EP1088661B1

EP1088661B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Dekorieren von Einzelobjekten

Info

Publication number: EP1088661B1
Application number: EP00120347A
Authority: EP
Inventors: Hans-Dieter Niestrath
Original assignee: Werner Kammann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Werner Kammann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-16
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2020-09-16
Also published as: US20020012556A1; EP1088661A2; DE50014563D1; DE19946823A1; EP1088661A3; US6536346B2; US6478485B1

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zum Dekorieren von Einzelobjekten.
Das Bedrucken von Einzelobjekten, beispielsweise CDs, Kreditkarten, Telefonkarten und ähnlichen Objekten, erfolgt heute durchweg unter Verwendung von Verfahren, bei denen die Druckfarben mittels wenigstens eines Übertragungselementes auf das zu dekorierende Objekt aufgebracht werden und das Übertragungsselement entsprechend dem zu übertragenden Druckbild ausgestaltet ist oder aber mit dem zu übertragenden Druckbild versehen ist. Im ersten Fall kann es sich z. B. um eine Siebdruckeinrichtung handeln, bei welcher die Druckfarbe mittels einer Rakel durch eine mit dem Druckbild versehene Schablone auf das Objekt aufgebracht wird. Im zweiten Fall wird häufig das Offset-Druckverfahren angewendet, bei welchem die dem Druckbild entsprechende Druckfarbe zunächst auf das Drucktuch eines Zylinders und von diesem auf das Objekt aufgebracht wird. Allen diesen bekannten Verfahren, die für die Übertragung der Farbe auf das Objekt einen Kontakt zwischen letzterem und dem Übertragungsmittel erfordern, ist gemeinsam, dass die Druckwerke entsprechend dem aufzubringenden Druckbild ausgebildet, also beispielsweise mit entsprechend ausgestalteten Schablonen oder Klischees versehen sein müssen. Dies hat zur Folge, dass bei einem Wechsel der zu bedruckenden Objekte und damit einem Wechsel des aufzubringenden Druckbildes das Druckwerk umzurüsten, also beispielsweise mit einer neuen Siebdruckschablone bzw. einer neuen Klischeewalzen zu versehen ist. Dieses Umrüsten nimmt insbesondere dann, wenn mehrere Druckwerke vorhanden sind, wie es z. B. beim Herstellen eines mehrfarbigen Druckbildes der Fall ist, erhebliche Zeit in Anspruch, während welcher die Produktion ruht. Außerdem erfordert das Umrüsten, also das Einstellen der Druckwerke auf das Druckbild des jeweils folgenden Loses, bei den heute üblichen Maschinen sehr gut ausgebildetes Bedienungspersonal, wenn ein Druckbild mit guter Qualität hergestellt werden soll. Die sich daraus ergebenden Probleme führen nicht zuletzt deshalb zu erheblichen Nachteilen, weil in vielen Fällen, z. B. bei CDs, Telefonkarten, Kreditkarten, häufig sehr kleine Lose zu bedrucken sind. Losgrößen von lediglich mehreren hundert CDs oder Telefonkarten sind keine Seltenheit. Gleichzeitig werden die Anforderungen an die Qualität des Druckbildes immer größer.
US-A-5,915,858 offenbart ein Verfahren zum Bedrucken von CDs unter Verwendung eines modulierten Laserstrahls, wobei ein Betätigungsmechanismus vorgesehen ist, der die CD bewegt, um die relative Position des Laser-Punktstrahls in einer orthogonalen Richtung zu steuern, die entgegengesetzt ist zu der, die durch einen bewegbaren Spiegel 52 bewirkt wird, welcher den Lichtstrahl oszilliert. Als andere Möglichkeiten für die Übertragung der Bewegung auf die CD werden zwei Galvanometer oder ein Linearmotor genannt, ohne dass weitere Einzelheiten dazu angegeben wären. Die Verwendung von Inkjet-Druckern wird im Zusammenhang mit der Erörterung des Standes der Technik und auch unter Hinweis auf die Eignung für das Bedrucken von kleinen Losgrössen und schließlich auch als Alternative zum Bedrucken mittels Laserstrahl erwähnt, ohne dass das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten auch nur angedeutet würde. Schließlich offenbart US-A-5,915,858 im Zusammenhang mit einem Laserdrucker die Verwendung eines Trägers als Mittel für den Transport einer CD, ohne dass ein Antriebsmittel für diesen Träger oder das Zusammenwirken der Komponenten auch erwähnt wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung der einleitend beschriebenen Art so zu modifizieren, dass die Herstellung von Druckbildern mit hoher Qualität und hoher Durchsatzleistung möglich ist, wobei gleichzeitig die Umrüstzeiten so kurz sein können, dass auch sehr kleine Stückzahlen wirtschaftlich bedruckt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe lässt sich dahingehend zusammenfassen, dass für das Bedrucken insbesondere von Einzelobjekten Verfahren angewendet wird, bei welchem das zu bedruckende Objekt entlang einer Transportbahn durch wenigstens eine Druckstation hindurchbewegt wird, die mit einem Druckkopf versehen ist, der in Abhängigkeit von einem digitale Bildinformationen enthaltenden Programm steuerbar ist, und die einzelnen Düsen mittels Impulssteuerung entsprechend diesem Programm betätigt werden. Dieses Verfahren, bei dem es sich um das Inkjet-Verfahren in Kombination mit einem digitale Bildinformationen enthaltenden Programm für das Bedrucken von Einzelobjekten handeln kann, ermöglicht das Herstellen von Druckbildern, auch mehrfarbigen Druckbildern, mit sehr guter Qualität. Darüber hinaus ist auch eine hohe Durchsatzleistung erzielbar. Letzteres ist auch darauf zurückzuführen, dass das Bedrucken des Objektes während des ohnehin notwendigen Transports durch die Druckmaschine erfolgen kann. Die Verwendung eines Linearmotors trägt zum Erreichen einer guten Druckbildqualität in erheblichem Maße bei, da der Linearmotor eine genaue Koordinierung von Transportgeschwindigkeit und Bedruckungsvorgang in der jeweiligen Druckstation ermöglicht.
Bei Anwendung der Erfindung erfolgt somit das Aufbringen der Dekoration berührungslos, so dass es bei einer Änderung der Dekoration bzw. des aufzubringenden Druckbildes lediglich erforderlich ist, das Programm für die Steuerung des jeweiligen Druckkopfes bzw. der Bebilderungseinheit auszuwechseln. Es ist auch ohne weiteres möglich, das Programm von einem Objekt zum folgenden Objekt zu ändern, wobei diese Änderung ebenfalls programmiert sein kann, so dass z. B. die Möglichkeit besteht, beispielsweise Kreditkarten mit einem einheitlichen Dekor zu bedrucken, jedoch die Kartennummer und den Namen des Karteninhabers von Karte zu Karte zu ändern. Bei Änderung des kompletten Programmes, also beispielsweise bei Übergang von einem Los zu einem anderen, genügt es, dass die Bedienungsperson einen Programmträger gegen einen anderen auswechselt, so dass Probedrucke, wenn überhaupt, nur in ganz geringer Anzahl erforderlich sein werden, bevor die normale Produktion beginnen kann.
Da die Bewegungen des zu bedruckenden Objektes einerseits und der Ablauf des Druckprogrammes in der jeweiligen Druckstation andererseits synchronisiert sein müssen, ist es vorteilhaft, so vorzugehen, dass die Transportbewegung des Objektes bzw. der dieses tragenden Halterung in Ahängigkeit vom Ablauf des Programmes gesteuert wird, da dies im allgemeinen bezüglich der Gestaltung des Programmes eine größere Flexibilität ermöglicht, z. B. derart, dass die Bewegung des Objekts während des Bedruckungsvorgangs verlangsamt oder beschleunigt oder das Objekt zum Stillstand gebracht wird, um auf einen bestimmten kleinen Bereich mehr Farbe in Form von mehreren aufeinanderfolgenden Farbtröpfchen bzw. von dichter angeordneten Ladungspunkten aufzubringen.
Es kann aber auch so verfahren werden, dass beispielsweise das Objekt mit einer konstanten Geschwindigkeit transportiert wird und das Programm in der Druckstation in Abhängigkeit von der Bewegung des Objektes abgerufen wird.
Die Halterung für das Objekt kann vom Primärteil des Linearmotors getragen werden. Dies hat den Vorteil, dass bei Vorhandensein mehrerer Halterungen und somit mehrerer Transportschlitten für die gleichzeitige Behandlung mehrerer Objekte in der Druckmaschine die Bewegungen der einzelnen Transportschlitten ohne großen Aufwand unabhängig voneinander gesteuert werden können. Letzteres ist deshalb von Bedeutung, weil insbesondere bei Mehrfarben-Druckmaschinen die Objekte und damit auch die sie tragenden Halterungen in der Druckmaschine mehrere Stationen durchlaufen und in den einzelnen Stationen unterschiedliche Geschwindigkeiten, Verweilzeiten usw. erforderlich sein können. Die Möglichkeit, die einzelnen Halterungen bzw. die sie tragenden Schlitten bezüglich ihrer Bewegungen unabhängig voneinander zu steuern, trägt zur Erzielung einer großen Durchsatzleistung bei. Zwar soll die umgekehrte Anordnung, bei welcher die Halterung vom Sekundärteil des Linearmotors getragen wird, nicht ausgeschlossen sein. Sie erfordert jedoch einen merklich höheren baulichen und schaltungstechnischen Aufwand, wenn die einzelnen Schlitten bezüglich ihrer Bewegungen unabhängig voneinander steuerbar sein sollen. Die Bewegungen der einzelnen Schlitten außerhalb der wenigstens einen Druckstation und gegebenenfalls vorhandener weiterer Behandlungsstationen können ebenfalls in Abhängigkeit von einem Programm gesteuert werden.
In der Zeichnung ist ein derzeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine Schemadarstellung der wesentlichen Teile einer Vorrichtung zum Dekorieren von Einzelobjekten unter Verwendung eines Inkjet-Kopfes,
Fig. 2: die Transportbahn mit dem Linearmotor in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3: eine Schemadarstellung eines Inkjet-Druckkopfes mit zugeordnetem Objekt.

Die in den Figuren 1 - 3 der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist eine Transportbahn 10 auf, die mit einer Schiene 11 eines Linearmotors und zwei dazu parallelen Führungen 12 versehen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist lediglich ein endlicher linearer Schienenabschnitt vorhanden, dem zwei Druckstationen I und II zugeordnet sind. Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Ausführung können Schiene 11 und Transportbahn 10 beispielsweise auch die Form eines Kreises, einer Ellipse oder auch eine andere Form aufweisen und als in horizontaler Ebene verlaufende endlose Transportbahn ausgebildet sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Zeichnung sind der Schiene 11 zwei Transportschlitten 14a, 14b als bewegliche Komponenten des Linearmotors zugeordnet, die oberseitig jeweils mit wenigstens einer Aufnahme 15 für ein zu bedruckendes Objekt 16 versehen sind. Aufbau und Wirkungsweise eines Linearmotors sind dem Fachmann geläufig, so dass sie hier nicht näher erläutert zu werden brauchen. Die Erfindung benutzt den Linearmotor-Antrieb als Mittel für den Transport der Objekte durch die wenigstens eine Druckstation und, insbesondere im Falle des Vorhandenseins mehrerer Druckstationen, auch zur Überbrückung der Abstände zwischen den Druckstationen und zwischen diesen und ggf. zusätzlicher noch vorhandener Handhabungs-, Behandlungs- oder Kontrollstationen.
Normalerweise wird das Primärteil des Linearmotors, welches die Drehstromwicklung 17 aufweist, den jeweiligen Transportschlitten 14a, 14b bilden bzw. tragen, während die Schiene 11 mit den Magneten oder dgl. als Sekundärteil dient. Es ist aber auch die umgekehrte Anordnung möglich. Welcher von den möglichen Anordnungen der Vorzug gegeben wird, ist für die Erfindung ohne grundsätzliche Bedeutung.
Jeder Schlitten 14a, 14b ist unterseitig mit zwei nutförmigen Ausnehmungen 19 versehen. In jede dieser Ausnehmungen 19 greift eine der Führungsleisten 12 ein, die auch zwischen Schiene 11 und Schlitten 14 auftretende Querkräfte aufnehmen und eine präzise seitliche Ausrichtung des Schlittens bewirken.
Das Bedrucken der Objekte 16 erfolgt bei der Ausführung gemäß den Fig. 1 - 3 mittels des Inkjet-Verfahrens. Dazu ist die Vorrichtung mit einem zentralen Rechner 18 versehen, der die Düsen 27 (Fig. 3) der einzelnen Inkjet-Druckköpfe 20 gemäß einem im Rechner 18 gespeicherten Programm steuert, wobei das Objekt 16 während des Druckvorganges entlang der Transportbahn 19 bewegt wird. Jeder Schlitten 14a, 14b ist mit wenigstens einem berührungslos arbeitenden Sensor 22 versehen, der mit einer durchgehenden Meßschiene 24 eines Längenmeßsystems zusammenwirkt, die parallel zur Transportbahn 10 verläuft. Die Meßschiene 24 ist mit in dem Sensor 22 Impulse auslösenden Meßpunkten 26 versehen, die in einem sehr geringen Abstand von beispielsweise 1 µ voneinander angeordnet sind.
Der grundsätzliche Aufbau eines Druckkopfes ergibt sich aus Fig. 3. Die Düsen 27, aus welchen die Druckfarbe in Tropfenform in Richtung auf das zu dekorierende Objekt 16 ausgestoßen wird, sind reihenförmig oberhalb des Objekts angeordnet derart, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Düsen 27 einer Düsenreihe 29, 30 nicht größer ist als der maximale Durchmesser des auf dem Objekt aus dem jeweiligen Tropfen sich bildenden Farbauftrags. Im allgemeinen ist ein derartiger Druckkopf 32 mit wenigstens zwei senkrecht zur Transportrichtung 34 des Objektes hintereinander liegenden Düsenreihen 29, 30 versehen, wobei die einzelnen Düsen 27 dieser beiden Reihen z.B. um das halbe Maß des Abstandes zwischen zwei benachbarten Düsen 27 einer Reihe quer zur Transportrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Es können auch mehr als zwei Düsenreihen vorgesehen sein. Die Anzahl der Düsenreihen und die Anordnung der Düsen hängt im wesentlichen ab von der Qualität des Druckbildes, wobei im allgemeinen Voraussetzung sein wird, dass ein lückenloses Bedrucken, also das Aufbringen eines geschlossenen Farbauftrages, möglich sein muss.
Die Betätigung der beispielsweise piezo-elektrisch angesteuerten Düsen erfolgt frequenzgesteuert, wobei sich eine bestimmte Impulsfolge ergibt, die dem Programm für das in der jeweiligen Druckstation aufzubringende Druckbild entspricht und mit der Geschwindigkeit des Objektes und damit des Schlittens beim Bedruckungsvorgang synchronisiert sein muss.
Die Synchronisation der Betätigung der Düsen 27 des Druckkopfes einerseits und der Bewegung des Schlittens 14a bzw. 14b andererseits erfolgt über den Rechner 18, der nach dem in ihm gespeicherten Programm die Betätigung der einzelnen Düsen zur Erzielung eines gegebenenfallls flächendeckenden Druckauftrages und die Bewegung des Objektes koordiniert. Die Steuerung der Geschwindigkeit des Schlittens erfolgt über die Frequenz des Drehstromes für den Linearmotor.
Die relative Anpassung des Druckkopfes an die Position des Objektes in der senkrecht zur Transportrichtung 34 verlaufenden Koordinatenachse erfolgt bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer Kamera 36, welche das in der Aufnahme 15 des Schlittens 14 befindliche Objekt 16 hinsichtlich seiner Position beispielsweise anhand seiner Kontur oder eines bereits aufgedruckten Bildes oder irgendwelcher Passermarken erfaßt. Diese so ermittelte Ist-Position des Objektes in einer zur Transportrichtung 34 parallelen Koordinaten-Achse und in einer zur Transportrichtung 34 senkrechten Koordinaten-Achse wird digitalisiert und mit einem im Rechner 18 gespeicherten Soll-Wert verglichen. Eine Differenz zwischen Ist-Wert und Soll-Wert ist außerordentlich gering, da sie nicht größer sein kann als die Summe aus dem Spiel, welches das Objekt 16 innerhalb der Aufnahme 15 hat, und dem Spiel des Schlittens 14a bzw. 14b auf den Führungsleisten 12. Sie beträgt somit normalerweise nur Bruchteile von Millimetern. Jedoch trägt eine präzise relative Ausrichtung von Objekt 16 und Druckkopf zueinander ebenfalls zur Qualität des herzustellenden Druckbildes bei.
Die relative Ausrichtung des Objektes quer zu seiner Transportrichtung wird bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel so durchgeführt, dass jene Düsen jeder Düsenreihe 29, 30 usw. für den jeweiligen Druckvorgang wirksam gestellt werden, die oberhalb des Bereiches des Objektes liegen, der in der jeweiligen Druckstation I bzw. II mit einem Auftrag aus Druckfarbe zu versehen ist. Dazu ist die Anordnung so getroffen, dass die Länge der Düsenreihen etwas größer gewählt ist als die Breite des durch den jeweiligen Druckkopf zu bedruckenden Bereiches oder Abschnitts des Objektes 16. Dies bedeutet, dass, wenn der zu bedruckende Bereich des Objektes 16 z. B. die maximale Breite 38 aufweist, die Länge der Düsenreihen 29, 30 usw. größer ist als diese maximale Breite 38. Es wird dann so vorgegangen, dass, nachdem über Kamera 36 und Rechner 18 die Ist-Position des Objektes 16 und damit auch die Position des zu bedruckenden Abschnitts festgestellt worden sind, jene Düsen 27 der vorhandenen Düsenreihen für den Bedruckungsvorgang wirksam gestellt werden, die sich oberhalb des zu bedruckenden Abschnittes im Bereich der Breite 38 desselben befinden. Der wirksam gestellte Abschnitt der Düssenreihen ist in Fig. 3 der Zeichnung mit 38a bezeichnet. Beim jeweiligen Bedruckungsvorgang werden nur die Düsen innerhalb des Abschnittes 38a der jeweiligen Düsenreihe zum Ausstoß von Farbtropfen betätigt. Die außerhalb der Breite 38 des zu bedruckenden Abschnittes des Objektes 16 liegenden Düsen, das sind die in den Endabschnitten 40 und 41 der jeweiligen Düsenreihe befindlichen Düsen, nehmen an dem Druckvorgang nicht teil, da sie unwirksam gestellt sind.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Position, die die Objekte in der Aufnahme einnehmen, kann es erforderlich sein, dass bei jedem Druckvorgang die Abschnitte 38a, 40 und 41 der jeweiligen Düsenreihe neu einzustellen sind. Im Ergebnis bedeutet dies, dass der Abschnitt 38a der wirksam gestellten Düsen 27 jeder Reihe in Abhängigkeit von der Lage des Objektes seitlich, also quer zur Transportrichtung 34, verschoben wird, um ihn an so die Lage des zu bedruckenden Abschnitts des Objekts anzupassen.
Die relative Ausrichtung von Objekt und Druckkopf zueinander in Transportrichtung 34 erfolgt nach Feststellung der Ist-Position des Objektes und Vergleich derselben mit der Soll-Position durch Errechnen der Impulszahl für den im allgemeinen linearen Transportweg, wobei die Abweichung der Ist-Impulszahl von der Soll-Impulszahl der Abweichung von Ist-Position des Objektes von seiner Soll-Position in Transportrichtung 34 entspricht. Hinsichtlich der Anzahl und der Größe der Düsen sei bemerkt, dass die Größe der durch die Farbtropfen auf dem Objekt aufgebrachten Punkte etwa in der Größe eines Durchmessers von z. B. 30 - 50 µ liegt. Der Abstand zwischen zwei Düsen einer Reihe sollte nicht größer sein als der maximale Durchmesser des auf dem Objekt durch den Tropfen einer Düse gebildeten Punkt aus Druckfarbe. Die Anzahl der zueinander parallelen Düsenreihen in Transportrichtung 34 ergibt sich aus der Notwendigkeit, im Bedarfsfall eine deckende (geschlossene) Farbschicht auf dem Objekt zu bilden. Variable Tropfengrößen der Druckfarbe können ggf. dadurch erreicht werden, dass aus derselben Düse unmittelbar nacheinander zwei oder mehr Tropfen ausgestoßen werden, wobei dann ggf. die Geschwindigkeit, mit welcher das Objekt vorbewegt wird, ggf. bis auf Null reduziert wird.
Im allgemeinen arbeiten alle Düsen einer Reihe und eines Druckkopfes mit der gleichen Druckfarbe.
Im einzelnen läuft das Dekorationsverfahren in der Weise ab, dass zunächst der jeweilige Transportschlitten 14a, 14b mit dem darauf befindlichen Objekt unter die Kamera 36 bewegt wird, damit die Position des Objektes festgestellt wird. Die Position des Objekts innerhalb der Aufnahme wird sich danach nicht mehr ändern, da das Objekt z. B. durch Unterdruck in der Aufnahme gehalten wird. Die Kamera 36 kann im Bedarsfall gleichzeitig auch dazu benutzt werden, eine Identitätskontrolle durchzuführen um sicherzustellen, dass sich das richtige Objekt 16 in der Aufnahme 15 des Transportschlittens 14a bzw. 14b befindet.
Die die Position und die Identität des Objektes betreffenden Informationen werden über einen Informationskanal 42 zum Rechner 18 übertragen, welcher über einen Informationskanal 44 den Druckkopf 20 jeder Druckstation I, II ansteuert derart, dass ein Abschnitt 38a jeder Düsenreihe 29, 30 usw. wirksam gestellt wird, welcher der Position des zu bedruckenden Bereiches des jeweiligen Objektes entspricht. Gleichzeitig kann z. B. der Schlitten 14a des Linearmotors in Richtung auf die Druckstation I bewegt werden, wobei die Betätigung des Linearmotors über einen Frequenzumwandler 43 geschieht, der über eine Leitung 46 mit dem jeweiligen Schlitten 14 verbunden ist, und Position und/oder Geschwindigkeit des Schlittens 14a durch das Meßschiene 24 und Sensor 22 aufweisende Meßsystem erfaßt und über einen Informationskanal 48 dem Rechner 18 zugeführt werden, in welchem die Position bzw. Geschwindigkeit des Schlittens 14a betreffenden Informationen dazu benutzt werden, die Bewegung des Schlittens und damit des Objektes 16 so zu regeln, dass die Bewegung mit dem Ablauf des Druckvorganges, also der Betätigung der Düsen 27 des Druckkopfes 20, synchronisiert ist und so das gewünschte Druckbild entsteht, bei welchem es sich häufig nur um ein Teil-Druckbild in dem Sinne handeln wird, das sich zwei mehr oder mehr solcher im allgemeinen unterschiedlicher Teil-Druckbilder, von denen jedes in einer entsprechend programmierten Druckstation in einer bestimmten Farbe aufgebracht wird, zu einem im allgemeinen mehrfarbigen Gesamt-Druckbild ergänzen. Somit wird normalerweise jeder Druckstation ein eigenes Druckprogramm zugeordnet sein.
Die Leitung 46 und der Informationskanal 48 können Teile eines Regelkreises bilden, durch den die Geschwindigkeit des jeweiligen Transportschlittens 14a, 14b insbesondere während des Druckvorganges möglichst konstant gehalten wird, soweit dies mit dem Ablauf des Druckprogrammes bzw. der Frequenz des Druckkopfes in Übereinstimmung gebracht werden kann. Eine variable Transportgeschwindigkeit während des Bedruckungsvorganges wird dann angewandt werden, wenn die Farbdichte auf dem Objekt verändert wird. Dies geschieht über den Frequenzumwandler 43, der in die Energiezufuhr des von Transportschlitten und Schiene 11 gebildeten Linearmotors eingeschaltet ist, wobei die Geschwindigkeit des Schlittens über die Frequenz des Drehstromes geregelt wird. Da für jeden Transportschlitten 14a bzw. 14b ein eigener Frequenzumwandler vorgesehen ist, besteht die Möglichkeit, die Transportschlitten unabhängig voneinander bezüglich ihrer Geschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln.
Der Informationskanal 44 kann dabei gleichzeitig dazu benutzt werden, Informationen vom jeweiligen Druckkopf 20 zum Rechner 18 zu geben. Derartige Informationen können beispielsweise die Beschaffenheit der Druckfarbe betreffen, also beispielsweise deren Temperatur und damit auch deren Viskosität usw.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung mit zwei Druckstationen dargestellt, denen eine gemeinsame Transportbahn 10 zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass, nachdem das zweite Teil-Druckbild in der Station II auf den vom Schlitten 14b getragenen Objekt aufgebracht worden ist, dieser Schlitten 14b zunächst in Transportrichtung 34 weiterbewegt werden muss, um Platz für den Schlitten 14a in der Druckstation II zu schaffen, damit das in diesem Schlitten befindliche Objekt mit dem zweiten Teil-Druckbild versehen werden kann. Beim Mehrfarbendruck werden im allgemeinen mehr als zwei Druckstationen vorgesehen sein, wobei in allen Druckstationen unterschiedliche Farben auf das Objekt aufgebracht werden.
In Transportrichtung 34 hinter zumindest einer der Druckstationen kann eine in der Zeichnung nicht dargestellte Trocknungsstation vorgesehen sein, in welcher das vorher aufgebrachte Teil-Druckbild zumindest so weit getrocknet wird, dass beim Aufbringen des nächsten Teil-Druckbildes, z. B. in der Druckstation II, nicht mehr die Gefahr besteht, dass die Farben beider Teil-Druckbilder ineinanderlaufen oder sonstwie sich miteinander vermischen.
Es wird im allgemeinen zweckmäßig sein, abweichend von der Darstellung der Fig. 1 und eine Transportbahn mit Schiene 11 und Führungen 12 vorzusehen, die endlos ist, also beispielsweise zwei in einem Abstand nebeinanderliegende, parallele lineare Abschnitte aufweist, die an ihren beiden Enden z. B. durch jeweils einen halbkreisförmigen Abschnitt mit Schiene 11 und Führungen 12 miteinander verbunden sind. Es ist möglich, eine beliebige Anzahl, also auch mehr als zwei Schlitten einer solchen Transportbahn zuzuordnen, die frei programmierbar und unabhängig voneinander bewegt werden können beispielsweise derart, dass ein kurzzeitiger Stillstand für das Eingeben des zu bedruckenden Objektes 16 in die Aufnahme und das Herausnehmen des bedruckten Objektes aus der Aufnahme, Langsamlauf für irgendwelche Behandlungsvorgänge und das bereits erwähnte Durchlaufen der Druckstationen mit ggf. konstanter Geschwindigkeit vorgesehen sind. Bei letzterem kommt es, wie bereits erwähnt, auf eine genaue Synchronisierung mit der Betätigung der Düsen des Druckkopfes an.
Da die höchste Genauigkeit für die Bewegungen der Transportschlitten in den Druckstationen erforderlich ist, könnte es ausreichen, die Meßschiene 24 lediglich abschnittsweise in den Bereichen vorzusehen, in denen die Druckstationen angeordnet sind, so dass die freien Strecken zwischen den linearen Transportabschnitten bzw. den Druckstationen durch ein übliches Transportmittel überwunden werden können. Es wird jedoch im allgemeinen insbesondere bei Verwendung einer größeren Anzahl von Transportschlitten in Kombination mit einer gemeinsamen Schiene zweckmäßig sein, eine durchgehende Meßschiene vorzusehen, um die Bewegung der einzelnen Schlitten über die gesamte Länge der Transportbahn kontrollieren und im Bedarfsfall steuern zu können.
Wenngleich in den vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen es immer um das Dekorieren von CDs geht, können auch andere Objekte unter Anwendung der Lehre gemäß der Erfindung bedruckt bzw. dekoriert werden. So besteht die Möglichkeit, Hohlkörper aus Kunststoff, beispielsweise Flaschen, unter Verwendung eines Inkjet-Kopfes zu dekorieren. Dies hätte bei derartigen Objekten, die relativ leicht verformbar sind, den Vorteil, dass keine besonderen Maßnahmen getroffen werden müssen, um dem Objekt während des Bedruckungsvorganges die nötige Steifigkeit zu geben. Dazu ist es beispielsweise bei Anwendung üblicher Druckverfahren, beispielsweise des Siebdruck- oder des Offset-Druckverfahrens erforderlich, die Hohlkörper während des Bedruckungsvorganges unter inneren Überdruck zu setzen, damit sie unter der Einwirkung des durch die Siebdruckschablone oder den Offset-Druckzylinder keine unzulässigen Verformungen erfahren. Diese Gefahr besteht bei dem kontaktlosen Bedrucken gemäß der Erfindung nicht, so dass es auch insoweit gegenüber dem Stand der Technik merkliche Vorteile aufweist.
Wenn vorstehend davon die Rede ist, dass die Objekte "dekoriert" werden, soll damit keine Beschränkung verbunden sein. Vielmehr ist der Begriff "Dekoration" im weitesten Sinne zu verstehen, beispielsweise auch derart, dass nicht nur Bilder, sondern irgendwelche Beschreibungen oder sonstigen Texte, Zahlen oder dgl. unter den Begriff "Dekoration" fallen.

Claims

Verfahren zum Dekorieren eines Einzelobjektes (16), bei welchem die Druckfarbe in Abhängigkeit von einem Programm, welches digitalisierte Bildinformationen enthält, aus Düsen (27) punktförmig auf dem von einer Halterung (15) getragenen Objekt aufgebracht wird und einzelne Farbpunkte sich wenigstens zu einem Teildruckbild ergänzen und die das zu bedruckenden Objekt (16) tragende Halterung (15) entlang einer Transportbahn (10) durch wenigstens eine Druckstation (I, II) hindurchbewegt wird, die mit einem die in Abhängigkeit von dem Programm steuerbaren Düsen aufweisenden Druckkopf (20) versehen ist, und wenigstens ein Teil der Düsen (27) während des Transports des Objektes entsprechend dem Programm betätigt wird und die Halterung (15) für das Objekt (16) unter Verwendung eines Linearmotors (11; 14a, 14b) mit Primärteil und Sekundärteil entlang der Transportbahn (10) transportiert wird und die Koordinierung der Betätigung der Düsen (27) und der Bewegung der Halterung (15) über einen Rechner (18) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm zur Steuerung des Druckkopfes (20) in Abhängigkeit von der Transportbewegung des Objektes (16) abgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbewegung des Objektes (16) während des Bedruckens in Abhängigkeit vom Ablauf des Programms zur Steuerung des Druckkopfes (20) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (15) von einem Transportschlitten (14a, 14b) getragen wird, der Teil des Linearmotors ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (15) vom Primärteil des Linearmotors getragen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (15) vom Sekundärteil des Linearmotors getragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (27) des Druckkopfes (20) quer zur Transportrichtung (34) reihenförmig angeordnet sind und die Düsen (27) wenigstens einer Reihe (29, 30) von Düsen (27) sich über eine Länge erstrecken, die nicht kleiner ist als die Breite (38) des mit der Dekoration zu versehenen Bereiches des Objektes (16) quer zu dessen Transportrichtung (34).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des auf dem Transportschlitten (14a, 14b) befindlichen Objektes (16; 116) erfaßt und die so ermittelte Ist-Position in einem Rechner mit einer gespeicherten Soll-Position verglichen wird und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs der Druckkopf (20) quer zur Transportrichtung (34) des Objektes (16) bewegt wird, um seine bzw. ihre Position an die Ist-Position des Objektes anzupassen.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des auf dem Transportschlitten befindlichen Objektes (16) erfaßt und die so ermittelte Ist-Position in einem Rechner (18) mit einer gespeicherten Soll-Position verglichen wird und die Länge der wenigstens einen Reihe der Düsen (27) des Druckkopfes (20) größer ist als die größte Breite (38) des zu dekorierenden Abschnitts des Objektes (16) quer zu dessen Transportrichtung (34) und in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleiches zwischen Ist-Position und Soll-Position des Objektes jene Düsen (27) der wenigstens einen Reihe (29, 30) von Düsen (27) wirksam gestellt werden, die der jeweiligen Position des Objektes (16) entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang wenigstens eines Teils der Transportbahn (10) des wenigstens einen Schlittens (14a, 14b) ein Längenmeßsystem (24) angeordnet ist, das von einem Sensor (22) gelesen wird, welcher an dem das Objekt tragenden Schlitten (14a, 14b) angebracht ist, um so Position und/oder Geschwindigkeit des Schlittens festzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch das inkrementale Längenmeßsystem in dem Sensor (22) Impulse ausgelöst werden, die einem Rechner zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der die Impulse auslösenden Impulsgeber (26) voneinander im Längenmeßsystem (24) nicht mehr als 1µ beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Object (16) aufeinanderfolgend in wenigstens zwei Druckstationen (I, II) bedruckt wird, die in Bewegungsrichtung (34) des objektes in einem Abstand hintereinander angeordnet sind.
verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe auf dem Objekt nach Passieren einer Druckstation (I, II) getrocknet wird, bevor das Objekt in einer folgenden Druckstation erneut bedruckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbewegungen des das Objekt (16) tragenden wenigstens einen Transportschlittens (14a, 14b) zumindest außerhalb der Druckstation (I, II) zumindest teilweise in Abhängigkeit von einem Programm gesteuert werden.
Vorrichtung zum Dekorieren eines Einzelobjektes (16) unter Verwendung eines Verfahrens, bei welchem die Druckfarbe in Abhängigkeit von einem Programm, welches digitalisierte Bildinformationen enthält, aus Düsen (27) punktförmig auf das getragene Objekt (16) aufgebracht wird und einzelne Punkte sich wenigstens zu einem Teildruckbild ergänzen und wenigstens eine Druckstation (I, II) vorhanden und wenigstens eine Transportbahn (10) vorgesehen ist, entlang welcher das von einer Halterung getragene, zu bedruckende Objekt durch die wenigstens eine Druckstation (I, II) transportiert wird, und die wenigstens eine Druckstation (I, II) mit wenigstens einem durch das Programm steuerbaren Druckkopf (20) versehen ist, dessen einzelne Düsen (27) mittels Impulssteuerung entsprechend dem Programm betätigbar sind, und die Vorrichtung mit einem Primärteil und Sekundärteil aufweisenden Linearmotor (11; 14a, 14b) für den Transport der Objekte (16) entlang der Transportbahn (10) versehen ist und zur Koordination der Betätigung der Düsen (27) und der Bewegung der Halterung (15) ein Rechner vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (15)von einem Schlitten (14a, 14b) getragen ist, der dem Primärteil des Linearmotors aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung von einem Schlitten getragen ist, der das Sekundärteil des Linearmotors aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf (20) quer zur Transportbahn (10) bewegbar angeordnet ist, um die Position des Druckkopfes (20) an die Ist-Position des zu bedruckenden Objektes (16) anzupassen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (27) des Druckkopfes (20) in quer zur Transportrichtung (34) des Transportschlittens (14a, 14b) verlaufenden Reihen angeordnet sind und die Erstreckung wenigstens einer dieser Reihen (20, 30) größer ist als die Breite (38) des zu bedruckenden Bereiches des Objektes (16) quer zu dessen Bewegungsrichtung (34) und in Abhängigkeit von der Ist-Position des Objektes jene Düsen (27) der jeweiligen Reihe (29, 30) von Düsen (27) wirksam gestellt werden, die der jeweiligen Position des zu bedruckenden Bereiches des Objektes entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß entlang wenigstens einem Teilabschnitt der Transportbahn (10) des wenigstens einen Schlittens (14a, 14b) des Linearmotors ein Längenmeßsystem (24) angeordnet ist, das von einem Sensor (22) gelesen wird, welcher an dem das Objekt (16) tragenden Schlitten (14a, 14b) angebracht ist, um so die Position des Schlittens festzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der im Sensor (22; 122) Impulse auslösenden Geber (26) im Längenmeßsystem (24) weniger als 1µ beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Druckstationen (I, II) in einem Abstand in Bewegungsrichtung (34) des Schlittens (14a, 14b) hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer Druckstation (I, II) mehrere Reihen (29, 30) von Düsen (27) in Transportrichtung (34) hintereinander angeordnet sind und die Düsen bzw. Öffnungen der einzelnen Düsenreihen den Düsen bzw. Öffnungen wenigstens einer anderen Reihe quer zur Transportrichtung versetzt angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung (34) der zu bedruckenden Objekte hinter wenigstens einer Druckstation (I, II) eine Station angeordnet ist, in welcher die auf dem jeweiligen Objekt (16) aufgebrachte Druckfarbe getrocknet wird.