CN104002562A - 用于生成印刷图像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在待印刷的物品上生成印刷图像的方法，用带喷墨喷嘴第一场的第一印刷单元和带喷墨喷嘴第二场的第二印刷单元印刷物品，输送单元用于输送物品，第一和第二场垂直于输送方向且部分在重叠区域中重叠，具有步骤：用第一印刷单元在第一位置印刷第一区段；将物品从第一位置输送至第二位置；用第二印刷单元在第二位置印刷第二区段；特征在于：测量物品在第一位置上的第一位置值和物品在第二位置上的第二位置值；使用第一和第二位置值确定物品基本垂直于输送方向的位置变化；在印刷第二区段时使用第二场的重叠区域内部的对应于位置变化数量的喷嘴及互补数量的外部喷嘴在第一区段旁基本上无缝地印刷第二区段补偿位置变化。

Description

用于生成印刷图像的方法

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的用于生成印刷图像的方法。 

本发明在印刷技术领域中、特别是在借助于多个喷墨印刷单元印刷三维体的技术领域中采用。 

背景技术

由US7,955,456B2已经公开了泡罩包装的喷墨印刷。所述泡罩包装具有基本上二维的、待印刷的封装箔并且被线性地输送。因此，尽管生产速度高，仍然能够毫无问题地实现输送和印刷。而如果印刷具有空间上弯曲的外表面的三维成形体，则较为困难。 

已知的是，使用多个喷墨印刷单元在待印刷的物品上生成印刷图像，因为印刷单元的宽度通常小于印刷图像的宽度。在此，印刷单元如此并排地布置，使得印刷图像的相应待印刷的区段无缝地相互连接。但因为印刷单元也具有大于其喷墨喷嘴的各个场的宽度，因此此外必要的是，印刷单元沿着物品的输送方向间隔开地布置，也就是说，所述物品在物品的两个不同的位置或停留地点处被印刷。此外已知的是，利用重叠的喷嘴场生成两个待印刷的区段的无缝连接，以允许这些区段流畅（而不是突然的）过渡。在此，这两个区段在重叠区域中一定程度地“相互”嵌入，并且在那里补充成完整的印刷图像。然而在加网的印刷图像中，这种“相互嵌入”会导致不希望的干扰。 

只要待印刷的物品在输送期间不发生不希望的例如垂直于输送方向的位置变化，则这些已知的措施很好地起作用。然而，与平坦的承印材料相反地，物品、例如灌装设备中的瓶子通常不能够高精度地输送，至少不能以喷墨印刷单元的印刷分辨率的数量级内的精度输送。因此可能发生物品的位置变化，该位置变化表现为印刷图像的不希望的干扰、例如亮条纹。迄今为止，试图改善物品的输送，从而能够避免不希望的位置变化。然而，生产速度越快，解决方案越困难。 

发明内容

在此背景下，本发明的任务在于，提供相对于现有技术有所改善的、用于生成印刷图像的方法，该方法允许了，利用至少两个沿着物品的输送方向相互间隔开的喷墨印刷单元在物品上生成基本上无干扰的印刷图像，特别是针对这样的情况：物品在从第一印刷单元至第二印刷单元的路径上经历了不希望的位置变化。 

具有独立权利要求1所述特征的方法解决了本发明的任务。本发明的有利的改进方案从所属的从属权利要求以及从说明书和所属附图中得出。 

根据本发明，提出了一种用于在待印刷的物品上生成印刷图像的方法，其中，为了印刷所述物品使用了具有喷墨喷嘴第一场的第一喷墨印刷单元和具有喷墨喷嘴第二场的第二喷墨印刷单元，并且为了沿着输送方向输送所述物品使用了输送单元，其中，所述第一场和所述第二场基本上垂直于所述输送方向延伸并且在此部分地在重叠区域中重叠，所述方法具有以下步骤：利用所述第一印刷单元在第一位置上印刷所述印刷图像的第一区段；将所述物品从第一位置输送至与所述第一位置间隔开的第二位置；并且利用所述第二印刷单元在所述第二位置上印刷所述印刷图像的第二区段，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：测量所述物品在所述第一位置上的第一位置值和所述物品在所述第二位置上的第二位置值；在使用所述第一和第二位置值的情况下确定所述物品基本上垂直于所述输送方向的位置变化；并且在印刷所述第二区段时在使用所述第二场的重叠区域内部的与所述位置变化相应数量的喷嘴以及所述第二场的重叠区域外部的互补数量的喷嘴的情况下，通过所述第二区段在所述第一区段旁的基本上无缝的印刷来补偿所述位置变化。 

本发明的方法以有利的方式允许了，利用沿着物品的输送方向相互间隔开的喷墨印刷单元在物品上生成基本上无干扰的印刷图像。在此，物品的不希望的位置变化基于测量值来确定并且以有利的方式进行补偿：利用了喷嘴场的根据本发明设置的重叠，以便以有利的方式避免例如在印刷图像中的亮条纹。只要物品的不希望的位置变化需要对应措施，则重叠区域中的喷嘴在一定程度上被接通，并且印刷图像或第二区段“朝第一区段的方向移动”。为此，第二印刷单元优选提供对应于该补偿的、即一定程度上同样“被移动的”印刷数据。 

本发明方法的优选的改进方案的特征可以在于，在测量所述两个位置值时检测物品上或输送单元上的标记。通过预先设置这种标记并且朝该标记对准且与该 标记相协调的测量单元，可以足够地改善相应的测量。此外，所述标记可以通过第一印刷单元施加到物品上，或者印刷图像的第一区段的部分区域可以用作标记。这种被印刷的标记可以利用含有荧光材料的不可见的油墨生成，并且例如为了可视化或测量可以利用所谓的黑光（UV-A-辐射）照射。 

本发明方法的优选改进方案的特征可以在于，所述物品是三维体，并且印刷图像生成在其外表面上。本发明恰恰在印刷三维物品、例如瓶子的情况下是有利的，因为相比于例如平坦的、基本上二维的承印材料，这种体可不那么精确地被输送并且可能需要补偿措施。 

本发明方法的优选的改进方案的特征可以在于，为了补偿所述物品的位置变化，该位置变化的值小于所述第二印刷单元的印刷分辨率，第二喷墨印刷单元经历附加的位置变化。如果尽管通过使用重叠喷嘴进行补偿仍会在印刷图像中发生不希望的干扰，则第二印刷单元能够以有利的方式经历附加的位置变化、即运动到平衡位置中。这种平衡运动可以优选在使用压电致动器的情况下实现。 

本发明的上述方法也可以通过以下同义的独立权利要求或其特征组合来描述：用于在使用喷墨喷嘴的情况下在三维物品上生成具有两个区段的印刷图像的方法，其中，物品在两个区段的印刷之间的位置变化通过使用附加的喷墨喷嘴来补偿。 

附图说明

下面参照所属附图依据优选实施例和具体的例子更详细地描述本发明以及本发明在结构和/或功能方面有利的改进方案。 

附图中： 

图1：依据在用于承印物品的设备运行时的流程示出本发明方法的优选实施例的示意图；以及 

图2：依据在用于承印物品的设备运行时的流程示出本发明方法的具体实施例的示意图。 

具体实施方式

图1示出了用于在物品3（例如瓶子或者任意旋转对称体）上生成印刷图像2的设备1或用于执行根据本发明的方法的设备。所述物品在图中被示出两次：一 次在“左边”第一位置P1中并且一次在“右边”第二位置P2中。在执行该方法期间，所述物品借助于输送单元4从第一位置沿着输送方向5输送至第二位置。该输送装置可以具有所谓的盘6，物品在输送期间设置在该盘上。 

图1也示出了第一喷墨印刷单元的D1和第二喷墨印刷单元D2：印刷单元D1在位置P1上印刷，并且印刷单元D2在位置P2上印刷。印刷单元D1印刷“上部的”第一区段A1。印刷单元D2印刷“下部的”第二区段A2。印刷单元D1具有喷墨喷嘴的第一场F1，并且印刷单元D2具有喷墨喷嘴的第二场F2。所述两个印刷单元可以优选相同地构造。所述两个场的喷嘴分别布置在直线G1或G2上，该直线基本上垂直于输送方向5延伸。 

灌装设备中的瓶子3部分地在圆形轨道5上被输送。附图中的示图可以理解为这种圆形轨道的侧视图。于是，印刷单元D1和D2基本上相对于圆形轨道5切向地布置并且径向地朝这些瓶子对准。 

物品3以高度H1处于位置P1中，该高度被测量作为第一位置值。注意的是：概念“高度”在本申请中不表示物品在空间中的取向。如果所示的物品代替竖立而被平躺地输送并且两个印刷单元D1和D2同样代替竖立而被平躺地布置，则“高度”并不是沿竖直的方向而是沿水平的方向（平行于当时平躺的直线G1和G2）来测量。另外注意的是：高度H1在附图中由于清楚明了的原因在盘6的上边缘上标示。然而，高度H1的测量借助于第一测量单元M1在测量标识7处进行，该测量标识可以安置于物品上、或者盘上或者输送单元4的另一部位上。 

物品3以高度H2处于位置P2中，该高度被测量作为第二位置值（对应于第一位置值）。在附图1中可以看出，盘6并且从而物品3在沿着输送方向5输送期间经历“朝上”的位置变化。因此，这两个位置值经由（仅通过短划线表示的）数据连接供应给控制装置8。控制装置现在可以根据这两个位置值H1和H2、例如通过差形成来确定位置变化De1ta_H。根据本发明，该位置变化现在可以用于印刷时的补偿。 

为了能够执行根据本发明的补偿，必要的是，这两个印刷单元D1和D2具有重叠区域L，其方式是喷嘴场F1和F2重叠，也就是说其方式是设置不仅场F1的喷嘴而且设置场F2的喷嘴。因为物品3在所示的例子中经历了“朝上”的位置变化De1ta_H，因此，第二区段A2根据本发明基本上无缝地被印刷在所述第一区段A1旁，其方式是：第二场F2的一个或多个喷嘴9中在重叠区域中被激活。被激 活用于补偿的喷嘴9的数量由控制单元8确定：该数量相应于所述位置变化De1ta_H，也就是说，如此多的喷嘴9用于补偿，使得印刷区域的宽度基本上相应于所述位置变化De1ta_H。另外，在印刷单元D2上，在重叠区域外部互补数量的喷嘴被激活，从而整个第二区段A2可以被印刷。为清楚起见，相应被激活的、即场F1和F2的参与到所述区段A1或A2的印刷中去的喷嘴示出为黑色。 

在印刷单元D2上，信息De1ta_H因此被用于确定激活的印刷喷嘴。差值H2-H1（例如以微米为单位）例如转变成数字值K（例如具体的值2），该数字值是两个印刷单元的印刷分辨率的K倍（相应地例如2倍）。该数字值被引导到多路复用器上。多路复用器具有配备n个通道的输入端，该输入端被供以用于具有n个像素（垂直于输送方向5）的印刷图像的n个印刷数据。每个通道控制一个喷嘴。输出端与印刷头的n个输入端相连。补偿可以现在以印刷分辨率的增量（相应地，例如2个喷嘴对于K=2的补偿）进行。多路复用器可以是控制单元8的部分。 

以这种方式，所述补偿可以被使用，以便以喷嘴间距的步进、即对应于印刷分辨率来补偿所述位置变化Delta_H。对于通过这种补偿不能准确地补偿所述位置变化Delta_H（大致因为所述位置变化Delta_H不是喷嘴间距的整数倍）并且所述位置变化Delta_H的未被补偿的剩余部分会导致印刷图像中的不希望的干扰的情况，则按下述设置：控制单元8可以通过快速且高度精确的压电致动器10来实现印刷单元D2的调节，所述调节比印刷分辨率精细。由此也可以补偿所述位置变化Delta_H的迄今未被补偿的剩余部分。 

下面参照图2给出带有具体数值的例子。 

前言： 

1.多路复用器11根据喷墨印刷单元D2在相对于另一喷墨印刷单元D1或者D3的缝部位（在存在仅一个缝部位的情况下）处的机械位置将第二印刷序列R2的喷墨印刷单元D2的待印刷的图像数据转换到D2的喷嘴上（或D2的输入端上）。多路复用器11根据D2在相对于第一印刷序列R1的另外两个喷墨印刷单元D1和D3的两个缝部位（在存在两个缝部位的情况下）处的机械位置将D2的待印刷的图像数据转换到D2的喷嘴上。图2中示出了存在两个缝部位的情况。此外，图2中示出了D2在x方向上的三个不同的、可能的机械位置。由于绘图技术的原因，这三个位置都是垂直于x方向并排地并且不重叠地示出。 

2.多路复用器11针对利用D2待印刷的印刷图像的痕道的数量具有数量为N 的数据输入端。数量N始终小于（或者等于）D2的可用的喷嘴数量n。 

3.校正范围——也就是D2的实际位置相对于D2的额定位置的移位——确定了多路复用器11的必要的输出端的数量以及多路复用器11的转换连接S的数量。 

4.存在下述状态：必须实施正向校正（例如，朝正x方向、图2右边的D2），其中，K_pos=正校正范围的喷嘴数量。 

5.存在下述状态：必须实施负向校正（例如，朝负x方向、图2中间的D2），其中，K_neg=负校正范围的喷嘴数量。 

6.也存在不必校正（图2左边的D2）的状态。 

7.校正范围可以以毫米给出，并且在这里为了简化而对称地考虑，例如+/-0.35mm。因此，总校正范围=0.7mm。K_pos和K_neg根据下列公式来计算： 

K_pos=（K_pos/印刷单元的分辨率）取整的值， 

K_neg=（K_neg/印刷单元的分辨率）取整的值。 

8.对于D2的所有的校正喷嘴的数量适用于：K=K_neg+K_pos。 

9.对于D2的必要的喷嘴的数量适用：n>N+K，其中，N为印刷痕道的数量。 

10.对于多路复用器的必要的输出端的数量M适用：M=N+K_pos+K_neg。 

11.对于多路复用器数据路径（转换连接）的转换位置的数量S适用：S=K_pos+K_neg+1。 

具体的数值例子： 

·印刷单元D1和D3之间的区域为990个痕道。 

·应能够朝上和朝下（或朝x方向的正向和负向）分别校正大约350μm。 

·在印刷单元D2的分辨率为70μm的情况下（印刷的喷墨液滴的痕道间距），这相应于朝上和朝下分别5个痕道： 

-5个痕道用于校正朝上移动的印刷单元D2。 

-5个痕道用于校正朝下移动的印刷单元D2。 

-加上一个中间位置，用于已经存在的、正确的设定。 

·由于对称的原因，于是对于每个多路复用器输出端得出11个转换位置并且因此适用于：K=10和S=11。 

·因此，多路复用器在这个例子中必须能够使印刷单元D2的1000个输入端地 址化。 

·于是利用痕道6针对最下面的痕道并且利用痕道995针对最上面的痕道来定义中间位置（此时不需校正）。 

·要注意的是，多路复用器在每个输入端内部必须能够转换到S个不同的输出端上。 

所述校正可以计算出或者电子地求得并且借助于调整元件（压电元件）在D2上用于附加地补偿。 

·印刷单元在这种情况下将直接由压电元件在其高度方面进行调整。在此，调整时间必须插到总流程中并且不得干扰所述总流程。 

·这是在测量尺寸H2之后并且在印刷之前进行的。为了将测量错误尽可能保持小，H2的测量时间点应在印刷时间点紧之前发生。 

·如果人们将例如一毫秒的时间用于测量和调整，则机械系统必须针对kHz范围内的极限频率来设计，这利用压电元件恰好还是可能的。 

代替仅两个印刷单元（如图1所示）也可以设置三个、四个或更多个印刷单元、并且重叠地布置成一印刷线、并且根据本发明来使用以及控制。所述印刷线的中间印刷单元的重叠区域由此被分成两部分：一部分朝一个相邻印刷单元、一部分朝另一个相邻印刷单元布置（如图1所示）。此外也可以设置的是，多个印刷线（由分别至少两个横向布置的印刷单元组成）沿着输送方向前后相继地布置，并且单个印刷线印刷不同的颜色、例如CMYK印刷线用于四色印刷。 

附图标记列表 

1  设备 

2  印刷图像 

3  物品 

4  输送单元 

5  输送方向 

6  盘 

7  测量标识 

8  控制装置 

9  喷嘴 

10  压电致动器 

11  多路复用器 

A1  第一区段 

A2  第二区段 

D1  第一喷墨印刷单元 

D2  第二喷墨印刷单元 

D3  第三喷墨印刷单元 

G1  直线 

G2  直线 

H1  第一位置值 

H2  第二位置值 

L   重叠区域 

M1  第一测量单元 

M2  第二测量单元 

P1  第一位置 

P2  第二位置 

R1  第一印刷序列 

R2  第二印刷序列 

x   方向。 

Claims (7)

1.一种用于在待印刷的物品上生成印刷图像的方法，其中，为了承印所述物品（3）使用了具有喷墨喷嘴第一场（F1）的第一喷墨印刷单元（D1）和具有喷墨喷嘴第二场（F2）的第二喷墨印刷单元（D2），并且为了沿着输送方向（5）输送所述物品（3）使用了输送单元（4），其中，所述第一场（F1）和所述第二场（F2）基本上垂直于所述输送方向（5）延伸并且在此部分地在重叠区域（L）中重叠，所述方法具有以下步骤：

-使用所述第一印刷单元（D1）在第一位置（P1）上印刷所述印刷图像（2）的第一区段（A1）；

-将所述物品（3）从第一位置（P1）输送至与所述第一位置（P1）间隔开的第二位置（P2）；并且

-利用所述第二印刷单元（D2）在所述第二位置（P2）上印刷所述印刷图像（2）的第二区段（A2）；

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-测量所述物品（3）在所述第一位置（P1）上的第一位置值（H1）和所述物品（3）在所述第二位置（P2）上的第二位置值（H2）；

-在使用所述第一和第二位置值（H1，H2）的情况下确定所述物品（3）基本上垂直于所述输送方向（5）的位置变化（De1ta_H）；并且

-在印刷所述第二区段（A2）时，在使用所述第二场（F2）的重叠区域（L）内部的与所述位置变化相应数量的喷嘴（9）以及所述第二场（F2）的重叠区域（L）外部的互补数量的喷嘴的情况下，通过所述第二区段（A2）在所述第一区段（A1）旁的基本上无缝的印刷来补偿所述位置变化（De1ta_H）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在测量上述两个位置值（H1，H2）时检测所述物品（3）上或者所述输送单元（4）上的标记（7）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标记（7）利用所述第一印刷单元（D1）印刷。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物品（3）是三维体并且所述印刷图像（2）在所述三维体的外表面上生成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了补偿所述物品的位置变化，该位置变化的值小于所述第二印刷单元（D2）的印刷分辨率，所述第二喷墨印刷单元（D2）经历附加的位置变化。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述附加的位置变化通过压电致动器（10）实现。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用控制单元（8），所述控制单元确定并且控制所述第二场（F2）的重叠区域（L）内部的喷嘴（9）。