CN109177519B - 用于以喷墨头在对象的弯曲表面上印刷的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的用于给对象(1)的平坦或优选弯曲表面(2)的至少一个区段(3)进行印刷的方法，其中，喷墨头(4、4a、4b)通过喷墨头(4、4a、4b)和对象(1)之间的相对运动沿着第一轨迹(A)运动并在此印刷第一痕迹(a)，和沿着第二轨迹(B)运动并在此印刷第二痕迹(b)，其特征在于，第一痕迹(a)的第一痕迹棱边(a’)和第二痕迹(b)的第二痕迹棱边(b’)在点(P)相交并且在所述点(P)成一位于约1°和约179°之间的角度(α)。所述方法允许在没有可察觉的痕迹连接的情况下对所述弯曲表面(2)进行印刷。

Description

用于以喷墨头在对象的弯曲表面上印刷的方法和设备
本申请是申请日为2015年08月21日、申请号为201510519233.7、发明名称为“用于以喷墨头在对象的弯曲表面上印刷的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于给对象的表面的至少一个区段进行印刷的方法。
本发明处于喷墨印刷、特别是印刷非平坦的而是弯曲的基底的技术领域。“弯曲”是指表面具有凸状和/或凹状区段等，例如车辆的车身部分。
背景技术
这个技术领域中已知的现有技术特征包括如下：
由DE 10 2012 006 371 A1已知一种能够对弯曲表面进行印刷并且使印刷字样干燥的方法及设备。在此，喷墨头和干燥器借助于机械手沿着对象进行引导，反之亦然。还没有公开的DE 10 2013 016 006.5和DE 10 2014 004507.2公开了尤其能够对球形对象进行印刷的方法及设备，其中，使相应的对象运动。
由还没有公开的DE 10 2013 014 444.2已知一种方法，其能够计划出用于对弯曲表面进行印刷和干燥的轨迹并且将印刷头/干燥器在这些计划好的轨迹上引导。
DE 10 2012 006 370 A1和还没有公开的DE 10 2013 019 359.1公开了这样的方法和设备，其能够在印刷弯曲表面时如此计划或执行多个平行轨迹，使得避免了印刷好的墨迹的侧向连接处可察觉到的干扰。
如果印刷字样必须被干燥，则可能需要印刷出短的痕迹，以便能够将这些短的痕迹在没有干扰的时间延迟的情形下进行干燥。然而，多个短痕迹也产生了这些痕迹相互间的多个连接处。由此也可能会提高连接处的可察觉干扰的可能性。
还已知的是，相比于短的曲线走向的线，人眼对其它方面均匀印刷图像中长的和笔直走向的线更容易察觉。
发明内容
出于这种背景，本发明的任务是，提出一种相对于现有技术有所改善的方法，该方法能够生成至少两个印刷好的喷墨痕迹，这些喷墨痕迹相互的连接处不能用裸眼察觉，因而不存在干扰。
该任务的根据本发明的解决方案是一种用于给对象的表面的至少一个区段进行印刷的方法。
根据本发明的方法用于给对象的平状或者尤其弯曲状表面的至少一个区段进行印刷，其中，喷墨头通过该喷墨头与对象之间相对运动而沿着第一轨迹运动并且在此印刷出第一痕迹，并且沿着第二轨迹运动并且在此印刷出第二痕迹，其特征在于，第一痕迹的第一痕迹棱边与第二痕迹的第二痕迹棱边相交于一点并且在该点处夹成一角度，该角度处于约1°至约179°之间、优选约5°至约175°之间。
根据本发明，这些痕迹棱边之间的角度不是0°但也不是180°，即，上述两个印刷好的痕迹彼此不平行地延伸。优选地，所述角度也不是90°或者不处于约85°至95°之间的范围内，即，上述两个印刷好的痕迹不相互垂直地延伸。根据本发明的方法因而能够具有的优点是，生成两个印刷好的喷墨痕迹，这些喷墨痕迹相互的连接处不能用裸眼察觉，因而不存在干扰。
角度α优选能够如此选定，使得适于α＝arctan(n*b/m*l)并且α≠90°。在此，适于b＝印刷头的两个相邻的喷嘴的间距，l＝两个前后相继的印刷点在印刷头运动方向上的间距，n、m＝自然数。由此确保了第二痕迹的印刷点列的各自最后的印刷点至第一痕迹的与第二痕迹交接的印刷点具有相同的间距，从而形成上述两个痕迹之间的均匀过渡区域。
如果待印刷的和由痕迹组成的图像被加网，则优点在于，两个痕迹内部的加网角度(Rasterwinkel)能够如此选定，使得这些加网角度与上述两个痕迹的痕迹棱边之间的角度相协调，并且额外地减少这些痕迹相互间可察觉到的连接处的出现。
这些痕迹能够近似笔直地沿着弯曲的表面延伸。然而，这些痕迹也可以具有曲线。这些痕迹的宽度能够基本上恒定。然而，所述宽度也能够变化，例如，所述宽度能够因印刷头旋转或者因喷墨头的边缘上的喷嘴被关闭而减小。
还能够有利的是，已经在生成印刷数据时(在所谓RIP时)，考虑到痕迹棱边之间在计划轨迹时所利用的角度，并且考虑到可能的重叠区域。优选的是，即使印刷头多次运动经过，每个图像点也只印刷一次。两个痕迹的连接处的各区域内的印刷点在RIP情形下优选分配给上述两个痕迹之一。
这些痕迹棱边能够优选被逐步地印刷(auslaufend gedruckt)并且与相邻痕迹棱边交织(所谓缝合，stitching)。
在此描述的根据本发明的方法能够以有利的方式促成了，被机械手引导的喷墨头的机电化精度的不足能够不被察觉或者能够仅被较小程度地察觉，因为避免了干扰的线(即，具有降低的视觉密度的较长的平行的印刷空缺，或者，具有提高的视觉密度的印刷交叉)。相比于印刷点与预设的理想网格相互成角度的偏差，人眼显著更敏锐地察觉到这种线。
在弯曲臂式机械手(作为用于印刷头的运动单元)执行通过在预设的轨迹上的理论方面可实现的空间时，形成所谓的奇性点
Figure GDA0002417544480000031
这些奇性点在实践中不能被机械手经过。由此，各个计划好的痕迹不能被印刷，并且，机械手实际可用的空间会受到限制。然而，如果能够改变引导通过所述奇性点的轨迹，则能够避免这些奇性点。根据本发明，使印刷头运动的机械手能够使印刷轨迹至少在图像平面中变化，因为所述轨迹不再必须强制地平行。因此，奇性点的数量减小，并且，机械手可印刷的空间变大。换句话说，与平行的轨迹引导的情形相比，利用相同的机械手通过不平行的轨迹引导能够印刷较大的对象。
本发明的有利的进而优选的改进方案由所属的优选实施方式及描述和附图得出。
根据本发明的方法的一个优选改进方案的特征可在于，所述角度处于约20°至约70°之间、或者处于约110°至约160°之间、优选为约45°或者为约135°。
根据本发明的方法的一个优选改进方案的特征可在于，第一轨迹与第二轨迹在重叠区域中重叠。
根据本发明的方法的一个优选改进方案的特征可在于，喷墨头在所述重叠区域的至少一部分中只在第一轨迹上或者只在第二轨迹上印刷，特别地，所述喷墨头在共同的重叠区域中在第一轨迹上印刷，但在第二轨迹上不印刷。
根据本发明的方法的一个优选改进方案的特征可在于，第二轨迹与第一轨迹在重叠区域中交叉。在重叠区域中，待印刷的图像区域能够在印刷痕迹时生成。可替代地，所述图像区域能够在印刷两个或多个痕迹时生成。在两个痕迹的情形中，每个痕迹可以是图像区域的m个图像点的大致一半，在三个痕迹的情形中，每个痕迹可以是大致三分之一。
根据本发明的方法的一个优选改进方案的特征可在于，第二轨迹和第一轨迹在多个重叠区域中交叉。
根据本发明的方法的一个优选改进方案的特征可在于，所述区段基本上由重叠区域组成。
根据本发明的方法的一个优选改进方案的特征可在于，所述喷墨头在第一轨迹上和/或在第二轨迹上相对于各轨迹的取向改变。
根据本发明的用于给对象的平状或者优选弯曲状表面的至少一个区段进行印刷的方法，其中，喷墨头沿着第一轨迹运动并且在此印刷出第一痕迹，并且沿着第二轨迹运动并且在此印刷出第二痕迹，其特征在于，所述喷墨头在第一轨迹和/或第二轨迹上相对于各轨迹的取向改变。这个过程也可以称作所谓“倾斜通过(tilted pass)”。
根据本发明的一个优选改进方案的特征可在于，所述喷墨头在该喷墨头于第一轨迹上和/或第二轨迹上向前运动期间绕着一轴线旋转，尤其是绕着垂直于第一痕迹或第二痕迹的面的轴线旋转。
在简单的倾斜通过情形中，所述印刷头相对于印刷方向的角度改变。由此，印刷头的最大印刷宽度改变，然而待印刷痕迹的印刷点密度通过各印刷点列的印刷间距的补偿来保持恒定。多次倾斜通过也是可能的。在此形成至少一个重叠区域，该重叠区域的印刷图像通过多个痕迹由图像点组成。
在动态倾斜通过时，待印刷痕迹——尤其是在痕迹开端或者痕迹末端(端侧的连接处)——在印刷出痕迹期间变得细长并且能够甚至在一个(印刷)点处终结。界限或痕迹棱边可能会摆晃。随后的痕迹可能会同样变得细长地开始(或者说在极端情形下就在这个点处)，从而两个痕迹在一点上的连接处能够被减小。由此产生下述痕迹：这些痕迹(部分地)具有不平行延伸的界限。侧向连接处优选通过具有同样摆晃界限的痕迹来实现。
代替于优选弯曲的表面，平坦的或者说平的表面也能够利用根据本发明的方法进行印刷。在此，优选设置的是，所述轨迹和所属的痕迹(或者说痕迹棱边)相互具有约120°的角度。这种印刷由于产生的三角形或总计六角形的结构而可以被称作六角形印刷(Hexagonaldruck)。这种平坦的基底能够优选是这样的基底，该基底直立地定向，例如广告牌或者其它广告平面、大楼正面或空间墙面的平坦区段、交通工具(载重卡车、拖车、运货箱、火车、火车车厢)侧壁的平坦区段、路牌或者指示牌。
还可设置的是，存储第一轨迹计划的计算好的印刷点，来代替作为马赛克印刷。这些数据用作针对第二轨迹计划的信息，其中，第二轨迹计划与第一轨迹计划不同(即，具有另外的轨迹曲线)。实际印刷在这个第二轨迹计划之后作为马赛克实现。该方法应降低例如波纹效应(Moirée-artige Effekte)。(边缘)印刷点只成比例地位于第二轨迹计划的轨迹上，在此以相应成比例的尺寸或者作为灰值来印刷。第二马赛克的痕迹能够可选地用倾斜地安置的印刷头来生成。这些痕迹的印刷点列于是相互较窄地设置，最大印刷点密度相应地变高。由此，第一马赛克的理论印刷点能够被更好或更精确地描绘。
总计待生成的印刷图像能够以马赛克的方式由痕迹组成，其中，可印刷任意的痕迹形状。在此注意的是，这些痕迹形状以重复或不重复拼贴的方式填充该印刷图像。
本发明不仅可用于单色印刷，还可用于多色印刷，例如CMYK印刷。在此，每种分色根据本发明可单独处理，或者说，根据本发明的方法及其改进方案以及相应的轨迹计划能够对每种分色单独地执行。特别有利的是，两个或多个彼此不同的颜色的痕迹棱边不会相互叠置也不会相互平行地布置，而是根据本发明夹成不同于0°且不同于180°的角度。相应的方法可以如下执行：首先，将第一颜色印刷到对象上，其中，第一颜色的痕迹棱边相互夹成一角度，该角度处于约1°至约179°之间、优选处于约5°至约175°之间。然后，第一颜色被钉住(gepinnt)，即被干燥，然而不完全干透，或者说，被部分硬化。接着，印刷第二颜色，其中，第二颜色的痕迹棱边相互同样夹成一角度，该角度处于约1°至约179°之间、优选处于约5°至约175°之间。第二颜色的痕迹棱边如此取向，使得第二颜色的这些痕迹棱边不仅相互具有所述角度，而且相对于第一颜色的痕迹棱边也具有所述角度。相应地，对于其它颜色而言应常常注意的是，所有痕迹棱边相互都具有所提及的角度关系。每种颜色(除了必要时可能最后的颜色之外)都被钉住。最后，所有印刷好的颜色被共同地完全干燥或完全硬化。
在多色印刷中的一个替代的技术解决方案可设置，用于各颜色的印刷头以所提及的角度关系相互布置，例如，将所述印刷头安装在机械手臂上。在这种情形下，针对所有颜色使用了唯一的轨迹计划就足够了，因为印刷头在机械手运动时相互具有不同的(固定的)角度关系并且根据“成角度的”痕迹来印刷。
附图说明
下面参考所属附图依据两个优选的实施例详细说明本发明本身以及本发明的结构和/或功能方面的有利改进方案。在附图中彼此相应的元件设有分别相同的附图标记。
附图中：
图1：设备在执行根据本发明方法的一个优选实施例时的立体示意图；和
图2：设备在执行根据本发明方法的又一优选实施例时的立体示意图。
具体实施方式
图1示出了设备在执行根据本发明的方法的一个优选实施例时的立体示意图。
已示出的是，对象1具有弯曲的表面2。所述表面优选在两个空间方向上弯曲。在所述表面上可识别到区段3。这个区段将要被印刷。为了该印刷而设有印刷头4。所述印刷头处于两个位置中：一个标记为印刷头4a和另一个标记为印刷头4b。所述印刷头沿着第一轨迹A在第一方向A’上运动。轨迹A(还有轨迹B，见下文)根据所述表面来弯曲并且如此离开所述表面，使得印刷能够具有高质量并且阻止了印刷头与表面之间的碰撞。在沿着第一轨迹运动期间，所述印刷头将第一痕迹a印刷到所述表面上。第一轨迹A(还有轨迹B；见下文)用墨或墨滴构成，印刷头借助于喷嘴排的喷嘴来喷出所述墨或墨滴。所述喷出受控地进行，并且，所述喷出不仅考虑到印刷头的向前运动而且考虑到待印刷的印刷图。所述印刷图可以是全面的或者加网的。该印刷图还可以包含例如文字、图像或者图案。
喷墨头4还沿着第二轨迹B在第二方向B’上运动。沿着上述两个轨迹的运动优选借助于铰接臂机械手、线性机械手、或者旋转铰接和滑动铰接之组合机械手来实现。沿着上述两个轨迹的运动能够通过喷墨头的运动或者通过对象的运动或者通过上述两个运动(喷墨头的运动和对象的运动)之组合来实现。在沿着第二轨迹运动期间，所述印刷头将第二痕迹b印刷到表面2上。
图1示出了第一痕迹的第一痕迹棱边a’和第二痕迹的第二痕迹棱边b’。所述第一痕迹棱边a’和所述第二痕迹棱边b’在点P相交并且夹成一角度α，其中，α大于0°且小于180°，即，上述两个痕迹不平行地延伸。在所示实例中，角度α为约45°。
在图1中可看到上述两个轨迹A和B在重叠区域5中重叠。在所示实例中，这两个痕迹相交。但第二轨迹b也可能碰到第一轨迹a上，但不会向前行进到该第一轨迹的对置侧上。在重叠区域中，喷墨头4优选只在上述两个轨迹之一上印刷。在所示实例中，所述印刷头在重叠区域中只在第一轨迹上印刷。第一痕迹a因而是连续的痕迹，而第二痕迹b是不连续的痕迹，即，所述重叠区域在第二痕迹方面形成空缺。但也可能的是，在第一轨迹上印刷出重叠区域的一部分，而在第二轨迹上印刷出互补的部分。
图1还能够看到，提供了上述两个轨迹A和B的至少一个另一重叠区域6。轨迹B在这种情形中由多个轨迹区段形成，或者由一个长的弯延区段形成，该长的弯延区段与轨迹A多次相交。
图2示出设备在执行根据本发明的方法的又一优选实施例的立体示意图。
图2示出喷墨头4又处于两个位置中：一个标记为喷墨头4a和另一个标记为喷墨头4b。喷墨头4a参照其第一取向7(7a)基本上平行于第一轨迹A的方向A’，并且参照其第二取向7’(7b)基本上垂直于方向A’。所述取向的改变通过喷墨头4在向前运动期间绕其轴线8的旋转来引起，优选通过机械手来实现。喷墨头4的相应的取向7(7a)和7’(7b)在此平行于喷墨头的喷嘴排。喷墨头在向前运动期间印刷出第一痕迹a。喷墨头相应地适配的旋转也在相邻的第二轨迹B上实现，在该第二轨迹B上印刷出第二痕迹b。所述旋转的适配(通过控制器件)在此这样实现，使得上述两个痕迹a和b在它们各自的宽度方面沿着向前方向改变，并且它们的棱边无空缺地相互衔接。在所示实例中，这些棱边呈蛇形走向。在所述印刷头旋转的情况下，该印刷头的图像数据控制能够如此变化，使得尽管各个喷嘴旋转和由此引起的速度以及加速度仍实现了具有高值印刷质量的印刷结果。
附图标记列表
1 对象
2 表面
3 区段
4 喷墨头
4a 喷墨头
4b 喷墨头
5 重叠区域
6 重叠区域
7 第一取向
7’ 第二取向
8 轴线
A 第一轨迹
B 第二轨迹
A’ 第一方向
B’ 第二方向
a 第一痕迹
b 第二痕迹
a’ 第一痕迹棱边
b’ 第二痕迹棱边
P 点
α 角度

Claims (25)

1.一种用于给对象的表面的至少一个区段进行印刷的方法，所述方法包括以下步骤：
-执行喷墨头与所述对象之间的相对运动，用以使所述喷墨头沿着第一轨迹运动并且印刷出第一痕迹，并且用以使所述喷墨头沿着第二轨迹运动并且印刷出第二痕迹；
-通过对每种颜色执行相应的轨迹计划，从而使用所述喷墨头来单独印刷出多个分色；
-使得第一痕迹的第一痕迹棱边与第二痕迹的第二痕迹棱边相交于一点并且在该点处夹成1°至179°之间的角度；和
-使得两个或更多不同颜色的痕迹棱边夹成不同于0°且不同于180°的角度。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述角度处于20°至70°之间。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述角度处于110°至160°之间。
4.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述角度是45°。
5.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述角度是135°。
6.根据权利要求1所述的方法，
其中，第一轨迹与第二轨迹在重叠区域中重叠。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中，在至少部分的重叠区域中，所述喷墨头仅在第一轨迹上或者仅在第二轨迹上印刷。
8.根据权利要求6所述的方法，
其中，在全部的重叠区域中，所述喷墨头在第一轨迹上印刷而在第二轨迹上不印刷。
9.根据权利要求7所述的方法，
其中，第二轨迹在重叠区域中与第一轨迹相交。
10.根据权利要求8所述的方法，
其中，第二轨迹在重叠区域中与第一轨迹相交。
11.根据权利要求9所述的方法，
其中，第二轨迹与第一轨迹在多个重叠区域中相交。
12.根据权利要求10所述的方法，
其中，第二轨迹与第一轨迹在多个重叠区域中相交。
13.根据权利要求11所述的方法，
其中，所述对象的表面的所述至少一个区段基本上由重叠区域组成。
14.根据权利要求12所述的方法，
其中，所述对象的表面的所述至少一个区段基本上由重叠区域组成。
15.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述颜色是CMYK。
16.根据权利要求1所述的方法，
所述方法还包括如下步骤：将多个分色单独印刷，其方式是，将第一颜色印刷到所述对象上，其中，第一颜色的痕迹棱边相互夹成1°至179°之间角度，并且随后使第一颜色不完全干燥或者部分硬化从而将第一颜色钉住。
17.根据权利要求16所述的方法，
其中，第一颜色的痕迹棱边相互夹成5°至175°之间的角度。
18.根据权利要求16所述的方法，
所述方法还包括如下步骤：随后将第二颜色印刷到所述对象上，其中，第二颜色的痕迹棱边相互夹成1°至179°之间的角度，并且将第二颜色的痕迹棱边以相对于第一颜色的痕迹棱边也夹成1°至179°之间的角度的方式取向。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中，第二颜色的痕迹棱边相互夹成5°至175°之间的角度。
20.根据权利要求18所述的方法，
所述方法还包括如下步骤：以相应于第一颜色和第二颜色的方式继续印刷其它颜色，用以保持与所述其它颜色的痕迹棱边1°至179°之间的角度。
21.根据权利要求20所述的方法，
其中，所述其它颜色的痕迹棱边相互夹成5°至175°之间的角度。
22.根据权利要求20所述的方法，
所述方法还包括如下步骤：印刷出最后的颜色，并且将除了所述最后的颜色之外的每种颜色钉住。
23.根据权利要求22所述的方法，
所述方法还包括如下步骤：将所有已印刷的颜色共同地完全干燥或者彻底硬化。
24.根据权利要求20所述的方法，
所述方法还包括如下步骤：将喷墨头安装在机械手臂上，所述喷墨头印刷出相互夹成1°至179°之间角度的颜色。
25.根据权利要求24所述的方法，
所述方法还包括如下步骤：对所有颜色采用单一轨迹计划，并且给所述喷墨头提供相互不同的固定角度关系，用于在所述机械手臂运动期间印刷出成角度的痕迹。
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