DE102009003445B4

DE102009003445B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken einer Bahn

Info

Publication number: DE102009003445B4
Application number: DE102009003445A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Theodor Hymmen Verwaltungs GmbH
Current assignee: Hymmen GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2029-02-06
Also published as: DE102009003445A1

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bedrucken einer Bahn (4), insbesondere aus Papier, wird zunächst eine zu bedruckende Bahn (4) von einer Vorratsrolle (5) abgewickelt. Ferner wird ein Abschnitt der Bahn (4) an einem Schlitten (2) fixiert, wobei der Schlitten (2) relativ zu einer Farbauftragseinrichtung (13) in eine Vorschubrichtung verfahren wird, um einen streifenförmigen Abschnitt auf die Bahn (4) zu drucken. Anschließend wird der bedruckte Abschnitt der Bahn (4) auf einer Rolle (12) aufgewickelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken einer Bahn, insbesondere aus Papier.
Es sind Druckverfahren bekannt, bei denen ein Bedrucken eines bahnförmigen Materials auf einer Tiefdruckmaschine mit hohen Geschwindigkeiten stattfindet, wobei die Bahn von einer Vorratsrolle abgewickelt und dann wieder auf einer Rolle aufgewickelt wird. Solche Tiefdruckverfahren eignen sich für große Losgrößen. Sobald das zu bedruckende Bild variiert werden soll, sind solche Tiefdruckmaschinen relativ unflexibel.
Um das Druckbild schnell verändern zu können, sind Digitaldruckmaschinen insbesondere mittels Tintenstrahlverfahren (Ink-Jet) bekannt. Diese arbeiten deutlich langsamer, meist mit etwa 5 bis 10 m²/h. Dabei ist auch die Bahnführung problematisch. Dies umsomehr, wenn wässrige Druckfarben eingesetzt werden, da dann durch Wellenbildung in der Papierbahn ungenaue Druckbilder und Farbverluste entstehen können. Zudem soll das bedruckte Material nachträglich häufig noch beschichtet werden, insbesondere wenn das Papier als Dekorpapier auf Paneele beschichtet wird und dann eine Verschleißschutzschicht aufgebracht wird.
Die WO 2004/033218 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Bedrucken von in Vorschubrichtung bewegbaren Gegenständen, wobei hierfür ein Bandstreifen an einem Druckkopf vorbeibewegt wird. Der Druckkopf ist mit einem Antrieb versehen und kann sowohl in Vorschubrichtung als auch entgegen der Vorschubrichtung des zu bedruckenden Gegenstandes bewegt werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken einer Bahn zu schaffen, die ein hohes Maß an Flexibilität bieten und ein Druckbild mit hoher Qualität erzeugen. Zudem soll eine Beeinflussung des Druckbildes durch Wellenbildung vermieden werden. Gleichzeitig soll eine deutlich höhere Kapazität erzielt werden, als nach dem Stand der Technik, also mehr als 300 m²/h, bevorzugt mehr als 600 m²/Std.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 4 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine zu bedruckende Bahn von einer Vorratsrolle abgewickelt und dann an einem verfahrbaren Schlitten fixiert. Der Schlitten wird dann relativ zu einer Farbauftragseinrichtung in Vorschubrichtung bewegt, um einen streifenförmigen Abschnitt auf den fixierten Abschnitt der Bahn zu drucken. Nach dem Druckvorgang wird die Bahn auf einer Rolle aufgewickelt. Dadurch kann der Druckvorgang mit hoher Präzision erfolgen, weil die Bahn auf dem Schlitten fixiert und exakt positioniert ist. Es ist nicht erforderlich, die Bahn zwischen zwei Rollen zu spannen und dann in dem gespannten Zustand der Bahn den Druckvorgang durchzuführen. Vielmehr ist die Bahn auf dem Schlitten fixiert, der eben ausgebildet sein kann und über die Fläche verteilt eine Vielzahl von Fixiereinrichtungen aufweisen kann, so dass der Druckvorgang mit hoher Genauigkeit, z. B. im Bereich von weniger als 10 μm Abweichung erfolgt. Diese Genauigkeit ist nötig für ein optisch ansprechendes Druckbild. Bei einer bevorzugten Auflösung von mindestens 360 × 360 dpi ergibt sich ein Tröpfchenabstand von ca. 70 μm.
Vorzugsweise werden auf der Bahn nebeneinander mehrere streifenförmige Abschnitte gedruckt. Dabei kann der Vorteil genutzt werden, dass der Schlitten relativ zu der Farbauftragseinrichtung in eine Vorschubrichtung mehrfach hin- und zurückbewegt werden kann, so dass die Farbauftragseinrichtung relativ schmal ausgebildet sein kann, um auf die Bahn in mehreren streifenförmigen Abschnitten eine Bedruckung über die gesamte Breite vornehmen zu können. Dies reduziert die Kosten und den Aufwand für die Farbauftragseinrichtung. Um ein solches mehrfaches Hin- und Herbewegen des Schlittens durchführen zu können, ist vorzugsweise ein Abschnitt der zu bedruckenden Bahn in einer Speichereinrichtung bevorratet, wobei eine Speichervorrichtung sowohl vor als auch hinter dem Schlitten angeordnet sein kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Vorratsrolle vorgesehen, von der die zu bedruckende Bahn abwickelbar ist, wobei ein Abschnitt der Bahn an einem verfahrbaren Schlitten über eine Fixiereinrichtung fixierbar ist, so dass der Schlitten zusammen mit dem fixierten Abschnitt der Bahn relativ zu einer Farbauftragseinrichtung mit einer Vielzahl von ansteuerbaren Druckköpfen bewegt werden kann. Dadurch wird eine Materialbelastung der Bahn durch ein Spannen weitgehend vermieden, da der Schlitten zusammen mit dem fixierten Abschnitt der Bahn bewegt wird.
Vorzugsweise ist zwischen der Vorratsrolle und dem Schlitten eine erste Speichereinrichtung zur Bevorratung eines Abschnittes der zu bedruckenden Bahn vorgesehen. Die Speichereinrichtung kann dabei mindestens eine Tänzerrolle umfassen, die bewegbar in einer Führung gehalten ist. Vorzugsweise sind dabei mehrere Tänzerrollen vorgesehen, so dass die Bahn mäanderförmig in der Speichereinrichtung geführt ist. Die Länge des in der Speichereinrichtung gehaltenen Abschnittes ist dabei mindestens so groß wie der Schlitten, so dass der in der Speichereinrichtung bevorratete Abschnitt der Bahn genutzt werden kann, damit der Schlitten relativ zu der Farbauftragseinrichtung über die gesamte Länge hin- und her bewegt werden kann. Bei der Bewegung des Schlittens in Vorschubrichtung werden die Tänzerrollen so zueinander bewegt, dass sich ihr Abstand verringert und dadurch ein Teil der zu bedruckenden Bahn freigegeben wird. Dieser Teil wird beim Zurückfahren des Schlittens wieder aufgenommen. Dies ist insbesondere beim Bedrucken von Streifen vorteilhaft, die ein geringere Breite als die Bahn aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist eine optische Erfassungseinheit vorgesehen, um die Position des an dem Schlitten fixierten Abschnittes der Bahn zu überprüfen. Sollte der fixierte Abschnitt leicht gedreht bzw. verschoben sein, kann über eine zentrale Steuerung auch das Druckbild entsprechend variiert werden, beispielsweise die Farbauftragseinrichtung um einen Korrekturfaktor quer zur Vorschubrichtung bewegt werden. Zudem ist es auch möglich, das Bild gegebenenfalls um eine Achse zu drehen oder andere Korrekturmaßnahmen vorzunehmen. Dies ist insbesondere wichtig, wenn ein nahtloser (optisch nicht erkennbarer) Anschluss eines ersten bedruckten Abschnitts an einen nachfolgenden zweiten bedruckten Abschnitt gewünscht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A und 1B zwei Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bedrucken einer Bahn;
2A bis 2C mehrere Draufsichten auf die Vorrichtung der 1 ohne Speichervorrichtungen beim Druckvorgang, und
3A und 3B schematische Ansichten der Vorrichtung der 1 bei einer Bildkorrektur.
Eine Vorrichtung 1 zum Bedrucken einer Bahn, insbesondere aus Papier, einem Vliesstoff, sonstigen Textilien oder Kunststofffolie, umfasst einen Schlitten 2, der an einer Führungseinrichtung 3 mit zwei Schienen in Vorschubrichtung verfahrbar angeordnet ist. Zum Verfahren des Schlittens 2 ist ein Linearmotor vorgesehen, der den Schlitten 2 mit hoher Positionsgenauigkeit verfahren kann.
An dem Schlitten 2 ist eine Fixiereinrichtung vorgesehen, die aus einem Vakuumsystem gebildet ist, wobei an einer Oberfläche des Schlittens 2 eine Vielzahl von Saugöffnungen vorgesehen ist, an denen ein Abschnitt einer Bahn 4 fixiert werden kann. In einer alternativen Ausführungsform ist die Fixiervorrichtung als elektronische Aufladeeinheit ausgebildet, mit der die Bahn aufgeladen werden kann, und so elektrostatisch an dem Schlitten haftet. In einer alternativen Ausführungsform ist die Fixiervorrichtung als Klemmvorrichtung ausgebildet, vorzugsweise für Textilbahnen.
Die Bahn 4 wird von einer Vorratsrolle 5 abgewickelt und dann durch eine Speichereinrichtung 6 geführt. Die Speichereinrichtung 6 umfasst eine oder mehrere Tänzerrollen 7 und 8, die bewegbar an einer Führung gehalten sind, so dass die Lange des in der Speichereinrichtung 6 bevorrateten Abschnittes der Bahn 4 veränderbar ist. Hinter der Speichereinrichtung 6 ist die Bahn 4 an einer Umlenkrolle 14 zu dem Schlitten 2 geführt.
Hinter dem Schlitten 2 ist eine zweite Speichereinrichtung 9 mit bewegbaren Tänzerrollen 10 und 11 vorgesehen, in denen ein weiterer Abschnitt der Bahn 4 gespeichert werden kann. Zwischen der Speichereinrichtung 9 und dem Schlitten 2 ist eine Umlenkrolle 15 angeordnet. Die Bahn 4 wird nach der Speichereinrichtung 9 dann auf eine Rolle 12 aufgewickelt.
Um die Bahn 4 zu bedrucken, ist im Bereich des Schlittens 2 eine Farbauftragseinrichtung 13 vorgesehen, die als Digitaldrucker mit einer Vielzahl von Druckköpfen ausgebildet ist. Dabei kann die Farbauftragseinrichtung vier Druckköpfe für unterschiedliche Farben aufweisen, die in beliebiger Breite angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Farbauftragseinrichtung 13 jedoch schmaler als der Schlitten 2 ausgebildet, so dass die Bahn 4 in mehreren streifenförmigen Abschnitten bedruckt wird, so dass die Farbauftragseinrichtung 13 kompakt ausgebildet werden kann. Es ist natürlich auch möglich, die Farbauftragseinrichtung 13 über die gesamte Breite der Bahn 4 auszubilden.
In 2A ist die Vorrichtung 1 ohne Bahn 4 gezeigt, wobei eine Position des Schlittens 2 vor dem Druckvorgang dargestellt ist. Der Schlitten 2 wäre für einen Druckvorgang mit einem Abschnitt der Bahn 4 überdeckt, wobei die Farbauftragseinrichtung 13 vor dem Schlitten 2 angeordnet ist. Um einen Druckvorgang zu starten, wird der Schlitten 2 zusammen mit dem fixierten Abschnitt der Bahn in Vorschubrichtung bewegt, wie dies mit dem Pfeil angedeutet ist. Gleichzeitig wird die Vorratsrolle 5 abgewickelt und Material auf die Rolle 12 aufgewickelt.
Nach dem Aufdrucken eines ersten streifenförmigen Abschnitts 16 auf den fixierten Abschnitt der Bahn 4 (2B) wird der Schlitten 2 wieder zurückbewegt, also entgegengesetzt zur Vorschubrichtung. Gleichzeitig wird die Rolle 12 wieder rückwärts gedreht und die Vorratsrolle 5 ebenfalls zurückgedreht, um einen Abschnitt der Bahn 4 aufzuwickeln.
Um einen zweiten streifenförmigen Abschnitt auf den fixierten Abschnitt der Bahn 4 zu drucken, wird nun die Farbauftragseinrichtung 13 senkrecht zur Vorschubrichtung verfahren, wie dies durch den Pfeil in 2C dargestellt ist. Nach der Positionierung der Farbauftragseinrichtung 13 über dem noch nicht bedruckten Bereich des Abschnittes der Bahn 4 wird der Schlitten 2 wieder in Vorschubrichtung bewegt, um einen zweiten streifenförmigen Abschnitt neben den ersten streifenförmigen Abschnitt 16 zudrucken. Gleichzeitig wird die Vorratsrolle 5 wieder abgewickelt und entsprechend die Rolle 12 aufgewickelt.
In den 2A bis 2C sind keine Speichereinrichtungen 6 und 9 vorgesehen, so dass entsprechend die Bahn 4 auf den Rollen 5 und 12 auf- bzw. abgewickelt wird, während der Schlitten 2 verfahren wird. Sofern Speichereinrichtungen 6 und 9 vorgesehen sind, können die Rollen 5 und 12 während des Druckvorganges stillstehen oder nur eine geringfügige Drehbewegung ausführen.
In 3A und 3B ist die Bildkorrektur schematisch dargestellt. Beim Fixieren des Abschnittes der Bahn 4 auf dem Schlitten 2 kann es vorkommen, dass die Bahn 4 geringfügig versetzt angeordnet ist, so dass beim Aufdrucken ohne Korrektur ein schiefes Druckbild entstehen könnte. Mit 20 ist ein Druckbild auf der Bahn 4 dargestellt, wie es optimal ausgeführt ist. Das rechteckige Druckbild 20 verläuft mit der Längskante parallel zur Längskante der Bahn 4.
Ein schräggestelltes Druckbild 21 entsteht dann, wenn ein Abschnitt der Bahn 4 leicht schräggestellt fixiert ist, so dass ein Druckbild 21 aufgedruckt werden könnte, bei dem ein Winkel zwischen der Längskante des Druckbildes und der Längskante der Bahn 4 vorhanden ist. Ein weiteres fehlerhaftes Druckbild 22 besitzt zwar eine parallele Längskante zur Längskante der Bahn 4, allerdings ist ein seitlicher Versatz vorgesehen. Sollte ein solches Druckbild 22 aufgedruckt werden, bleibt randseitig ein Streifen an der Bahn 4 unbedruckt.
Um solche fehlerhaften Druckbilder 21 und 22 korrigieren zu können, ist eine optische Erfassungseinrichtung vorgesehen, mittels der die fixierte Position des Abschnittes der Bahn 4 sowie die genaue Position des ersten Druckbildes 20 erfasst werden kann. Gleichzeitig ist der Schlitten 2 in eine Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung geringfügig verfahrbar ausgebildet. Zudem kann eine Drehachse 25 an dem Schlitten 2 ausgebildet sein, so dass dieser geringfügig um die Achse 25 verschwenkt und dann fixiert werden kann. Dadurch können Winkelfehler wie bei dem Druckbild 21 ausgeglichen werden. Der Schlitten 2 kann dann nach der Fehlerkorrektur relativ zu der Farbauftragseinrichtung 13 verfahren werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn ein nahtloser (optisch nicht erkennbarer) Anschluss eines ersten bedruckten Abschnitts an einen nachfolgenden zweiten bedruckten Abschnitt gewünscht wird.

Claims

Verfahren zum Bedrucken einer Bahn (4), insbesondere aus Papier, mit den folgenden Schritten: – Abwickeln einer zu bedruckenden Bahn (4) von einer Vorratsrolle (5); – Fixieren eines Abschnittes der Bahn (4) an einem Schlitten (2); – Verfahren des Schlittens (2) relativ zu einer Farbauftragseinrichtung (13) in eine Vorschubrichtung und Bedrucken eines streifenförmigen Abschnittes (16), und – Aufwickeln der bedruckten Bahn (4) auf eine Rolle (12)
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nebeneinander angeordnete streifenförmige Abschnitte (16) bedruckt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem kompletten Bedrucken des auf dem Schlitten fixierten Abschnittes der Bahn die Fixierung aufgehoben wird, die Bahn um eine Schlittenlänge weiter transportiert wird, die Bahn erneut fixiert wird und sich der Druckvorgang wiederholt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils nachfolgend bedruckte Abschnitt der Bahn ohne einen optisch sichtbaren Übergang an den vorhergehend bedruckten Abschnitt angefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung und einer optischen Erkennungseinheit der Schlitten quer zur Vorschubrichtung und/oder um eine vertikale Drehachse so positioniert wird, dass ein Übergang von einem Druckbild zum nächsten nicht mehr erkennbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der zu bedruckenden Bahn (4) vor und hinter dem Schlitten (2) in einer Speichereinrichtung (6, 9) gehalten ist.
Vorrichtung zum Bedrucken einer Bahn, insbesondere aus Papier, mit einer Vorratsrolle (5), von der eine zu bedruckende Bahn (4) abwickelbar ist, einem verfahrbaren Schlitten (2), an dem über eine Fixiereinrichtung die zu bedruckende Bahn (4) fixierbar ist, und einer Farbauftragseinrichtung (13), die eine Vielzahl von ansteuerbaren Druckköpfen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorratsrolle (5) und dem Schlitten (2) eine erste Speichereinrichtung (6) zur Bevorratung eines Abschnittes der zu bedruckenden Bahn (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Speichereinrichtung (6) mindestens eine Tänzerrolle (7, 8) umfasst, die bewegbar an einer Führung gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der in der Speichereinrichtung (6) gehaltenen Abschnitte mindestens so lang wie der Schlitten (2) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Aufwickelvorrichtung (12) und dem Schlitten (2) eine zweite Speichereinrichtung (9) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbauftragseinrichtung (13) eine Vielzahl digital ansteuerbarer Druckköpfe aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbauftragseinrichtung (13) senkrecht zur Vorschubrichtung des Schlittens (2) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung ein Vakuumsystem aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung ein elektrostatisches System ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Erkennungseinheit vorgesehen ist, um die Anordnung des zu bedruckenden Abschnittes der Bahn (4) auf dem Schlitten (2) und/oder die Anordnung des vorangegangenen Druckbildes auf der Bahn zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (2) mit der Fixiereinrichtung für die Bahn für eine Korrekturbewegung schwenkbar und/oder quer zur Vorschubrichtung verschiebbar gelagert ist