HUP0200392A2

HUP0200392A2 - In line production of solid objects

Info

Publication number: HUP0200392A2
Application number: HU0200392A
Authority: HU
Inventors: Robert Calvin Johnson
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2002-05-29
Also published as: EP1163156A1; IL145372A0; JP2002539979A; NO20014580L; CZ20013308A3; ES2206209T3; BR0009288A; ATE254068T1; CA2366598A1; TR200102703T2; ZA200107685B; WO2000056609A1; EP1038782A1; NO20014580D0; MA25402A1; AU3758200A; EP1163156B1; CN1344213A; DE60006504D1

Abstract

A találmány tárgya eljárás szilárd tárgyak sorozatgyártására.Azeljárás magába foglal egy első műveletet, ami abból áll, hogy egyelső anyagot felvisznek egy választott felületre egy első felhordóeszköz alkalmazásával, ahol a választott felület és a szilárd tárgymozgásban van az első felhordó eszközhöz viszonyítva. Az eljárásmagába foglal egy második műveletet is, ami abból áll, hogy az elsőművelet befejezése után egy második anyagot visznek fel a választottfelületre egy második felhordó eszköz alkalmazásával, ahol aválasztott felület és a szilárd tárgy mozgásban van a második felhordóeszközhöz viszonyítva. A felhordó eszközök festéksugaras nyomtatók, ésa szilárd tárgy előnyösen fogkefe. Az eljárást folyamatos nyomtatásisebességgel végzik. ÓThe subject of the invention is a method for serial production of solid objects. The method includes a first operation, which consists of applying a first material to a selected surface using a first application device, where the selected surface and the solid object are in motion relative to the first application device. The process also includes a second operation, which consists in applying a second material to the chosen surface after the completion of the first operation using a second application tool, where the chosen surface and the solid object are in motion relative to the second application tool. The application devices are inkjet printers, and the solid object is preferably a toothbrush. The process is carried out at a continuous printing speed. HE

Description

•:Z :Z -25.324/be • « · · · ·•:Z :Z -25.324/be • « · · · ·

Eljárás szilárd tárgyak sorozatgyártásáraProcess for mass production of solid objects

A találmány tárgya eljárás szilárd tárgyak sorozatgyártására.The invention relates to a method for mass production of solid objects.

Eljárások szilárd tárgyak sorozatgyártására széles körben használatosak, elsősorban a fogyasztói javak iparában, például fogkefék gyártására. Ezeket a szilárd tárgyakat általában formázzák, és azután nyomtatják. Speciálisan elsősorban anyagok felhordási eljárásait használják az ilyen szilárd tárgyak egy választott felületére, leginkább az ilyen szilárd tárgyakra való nyomtatáshoz. A létező nyomtatási eljárások különböző fajtájúak. Az iparban használatos első fajta nyomtatási eljárás nagyszámú címke nyomtatásából áll, amelyeket nagy tekercselőgépekre visznek fel, majd a tekercselőket a gyártósorba táplálják és a címkéket szilárd tárgyakra ragasztják. A nyomtatási eljárás másik fajtája abból áll, hogy festéket visznek fel közvetlenül a szilárd tárgyak külső felületére, ahol a nyomat maga úgy készíthető el, hogy jelzi például a gyártás dátumát vagy egy speciális hivatkozási számot.Processes for the mass production of solid objects are widely used, primarily in the consumer goods industry, such as the manufacture of toothbrushes. These solid objects are usually shaped and then printed. In particular, processes for applying materials to a selected surface of such solid objects are used primarily for printing on such solid objects. There are various types of printing processes available. The first type of printing process used in industry consists of printing a large number of labels which are applied to large reels, which are then fed into the production line and the labels are adhered to the solid objects. Another type of printing process consists of applying ink directly to the outer surface of the solid objects, where the print itself can be made to indicate, for example, the date of manufacture or a special reference number.

A találmány tárgya eljárás szilárd tárgyak előállítására. Az ^eljárás magába foglal egy első műveletet és egy második műveletet, az első művelet abból áll, hogy egy választott felületre felviszünk egy első anyagot egy első felhordó eszköz alkalmazásával, ahol a választott felület és a szilárd tárgy is mozgásban van az első felhordó eszközhöz viszonyítva, és csak a választott felület van érintkezésben az első anyaggal az első művelet alatt. Ilyen eljárás ismeretes a fent említett második nyomtatási eljárásból, amikor rendelésre készült nyomatot visznek fel közvetlenül a szilárd tárgyra, ahol a nyomtatás betűit vagy számait tipikusan számos fekete pont alakítja ki.The invention relates to a method for producing solid objects. The ^method comprises a first step and a second step, the first step comprising applying a first material to a selected surface using a first application device, wherein both the selected surface and the solid object are in motion relative to the first application device, and only the selected surface is in contact with the first material during the first step. Such a method is known from the aforementioned second printing method, where a custom print is applied directly to the solid object, wherein the letters or numbers of the print are typically formed by a plurality of black dots.

A felhordó eszközhöz viszonyítva mozgásban lévő szilárd tárgyra közvetlenül felvitt rendelésre készült nyomtatási információ (custom printing information) előnyei közé tartozik, hogy az információ különböző lehet minden egyes előállított tárgyra, és az ilyen nyomtatás nagy sebességgel végezhető on-line (számítógéppel közvetlen kapcsolatban) . Egy ilyen eljárás kiváltképpen hasznos például a fogyasztói iparban, ahol előnyös például ha sgy szilárd tárgy díszítve van. Az ilyen rendelésre készült nyomtatás különbözik a fenti, első fajta másik létező eljárástól, ahol címkéket egymástól függetlenül előnyomnak egy külön eljárásban, és tekercsekre viszik fel, mielőtt in line (sorozatban) egy szilárd tárgyra ragasztják. Egy ilyen eljárásban nyomtatott címkék tekercseit használva, valamennyi címke azonos lesz, és minden címke megfelel a sorozatban minden szilárd tárgynak. Egy ilyen eljárás azonban, amely nyomtatott címkék tekercseit használja, lehetővé teszi viszonylag jól meghatározott grafikájú címkék alkalmazását, ahelyett, hogy korlátozott számú, egyszínű pontokat használnának betűk vagy számok képzésére.The advantages of custom printing information applied directly to a moving solid object relative to the application device include that the information can be different for each object produced, and that such printing can be done on-line at high speed. Such a process is particularly useful, for example, in the consumer industry, where it is advantageous, for example, to decorate a solid object. Such custom printing differs from the other existing process of the first type above, where labels are preprinted independently in a separate process and applied to rolls before being adhered in line (in series) to a solid object. In such a process, using rolls of printed labels, all labels will be identical, and each label will correspond to each solid object in the series. However, such a process, which uses rolls of printed labels, allows the application of labels with relatively well-defined graphics, rather than using a limited number of single-color dots to form letters or numbers.

A létező eljárások, és kiváltképpen egy pontokból álló matrica előírt nyomtatásos sorozat-eljárása, vagy egy olyan eljárás, ahol nyomtatott címkék tekercseit használják, bár rendelkeznek a fenti és más előnyökkel, de vannak hátrányaik is. így például egy olyan eljárás, ahol sorozatban, előírás szerint nyomtatnak egy pontokból álló matricát, gyenge definíciót kínál, amely alkalmas egyszerű közlések, így dátum nyomtatására egyExisting methods, and in particular a method of printing a dot matrix in a prescribed sequence, or a method using rolls of printed labels, although having the above and other advantages, have disadvantages. For example, a method of printing a dot matrix in a prescribed sequence offers a weak definition suitable for printing simple messages, such as a date, on a

73.324/BE színben, de nem felel meg jól meghatározott grafikák vagy rajzok nyomtatásához. Továbbá, a nyomtatott címkék tekercseit használó eljárás nem rugalmas, mivel a címke rajzának cseréje a tekercselő cseréjét teszi szükségessé, ami magába foglalja a gyártósor leállítását, vagy kettős tekercselő tartórendszert tesz szükségessé, ami lehetővé teszi a tekercselő cseréjét a gyártósor leállítása nélkül. A nyomtatott címkék tekercselőinek használata minden esetben szükségessé teszi minden fajta kívánt címke tárolását, mivel ezek a címkék nem közvetlenül a gyártósoron készülnek.73.324/BE in color, but is not suitable for printing well-defined graphics or drawings. Furthermore, the process using rolls of printed labels is not flexible, since changing the label design requires changing the rewinder, which involves stopping the production line, or requiring a dual reel support system, which allows changing the rewinder without stopping the production line. The use of rewinders of printed labels always requires storing all types of desired labels, since these labels are not produced directly on the production line.

A fogyasztói termékekként szolgáló szilárd gyártósoron készülnek .They are made on a solid production line serving as consumer products.

A fogyasztói termékekként szolgáló szilárd tárgyakon hagyományosan jó minőségű nyomtatott képek vannak, mind a márkajelzésre szolgáló rajzok formájában, mind az információk a fogyasztó részére, például a használati utasítás. Az ilyen ábrákat hagyományosan nyomásra érzékeny ragasztós címkékre nyomtatják, amelyeket - a ragasztót védő alátét anyag eltávolítása után felvisznek a szilárd tárgyra. Az ilyen címkék kezelése azonban a szilárd tárgyra való pontos felvitelhez nagy sebességnél nehézkes lehet, és jelentős állásidő fordulhat elő a védőpapír elhasadása vagy a címkék összenyomódása miatt. A címkéket továbbá külön kell nyomtatni egy nyomógépen, ami költséges és időigényes. A címke-laminátum és az alátét papír szintén költséges, és a hulladékba kerül. Az üzemben helyet kell tartalékolni, és egy raktárrendszert kell létesíteni a címkék tárolásához, és biztosítani, hogy a megfelelő címke kerüljön a megfelelő szilárd tárgyra.Solid objects used as consumer products traditionally have high quality printed images, both in the form of graphics for branding and information for the consumer, such as instructions for use. Such images are traditionally printed on pressure-sensitive adhesive labels, which are applied to the solid object after the adhesive-protecting liner is removed. However, handling such labels for accurate application to the solid object can be difficult at high speeds, and significant downtime can occur due to tearing of the liner or compression of the labels. Furthermore, the labels must be printed separately on a printing press, which is expensive and time-consuming. The label laminate and liner paper are also expensive and wasteful. Space must be reserved in the plant and a storage system must be established to store the labels and ensure that the correct label is applied to the correct solid object.

73.324/BE73.324/BE

A címkék használatával kapcsolatos további hátrány az, hogy a díszítő grafika változik, és a megmaradó címkéket ki kell dobni és új címkéket nyomtatni. Attól kezdve, hogy az új grafikát jóváhagyták, tipikusan 4-6 hét telik el, amíg az új nyomóhengereket vagy lemezeket elkészítik, és a címkéket felhasználásra készen kinyomtatják és kiszolgáltatják.Another disadvantage of using labels is that the decorative graphics change and the remaining labels must be discarded and new labels printed. Once the new graphics are approved, it typically takes 4-6 weeks for the new printing cylinders or plates to be made and the labels to be printed and delivered ready for use.

Alternatív megoldásként az ábrákat szitanyomásos eljárásokkal nyomtatják közvetlenül a szilárd tárgyra. Ezek az eljárások azonban lassúak, kiváltképpen ha többszintű ábrákat kell nyomtatni, és az előállított kép minősége korlátozott. Tipikusan csak 1-4 szint nyomnak egyidőben szitanyomást használva, aminek az az eredménye, hogy a dekoráció összetettsége korlátozott. Ha további színekre van szükség, ez úgy érhető el, hogy a szilárd tárgyat többször át kell vezetni a nyomóhelyen, de ez a költségeket drámai módon megnöveli. Továbbá, ha nem-kerek szilárd tárgygyal, így ovális vagy összetettebb hajlatú alakokkal használjuk a szitanyomást, akkor ez igen lassú lehet, 50 szilárd tárgy/perc, és legfeljebb 100 szilárd tárgy/perc sebességgel működve.Alternatively, the designs are printed directly onto the solid object using screen printing processes. However, these processes are slow, especially when multi-level designs are to be printed, and the quality of the image produced is limited. Typically, only 1-4 levels are printed at a time using screen printing, which results in a limited complexity of the decoration. If additional colors are required, this can be achieved by passing the solid object through the printing station several times, but this increases the cost dramatically. Furthermore, when screen printing is used on non-round solid objects, such as ovals or more complex curved shapes, it can be very slow, operating at speeds of 50 solid objects per minute and up to 100 solid objects per minute.

A szitanyomáshoz használt sziták gyártása továbbá jelentős időt vehet igénybe. A szitákat gyakran ki is kell cserélni, ami a fenntartási költségeket növeli.Furthermore, the production of screens used for screen printing can be time-consuming. The screens also need to be replaced frequently, which increases maintenance costs.

Közvetett hőnyomtatási eljárásokat ugyancsak használnak képek kialakítására közvetlenül a szilárd tárgyakra. Ezek az eljárások azonban szintén lassúak, és a kép minősége szintén gyenge. Ezenkívül, a közvetett mechanizmussal nyomtatni kívánt szilárd tárgyhoz alkalmazott nyomás és/vagy hő károsíthatja a szilárd tárgyat, ami nyilvánvalóan nem kívánatos. A közvetett hőnyomIndirect thermal printing processes are also used to create images directly on solid objects. However, these processes are also slow and the image quality is also poor. In addition, the pressure and/or heat applied to the solid object to be printed with the indirect mechanism can damage the solid object, which is obviously undesirable. Indirect thermal printing

73.324/BE tatási eljárás továbbá átviteli film használatát teszi szükségessé, ami felesleges hulladékot és költséget jelent.73.324/BE also requires the use of transfer film, which results in unnecessary waste and cost.

Jól ismert, hogy jó minőségű képek érhetők el digitális nyomtatási eljárások alkalmazásával, például festéksugaras és lézer eljárásokkal, és, hogy ezek az eljárások rugalmasan alkalmazhatók. A festéksugaras nyomtatást tipikusan papír vagy más abszorbens anyag nyomtatására használják, víz— vagy olaj—alapú festékekkel.It is well known that high-quality images can be achieved using digital printing processes, such as inkjet and laser, and that these processes are flexible. Inkjet printing is typically used to print on paper or other absorbent materials, using water- or oil-based inks.

A találmány célja eljárás kidolgozása a fent említett fajtájú szilárd tárgyak előállítására, amely biztosítani tudja mind a rugalmasságot mind a jó felbontást egy anyag alkalmazásánál egy szilárd tárgyhoz, és amely a sebességek széles tartományában tud működni ipari gyártáshoz.The object of the invention is to develop a method for producing solid objects of the above-mentioned type, which can ensure both flexibility and good resolution in the application of a material to a solid object, and which can operate over a wide range of speeds for industrial production.

A találmány szerint ezt a célt egy fenti típusú eljárással érjük el, amelynél a második művelet abból áll, hogy egy második anyagot viszünk fel a választott felületre egy második felhordó eszköz alkalmazásával az első művelet befejezése után, ahol a választott felület és az üreges test mozgásban vannak a második felhordó eszközhöz viszonyítva, és csak a választott felület van érintkezésben a második anyaggal a második művelet alatt, és az eljárást folyamatos nyomtatási sebességgel végezzük.According to the invention, this object is achieved by a method of the above type, wherein the second step consists of applying a second material to the selected surface using a second application device after the first step has been completed, wherein the selected surface and the hollow body are in motion relative to the second application device and only the selected surface is in contact with the second material during the second step, and the method is carried out at a continuous printing speed.

A találmány szerinti eljárásnak számos előnye van. Mivel magába foglalja egy második anyag, valamint az első anyag felvitelét a választott felületre, miközben mind a szilárd tárgy, mind a választott felület mozgásban van az első vagy második felhordó eszközhöz viszonyítva, az eljárás lehetővé teszi a rugalmasságot, mivel a felhordás közvetlenül sorozatban (in line)The method of the invention has several advantages. Since it involves applying a second material as well as the first material to the selected surface while both the solid object and the selected surface are in motion relative to the first or second application means, the method allows for flexibility as the application is directly in-line.

73.324/BE73.324/BE

................

···· ·· ·· · · végezhető, és a jobb feloldást, amennyiben több mint egy anyagot viszünk fel a szilárd tárgy választott felületére. A jobb rugalmasságnak köszönhetően a tárolás, így például a jól definiált címkék tárolása tekercselőkön, jelentősen csökken, és így csökkennek a termelési költségek. A rugalmasság továbbá lehetővé teszi például a fel nem használt nyomtatott címkék hulladékba kerülésének csökkenését, ami előnyös a környezet szempontjából.···· ·· ·· ·· · and better dissolution when more than one substance is applied to the selected surface of the solid object. Thanks to the improved flexibility, storage, such as storing well-defined labels on reels, is significantly reduced, and thus production costs are reduced. Flexibility also allows, for example, to reduce the waste of unused printed labels, which is beneficial for the environment.

A találmány szerinti eljárás szilárd tárgyakra vonatkozik. A „szilárd alatt azt kell érteni, hogy a tárgy lényegileg mentes az üres terektől. Ilyen tárgy lehet például egy fogkefe. Meg kell jegyeznünk, hogy a választott felület összetartozhat a szilárd tárggyal vagy lehet különálló, például, ha egy címkén van. A találmány szerint a szilárd tárgy a következőképpen munkálható meg: a választott felület lehet a címkén, a kezelni kívánt választott felületet, amely a címkén van elhelyezve a találmány szerinti eljárással kezeljük, mielőtt azt a szilárd tárgyra felvisszük. Az anyagoknak a választott felületre való felvitele alatt, a szilárd tárgy is mozgásban van a találmány szerint, akkor is, ha a címkét még nem visszük fel a szilárd tárgyra. Mind a szilárd tárgy, mind a címke számítóképpen van kapcsolatban (on line), a számítógépes vezérlés olyan, hogy például a címke a nyomtatás után lesz felvíve. A címke üresen is felvihető a szilárd tárgyra, és az anyagok a címkén lévő választott felületre felvihetők akkor is, amikor a címke már a szilárd tárgyra van erősítve. Eljárhatunk továbbá úgy is, hogy nem alkalmazunk címkét, hanem az anyagokat közvetlenül a szilárd tárgyra visszük fel.The method according to the invention applies to solid objects. By "solid" is meant that the object is substantially free of voids. Such an object may be, for example, a toothbrush. It should be noted that the selected surface may be integral with the solid object or may be separate, for example, if it is on a label. According to the invention, the solid object may be processed as follows: the selected surface may be on the label, the selected surface to be treated, which is located on the label, being treated by the method according to the invention before it is applied to the solid object. During the application of the materials to the selected surface, the solid object is also in motion according to the invention, even if the label has not yet been applied to the solid object. Both the solid object and the label are computationally connected (on line), the computer control being such that, for example, the label is applied after printing. The label may be applied to the solid object in a blank state, and the materials may be applied to the selected surface on the label even when the label is already on the solid object. We can also proceed without using a label, but apply the materials directly to the solid object.

Előnyösek erre a célra azok a szilárd tárgyak, amelyek hőreSolid objects that are resistant to heat are preferred for this purpose.

73.324/BE73.324/BE

................

···· ·· *· · · lágyuló gyantákból készülnek.···· ·· *· ·· are made of plasticizing resins.

A találmány szerinti eljárás első művelete abból áll, hogy egy első anyagot felviszünk egy választott felületre. Az anyag tipikusan egy festék, amit előnyösen festéksugaras technológiát alkalmazva viszünk fel. A választott felület előnyösen legalább 30 cm . A választott felület lehet például egy címkén, vagy a szilárd tárgyon, így egy fogkefén. Az első anyag felhordását egy első felhordó eszköz alkalmazásával végezzük. Egy ilyen eszköz tipikusan egy festéksugaras nyomtató festéksugaras fejéből áll, a festéksugaras fej előnyösen számos fúvókával rendelkezik.The first step of the method according to the invention consists in applying a first material to a selected surface. The material is typically a paint, which is preferably applied using inkjet technology. The selected surface is preferably at least 30 cm . The selected surface may be, for example, a label or a solid object, such as a toothbrush. The application of the first material is carried out using a first application device. Such a device typically comprises an inkjet head of an inkjet printer, the inkjet head preferably having a plurality of nozzles.

A találmány szerint a választott felület és a szilárd tárgy mozgásban vannak az első felhordó eszközhöz viszonyítva. Ez nem akadályozza meg, hogy a választott felület és a szilárd tárgy külön mozogjanak, mivel például egy címke előbb nyomtatható, mielőtt felvisszük. Ez azonban azt jelenti, hogy ez a két komponens mozgásban van a gyártósoron. A relatív mozgás tartalmazhat egy komponenst, amely az első felhordó eszköz mozgásával összhangban van. Speciálisan, ha egy nem-planáris választott felületre nyomtatunk, akkor előnyös lehet, ha mozgatjuk a felhordó eszközt és magát a választott felületet is. A szilárd tárgy minden esetben ugyancsak mozgásban van, így abban az esetben, amikor a címkét a szilárd tárgyra való felvitele előtt nyomtatjuk, akkor a szilárd tárgy mozgásban van a gépsoron, afelé a pont felé, ahol a címke felvitele megtörténik. Egy előnyös kivitelezésben a választott felület egy címke felületén van, a címkét az anyag felvitele után erősítjük a szilárd tárgyra. Ez különbözik egy másik előnyös megoldástól, ahol a választott felület szerve73.324/BE sen hozzátartozó része a szilárd tárgy külső felületének.According to the invention, the selected surface and the solid object are in motion relative to the first application means. This does not prevent the selected surface and the solid object from moving separately, as for example a label may be printed before being applied. However, this means that these two components are in motion on the production line. The relative motion may include a component that is in accordance with the motion of the first application means. In particular, when printing on a non-planar selected surface, it may be advantageous to move the application means and the selected surface itself. The solid object is in motion in any case, so that in the case where the label is printed before being applied to the solid object, the solid object is in motion on the production line towards the point where the label is applied. In a preferred embodiment, the selected surface is on the surface of a label, the label being attached to the solid object after the application of the material. This differs from another preferred solution where the selected surface is an integral part of the outer surface of the solid object.

A találmányban megemlítjük, hogy a választott felület van csak érintkezésben az első anyaggal az első művelet alatt. Ez azt jelenti, hogy nincs súrlódás valamely elem és a választott felület között. Meg kell jegyeznünk, hogy ha a választott felületet a címkére tesszük, akkor maga a címke érintkezésben lehet például a szilárd tárggyal. A választott felület kétdimenziós felületet jelent. Súrlódás a választott felületen történhet például egy szitanyomásos felvitelnél, amelynek sebessége nem kompatibilis a találmány szerinti eljárással.In the invention, it is mentioned that the selected surface is only in contact with the first material during the first operation. This means that there is no friction between an element and the selected surface. It should be noted that if the selected surface is placed on the label, the label itself may be in contact with the solid object, for example. The selected surface represents a two-dimensional surface. Friction on the selected surface may occur, for example, during a screen printing application, the speed of which is not compatible with the method according to the invention.

A találmány szerinti eljárás második művelete hasonló az első művelethez, és az első műveleten legalább 10 méter/perc, előnyösebben legalább 20 méter/perc, és a legelőnyösebben legalább 28 méter/perc sebességgel végezzük.The second step of the process according to the invention is similar to the first step and is carried out at a speed of at least 10 meters/minute, more preferably at least 20 meters/minute, and most preferably at least 28 meters/minute in the first step.

Egy előnyös kivitelezésben továbbá az eljárás egy vagy több extra műveletet foglal magába, az extra művelet abból áll, hogy egy extra anyagot viszünk fel a választott felületre egy extra felhordó eszköz alkalmazásával, az előző művelet befejezése után, miközben a választott felület és a szilárd tárgy is mozgásban van az extra felhordó eszközhöz viszonyítva, és a választott felület van csak érintkezésben az extra felhordó eszközzel az extra művelet alatt. Meg kell jegyeznünk, hogy előnyösen különböző anyagokat alkalmazunk ezekhez az extra műveletekhez. A legelőnyösebb kivitelezés négy extra műveletet foglal magába, mind a hat anyag különböző festék, s így nagy felbontóképességű képek készíthetők, valamint nagy felbontóképességű szürke skála képek nagy kontraszttal.In a preferred embodiment, the method further comprises one or more extra steps, the extra step comprising applying an extra material to the selected surface using an extra application device after the previous step has been completed, while both the selected surface and the solid object are in motion relative to the extra application device, and the selected surface is only in contact with the extra application device during the extra step. It should be noted that different materials are preferably used for these extra steps. The most preferred embodiment comprises four extra steps, all six materials being different dyes, thereby producing high resolution images, as well as high resolution gray scale images with high contrast.

.324/BE.324/BE

A találmány egy előnyös kivitelezésében az eljárás kép nyomtatására egy választott felületre, így például nem-planáris szilárd tárgyak felületeire abból áll, hogy a szilárd tárgyak sorát folyamatos módon mozgatva elvezetjük egy festéksugaras fej mellett, amelyen fúvókák vannak elrendezve, ezek keresztirányban vannak elhelyezve a szilárd tárgyak sorának mozgási irányára, és ezeken keresztül festék lövell ki, és a szilárd tárgyak és/vagy a festéksugaras fej mozognak egymáshoz viszonyítva, amikor a szilárd tárgy elhalad a festéksugaras fej mellett, s így a nyomtatás alatt a távolság a festéksugaras fej és a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete között lényegileg konstans marad, úgy, hogy a felület minden egyes része csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett.In a preferred embodiment of the invention, the method for printing an image on a selected surface, such as the surfaces of non-planar solid objects, comprises guiding a row of solid objects in a continuous motion past an ink jet head having nozzles arranged transversely to the direction of motion of the row of solid objects through which ink is ejected, and the solid objects and/or the ink jet head move relative to each other as the solid object passes the ink jet head, so that during printing the distance between the ink jet head and the surface of the solid object to be printed remains substantially constant, such that each portion of the surface passes the ink jet head only once.

A találmány egy másik előnyös kivitelezése szerint egy készülék, amely képet nyomtat szilárd tárgyak felületeire, tartalmaz egy foglalatot mindegyik szilárd tárgyhoz, szállítószalagot a foglalatok folyamatos módon való mozgatásához egy festéksugaras fej mellett, amelyen a foglalatok mozgására keresztirányban fúvókák vannak elrendezve és ezeken keresztül festék lövell ki, és a készülék magába foglal egy eszközt, amely minden egyes szilárd tárgyat és/vagy a festéksugaras fejet egymáshoz viszonyítva mozgat, amikor a szilárd tárgy elhalad a festéksugaras fej mellett, úgy, hogy a nyomtatás alatt konstans távolság marad a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között, úgy, hogy a felület minden egyes része csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett.According to another preferred embodiment of the invention, an apparatus for printing images on the surfaces of solid objects comprises a holder for each solid object, a conveyor belt for continuously moving the holders past an ink jet head, on which nozzles are arranged transversely to the movement of the holders and through which ink is ejected, and the apparatus comprises means for moving each solid object and/or the ink jet head relative to each other as the solid object passes the ink jet head, such that a constant distance remains between the surface of the solid object to be printed and the ink jet head during printing, such that each part of the surface passes the ink jet head only once.

A találmány szerinti előnyös kivitelezések eljárása és be73.324/BEThe method and preferred embodiments of the invention are described in detail in the accompanying drawings.

........ • · · · · · ·· · · rendezése ipari termeléshez alkalmas sebességeknél képesek nem-planáris szilárd tárgyakat nyomtatni vagy díszíteni. így például a találmány előnyös kivitelezéseiben az eljárás szerint legalább 150 szilárd tárgy nyomtatható percenként, és még előnyösebben legfeljebb 500 szilárd tárgy nyomtatható percenként, miközben jó képminőséget érünk el, és elkerüljük a szilárd tárgyak károsodását......... • ·

A találmány szerinti eljárás egy másik előnye az, hogy például könnyen adaptálható különböző alakú és/vagy méretű szilárd tárgyakkal vagy címkékkel való alkalmazáshoz, és különböző grafikák és/vagy szövegek használatához.Another advantage of the method according to the invention is that it can be easily adapted, for example, to use solid objects or labels of different shapes and/or sizes, and to use different graphics and/or texts.

A találmány még egy másik előnye, hogy szilárd tárgyak csökkentett költséggel dekorálhatok a technika állása szerinti eljárásokhoz hasonlítva, például kiküszöbölve a címkék és alátét papírok, átviteli fóliák vagy nyomtató lemezek szükségességét, amelyeket költséges tervezni és karbantartani.Another advantage of the invention is that solid objects can be decorated at reduced cost compared to prior art methods, for example by eliminating the need for labels and backing papers, transfer films or printing plates, which are expensive to design and maintain.

Meg kell jegyeznünk, hogy például egy szilárd tárgy, amely nem-planáris felületű, és amelynek felületére kép van nyomtatva, előállítható a fent leírt eljárással vagy a fenti berendezés alkalmazásával .It should be noted that, for example, a solid object having a non-planar surface and having an image printed on the surface can be produced by the above-described method or using the above-described apparatus.

A találmány szerinti előnyös eljárásban szilárd tárgyak sorát mozgatjuk el folyamatosan egy festéksugaras fej mellett. A bejelentéssel összefüggésben a szilárd tárgyak sora egy sor szilárd tárgyat jelent vagy bármely más elrendezést, ahol nagyszámú szilárd tárgy halad el sorban egy festéksugaras fej mellett. A szilárd tárgyak a nyomtatás alatt függőlegesen vagy vízszintesen lehetnek elhelyezve, de előnyösen függőlegesen vannak elhelyezve.In a preferred method of the invention, a row of solid objects is continuously moved past an ink jet head. In the context of the application, a row of solid objects means a row of solid objects or any other arrangement where a large number of solid objects pass in a row past an ink jet head. The solid objects may be arranged vertically or horizontally during printing, but are preferably arranged vertically.

73.324/BE73.324/BE

................

• · · · · · ·* ·• · · · · · ·* ·

Továbbá, ha azt mondjuk, hogy a szilárd tárgyak sora folyamatosan mozog, ezen azt értjük, hogy az egyik szilárd tárgy nyomtatása és a sorban következő szilárd tárgy nyomtatása között a szilárd tárgyak sora nem áll le a mozgásban, hacsak például egy változtatást kell végezni az eljárásban, vagy a nyomtató berendezés karbantartása teszi ezt szükségessé.Furthermore, when we say that the line of solid objects is continuously moving, we mean that between the printing of one solid object and the printing of the next solid object in the line, the line of solid objects does not stop moving, unless, for example, a change needs to be made in the process or maintenance of the printing equipment makes this necessary.

A nyomtatás alatt fontos egy kicsi és lényegileg konstans távolság fenntartása a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között. Máskülönben a szilárd tárgy felületén előállított festékpontok helyzete és mérete változni fog, attól függően, hogy a felület melyik része van nyomtatva, ami egyes helyeken a kép elmosódottságához vezethet, máshol nagyon gyenge képhez, vagy azt eredményezi, hogy a a festéksugaras fej vagy a szilárd tárgy károsodik. A nyomtatás megkezdése előtt a nyomtatni kívánt felület és a festéksugaras fej közötti távolságot általában egy előre meghatározott értékre beállítjuk. Az előre meghatározott távolság tipikusan 0,2-4 mm, előnyösen 0,5 - 2,5 mm, mivel nagyobb távolságoknál a légáramlatok befolyásolhatják a festéksugarat, rosszabb minőségű képet eredményezve. Ez tehát az, amit lényegileg konstans távolságon értünk a bejelentéssel összefüggésben. A távolság előnyösebben konstans 1 mm - 0,5 mm.During printing, it is important to maintain a small and substantially constant distance between the surface of the solid object to be printed and the ink jet head. Otherwise, the position and size of the ink dots produced on the surface of the solid object will vary depending on which part of the surface is printed, which can lead to a blurred image in some places, a very weak image in others, or result in damage to the ink jet head or the solid object. Before printing begins, the distance between the surface to be printed and the ink jet head is usually set to a predetermined value. The predetermined distance is typically 0.2-4 mm, preferably 0.5 - 2.5 mm, since at greater distances air currents can affect the ink jet, resulting in a poorer quality image. This is therefore what is meant by a substantially constant distance in the context of the application. The distance is more preferably constant 1 mm - 0.5 mm.

Az előre meghatározott távolságot a nyomtatni kívánt szilárd tárgy és/vagy a festéksugaras fej mozgatásával tartjuk. így például a festéksugaras fejet úgy mozgathatjuk, hogy kövesse a nyomtatni kívánt szilárd tárgy körvonalát. Az egyszerűség kedvéért előnyös azonban ha a festéksugaras fej álló helyzetben marad és a szilárd tárgyakat mozgatjuk ehhez viszonyítva. Ebben azThe predetermined distance is maintained by moving the solid object to be printed and/or the ink jet head. For example, the ink jet head can be moved to follow the outline of the solid object to be printed. However, for the sake of simplicity, it is preferable to keep the ink jet head stationary and move the solid objects relative to it. In this case,

73.324/BE73.324/BE

................

• · · · ·· · · esetben előnyös, ha a nyomtatás megkezdése előtt a szilárd tárgyakat úgy rendezzük el, hogy a szilárd tárgy nyomtatni kívánt felületének vezető része vagy éle (szegélye) a szilárd tárgyak sorának mozgásirányában a festéksugaras fejtől az előre meghatározott távolságban legyen. Ekkor a szilárd tárgy fokozatosan elfordul hosszanti tengelye körül, s így a szilárd tárgy felületének minden része sorban az előre meghatározott távolságba kerül a festéksugaras fejtől, amint a felület elhalad a fej mellett, amíg a szilárd tárgy felületnek vezető része vagy éle a festéksugaras fejtől az előre meghatározott távolságba jut. Ha komplex alakú szilárd tárgyakat kell nyomtatni, akkor előre láthatóan szükséges lehet a szilárd tárgy forgási irányát megfordítani, amint az elhalad a festéksugaras fej mellett. A globális eljárási sebesség szempontjából azonban előnyös, ha forgás közben minden szilárd tárgy nyomtatni kívánt felületének minden része csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett.• · · · · · · · · In this case, it is advantageous to arrange the solid objects before printing so that the leading part or edge (border) of the surface to be printed of the solid object is at a predetermined distance from the ink jet head in the direction of movement of the row of solid objects. The solid object is then gradually rotated about its longitudinal axis, so that each part of the surface of the solid object is successively at a predetermined distance from the ink jet head as the surface passes the head until the leading part or edge of the surface of the solid object is at a predetermined distance from the ink jet head. If complex-shaped solid objects are to be printed, it may be foreseeable that it may be necessary to reverse the direction of rotation of the solid object as it passes the ink jet head. However, from the perspective of global process speed, it is advantageous if each part of the surface to be printed of each solid object passes the ink jet head only once during rotation.

A forgás először alkalmazott iránya és szöge a nyomtatni kívánt szilárd tárgy alakjától és a követni szükséges ívelt vonal alakjától függ. így például, ha a szilárd tárgyat lényegileg egyenes vonalban kell mozgatni, és felülete konvex a festéksugaras fejhez, akkor ennek a felületnek vezető részét először a festéksugaras fej felé kell mozgatni, majd fokozatosan a festéksugaras fejtől távolítani, amíg a festéksugaras fej eléri az ívelt felület végpontját vagy fordulópontját, és ezután a felület vezető élét fokozatosan a festéksugaras fej felé kell mozgatni.The direction and angle of rotation initially applied will depend on the shape of the solid object to be printed and the shape of the curved line to be followed. For example, if the solid object is to be moved in a substantially straight line and its surface is convex to the inkjet head, then the leading edge of this surface should first be moved towards the inkjet head and then gradually moved away from the inkjet head until the inkjet head reaches the end point or turning point of the curved surface, and then the leading edge of the surface should be gradually moved towards the inkjet head.

Ha a szilárd tárgyat egy ívelt pályán mozgatjuk, akkor a szilárd tárgy foroghat a festéksugaras fej felé vagy ettől távo73.324/BEIf the solid object is moved in a curved path, the solid object may rotate towards or away from the ink jet head.

................

···· ·· ·* · · lodva, az ívelt pálya és a szilárd tárgy felülete görbületének megfelelő rádiuszától függően. A szilárd tárgy görbületének a rádiusza kisebb lesz, mint az ívelt pályáé, és az a fent leírt mozgást teszi szükségessé. Ha azonban a szilárd tárgy görbületének a sugara nagyobb, mint az ívelt pályáé, akkor a szilárd tárgy vezető éle először fokozatosan távolodhat a festéksugaras fejtől, amíg a fej eléri az ívelt felület végződését (apex), és azután a vezető él úgy mozog, hogy fokozatosan közelít a fejhez.···· ·· ·* · · lodva, depending on the corresponding radius of curvature of the curved path and the solid object surface. The radius of curvature of the solid object will be smaller than that of the curved path, and this necessitates the movement described above. However, if the radius of curvature of the solid object is larger than that of the curved path, the leading edge of the solid object may first gradually move away from the ink jet head until the head reaches the apex of the curved surface, and then the leading edge moves so as to gradually approach the head.

A nyomtatás alatt szükség lehet arra, hogy a gyakoriságot, amellyel a festéksugaras fej a festékcseppeket kilövell!, beállítsuk, hogy kompenzáljuk a szilárd tárgy felülete lineáris sebességének csekély változását, amint elhalad a festéksugaras fej mellett. Ά festéksugár kilövellése idővezérlésének a beállítása szintén szükséges lehet, hogy kompenzáljuk azt a tényt, hogy a nyomtatás alatt legnagyobb részben a festéksugaras fej nem merőleges a szilárd tárgy felületére. Az ilyen módosítások azonban a szakember gyakorlatához tartoznak.During printing, it may be necessary to adjust the frequency at which the ink jet head ejects ink droplets to compensate for slight changes in the linear velocity of the solid object surface as it passes the ink jet head. Adjustment of the ink jet ejection timing may also be necessary to compensate for the fact that during printing, for the most part, the ink jet head is not perpendicular to the solid object surface. Such adjustments are, however, within the skill of the art.

A szilárd tárgy mozgása a festéksugaras fejhez viszonyítva a kívánt módon, többféleképpen elérhető. így például, használható egy egyszerű szervomotor vagy egy vezetőpálya (cam) mechanizmus. Ha motort használunk, akkor ezt tipikusan egy olyan számítógép programmal ellenőrizzük (szabályozzuk) amely specifikus a nyomtatni kívánt szilárd tárgy méretére és alakjára, s így egy egyszerű változtatás a programban alkalmassá teszi az eljárást egy másik szilárd test nyomtatására. Ezért ez kényelmesebbnek bizonyul mint egy vezetőpálya mechanizmus használata.The movement of the solid object relative to the print head in the desired manner can be achieved in a variety of ways. For example, a simple servo motor or a cam mechanism can be used. If a motor is used, it is typically controlled by a computer program that is specific to the size and shape of the solid object being printed, so that a simple change in the program can adapt the process to print a different solid. This is therefore more convenient than using a cam mechanism.

Kívánt esetben a találmány szerinti eljárásban használhatóIf desired, it can be used in the process according to the invention

73.324/BE legalább egy érzékelő a távolság ellenőrzésére a szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között. Bármilyen megfelelő érzékelő használható, például egy infravörös érzékelő, egy lézer érzékelő, vagy egy ultrahang közelségérzékelő. Az érzékelő öszszeköttetésben van azzal az eszközzel, amely a festéksugaras fejet és/vagy a szilárd tárgyat egymáshoz viszonyítva mozgatja, és lehetővé teszi a mozgató eszköz beállítását - ha szükséges - a nyomtatási ciklus alatt, vagy a nyomtatás átállítását az egyik típusú szilárd tárgyról egy másik, eltérő méretű és/vagy alakú szilárd tárgyra.73.324/BE at least one sensor for monitoring the distance between the surface of the solid object and the ink jet head. Any suitable sensor may be used, for example an infrared sensor, a laser sensor, or an ultrasonic proximity sensor. The sensor is connected to the means for moving the ink jet head and/or the solid object relative to each other and allows the moving means to be adjusted - if necessary - during the printing cycle, or to switch printing from one type of solid object to another solid object of a different size and/or shape.

A nyomtatás alatt minden szilárd tárgyat előnyösen egy foglalatban tartunk egy szállítószalagon vagy egy karusszeltáron. Ebben az esetben minden szilárd tárgy mozgása a festéksugaras fejhez viszonyítva beállítható megfelelő foglalatának a mozgatásával. Mindegyik foglalat előnyösen tartalmaz egy eszközt szilárd tárgyának tartására, úgy, hogy lényegileg nincsen relatív mozgás a szilárd tárgy és foglalata között a nyomtatási művelet alatt. A tartóeszköz a szilárd tárggyal tipikusan legalább egy helyen érintkezik a tetején és___az alján. Bármilyen megfelelő tartóeszköz használható, egy példa egy kúpos záróelem használata, amit beillesztünk a szilárd tárgy tetejébe, pontosan illesztve, és a szilárd tárgy alját egy kúpos foglalatban tartva, amely lényegileg ugyanolyan profillal rendelkezik, mint a szilárd tárgy alja. A tartóeszköz jellege olyan, hogy lehetővé teszi, hogy a foglalatot különböző méretű és/vagy alakú szilárd tárgyakkal használjuk, és ezekhez könnyen adaptálható, ezáltal lehetővé téve az átállítást az egyik gyártósorról egy másikra minimális késlekedéssel, ami je73.324/BE lentős előny a mai ipari termelésben.During printing, each solid object is preferably held in a holder on a conveyor or carousel. In this case, the movement of each solid object relative to the ink jet head can be adjusted by moving its corresponding holder. Each holder preferably includes a means for holding its solid object such that there is substantially no relative movement between the solid object and its holder during the printing operation. The holding means typically contacts the solid object at least at one location on the top and bottom. Any suitable holding means may be used, an example being the use of a conical retainer inserted into the top of the solid object, in precise alignment, and holding the bottom of the solid object in a conical holder having substantially the same profile as the bottom of the solid object. The nature of the holding device is such that it allows the holder to be used with solid objects of different sizes and/or shapes and is easily adaptable to them, thereby enabling changeover from one production line to another with minimal delay, which is a significant advantage in today's industrial production.

A találmány szerinti eljárásban egy vagy több festéksugaras fej használható, a nyomtatni kívánt kép komplex jellegétől és/vagy a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felületeinek a számától függően. Mindegyik festéksugaras fej fúvókák elrendezését tartalmazza, amelyek bizonyos távolságban vannak keresztirányban a nyomtatni kívánt szilárd tárgyak vonalának vagy sorának a mozgási irányára. A festék a fúvókákból kilövellhető folyamatosan vagy igény szerint cseppenként, digitális szabályozással, amit a szakirodalom ismertetett. A festék a fúvókákból előnyösen igény szerint cseppenként lövell ki.In the method of the invention, one or more ink jet heads may be used, depending on the complexity of the image to be printed and/or the number of surfaces of the solid object to be printed. Each ink jet head comprises an arrangement of nozzles spaced transversely to the direction of travel of the line or row of solid objects to be printed. The ink may be ejected from the nozzles continuously or dropwise on demand, with digital control as described in the literature. The ink is preferably ejected from the nozzles dropwise on demand.

A fúvókák számát és az elrendezés szélességét a nyomtatni kívánt képnek megfelelően választjuk meg, mivel a szilárd tárgy felülete csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett. A festéksugaras fejnek előnyösen általában legalább Ί fúvókája van 1 mm-en, előnyösen legalább 12 fúvókája 1 mm-en, amelyek egy vagy több párhuzamos sorban lehetnek elrendezve. A festéksugaras fej a legelőnyösebben legalább 200 festékcsepp/2,54 cm (per inch) nyomtatására képes a szilárd test mozgásának irányára, előnyösen 360 csepp/2,54 cm nyomtatására.The number of nozzles and the width of the arrangement are selected according to the image to be printed, since the surface of the solid object passes the ink jet head only once. The ink jet head preferably generally has at least Ί nozzles per 1 mm, preferably at least 12 nozzles per 1 mm, which may be arranged in one or more parallel rows. The ink jet head is most preferably capable of printing at least 200 ink drops/2.54 cm (per inch) in the direction of movement of the solid body, preferably 360 drops/2.54 cm.

Előnyös lehet továbbá több szürkeségi skála használata, jó minőségű képek és apró szöveg jó minősége elérése céljából. Előnyösen legalább négy szürkeségi skálát használunk. Egy festéksugaras fej például, amely ezt eléri, a Xaarjet 1000, a Xaar cégtől.It may also be advantageous to use multiple grayscales to achieve good quality images and fine text. Preferably, at least four grayscales are used. An example of an inkjet head that achieves this is the Xaarjet 1000 from Xaar.

Ha több festéksugaras fejet használunk különböző színű festékek nyomtatásához, és ezek közé értjük a fekete és fehér festékeket is, akkor lényeges, hogy ezek úgy legyenek elrendezve,If multiple inkjet heads are used to print different colored inks, including black and white inks, it is important that they are arranged in such a way that

73.324/BE hogy a készre nyomtatott szilárd tárgyon jó szín-a-színhez illeszkedést érjünk el. Az illeszkedés megkívánt pontossága tipikusan olyan, hogy a hiba a különböző színű pontok elhelyezkedésében 100 - 400:m, előnyösen kisebb mint 200 :m, és még előnyösebben 70:m vagy ennél kisebb.73.324/BE to achieve good color-to-color matching on the finished printed solid object. The required accuracy of the matching is typically such that the error in the location of dots of different colors is 100 - 400:m, preferably less than 200:m, and more preferably 70:m or less.

Ahhoz, hogy kombinációban egyszínű tömbszíneket, jó textet (szöveget) és jó fényképészeti képeket kapjunk, a találmány szerinti eljárás kombinálható speciális színnyomó eljárásokkal. így például, maximális flexibilitás és jó minőségű nyomtatás elérése céljából előnyösen a 6-7 színt alkalmazó, úgynevezett „Hi-Fi színnyomás alkalmazása. Ennél használható például kékeszöld, magenta (bíbor), sárga és fekete, plusz vagy i) zöld és narancs, vagy ii) vörös, zöld és kék. Ez kibővíti a rendelkezésre álló színteret, és jobb minőségű dekorációt tesz lehetővé, relatíve alacsony áron, és elkerüli több speciális szín szükségességét, abból a célból, hogy egyszínű színeket állítsunk elő, ami tipikus grafikák nyomtatásában szilárd tárgyakra.In order to obtain a combination of solid block colours, good text and good photographic images, the method according to the invention can be combined with special colour printing processes. For example, for maximum flexibility and high quality printing, it is preferable to use so-called "Hi-Fi" colour printing using 6-7 colours. For example, cyan, magenta, yellow and black, plus either i) green and orange or ii) red, green and blue can be used. This expands the available colour space and allows for higher quality decoration at a relatively low cost and avoids the need for several special colours to produce solid colours, which is typical in the printing of graphics on solid objects.

Ha egy szilárd tárgy felületének egynél több részét kívánjuk nyomtatni, például egy szilárd tárgy diametrálisan ellentett felületi részeit vagy ellentétes oldalait, akkor, ha mindegyik szilárd tárgy elhaladt egy első festéksugaras fej mellett, ezeket hosszanti tengelyük körül elfordítjuk, például legalább 90°kal, hogy a szilárd tárgy felületének következő részét vagy oldalát beállítsuk nyomtatásra egy másik festéksugaras fejhez. így például, ha egy szilárd tárágy ellentétes oldalait kívánjuk nyomtatni, akkor mindegyik szilárd tárgyat egyszerűen elfordítjuk körülbelül 180°-kal a festéksugaras fejek vagy a festéksuga73.324/BEIf it is desired to print more than one part of the surface of a solid object, for example diametrically opposed surface parts or opposite sides of a solid object, then after each solid object has passed a first ink jet head, these are rotated about their longitudinal axis, for example by at least 90°, to align the next part or side of the surface of the solid object for printing with another ink jet head. Thus, for example, if it is desired to print opposite sides of a solid bed, each solid object is simply rotated by approximately 180° between the ink jet heads or ink jet heads.

................

···· ·· ·* ·· ras fejek sorozata között. Ekkor, ha a felület második részét vagy a második oldalt nyomtatjuk, a szilárd tárgyat és/vagy a festéksugaras fejet ismét mozgatjuk a fentiekben leírt módon, abból a célból, hogy fenntartsuk a lényegileg konstans távolságot a szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között.···· ·· ·* ·· ras between a series of heads. Then, when the second portion of the surface or the second side is printed, the solid object and/or the ink jet head are again moved in the manner described above, in order to maintain a substantially constant distance between the surface of the solid object and the ink jet head.

A nyomtatáshoz bármely megfelelő festék alkalmazható, de bizonyos festékek előnyösebbek lehetnek, az anyagtól függően, amelyből a nyomtatni kívánt szilárd tárgy készült. így például, a nem-abszorbens szilárd tárgyakhoz, például műanyag, fém és üveg szilárd tárgyakhoz, előnyös lehet egy fázisváltó festék, így egy „hot-melt festék, egy hőre olvadó, nem oldószeres, árnyaló festék, vagy egy besugárzással keményíthető, tipikusan UV besugárzással keményíthető festék használata. Ebben az esetben előnyösen biztosítunk egy eszközt a festék megolvasztására vagy keményítésére, mindegyik festéksugaras fej után, ha ezekből több van, és/vagy a globális nyomtatási eljárás végén. Tekintet nélkül a használt festék típusára, a szilárd tárgy felületének elég alacsony felületi energiájúnak kell lenni, hogy a festék adhézióját lehetővé tegye. Ez elősegíthető például műanyag szilárd tárgyak lángkezelésével, amint az a szakirodalomból jól ismert.Any suitable ink can be used for printing, but certain inks may be preferred depending on the material from which the solid object to be printed is made. For example, for non-absorbent solid objects, such as plastic, metal and glass solid objects, it may be preferred to use a phase change ink, such as a "hot-melt" ink, a heat-melting, non-solvent, tinting ink, or a radiation-curable ink, typically UV-curable ink. In this case, a means is preferably provided for melting or curing the ink, after each ink jet head, if there are more than one, and/or at the end of the overall printing process. Regardless of the type of ink used, the surface of the solid object must have a sufficiently low surface energy to allow adhesion of the ink. This can be facilitated, for example, by flame treatment of plastic solid objects, as is well known in the art.

A sugárzással keményíthető festékek előnyösebbek lehetnek, mint azok, amelyeket hővel kell szárítani, mivel kevésbé valószínű, hogy használatuk károsítja a szilárd tárgyat. Kiváltképpen előnyösek az UV besugárzással keményíthető festékek, mivel ezek könnyen tapadnak a műanyag felületekre és tartósak. Az ilyen festékek alkalmazását a festéksugaras technológiában a szakirodalom ismertette. A jelen találmány számos különböző mé73.324/BERadiation-curable inks may be preferred over those that require heat drying because their use is less likely to damage the solid object. UV-curable inks are particularly preferred because they adhere readily to plastic surfaces and are durable. The use of such inks in inkjet technology has been described in the literature. The present invention is directed to a variety of different methods.

................

···· · · ·« retű és/vagy alakú szilárd tárgy nyomtatására megfelel, de kiváltképpen alkalmas ívelt vagy nem-planáris felületű szilárd tárgyak nyomtatására. A találmány szerinti eljárás kiváltképpen olyan szilárd tárgyak nyomtatására alkalmas, amelyek felülete csak egy irányban ívelt, például konvex vagy konkáv, szemben olyan felületekkel, amelyek mind konvex, mind konkáv részeket tartalmaznak. Példák ezekre a fogkefék.···· · · ·« is suitable for printing solid objects of any shape and/or form, but is particularly suitable for printing solid objects with curved or non-planar surfaces. The method of the invention is particularly suitable for printing solid objects whose surfaces are curved in only one direction, such as convex or concave, as opposed to surfaces that contain both convex and concave portions. Examples of these include toothbrushes.

A találmány szerinti eljárás alkalmas továbbá számos különböző anyagból, például kartonból, papírlemezből, műanyagból, üvegből és fémből készült szilárd tárgyak nyomtatására. Az eljárás azonban elsősorban a viszonylag könnyű, műanyagból készült tárgyak nyomtatását célozza meg, ilyenek tipikusan a polietilén, polipropilén, nylon, poliészter vagy poli(vinil-alkohol), a detergensek, szépségápolószerek, kozmetikumok, papír és élelmiszer iparok területén való alkalmazásra, valamint például címkékhez. Mivel ezeknek az iparoknak a termékei gyakran igénylik a korszerűsítést előírásos alapon, és gyorsan reagálva a piaci változásokra vagy a konkurrencia tevékenységére, lényeges, hogy a szilárd tárgyak gyorsan legyenek nyomtatva, és, hogy a nyomtatási eljárás könnyen adaptálható legyen különböző gyártósorokhoz. A jelen találmány először elégíti ki mindezeket a követelményeket, és nagy sebességekkel, amelyek hasonlóak a töltősor sebességeihez.The method according to the invention is also suitable for printing solid objects made of a variety of materials, such as cardboard, paperboard, plastic, glass and metal. However, the method is primarily intended for printing relatively light plastic objects, such as those typically made of polyethylene, polypropylene, nylon, polyester or polyvinyl alcohol, for use in the detergent, beauty care, cosmetics, paper and food industries, as well as for labels. Since the products of these industries often require updating on a regulatory basis and in response to market changes or competitive activity, it is essential that the solid objects can be printed quickly and that the printing process can be easily adapted to different production lines. The present invention satisfies all of these requirements for the first time, and at high speeds, similar to the speeds of the filling line.

A következőkben hivatkozunk a kísérő ábrákra.In the following, we refer to the accompanying figures.

Az 1. ábra a találmány szerinti nyomtató berendezés alaprajza.Figure 1 is a plan view of the printing apparatus according to the invention.

A 2. ábra az 1. ábra szerinti egyik hely nagyított ortogonális nézete, ellátva a szilárd tárgy foglalatát mozgató eszközFigure 2 is an enlarged orthogonal view of one of the locations of Figure 1, provided with a means for moving the solid object holder.

73.324/BE egy kiviteli alakjával.73.324/BE with an embodiment.

Az 1. ábrára hivatkozva, az 1 berendezés magába foglal egy forgó 2 karusszeltárolót, amely számos 3 foglalatot hordoz, ezek továbbítják a 4 szilárd tárgyakat egy sor 5 festéksugaras fej mellett. Mindegyik foglalat tartalmaz egy tartóeszközt (nem látható) a neki megfelelő szilárd test részére.Referring to Figure 1, the apparatus 1 comprises a rotating carousel 2 carrying a number of holders 3 which convey solid objects 4 past a series of ink jet heads 5. Each holder includes a holding means (not shown) for its corresponding solid body.

Valamennyi foglalat úgy mozgatható a karusszeltárolón, hogy kicsi és lényegileg konstans távolságot tart a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a megfelelő festéksugaras fej között. Minden festéksugaras fej után el van helyezve egy 6 UV lámpa, abból a célból, hogy a szilárd tárgyra nyomtatott festéket kikeményítse, és - szükség esetén - még egy további 7 UV lámpa van elhelyezve az utolsó festéksugaras fej után, hogy biztosítsa a nyomtatott festékek tökéletes kikeményítését. Mint az UV lámpák alternatívái, optikai szálak alkalmazhatók UV fény továbbítására egy távolabbi forrásból, így helyet takarítva meg. Az egyes 4 szilárd tárgyakat, elhelyezve megfelelő 3 foglalataikban, a 8 szállítószalag továbbítja a hagyományos típusú 9 válogatóból. Amíg a 8 szállítószalagon vannak, a szilárd tárgyak alávethetők egyéb kezeléseknek is, például a 10 lángkezelővel, amely úgy hat, hogy csökkenti a felületi feszültséget és elősegíti a festék adhézióját. El van helyezve ezenkívül a 180°-ban elforduló 11 hely, hogy beállítsa a már nyomtatott szilárd tárgy másik oldatát a következő festéksugaras fejekhez.Each holder can be moved on the carousel so as to maintain a small and substantially constant distance between the surface of the solid object to be printed and the corresponding ink jet head. A UV lamp 6 is located after each ink jet head in order to cure the ink printed on the solid object and - if necessary - a further UV lamp 7 is located after the last ink jet head to ensure complete curing of the printed inks. As an alternative to UV lamps, optical fibers can be used to transmit UV light from a more distant source, thus saving space. The individual solid objects 4, placed in their respective holders 3, are conveyed by a conveyor belt 8 from a conventional type of sorter 9. While on the conveyor belt 8, the solid objects can also be subjected to other treatments, for example by a flame treatment 10, which acts to reduce the surface tension and promote the adhesion of the ink. Additionally, 11 positions are provided that rotate 180° to adjust the other solution of the already printed solid object to the next inkjet heads.

Nyomtatás után a szilárd tárgyak elhagyják a karusszeltárolót és a nyomtatás minőségét ellenőrzésnek vetjük alá, a 12 videó-berendezést használva.After printing, the solid objects leave the carousel storage and the print quality is checked using 12 video devices.

73.324/BE73.324/BE

A 2. ábrára hivatkozva, a 21 szilárd tárgyat a 22 kúpos korong tartja, és a 23 kúpos dugó, ami a 24 keretre van függesztve, és a szilárd tárgy tetejére van illesztve. A korongot a 25 karusszeltároló tartja (ennek csak egy része látszik) ami előidézi, hogy a szilárd tárgy elhalad a 26 festéksugaras fej mellett. A karusszeltároló alatt a 27 motor forgatja a 28 tengelyt, amely a koronghoz van erősítve, s így a szilárd tárgyat elforgatja a festéksugaras fej előtt. A motor programozható, hogy úgy forgassa a szilárd tárgyat, hogy a távolság a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között tipikusan 2 mm alatt legyen.Referring to Figure 2, the solid object 21 is supported by a conical disk 22 and a conical plug 23 which is suspended from a frame 24 and fitted on top of the solid object. The disk is supported by a carousel 25 (only a portion of which is visible) which causes the solid object to pass past the ink jet head 26. Below the carousel 27, a motor 27 rotates an axle 28 which is attached to the disk, thereby rotating the solid object in front of the ink jet head. The motor can be programmed to rotate the solid object such that the distance between the surface of the solid object to be printed and the ink jet head is typically less than 2 mm.

73.324/BE73.324/BE

Claims

PATENT CLAIMS

1. A method for producing solid objects, comprising a first operation and a second operation, the first operation being performed by applying a first material to a selected surface using a first application device, wherein the selected surface and the solid object are in motion relative to the first application device, and only the selected surface is in contact with the first material during the first operation, characterized in that the second operation is performed by applying a second material to the selected surface using a second application device after completion of the first operation, wherein the selected surface and the solid object are in motion relative to the second application device, and only the selected surface is in contact with the second material during the second operation, the method being performed at a continuous printing speed.

2. The method of claim 1, characterized in that the method further comprises one or more extra operations, the extra operations consisting of applying an extra material to the selected surface using an extra application device after completion of the previous operation, wherein the selected surface and the solid object are in motion relative to the extra application device and only the selected surface is in contact with the extra material during the extra operation.

3· The method according to claim 2, characterized in that four extra operations are performed after the second operation, thus applying six materials.

73.324/BE

4. The method according to claim 1, characterized in that dyes are used as the first and second materials.

5. The method according to claim 1, characterized in that a toothbrush made of thermoplastic resins is used as the hollow body.

6· The method of claim 1, characterized in that the selected surface is the surface of a label, and after applying the material, the label is attached to the solid object.

7. The method of claim 1, characterized in that a surface is selected that is an integral part of the outer surface of the solid object.

8. The method according to claim 1, characterized in that a selected surface area of at least 30 cm ² is used.

9· The method according to claim 1, characterized in that ink jet printers are used as application devices.

10. The method of claim 1, wherein the selected surface is a non-planar surface.

The authorized person:

73.324/BE