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EP2043871A1 - Verfahren und vorrichtung zum dekorieren einer unebenen fläche an einem formstabilen objekt - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum dekorieren einer unebenen fläche an einem formstabilen objekt

Info

Publication number
EP2043871A1
EP2043871A1 EP07785667A EP07785667A EP2043871A1 EP 2043871 A1 EP2043871 A1 EP 2043871A1 EP 07785667 A EP07785667 A EP 07785667A EP 07785667 A EP07785667 A EP 07785667A EP 2043871 A1 EP2043871 A1 EP 2043871A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
decoration
print head
printhead
printing
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07785667A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Noll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ardagh Metal Packaging Germany GmbH
Original Assignee
Ball Packaging Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ball Packaging Europe GmbH filed Critical Ball Packaging Europe GmbH
Publication of EP2043871A1 publication Critical patent/EP2043871A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for decorating an uneven surface on a dimensionally stable object, in particular for decorating a bottom of a beverage can.
  • the actual can body is produced in a stretch and Ziehumformmaschinen of a single sheet metal part.
  • the bottom has a dome-shaped portion which merges into an annular bead, which provides the footprint of the can body.
  • the described three-dimensional profile of the bottom of the can makes it difficult to varnish or print this area of the can.
  • Another known method for painting the bottom of a beverage can comprises three process steps, wherein the standing surface and the transition region of the bottom to the lateral surface of the can by means of a rolling application and the Dom Geb the soil by means of a spray application are painted. Although no overspray is generated by such a method, the three process steps indicated make the method comparatively expensive.
  • the footprint of the bottom of the can is carried out by a roller painting in bulk transport, wherein usually a UV-curing lacquer is used.
  • a roller painting in bulk transport, wherein usually a UV-curing lacquer is used.
  • the contact pressure with which the application roller presses on the can, or the footprint of the can must be controlled very precisely, otherwise the paint is pushed away from the side of the center line of the stand. This reduces the paint thickness on the center line of the stand, where a larger amount of paint is currently being sought.
  • roller coating is carried out during the mass transport of the cans, slight differences in the can height can occur and also the applicator onsrolle not always be kept parallel to the conveyor belt, the producible paint thicknesses in the area of the stand are difficult to maintain within predetermined limits.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus with which the described disadvantages of the prior art can be at least partially resolved.
  • the invention solves the stated object already with a method for decorating an uneven surface of a dimensionally stable object, such as a bottom of a beverage can, the object to be decorated and a digital and non-contact printhead are moved relative to each other during the printing process and the print head is driven by a color output control device.
  • the inventive method comprises the step of establishing a control program for controlling the printhead in dependence on the height profile of the uneven Dekor ration surface of the object, the step of detecting the relative position of the decorative surface of the object to the printhead and the step of driving the digital printhead with the created Control program for decorating the object.
  • the invention is based on the idea of decorating, ie the painting and / or printing of dimensionally stable objects, which have a decorative surface, which is not flat but comprises a height profile to perform with a conventional, non-contact printing device, wherein the printing device in Dependence of the height profile of the decorative surface is controlled. Due to the fact that the decorative surface hen profile, the distance between the printing device and the decorative surface is not constant, but varies when the object is moved past the print head. In this respect, the angle of incidence of the color on the decoration surface also varies. The caused by the variable distance effects on the printing are compensated according to the invention by an adapted to this height profile driving the print head.
  • the method according to the invention is not limited to the use of painting the bottom of a beverage can, but can be carried out quite generally when an object is to be decorated in which the decoration surface is inclined to the print head and in that the decoration surface has a height profile with respect to the print head ,
  • height profile and topography are synonymous here to understand.
  • paint, ink and ink are synonymous here to understand.
  • the invention relates to the decoration of dimensionally stable objects, i. Objects that retain their shape despite gravity. These may e.g. Glass, porcelain, etc.
  • a desired color layer thickness is determined as a function of the location on the uneven decoration surface of the object and the control program is created as a function of the predetermined height profile and the desired color layer thickness of the decoration surface, wherein the digital print head with the created control program in response to the topography of the uneven decoration surface is controlled to produce the predetermined color nominal layer thickness.
  • the color target layer thickness can be the same over the entire decoration surface or can vary in any desired manner. For example, it is possible for the color target layer thickness to have a functional relationship as a function of the spatial coordinates of the decoration surface specify.
  • control program takes into account the predetermined height profile of the decoration surface for driving the print head in order to obtain the predefined color target layer thickness at the respective location of the decoration surface of the object.
  • the print head can be controlled just so that the desired paint layer thickness in the area of the footprint of the can is greater than in other areas of the can bottom.
  • a plurality of printing nozzles in particular a plurality of ink jet nozzles is driven independently of each other. It may be expedient if the print head has at least one line of such printing nozzles, wherein the length of the line can be adapted to the width of the decoration surface of the object.
  • such a method of the present invention may employ a conventional single-line ink jet printhead having between 150 and 300 nozzles per inch.
  • the decoration surface is divided into individual decoration points. Moreover, it may also be expedient if each decoration point is assigned a single pressure nozzle. It will be understood that the pressure points on the decorative surface may overlap to provide a continuous printed area if desired.
  • the ink is ejected as liquid from the print head, respectively the printing nozzles, which dries on the decoration surface. This drying can, depending on the type of ink z. B. thermally or by means of UV irradiation. For the exact determination of a predetermined amount of ink at a given decoration point of the object, it can be provided that the drop size and / or the number of drops are determined via the control program on the print head for the respective print nozzle.
  • the available time window for the printing of a decoration point on the decoration surface may be essentially constant for all decoration points, so that the relative movement of the print head and the object can also be uniform, which requires design effort for carrying out the method greatly reduced.
  • the time window can be used more or less for the printing process.
  • the respective printing time for the decoration points may vary, the maximum printing time being limited by the said time window.
  • the quantity of ink dispensed for a decoration point of the object is determined as a function of the height profile or the topography of the decoration surface at the decoration point.
  • the influences of the height profile on the deposition of the ink at the respective decoration point can be taken into account.
  • the curvature of the decoration surface at said decoration point may also play a role in depositing the ink at a predetermined decoration point.
  • the for a decoration point of the decoration surface output amount of color is determined depending on the angle between a tangent or a tangential to the decoration surface and a color ejection direction from the print head at the decoration point.
  • the influence of gravity due to the topography at the given decoration point can be taken into account.
  • it may also be provided to adjust the viscosity of the ejected ink as a function of the height profile of the decorative surface. For example, by adjusting the temperature of a droplet leaving the pressure nozzle, the viscosity of that droplet and thus the spread of the droplet on the decoration surface can be changed.
  • the method according to the invention can be adapted to any printing task and be used, for example, to realize a homogeneous and constant coating thickness over the entire decoration surface despite the presence of a non-uniform height profile of the decoration surface.
  • the print head is arranged stationary and the object is moved substantially uniformly relative to the print head.
  • the movement of the object is adapted to the printing speed, i.
  • the print speed is synchronized with the relative speed between the print head and the object.
  • the inventive method is not only suitable for applying a single coat or a single color, but can also be used in principle to apply correlated with the topography of the decorative surface colors or paints. For example, it may be useful with the use of multiple printheads different paints or Apply colors to different sections of the decoration surface, depending on the particular topography of the sections.
  • the bottom of a beverage can, for example, the bottom can be printed with a first lacquer in accordance with the invention and, in a second step, a second, particularly abrasion-resistant lacquer can be applied to the base.
  • the type of object to be decorated is detected automatically and, depending on the detected type, a predetermined print control program associated therewith is selected for predefined printing of the decoration surface of the detected object. If, for example, different containers with different shapes or height profiles are decorated with a device according to the invention, the method can be carried out automatically with the printing program adapted to the respective container.
  • the inventive method is also suitable for a decoration in which in a first printing the decorative surface of the object is homogeneously provided with a primer and in a second printing operation with a downstream print head, the color inhomogeneous and is applied by the topography of the decoration surface dependent.
  • the object In order to be able to carry out the control of the print head and the relative movement of the print head and object without high expenditure, provision can be made for the object to be moved along a rectilinear path to the print head. In such cases, in which If the object or the decoration surface is rotationally symmetrical about an axis which runs perpendicular to this path, a simple lateral guidance of the object is sufficient to advance the object relative to the print head in a defined manner.
  • the relative position of the decoration surface to the print head is determined and the printing process is started by retrieving the control program when a predetermined desired position is reached.
  • the inventive method is also executable for the design of multi-colored decorative surfaces by the use of multiple, connected in series printheads.
  • images or labels on the height profile having decorative surface can be applied.
  • the method according to the invention can also be used to paint only the footprint of the can, which itself also has a height profile.
  • the invention achieves the above object with a device for decorating an object having an uneven surface to be decorated with a digital, non-contact printing head controlled by a control device for outputting ink onto the decoration surface.
  • This print head can be designed, for example, as an inkjet print head and have one or more pressure nozzle rows arranged one behind the other.
  • the device has an optical sensor which detects an identification mark on the object, wherein the printing process can be started in response to this detection.
  • the identification mark for detecting the Actual orientation of the object is used to print head and is brought by means of an alignment unit, the object before starting the printing process in a desired orientation to the print head.
  • FIG. 1 b shows the beverage can shown in FIG. 1 in a bottom view
  • FIG. 2a is a schematic diagram of an inventively designed printing device in a side view
  • FIG. 2b shows the printing device shown in Fig. 2a in a plan view
  • Fig. 3 in detail, the side guide of the object in a printing device according to the invention.
  • Fig. 4 is a detail view of the footprint of the object shown in Fig. Ia
  • a beverage can is usually designed in two parts and integrally comprises a can body produced by a draw-stretch forming can body, which is closed after filling with a lid.
  • this cover can be disregarded, since the invention will be described with reference to the painting of the bottom of the can.
  • Fig. Ia shows the upside-down can body in a sectional view
  • Fig. Ib shows a plan view of the bottom of the can.
  • the can body 10 is composed of a lateral surface 11 and the actual bottom 12, wherein a transition region 16 is provided.
  • the bottom Centered to the axis, the bottom has a dome-shaped portion 13 which transitions radially outwardly into a standing area 14 in the form of an annular bulge or bead.
  • the extreme points, ie the lowest points in the base of the bulge, run on a circle 15.
  • the application of the lacquer in the floor area 14 is critical, since this area is exposed to mechanical stresses. It would be desirable to have a particularly thick lacquer layer in the standing area, while the lacquer layer in the dome area 13 could be thinner.
  • the device comprises as essential components a driven by a drive 40 conveyor belt 30 which moves the upside-down can body 10 uniformly and on a straight line in the direction of the arrow B.
  • Inkjet printhead 70 is used to print the entire Floor 12 including the Dom Siemenss 13, the stand area 14 and the transition region 16 is used, while the downstream one-line ink jet print head 80 is used solely for re-printing the stand area 14. Both print heads each have a row of 550 equidistantly spaced nozzles over a length of 70 mm, each print nozzle is individually controllable for the output of ink.
  • the entire process of the printing process will be described below.
  • the cans 10 are placed on the conveyor belt in an input station, not shown, and move one behind the other in the transport direction B.
  • the transport speed of the conveyor belt 30 is adapted to the printing speed of the print heads 70, 80 and constant in the described embodiment at any time as long as the conveyor belt is moved.
  • the sensor 50 formed as a light barrier detects the approach of a can 10
  • the corresponding sensor signal from the controller 20 is used, the print head 70 taking into account the distance from the sensor 50 to the print head 70 and the speed of the tape 30 for printing the entire Floor 12, see Fig. Ib to drive.
  • the beverage can is designed to be rotationally symmetrical with respect to its longitudinal axis, the relative position of the surface to be decoated relative to the print head is determined by the detection of the can by the light barrier.
  • the control device 20 retrieves a previously created and stored control program for controlling the print head 70, in the preparation of which the height profile of the floor was taken into account for determining the quantity of ink for each individual pressure point on the floor.
  • the distance of the respective print head to the respective print dot and the inclination of the bottom at the print dot become the ink jet direction.
  • a constant ink layer thickness is aimed at in the dome region 13 and in the transition region 16, wherein the color target layer thickness in the area of the base 14 is set as large as possible. This is implemented during printing in that a printing nozzle, which is to be controlled for printing a printing point within the base 14, is driven to eject the largest possible amount of ink.
  • print heads are used which both the discharge amount may vary and the number of drops of the output for each 'n pressure point ink.
  • the can is moved via the conveyor belt 30 to the drying station 90, in which a predrying of the applied ink takes place before the second printing.
  • the belt moves at a constant speed, in that the radiation power of the UV tube in the drying station 90 is adjusted so that the desired pre-drying of the ink can take place as the can moves under the UV tube.
  • the can is completely transported out of the drying station 90 and is detected by the second light barrier 60, which emits a corresponding signal to the control device 20, which then controls the second print head for re-printing the stand area 14 of the box 10.
  • the print control program for the print head 80 differs from the control program of the print head 70.
  • the second print only the print nozzles for the output of ink are always addressed in the print line of the print head 80, which are assigned to even print dots of the stand surface 14. are net.
  • the amount of ink delivered for a single pressure point in the footprint 14 is also calculated as a function of the curvature at the decoration point, ie from the topography and depending on the distance of the pressure nozzle to the decoration point.
  • the can After the second printing of the base 14, the can is moved into a second drying station 100, which is longer in the direction of movement and thus provides a longer residence time of the can for complete drying of the ink applied in total.
  • a second drying station 100 which is longer in the direction of movement and thus provides a longer residence time of the can for complete drying of the ink applied in total.
  • Fig. 3 shows a sectional view of the printing device shown in Fig. 2b along the lines III-III.
  • a can 10 which is located just below the ink jet print head 70 in sections.
  • the print head has the already described single print line 71, which comprises the plurality of juxtaposed print nozzles 72.
  • the printing line is adapted in its width to the diameter of the beverage can 10, so that the transition region 16, the standing area 14 and the dome area 13 of the bottom 12 of the can 10 can be printed, see FIGS. 1a, 1b. In the snapshot shown, all the nozzles are driven to deliver ink.
  • a side guide device is provided which, for the sake of simplicity, is not shown in FIGS. 2a, 2b.
  • This includes rotatable rollers 110 which are attached to associated roller holders 120.
  • the axes of rotation of the rollers are parallel to the longitudinal axes of the cans.
  • the cans are held laterally between the guide rollers with a very small clearance and thus aligned with the print head. Since the bottom region of the beverage can printed here is rotationally symmetrical about its longitudinal axis, a rotational orientation of the can before the printing process is unnecessary.
  • the printing device according to the invention may have further print heads, in particular multicell print heads.
  • FIG. 4 shows the section S shown in Fig. Ia in detail, wherein additionally the currently printed pressure point P, the tangent t at the pressure point P, the beam direction T of the ink discharged from the print head and the distance d of the respective pressure nozzle to the pressure point P are shown.
  • the horizontal line shown in FIG. 4 represents the relative position of the print line to the decoration surface.
  • the quantity of ink to be dispensed is scaled by the factor l / sin ( ⁇ ) at each pressure point of the surface to be decorated for a given range of ⁇ .
  • the amount of ink to be dispensed can be scaled by a factor (d-c), where c is a constant.
  • non-contact and digitally operating printing devices may be used, such as electrophotographic printing or a Magnet diffusingnd arthritis.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

Um auch den Boden (12) eines Hohlkörpers wie einer Getränkedose bedrucken zu können wird ein Verfahren zum Dekorieren einer unebenen Fläche an einem formstabilen Objekt vorgeschlagen, wobei das zu dekorierende Objekt und ein digital und berührungslos arbeitender Druckkopf während des Druckvorganges relativ zueinander bewegt werden, und der Druckkopf (70, 80) von einer Steuereinrichtung (20) zur Ausgabe von Farbe angesteuert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Erstellen eines Steuerprogramms zum Steuern des Druckkopfes in Abhängigkeit des Höhenprofils der unebenen Dekorationsfläche (13, 14, 16) des Objektes; Erfassen der relativen Lage der Dekorationsfläche des Objektes zum Druckkopf (70, 80) und Ansteuern des digitalen Druckkopfes mit dem erstellten Steuerprogramm. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Dekorieren einer unebenen Fläche an einem formstabilen Objekt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dekorieren einer unebenen Fläche an einem formstabilen Objekt, insbesondere zum Dekorieren eines Bodens einer Getränkedose.
Bei heute auf dem Markt befindlichen zweiteiligen Aluminiumoder Weißblechgetränkedosen wird der eigentliche Dosenkorpus in einem Streck- und Ziehumformverfahren aus einem einzelnen Blechteil hergestellt. Üblicherweise weist der Boden einen domförmigen Abschnitt auf, der in eine ringförmige Wulst übergeht, welche die Standfläche des Dosenkörpers bereitstellt. Das beschriebene dreidimensionale Profil des Dosenbodens erschwert das Lackieren bzw. Bedrucken dieses Bereiches der Dose. Dabei besteht auch der Bedarf, dass der die Standfläche bereitstellende Abschnitt der Dose mit einer dickeren Belackung versehen wird, um der höheren mechanischen Belastung in diesem Bereich Rechnung zu tragen.
Auf dem Gebiet bekannt ist eine Bodenlackiermaschine für derartige Dosen, mit welcher der gesamte Dosenboden mit einer Lösemittelfarbe spritzlackiert wird. Eine exakte Lackverteilung ist mit einem derartigen Verfahren nicht möglich . Um die notwendige Abrasionsfestigkeit im Bereich der Standfläche des Bodens be- reitzustellen, wird eine zusätzliche Lackierung dieser Standfläche nach der Spritzlackierung des gesamten Bodens durchgeführt. Das beschriebene Verfahren zur Belackung des Bodens einer Getränkedose hat jedoch zum einen den Nachteil, dass aufgrund der Spritzlackierung ein auch als Overspray bezeichneter Lacknebel entsteht, welcher einen erhöhten Lackverbrauch verursacht und Absaugmaßnahmen erfordert um zu vermeiden, dass sich dieser Lacknebel an anderen Stellen auf der Dose niederschlägt bzw. um die erfasste Luft zu reinigen. Gleichzeitig erfordert das beschriebene Verfahren auch eine Überlackierung des Rumpfs der Dose, da mit der Spritzlackierung keine definierten Abschnitte lackiert werden können, sondern nur grob differenzierte Abschnitte. Das Spritzlackieren des Bodens der Dose weist darüber hinaus auch noch den Nachteil auf, dass dabei in der Regel lösemittelhaltige Lacke verwendet werden, welche insbesondere die einschlägigen umweltbezogenen Probleme nach sich ziehen.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Lackieren des Bodens einer Getränkedose umfasst drei Verfahrensschritte, wobei die Standfläche und der Übergangsbereich des Bodens zur Mantelfläche der Dose mittels einer Rollapplikation und der Dombereich des Bodens mittels einer Spritzapplikation lackiert werden. Zwar wird durch ein derartiges Verfahren kein Overspray erzeugt, die angegebenen drei Prozessschritte machen das Verfahren jedoch vergleichsweise aufwendig.
In jedem Fall wird bei den bekannten Verfahren die Standfläche des Bodens der Dose durch eine Walzlackierung im Massentrans- port durchgeführt, wobei in der Regel ein UV-härtender Lack verwendet wird. Bei näherer Betrachtung einer solchen Walzlackierung stellt sich jedoch heraus, dass der Anpressdruck, mit welcher die Applikationsrolle auf die Dose, respektive die Standfläche der Dose drückt, sehr genau gesteuert werden muss, da ansonsten der Lack seitlich von der Mittellinie der Standfläche weggedrückt wird. Hierdurch reduziert sich die Lackdicke auf der Mittellinie der Standfläche, wo gerade eine größere Lackmenge angestrebt wird. Da die Walzlackierung beim Massentransport der Dosen durchgeführt wird, geringfügige Unterschiede in der Dosenhöhe auftreten können und ferner die Applikati- onsrolle nicht in jedem Fall parallel zum Transportband gehalten werden kann, sind die erzeugbaren Lackdicken im Bereich der Standfläche nur schwer innerhalb vorgegebener Grenzen einhaltbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise behoben werden können.
Auf überraschend einfache Weise löst die Erfindung die angegebene Aufgabe schon mit einem Verfahren zum Dekorieren einer unebenen Fläche an einem formstabilen Objekt, wie einem Boden einer Getränkedose, wobei das zu dekorierende Objekt und ein digital und berührungslos arbeitender Druckkopf während des Druckvorganges relativ zueinander bewegt werden und der Druckkopf von einer Steuereinrichtung zur Ausgabe von Farbe angesteuert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst den Schritt des Erstellens eines Steuerprogramms zum Steuern des Druckkopfes in Abhängigkeit des Höhenprofils der unebenen Deko- rationsflache des Objektes, den Schritt des Erfassens der relativen Lage der Dekorationsfläche des Objektes zum Druckkopf und den Schritt des Ansteuerns des digitalen Druckkopfs mit dem erstellten Steuerprogramm zum Dekorieren des Objektes.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das Dekorieren, d.h. das Lackieren und/oder Bedrucken von formstabilen Objekten, welche eine Dekorationsfläche aufweisen, die nicht eben ist sondern ein Höhenprofil umfasst, mit einer herkömmlichen, berührungslos arbeitenden Druckeinrichtung auszuführen, wobei die Druckein- richtung in Abhängigkeit des Höhenprofils der Dekorationsfläche angesteuert wird. Dadurch, dass die Dekorationsfläche ein Hö- henprofil aufweist, ist der Abstand zwischen der Druckeinrichtung und der Dekorationsfläche nicht konstant, sondern variiert, wenn das Objekt am Druckkopf vorbeigeführt wird. Insofern variiert damit auch der Auftreffwinkel der Farbe auf die Deko- rationsflache. Die durch den veränderlichen Abstand hervorgerufenen Auswirkungen auf die Bedruckung werden erfindungsgemäß durch ein an dieses Höhenprofil angepasstes Ansteuern des Druckkopfs kompensiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Anwendung des Lackierens des Bodens einer Getränkedose beschränkt, sondern kann ganz allgemein ausgeführt werden, wenn ein Objekt zu dekorieren ist, bei welchem die Dekorationsfläche zum Druckkopf geneigt ist und insofern die Dekorationsfläche in Bezug auf den Druckkopf ein Höhenprofil aufweist. Die Begriffe Höhenprofil und Topographie sind hier synonym zu verstehen. Gleiches gilt für die Begriffe Lack, Farbe und Tinte.
Die Erfindung bezieht sich auf das Dekorieren von formstabilen Objekten, d.h. Objekten, welche ihre Gestalt trotz Einwirkung der Gravitation beibehalten. Diese können z.B. Glas, Porzellan
Keramik, Kunststoff, Metalle oder andere Materialien umfassen.
Es kann zweckmäßig sein, wenn vor dem Dekoriervorgang eine Farbsollschichtdicke in Abhängigkeit vom Ort auf der unebenen Dekorationsfläche des Objektes festgelegt wird und das Steuerprogramm in Abhängigkeit des vorgegebenen Höhenprofils und der Farbsollschichtdicke der Dekorationsfläche erstellt wird, wobei der digitale Druckkopf mit dem erstellten Steuerprogramm im Ansprechen auf die Topografie der unebenen Dekorationsfläche zum Erzeugen der vorgegebenen Farbsollschichtdicke angesteuert wird. Je nach Anwendung kann dabei die Farbsollschichtdicke über die gesamte Dekorationsfläche gleich sein oder auch in beliebiger Art und Weise variieren. Beispielsweise ist es mög- lieh, für die Farbsollschichtdicke einen funktionalen Zusammenhang in Abhängigkeit der Ortskoordinaten der Dekorationsfläche anzugeben. Das Steuerprogramm berücksichtigt dabei zum Ansteuern des Druckkopfs das vorgegebene Höhenprofil der Dekorationsfläche, um die vorgegebene Farbsollschichtdicke am jeweiligen Ort der Dekorationsfläche des Objektes zu erhalten. Im Falle des Lackierens des Bodens einer Getränkedose kann der Druckkopf gerade so angesteuert werden, dass die gewünschte Lackschichtdicke im Bereich der Standfläche der Dose größer ist als in anderen Bereichen des Dosenbodens.
Um eine möglichst hohe Ortsauflösung für die Differenzierung von Dekorationspunkten auf der Dekorationsfläche bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass beim Dekoriervorgang eine Mehrzahl von Druckdüsen, insbesondere eine Mehrzahl von Tintenstrahldüsen unabhängig voneinander angesteuert wird. Es kann dabei zweckmäßig sein, wenn der Druckkopf zumindest eine Zeile solcher Druckdüsen aufweist, wobei die Länge der Zeile an die Breite der Dekorationsfläche des Objektes angepasst sein kann.
Für ein solches erfindungsgemäßes Verfahren kann beispielsweise ein herkömmlicher, einzeiliger Tintenstrahldruckkopf verwendet werden, der zwischen 150 und 300 Düsen pro Inch aufweist. Darüber hinaus kann es zur Erhöhung der Auflösung jedoch auch zweckmäßig sein, wenn zwei in Druckrichtung hintereinander angeordnete Druckzeilen vorgesehen sind, welche in Querrichtung um den halben Abstand zwischen zwei Druckdüsen versetzt sind, sodass die Ortsauflösung bei einem solchen Druckkopf im Vergleich zu einem einzeiligen Druckkopf verbessert ist.
Es kann zweckmäßig sein, wenn die Dekorationsfläche in einzelne Dekorationspunkte unterteilt wird. Darüber hinaus kann es auch zweckmäßig sein, wenn jedem Dekorationspunkt eine einzelne Druckdüse zugeordnet wird. Es versteht sich, dass sich dabei die Druckpunkte auf der Dekorationsfläche überlappen können, um bei Bedarf eine durchgehend bedruckte Fläche bereitzustellen.
Aus einer einem Dekorationspunkt zugeordneten Druckdüse kann eine vorbestimmte Farbmenge zur Erzielung einer vorgegebenen Farbsollschichtdicke an dem Dekorationspunkt ausgegeben werden.
Es kann zweckmäßig sein, wenn die Farbe als Flüssigkeit aus dem Druckkopf, respektive den Druckdüsen ausgestoßen wird, die auf der Dekorationsfläche trocknet. Diese Trocknung kann je nach Art der Tinte z. B. thermisch oder mittels einer UV-Bestrahlung erfolgen. Zur genauen Festlegung einer vorgegebenen Farbmenge an einem vorgegebenen Dekorationspunkt des Objektes kann vorge- sehen sein, dass über das Steuerprogramm an dem Druckkopf für die jeweilige Druckdüse die Tropfengröße und/oder die Tropfenanzahl festgelegt werden.
Es kann zweckmäßig sein, wenn das zur Verfügung stehende Zeit- fenster für die Bedruckung eines Dekorationspunkts auf der Dekorationsfläche für alle Dekorationspunkte im Wesentlichen konstant ist, sodass die Relativbewegung von Druckkopf und Objekt auch gleichförmig erfolgen kann, was den konstruktiven Aufwand für die Durchführung des Verfahrens stark vermindert. In Abhängigkeit des jeweiligen Dekorationspunktes, beispielsweise in Abhängigkeit der am jeweiligen Dekorationspunkt zu platzierenden Farbmenge, kann das Zeitfenster mehr oder weniger für den Druckvorgang ausgenutzt werden. Insofern kann die jeweilige Druckzeit für die Dekorationspunkte variieren, wobei die maximale Druckzeit durch das besagte Zeitfenster beschränkt ist.
Es kann zweckmäßig sein, wenn die für einen Dekorationspunkt des Objektes ausgegebene Farbmenge abhängig von dem Höhenprofil oder der Topografie der Dekorationsfläche am Dekorationspunkt ermittelt wird. Hierdurch können die Einflüsse des Höhenprofils auf die Ablagerung der Tinte an dem jeweiligen Dekorationspunkt berücksichtigt werden. Für die Ablagerung der Tinte an einem vorgegebenen Dekorationspunkt kann beispielsweise auch die Krümmung der Dekorationsfläche am besagten Dekorationspunkt eine Rolle spielen. Insofern kann es zweckmäßig sein, wenn die für einen Dekorationspunkt der Dekorationsfläche ausgegebene Farbmenge abhängig von dem Winkel zwischen einer Tangente bzw. einer Tangentialflache zur Dekorationsfläche und einer Farbausstoßrichtung aus dem Druckkopf am Dekorationspunkt ermittelt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise der Einfluss der Gravitation aufgrund der Topografie an dem gegebenen Dekorationspunkt berücksichtigt werden. In einer besonderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, die Viskosität der ausgestoßenen Tinte in Abhängigkeit des Höhenprofils der Dekorati- onsflache einzustellen. Beispielesweise kann durch die Einstellung der Temperatur eines die Druckdüse verlassenden Tropfens die Viskosität dieses Tropfens und damit die Ausbreitung des Tropfens auf der Dekorationsfläche verändert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann an jedwede Druckaufgabenstellung angepasst werden und beispielsweise genutzt werden, um eine homogene und gleich bleibende Lackdicke über die gesamte Dekorationsfläche trotz des Vorliegens eines ungleichförmigen Höhenprofils der Dekorationsfläche zu realisieren. Andererseits liegt es auf im Rahmen der Erfindung, bestimmte Abschnitte der Dekorationsfläche mit einer bestimmten Lackdicke zu belegen, welche sich von der Lackdicke anderer Bereiche unterscheidet.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Druckkopf feststehend angeordnet ist und das Objekt zum Druckkopf im Wesentlichen gleichförmig bewegt wird. Dabei ist die Bewegung des Objektes an die Druckgeschwindigkeit angepasst, d.h. die Druckgeschwindigkeit ist mit der Relativgeschwindigkeit zwischen Druckkopf und Objekt synchronisiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur zum Aufbringen eines einzelnen Lackes oder einer einzelnen Farbe, sondern kann grundsätzlich auch verwendet werden, um mit der Topografie der Dekorationsfläche korrelierte Farben oder Lacke aufzubringen. Beispielsweise kann es nützlich sein, mit der Verwendung von mehreren Druckköpfen unterschiedliche Lacke oder Farben auf unterschiedliche Abschnitte der Dekorationsfläche, jeweils abhängig von der jeweiligen Topografie der Abschnitte aufzubringen. In dem schon beschriebenen Beispiel des Lackie- rens des Bodens einer Getränkedose kann beispielsweise der Boden mit einem ersten Lack in erfindungsgemäßer Weise bedruckt und in einem zweiten Schritt auf die Standfläche ein zweiter, besonders abriebfester Lack aufgebracht werden.
Wie beschrieben ist es ohne weiteres möglich, dass vorbestimmte Abschnitte der Dekorationsfläche mit unterschiedlichen Farb- sollschichtdicken belegt werden, sodass eine hohe Farbauftra- gung nur in solchen Bereichen durchgeführt wird, bei welchen dies notwendig ist und in anderen Bereichen Farbe bzw. Lack eingespart werden kann.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn der Typ des zu dekorierenden Objektes automatisch erfasst wird und abhängig von dem erfassten Typ ein diesem zugehöriges, vorbestimmtes Drucksteuerprogramm zum vorgegebenen Bedrucken der Dekorationsfläche des erfassten Objektes ausgewählt wird. Werden beispielsweise verschiedene Behälter mit unterschiedlichen Formen bzw. Höhenprofilen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dekoriert, kann das Verfahren automatisch mit dem an den jeweiligen Behälter angepassten Druckprogramm ausgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch für eine Dekoration, bei welcher in einem ersten Druckvorgang die Dekorationsfläche des Objektes homogen mit einer Grundierung versehen wird und in einem zweiten Druckvorgang mit einem nachgeschalte- ten Druckkopf die Farbe inhomogen und von der Topografie der Dekorationsfläche abhängig aufgebracht wird.
Um die Steuerung des Druckkopfs und die relative Bewegung von Druckkopf und Objekt ohne hohen Aufwand durchführen zu können, kann vorgesehen sein, dass das Objekt entlang einer geradlinigen Bahn zum Druckkopf bewegt wird. In solchen Fällen, in wel- chen das Objekt bzw. die Dekorationsfläche rotationssymmetrisch um eine Achse ausgebildet ist, welche senkrecht zu dieser Bahn verläuft, reicht eine einfache Seitenführung des Objektes aus, um das Objekt relativ zum Druckkopf in definierter Weise vor- beizuführen.
Um den Druckvorgang bei jedem Objekt in definierter Weise zu starten, kann vorgesehen sein, dass die relative Lage der Dekorationsfläche zum Druckkopf ermittelt und beim Erreichen einer vorgegebenen Solllage der Druckvorgang durch das Abrufen des Steuerprogramms gestartet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für die Gestaltung von mehrfarbigen Dekorationsflächen durch den Einsatz von mehreren, in Reihe geschalteten Druckköpfen ausführbar. Darüber hinaus können auch Bilder oder Beschriftungen auf die ein Höhenprofil aufweisende Dekorationsfläche aufgebracht werden. Mit Bezug auf die Lackierung eines Bodens einer Getränkedose kann das erfindungsgemäße Verfahren auch genutzt werden, nur die Standfläche der Dose, welche auch selbst ein Höhenprofil aufweist, zu lackieren.
Vorrichtungsseitig löst die Erfindung die obige Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Dekorieren eines, eine zu dekorierende unebenen Fläche aufweisenden Objektes mit einem digitalen, berührungslos arbeitenden und von einer Steuereinrichtung gesteuerten Druckkopf zur Ausgabe von Farbe auf die Dekorationsfläche. Dieser Druckkopf kann beispielsweise als Tintenstrahl- druckkopf ausgebildet sein und eine oder mehrere hintereinander angeordnete Druckdüsenzeilen aufweisen.
Es kann zweckmäßig sein, wenn die Vorrichtung einen optischen Sensor aufweist, welcher eine Identmarke am Objekt erfasst, wobei im Ansprechen auf diese Erfassung der Druckvorgang ge- startet werden kann. In einer besonderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass die Identmarke zur Erfassung der Ist-Orientierung des Objektes zum Druckkopf dient und mittels einer Ausrichteinheit das Objekt vor dem Starten des Druckvorganges in eine Soll-Orientierung zum Druckkopf gebracht wird.
Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren erläutert, wobei
Fig. Ia ein beispielhaftes Objekt in Form einer Getränkedose in einer Schnittdarstellung,
Fig. Ib die in Fig. 1 gezeigte Getränkedose in einer Bodenansicht,
Fig. 2a eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Druckvorrichtung in einer Seitenansicht,
Fig. 2b die in Fig. 2a dargestellte Druckvorrichtung in einer Aufsicht,
Fig. 3 im Detail die Seitenführung des Objektes in einer erfindungsgemäßen Druckvorrichtung und
Fig. 4 eine Detailansicht der Standfläche des in Fig. Ia dargestellten Objektes
zeigt .
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Lackierung des Bodens einer Getränkedose beschrieben. Eine solche Getränkedose ist in der Regel zweiteilig gestaltet und umfasst einstückig einen über eine Zieh-Streckumformung hergestellten Dosenkorpus, welcher nach der Befüllung mit einem Deckel verschlossen wird. Im Folgenden kann dieser Deckel unbeachtet bleiben, da die Erfindung mit Bezug auf die Lackierung des Dosenbodens beschrieben wird. Fig. Ia zeigt den auf dem Kopf stehenden Dosenkörper in einer Schnittdarstellung, Fig. Ib zeigt eine Aufsicht auf den Dosenboden. Der Dosenkörper 10 setzt sich aus einer Mantelfläche 11 und dem eigentlichen Boden 12 zusammen, wobei ein Übergangsbereich 16 vorgesehen ist. Mittig zur Achse weist der Boden einen domförmigen Abschnitt 13 auf, der radial nach außen in einen Standbereich 14 in Form einer ringförmigen Ausbuchtung oder Wulst übergeht. Die Extrempunkte, d.h. die tiefsten Punkte in der Basis der Ausbuchtung verlaufen auf einem Kreis 15.
Bei der Belackung des Bodens 12 ist die Aufbringung des Lacks im Standbereich 14 kritisch, da dieser Bereich mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Wünschenswert wäre eine besonders dicke Lackschicht im Standbereich, während die Lackschicht im Dombereich 13 dünner ausfallen kann.
Mit der in den Figuren 2a und 2b gezeigten erfindungsgemäßen Druckvorrichtung können diese Anforderungen erfüllt werden. Die Vorrichtung umfasst als wesentliche Bestandteile ein von einem Antrieb 40 angetriebenes Transportband 30, welches die auf dem Kopf stehenden Dosenkörper 10 gleichförmig und auf einer geradlinigen Bahn in die Richtung des Pfeils B bewegt. In Bewegungsrichtung hintereinander angeordnet sind bei der in den Figuren 2a und 2b dargestellten Druckvorrichtung eine Sensoreinrichtung 50, ein Tintenstrahldruckkopf 70, eine Trocknungsstation 90 mit einer UV-Röhre, ein weiterer Sensor 60, ein weiterer Tintenstrahldruckkopf 80 sowie eine weitere Trocknungsstation 100, welche 2 UV-Röhren aufweist, die in Bewegungsrichtung hinter- einander und mit ihrer jeweiligen Längsachse senkrecht zur Bewegungsrichtung des Transportbandes angeordnet sind.
Die beiden Sensoren 50, 60, die beiden Tintenstrahldruckkopfe
70, 80 und der Antrieb 40 für das Transportband 30 sind mit einer zentralen Steuereinrichtung 20 verbunden. Der einzeilige
Tintenstrahldruckkopf 70 wird dabei zur Bedruckung des gesamten Bodens 12 einschließlich des Dombereichs 13, des Standbereichs 14 und des Übergangsbereichs 16 verwendet, während der nachgeschaltete einzeilige Tintenstrahldruckkopf 80 allein zur nochmaligen Bedruckung des Standbereichs 14 dient. Beide Druckköpfe weisen jeweils eine Zeile von 550 äquidistant beabstandeten Düsen auf einer Länge von 70 mm auf, wobei jede Druckdüse zur Ausgabe von Tinte einzeln ansteuerbar ist.
Der gesamte Ablauf des Druckverfahrens soll im Folgenden be- schrieben werden. Die Dosen 10 werden in einer nicht dargestellten Eingabestation auf das Transportband gestellt und bewegen sich hintereinander in Transportrichtung B. Die Transportgeschwindigkeit des Transportbandes 30 ist dabei an die Druckgeschwindigkeit der Druckköpfe 70, 80 angepasst und in der beschriebenen Ausführungsform zu jedem Zeitpunkt konstant, solange das Transportband bewegt wird. Soweit der als Lichtschranke ausgebildete Sensor 50 die Annäherung einer Dose 10 erfasst, wird das entsprechende Sensorsignal von der Steuereinrichtung 20 dazu verwendet, den Druckkopf 70 unter Berücksich- tigung des Abstandes von Sensor 50 zum Druckkopf 70 und der Geschwindigkeit des Bandes 30 zum Bedrucken des gesamten Bodens 12, siehe Fig. Ib anzusteuern. Da die Getränkedose zu deren Längsachse drehsymmetrisch gestaltet ist, ist mit der Erfassung der Dose durch die Lichtschranke die relative Lage der zu deko- rierenden Fläche zum Druckkopf ermittelt.
Die Steuereinrichtung 20 ruft dabei ein vorher erstelltes und abgespeichertes Steuerprogramm zum Steuern des Druckkopfes 70 ab, bei dessen Erstellung das Höhenprofil des Bodens zur Fest- legung der Tintenmenge für jeden einzelnen Druckpunkt auf dem Boden berücksichtigt wurde. In der beschriebenen Ausführungsform geht bei der Festlegung des Steuerprogramms der Abstand des jeweiligen Druckkopfes zum jeweiligen Druckpunkt und die Neigung des Bodens am Druckpunkt zur Tintenstrahlrichtung ein. Eine gleich bleibende Farbschichtdicke wird dabei im Dombereich 13 und im Übergangsbereich 16 angestrebt, wobei die Farbsoll- schichtdicke im Bereich der Standfläche 14 möglichst groß eingestellt ist. Dies wird beim Drucken dadurch umgesetzt, dass eine Druckdüse, die zur Bedruckung eines Druckpunktes innerhalb der Standfläche 14 angesteuert werden soll, zum Ausstoß einer möglichst großen Farbmenge angesteuert wird. In der beschriebenen Ausführungsform werden Druckköpfe verwendet, welche sowohl die Ausstoßmenge als auch die Tropfenzahl der für jede'n Druckpunkt ausgegebenen Tinte variieren können.
Um im Bereich des Doms und im Übergangsbereich eine im Wesentlichen konstante Farbschichtdicke zu erzeugen, ist bei der Erstellung des Drucksteuerprogramms die jeweilige Krümmung der Abschnitte sowie die Entfernung des Druckpunktes zur Druckdüse berücksichtigt. Hierauf wird mit Bezug auf die Figur 4 unten- stehend noch näher eingegangen.
Nach der ersten Bedruckung der Dose 10 durch den Druckkopf 70 wird die Dose über das Transportband 30 zur Trocknungsstation 90 bewegt, in welcher eine Vortrocknung der aufgebrachten Tinte vor der zweiten Bedruckung erfolgt. Wie oben beschrieben, bewegt sich das Band mit konstanter Geschwindigkeit, insofern ist die Strahlungsleistung der UV-Röhre in der Trocknungsstation 90 so eingestellt, dass die gewünschte Vortrocknung der Tinte erfolgen kann, während sich die Dose unter der UV-Röhre hin- durchbewegt.
Nachfolgend wird die Dose vollständig aus der Trocknungsstation 90 heraustransportiert und wird von der zweiten Lichtschranke 60 erfasst, die ein entsprechendes Signal an die Steuereinrich- tung 20 abgibt, welche dann den zweiten Druckkopf zum nochmaligen Bedrucken des Standbereichs 14 der Dose 10 ansteuert. Das Drucksteuerprogramm für den Druckkopf 80 unterscheidet sich insofern von dem Steuerprogramm des Druckkopfs 70. Bei der zweiten Bedruckung werden in der Druckzeile des Druckkopfs 80 jeweils immer nur die Druckdüsen zur Ausgabe von Tinte angesteuert, welche gerade Druckpunkten der Standfläche 14 zugeord- net sind. Darüber hinaus wird die Menge der abgegebenen Tinte für einen einzelnen Druckpunkt in der Standfläche 14 auch in Abhängigkeit von der Krümmung am Dekorationspunkt, d.h. von der Topografie berechnet und in Abhängigkeit von dem Abstand der Druckdüse zum Dekorationspunkt. Nach der zweiten Bedruckung der Standfläche 14 wird die Dose in eine zweite Trocknungsstation 100 hineinbewegt, welche in Bewegungsrichtung länger ausgebildet ist und insofern eine größere Verweildauer der Dose zur vollständigen Trocknung der insgesamt aufgebrachten Tinte be- reitstellt. Die Begriffe hier verwendeten Begriffe Tinte, Farbe bzw. Lack sind als synonym zu verstehen.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung der in Fig. 2b gezeigten Druckvorrichtung entlang den Linien III-III. Zu erkennen ist eine Dose 10, welche sich gerade abschnittsweise unterhalb des Tintenstrahldruckkopfs 70 befindet. Der Druckkopf weist die schon beschrieben einzelne Druckzeile 71 auf, welche die Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckdüsen 72 umfasst. Die Druckzeile ist in ihrer Breite an den Durchmesser der Getränke- dose 10 angepasst, sodass der Übergangsbereich 16, der Standbereich 14 sowie der Dombereich 13 des Bodens 12 der Dose 10 bedruckt werden kann, siehe Figuren Ia, Ib. In der dargestellten Momentaufnahme sind alle Düsen zur Abgabe von Tinte angesteuert .
Um die Dosen 10 zur Druckzeile 71 seitlich auszurichten, ist eine Seitenführungseinrichtung vorgesehen, die der Einfachheit halber in den Figuren 2a, 2b nicht dargestellt ist. Diese umfasst drehbare Walzen 110, die an zugeordneten Walzenhaltern 120 befestigt sind. Die Drehachsen der Walzen verlaufen parallel zu den Längsachsen der Dosen. Die Dosen werden zwischen den Führungswalzen mit einem sehr geringen Spiel seitlich gehalten und damit zum Druckkopf ausgerichtet. Da der Bodenbereich der hier bedruckten Getränkedose rotationssymmetrisch um deren Längsachse ist, erübrigt sich eine Drehorientierung der Dose vor dem Druckvorgang. Um zu vermeiden, dass sich die Dose beim Transport auf dem Transportband 30 dreht, ist in nicht dargestellter Weise vorgesehen, dass die Dose auf dem Transportband drehsicher, beispielsweise mittels einer Vakuumansaugung gehalten ist. Dabei ist die Vakuumansaugung erst wirksam, nachdem die Dosen zur Druckzeile 71 ausgerichtet sind.
In nicht dargestellten Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Druckvorrichtung noch weitere Druckköpfe, insbesondere auch mehrzellige Druckköpfe aufweisen.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird im Folgenden eine beispielhafte Berücksichtigung des Höhenprofils der zu dekorierenden Fläche bei der Bedruckung derselben bzw. bei der Erstellung eines Steuerprogramms zur Ansteuerung eines Druckkopfes beschrieben. Die Figur zeigt den in Fig. Ia dargestellten Ausschnitt S im Detail, wobei zusätzlich der gerade gedruckte Druckpunkt P, die Tangente t am Druckpunkt P, die Strahlrichtung T der vom Druckkopf ausgegebenen Tinte sowie der Abstand d der jeweiligen Druckdüse zum Druckpunkt P dargestellt sind. Die in der Figur 4 dargestellte horizontale Linie gibt insofern die relative Lage der Druckzeile zur Dekorationsfläche wieder.
Zwischen der Tangente t und der Strahlrichtung T ergibt sich ein Winkel α. Um den Einfluss der Krümmung des Bodens am Punkt T zu berücksichtigen, ist in der beschriebenen Ausführungsform vorgesehen, dass die auszugebende Tintenmenge skaliert wird mit dem Faktor l/sin (α) an jedem Druckpunkt der zu dekorierenden Fläche für einen vorgegebenen Bereich von α. Zusätzlich kann die auszugebende Tintenmenge skaliert werden mit einem Faktor (d-c) , wobei c eine Konstante ist.
In nicht dargestellten Ausführungsformen können auch andere berührungslos und digital arbeitende Druckeinrichtungen verwendet werden, beispielsweise Elektrofotografiedruck- oder eine Magnetografiedruckeinrichtungen .
Bezugszeichenliste
10 Dosenkörper
11 Mantelfläche
12 Boden
13 Dom
14 Standbereich / Sicke
15 Kreis am Boden der Sicke
16 Übergangsbereich
20 Steuereinrichtung
30 Transportband
40 Antrieb
50,
60 Sensor
70 Tintenstrahldruckkopf
71 Druckzeile
72 Druckdüse
80 Tintenstrahldruckkopf
90,
100 Trocknungsstation
110 Führungswalzen
120 Walzenhalter α Winkel zwischen Strahlrichtung T und Tangente t
B Bewegungsrichtung der Getränkedose d Abstand zwischen Druckdüse und Druckpunkt
P Druckpunkt
S Ausschnitt
T Strahlrichtung der Tinte t Tangente

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Dekorieren einer unebenen Fläche an einem formstabilen Objekt, insbesondere zum Dekorieren eines Bodens (12) einer Getränkedose, wobei das zu dekorierende Objekt und ein digital und berührungslos arbeitender Druckkopf während des Druckvorganges relativ zueinander bewegt werden, und der Druckkopf (70, 80) von einer Steuereinrichtung (20) zur Ausgabe von Farbe angesteuert wird, mit den Schritten:
- Erstellen eines Steuerprogramms zum Steuern des Druck- köpfes in Abhängigkeit des Höhenprofils der unebenen Dekorationsfläche (13, 14, 16) des Objektes;
- Erfassen der relativen Lage der Dekorationsfläche des Objektes zum Druckkopf (70, 80) ;
- Ansteuern des digitalen Druckkopfes mit dem erstellten Steuerprogramm.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Dekoriervorgang eine Farbsoll- schichtdicke in Abhängigkeit vom Ort auf der unebenen De- korationsfläche (13, 14, 16) des Objektes festgelegt wird und das Steuerprogramm in Abhängigkeit des vorgegebenen Höhenprofils der Dekorationsfläche (13, 14, 16) und der Farbsollschichtdicke erstellt wird, wobei der digitale Druckkopf mit dem erstellten Steuerprogramm im Ansprechen auf die Topografie der unebenen Dekorationsfläche (13, 14, 16) zum Erzeugen der vorgegebenen Farbsollschichtdicke in Abhängigkeit vom Ort auf der Dekorationsfläche des Objektes gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass beim Dekoriervorgang eine Mehrzahl von Druckdüsen (72), insbesondere eine Mehrzahl von Tintenstrahldüsen unabhängigen voneinander angesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass einem vorgegebenen Dekorationspunkt in der Dekorationsfläche (13, 14, 16) des Objektes zumindest eine Druckdüse (72) zugeordnet wird, aus welcher eine vorgegebene Farbmenge zur Erzielung der vorgegebene Farbsoll- schichtdicke an dem vorgegebenen Dekorationspunkt (P) ausgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , das s die Farbe als Flüssigkeit aus dem Druckkopf ausgestoßen wird, welche auf der Dekorationsfläche (13, 14, 16) trocknet und dass die Aufbringung einer vorgegebenen Farbmenge an einem Dekorationspunkt (P) des Objektes durch die Wahl der Tropfengröße und/oder durch die Wahl der Tropfenanzahl der ausgegebenen Farbe festgelegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass das für den Druck der Dekorationspunkte auf der Dekorationsfläche (13, 14, 16) zur Verfügung stehende, jeweilige Zeitfenster im Wesentlichen konstant ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für einen Dekorationspunkt (P) des Objektes auszugebende Farbmenge abhängig von der Topographie der Dekorationsfläche (13, 14, 16) am Dekorationspunkt ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die für einen Dekorationspunkt (P) der De- korationsfläche (13, 14, 16) auszugebende Farbmenge abhängig von dem Winkel (α) zwischen einer Tangente (t) bzw. einer Tangentialflache zur Dekorationsfläche (13, 14, 16) und einer Farbausstoßrichtung (T) aus dem Druckkopf (70, 80) am Dekorationspunkt ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet , das s der Druckkopf (70, 80) feststehend angeordnet ist und das Objekt zum Druckkopf im Wesentlichen gleichförmig bewegt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , dass der Druckkopf (70, 80) derartig angesteuert wird, dass die Farbschichtdicke über die Dekorationsfläche (13, 14, 16) unabhängig von der To- pographie der Dekorationsfläche im Wesentlichen konstant ist .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , dass die Druckgeschwindigkeit mit der Relativgeschwindigkeit von Druckkopf (70, 80) und Objekt (10) synchronisiert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , dass unterschiedliche, mit der Topographie der Dekorationsfläche (13, 14, 16) korrelierte Farben aufgebracht werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet , dass zumindest zwei vorbestimmte Bereiche der Dekorationsfläche ( (13, 16; 14) mit Farbe unterschiedlicher Farbsollschichtdicken belegt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , dass der Typ des zu dekorieren- den Objektes erfasst wird und abhängig von dem erfassten Objekt ein diesem zugehöriges Druckersteuerprogramm ausgewählt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , dass nach einem ersten Druckvorgang, bei welchem die Dekorationsfläche des Objektes insbesondere homogen dekoriert wird, ein zweiter Druckvorgang durchgeführt wird, bei welchem Farbe inhomogen und von der Topographie der Dekorationsfläche abhängig durch einen zweiten digitalen, berührungslos arbeitenden Druckkopf" (80) aufgebracht wird, welcher dem ersten digitalen Druckkopf (70) nachgeschaltet ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , dass das Objekt (10) entlang einer vorgegebenen Bahn, insbesondere einer geradlinigen Bahn relativ zum Druckkopf (70, 80) bewegt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge kennzeichnet , dass die relative Lage des
Druckkopfes (70, 80) zur Dekorationsfläche (13, 14, 16) des Dekoriervorganges erfasst und daraufhin der Dekoriervorgang gestartet wird.
18. Vorrichtung zum Dekorieren eines Objektes mit einer zu dekorierenden unebenen Fläche, insbesondere zum Dekorieren eines Bodens (12) einer Getränkedose, mit einem digitalen, berührungslos arbeitendem und von einer Steuereinrichtung (20) gesteuerten Druckkopf (70, 80) zur Ausgabe von Farbe auf die Dekorationsfläche und einer Einrichtung zur Er- Stellung eines Steuerprogramms zum Steuern des Druckkopfes in Abhängigkeit des Höhenprofils der unebenen Dekorationsfläche des Objektes.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn- zeichnet , das s der Druckkopf als Tintenstrahl- druckkopf (70, 80) ausgebildet ist und zumindest eine Reihe von Tintenstrahldüsen aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeich- net durch einen Sensor (50, 60) zur Erfassung der Lage eines Objekts.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in Bewegungs- richtung (B) des Objektes hintereinander angeordnete Druckköpfe (70, 80) .
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