CN101553826B - 在数字印刷期间减少未印刷基底浪费的方法 - Google Patents

Abstract

用于在基于卷纸的印刷机上印刷超过一个印刷作业的方法将卷纸分为逻辑印刷区域。印刷作业由多路复用器分派到不同的印刷区域。在印刷期间印刷区域的宽度和长度可以作为印刷作业的函数变化。该方法减少未印刷基底的浪费。

Description

在数字印刷期间减少未印刷基底浪费的方法

技术领域

本发明涉及数字印刷(digital printing)的领域。更加具体地，本发明涉及例如基于喷墨和色粉的印刷机(printer)等适用于包括标签印刷、包装印刷、交易印刷和商业印刷的应用的数字印刷装置的领域。更加具体地本发明涉及用于这样的应用的数字加印系统。

背景技术

数字印刷与常规印刷不同因为仅存在要印刷的文档的数字母版。

典型的数字印刷机体系结构在图1中示出。

使用者与在数据处理系统上运行的文档设计应用程序100交互并且确定文档。

文档作为一系列印刷机指令110存储在文件中。这个文件发送到光栅120，其将印刷机指令转换为具有与印刷装置相同的空间和色调分辨率的位图130。位图发送到印刷装置140。

印刷装置响应于位图的像素的密度值标记基底并且结果是印刷好的产品150。

印刷机指令典型地使用页面描述语言表示。在本领域内已知的页面描述语言的例子包括由Adobe Systems开发和规定的PostScript(PS)，由该公司开发和规定的可携式文件格式(PDF)和由MicrosoftCorp.开发的可扩展文件说明(Extensible paper specification)(XPS)。这些页面描述语言将页面表示为要印刷的图形对象的集合。图形对象可以是例如文本、矢量图形或光栅图形。

大多数对象具有内容和属性两者。例如，文本框包含文本，还包括该文本应该如何被呈现的包括字体选择、字体大小和字体颜色的信息。类似地图形包含图形轮廓，以及该轮廓应该如何被呈现的包括填充的颜色、边界线的颜色和厚度等的信息。

页面描述语言典型地还利用用于呈现对象的包括平移、旋转和缩放信息的图形状态。

现有的页面描述语言已经设计为印刷一页接着一页印刷的文档。这个方式适用于印刷例如办公文档、小册子、传单、报纸、杂志、包装等大范围的出版物。

以页面描述语言表示的文档的印刷概念上包括三个步骤。第一步骤由解释属于单页的图形对象的印刷机指令组成。解释包含将以页面描述语言表示的图形对象转化为可以有效地光栅化的图形基元。在下一步呈现解释的对象，即计算光栅图像(经常称为位图)，其以印刷机的分辨率表示解释的对象。在最后的步骤中这个位图发送到印刷机。

为了减少存储器需求和增加数据处理速度，第二和第三步可以细分为子步骤，由此每个子步骤与像素的部分位图的计算对应并且发送所述部分位图到印刷机。部分位图典型地与像素的行的连续带一致。

存在几个选项用于组织多页面文档的多份副本的印刷顺序。

第一种可能性是印刷文档的第一页的多份副本，接着第二页的多页等等直到已得到文档的所有页面的多份副本。在下一步机械整理这些页面以便获得多页面文档的多份副本。这个第一种方式称为“机械整理”。

第二种可能性是首先印刷多页面文档的所有页面的第一份副本，然后第二份副本，等等，直到已经印刷所有文档。这个第二种方式称为“数字整理”。

第二种可能性避免了机械整理器的需要，但一般要求文档的所有页面的位图同时存储或备选地当它印刷时再次解释和光栅化每个页面。

正如与传统的胶版印刷机，在数字印刷机中的基底可以是纸张或卷纸给纸。

纸张给纸数字印刷机在存放在堆叠架中的纸张上印刷。纸张的尺寸是长方形的并且通常在印刷作业期间是固定的。纸张给纸数字印刷机依赖于相当复杂的纸张处理装置以从堆叠架取出个体纸张，以向印刷台提供它们并且收集印刷好的纸张。纸张处理装置的复杂性是获得高印刷吞吐量的瓶颈。

这样的瓶颈在卷纸给纸系统中不存在，因为基底处理是更加直进的。

基于卷纸给纸的印刷装置的例子是由在比利时的Punch Graphics推销的Xeikon5000数字印刷机。另一个例子是由在比利时的AgfaGraphics推销和销售的Agfa Dotrix模组式数字印刷机。卷纸给纸印刷机可以或可以不包括附加的切纸台以裁剪卷纸为个体页面。

印刷的标签用于识别对象或它们的内容。它们典型地使用胶水或自粘性基底贴在对象上。对象的例子包括光盘、瓶子、包装盒、计算机、硬件等。

如对于标签印刷的情况说明的在现有技术中的问题

标签可以具有许多不同的形状，例如长方形、圆形、椭圆形、星形或任何其他的形状。

标签典型地使用为了这个目的开发的设计软件应用程序来设计。

传统的标签印刷的特征是在印刷过程中印刷的标签都是相同的。为了这个目的使用分步重复工序制作印刷母版(例如胶版印刷母版、苯胺印刷母版、丝绸印花母版)使得可以在单张印张上印刷许多相同的标签。在印刷后的步骤中于是单个标签从印张中裁剪或冲压出来。

图2示出印张的例子标签200使用分步重复工序在其上组织。

对于某些应用，印刷具有变化的内容的标签是所希望的。例如，标签可以包括它指定的对象的序列号。一个现有技术使用第一印刷步骤用于印刷标签不变的内容和另外的印刷步骤用于印刷变化的数据。通常第一步骤使用传统印刷技术，而第二步骤使用数字印刷技术，例如喷墨印刷。

数字彩色印刷机的可用性使能够在单个步骤中既印刷不变又印刷变化的数据。

用于卷纸给纸印刷机的分步重复工序的变型在图3中示出，其中第一标签310和第二标签320在卷纸上印刷。印刷好的卷纸在卷轴上收集。

在传统印刷工序中在卷纸的横向尺度330上的复制在印刷母版制成之前通过数字分步重复工序获得，而在卷纸的纵向尺度340上的复制例如通过数字复制和使用旋转印刷母版的组合获得。在横向尺度上的标签310和320可是相同的或可是不同地，如在图3中的情况。

在数字印刷系统中，既在横向又在纵向尺度上的复制使用数字分步重复工序获得。

当印刷了需要数量的标签时印刷停止。

在下一步中产生的印刷卷轴通常使用剪接工艺分成多个窄的印刷卷轴，每个在印刷卷轴的横向尺度上仅包含一个标签。

当需要具有第一长度311(沿纵向尺度测量)的第一标签310和具有与所述第一长度不同的第二长度321的第二标签320的大致上相同数量的标签时产生现有技术方法的第一个问题。在卷纸的纵向尺度上的两个标签的分步重复工序不可避免地引起印刷基底的浪费350。

当需要具有第一长度的第一标签的第一数量而需要具有第二长度的标签的第二数量时产生相似的问题，其中所述的第一和第二长度是大致上相同的，但其中第一和第二数量是不同的。

总的来说，当印刷作业包括在单个卷轴上印刷第一310和第二320标签，由此标签的数量乘以两个标签的标签长度311、321的乘积是不同的，现有技术方法引起印刷基底的浪费。

很明显需要技术方案使标签在卷纸给纸印刷系统上的印刷能够以最小化未印刷基底的浪费的方式并且同时优化沿卷纸的纵向和横向尺度的印刷容量的使用。

对于在数字包装印刷、交易印刷和商业印刷中类似的问题需要相同的改进的技术方案。

发明内容

本申请涉及如在独立和附属权利要求中说明的方法和系统以克服现有技术的限制。

具体地本方法和系统能够减少在标签印刷、包装印刷、交易印刷和商业印刷中的未印刷基底的浪费同时优化印刷容量的使用。

根据本发明的方法和系统特别适合与卷纸给纸数字印刷装置结合使用。

使用图4说明根据本发明的方法。

为了达到上述目标，使用者准备(401、402)包括以页面描述语言说明的图形对象的独立文档(403、404)。这些文档中的每个于是分别通过解释器(405、406)解释为限定印刷作业的解释的印刷指令流(407、408)。

在下一步中这些多个解释的印刷指令流(407、408)由多路复用器420多路复用并且解释的印刷指令的多路复用流421由呈现器呈现为位图423。这个位图发送到印刷机。

在具体印刷区域的印刷作业可以被终止而后面接着另一个印刷作业，不依赖在另一个印刷区域的印刷作业。逻辑印刷区域的宽度和/或长度可以固定或它们可以作为在卷纸上进行印刷的不同印刷作业的函数动态变化。

通过向印刷区域动态分派多个印刷作业和动态调节它们的长度和宽度，基底的浪费可大大地减少，因为可以精确地向每个印刷区域提供正确的尺寸以适合具体的印刷作业。

附图说明

图1示出在当前技术中设计和印刷文档的不同步骤；

图2示出在现有技术中已知的使用分步重复技术印刷多个相同标签的印刷母版；

图3示出在现有技术中已知的适用于卷纸给纸印刷机的分步重复技术的变型；

图4示出根据本发明的方法的优选实施例的步骤；

图5示出根据本发明的优选实施例的印刷系统；

图6示出根据本发明的优选实施例的将卷纸剪接成为多个剪接卷纸的系统。

图7示出具有两个逻辑印刷区域并且在每个印刷区域具有图形对象的卷纸的一段。

具体实施方式

图4至6示出可以用于实施本发明的系统的各个不同的单元。

文档设计和印刷机指令的列表

本发明假设独立文档在一个或一个以上忠实地说明什么需要印刷的文档编辑系统401、402上准备，并且这些已编辑的文档使用页面描述语言以印刷机指令403、404列表的形式存储。

在第一优选实施例中，文档是标签并且文档编辑系统是标签编辑系统。在其他实施例中，文档是包装的封皮、交易文档或商业印刷文档。

文档设计系统401和402可是不同的系统或它们可是相同的分时系统。在图4示出的实施例中，仅示出两个印刷机指令列表，但通常可以有任何数量的印刷机指令列表，与各自的文档的数量对应。

印刷机指令是用于呈现图形对象的光栅器(rasterizer)的指令。图形对象可以是例如文本、矢量图形或光栅图形。图形对象具有在数字地表示基底(对象将在其上印刷)的虚拟画布上的位置。图形对象的呈现包括将所述对象转换为具有与印刷装置相同的空间和色调分辨率的位图。

文本对象包括文本和关于文本应该如何被呈现的信息，其包括字体类型、字体大小和字体呈现意图(正常的、粗体的、下划线的、小写字母的、斜体的、颜色......)。

矢量图形包括图形的轮廓的说明以及关于这些轮廓应该如何呈现的信息，其包括填充的颜色和边界线的厚度和颜色。

光栅图像对象包括像素值的映射表或矩阵和映射光栅图像到在画布上的特定位置的平移、缩放和旋转矩阵。

每个图像对象在当前点呈现，该当前点是在画布上的虚拟点。可以使用特殊的印刷机指令以设置或改变当前点从而影响图形对象的位置。

每个图像对象可选地带有附加平移、缩放和旋转矩阵以在画布上平移、缩放或旋转对象。

图形对象以列出它们的顺序呈现。它们可在空间上重叠。在列表中后来出现的图形对象可重叠和覆盖在相同列表中较早出现的图形对象。第一对象在第二对象上的重叠可是不透明的，在这个情况下第一对象在重叠区域隐藏第二对象，或它可是透明的，在这个情况下两个对象视觉上混合。

也存在特殊的印刷机指令以重复特定的图形对象或成组图形对象的呈现。

解释器

印刷机指令403、404的列表发送到解释器405、406。在一个实施例中，使用单个解释器，其分时以解释多个印刷机指令列表。

解释器405、406解释印刷机指令403、404的列表并且产生已解释的印刷机指令流407、408。解释包括确定边界框，即在画布上的长方形区域，其完整地包含图形对象。解释图形对象也包括将所述对象转换为一套图形基元，其当被呈现时在视觉上是等同的，但其使能够快速呈现。例如，当以特定的印刷装置的分辨率呈现时圆可以转换为连续的一套梯形，其非常近似所述圆，并且字符可以转换为具有印刷装置的色调和空间分辨率的位图。在本发明优选实施例中，解释包括光栅化本文对象。在本发明的更为优选的实施例中，在文本对象中出现的具有特定的字体类型和字体大小每个字符仅光栅化一次，并且解释的文本对象包括光栅化的字符和所述光栅化的字符在文本对象中出现的位置的序列。

解释印刷机指令的列表还可包括分步重复工序，例如在横向和/或纵向尺度上的分步重复工序。参考图7属于第一文档的第一图形对象或基元711使用分步重复工序沿印刷装置的卷纸的纵向尺度750复制。

再次参考图7，解释器将每个图形对象或图形基元711、712与边界框731、732关联。这个边界框指出图形对象或基元的空间范围。

与例如PostScript(TM)或PDF(TM)等的传统的页面描述语言不同，印刷机指令流不必是页面取向的。原则上，流可以描述具有无限长度的文档。因此印刷机指令流适合描述将在基于卷纸的数字印刷装置上印刷的一系列对象。

逻辑印刷区域

根据本发明，印刷机的基底细分为逻辑印刷区域。逻辑印刷区域是在特定的基底上可印刷的区域，其具有形状并且具有在未印刷存量上限定的尺度并且向其分派印刷作业。

在基于卷纸的数字印刷装置的情况下，逻辑印刷区域可例如对应于在特定材料的卷纸上的长方形区域，其具有为特定印刷作业优化为包括特定标签的特定数量的印刷的长度和宽度。

多路复用器

多个解释的印刷机指令流407、408由多路复用器420多路复用。

多路复用优选地包括分派特定的解释的印刷机指令流407、408到在印刷系统的卷纸上的特定的逻辑印刷区域(701、702)。这个分派可包括几何平移或另一个几何转换，例如解释的对象的旋转或缩放。

多路复用操作的效果也通过图7说明。第一解释的对象711分派到第一逻辑印刷区域701而第二解释的对象712分派到第二逻辑印刷区域702。

多路复用是优选地动态的，在于当在卷纸上的印刷进行时逻辑印刷区域的数量、它们的宽度和长度以及分派到它们的流可变化。

这个动态的多路复用优选地以在印刷期间最小化未印刷存量的浪费的方式完成，考虑了要印刷的标签的数量和尺寸。这不仅通过对特定的印刷作业调节单个逻辑印刷区域的面积，也通过以多个印刷作业的函数优化在卷轴或多个卷轴上的未印刷存量的全部区域的使用而实现。

在这个文档中这称为“动态多路复用”。多路复用的数据流概念上不限制长度。

呈现器

多路复用解释的印刷机指令流421发送到呈现器422。

呈现器422呈现图形基元，即计算具有与印刷装置相同的色调和空间分辨率的位图的像素的值。

呈现图形对象的原理对本领域内技术人员是已知的并且例如在由在纽约的Addison-Wesley出版公司出版的由James D.Foley等编辑的“Introduction to Computer Graphics(计算机图形学介绍)”一书的“Basic Raster Graphics Algorithm for Drawing 2D Primitives(用于绘制2D基元的基本光栅图形算法)”章节中找到的。

在第一步中将对象转换为图形基元并且在第二步中呈现所述图形基元为位图的优势在于总的转换过程可以更加有效地实施，因为图形基元的呈现可以比复杂对象的直接呈现在计算上更加有效地实施。

根据本发明的优选实施例，图形基元的呈现使用图形基元处理器完成，其是例如使用在场可编程门阵列(FPGA)上嵌入的软件实施。

图形基元的呈现过程优选地以一行接一行和像素接像素的方式组织。

参考图7，为了呈现像素的活动行740(即，正在呈现的一行像素)，参考活动的解释对象列表。如果它的关联的边界框与像素的当前行重叠，解释对象称为活动的。随着呈现过程进行和像素行被处理，新的解释对象进入范围并且变成活动的而其他解释对象退出范围并且变成非活动的。为了这个目的每当一行像素呈现后更新活动的解释对象列表。

因为图形对象和光栅图像对象的呈现典型地产生具有比印刷装置的色调分辨率(例如每颜色分量(colorant component)1比特)更高的色调分辨率(例如每颜色分量8比特)，呈现的像素在半色调步骤中半色调化以获得具有在所述印刷装置的相同色调分辨率的像素的位图。半色调方法对于本领域内技术人员是众所周知的并且包括例如“错误扩散”算法。

再次参考图4，呈现步骤的最终结果是准备好向印刷装置发送的位图423。

由呈现器422产生的位图423优选地以像素的行的带缓冲。

印刷装置

根据优选实施例，印刷装置是卷纸给纸印刷装置500。它包括包含未印刷存量的第一卷轴520，卷纸530和包含已印刷存量的卷轴540。卷纸在方向550上移入并且印刷在标记台510处进行。标记台可以是喷墨的、基于色粉的或任何其他标记台。它可以是单色或彩色标记台。标记台响应于发送到印刷装置500的位图423的像素值将着色剂放置在卷纸上。印刷装置包括可以包含由呈现器产生的像素行的带的缓冲器(没有在图5中示出)。基于卷纸的数字印刷系统对于本领域内技术人员是众所周知的并且在这里它们不进一步详尽说明。

呈现和印刷的位图在概念上在卷纸的横向尺度550方面不限制。实际上，当印刷作业完成或当未印刷存量的第一卷轴520停止供给卷纸530时呈现器将停止呈现。

剪接装置(splicing device)

根据优选实施例，根据本发明的系统也包括剪接装置600以剪接在卷轴611上的单个卷纸为在卷轴631、641上的多个卷纸630、640。切割例如使用切断器620实现，其沿在两个印刷区域701、702之间的边界切断原来的卷纸610。或者使用例如基于激光的切割系统等用于切断卷纸的不同的方法。在另一个备选方案中，使用基于激光的压力裁断刀以裁剪各个标签。多个卷纸630、640在卷轴631、641上卷起用于存放。

剪接装置对于本领域内技术人员是众所周知的并且在这里它们不进一步详尽说明。

切断器

在后面的阶段中，切断器可以将在卷轴631上的卷纸630切成个体文档。

用于实施本发明的其他方式

术语“解释”、“多路复用”和“呈现”不应该以限制性的方式解释。

例如，尽管在上文的实施例中，多路复用在包括图形基元的对象上进行，多路复用也可以在解释期间已经解释但没有转换为图形基元的图形对象上进行。这个方式增加了呈现器的复杂性，因为要求能够呈现更加复杂的图形对象而不是图形基元。

在备选实施例中，多路复用的对象在解释步骤期间已经光栅化，即表示为像素的位图。这个方式使能够减小呈现器的复杂性，因为不要求能够将图形基元转换为像素的位图。减小呈现器的复杂性提供这样的呈现器更易于在嵌入在场可编程门阵列上的软件中实施的优势。

在另一个实施例中，解释步骤产生表示文档的完整页面的位图。这更为减小了呈现器的复杂性。

在另一个实施例中，解释的光栅化的对象已经被半色调化。这更为减小了呈现器的复杂性。

Claims (12)

1.一种用于在卷纸给纸印刷系统上呈现多个印刷作业的方法，所述方法包括步骤：

-创建第一和第二文档，所述文档包括第一印刷机指令列表和第二印刷机指令列表；

-解释所述第一印刷机指令列表和所述第二印刷机指令列表以获得第一解释的印刷机指令流和第二解释的印刷机指令流，其限定第一和第二印刷作业；

所述方法特征在于其还包括步骤：

-分派所述第一印刷作业到卷纸上的将印刷所述第一印刷作业的第一逻辑印刷区域；

-分派所述第二印刷作业到卷纸上的将印刷所述第二印刷作业的第二逻辑印刷区域；

-多路复用所述第一解释的印刷机指令流和所述第二解释的印刷机指令流以获得多路复用的解释的印刷机指令流；

-呈现所述多路复用的解释的印刷机指令流以获得目标既在所述第一逻辑印刷区域又在所述第二逻辑印刷区域的多路复用位图。

2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

-发送所述多路复用位图到印刷机；

-在基底上印刷所述多路复用位图。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述印刷是喷墨印刷方法。

4.如权利要求2所述的方法，还包括步骤：

-切割所述已印刷的基底。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和所述第二解释的印刷机指令流中的每个包括从图形对象、图形基元和位图的组中选择的至少一个对象。

6.如权利要求2所述的方法，其中所述第一和所述第二解释的印刷机指令流中的每个包括从图形对象、图形基元和位图的组中选择的至少一个对象。

7.如权利要求5所述的方法，其中所述位图表示文档的全部光栅化的页面。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述位图表示文档的全部光栅化的页面。

9.如权利要求1所述的方法，其中对逻辑印刷区域的所述分派针对不同的印刷作业是不同的。

10.如权利要求2所述的方法，其中对逻辑印刷区域的所述分派针对不同的印刷作业是不同的。

11.一种用于在卷纸给纸印刷系统上呈现多个印刷作业的系统，所述系统包括：

-用于创建第一文档的装置，所述第一文档包括第一印刷机指令列表；

-用于创建第二文档的装置，所述第二文档包括第二印刷机指令列表；

-用于接收和解释第一印刷机指令流的装置，用以获得第一解释的印刷机指令流，其限定第一印刷作业；

-用于接收和解释第二印刷机指令流的装置，用以获得第二解释的印刷机指令流，其限定第二印刷作业；

所述系统特征在于它还包括：

-用于分派所述第一印刷作业到卷纸上的将印刷所述第一印刷作业的第一逻辑印刷区域的装置；

-用于分派所述第二印刷作业到卷纸上的将印刷所述第二印刷作业的第二逻辑印刷区域的装置；

-用于多路复用分派到所述第一逻辑印刷区域的所述第一解释的印刷机指令流和分派到所述第二逻辑印刷区域的所述第二解释的印刷机指令流的装置，用以获得多路复用的解释的印刷机指令流；

-用于呈现所述多路复用的解释的印刷机指令流的装置，用以获得目标既在所述第一逻辑印刷区域又在所述第二逻辑印刷区域的位图。

12.如权利要求11所述的系统，所述系统还包括：

-发送所述位图到印刷机的装置；

-用于在基底上印刷所述位图的装置。

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