CN111051067B - 用于施加环绕的印刷图案的直接印刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直接印刷装置，其用于在具有至少一个容器接缝的容器上施加环绕的印刷图案，直接印刷装置包括：印刷头，其适于在容器上直接印刷；检测装置，其被适配成检测容器的至少一个预定特征，计算装置，其被构造成用于确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向，以便使容器从实际容器定向移动到预定的目标容器定向；以及定向装置，其被构造成用于基于计算装置的确定将容器定向到目标容器定向。目标容器定向是预定的，使得容器接缝相对于印刷头以如下方式定向：使在施加环绕的印刷图案期间形成的印刷接缝与容器接缝基本重合。

Description

用于施加环绕的印刷图案的直接印刷装置

技术领域

本发明涉及用于在具有至少一个容器接缝的容器上施加环绕的印刷图案的直接印刷装置。

背景技术

许多容器(特别是瓶)由于生产的原因具有容器接缝。这些通常是压接缝，容器通常具有在纵向上行进的两个相对布置的容器接缝。容器接缝在玻璃容器中特别明显，但塑料容器也仍具有可见的容器接缝。容器接缝通常沿着容器的纵向轴线行进并在容器的整个长度上延伸。

如果要通过直接印刷将印刷图案施加于容器，则在容器接缝的区域中印刷图案总是被以降低的质量描绘。然而，对于环绕的印刷图案(即绕容器一周施加的印刷图案)不可避免印刷图案会越过容器接缝。这不可避免地导致印刷图案外观的缺陷。

环绕的印刷图案带来了另一个问题，即，即使利用高度优化的印刷工艺，在环绕的印刷图案的开始和结束处也总是存在可见的接缝、重叠或连接点。因此，那里的印刷图案的外观被降低。图1a示意性地示出了这种印刷图案的受损的外观。

发明内容

本发明基于以下问题：提供用于将环绕的印刷图案施加于具有容器接缝的容器的直接印刷装置和直接印刷方法，其允许具有较少缺陷的印刷图案的改进的外观。

该问题通过独立技术方案的主题得以解决。

用于将环绕的印刷图案施加于容器的直接印刷装置包括：印刷头，特别地为根据按需滴定原理操作的印刷头，其被构造成在容器上直接印刷；检测装置，其被适配成记录容器的至少一个预定特征，例如记录标记、浮雕、压花、容器接缝或与容器接缝具有限定角度关系的任何其它特征；计算装置，其被构造成用于基于至少一个特征来确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向，以便使容器从实际容器定向移动到预定的目标容器定向；以及定向装置，其被构造成用于基于计算装置的确定将容器定向到目标容器定向。目标容器定向是预定的，使得容器接缝相对于印刷头以如下方式定向：使在施加环绕的印刷图案期间形成的印刷接缝与容器接缝基本重合。

采用这种方式的装置允许不可避免的印刷接缝在光学上不表现额外的缺陷点。由于无论如何印刷接缝都非常窄并且与容器接缝重合，所以印刷接缝自身并不明显。这通过减少可见接缝的数量改善了印刷图案的外观。

环绕的印刷图案特别地是指绕容器的整周行进的印刷图案，或者换言之，围绕容器360°(例如由于印刷时的不精确可能具有微小的偏差)。

至少一个特征能够包括例如至少一个(特别是恰好一个或恰好两个)标记。替代地或附加地，至少一个特征能够包括容器接缝，特别是恰好一个或恰好两个容器接缝。

容器的特征的使用是有利的，因为要检测整个容器并由其计算定向在计算方面可以是相对复杂的。在大多数情况下，一个特征或很少的特征已经足以非常精确地反映容器的定向，并且大大减少了计算工作量。另外，能够想到的是，容器具有两个容器接缝。然后，可能不能在不使用其它特征的情况下来明确地确定容器的定向(例如，出于对称的原因，例如如果容器接缝彼此完全相对)。这种唯一的确定可能也没有必要，因为至关重要的是容器接缝中的一个容器接缝位于适合于直接印刷的位置处。

定向装置能够被适配成使得在将容器定向之后容器接缝配置于在操作期间环绕的印刷图案开始和/或结束的位置处。印刷开始或结束的位置例如来自运输路径的几何形状、一个或多个印刷头的配置以及印刷装置的其它可选参数。例如能够针对各个参数计算和/或根据经验确定各个位置，然后存储在存储装置中。

印刷开始的位置(并且由于是环绕的印刷图案也是结束的位置)是创建印刷接缝的位置。因此，这种定向特别可靠地确保了印刷接缝与容器接缝基本重合。

计算装置能够被适配成使得计算装置确定至少一个特征的实际位置，并且基于至少一个特征的实际位置和至少一个特征的预定目标位置来确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。

如已经说明的，特征的使用特别适合于检测容器的定向。如果使用特征的实际位置和目标位置来确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向，则不必对容器定向进行实际的空间确定(以及与之相关联的容器几何形状的可能的识别)，这可能很复杂且计算量很大。相反，对单个特征进行相对简单的比较就足够了。作为示例，检测到能够相对容易被检测到的容器上的标记或容器接缝然后确定它们实际位于哪个位置就足够了。例如，由此能够形成差值。然后能够根据该值计算容器必须被如何定向。确定容器必要时被如何定向的一些其它形式也是可能的。例如，用于各个差值的相应指令或值能够已经存储于存储装置，并且如果给出了特定差值则描述容器必要时被如何定向。例如，能够为特定的差值存储一组参数，并设置定向装置以定向容器。

计算装置能够被适配成使得计算装置确定至少一个特征的实际位置，并且基于至少一个特征的实际位置来确定实际容器定向，并且基于实际容器定向和目标容器定向来确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。

例如，能够想到的是，定向装置需要容器定向作为输入值，并且如上所述的差值不够。替代地，能够想到的是，对于其它处理步骤无论如何都需要容器定向，因此建议确定容器定向也为了确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。

检测装置能够被适配成光学地检测至少一个特征，并且计算装置能够被适配成使得通过图像识别来确定至少一个特征的实际位置。然后可以将可见光用于光学检测。然而，替代地，还能够想到，使用其它波长范围的光学检测。

光学检测是有利的，这是因为能够特别容易地应用光学特征，或者是因为容器接缝已经是能够光学识别的，并且因为光学测量方法(例如，利用相机)是有利且简单的。甚至能够分别调整现有的系统例如用于光学质量控制。

检测装置能够包括相机，相机对容器的至少一个局部区域进行成像，其中以无论实际容器定向如何都确保至少一个特征位于至少一个局部区域的方式来选择至少一个局部区域。

相机是便宜并且是相对小且简单的部件，但仍可提供非常精确的结果。能够想到仅对容器的一部分区域成像，即不对整个容器成像。例如，能够想到容器具有至少两个特征，例如，容器接缝以及标记和/或两个容器接缝和/或两个标记，它们被配置成仅对容器的部分区域成像就足够了，例如彼此相对。例如，由于在视场中总是存在至少一个特征，所以能够省去平摇相机或设置多个相机或在多个步骤中将容器定向。

定向装置能够被构造成用于使容器绕容器自身的轴线旋转。特别地，当以引导的方式运输容器时，仅将容器旋转到适合的定向就能已经足够了。

定向装置能够被适配成使得在定向期间容器旋转的角度至少取决于实际容器定向和预定的目标容器定向。还能够考虑保留在定向装置和印刷头之间的容器的运输路径，特别是如果该容器不是沿直线行进而是例如沿圆形轨迹行进。

本发明还提供一种直接印刷方法。

直接印刷方法用于在具有至少一个容器接缝的容器上施加环绕的印刷图案，通过检测装置记录容器的至少一个预定特征，例如记录标记或容器接缝，基于至少一个特征通过计算装置确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向，以便使容器从实际容器定向移动到预定的目标容器定向，并且基于计算装置的确定将容器定向到目标容器定向，并且在对容器进行定向之后，通过印刷头对容器进行印刷。目标容器定向是预定的，使得容器接缝相对于印刷头以如下方式定向：使在施加环绕的印刷图案期间形成的印刷接缝与容器接缝基本重合。

能够以如下方式实现容器的定位：在容器定向之后，能够将容器接缝配置在环绕的印刷图案开始和/或结束的位置处。

直接印刷方法能够包括：确定至少一个特征的实际位置，并且基于至少一个特征的实际位置和至少一个特征的预定的目标位置来确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。

直接印刷方法能够包括：确定至少一个特征的实际位置，基于至少一个特征的实际位置来确定实际容器定向，并且基于实际容器定向和目标容器定向来确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。

直接印刷方法能够包括：光学地检测至少一个特征，特别地通过至少一个相机光学地检测至少一个特征，并且借助于图像识别确定至少一个特征的实际位置。

直接印刷方法能够包括：对容器的至少一个局部区域进行成像，其中以无论实际容器定向如何都确保至少一个特征位于至少一个局部区域的方式来选择至少一个局部区域。

直接印刷方法能够包括：容器绕容器自身的轴线旋转以定向容器，特别地旋转了下述角度以定向容器：该角度至少取决于实际容器定向和预定的目标容器定向。

能够理解的是，在装置的上下文中提到的特征和优点也适用于该方法。

附图说明

下面将使用示例性附图说明其它特征和优点，其中：

图1a和图1b是利用从现有技术已知的直接印刷装置获得的环绕的印刷图案和利用根据本发明的直接印刷装置获得的环绕的印刷图案的示意图；以及

图2是直接印刷装置的示意性、非按比例的俯视图。

具体实施方式

如上所述，图1a示意性地示出了利用从现有技术已知的印刷装置获得的印刷图案。其中示出了具有两个容器接缝3a和3b的容器2。另外，示出了印刷接缝4。

相比之下，图1b示意性地示出了利用根据本发明的直接印刷装置(例如，以下在图2的背景中说明的装置)获得的印刷图案。这里表明印刷接缝4与容器接缝中的一个容器接缝(当前为容器接缝3a)重合或基本重叠。

图2是根据本发明的直接印刷装置1的可能的实施方式的示意性且非按比例的图示。

在图中示意性地示出的是用于在容器上直接印刷的印刷头5、检测装置6、计算装置7和定向装置8。

在当前被形成为直线的运输路径上运输容器2。容器可以是例如瓶。容器可以例如通过悬挂瓶颈而被运输。替代地，能够采用旋转机，利用旋转机在圆形运输路径上运输容器。除了以悬挂的方式运输之外，还能够以例如直立在冰球状圆块(puck)上的方式运输、或者使容器立在板上并利用对中装置从上方保持容器来运输。

被构造成检测容器的至少一个预定特征的检测装置沿着容器的运输路径配置使得能够检测容器，特别地检测容器上的特征。

例如，能够在这里设置相机并对运输路径的预定区段成像。

能够通过检测装置检测的容器上的特征能够是例如在先前步骤中施加于容器的标记。替代地或附加地，容器的印刷接缝或其它形状也能够构成这种特征，其中基于容器的印刷接缝或其它形状能够确定容器的定向。

直接印刷装置当前被适配为使得检测装置将数据传递到计算装置。

计算装置被构造成基于从检测装置接收的数据来确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向，以便使容器从实际容器定向移动到预定目标容器定向。

为此，不一定需要计算实际容器定向。替代地，能够在检测装置检测到在特定位置处的特定特征时以一些形式(例如，通过查询数值表)来确定将利用哪些参数操作定向装置就足够了。于是仍能够在没有明确指示实际或目标容器定向的情况下实现将容器从实际容器定向移动到目标容器定向。

定向装置在图中被示出为在容器的运输方向9上位于检测装置的下游，并且被构造用于定向容器，以便将容器从实际容器定向移动到预定的目标容器定向。

特别地，定向装置能够被适配成使容器绕其自身的轴线旋转预定的角度。然而，不排除容器的平移运动。

直接印刷装置被适配成使得定向装置从计算装置接收数据，特别地使得直接印刷装置基于来自计算装置的相应结果将容器移动到目标容器定向。

预先确定目标容器定向，使得容器接缝相对于印刷头被定向成使在施加环绕的印刷图案期间产生的印刷接缝与容器接缝基本重合。

能够经由数据连接10将检测装置连接到计算装置，并且能够经由数据连接11将定向装置连接到计算装置。然而，还能够想到，使计算装置与检测装置或定向装置一体地形成。特别地，检测装置、计算装置和定向装置还可以一体地形成。

在下文中说明根据本发明的方法的示例，该方法能够例如通过上述或另一直接印刷装置中的一个来执行。

使直接印刷系统装载有容器。容器沿着运输路径被运输。容器首先通过检测装置。检测装置例如光学地检测容器的特征。假设容器尚未处于目标定向，则通过定向装置对容器定向，例如使容器绕其轴线旋转或移位，从而使容器采取目标定向。然后，通过印刷头对容器进行环绕的直接印刷。为此，能够使容器旋转和/或能够使印刷头绕容器移动。

由检测装置检测到的特征用于确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。例如，由检测装置检测到的特征能够用于确定实际容器定向。然后能够将实际容器定向与目标容器定向进行比较，以便随后确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。替代地，能够基于特征的位置确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向，即在无需确定容器定向的情况下确定容器是否必须被定向以及容器必要时被如何定向。例如，能够为特征的具体位置存储用于定向设置的特定参数。

当前要注意的是，(由于制造过程)容器通常具有两个相对的容器接缝。在该情况下，可能无法从容器接缝的位置明确地确定容器的定向。然而，由于容器的定向最终被调整为朝向容器接缝中的一个容器接缝的适当定向，所以容器自身必要时被如何定向并不一定重要，只要容器接缝中的一个容器接缝的定向已知并且能够被调整即可。

在印刷过程中，应注意确保印刷从印刷图案的适当位置开始，使得印刷接缝和容器接缝均不在印刷图案的主要组成部分的区域中行进。

应理解，在上述实施方式中提到的特征不限于这些特定的组合，并且在任何其它组合中也是可能的。

Claims (19)

1.一种直接印刷装置(1)，其用于在具有至少一个容器接缝(3a、3b)的容器(2)上施加环绕的印刷图案，所述直接印刷装置(1)包括：

印刷头(5)，其适于在容器(2)上直接印刷；

检测装置(6)，其被适配成记录所述容器(2)的至少一个预定特征；

计算装置(7)，其被构造成用于基于所述至少一个预定特征来确定所述容器(2)是否必须被定向以及所述容器(2)被如何定向，以便使容器从实际容器定向移动到预定的目标容器定向；以及

定向装置(8)，其被构造成用于基于所述计算装置(7)的确定将所述容器(2)定向到所述目标容器定向，

其中，所述目标容器定向是预定的，使得所述容器接缝相对于所述印刷头(5)以如下方式定向：使在施加环绕的印刷图案期间形成的印刷接缝(4)与所述容器接缝(3a、3b)基本重合。

2.根据权利要求1所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述定向装置被适配成使得在将所述容器(2)定向之后所述容器接缝(3a、3b)配置于在操作期间环绕的印刷图案开始和/或在操作期间环绕的印刷图案结束的位置处。

3.根据权利要求1或2所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述计算装置(7)被适配成使得所述计算装置(7)确定所述至少一个预定特征的实际位置，并且基于所述至少一个预定特征的实际位置和所述至少一个预定特征的预定目标位置来确定所述容器是否必须被定向以及所述容器被如何定向。

4.根据权利要求1或2所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述计算装置(7)被适配成使得所述计算装置(7)确定所述至少一个预定特征的实际位置，并且基于所述至少一个预定特征的实际位置来确定所述实际容器定向，并且基于所述实际容器定向和所述目标容器定向来确定所述容器(2)是否必须被定向以及所述容器(2)被如何定向。

5.根据权利要求1或2所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述检测装置(6)被适配成光学地检测所述至少一个预定特征，并且所述计算装置(7)被适配成使得通过图像识别来确定所述至少一个预定特征的实际位置。

6.根据权利要求1或2所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述检测装置(6)包括相机，所述相机对所述容器(2)的至少一个局部区域进行成像，其中以与所述实际容器定向无关地确保所述至少一个预定特征位于所述至少一个局部区域的方式来选择所述至少一个局部区域。

7.根据权利要求1或2所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述定向装置(8)被构造成用于使所述容器(2)绕所述容器(2)自身的轴线旋转。

8.根据权利要求7所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述定向装置(8)被适配成使得在定向期间所述容器(2)旋转的角度至少取决于所述实际容器定向和所述预定的目标容器定向。

9.根据权利要求1所述的直接印刷装置(1)，其特征在于，所述检测装置(6)被适配成记录标记或所述容器接缝(3a、3b)。

10.一种直接印刷方法，其用于在具有至少一个容器接缝(3a、3b)的容器(2)上施加环绕的印刷图案，其中，

通过检测装置记录所述容器的至少一个预定特征，

基于所述至少一个预定特征通过计算装置(7)确定所述容器(2)是否必须被定向以及所述容器(2)被如何定向，以便使所述容器(2)从实际容器定向移动到预定的目标容器定向，并且

基于所述计算装置(7)的确定将所述容器(2)定向到所述目标容器定向，并且

在对所述容器(2)进行定向之后，通过印刷头(5)对所述容器(2)进行印刷，

其中，所述目标容器定向是预定的，使得所述容器接缝(3a、3b)相对于所述印刷头(5)以如下方式定向：使在施加环绕的印刷图案期间形成的印刷接缝(4)与所述容器接缝(3a、3b)基本重合。

11.根据权利要求10所述的直接印刷方法，其特征在于，在将所述容器(2)定向之后，所述容器接缝(3a，3b)配置在环绕的印刷图案开始和/或结束的位置处。

12.根据权利要求10或11所述的直接印刷方法，其特征在于，确定所述至少一个预定特征的实际位置，并且基于所述至少一个预定特征的实际位置和所述至少一个预定特征的预定的目标位置来确定所述容器(2)是否必须被定向以及所述容器(2)被如何定向。

13.根据权利要求10或11所述的直接印刷方法，其特征在于，确定所述至少一个预定特征的实际位置，基于所述至少一个预定特征的实际位置来确定所述实际容器定向，并且基于所述实际容器定向和所述目标容器定向来确定所述容器(2)是否必须被定向以及所述容器(2)被如何定向。

14.根据权利要求10或11所述的直接印刷方法，其特征在于，光学地检测所述至少一个预定特征，并且借助于图像识别确定所述至少一个预定特征的实际位置。

15.根据权利要求10或11所述的直接印刷方法，其特征在于，对所述容器(2)的至少一个局部区域进行成像，其中以与所述实际容器定向无关地确保所述至少一个预定特征位于所述至少一个局部区域的方式来选择所述至少一个局部区域。

16.根据权利要求10或11所述的直接印刷方法，其特征在于，所述容器(2)绕所述容器(2)自身的轴线旋转以定向所述容器(2)。

17.根据权利要求10所述的直接印刷方法，其特征在于，通过所述检测装置记录标记或容器接缝(3a、3b)。

18.根据权利要求14所述的直接印刷方法，其特征在于，通过至少一个相机光学地检测所述至少一个预定特征。

19.根据权利要求16所述的直接印刷方法，其特征在于，所述容器(2)绕所述容器(2)自身的轴线旋转了下述角度以定向所述容器(2)：该角度至少取决于所述实际容器定向和所述预定的目标容器定向。

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