DE102009059042A1 - Method and device for transferring printing substance from a printing substrate to a substrate - Google Patents
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zum Übertragen von Drucksubstanz von einem Drucksubstanzträger auf ein Substrat, wobei die Drucksubstanz einen Energieeintrag durch einen Laser erfährt und dadurch eine Volumen- und/oder Positionsänderung erfährt für ein Übertragen eines Druckpunktes auf das Substrat, ist der Drucksubstanzträger dazu ausgebildet, dass sich die Drucksubstanz über die Oberfläche des Drucksubstanzträgers bewegt bzw. fließt als dünne Schicht. Der Laser ist für einen Energieeintrag in diese dünne Schicht hinein ausgerichtet. Die dünne Schicht verläuft dabei in einem Ablösebereich frei über den Drucksubstanzträger.In a device for transferring printing substance from a printing substance carrier to a substrate, wherein the printing substance undergoes an energy input by a laser and thereby undergoes a volume and / or position change for transmitting a pressure point to the substrate, the printing substance carrier is adapted to the printing substance moves over the surface of the printing substance carrier or flows as a thin layer. The laser is aligned for energy input into this thin layer. The thin layer runs freely over the printing substance carrier in a release region.
Description
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Drucksubstanz von einem Drucksubstanzträger auf ein Substrat sowie ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a device for transferring printing substance from a printing substance carrier to a substrate and to a corresponding method.
Es ist beispielsweise aus der
Im Stand der Technik wird dazu die Drucksubstanz auf einen umlaufenden bzw. rotierenden Drucksubstanzträger aufgebracht und dann wird ein Laser in die Drucksubstanz fokussiert. Dabei muss erheblicher Aufwand dafür betrieben werden, den Drucksubstanzträger stets wieder vollflächig mit Drucksubstanz zu beschichten bzw. abgelöste Drucksubstanz zu ersetzen, damit der Laser stets in eine einigermaßen homogene und gleichartig ausgebildete Schicht hineinschießen kann für gleichbleibendes Druckergebnis.In the prior art, for this purpose, the printing substance is applied to a rotating or rotating printing substance carrier and then a laser is focused into the printing substance. In this case, considerable effort must be expended to always re-coat the print substrate carrier with printing substance or to replace the removed printing substance, so that the laser can always shoot into a reasonably homogeneous and identically formed layer for a consistent printing result.
Aufgabe und LösungTask and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung sowie ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und insbesondere das Aufbringen von Drucksubstanz auf den Drucksubstanzträger vereinfacht werden kann sowie eine einfach ausgebildete und zuverlässig funktionierende Vorrichtung geschaffen werden kann.The invention has for its object to provide an aforementioned device and an aforementioned method with which problems of the prior art can be solved and in particular the application of printing substance can be simplified to the printing substance carrier and created a simply trained and reliable functioning device can be.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Manche der nachfolgend genannten Merkmale werden nur für die Vorrichtung oder nur für das Verfahren beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Vorrichtung als auch für das Verfahren gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 12. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject matter of further claims and are explained in more detail below. Some of the features mentioned below are described only for the device or only for the method. However, they should apply independently to both the device and the method. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drucksubstanzträger dazu ausgebildet ist, dass sich die Drucksubstanz über seine Oberfläche darüber hinweg als dünne Schicht bewegt bzw. darüber fließt. In diese dünne Schicht hinein oder in eine sich fest am Drucksubstanzträger befindende energieaufnehmende Schicht, welche unterschiedlich ist von der Drucksubstanz und auf der sich die Drucksubstanz befindet, erfolgt dann der Energieeintrag durch die Energieabgabeeinrichtung, welche vorteilhaft ein Laser ist, wobei der Energieeintrag besonders vorteilhaft digital gesteuert ist. Die dünne Schicht der Drucksubstanz auf der Oberfläche des Drucksubstanzträgers kann wenige Millimeter dünn sein, vorteilhaft weniger als 2 mm oder sogar weniger als 1 mm dünn sein. Damit wird also erfindungsgemäß erreicht, dass anders als bei den bekannten Drucksubstanzträgern nicht die Drucksubstanz nach dem Aufbringen auf diesem ruht bzw. ruhend verbleibt und mit dem gesamten Drucksubstanzträger bewegt wird, beispielsweise relativ zu dem Laser und/oder zu dem zu bedruckenden Substrat. Vielmehr erfolgt eben nur eine Relativbewegung der Drucksubstanz an sich, während der Drucksubstanzträger stationär bleibt. Dadurch kann zum einen der mechanische Aufwand für den Drucksubstanzträger verringert werden. Des weiteren können aus dem genannten Stand der Technik bekannte, aufwendige Walzenanordnungen odgl. eingespart werden, welche auf einem umlaufenden Drucksubstanzträger für eine gleichmäßige Schicht von Drucksubstanz sorgen. Eine sich über die Oberfläche des Drucksubstanzträgers bewegende Schicht oder ein entsprechender Film von Drucksubstanz braucht auch nicht besonders breit zu sein, damit die Energieabgabeeinrichtung ihre Energie hineinbringen kann, um Drucksubstanz abzulösen. Insofern muss ein solcher Schichtaufbau bzw. Filmaufbau mit fließender Drucksubstanz über keine große Strecke aufrechterhalten werden, üblicherweise reichen einige Millimeter oder wenige Zentimeter.According to the invention, it is provided that the printing substance carrier is designed so that the printing substance moves across its surface over it as a thin layer or flows over it. In this thin layer or in a firmly on the printing substance carrier located energy-absorbing layer, which is different from the printing substance and on which the printing substance is then carried the energy input by the energy delivery device, which is advantageously a laser, the energy input particularly advantageous digital is controlled. The thin layer of the printing substance on the surface of the printing substance carrier may be a few millimeters thin, advantageously less than 2 mm or even less than 1 mm thin. Thus, according to the invention, it is achieved that, unlike the known printing substance carriers, the printing substance does not rest or rest after application on the printing substance carrier and is moved with the entire printing substance carrier, for example relative to the laser and / or to the substrate to be printed. Rather, only a relative movement of the printing substance takes place per se, while the printing substance carrier remains stationary. As a result, on the one hand the mechanical effort for the printing substance carrier can be reduced. Furthermore, from the cited prior art known, complicated roller arrangements or the like. can be saved, which provide on a circulating printing substrate carrier for a uniform layer of printing substance. Also, a layer moving over the surface of the printing substance carrier or a corresponding film of printing substance does not need to be particularly broad so that the energy delivery device can bring its energy into it to release printing substance. In this respect, such a layer structure or film structure with flowing printing substance over a large distance must be maintained, usually reach a few millimeters or a few centimeters.
Die Vorrichtung bzw. die Energieabgabeeinrichtung sind so ausgebildet, dass der Energieeintrag in die dünne Schicht oder in eine auf den Drucksubstanzträger dauerhaft aufgetragene für die Umwandlung der Laserenergie geeignete Schicht also in einem relativ schmalen Ablösebereich erfolgen kann. Dieser kann, obwohl er relativ schmal sein kann, recht lang ausgebildet sein mit einer Länge von mehreren Zentimetern, vorteilhaft mindestens 50 cm und bis zu 150 cm oder 200 cm. Dadurch wird eine Druckbreite bestimmt. Eine als üblicherweise fest installierter Laser vorhandene Energieabgabeeinrichtung kann den Energieeintrag durch optische Systeme wie Spiegel, Linsen odgl. an einen beliebigen Punkt bringen.The device or the energy delivery device are designed such that the energy input into the thin layer or into a permanently applied to the printing substance carrier for the conversion of the laser energy suitable layer can thus be done in a relatively narrow separation area. This can, although he may be relatively narrow, be quite long with a length of several centimeters, advantageously at least 50 cm and up to 150 cm or 200 cm. This determines a print width. A normally installed permanently installed laser energy delivery device can the energy input through optical systems such as mirrors, lenses or the like. to any point.
Es kann vorgesehen sein, dass die Drucksubstanz von einer Seite her auf dem Drucksubstanzträger bzw. auf seiner Oberfläche in den genannten Ablösebereich hineinfließt, und zwar an der Oberfläche des Drucksubstanzträgers entlang. An der anderen Seite des Ablösebereichs kann sie wieder hinaus fließen bzw. als eine Art kontinuierliche Strömung über den Ablösebereich hinweg fließen. Zum verbesserten Abfließen kann eine Absaugung für die Drucksubstanz vorgesehen sein, während sie auf der anderen Seite mit Druck aufgebracht wird.It can be provided that the printing substance flows from one side onto the printing substance carrier or on its surface into the said detaching region, namely along the surface of the printing substance carrier. On the other side of the separation region, it may flow out again or flow over the separation region as a kind of continuous flow. For improved drainage, a suction for the printing substance may be provided while it is applied to the other side with pressure.
Zum Auftragen der Drucksubstanz auf den Drucksubstanzträger ist vorteilhaft eine Drucksubstanzzuleitung vorgesehen. Diese kann einen geschlossenen Auftrag-Kanal aufweisen, um die Drucksubstanz auf den Drucksubstanzträger aufzutragen bzw. mit Druck und somit mit Geschwindigkeit auszubringen. Der Auftrag-Kanal kann kurz vor einem Auftrag-Kanalaustritt eine Richtung aufweisen, die parallel zu der Drucksubstanzträger-Oberfläche verläuft und sehr geringen Abstand dazu aufweist oder gar keinen, so dass sich ein sehr gut über den Drucksubstanzträger bewegender Film aus Drucksubstanz ergibt. Gemäß einer Ausbildung kann es eine Art Schlitzdüse sein mit einem Schlitz, der parallel und sehr nahe oder sogar direkt an der oder auf die Drucksubstanzträger-Oberfläche ist.For applying the printing substance to the printing substance carrier, a printing substance supply line is advantageously provided. This may have a closed order channel to apply the printing substance to the printing substance carrier or with pressure and thus deploy at speed. The application channel may have a direction shortly before an application channel exit, which is parallel to the printing substance carrier surface and has very little distance therefrom or not at all, so that a film of printing substance moving very well over the printing substance carrier results. According to one embodiment, it may be a type of slot nozzle with a slot that is parallel and very close or even directly to or on the printing substance carrier surface.
Mit etwas Abstand zu Drucksubstanzzuleitung bzw. einem Auftrag-Kanalaustritt kann, insbesondere auf einer gegenüberliegenden Seite des Ablösebereichs, eine Drucksubstanzableitung vorgesehen sein. Mit ihr wird die Drucksubstanz wieder vom Drucksubstanzträger abgeleitet bzw. abgesaugt. Die Drucksubstanzableitung kann, ähnlich wie für die Drucksubstanzzuleitung zuvor beschrieben worden ist, als geschlossener Ableit-Kanal ausgebildet sein, um die Drucksubstanz von der Drucksubstanz-Oberfläche abzuleiten bzw. abzusaugen. Auch hier kann ein Ableit-Kanaleintritt nahe an der Drucksubstanz-Oberfläche und parallel dazu, insbesondere direkt daran anliegend, vorgesehen sein. Auch der Ableit-Kanaleintritt kann als eine Art Schlitzdüse ausgebildet sein.With some distance to the pressure substance supply line or an application channel outlet, a pressure substance discharge can be provided, in particular on an opposite side of the separation region. With her, the printing substance is again derived from the printing substance carrier or sucked. Similar to the pressure substance feed line described above, the pressure substance discharge can be designed as a closed discharge channel in order to discharge the printing substance from the printing substance surface. Here, too, a discharge channel inlet can be provided close to the printing substance surface and parallel thereto, in particular directly adjacent thereto. The discharge channel inlet can also be designed as a type of slot nozzle.
Mit einem vorbeschriebenen Auftrag-Kanalaustritt und einem Ableit-Kanaleintritt sowie dem Ablösebereich dazwischen kann in dem Ablösebereich eine Art permanent vorhandener Drucksubstanzschicht erreicht werden, wobei sich diese Schicht ständig aus nachfließender Drucksubstanz speist.With a prescribed order channel outlet and a discharge channel entry and the separation area therebetween, a type of permanently existing printing substance layer can be achieved in the removal area, wherein this layer is constantly supplied by the subsequently flowing printing substance.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Drucksubstanzträger, der üblicherweise flach und eben ist, zu dem zu bedruckenden Substrat hin im Wesentlichen frei bzw. nicht bedeckt ist. Es ist lediglich, insbesondere im Ablösebereich, die Schicht mit Drucksubstanz vorhanden. Auch hier wird vorteilhaft die Energieabgabeeinrichtung, insbesondere als Laser, in einem relativ schmalen Ablösebereich die Energie in die Schicht von Drucksubstanz einbringen. Dennoch kann zur Erzeugung der sich bewegenden Schicht aus Drucksubstanz eine Art freie Oberfläche mit einer Breite von wenigen Zentimetern vorgesehen und vorteilhaft sein.According to one embodiment of the invention, it may be provided that the printing substance carrier, which is usually flat and flat, is substantially free or not covered in relation to the substrate to be printed. It is only, especially in the separation area, the layer of printing substance available. Here, too, the energy delivery device, in particular as a laser, will advantageously introduce the energy into the layer of printing substance in a relatively narrow separation region. Nevertheless, a kind of free surface with a width of a few centimeters can be provided and advantageous for producing the moving layer of printing substance.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann sich ein geschlossener Kanal über die wesentliche Fläche des Drucksubstanzträgers erstrecken und sie verschließen bis auf eine schmale Schlitz-Öffnung, die weg vom Drucksubstanzträger zeigt. Dabei kann symmetrisch dazu von der anderen Seite her der Ableit-Kanal an diese Schlitz-Öffnung heranreichen. Diese Schlitz-Öffnung kann wenige Millimeter breit sein und insbesondere von der Breite her dem Ablösebereich entsprechen, wobei sie vorteilhaft genau über dem Ablösebereich verläuft. Dadurch kann sozusagen die Länge, auf der die Drucksubstanz frei über die Drucksubstanzträger-Oberfläche strömen muss, auf die Breite dieser Schlitz-Öffnung begrenzt werden und somit ist sie möglicherweise technisch besser beherrschbar. Dabei kann durchaus vorgesehen sein, dass der Drucksubstanzträger an sich deutlich breiter ist als der Ablösebereich bzw. die Schlitz-Öffnung, beispielsweise wenige Zentimeter, und aus einem einzigen Materialstück besteht bzw. zumindest seine Oberfläche.In an alternative embodiment of the invention, a closed channel may extend over the major surface of the printing substance carrier and close it except for a narrow slot opening which faces away from the printing substance carrier. In this case, symmetrically from the other side, the diverting channel can approach this slot opening. This slit opening may be a few millimeters wide and correspond in particular to the width of the separation region, which advantageously extends just above the separation region. As a result, so to speak, the length at which the printing substance must flow freely over the printing substance carrier surface, be limited to the width of this slot opening and thus it may be technically better controlled. It can certainly be provided that the printing substance carrier in itself is significantly wider than the separation region or the slot opening, for example a few centimeters, and consists of a single piece of material or at least its surface.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Energieabgabeeinrichtung hinter dem Drucksubstanzträger angeordnet sein und dann durch diesen hindurch die Energie in die Drucksubstanz einbringen. Dazu ist der Drucksubstanzträger vorteilhaft durchsichtig bzw. lichtdurchlässig, vor allem dann, wenn die Energieabgabeeinrichtung ein genannter Laser ist. Sie kann beispielsweise aus Glas bzw. Quarzglas bestehen und eine entsprechende Platte sein, vorteilhaft schmal und länglich.In a further advantageous embodiment of the invention, the energy delivery device can be arranged behind the printing substance carrier and then bring through this energy into the printing substance. For this purpose, the printing substance carrier is advantageously transparent or translucent, especially when the energy delivery device is a named laser. It may for example consist of glass or quartz glass and be a corresponding plate, advantageously narrow and elongated.
Die Oberfläche des Drucksubstanzträgers kann flach bzw. plan sein, dies muss jedoch nicht so sein. Beispielsweise kann durch eine konkave Wölbung mit entsprechend ausgerichteten, vorgenannten Kanalaustritten bzw. Kanaleintritten zum Auftragen und Ableiten bzw. Absaugen der Drucksubstanz ein besseres Fließverhalten der Drucksubstanz über den Drucksubstanzträger bzw. seine Oberfläche erreicht werden. Des Weiteren kann der Drucksubstanzträger auch vorteilhaft nutzbare optische Eigenschaften aufweisen, die zum Beispiel zur besseren Fokussierung des Laserstrahls dienen können.The surface of the printing substance carrier may be flat, but this need not be so. For example, a better flow behavior of the printing substance over the printing substance carrier or its surface can be achieved by means of a concave curvature with appropriately aligned, aforementioned channel exits or channel inlets for application and removal or suction of the printing substance. Furthermore, the printing substance carrier can also advantageously have usable optical properties, which can serve, for example, for better focusing of the laser beam.
Vor allem das Aufbringen der Drucksubstanz auf den Drucksubstanzträger mittels des vorgenannten, beispielsweise als Schlitz-Düse ausgebildeten Auftrag-Kanalaustritts sollte vorteilhaft über dessen Länge möglichst homogen bzw. gleichmäßig erfolgen. Insofern ist hier in der Praxis möglichst großer Wert darauf zu legen, insbesondere auch was die Drucksubstanzzuleitung betrifft.Above all, the application of the printing substance to the printing substance carrier by means of The aforementioned application channel exit formed, for example, as a slot nozzle should advantageously be as homogeneous as possible or uniform over its length. In this respect, the greatest possible emphasis is placed on this in practice, especially as far as the pressure substance supply line is concerned.
Durch Einbringen von zusätzlicher Energie in Form von Wärme in die aufzubringende Drucksubstanz in der Nähe des Auftrag-Kanalaustritts lässt sich die Viskosität der Drucksubstanz so beeinflussen, dass eine gleichmäßige Tropfenausbildung gewährleistet ist.By introducing additional energy in the form of heat in the applied pressure substance in the vicinity of the order channel exit, the viscosity of the printing substance can be influenced so that a uniform drop formation is ensured.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Represent embodiments for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections as well as intermediate headings does not restrict the general validity of the statements made thereunder.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings show:
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments
In
Drucksubstanz
Die Drucksubstanz
Rechts neben dem Ablösebereich
Die Drucksubstanz
Oberhalb der Vorrichtung
Bei dem Druckverfahren kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung
In
Eine alternative Ausgestaltung ist mit der Vorrichtung
Unter der Vorrichtung
Durch eine linke untere Abdeckung
Bei der Variante der Vorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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