[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Tintenstrahldruck
auf gekrümmte Oberflächen von Behältern, insbesondere von PET-Flaschen oder Glasflaschen.
[0002] Der Tintenstrahldruck auf Behälter, wie Getränkeflaschen und dergleichen, ist aufgrund
der Gestaltungsfreiheit bei der Umsetzung komplexer Druckmotive und der schnellen
Anpassbarkeit an unterschiedliche Produkte vorteilhaft. Aufgrund der meist gekrümmten
Behälteroberflächen und bei Verwendung zeilenartiger Druckköpfe, die wegen des geforderten
schnellen Durchsatzes in Getränkeabfülllinien üblich sind, treten jedoch unerwünschte
Abweichungen des erzeugten Druckbilds von der jeweiligen Vorlage auf, insbesondere
ein unpräziser Druck, der zu unsauberen Konturen im Druckbild führt.
[0003] Wie aus der
EP 1 435 296 A1, der
EP 0 385 624 A1 und der
WO 03 002349 hervorgeht, wurde bereits versucht, den Tintenstrahldruck auf gekrümmte Behälteroberflächen
durch präzises Führen der Druckköpfe und Oberflächen zu verbessern. Ungelöst bleiben
jedoch Probleme beim Druck auf unebene Behälterkonturen und bei Verwendung von Druckköpfen
mit mehreren hintereinander angeordneten Düsenzeilen. Insbesondere Probleme durch
unterschiedliche Druckabstände und versetzte sowie bezüglich der Behälteroberfläche
verkippte Düsenzeilen bleiben bei den beschriebenen Lösungsansätzen bestehen. Ein
Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
US 2007/0019017 A1 bekannt.
[0004] Es besteht daher der Bedarf für in dieser Hinsicht verbesserte Druckverfahren und
entsprechende Vorrichtungen.
[0005] Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Demnach wird
die zu bedruckende gekrümmte Oberfläche relativ zu wenigstens einer Düsenreihe bewegt,
die quer oder schräg zur Richtung der Relativbewegung ausgerichtet ist. Ferner werden
Tintentropfen zu Ausstoßzeitpunkten ausgestoßen, die für die einzelnen Tintentropfen
in Abhängigkeit des jeweiligen Druckabstands der ausstoßenden Düse eingestellt werden.
[0006] Die Ausstoßzeitpunkte lassen sich insbesondere durch Verschieben einzelner Bildpunkte
auf einer zu druckenden Bildvorlage in oder entgegen des Druckvorschubs einstellen.
Bildpunkte, die entgegen der Druckrichtung, die im Sinne eines Druckvorschubs zu verstehen
ist, verschoben sind, werden zu einem früheren Zeitpunkt gedruckt als nicht verschobene
Bildpunkte und umgekehrt. Es ist daher lediglich die Druckvorlage anzupassen, ohne
die Ausstoßzeitpunkte einzelner Düsen mittels separater Steuersignale individuell
verstellen zu müssen. Letzteres ist jedoch prinzipiell ebenso möglich.
[0007] Dadurch können Fehler beim Umsetzen zweidimensionaler Druckvorlagen in einen dreidimensionalen
Druck auf einfache Weise und bei flächig homogener Druckqualität reduziert oder kompensiert
werden. Derartige Fehler können von der Relativbewegung zwischen Druckkopf und zu
bedruckender Oberfläche verursacht werden, durch eine unterschiedliche Flugdauer der
Tintentropfen, durch unregelmäßige Oberflächen und/oder einen bauartbedingten Versatz
und schräges Auftreffen von Tintenstrahlen bezüglich einer vorgegebenen Druckposition.
Insbesondere PET-Flaschen und Glasflaschen können durch die Herstellung bedingt Maßtoleranzen
aufweisen, die erfindungsgemäß durch Anpassen der Ausstoßzeitpunkte kompensiert werden
können, um dennoch ein gewünschtes Druckbild zu gewährleisten. Bei Dosen, insbesondere
aus Blech, kann dies auch der Fall sein.
[0008] Die Relativbewegung entspricht hierbei im Wesentlichen einer Druckbewegung zwischen
Druckkopf und zu bedruckender Oberfläche im Sinne eines Vorschubs in Spaltenrichtung
oder Zeilenrichtung. Der Druckabstand kann für alle Düsen der Düsenreihe identisch
sein. Die Ausstoßzeitpunkte einer Düsenreihe können dann ebenfalls identisch sein.
[0009] Es sind wenigstens zwei Düsenreihen in der Bewegungsrichtung hintereinander liegend
vorgesehen, und die Ausstoßzeitpunkte werden in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen
den Düsenreihen eingestellt. Dadurch können Laufzeitunterschiede der Düsenreihen bis
zum Erreichen einer vorgegebenen Druckposition über der Objektoberfläche ausgeglichen
werden, ebenso Abweichungen der Flugbahnen von einer idealisierten, senkrechten Einfallsrichtung
der Tintentropfen auf die Objektoberfläche.
[0010] Bei einer besonders günstigen Weiterbildung werden die Ausstoßzeitpunkte ferner in
Abhängigkeit von einem jeweils mit der Oberfläche gebildeten Auftreffwinkel der Tintentropfen
eingestellt. Dadurch kann ein geometrischer Versatz einzelner Düsenreihen bezüglich
einer vorgegebenen Druckposition besonders genau berechnet und im Druckbild kompensiert
werden.
[0011] Es sind wenigstens zwei Düsenreihen in der Bewegungsrichtung hintereinander liegend
und beidseitig einer bezüglich der Hauptachse des Behälters radial ausgerichteten
Mittelposition vorgesehen, und die Ausstoßzeitpunkte der Tintentropfen werden ferner
in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen einer Transportbahn der Behälter und der
Mittelposition, einem Abstand zwischen der jeweiligen Düsenreihe und der Mittelposition,
und dem jeweiligen Radius des Behälters eingestellt. Diese Abstände definieren im
Wesentlichen die Katheten eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypothenuse durch
eine gedachte Verbindungslinie von der Hauptachse des Behälters zur jeweiligen Düsenreihe
ausgebildet wird.
[0012] Die Transportbahn ist beispielsweise eine Umlaufbahn eines Flaschentischs. Der Abstand
zwischen der Mittelposition und der Transportbahn ist beispielsweise bezüglich des
Teilkreises einer Umlaufbahn und/oder der Bewegungsbahn der Behälterhauptachsen definiert.
Die Mittelposition entspricht der gedachten Position einer radial ausgerichteten Düsenreihe.
Anhand der oben genannten Abstände lässt sich die Drucksteuerung besonders einfach
an unterschiedliche Behälterabmessungen und Behältertische anpassen.
[0013] Die Transportbahn der zu bedruckenden Behälteroberfläche kann sich von der Transportbahn
einer zugehörigen Halterung für den Behälter um eine Maschinendrehachse unterscheiden,
je nach Lage der Drehachse des Behälters bezüglich seines Querschnitts. Bei Behältern
mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt ist die Drehachse gleich der Längsachse
/ Hauptachse des Behälters. Wenn die Maschine taktweise betrieben wird, kann der Behälter
vor einem stationären Druckkopf angehalten werden und sich vor diesem drehen, was
die oben genannte Relativbewegung verursacht. Es kann auch zu Überschneidungen der
beiden Bewegungen kommen, wenn sich sowohl die Maschine als auch der auf Ihr befindliche
Behälter gleichzeitig drehen.
[0014] Wenn die Druckköpfe auf der sich drehenden Maschine angebracht sind, findet eine
Relativbewegung bevorzugt nur durch Drehung des Behälters um seine Längsachse statt.
Es wäre aber auch denkbar, dass die Druckköpfe mit einer anderen Umfangsgeschwindigkeit
als die Behälter transportiert werden. Es ist somit auch diesbezüglich eine kombinierte
Relativbewegung denkbar.
[0015] Vorzugsweise sind wenigstens zwei Düsenreihen in der Bewegungsrichtung hintereinander
liegend vorgesehen, und die Düsenreihen sind quer zur Bewegungsrichtung versetzt,
insbesondere um die Hälfte, beispielsweise bei einem Druckkopf mit zwei Düsenreihen,
oder ein Drittel, beispielsweise bei einem Druckkopf mit drei Düsenreihen, der jeweiligen
Druckauflösung entlang der Düsenreihen. Die Düsen drucken somit in die Druckzwischenräume
der jeweils vorlaufenden Düsen. Damit lässt sich die Druckqualität weiter optimieren.
[0016] Vorzugsweise wird die Oberfläche vor der Düsenreihe um eine Drehachse bewegt, und
der Druckabstand wird bezüglich einer um die Drehachse gebildeten abwickelbaren Mantelfläche
definiert. Dies vereinfacht die Berechnung eines geometrischen Versatzes der einzelnen
Düsenreihen.
[0017] Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung wird eine Druckvorlage zum Ansteuern
der wenigstens zwei Düsenreihen auf einer Abwicklung der Mantelfläche erstellt. Dies
erleichtert die Anpassung einer zweidimensionalen Druckvorlage an die gekrümmte Druckfläche.
[0018] Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Düsenreihe entlang
der Oberfläche bewegt, und der Druckabstand wird bezüglich wenigstens einer abwickelbaren
Fläche definiert, die parallel zu einer Symmetrieachse des zu bedruckenden Objekts
ausgerichtet ist. Damit lassen sich insbesondere auch nicht-rotationssymmetrische
Oberflächen mit verbesserter Genauigkeit bedrucken.
[0019] Erfindungsgemäß werden die Ausstoßzeitpunkte eingestellt, indem Bildpunkte eines
Druckmotivs auf einer Druckvorlage in der Bewegungsrichtung oder gegen die Bewegungsrichtung
verschoben werden und die wenigstens zwei Düsenreihen auf Grundlage der verschobenen
Bildpunkte angesteuert wird. Auf der Druckvorlage in Bewegungsrichtung zueinander
versetzte Bildpunkte werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten gedruckt. Die zugehörigen
Tintentropfen werden folglich zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgestoßen. Somit
können unterschiedliche Druckabstände der Düsen durch ein gezieltes Verzerren des
Druckmotivs auf der Druckvorlage in Bewegungsrichtung kompensiert werden.
[0020] Ergänzend könnten die Ausstoßzeitpunkte angepasst werden, indem einzelnen Düsen oder
einzelnen Bildpunkten einer Druckvorlage jeweils ein Zeitversatz zugeordnet wird und
die Tintentropfen unter Berücksichtigung des jeweils zugeordneten Zeitversatzes ausgestoßen
werden. Dadurch lässt sich ein Zeitversatz unabhängig von der Druckvorlage einzelnen
Düsen oder Düsenreihen zuordnen.
[0021] Vorzugsweise ist eine mittlere Düsenreihe in einer bezüglich der Hauptachse des Behälters
radial ausgerichteten Mittelposition vorgesehen, und die der mittleren Düsenreihe
zugeordneten Bildpunkte auf der Druckvorlage werden bezüglich der Bewegungsrichtung
nicht oder weniger verschoben werden als Bildpunkte, die bezüglich der Bewegungsrichtung
davor oder dahinter liegenden Düsenreihen zugeordnet sind. Die mittlere Düsenreihe
kann dann als Referenzposition bezüglich der Bewegungsrichtung verwendet und die Anpassung
der Ausstoßzeitpunkte vereinfacht werden.
[0022] Erfindungsgemäß werden die Bildpunkte auf der Druckvorlage, welche einer Düsenreihe
zugeordnet sind, die zum Zeitpunkt des Druckens bzw. Tintenausstoßes weiter weg von
der Mittelposition gelegen ist, weiter verschoben, als die Bildpunkte, welche einer
Düsenreihe zugeordnet sind, die sich näher an der Mittelposition befindet.
[0023] Insbesondere werden die Bildpunkte auf der Druckvorlage, welche einer Düsenreihe
zugeordnet sind, die zum Zeitpunkt des Druckens bzw. Tintenausstoßes weiter weg von
der Behälteroberfläche gelegen ist, weiter verschoben, als die Bildpunkte, welche
einer Düsenreihe zugeordnet sind, die sich näher an Behälteroberfläche befindet. Letzteres
betrifft insbesondere auch Düsen einer Düsenreihe, beispielsweise jeweils benachbarte
Düsen einer Düsenreihe, also Düsen mit einem Abstand in Längsrichtung des Behälters.
Dieses Prinzip trifft sowohl auf Druckköpfe mit gerader Anzahl von Düsenreihen als
auch auf Druckköpfe mit ungerader Anzahl von Düsenreihen zu. Weiterhin kann dieses
Prinzip insbesondere bei Behältern eingesetzt werden, welche Erhebungen und/oder Vertiefungen
aufweisen, deren Oberfläche von einem Nenndurchmesser der Außenoberfläche des Behälters
abweicht.
[0024] Weist der Druckkopf zwei, vier oder ein anderes ganzzahliges Vielfaches von zwei
Düsenreihen auf, so gibt es bevorzugt keine mittlere Düsenreihe.
[0025] Es kann auch vorkommen, dass die Bildpunkte auf der Druckvorlage, welche einer Düsenreihe
zugeordnet sind, in eine andere Richtung, insbesondere in die entgegen gesetzte Richtung,
verschoben werden als die Bildpunkte auf der Druckvorlage, welche einer anderen Düsenreihe
zugeordnet sind. Insbesondere sind diese zwei Düsenreihen dann auf entgegen gesetzten
Seiten der Mittelposition angeordnet.
[0026] Vorzugsweise werden die Ausstoßzeitpunkte der Tintentropfen an entlang des Behälterumfangs
vorgesehene konvexe und konkave Krümmungsradien angepasst. Damit lassen sich auch
strukturierte Oberflächen mit Erhebungen und Vertiefungen variabel und exakt bedrucken.
[0027] Die Ausstoßzeitpunkte könnten ferner auch in Abhängigkeit von der Flugdauer der Tintentropfen
und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der zu bedruckenden Oberfläche in Bewegungsrichtung
eingestellt werden. Ebenso lassen sich äußere Störeinflüsse, wie beispielsweise auf
Grund von Luftverwirbelungen, Gravitation und Reibung berücksichtigen. Insbesondere
kann eine unterschiedlich weite Relativbewegung der Oberfläche bezüglich der Düsenreihe
für unterschiedliche Druckabstände mit einer eigenen Korrekturfunktion ausgeglichen
werden. Tintentropfen werden auf Grund dieser Korrekturfunktion vorzugsweise um so
eher ausgestoßen je größer der Druckabstand ist.
[0028] Ferner könnte die Tropfengröße an einen mit der Objektoberfläche gebildeten Auftreffwinkel
der Tintentropfen angepasst werden. Dadurch lässt sich die gewünschte optische Dichte
der Tinte auf der Oberfläche auch für unterschiedliche Auftreffwinkel erzielen. Insbesondere
sind die Tropfen umso größer je schräger die Tintentropfen auf die Oberfläche treffen.
Die kleinste Tropfengröße ergibt sich hier bei rechtwinkliger Einfallsrichtung.
[0029] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt der Druckabstand 0,5 bis 20 mm, insbesondere
1 bis 7 mm. Damit lassen sich die meisten handelsüblichen Behälter mit einer verbesserten
Qualität bedrucken.
[0030] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ferner
einen Schritt zum Herstellen einer Druckvorlage, bei dem: ein vorgegebenen Bildraster
auf die zu bedruckende Oberfläche gelegt wird; ein Druckmotiv auf Grundlage des Bildrasters
gerastert wird; und das gerasterte Druckmotiv auf wenigstens eine abwickelbare Fläche
projiziert wird, um projizierten Bildpunkten des Druckmotivs Druckkoordinaten auf
einer Abwicklung der Fläche zuzuweisen. Dadurch lässt sich der Druck ausgehend von
dem auf das Objekt gerasterten Druckmotiv optimieren. Dies vereinfacht die Berechnung
und Anpassung einzelner Korrekturfunktionen beispielsweise zur Kompensation eines
geometrischen Versatzes einzelner Düsenreihen, von Flugzeitunterschieden, durch Behälterkonturen
verursachte Variationen des Druckabstands und dergleichen.
[0031] Mit dem Schritt zum Herstellen der Druckvorlage lässt sich außerdem eine eigenständige
Aufgabe lösen, nämlich Druckvorlagen überwiegend objektorientiert erstellen zu können.
Dies wird dadurch erzielt, dass das Druckmotiv zuerst aus gestalterischer Sicht an
das zu bedruckende Objekt angepasst werden kann und anschließend eine demgegenüber
gezielt verzerrte Druckvorlage erzeugt wird. Anders gesagt kann das Druckbild im noch
unverzerrten Zustand gemeinsam mit dem zu bedruckenden Objekt begutachtet und optimiert
werden.
[0032] Vorzugsweise wird das gerasterte Druckmotiv auf wenigstens eine Mantelfläche projiziert,
wobei der Projektionsursprung auf der Rotationsachse der Mantelfläche liegt. Dadurch
werden das Erstellen von Druckvorlagen und das Anpassen der Druckvorlagen an unterschiedliche
Druckabstände erleichtert.
[0033] Bei einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung wird der Schritt zum Herstellen
der Druckvorlage mittels eines dreidimensionalen Rechenmodells der zu bedruckenden
Oberfläche ausgeführt. Dies ermöglicht eine aus gestalterischer Sicht besonders komfortable
und vielseitige sowie eine Ressourcen schonende Optimierung des Druckbilds.
[0034] Die gestellte Aufgabe wird ferner gelöst mit einer Vorrichtung für den Tintenstrahldruck
auf gekrümmte Objektoberflächen, insbesondere Behälteroberflächen, mit den Merkmalen
des Anspruchs 15. Bevorzugte Weiterbildungen der Vorrichtung sind ferner zum Ausführen
der erfindungsgemäßen Weiterbildungen des beschriebenen Verfahrens ausgebildet.
[0035] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Behälters und einer Düsenzeile eines Druckkopfs,
gesehen in Druckrichtung;
Fig. 2 eine gegenüber der Fig. 1 um 90° seitlich geschwenkte Ansicht des Behälters
und des Druckkopfs;
Fig. 3 ein Schema zur Verdeutlichung unterschiedlicher Druckabstände und Flugzeiten
der Tintentropfen;
Fig. 4 ein Schema zur Verdeutlichung unterschiedlicher Druckdichten in Abhängigkeit
des Auftreffwinkels und der Tropfengröße;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Rasterprojektion auf eine abwickelbare
Fläche; und
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Behälters mit einem schematisch gerasterten Druckmotiv.
[0036] Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Tintenstahldruck auf Behälter 1, wie beispielsweise
Getränkeflaschen, beschrieben. Es eignet sich jedoch generell auch zum Bedrucken anderer
Objekte mit gekrümmten Oberflächen. Eine derartige Oberfläche 2 ist in der Fig. 1
schematisch als Abschnitt der Seitenwand des Behälters 1 dargestellt. Die Oberfläche
2 ist vor einem Druckkopf 3 mit Düsenreihen 4 um die Hauptachse 1' des Behälters 1
drehbar positioniert. Drucker mit entsprechenden Düsenreihen 4 und Positioniereinheiten
zum Ausführen einer Druckbewegung zwischen dem Druckkopf 3 und der zu bedruckenden
Oberfläche 2 können hierbei in bekannter Weise angeordnet werden. Erfindungsgemäß
werden diese mit einer (nicht dargestellten) Steuereinheit und/oder Auswerteeinheit
kombiniert, um die Druckzeitpunkte der Düsenreihen 4 und/oder einzelner an diesen
vorgesehener Düsen 4a abhängig vom jeweiligen Druckabstand einzustellen.
[0037] Wie die Fig. 2 erkennen lässt, sind beispielsweise wenigstens zwei Düsenreihen 4
in Druckrichtung 5 hintereinander angeordnet, so dass in der Fig. 1 nur eine der Düsenreihen
4 erkennbar ist. Angedeutet ist ferner eine optionale mittlere Düsenreihe 4', die
in einer Mittelposition M radial bezüglich der Hauptachse 1' des Behälters 1 ausgerichtet
ist. Die einzelnen Düsen 4a der Düsenreihen 4, 4' sind jeweils mit einem individuellen
Druckabstand 6 zur Oberfläche 2 angeordnet. Die Düsenreihen 4, 4' sind quer oder schräg,
insbesondere orthogonal, zur Druckrichtung 5 ausgerichtet und definieren eine maximale
Druckbreite B des Druckkopfs 3. Die Anzahl der dargestellten Düsenreihen 4, 4' und
der Düsen 4a ist hierbei lediglich beispielhaft. Ebenso könnten mehrere Druckköpfe
3 vorgesehen sein. Diese sind dann vorzugsweise parallel zur Hauptachse 1' miteinander
fluchtend angeordnet, insbesondere derart, dass die Düsenreihen 4 symmetrisch zur
Mittelposition M ausgerichtet sind bzw. eine gegebenenfalls vorgesehene mittlere Düsenreihe
4' exakt radial in der Mittelposition M ausgerichtet ist, wie dies in der Fig. 2 angedeutet
ist.
[0038] Wie die Fig. 2 ferner verdeutlicht, ist die Druckrichtung 5 im Sinne eines Druckvorschubs
durch die Relativbewegung zwischen dem Druckkopf 3 und der zu bedruckenden Oberfläche
2 im Bereich des Druckkopfs 3 definiert, in gezeigten Beispiel durch die Tangente
an eine Umfangslinie 2' der Oberfläche 2 an der Druckposition eines Bildpunkts P unterhalb
des Druckkopfs 3.
[0039] Die Ausstoßzeitpunkte der Tintentropfen 9 können beispielsweise in Abhängigkeit von
einem Abstand zwischen einer Transportbahn der Behälter 1 und der Mittelposition M,
einem Abstand zwischen der jeweiligen Düsenreihe 4 und der Mittelposition M, und dem
jeweiligen Radius r
x des Behälters 1 eingestellt werden. Diese Abstände definieren im Wesentlichen die
Katheten eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypothenuse durch eine gedachte Verbindungslinie
von der Hauptachse 1' des Behälters 1 zur jeweiligen Düsenreihe 4 ausgebildet wird.
In der Fig. 2 entsprechen diese Katheten der Strecke r
N + d
N bzw. der Strecke X/2.
[0040] In einem umfänglichen Teilbereich ist ferner eine alternative Umfangslinie 2" beispielhaft
angedeutet, die eine Behälteroberfläche mit konkaven und konvexen Krümmungen repräsentiert.
In diesem Fall variiert der Druckabstand 6 entlang des Umfangs des sich drehenden
Behälters 1. Bei bekannter Drehlage des Behälters 1 lässt sich der Ausstoß der Tintentropfen
9 erfindungsgemäß an Vertiefungen und Erhebungen entlang des Behälterumfangs gezielt
anpassen.
[0041] Wie die Fig. 1 andeutet, kann der Druckabstand 6 unmittelbar als Abstand zur zu bedruckenden
Oberfläche 2 definiert werden. Wie nachfolgend noch ausführlicher unter Bezugnahme
auf die Fig. 5 und 6 beschrieben wird, kann der Druckabstand 6' aber auch als virtuelle
Größe in Bezug auf eine abwickelbare Fläche 7 definiert werden, die beispielsweise
eine virtuelle Mantelfläche um die Hauptachse 1' des zu bedruckenden Behälters 1 ist.
Geeignete Mantelflächen sind Zylinder, Kegel, Kegelstümpfe und beliebige Kombinationen
daraus.
[0042] Alternativ zu der in den Fig. 1 und 2 angedeuteten Drehung des Behälters 1 könnte
der Druckkopf 3 an der Oberfläche 2 entlang bewegt werden (nicht gezeigt), insbesondere
falls der zu bedruckenden Behälter keinen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist
sondern beispielsweise einen elliptischen Querschnitt. In diesem Fall könnte die Erzeugende
einer zur Definition des Druckabstands und/oder als Druckvorlage verwendeten abwickelbaren
Fläche entlang einer Ellipse verlaufen oder dergleichen. Die abwickelbare Fläche wäre
dann parallel zu einer Symmetrieachse des Behälters und parallel zur Düsenreihe 4,
4' auszurichten.
[0043] Im Beispiel der Fig. 2 ist die abwickelbare Fläche 7 durch ihren Radius r
N um die Hauptachse 1' des Behälters 1 definiert, die Lage eines Bildpunkts P auf der
zu bedruckenden Oberfläche 2 durch den Radius r
X. Ferner ist der Druckkopf 3 in einem Abstand d
N von der abwickelbaren Fläche 7 positioniert. In diesem Fall ist der Druckabstand
6 des Bildpunkts P auf dem Radius r
X definitionsgemäß gleich d
N + r
N - r
x.
[0044] Nachfolgend werden Korrekturfunktionen zur Korrektur von Druckzeitpunkten in Abhängigkeit
vom Druckabstand anhand der in der Fig. 2 dargestellten Koordinaten beschrieben. Entsprechende
Berechnungen in Abhängigkeit des jeweiligen tatsächlichen oder virtuellen Druckabstands
6, 6' ließen sich jedoch auch unter Verwendung anderer Koordinatensysteme durchführen.
Das gezeigte Beispiel hat allerdings den Vorteil, dass sich die abwickelbare Fläche
7 sowohl zur Definition des virtuellen Druckabstands 6' eignet als auch zur Definition
einer Druckvorlage 8.
[0045] Zwischen den Düsenreihen 4 ist in der Druckrichtung 5 bauartbedingt ein Abstand X
vorzusehen. Damit lassen sich übliche Druckauflösungen von beispielsweise 300 bis
600 dpi erreichen. Auf Grund der Krümmung der Oberfläche 2 können Tintentropfen 9
nicht aus mehreren hintereinander liegenden Düsenreihen 4 gleichzeitig orthogonal
auf die Oberfläche 2 auftreffen. Daraus folgt ein durch den Abstand X der Düsenreihen
4 verursachter geometrischer Versatz der Tropfen 9 aus den Düsenreihen 4. Dieser Effekt
ist umso stärker je kleiner das Verhältnis des Krümmungsradius r
X an der Druckposition zum Abstand X der Düsenreihen 4 Ist. Das Problems und dessen
Lösung werden an Hand des in der Fig. 2 angedeuteten geometrischen Druckversatzes
Δx
g in Druckrichtung 5 eines Bildpunkts P auf dem Radius r
X mit den folgenden Formeln (1) bis (3) beschrieben:
(1'), (2)
in (3)
[0046] Wie die Fig. 2 erkennen lässt, resultiert der geometrische Druckversatz Δx
g daraus, dass die Tintentropfen 9 dann nicht senkrecht auf die Oberfläche 2 treffen.
Der Druckversatz Δx
g ist somit vom Druckabstand 6, 6' und dem Abstand X der Düsenreihen 4 abhängig. Wird
zu diesem Zweck ein virtueller Druckabstand 6' mit Hilfe der abwickelbaren Fläche
7 definiert, dient diese vorzugsweise auch als Projektionsfläche zur Herstellung der
zugehörigen Druckvorlage 8. Der virtuelle Druckabstand 6' ist im Beispiel gleich r
N - r
X.
[0047] Ausgehend von dem Druckversatz Δx
g kann eine Korrekturfunktion für die jeweilige Düsenreihe 4 berechnet werden. Diese
Korrekturfunktion kann optional durch eine Nullpunktkorrektur ergänzt werden, indem
der Druckversatz Δx
N auf der abwickelbaren Fläche 7 berücksichtigt wird, beispielsweise durch Differenzbildung
mit dem Druckversatz Δx
g auf der zu bedruckenden Oberfläche 2. Dadurch lässt sich die Druckqualität zusätzlich
verbessern.
[0048] Die Korrektur erfolgt dann mittels einer Anpassung des Ausstoßzeitpunktes der Tintentropfen
9, also durch gezielt verzögertes oder vorgezogenes Ausstoßen aus den in Druckrichtung
5 zueinander versetzten Düsenreihen 4. Erfindungsgemäß wird der Ausstoßzeitpunkt insbesondere
durch ein Verschieben einzelner Bildpunkte auf der Druckvorlage 8 in oder entgegen
der Bewegungsrichtung 5, also der Druckrichtung, erreicht. Diese Korrektur ist für
jede Düsenreihe 4 separat zu berechnen, beispielsweise für entsprechende Druckzeilen
in der Druckvorlage 8. Der Druckversatz Δx
g wäre im Beispiel der Fig. 2 zum Drucken eines beliebigen Bildpunkts mit der linken
Düsenreihe 4 zu dessen druckrichtungsspezifischer Bildkoordinate zu addieren, zum
Drucken desselben Bildpunkts mit der rechten Düsenreihe 4 von dessen Bildkoordinate
zu subtrahieren.
[0049] Ist eine mittlere Düsenreihe 4' in radialer Ausrichtung an der Mittelposition M vorgesehen,
so kann die Mittelposition M als Referenz zur Kompensation des geometrischen Druckversatzes
Δx
g verwendet werden. Die Bildkoordinaten der mittleren Düsenreihe 4' müssten bezüglich
des geometrischen Druckversatzes dann nicht verschoben werden, sondern lediglich die
Bildkoordinaten der außen liegenden Düsenreihen 4.
[0050] Ist der Druckabstand 6, 6' aufgrund der Kontur der Behälterseitenwand für einzelne
Düsen 4a unterschiedlich, so kann der Druckversatz Δx
g nichtsdestoweniger für einzelne Düsen 4a separat berechnet werden. Die Ausstoßzeitpunkte
können dann für einzelne Düsen 4a nach obigem Schema durch Verschieben von Bildkoordinaten
angepasst werden.
[0051] Eine weitere Korrekturfunktion kann unterschiedlich lange Flugzeiten der Tintentropfen
9 kompensieren. Auch hier erfolgt grundsätzlich eine Korrektur unterschiedlicher Druckabstände
6, 6', die während der Relativbewegung zwischen der Oberfläche 2 und den Düsenreihen
4 bewirken, dass trotz näherungsweise gleicher Tropfengeschwindigkeit v
T und gleichem Ausstoßzeitpunkt der Tropfen 9 unterschiedliche Druckpositionen P in
Druckrichtung 5 bedruckt werden. Dies verursacht ein verzerrtes und/oder unscharfes
Druckbild. Ohne Rücksichtnahme auf Reibungsverluste und damit verbundene Verzögerungen
der Tropfen 9 können Flugzeitunterschiede Δt wie folgt mit den Formeln (4) und (5)
berücksichtigt und ein dadurch verursachter Druckversatz Δx
t berechnet und bei Bedarf korrigiert werden:
[0052] Wie die Fig. 3 andeutet, fliegt ein Tintentropfen 9 bis zur Oberfläche 2 beispielsweise
um die Strecke Δy weiter als bis zur abwickelbaren Fläche 7 und benötigt somit die
Zeit Δt länger bis zur Oberfläche 2. In dieser Zeitspanne bewegt sich die zu bedruckende
Oberfläche 2 mit der Geschwindigkeit v
O weiter. Der resultierende Versatz Δx
t kann analog zum geometrisch verursachten Druckversatz Δx
g in eine Korrekturfunktion zum verzögerten oder vorgezogenen Ausstoßen der Tintentropfen
9 integriert werden, beispielsweise durch entsprechendes Verschieben der zugehörigen
Bildpunkte auf der Druckvorlage 8. Die Geschwindigkeit der Oberfläche 2 lässt sich
vorzugsweise auch als Relativwert bezüglich der Geschwindigkeit der abwickelbaren
Fläche 7 definieren. Diese Korrektur ist abhängig von der Druckgeschwindigkeit v
O und ist entsprechend hierfür anzupassen.
[0053] Unter realen Bedingungen treten ferner Reibungsverluste der Tropfen in der Luft auf.
Abhängig vom Tropfendurchmesser können Kalibrierfunktionen, beispielsweise zur Abhängigkeit
der Tropfengeschwindigkeit von der Flugzeit, bestimmt werden und in die Korrektur
einfließen.
[0054] Auch Luftströmungen und andere Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Temperaturschwankungen,
elektrostatische Potentiale, Magnetfelder und dergleichen, können je nach Tropfengröße,
Tintenart und Druckkopftyp eine Deplatzierung der Tintentropfen 9 verursachen. Weitere
Korrekturfunktionen können hierzu auch empirisch ermittelt werden und die erfindungsgemäße
Korrektur des Druckversatzes durch Koordinatenverschiebung in der Druckvorlage einfließen.
[0055] Die beschriebenen Korrekturfunktionen können vor dem Laden des Druckmotivs ausgeführt
werden, beispielsweise aber auch nach der Separierung der Farbkanäle. Alternativ könnten
einzelne oder alle Korrekturfunktionen auch durch Vorgabe eines explizit definierten
Zeitversatzes für die verzögerte oder vorgezogene Ansteuerung einzelner Düsenreihen
4, 4' und/oder Düsen 4a zur Veränderung der Ausstoßzeitpunkte realisiert oder auch
nur durch einen derartige Korrekturzeitspanne ergänzt werden.
[0056] Eine Gesamtkorrekturfunktion in Abhängigkeit des tatsächlichen oder virtuellen Druckabstands
6, 6' könnte beispielsweise folgende Terme umfassen, wobei der Druckabstand 6, 6'
hier zugunsten einer besseren Lesbarkeit mit "d" bezeichnet ist:
- fΔxg(d) geometrische Korrektur;
- fΔxt(d) Flugzeitkorrektur; und
- fΔxu(d) Korrektur von Umwelteinflüssen, Luftströmungen und dergleichen
[0057] Für jede Düsenreihe 4 und/oder einzelne Düsen 4a kann die Korrektur der x-Koordinate
eines Bildpunkts P in Druckrichtung 5 beispielsweise wie folgt allgemein beschrieben
werden:
[0058] Die Korrektur erfolgt dann durch Verschieben des Bildpunkts P von x nach x'.
[0059] Korrekturfunktionen oder einzelne Korrekturwerte können auch empirisch durch geeignet
geformte Testkörper und/oder Testmuster ermittelt werden. Vorzeichen und Formel der
Korrekturfunktionen sind von der Lage der Düsenreihe relativ zur virtuellen Druckposition
abhängig. Die virtuelle Druckposition ist definiert z.B. durch die Position der Rotationsachse
der Abwicklung unter dem Druckkopf.
[0060] Eine außerdem mögliche Anpassung der Farbdichte oder Tintendichte des Aufdrucks an
eine dreidimensionale Kontur der zu bedruckenden Oberfläche 2 ist nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Fig. 4 beschrieben.
[0061] Demnach wird der Tintenauftrag auf gekrümmte Flächen vorzugsweise abhängig von deren
lokaler Neigung gegenüber einer in der Position I der Fig. 4 angedeuteten ebenen Behälteroberfläche
2 korrigiert, um eine gleichmäßige optische Dichte der Tinte zu gewährleisten. Wie
die Fig. 4 an der Position II für einen geneigten Oberflächenabschnitt verdeutlicht,
kann beispielsweise ein schräges Auftreffen der Tintentropfen 9 nicht oder nur unzureichend
von Tinte bedeckte Lücken im Aufdruck auf der Oberfläche 2 verursachen.
[0062] Dem kann durch ein Anpassen der Tropfengröße, beispielsweise im Raster Image Processor,
in Abhängigkeit vom Auftreffwinkel λ der Tintentropfen 9 entgegen gewirkt werden.
Alternativ kann durch gezielte Erhöhung der Farbsättigung in der Druckvorlage ein
ähnlicher Effekt erzielt werden. Es lässt sich somit die Tintendichte auf einen Sollwert
korrigieren, wie in der Figur 4 an der Position III angedeutet ist. Alternativ kann
durch Verringern der Rasterweite R auf R' ein vergleichbarer Effekt erzielt werden,
wie in der Fig. 3 an der Position IV angedeutet ist.
[0063] Faktoren für die Benetzung der Oberfläche 2, wie beispielsweise die Oberflächenspannung,
lassen sich vorzugsweise empirisch unter realen Bedingungen ermitteln. Beispielsweise
werden Oberflächenabschnitte unter definierten Auftreffwinkeln λ bedruckt und zugehörige
Korrekturwerte für die Tropfengröße und/oder die Rasterweite R ermittelt. Hierbei
kann auch das Abfließen der Tinte entlang der Neigung berücksichtigt werden.
[0064] Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 wird nachfolgend ferner ein erfindungsgemäßes
Verfahren zum Herstellen einer Druckvorlage für gekrümmte Oberflächen auf einer abwickelbaren
Fläche beschrieben, die vorzugsweise der vorstehend beschriebenen abwickelbaren Fläche
7 entspricht.
[0065] Die Fig. 5 zeigt eine zu bedruckende gekrümmte Oberfläche 2, auf der Tintentropfen
9 mit einer Druckauflösung A platziert werden sollen, sowie eine abwickelbare Fläche
7, auf deren Abwicklung beispielsweise eine Druckvorlage 8 zum Bedrucken der Oberfläche
2 erstellt werden kann. Zu diesem Zweck lassen sich einzelne in der Fig. 5 durch Tintentropfen
9 repräsentierte Bildpunkte der gekrümmten Oberfläche 2 ausgehend von einem Projektionszentrum
10, das beispielsweise der Hauptachse 1' des zu bedruckenden Behälters 1 entspricht,
auf die abwickelbare Fläche 7 projizieren. Aufgrund abweichender radialer Abstände
vom Projektionszentrum 10 unterscheidet sich die lokale Druckauflösung A' der Tintentropfen
9 auf der abwickelbaren Fläche 7 stellenweise von der lokalen Druckauflösung A auf
der gekrümmten Oberfläche 2.
[0066] Erfindungsgemäß kann die Lage einzelner Bildpunkte auf der Druckvorlage 8 unabhängig
voneinander, und somit auch die lokale Auflösung A', gezielt variiert werden, um eine
möglichst einheitliche Druckauflösung A auf der Oberfläche 2 herzustellen, wie in
der Fig. 5 angedeutet ist. Hierbei entsprechen die radialen Hilfslinien 9' in der
Fig. 5 den theoretischen Flugbahnen der Tintentropfen 9 an den jeweiligen Druckpositionen
auf der Oberfläche 2.
[0067] Entsprechend lässt sich der virtuelle Druckabstand 6' als Differenz der radialen
Abstände der Bildpunkte (Tintentropfen in der Fig. 5) auf der abwickelbaren Oberfläche
7 und den zugehörigen Bereichen auf der zu bedruckenden Oberfläche 2 darstellen.
[0068] Bei Verwendung herkömmlicher Druckvorlagen mit einheitlicher Auflösung würden unterschiedliche
Druckabstände 6' dagegen eine uneinheitliche Druckauflösung A auf der Oberfläche 2
verursachen. Einige Tintentropfen 9 würden dann beispielsweise überlappen, zwischen
anderen Tintentropfen 9 würden nicht bedruckte Lücken entstehen.
[0069] Wie die Fig. 6 schematisch andeutet, wird dem erfindungsgemäß entgegen gewirkt, indem
ein der gewünschten Druckauflösung A entsprechendes Raster 11 auf die zu bedruckende
Oberfläche 2 des Behälters 1 gelegt wird. Vorzugsweise wird ein Druckmotiv 12 basierend
auf dem Raster 11 in einem dreidimensionalen Modell der Oberfläche 2 entworfen und/oder
editiert. Die Rasterpunkte des Rasters 11 werden dann auf die abwickelbare Fläche
7 projiziert, wodurch je nach örtlicher Krümmung der Oberfläche 2 eine örtlich unterschiedliche
Rasterweite oder Druckauflösung A' auf der abwickelbaren Fläche 7 resultiert. Durch
Projektion ausgehend von der Hauptachse 1' des Behälters 1 und/oder einer anderen
geeigneten Symmetrieachse der abwickelbaren Fläche 7 wird das Druckmotiv 12 gezielt
auf der Druckvorlage 8 verzerrt und die Lage einzelner Bildpunkte dadurch korrigiert.
[0070] Beispielsweise wird aus dem dreidimensionalen Modell der Oberfläche 2 und der abwickelbaren
Projektionsfläche 7 der Druckabstand 6, 6' ermittelt. Dazu werden die Weglängen zwischen
den Schnittpunkten der Topfenflugbahn mit der Oberfläche 2 und der Projektionsfläche
7 ermittelt. Als Daten der einzelnen Bildpunkte werden beispielsweise der Druckabstand
6, 6', die Bildpunktkoordinaten und die zugehörigen Werte der Farbkanäle gespeichert.
Der ermittelte Druckabstand 6, 6' kann dann auch für die vorstehend beschriebenen
Korrekturfunktionen verwendet werden.
[0071] Die erfindungsgemäß gezielt gegenüber dem Druckmotiv 12 verzerrten Druckvorlagen
8 bieten zusätzliche gestalterische Freiräume, und es wird ein besonders präziser
Druck des Motivs 12 ermöglicht. Insbesondere mit Hilfe des dreidimensionalen Modells
der Oberfläche 2 oder des zugehörigen Behälters 1 kann das finale Druckbild bereits
im Entwurf visuell besonders gut beurteilt und auf einfache Weise abgeändert werden.
[0072] Die erfindungsgemäßen Druckvorlagen 8 lassen sich in Recheneinheiten gesondert von
den beschriebenen Druckverfahren an gekrümmten Objektoberflächen 2 erstellen. Somit
kann ein eigenständiges technisches Problem gelöst werden.
[0073] Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Kombination mit den erfindungsgemäßen Druckverfahren
basierend auf einer Korrektur des Ausstoßzeitpunkts in Abhängigkeit von dem Druckabstand
6, 6'. Mit Hilfe abwickelbarer Flächen lassen sich die beschriebenen Verfahren besonders
effizient kombinieren.
[0074] Die beschriebenen Verfahren und Korrekturfunktionen lassen sich hierbei beliebig
in technisch sinnvoller Weise kombinieren.
1. Verfahren für den Tintenstrahldruck auf gekrümmte Oberflächen (2) von Behältern (1),
insbesondere von PET-Flaschen oder Glasflaschen, bei dem:
die zu bedruckende Oberfläche relativ zu wenigstens einer Düsenreihe (4, 4') bewegt
wird, die quer oder schräg zur Bewegungsrichtung (5) ausgerichtet ist; und
Tintentropfen (9) zu Ausstoßzeitpunkten ausgestoßen werden, die für die einzelnen
Tintentropfen in Abhängigkeit des jeweiligen Druckabstands (6, 6') der ausstoßenden
Düse (4a) eingestellt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausstoßzeitpunkte eingestellt werden, indem Bildpunkte eines zugehörigen Druckmotivs
(12) auf einer Druckvorlage (8) in der oder gegen die Bewegungsrichtung (5) verschoben
werden und die wenigstens eine Düsenreihe (4, 4') auf Grundlage der verschobenen Bildpunkte
angesteuert wird, und
die Bildpunkte auf der Druckvorlage (8), welche einer Düsenreihe zugeordnet sind,
die in einem Moment des Druckens weiter weg von einer bezüglich einer Hauptachse (1')
des Behälters radial ausgerichteten Mittelposition (M) gelegen ist, weiter verschoben
werden, als die Bildpunkte, welche einer Düsenreihe zugeordnet sind, welche sich näher
an der Mittelposition (M) befindet,
wobei wenigstens zwei Düsenreihen (4) in der Bewegungsrichtung (5) hintereinander
liegend und beidseitig der Mittelposition (M) vorgesehen sind, und die Ausstoßzeitpunkte
der Tintentropfen (9) ferner in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen einer Transportbahn
der Behälter (1) und der Mittelposition (M), einem Abstand zwischen der jeweiligen
Düsenreihe (4) und der Mittelposition (M), und dem jeweiligen Radius (rx) des Behälters (1) eingestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens zwei Düsenreihen (4) in der Bewegungsrichtung
(5) hintereinander liegend vorgesehen sind, und die Ausstoßzeitpunkte ferner in Abhängigkeit
von einem Abstand (X) zwischen den Düsenreihen eingestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausstoßzeitpunkte ferner in Abhängigkeit
von einem jeweils mit der Oberfläche (2) gebildeten Auftreffwinkel (A) der Tintentropfen
(9) eingestellt werden.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei wenigstens zwei Düsenreihen
(4, 4') in der Bewegungsrichtung (5) hintereinander liegend vorgesehen sind, und die
Düsenreihen quer zur Bewegungsrichtung versetzt sind, insbesondere um die Hälfte oder
ein Drittel der jeweiligen Druckauflösung entlang der Düsenreihen.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Oberfläche (2) vor
der Düsenreihe (4, 4') um eine Drehachse (1') bewegt wird und der Druckabstand (6')
bezüglich einer um die Drehachse gebildeten abwickelbaren Mantelfläche (7) definiert
ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Druckvorlage (8) zum Ansteuern der wenigstens
einen Düsenreihe (4, 4') auf einer Abwicklung der Mantelfläche (7) erstellt wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Düsenreihe (4, 4')
entlang der Oberfläche (2) bewegt wird und der Druckabstand bezüglich wenigstens einer
abwickelbaren Fläche definiert ist, die parallel zu einer Symmetrieachse des zu bedruckenden
Objekts ausgerichtet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine mittlere Düsenreihe (4') in einer bezüglich
der Hauptachse (1') des Behälters (1) radial ausgerichteten Mittelposition (M) vorgesehen
ist und die der mittleren Düsenreihe zugeordneten Bildpunkte auf der Druckvorlage
(8) bezüglich der Bewegungsrichtung (5) nicht oder weniger verschoben werden als Bildpunkte,
die bezüglich der Bewegungsrichtung davor oder dahinter liegenden Düsenreihen (4)
zugeordnet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, wobei die Bildpunkte auf der Druckvorlage, welche
einer Düsenreihe zugeordnet sind, die in einem Moment des Druckens weiter weg von
der Behälteroberfläche gelegen ist, weiter verschoben werden, als die Bildpunkte,
welche einer Düsenreihe zugeordnet sind, welche sich näher an der Behälteroberfläche
befindet.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Ausstoßzeitpunkte
der Tintentropfen (9) an entlang des Behälterumfangs (2") vorgesehene konvexe und
konkave Krümmungsradien angepasst werden.
11. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Druckabstand (6)
0,5 bis 20 mm beträgt, insbesondere 1 bis 7 mm.
12. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, ferner mit einem Schritt zum
Herstellen einer Druckvorlage (8), mit den Teilschritten: Legen eines vorgegebenen
Bildrasters (11) auf die zu bedruckende Oberfläche (2); Rastern eines Druckmotivs
(12) auf Grundlage des Bildrasters; und Projizieren des gerasterten Druckmotivs auf
wenigstens eine abwickelbare Fläche (7), um projizierten Bildpunkten des Druckmotivs
Druckkoordinaten auf einer Abwicklung der Fläche zuzuweisen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das gerasterte Druckmotiv (12) auf wenigstens eine
Mantelfläche (7) projiziert wird und der Projektionsursprung (10) auf der Rotationsachse
(1') der Mantelfläche liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Schritt zum Herstellen der Druckvorlage
(8) mittels eines dreidimensionalen Rechenmodells der zu bedruckenden Oberfläche (2)
ausgeführt wird.
15. Vorrichtung für den Tintenstrahldruck auf gekrümmte Oberflächen (2) von Behältern,
insbesondere von PET-Flaschen oder Glasflaschen, mit:
- wenigstens zwei quer oder schräg zur Druckrichtung (5) angeordneten Reihen (4, 4')
von Tintenstrahldüsen (4a);
- einer Positioniereinheit zum gegenseitigen Bewegen einer zu bedruckenden Oberfläche
und der Tintenstrahldüsen; und
- einer Steuereinheit zum Ansteuern der Tintenstrahldüsen, die derart ausgebildet
ist, dass Tintentropfen (9) zu Zeitpunkten ausgestoßen werden können, die für die
einzelnen Tintentropfen in Abhängigkeit des jeweiligen Druckabstands (6, 6') der ausstoßenden
Düse gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 eingestellt werden.
1. Method for ink-jet printing on curved surfaces (2) of containers (1), in particular
PET bottles or glass bottles, whereby:
the surface to be printed is moved relative to at least one nozzle row (4, 4') which
is oriented transversely or obliquely to the direction of movement (5); and
ink drops (9) are ejected at ejection times which are set for the individual ink drops
as a function of the respective printing distance (6, 6') of the ejecting nozzle (4a),
characterised in that
the ejection times are set by shifting image pixels of an associated print motif (12)
on a print master (8) in or opposite the direction of movement (5) and the at least
one nozzle row (4, 4') is activated on the basis of the shifted image pixels, and
the image pixels on the print master (8) assigned to a nozzle row which is at a greater
distance away from a middle position (M) oriented radially with respect to a main
axis (1') of the container at an instant of printing are shifted farther than the
image pixels assigned to a nozzle row which is disposed closer to the middle position
(M),
whereby at least two nozzle rows (4) are provided lying one after the other in the
direction of movement (5) and on either side of the middle position (M), and the ejection
times of the ink drops (9) are also set as a function of a distance between a transport
path of the container (1) and the middle position (M), a distance between the respective
nozzle row (4) and the middle position (M), and the respective radius (rx) of the container (1).
2. Method as claimed in claim 1, whereby at least two nozzle rows (4) are provided lying
one after the other in the direction of movement (5) and the ejection times are also
set as a function of a distance (X) between the nozzle rows.
3. Method as claimed in claim 1 or 2, whereby the ejection times are also set as a function
of an impact angle (λ) of the ink drops (9) subtended respectively with the surface
(2).
4. Method as claimed in at least one of the preceding claims, whereby at least two nozzle
rows (4, 4') are provided lying one after the other in the direction of movement (5),
and the nozzle rows are offset transversely to the direction of movement, in particular
by half or a third of the respective print resolution along the nozzle rows.
5. Method as claimed in at least one of the preceding claims, whereby the surface (2)
is moved in front of the nozzle row (4, 4') about an axis of rotation (1') and the
printing distance (6') is defined with reference to a lateral surface area (7) formed
around the axis of rotation that can be developed.
6. Method as claimed in claim 5, whereby a print master (8) is set up for activating
the at least one nozzle row (4, 4') on a development of the lateral surface area (7).
7. Method as claimed in at least one of the preceding claims, whereby the nozzle row
(4, 4') is moved along the surface (2) and the printing distance is defined by reference
to at least one surface that can be developed which is oriented parallel with an axis
of symmetry of the object to be printed.
8. Method as claimed in claim 1, whereby a middle nozzle row (4') is provided in a middle
position (M) oriented radially with respect to the main axis (1') of the container
(1), and the image pixels on the print master (8) assigned to the middle nozzle row
are not shifted or are shifted less relative to the direction of movement (5) than
image pixels assigned to nozzle rows (4) lying in front of or behind it relative to
the direction of movement.
9. Method as claimed in claim 1 or 8, whereby the image pixels on the print master assigned
to a nozzle row, which is disposed farther away from the container surface at an instant
of printing, are shifted farther than the image pixels assigned to a nozzle row disposed
closer to the container surface.
10. Method as claimed in at least one of the preceding claims, whereby the ejection times
of the ink drops (9) are adapted to convex and concave radii of curvature disposed
along the container circumference (2").
11. Method as claimed in at least one of the preceding claims, whereby the printing distance
(6) is 0.5 to 20 mm, in particular 1 to 7 mm.
12. Method as claimed in at least one of the preceding claims, further comprising a step
for producing a print master (8), comprising the sub-steps: laying a predefined raster
(11) on the surface (2) to be printed; scanning a print motif (12) on the basis of
the raster; and projecting the scanned print motif onto at least one surface (7) that
can be developed in order to assign projected image pixels of the print motif to print
co-ordinates on a development.
13. Method as claimed in claim 12, whereby the scanned print motif (12) is projected onto
at least a lateral surface area (7) and the projection origin (10) lies on the axis
of rotation (1') of the lateral surface area.
14. Method as claimed in claim 12 or 13, whereby the step of creating the print master
(8) is implemented by means of a three-dimensional computer model of the surface (2)
to be printed.
15. Device for ink-jet printing on curved surfaces (2) of containers, in particular PET
bottles or glass bottles, comprising:
- at least two rows (4, 4') of ink-jet nozzles (4a) disposed transversely or obliquely
with respect to the printing direction (5);
- a positioning unit for mutually moving a surface to be printed and the ink-jet nozzles;
and
- a control unit for activating the ink-jet nozzles which is configured so that ink
drops (9) can be ejected at times which are set for the individual ink drops as a
function of the respective printing distance (6, 6') of the ejecting nozzle in accordance
with the method as claimed in claim 1.
1. Procédé pour l'impression par jet d'encre sur des surfaces incurvées (2) de récipients
ou contenants (1), notamment des bouteilles en PET ou des bouteilles en verre, d'après
lequel la surface à imprimer est déplacée relativement par rapport à au moins une
rangée de buses (4, 4'), qui est orientée transversalement ou de manière oblique par
rapport à la direction de déplacement (5) ; et
des gouttes d'encre (9) sont éjectées en des instants d'éjection, qui, pour les gouttes
d'encre individuelles, sont réglés en fonction de la distance d'impression (6, 6')
respective de la buse (4a) qui éjecte,
caractérisé en ce que
les instants d'éjection sont réglés grâce au fait que des points d'image d'un motif
d'impression (12) associé sur un modèle d'impression (8), sont décalés dans la direction
de déplacement (5) ou à l'encontre de celle-ci, et ladite au moins une rangée de buses
(4, 4') est commandée sur la base des points d'image ayant été décalés, et
les points d'image sur le modèle d'impression (8) associés à une rangée de buses,
qui, à un moment de l'impression, est plus éloignée d'une position centrale (M) orientée
radialement par rapport à un axe principal (1') du contenant, sont décalés davantage
que les points d'image associés à une rangée de buses, qui se trouve plus près de
la position centrale (M),
d'après lequel sont prévues au moins deux rangées de buses (4) agencées l'une derrière
l'autre dans la direction de déplacement (5) et de part et d'autre de la position
centrale (M), et les instants d'éjection des gouttes d'encre (9) sont par ailleurs
réglés en fonction de la distance entre une voie de transport des contenants (1) et
la position centrale (M), d'une distance entre la rangée de buses (4) respectivement
considérée et la position centrale (M), et du rayon (rx) respectif du contenant (1).
2. Procédé selon la revendication 1, d'après lequel sont prévues au moins deux rangées
de buses (4) agencées l'une derrière l'autre dans la direction de déplacement (5),
et les instants d'éjection sont par ailleurs réglés en fonction d'une distance (X)
entre les rangées de buses.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, d'après lequel les instants
d'éjection sont par ailleurs réglés en fonction d'un angle d'impact (λ) des gouttes
d'encre (9), formé avec la surface (2).
4. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, d'après lequel sont prévues
au moins deux rangées de buses (4, 4') agencées l'une derrière l'autre dans la direction
de déplacement (5), et les rangées de buses sont mutuellement décalées transversalement
à la direction de déplacement, notamment de la moitié ou d'un tiers de la résolution
d'impression respective le long des rangées de buses.
5. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, d'après lequel la surface
(2) est déplacée au-devant de la rangée de buses (4, 4') autour d'un axe de rotation
(1'), et la distance d'impression (6') est définie par rapport à une surface-enveloppe
(7) développable, formée autour de l'axe de rotation.
6. Procédé selon la revendication 5, d'après lequel un modèle d'impression (8) pour commander
ladite au moins une rangée de buses (4, 4') est établi sur un développement de la
surface-enveloppe (7) .
7. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, d'après lequel la rangée
de buses (4, 4') est déplacée le long de la surface (2), et la distance d'impression
est définie par rapport à au moins une surface développable, qui est orientée parallèlement
à un axe de symétrie de l'objet à imprimer.
8. Procédé selon la revendication 1, d'après lequel une rangée de buses centrale (4')
est prévue dans une position centrale (M) orientée radialement par rapport à l'axe
central (1') du contenant (1), et les points d'image associés à la rangée centrale
de buses sur le modèle d'impression (8) ne sont pas décalés ou sont moins décalés
relativement à la direction de déplacement (5) que des points d'image, qui sont associés
à des rangées de buses (4) situées devant ou derrière relativement à la direction
de déplacement.
9. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 8, d'après lequel les points
d'image sur le modèle d'impression, associés à une rangée de buses, qui, à un moment
de l'impression, est plus éloignée de la surface du contenant, sont décalés davantage
que les points d'image associés à une rangée de buses, qui se trouve plus près de
la surface du contenant.
10. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, d'après lequel les instants
d'éjection des gouttes d'encre (9) sont adaptés à des rayons de courbure convexes
et concaves prévus le long de la périphérie (2") du contenant.
11. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, d'après lequel la distance
d'impression (6) vaut 0,5 à 20 mm, notamment 1 à 7 mm.
12. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes, comprenant par ailleurs
une étape pour réaliser un modèle d'impression (8) présentant les étapes partielles
suivantes : application d'une trame d'image (11) prescrite sur une surface (2) à imprimer
; tramage d'un motif d'impression (12) sur la base de la trame d'image ; et projection
du motif d'impression tramé sur au moins une surface développable (7), en vue d'affecter
à des points d'image projetés du motif d'impression, des coordonnées d'impression
sur un développement de la surface.
13. Procédé selon la revendication 12, d'après lequel le motif d'impression (12) tramé
est projeté sur au moins une surface-enveloppe (7), et l'origine de projection (10)
se situe sur l'axe de rotation (1') de la surface-enveloppe.
14. Procédé selon la revendication 12 ou la revendication 13, d'après lequel l'étape de
la réalisation du modèle d'impression (8) est effectuée au moyen d'un modèle de calcul
tridimensionnel de la surface (2) à imprimer.
15. Dispositif pour l'impression par jet d'encre sur des surfaces incurvées (2) de récipients
ou contenants, notamment des bouteilles en PET ou des bouteilles en verre, comprenant
:
- au moins deux rangées (4, 4') de buses de jet d'encre (4a) agencée transversalement
ou de manière oblique par rapport à la direction d'impression (5) ;
- une unité de positionnement pour assurer le déplacement réciproque d'une surface
à imprimer et les buses de jet d'encre ; et
- une unité de commande pour commander les buses de jet d'encre, qui est conçue pour
que des gouttes d'encre (9) puissent être éjectées en des instants, qui sont réglés
pour les gouttes individuelles, en fonction de la distance d'impression (6, 6') respective
de la buse qui éjecte, conformément au procédé selon la revendication 1.