateien (131) zu erstellen, und mindestens eine Druckeinrichtung (140), die dazu eingerichtet ist, das Objekt (112) auf der Grundlage der erstellten Druckdateien (131) durch Aufbringen von Druckmitteln (141) zu bedrucken. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit mindestens einer Trocknungseinrichtung (150), die dazu eingerichtet ist, die durch die Druckeinrichtungen (140) aufgebrachten Druckmittel (141) zu trocknen. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeeinrichtung (120), die Druckeinrichtungen (140) und ggf. die Trocknungseinrichtungen (150) so beabstandet sind, dass ein kontinuierliches Bedrucken des Objektes (112) ermöglicht wird, wobei die Aufnahmeeinrichtung (120) und die Druckeinrichtungen (140) so beabstandet sind, dass die Verarbeitungseinrichtung (130) aus dem bedruckbaren Untergrund die Druckdateien (131) erstellen kann, und gegebenenfalls die Druckeinrichtungen (140) und Trockeneinrichtungen (150) so beabstandet sind, dass die aufgebrachten Druckmittel (141) trocken genug sind, um durch eine nächste Druckeinrichtung (143) weitere Druckmittel (141) aufzubringen. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Objekte (111, 112, 113) Leimholzplatten der Größe 16m x 4m sind. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeeinrichtung (120) dazu eingerichtet ist, Löcher (121), Aussparungen (122) und Umrisse (123) des Objektes (112), sowie die Struktur (124) des Objektes (112) zu erfassen. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinrichtung (130) dazu eingerichtet ist, Druckdateien (131) aus dem bedruckbaren Untergrund derart zu erstellen, dass die aufzubringenden Druckmittel (141) ein gewünschtes Druckbild ergeben, wobei insbesondere ein uneinheitlicher Untergrund derart uneinheitlich zu bedrucken ist, dass ein einheitliches Druckbild entsteht. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckeinrichtungen (140) jeweils eine Zeile drucken, die einer zeilenweise aufgenommenen Zeile des Objektes (112) entspricht. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Druckeinrichtungen (140) einen druckbaren Schutzfilm aufbringt. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der aufgebrachten Druckmittel (141) UV-härtend ist, und eine ggf. vorhandene Trocknungseinrichtung (150) eine UV-Lampe ist. System (200) zum Bedrucken von Objekten (111, 112, 113) umfassend die Vorrichtung (100) zum Bedrucken von Objekten (111, 112, 113) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und weiterhin mit: einer Arbeitsfläche (210), die dazu eingerichtet ist, die Objekte (111, 112, 113) zu lagern, mindestens eine Bewegungseinrichtung (220), die dazu eingerichtet ist, um die Objekte (111, 112, 113) unter der Aufnahmeeinrichtung (120), den Druckeinrichtungen (140), und ggf. den Trocknungseinrichtungen (150) kontinuierlich hindurchzubewegen, und/oder um die Aufnahmeeinrichtung (120), die Druckeinrichtungen (140) und ggf. die Trocknungseinrichtungen (150) über die Objekte (111, 112, 113) kontinuierlich hinwegzubewegen. Verfahren (300) zum Bedrucken von Objekten (111, 112, 113), wobei das Verfahren umfasst: zeilenweises Aufnehmen (310) der Oberfläche eines Objektes (112), als bedruckbarer Untergrund,
Erstellen (320) von Druckdateien (131) durch zeilenweise Verarbeitung des druckbaren Untergrunds, und
Drucken (330) auf der Grundlage der erstellten Druckdateien (131) durch Aufbringen von Druckmitteln (141). Verfahren (300) nach Anspruch 11, weiterhin umfassend Trocknen (340) der beim Drucken (330) aufgebrachten Druckmittel (141). Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die Schritte des Aufnehmens (310), des Druckens (330) und ggf. des Trocknens (340) zeitlich so beabstandet sind, dass ein kontinuierliches Bedrucken der Objekte (111, 112, 113) ermöglicht wird, wobei das Aufnehmen (310) und das Drucken (330) zeitlich so beabstandet sind, dass das Erstellen (320) der Druckdateien (131) aus dem bedruckbaren Untergrund abgeschlossen werden kann, und gegebenenfalls das Drucken (330) und das Trocknen (340) zeitlich so beabstandet sind, dass die aufgebrachten Druckmittel (141) so weit getrocknet werden, dass durch ein nächstes Drucken (331) weitere Druckmittel (141) aufgebracht werden können. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Aufnehmen (310) ein Erfassen (311) von Löchern (121), Aussparungen (122) und Umrissen (123) des Objektes (112), sowie der Struktur (124) des Objektes (112) umfasst. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Erstellen (320) von Druckdateien (131) aus dem bedruckbaren Untergrund, die Druckdateien (131) derart erstellt, dass die aufzubringenden Druckmittel (141) ein gewünschtes Druckbild ergeben, wobei insbesondere ein uneinheitlicher Untergrund derart uneinheitlich zu bedrucken ist, dass ein einheitliches Druckbild entsteht. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Drucken (330) zeilenweise durchgeführt wird, wobei jede zu druckende Zeile einer zeilenweise aufgenommenen Zeile des Objektes (112) entspricht.
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