CN113195389A - 用于印刷包装材料幅材的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于对容纳液体食品的包装(112)印刷包装材料幅材(102)的方法(500)。幅材(102)包括多个依次放置的坯料，其中每个坯料对应于一个包装，其中每个坯料包括预印刷的第一区域(302，402)和待印刷的第二区域(304，404)，所述方法包括：接收(502)包装材料幅材(102)；使用第一传感器(204)识别(504)第一套准标记(306，406)；基于第一套准标记(306，406)确定(506)第一套准标记位置；基于第一套准标记位置确定(508)第二套准标记位置区域；使用第二传感器(208)在第二套准标记位置区域中识别(510)第二套准标记(308，408)并确定第二套准标记的第二套准标记位置；基于第二套准标记位置确定(512)第二区域(304，404)的第二区域位置；根据第二区域位置相对于印刷条(210)调整(514)幅材；基于第二套准标记位置确定(512)第二区域(304，404)的第二区域位置；以及使用印刷条(210)对第二区域(304，404)进行印刷(516)。

Description

用于印刷包装材料幅材的方法及其装置
技术领域
本发明总体上涉及包装技术(例如食品包装技术)领域。更具体地，展现了用于印刷包装材料幅材的方法和装置。
背景技术
如今，众所周知，使用卷轴进料包装机来包装不同类型的食品，例如牛奶。卷轴进料包装机，也称为填充机，有几个优点。一个优点是与坯料进料包装系统相比，连续生产包装可能实现更高的速度。另一个优点是通过连续填充包装材料的管并在管的下端形成包装，可以降低不需要的微生物进入包装的风险。
如今，包装材料在包装材料生产中心(有时也称为转换工厂)中最常使用所谓的柔版印刷来印刷基于硬纸的包装材料。经过印刷以及以其他方式制备(例如经过层压从而在包装材料的硬纸层和食品之间形成内塑料层)以容纳食品后，将包装材料装载到卷轴上并运送到放置包装机的地点。
替代于使用例如柔板印刷来印刷包装材料并在包装材料生产中心制备包装材料，已经建议使用数字印刷来印刷包装材料。使用数字印刷而不是柔板印刷的一个优点在于提高了灵活度，另一个优点在于可以以经济高效的方式进行小批量印刷。
尽管众所周知使用数字印刷来印刷包装材料仍有许多挑战需要克服。这些挑战之一是印刷精确度，即能够确保印刷装饰正确地提供在包装上。
发明内容
本发明的一个目的是至少部分地克服现有技术的上述一个或多个限制。特别地，一个目的是提供一种方法和一种印刷模块，以提高印刷精确度，尤其是对于包装材料的数字印刷。
根据第一方面，提供了一种用于对容纳液体食品的包装印刷包装材料幅材的方法，其中该幅材包括多个依次放置的坯料，其中每个坯料对应于一个包装，其中每个坯料包括预印刷的第一区域和待印刷的第二区域。该方法包括接收包装材料幅材；使用第一传感器识别第一套准标记(register mark)；基于第一套准标记确定第一套准标记位置；基于第一套准标记位置确定第二套准标记位置区域；使用第二传感器在第二套准标记位置区域中识别第二套准标记并确定第二套准标记的第二套准标记位置；基于第二套准标记位置确定第二区域的第二区域位置；根据第二区域位置相对于印刷条调整幅材；以及使用印刷条对第二区域进行印刷。
第一传感器可以包括第一数量的像素，第二传感器可以包括第二数量的像素，其中第二数量的像素大于第一数量的像素。
第二套准标记可以在日光条件下对人眼不可见。例如，第二套准标记可以是水印。
接收包装材料幅材的步骤可以包括接收保持包装材料幅材的卷轴；从附在卷轴上的信息标签读取卷轴信息；将卷轴信息传输到服务器；以及从该服务器接收第一套准标记位置定位点和/或第二套准标记位置定位点。
包装材料可以是基于硬纸的包装材料，包括至少一层硬纸层，内塑料层和外塑料层，其中第一套准标记和第二套准标记提供到该至少一层硬纸层。
第一区域可以是场外(off site)印刷。
第二区域可以使用印刷模块中的数字印刷来进行印刷，该印刷模块放置在填充机的上游，该填充机布置为基于包装材料幅材生产包装。
根据第二方面，提供了一种用于对容纳液体食品的包装印刷包装材料幅材的印刷模块，其中幅材包括多个依次放置的坯料，其中每个坯料对应于一个包装，其中每个坯料包括预印刷的第一区域和待印刷的第二区域，该印刷模块包括布置为接收包装材料幅材的包装材料接收器；用于识别第一套准标记的第一传感器；处理设备，其配置为基于第一套准标记确定第一套准标记位置，基于第一套准标记位置确定第二套准标记位置区域；用于在第二套准标记位置区域中识别第二套准标记的第二传感器，其中该处理设备还配置为确定第二套准标记的第二套准标记位置，且基于第二套准标记位置确定第二区域的第二区域位置；布置为印刷第二区域的印刷条；以及调整设备，其布置为根据第二区域位置相对于印刷条调整幅材。
第一传感器可以包括第一数量的像素，第二传感器可以包括第二数量的像素，其中第二数量的像素大于第一数量的像素。
第二套准标记可以在日光条件下对人眼不可见。
包装材料接收器可以包括卷轴保持器，其布置为接收保持包装材料幅材的卷轴；标签读取器，其布置为从附在卷轴上的标签读取卷轴信息；数据通信设备，其配置为将卷轴信息传输到服务器，且从该服务器接收第一套准标记位置定位点和/或第二套准标记位置定位点。
包装材料可以是基于硬纸的包装材料，包括至少一层硬纸层，内塑料层和外塑料层，其中第一套准标记和第二套准标记提供到该至少一层硬纸层。
第一区域可以是场外印刷。
第二区域可以使用印刷模块中的数字印刷来进行印刷，该印刷模块放置在填充机的上游，该填充机布置为基于包装材料幅材生产包装。
根据第三方面，提供了一种包括指令的计算机程序产品，当在计算机上执行时，该指令使计算机执行根据第一方面的方法。
其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中呈现。
附图说明
现在通过示例的方式参考所附示意图描述实施方案，其中
图1是卷轴进料包装机的总体示意图；
图2是印刷模块的总体示意图；
图3是具有第一和第二套准标记的包装材料幅材的示例；
图4是具有第一和第二套准标记的包装材料的坯料的示例，该坯料可以形成幅材的一部分；
图5是示出了印刷幅材的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，通过示例的方式总体上示出了包装机100，有时也称为填充机。包装机100是用于将液体食品包装到基于硬纸的包装的卷轴进料包装机。这种类型的包装机在20世纪40年代已经由利乐(Tetra Pak)推行，并且如今成为了总所周知的用于以安全和有成本效益的方式包装牛奶和其他液体食品的途径。该大体上的途径也可以用于非液体食品，例如炸土豆片。
如今，通常在包装材料生产中心(也称为转换工厂)印刷和制备包装材料，并将包装材料运输到放置包装机100的地点，例如乳品厂。一般在进行运输之前将包装材料装载到卷轴上。达到该地点后，如图1所示将卷轴放置在包装机中。
在生产期间，包装材料幅材102可以沿幅材进料方向A从卷轴进料通过包装机。尽管未在图1中示出，包装材料可以通过灭菌设备，例如过氧化氢浴或低压电子束(LVEB)站，以确保幅材102没有不需要的微生物。在提供食品之前，可以通过形成纵向密封从幅材102形成管。食品可以通过管104进料到管中，并可以使用阀106来调节通过管104的流量。管的下端108可以被送入折叠设备110，在该折叠设备110中进行横向密封，根据折叠线(也称为弱化线)折叠管，并切断管从而可以形成包装112。尽管折叠设备110被示为单一的设备，折叠设备110可包括多个不同的设备。
图2总体示出了印刷模块200，该印刷模块200可以放置在包装机100的上游。以这种方式放置印刷模块200的优点是可以在现场部分或全部印刷包装材料，即印刷和包装可以在同一地点进行。另一个优点可以是不需要修改包装机100或只需要对包装机100进行少量修改。作为替代方案，尽管未示出，印刷模块200可以是包装机100的整体部分，而不是将印刷模块202作为放置为包装机100上游的独立装置。
印刷模块200包括布置为将包装材料幅材102提供给印刷部分203的包装材料接收器202。在印刷部分203中，可以使用第一传感器204来识别幅材102上的第一套准标记，且可以使用与第一传感器204连接的处理设备206来基于第一套准标记确定第一套准标记位置。
识别第一套准标记可以作为触发信号，来激活第二传感器208以识别第二套准标记。例如，由于第一套准标记和第二套准标记之间的距离是可知的，并且也能知道包装材料的幅材的速度，识别第一套准标记使得能够确定直到获取第二套准标记的时间期间。
第一套准标记可以是条形码或其他类型的图案，其可以被第一传感器204快速读取，第一传感器204可以是包括光源、透镜和光传感器的扫描仪。可以由第二传感器208读取的第二套准标记可以比第一套准标记更复杂，例如，第二套准标记可以是二维标记，第一套准标记可以是一维标记，例如一维条形码。第二套准标记可以是例如人眼在日光条件下不可见的水印。结果，可以通过比第一套准标记位置更高的位置精确度来确定第二套准标记位置，而识别第一套准标记可能需要更少的时间。此外，第一套准标记可以包括二进制颜色信息，例如黑色和白色，并且第二套准标记可以包括多色信息。此外，第一传感器204可以包括第一数量的像素并且第二传感器208可以包括第二数量的像素，其中第二数量的像素大于第一数量的像素。
由于第二传感器208和第二套准标记可以配置为使得能够以比第一套准标记位置更高的位置精确度确定第二套准标记位置，但是可以使用第一传感器比识别第二记录位置更快地识别第一记录位置，上述两者的结合提供了用于掌握幅材102信息的高效系统，从而降低了印刷装饰不正确地提供在包装112上的风险。例如，第一传感器可以布置为在一个方向(例如幅材进料方向A)上读取，并且第一传感器是连续地读取；第二传感器可以布置为在与第一传感器相同的方向上，也在与其垂直的方向上读取，例如，第二传感器在幅材进料方向A和在与幅材进料方向垂直的方向A上读取，但是第二传感器不以与第一传感器相同的方式连续地读取。
更具体地，在识别第一套准标记和确定第一套准标记位置之后，可以确定第二套准标记位置区域。这可以通过使用与所用的包装材料相关的信息来确定。第二套准标记位置区域向第二传感器208提供了关于在何处寻找第二套准标记的输入信息。在识别了第二套准标记之后，可以确定第二套准标记位置。换言之，第二套准标记位置区域提供了在何处寻找第二套准标记的近似信息，当识别到第二套准标记时，就能以高精确度确定第二套准标记位置，即可以加深对幅材放置的理解。可以将第二套准标记视为一个间隔，在该间隔中传感器208可以找到第二套准标记。
尽管示出了第一和第二套准标记提供在同一待形成包装的包装材料中，该第一和第二套准标记也可能提供在不同的包装材料上。例如，在包装材料幅材的N片上识别第一套准标记可以提供关于何时在幅材的N+5片上获取第二套准标记。
此外，可以由同一片幅材上的两种不同类型的标记代替第一和第二套准标记，一种替代方案是仅使用一种类型的套准标记并且每片具有单个的套准标记。然后，第一片的单个的套准标记可以是用于触发驱动第二传感器以识别第二套准标记的第一套准标记，第二套准标记是第二片的单个的套准标记。
第一和第二传感器204、208可以是所谓的智能视觉传感器，其具有用于分析图像数据和识别和/或确定第一和/或第二套准标记的位置数据的内置处理设备。替代地，第一传感器204和第二传感器208可以分成仅获取图像数据的图像获取设备和用于处理图像数据的图像处理方式。
包装材料接收器202可以包括用于保持包装材料卷轴214的卷轴保持器213。为了提供关于有效且可靠地接收的包装材料的信息，可以使用标签读取器216。标签读取器216配置为从标签，例如射频识别(RFID)标签，读取提供在卷轴214中的卷轴信息218，出于说明的目的，卷轴信息218在图2中被描绘为文档。卷轴信息218可以通过数据通信设备220上传到服务器222。反过来，服务器222可以传输关于例如所用包装材料的第一记录位置与第二记录位置区域之间的关系的信息。服务器222可以另外包括关于可用于调整包装机100的设置的包装材料的信息，例如，横向密封期间使用的压力。
图3总体上更详细地示出了印刷模块200的子系统300和包装材料幅材102。如上所述，可以结合使用第一传感器204、第二传感器208和印刷条210以确保能够提高印刷精确度。调整数据可以是用于调整包装机设置的信息，且可以由第二区域位置确定。然后可以使用调整数据来相对于印刷条(210)调整和控制幅材。
通过示例的方式，图3所示的幅材102中待形成为包装112的每片都包括第一区域302和第二区域304。第一区域302可以是预印刷的区域，也就是第一区域302可以在幅材102装载到卷轴214之前例如使用柔板印刷来进行印刷，即场外印刷。第二区域304可以在印刷模块203中印刷，即现场印刷。
在图3所示的示例中第一套准标记306是二维条形码。该条形码也可以在场外印刷期间(即在印刷第一区域302时)使用。第二套准标记308可以是所谓的水印，即在日光条件下人眼不可见的标记。
包装材料可以是基于硬纸的包装材料，包括至少一层硬纸层，内塑料层和外塑料层。第一套准标记306和第二套准标记308可以提供在至少一层硬纸层中。它们在这一层的一个优点是它们都受到外塑料层的保护。另一个优点是，通过将它们放置在同一层中，可以降低第一和第二套准标记306、308相对于彼此移位的风险。
图4示出了可以形成包装112的包装材料的片400的示例。在该特定示例中，场外印刷的第一区域402片400的主要部分，并且该片的一小部分是第二区域404，其在印刷模块203中(即现场)印刷。然而，应该理解这仅仅是一个实例，并且第一区域402和第二区域404可以具有任何尺寸，也可以包括数个子区域。该区域可以以矩形形式具有恒定宽度和恒定长度，但该宽度和该长度也可以在该区域内变化。第一套准标记406在此示为黑盒，而第二套准标记408是图形元素，从而服务于双重目的。它既向消费者提供信息，又向印刷模块203提供关于如何对齐幅材的信息。
图5是示出用于印刷幅材102的方法的流程图500。在第一步骤502中，可以接收幅材102。在第二步骤504中，可以识别第一套准标记306、406。此后，在第三步骤506中，可以确定第一套准标记位置。接下来，在第四步骤508中，可以基于第一套准标记位置确定第二套准标记位置区域。在第六步骤510中，可以识别第二套准标记308、408，并且确定第二套准标记位置。此后，在第七步骤512中，可以确定第二区域304、404的第二区域位置。在第八步骤514中，可以根据第二区域位置相对于印刷条210调整幅材102。然后在第九步骤516中，可以通过使用印刷条210来印刷第二区域304、404。
第一步骤502可以包括多个子步骤。在第一子步骤518中，可以接收卷轴214。然后，在第二子步骤520中，可以从附在卷轴214上的标签中读取卷轴信息518。在第三子步骤522中，可以将卷轴信息218传输到服务器222。然后，在第四子步骤524中，可以从服务器222接收第一套准标记位置定位点和/或第二套准标记位置定位点。具有此信息的第一和/或第二传感器具有定位点值以使用起始点以识别第一和/或第二套准标记以及在后续步骤中的第一和第二套准标记位置。
根据以上描述，尽管已经描述和示出了本发明的各种实施方案，但本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求限定的主题范围内以其他方式实施。

Claims (15)

1.一种用于对容纳液体食品的包装(112)印刷包装材料幅材(102)的方法(500)，其中所述幅材(102)包括多个依次放置的坯料，其中每个坯料对应于一个包装，其中每个所述坯料包括预印刷的第一区域(302，402)和待印刷的第二区域(304，404)，所述方法包括：
接收(502)所述包装材料幅材(102)；
使用第一传感器(204)识别(504)第一套准标记(306，406)；
基于所述第一套准标记(306，406)确定(506)第一套准标记位置；
基于所述第一套准标记位置确定(508)第二套准标记位置区域；
使用第二传感器(208)在所述第二套准标记位置区域中识别(510)第二套准标记(308，408)并确定所述第二套准标记的第二套准标记位置；
基于所述第二套准标记位置确定(512)所述第二区域(304，404)的第二区域位置；
根据所述第二区域位置相对于印刷条(210)调整(514)所述幅材；以及
使用所述印刷条(210)对所述第二区域(304，404)进行印刷(516)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器(204)包括第一数量的像素，所述第二传感器(208)包括第二数量的像素，其中所述第二数量的像素大于所述第一数量的像素。
3.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中所述第二套准标记(308，408)在日光条件下对人眼不可见。
4.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中所述接收(502)所述包装材料幅材的步骤包括：
接收(518)保持所述包装材料幅材的卷轴(214)；
从附在所述卷轴(214)上的信息标签读取(520)卷轴信息(218)；
将所述卷轴信息(218)传输(522)到服务器(222)；以及
从所述服务器(222)接收(524)第一套准标记位置定位点和/或第二套准标记位置定位点。
5.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中所述包装材料是基于硬纸的包装材料，包括至少一层硬纸层，内塑料层和外塑料层，其中所述第一套准标记和所述第二套准标记提供到所述至少一层硬纸层。
6.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中所述第一区域(302，402)是场外印刷。
7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中所述第二区域(304，404)使用印刷模块(200)中的数字印刷来进行印刷，所述印刷模块(200)放置在填充机(100)的上游，所述填充机(100)布置为基于所述包装材料幅材(102)生产所述包装(112)。
8.一种用于对容纳液体食品的包装(112)印刷包装材料幅材(102)的印刷模块(200)，其中所述幅材(102)包括多个依次放置的坯料，其中每个坯料对应于一个包装，其中每个所述坯料包括预印刷的第一区域(402)和待印刷的第二区域(404)，所述印刷模块包括：
包装材料接收器(202)，其布置为接收所述包装材料幅材(102)；
第一传感器(204)，其用于识别第一套准标记(306，406)；
处理设备(206)，其配置为基于所述第一套准标记(306，406)确定第一套准标记位置，基于所述第一套准标记位置确定第二套准标记位置区域；
第二传感器(208)，其用于在所述第二套准标记位置区域中识别第二套准标记(308，408)，
其中所述处理设备(206)还配置为确定所述第二套准标记的第二套准标记位置，且基于所述第二套准标记位置确定所述第二区域(304，404)的第二区域位置；
印刷条(210)，其布置为印刷所述第二区域(304，404)；以及
调整设备(212)，其布置为根据所述第二区域位置相对于所述印刷条(210)调整所述幅材(102)。
9.根据权利要求8所述的印刷模块，其中所述第一传感器(204)包括第一数量的像素，所述第二传感器(208)包括第二数量的像素，其中所述第二数量的像素大于所述第一数量的像素。
10.根据权利要求8或9中任意一项所述的印刷模块，其中所述第二套准标记(308，408)在日光条件下对人眼不可见。
11.根据权利要求8-10中任意一项所述的印刷模块，其中所述包装材料接收器(202)包括：
卷轴保持器(213)，其布置为接收保持所述包装材料幅材(102)的卷轴(214)；
标签读取器(216)，其布置为从附在所述卷轴(214)上的标签读取卷轴信息(218)；
数据通信设备(220)，其配置为将所述卷轴信息(218)传输到服务器(222)，且从所述服务器(222)接收第一套准标记位置定位点和/或第二套准标记位置定位点。
12.根据权利要求8-11中任意一项所述的印刷模块，其中所述包装材料是基于硬纸的包装材料，包括至少一层硬纸层，内塑料层和外塑料层，其中所述第一套准标记和所述第二套准标记提供在所述至少一层硬纸层上。
13.根据权利要求8-12中任意一项所述的印刷模块，其中所述第一区域(302，402)是场外印刷。
14.根据权利要求8-13中任意一项所述的印刷模块，其中所述第二区域(304，404)使用印刷模块(200)中的数字印刷来进行印刷，所述印刷模块(200)放置在填充机(100)的上游，所述填充机(100)布置为基于所述包装材料幅材(102)生产所述包装(112)。
15.一种包括指令的计算机程序产品，当在计算机上执行时，所述指令使计算机执行根据权利要求1至7中任意一项所述的方法。
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