CN103879154A - 用于对容器进行印刷的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对容器进行印刷的设备和方法。在用于对容器进行印刷的方法和对应的设备中，测量每个待印刷容器，以便获得缩放因数，使用所述缩放因数均匀地缩放给定的打印模板，从而该打印模板在至少一个方向上（例如在周向上）与容器上的打印区域一致，但是在其它尺寸上（例如在高度上）大于打印区域。在第二步骤中，裁剪这样缩放的打印模板，从而该打印模板也在其它尺寸上与给定的打印区域一致。以该方式确保的是，无缝地且完整地对容器上给定的打印区域进行印刷，而不会发生打印图像的失真。

Description

用于对容器进行印刷的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对容器进行印刷、尤其是用于使用给定的打印模板对瓶子进行无缝环绕印刷的设备和对应的方法。

背景技术

目前，容器，例如塑料容器、尤其是由聚对苯二甲酸乙二酯（PET）构成的瓶子在食品工业或药品工业中大多设有标签用于标识，这些标签借助贴标签机组或者贴标签机器贴设到容器上。然而，传统的贴标签方法具有一系列缺点，这些缺点与标签的分开的制作和处理相关联。

替选地还公知有这样的方法，其中，直接对容器进行印刷。这种方法例如从DE35 26 769A1公知，其中，使用静态的喷墨打印头，以便装饰围绕其纵向轴线旋转的容器。因此可以取消单独的标签准备以及标签在容器上的固定。

然而，不仅在容器的传统的贴标签时，而且在直接打印时，当容器具有偏离的尺寸时可能会出现问题。当容器应无缝地沿着其周长被印刷时，例如在容器的直径中的本身细小的偏差可导致明显可见的缺损。根据是否容器具有朝上偏离或朝下偏离的直径，传统的直接打印方法要么导致遗漏要么导致在所打印的装饰中的重叠区域。

因此，从EP2 054 232B1公知一种打印方法，使用该打印方法可以将旋转对称的容器沿着其周长进行印刷，其中，在周线长度上可能的变化通过如下方式补偿，即，给打印模板设角度标记，所述角度标记用于控制在容器与打印头之间的相对转动运动。以该方式确保的是，打印模板可以在周向上无缝地且无重叠地被成像到0°-360°的整周上。不过在此缺点是，可能会发生打印模板的失真显示且/或打印模板虽然可在周向上被无缝地印刷，但是可能会发生在打印图像的高度上的偏差。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种改善的打印设备或者一种改善的印刷方法，使用该打印设备/印刷方法可以将打印模板准确地打印到大量不同的容器上，尤其是打印到稍微不同的容器上，其中，这些差异仅依赖于生产波动。

该任务通过独立权利要求的特征来解决。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

本发明的特别的做法是，单个地测量每个待印刷容器，以便获得缩放因数，使用该缩放因数对（二维）打印模板均匀地、也就是说在保持其长宽比的情况下进行缩放，从而该打印模板在至少一个方向（例如在周向上）与容器的（一般地三维弯曲的）打印区域一致，但是在其它尺寸上（例如在高度上）大于打印区域。在第二步骤中，裁剪这样缩放的打印模板，从而该打印模板也在其它尺寸上与给定的打印区域一致。以该方式确保的是，无缝地且完整地对容器上给定的打印区域进行印刷，而不会发生打印图像的失真。

根据本发明的第一方面，提供一种用于使用数字打印模板对大量容器进行印刷的设备以供使用。所述设备包括：测量设备以及控制单元，其中，该测量设备被设立成用于获得大量容器中每个待印刷容器的打印区域的至少两个独立尺寸；该控制单元被设立成用于：针对每个待印刷容器从测量设备接收打印区域的所述至少两个独立尺寸，以接收到的尺寸和打印模板的尺寸为基础获得缩放因数，使用获得的缩放因数均匀地缩放打印模板，其中，缩放因数以如下方式选择，即，使得经缩放的打印模板在至少一个尺寸上与打印区域的对应尺寸一致并在所有其它尺寸上大于打印区域的对应尺寸，并且裁剪经缩放的打印模板，从而使经裁剪的缩放过的打印模板在所有尺寸上与打印区域的对应尺寸一致。此外设备还包括打印设备，该打印设备被设立成用于使用经裁剪的缩放过的打印模板对容器进行印刷。

根据本发明的第二方面，提供一种用于使用数字打印模板对大量容器进行印刷的方法以供使用。该方法包括以下步骤：获得大量容器中每个待印刷容器的打印区域的至少两个独立尺寸；以获得的尺寸和打印模板的尺寸为基础获得缩放因数；使用获得的缩放因数均匀地缩放打印模板，其中，缩放因数以如下方式选择，即，使得经缩放的打印模板在至少一个尺寸上与打印区域的对应尺寸一致并在所有其它尺寸上大于打印区域的对应尺寸；裁剪经缩放的打印模板，从而使经裁剪的缩放过的打印模板在所有尺寸上与打印区域的对应尺寸一致；以及使用经裁剪的缩放过的打印模板对容器进行印刷。

为此替选地，提供一种用于使用数字打印模板对大量容器进行印刷的方法以供使用，在该方法中获得大量容器中每个待印刷容器的打印区域的至少两个独立尺寸，并且以获得的尺寸和打印模板的尺寸为基础获得缩放因数。使用获得的缩放因数均匀地缩放打印模板，其中，缩放因数以如下方式选择，即，使得经缩放的打印模板在至少一个尺寸上与打印区域的对应尺寸一致并在所有其它尺寸上小于打印区域的对应尺寸。使用经缩放的打印模板对容器进行印刷，其中，使用填充颜色、填充图像或者邻接的打印模板区域的拷贝对剩余的边缘区域进行印刷。

在优选实施方式中，在打印模板的边缘区域内设置有剪切区域，并且控制单元被设立以使打印模板仅在剪切区域之内被裁剪。以该方式可以确保的是，可以包含在打印模板内的主要的图像信息不会在裁剪打印模板时丢失。在此，主要的图像信息可以包括例如关于保质期、内含物等的说明。

在优选实施方式中，打印模板包括优先图像区域，并且此外控制单元被设立成用于使优先图像区域在打印模板之内移动，从而使打印模板仅在经移动的优先图像区域之外或者边缘上被裁剪。此外优选地，控制单元还被设立成用于使优先图像区域在打印模板之内移动，从而使经移动的优先图像区域的棱边与经缩放且裁剪的打印模板的棱边重合。以该方式也可以确保的是，可以包含在打印模板的优先图像区域内的主要的图像信息不会在裁剪打印模板时丢失。此外确保的是，这些图像信息总是在经裁剪的打印模板的给定部位、尤其是在边缘上或者与其有预定的间距地输出。

在另一优选实施方式中，打印模板包括保留图像区域，并且此外控制单元还被设立成用于将图像信息以给定大小嵌入到经缩放的打印模板或者经缩放且裁剪的打印模板的保留图像区域内。以该方式可以确保的是，在打印时保持这些图像信息的给定大小。

在优选实施方式中，测量设备具有扫描单元，该扫描单元被设立成用于以机械或光学方式扫描待印刷容器。在此，扫描也可以从多个侧面执行，例如从容器的侧面并且附加地从上面执行，根据从哪个角度可以更好地识别容器的待印刷区域来定。扫描也可以仅从侧面或者仅从上面执行。打印设备可以尤其具有喷墨打印头。

对于柱体形容器来说或者对于具有柱体形区段的容器来说，打印区域可以是大致矩形。打印区域的至少两个独立尺寸则优选说明打印区域的高度和宽度。打印区域的至少两个独立尺寸中的一个可以优选对应于待印刷容器的周长。

在优选实施方式中，数字打印模板以可计算机读取的图形格式存在，尤其是以面向像素或者面向矢量的图形格式存在。

待印刷区域可以通过容器的三维形状来确定，例如通过容器的外表面上的条纹、槽、突出部等等来确定。

尤其考虑的是，使用多个打印头执行多色印刷，多个打印头优选布置在不同模块内。在此，每个（可电子操控的）打印头与控制单元连接。取代布置在不同模块内，打印头也可以布置在一个机器内。

被传递给不同打印头的有关长度和宽度的打印信息尤其是对于所所有打印头都是相同的，然而在特殊情况下也可以不同，即当打印模板在边缘区域内不包含需要某种确定颜色的元素时。

附图说明

以下参照附图描述本发明，其中，

图1示意性示出具有待印刷区域的容器；

图2A和图2B示出根据本发明的一个实施方式的方法的应用例；

图3A和图3B示出根据本发明的另一个实施方式的方法的应用例；

图4示出根据本发明的一个实施方式的方法的针对非矩形的打印模板的应用例；以及

图5示意性示出根据本发明的用于对具有轻微变化的尺寸的容器进行无缝印刷的设备的组成。

具体实施方式

图1示意性地示出一种容器，例如PET瓶子，其具有待印刷区域12。在示例中，待印刷区域12是大致柱体形并具有高度H和直径D。区域12应使用大致矩形的打印模板来无缝地且完整地进行印刷。打印模板必须为此具有与高度H、周长U对应的高度和宽度。对于具有圆形横截面的容器来说，众所周知从直径得出周长U=πD；对于横截面的偏离的形状来说存在对应的关系。然而由于不可避免的制造公差，不仅容器的高度而且容器的直径（周长）相互独立地变化。即使当打印模板可以在一个方向上（例如在周向上）被缩放以便补偿该波动，也不能确保对打印区域在另一方向上（例如高度方向上）完整地进行印刷，而不发生在打印显示中的失真。

现在看出的是，可以以如下方式解决该问题，即，首先测量每个待印刷容器，以便获得打印区域的至少两个独立尺寸（例如宽度和高度）。在第二步骤中获得缩放因数，从而以该缩放因数均匀地缩放的打印模板在所获得的尺寸中的至少一个上准确地与打印区域一致（例如，具有正确的高度），但其中，经缩放的打印模板在所有其它尺寸（例如宽度）中大于打印区域。在第三步骤中以如下方式校正剩余的差异，即，经缩放的打印模板被对应地裁剪。也就是说在该例子中，经缩放的打印模板的宽度被相应地剪短，从而该宽度与打印区域的给定宽度一致。

替选地还能够的是，在第一步骤中以如下方式缩放打印模板，即，使得经缩放的打印模板在（相对于确定的尺寸）所有其它尺寸上小于打印区域，并且使用填充颜色、填充图像或者邻接的打印模板区域的拷贝覆盖剩余的边缘区域。

根据本发明的方法在图2A和图2B中示意性示出。

在图2A中，打印模板15首先均匀地、即在保持其长宽比的情况下被缩小，直到打印模板的高度与打印区域的给定高度H一致。接着，经缩放的打印模板的宽度被裁剪，从而经缩放且裁剪的打印模板的宽度也与打印区域的给定宽度一致。打印模板的切掉区域在图中通过窄的阴影部分示出。

图2B在很大程度上对应于图2A的方法，其中，然而在此以如下方式设计打印模板，即，打印模板一般必须在高度上而不是在宽度上被裁剪。相应地，打印模板15首先被均匀地缩小，直到打印模板的宽度与打印区域的给定宽度B一致。接着，打印模板在高度上被裁剪，从而经缩放且裁剪的打印模板的高度也与打印区域的给定高度一致。打印模板的切掉区域在图中再次通过窄的阴影部分示出。

在优选实施方式中，打印模板具有边缘区域16（在图2A和图2B中通过宽的阴影部分示出），所述边缘区域特别适合于裁剪。尤其是该边缘区域应不包含主要的图像信息。必要时，打印模板可以在该边缘区域中也以如下方式设计，即，所述打印模板可以独立于裁剪无缝地接到打印模板的对置边缘上。尤其是，打印模板可以在该边缘区域内具有均匀的配色或者一种至少在垂直于裁剪棱边的方向上不改变的配色。

根据本发明的方法的有利改进方案在图3A和图3B中示意性示出。在该改进方案中，打印模板具有优先图像区域17，所述优先图像区域17包含不应由于裁剪过程而改变的图像信息。优先图像区域17为此在打印模板之内移动，从而使打印模板仅在经移动的优先图像区域之外或者边缘上被裁剪。尤其是，优先图像区域17可以在打印模板之内移动，从而使经移动的优先图像区域的棱边与经缩放且裁剪的打印模板的棱边重合。在此，优先图像区域可以如打印模板的其余部分那样被缩放（如图3A和图3B所示），或者被排除在缩放之外，即，保持其原始大小。同样，可以在控制中设定框架条件：哪些地方是不允许优先区域移向那里的。这在打印模板15的确定（优选中间）区域不应由优先区域17覆盖的情况下是有利的。

在另一有利的设计方案中，打印区域可以包含保留图像区域18，图像信息被以给定大小来嵌入到该保留图像区域18内。在此，该嵌入可以在经缩放的打印模板或者经缩放且裁剪的打印模板的保留图像区域内进行，从而在打印时保持给定的大小。

本发明不限于结合图1至图3描述的矩形的打印区域和打印模板，而是可以应用于任意成形的打印区域或打印模板。此外，本发明不限于由两个独立尺寸（例如长度和宽度）表示的打印区域，而是也可以应用于其打印区域由大量的独立尺寸限定的容器。

也可以以如下方式考虑到存在于容器表面上的结构，例如热填充面板、槽、突出部、螺纹等等，即，使得打印模板的确定的区域、点或线在其位置中被固定地配属于这些结构。在该情况下，打印模板的根据本发明的缩放和裁剪也可以限于打印模板的子区域。当例如应在具有正方形横截面的瓶子上施加四个矩形图像（在打印模板中这些图像彼此排成一行）时，则可以单独检测瓶子的各侧面，并且单独使用根据本发明的方法以如下方式调整打印模板的四个子图像中的每一个，即，使每个子图像准确地延伸到正方形的角。

同样，打印模板可以在确定的子区域内具有不同的分辨率，尤其是在提到的结构中。这里，同样考虑的是，按照在子区域中相对于其它区域的测量数据改变分辨率。如果肋在吹制过程中例如由于太小的吹制压力而不大强烈地被造出，则所述肋从瓶子基础罩面的升高不如在大的吹制压力时高。针对从基础罩面升起的面的原始的较高分辨率于是可相应地选择得较小。对于具有较小的肋的总体较小的瓶子来说，分辨率可作为一种“第三维度”而与高度和宽度一样设有相同的缩放因数。

图4示意性示出用于非矩形的打印模板（虚线）的例子，如该打印模板例如对于容器的锥形区段的印刷所需的那样。对应的打印区域（实线）可以由三个独立尺寸表示，例如由在图4中说明的半径R、宽度B和角度表示。这些尺寸通过相应地测量待印刷容器来获得。打印模板15可以在第一步骤中均匀地被缩放（这里，被缩小），其中，缩放因数以如下方式来选择，即，使得经缩放的打印模板的半径与打印区域的对应尺寸R一致，但是经缩放的打印模板在所有其它尺寸（B和

）中大于打印区域。通过均匀的缩放保持打印模板的长宽比，即，打印模板在x方向上和在y方向上使用相同因数缩放。在第二步骤中，打印模板可以以如下方式裁剪，即，也针对另外两个尺寸B和

取得与打印区域的一致。在示例中，两个区域受到裁剪，所述两个区域通过窄的阴影部分表示。

图5示意性地示出根据本发明的用于对具有稍许变化的尺寸的容器进行无缝印刷的设备的组成。

该设备包括用于待印刷容器10的保持器，其具有瓶子基座22和所谓的郁金香件21，使用该郁金香件21使容器对中并使该容器相对于瓶子基座保持住。瓶子基座和郁金香件可转动地支承并可以通过电机驱动器23角度精确地旋转。

此外所述设备还包括具有打印头35的打印设备，所述打印头35可以通过对应的保持器30被竖直地并且必要时径向地移置和/或倾斜。打印设备可以根据喷墨原理（ink jet）或者其它各种合适方法工作。

所述设备还包括用于对容器进行几何测量的测量设备40，使用所述测量设备40可以获得打印区域12的尺寸。所述测量优选以光学方式进行，其中，测量设备可以例如包括激光器41和对应的位置分辨的检测器42。但是，所述测量也可以以机械方式使用合适的扫描元件或者以其它合适方式进行。

此外所述设备还包括控制单元50，所述控制单元50被设立成用于：接收测量设备40的结果，根据上面描述的方法准备打印模板，操控打印设备30、35并与驱动器23相互配合。

类似的方法也可以在使用标签材料的传统贴标签时使用，其方式是，标签就在其贴到容器上之前借助激光器或者使用可快速调节的刀具被裁剪成合适大小。

容器优选是PET一次性瓶子。还可以提供其它容器，例如罐头、玻璃瓶等等。

打印模板的匹配不仅当出现容器的视制造而定的公差时是需要的，而且当应提供两个不同类型的容器时是需要的。例如可以一方面使用相同的打印模板对0.5升可乐瓶和1.5升可乐瓶进行印刷，甚至可在一个生产流程内直接相继进行印刷。

Claims (12)

1.用于使用数字打印模板对大量容器进行印刷的设备，所述设备包括：

测量设备（40），所述测量设备被设立成用于获得所述大量容器中每个待印刷容器（10）的打印区域（12）的至少两个独立尺寸；

控制单元（50），所述控制单元被设立成用于：

针对每个待印刷容器（10）从所述测量设备（40）接收打印区域（12）的所述至少两个独立尺寸，

以接收到的尺寸和所述打印模板（15）的尺寸为基础获得缩放因数，

使用获得的缩放因数均匀地缩放所述打印模板（15），其中，所述缩放因数以如下方式选择，即，使得经缩放的打印模板在至少一个尺寸上与所述打印区域（12）的对应尺寸一致并在所有其它尺寸上大于所述打印区域（12）的对应尺寸，并且

裁剪经缩放的打印模板，从而使经裁剪的缩放过的打印模板在所有尺寸上与所述打印区域（12）的对应尺寸一致；以及

打印设备（30），所述打印设备被设立成用于使用所述经裁剪的缩放过的打印模板对所述容器（10）进行印刷。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述打印模板（15）的边缘区域内设置有剪切区域，并且所述控制单元（50）被设立成用于使所述打印模板仅在所述剪切区域之内被裁剪。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述打印模板（15）包括优先图像区域，并且此外所述控制单元（50）还被设立成用于使所述优先图像区域在所述打印模板之内移动，从而使所述打印模板仅在经移动的优先图像区域之外或者边缘上被裁剪。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，此外所述控制单元（50）还被设立成用于使所述优先图像区域在所述打印模板之内移动，从而使经移动的优先图像区域的棱边与经缩放且裁剪的打印模板的棱边重合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述打印模板（15）包括保留图像区域，并且此外所述控制单元（50）还被设立成用于将图像信息以给定大小嵌入到经缩放的打印模板或者经缩放且裁剪的打印模板的所述保留图像区域内，从而在打印时保持所述给定大小。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述测量设备（40）具有扫描单元（41、42），所述扫描单元（41、42）被设立成用于以机械或光学方式扫描所述待印刷容器（10）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述打印设备（30）具有喷墨打印头（35）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中，所述打印区域（12）的所述至少两个独立尺寸说明所述打印区域（12）的高度和宽度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述打印区域（12）的所述至少两个独立尺寸中的一个对应于所述待印刷容器（10）的周长。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述数字打印模板以能计算机读取的图形格式存在，尤其是以面向像素的或者面向矢量的图形格式存在。

11.用于使用数字打印模板对大量容器进行印刷的方法，其中，

获得所述大量容器中每个待印刷容器（10）的打印区域（12）的至少两个独立尺寸；

以获得的尺寸和所述打印模板的尺寸为基础获得缩放因数；

使用获得的缩放因数均匀地缩放所述打印模板，其中，所述缩放因数以如下方式选择，即，使得经缩放的打印模板在至少一个尺寸上与所述打印区域（12）的对应尺寸一致并在所有其它尺寸上大于所述打印区域（12）的对应尺寸；

裁剪经缩放的打印模板，从而经裁剪的缩放过的打印模板在所有尺寸上与所述打印区域（12）的对应尺寸一致；以及

使用所述经裁剪的缩放过的打印模板对所述容器（10）进行印刷。

12.用于使用数字打印模板对大量容器进行印刷的方法，其中，

获得所述大量容器中每个待印刷容器（10）的打印区域（12）的至少两个独立尺寸；

以获得的尺寸和所述打印模板的尺寸为基础获得缩放因数；

使用获得的缩放因数均匀地缩放所述打印模板，其中，所述缩放因数以如下方式选择，即，使得经缩放的打印模板在至少一个尺寸上与所述打印区域（12）的对应尺寸一致并在所有其它尺寸上小于所述打印区域（12）的对应尺寸；以及

使用经缩放的打印模板对所述容器（10）进行印刷，其中，使用填充颜色、填充图像或者邻接的打印模板区域的拷贝对剩余的边缘区域进行印刷。

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