CN114025962B - 用于测量印刷介质的套准的方法、印刷子系统和印刷机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在印刷机中套准不同颜色平面的卷筒纸（2）印刷单元（5）和套准方法。尽管使用廉价设备，但本发明能够补偿卷筒纸（2）的对角线错位和侧向收缩。它使用位于卷筒纸（2）每一侧上的光电管（40），并且可以完全自动化。它还可以进行快速校正，从而减少错位造成的浪费。

Description

用于测量印刷介质的套准的方法、印刷子系统和印刷机
技术领域
本发明属于印刷机套准控制领域。特别地，本发明涉及一种套准印刷单元中的印刷介质的方法并涉及相关的印刷单元。
背景技术
工业印刷机由多个印刷单元组成，其中每个单元被配置为印刷一种颜色，称为颜色平面。每个单元印刷的颜色的叠加导致最终的彩色印刷。不同的颜色平面必须充分套准以生产高质量的印刷品。印刷单元之间的距离大约是几米量级的卷筒纸(web)，而颜色平面之间的精度要求大约是10分之一毫米量级。因此，仅仅温度变化或滴在卷筒纸上的油墨量的微小变化都可能导致大于十分之一毫米的偏移。因此，印刷机需要一种实时调整机制，称为套准控制。现代印刷机使用七个颜色单元和一些额外的专门单元来处理大部分印刷作业，而无需使用自定义油墨(称为潘通色卡(Pantone))。因此，与使用潘通色卡油墨的旧版印刷机相比，现代印刷机在作业转换时间和油墨浪费方面有所进展。这种演变的缺点是颜色平面之间的套准规范要求更严格，现在低于50微米(假设为高斯误差分布，为2个西格玛)。在旧版机器上，套准是通过使用光电管读取印刷品一侧的专门的标记来控制的，从而补偿沿纵向方向和侧向方向的套准。在实践中，卷筒纸套准可能会因我们考虑的卷筒纸的侧边而异。这种现象可能是由卷筒纸一侧收缩得更多或印刷滚筒上的雕刻未对准引起的。此外，卷筒纸可能会沿侧向方向收缩，其幅度取决于多种参数，如温度、卷筒纸上的油墨量或油墨是湿的还是干的。对于可回收或可生物降解的介质来说，侧向收缩可能特别严重。这些最后的现象无法使用单侧边测量系统进行测量。
发明内容
本发明是关于包括印刷单元和加热器的印刷子系统以及关于为每个印刷单元测量卷筒纸两侧的套准的方法。它计算或校正卷筒纸的侧向套准和侧向收缩。侧向收缩是卷筒纸宽度的变化。
该方法适用于在其两侧印刷有套准标记的卷筒纸。标记可由印刷单元印刷或由切割单元切割。光电管测量卷筒纸每一侧上的标记。卷筒纸沿纵向方向在光电管下方行进。选择标记形状使得光电管测量的标记长度取决于标记的侧向位置。例如，我们使用三角形标记。
侧向收缩可以通过设置印刷滚筒输入处的卷筒纸温度来控制。可以通过预热卷筒纸的预处理罩在第一印刷单元上游控制温度。通过预热卷筒纸，我们可以避免印刷单元因温度变化而过度收缩。对于在第一单元之后的印刷单元，温度可由与机器中的在前面单元相关联的干燥器控制(或替代地，通过放置在印刷单元之间的预处理罩)。
印刷单元输入处的卷筒纸张力也可用于控制侧向收缩。例如，可以利用张紧辊设置张力。当纵向地施加张力时，一些材料倾向于侧向收缩。因此，张紧辊可影响卷筒纸的侧向收缩和纵向拉伸。拉伸和收缩的量取决于材料。纵向拉伸是卷筒纸长度的变化。
有利地，可以通过设置卷筒纸的张力和温度来控制侧向收缩。
侧向套准可以通过控制印刷/切割滚筒的侧向位置来补偿。
优选地，可以在每个标记上测量两个物理量：标记的纵向位置和长度。通过比较源自卷筒纸每一侧的标记的纵向位置，我们可以计算卷筒纸每一侧的纵向套准，或者等效地，纵向套准和对角套准。通过结合源自卷筒纸每一侧的标记的所有测量值，除了侧向套准和侧向收缩之外，我们可以计算纵向和对角套准。
对角套准可以通过改变斜辊的方向来补偿，该辊位于印刷辊的上游(和前一个印刷单元的下游)。通过控制辊的至少一侧的位置(例如通过将斜辊的一侧附接到(线性)导轨)来修改取向。导轨可以由电机控制，也可以通过旋钮手动控制。因此，通过不同地改变斜辊右侧和左侧上的位置，可以影响其方向。
根据本发明的印刷单元包括两个光电管，每个光电管安装在手动或电机传动的线性导轨上。线性导轨能够侧向地移动光电管，以便在印刷机中处理不同宽度的卷筒纸。光电管放置在由印刷滚筒印刷在介质上的套准标记的路径上，位于印刷滚筒的下游。由光电管记录的信号由处理器分析，该处理器为每个光电管计算穿过光电管视场的套准标记的长度。然后，处理器计算侧向套准和侧向收缩参数。印刷单元包括加热器，该加热器可用于通过加热进入的卷筒纸来控制侧向收缩。
印刷机旨在使所有印刷单元中的卷筒纸张力保持大致恒定。它通常包括在第一印刷单元上游(或在第一印刷单元内但在其印刷辊上游)的进给张力控制组以设置卷筒纸张力。除了印刷机中的加热器之外或与印刷机中的加热器结合使用，进给张力控制组还可用于设置卷筒纸收缩。
有利地，印刷单元中的印刷滚筒可以包括侧向调整机构以调整侧向套准印刷单元可包括定位在印刷滚筒上游的斜辊，其用于影响对角套准。
有利地，处理器为每个光电管计算纵向位置。除了侧向套准和侧向收缩之外，处理器然后可以计算介质的纵向对准和对角套准。印刷单元可包括定位在印刷滚筒上游的斜辊，其用于影响对角套准。
请注意，本发明可以等效地应用于代替印刷单元的旋转切割单元，其中旋转切割滚筒代替印刷滚筒并切除套准标记。此外，当提到套准系统时，我们指的是由两个光电管、它们的线性导轨和计算套准值的相关的计算能力组成的印刷单元的子系统。
附图说明
本发明的实施方式在附图中以示例的方式示出，其中附图标记表示相同或相似的元件并且其中；
图1示出了具有印刷在卷筒纸的每一侧上的侧向标记的卷筒纸；
图2示出了印刷标记的细节以及侧向套准对光电管测量的影响；
图3示出了根据本发明的印刷单元的原理设置；
图4是图3中单元的透视图；
图5示出了适用于根据本发明的测量系统的标记的几个实施例；
图6示出了在入口处带有预处理罩的印刷机的实施例。
具体实施方式
图1示出了印有适用于根据本发明的印刷单元的标记的卷筒纸2的实施例。卷筒纸2按照纵向方向3运行。第一套准标记10、11印刷在卷筒纸的左侧上，第二套准标记20、21印刷在卷筒纸的右侧上。在此实施例中，第一套准标记10和第二套准标记20由印刷机中的前一个印刷单元印刷，而第一套准标记11和第二套准标记21由当前印刷单元印刷。因此，第一套准标记10、11之间沿纵向方向的距离15可用于通过与规格比较来测量当前印刷单元的纵向套准。所述第一套准标记10、11之间的侧向套准16的差异可以通过测量每个标记的侧向套准值并比较它们来测量。侧向套准是使用标记沿纵向测量线19的尺寸31测量的。侧向套准可以通过使用标记形状的知识从该尺寸计算。
适于测量侧向套准和/或侧向收缩参数的标记表现出了沿根据侧向位置的(纵向)测量线(当该线在测量边界内时)的尺寸的单调变化。图2示出了传统标记在两个不同侧向位置30和34的实施例。套准系统的光电管沿纵向测量线19测量标记。在位置30，光电管测量尺寸31，对应于侧向套准32，当在位置34时，光电管测量对应于侧向套准36的尺寸35。只要知道标记的形状和(沿纵向测量线19的)尺寸和侧向位置之间的关系是单调的就足以根据尺寸值31、35计算侧向套准32、36。优选地，标记的一侧具有垂直于测量线的边缘，以使其纵向位置独立于侧向位置以直接测量纵向套准(该特征是有用的但不是强制性的)。图5示出了一些可能的标记形状实施例。图5的任何形状都可以沿纵向轴线镜像以构成另一种兼容的形状。
图3示出了根据本发明的印刷单元5的原理示例。使用滚筒41和反滚筒印刷(或切割)卷筒纸2。印刷单元5和位于上游的印刷单元之间的路径长度由可沿方向43移动的斜辊42控制。斜辊的轴附接到线性导轨。导轨也可以是非线性的。全自动的实施方式使用电机传动的导轨。通过沿方向43移动斜辊的一侧，同时保持另一侧固定，可以修改对角套准，如图4所示。纵向套准可以通过印刷滚筒的相位来控制。
侧向套准可以通过沿其旋转轴线移动印刷(或切割)滚筒41来控制。
侧向收缩是通过比较印刷在左侧和右侧或卷筒纸上的并来自同一印刷单元的标记的侧向套准并将其与规格进行比较来计算的。收缩参数受改变进入印刷单元的卷筒纸的温度或张力(或两者)的影响。可以通过印刷单元上游的预处理罩51或通过改变与前一印刷单元相关联的干燥器50输送的功率(或通过使用两者)来影响温度。可以使用进给张力控制组来影响张力。利用某些材料(尤其是可生物降解的、热敏的或可延展的材料)增加张力会减小卷筒纸的宽度。干燥器50用于干燥印刷单元之间的油墨并且根据用于印刷作业的油墨和支撑物的类型使用暖空气、红外光或UV光或其组合。
图6示出了印刷机中使用的典型布置。它示出了开卷机53，接着是将卷筒纸引导至预定温度的预处理罩51，接着是多个印刷单元(这里仅示出了其中的两个)。
卷筒纸按照方向52在整个印刷机中从上游向下游运行。
本发明适用于在卷筒纸上印刷的印刷单元，以及被配置为从卷筒纸切割形状的转换单元。印刷的标记可能是具有相同形状的切割标记。实际上，光电管能够检测印刷的标记以及从卷筒纸上切下的标记。因此，本发明可用于其中每个印刷单元具有套准系统(有时除了第一个)并且其中最后一个单元可以是具有相同套准系统的切割单元的印刷机中。在某些情况下，第一印刷单元由于其可以在空白片材上印刷而不需要套准系统，因为套准是(由第一单元或任何前面的单元印刷的)参照和受控制的印刷单元之间的相对测量值。如果印刷机需要能够在预裁切或预印刷介质上进行印刷的能力，则第一印刷单元需要套准系统。
纵向方向由印刷介质的行进方向局部地定义。侧向方向定义为垂直于印刷介质平面内的纵向方向。纵向套准是沿纵向方向测量的。侧向套准和侧向收缩是沿侧向方向测量的。
卷筒纸或印刷介质或介质在本文中可互换使用，并且指的是同一概念。
在本文中，当使用关于印刷单元的诸如前一个、前面或者下一个、最后等表述时，我们指的是由印刷介质的路径定义的顺序。因此，介质首先到达前一个(或前面)印刷单元，然后到达当前印刷单元，然后到达下一个印刷单元。介质从上游向下游行进。

Claims (12)

1.一种用于测量印刷介质的套准的方法，所述印刷介质在印刷单元中按照纵向方向(3)从上游向下游行进，所述方法包括：
-使用第一光电管测量所述印刷介质的第一侧上的第一套准标记(10，11)的沿纵向方向的第一长度；
-使用第二光电管测量所述印刷介质的第二侧上的第二套准标记(20，21)的沿纵向方向的第二长度；
-根据所述第一长度和所述第二长度计算所述印刷介质的侧向套准和侧向收缩参数。
2.根据权利要求1所述的方法，用于套准所述印刷介质，还包括通过控制进入所述印刷单元的所述印刷介质的温度来调整所述侧向收缩参数；
-使用位于所述印刷单元上游的预处理罩(51)或干燥器(50)进行所述温度的所述控制。
3.根据权利要求1所述的方法，用于套准所述印刷介质，还包括通过控制进入所述印刷单元的印刷介质张力来调整所述侧向收缩参数。
4.根据权利要求1所述的方法，用于套准所述印刷介质，还包括：
-通过控制进入所述印刷单元的所述印刷介质的温度来调整所述侧向收缩参数，使用位于所述印刷单元上游的预处理罩(51)或干燥器(50)进行所述温度的所述控制；和
-通过控制进入所述印刷单元的印刷介质张力来调整所述侧向收缩参数。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括：
-设置印刷滚筒在所述印刷单元中的侧向位置以调整所述侧向套准。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
-使用所述第一光电管测量所述印刷介质的第一侧上的所述第一套准标记(10，11)的第一纵向位置；
-使用所述第二光电管测量所述印刷介质的第二侧上的所述第二套准标记(20，21)的第二纵向位置；
-根据所述第一纵向位置和所述第二纵向位置计算所述印刷介质的纵向套准和对角套准；
-调整斜辊(42)的方向以将所述对角套准设置为预定值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中根据所述第一纵向位置和所述第二纵向位置之间的平均值计算所述纵向套准。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括调整所述印刷滚筒的相位以将所述纵向套准设置为预定值。
9.一种印刷子系统，用于在从上游向下游行进的印刷介质上进行印刷，包括：
-用于加热所述印刷介质的加热器；
-位于所述加热器下游的印刷单元，所述印刷单元包括
-印刷滚筒(41)；
-位于所述印刷滚筒(41)上游的斜辊(42)；
-位于所述印刷滚筒(41)下游的两个光电管(40)，每个所述光电管都安装在沿印刷滚筒旋转轴线定向的线性导轨上；
-处理器；
其中
-所述两个光电管(40)设置在所述印刷介质的每一侧，用于记录由所述印刷介质承载的第一套准标记(10，11)和第二套准标记(20，21)；
-所述处理器被配置为记录来自每个所述光电管(40)的信号并计算侧向收缩参数；
-通过利用所述加热器调整所述印刷介质的温度来控制所述侧向收缩参数。
10.根据权利要求9所述的印刷子系统，其中：
-所述处理器被配置为计算所述印刷介质的对角套准；
-所述斜辊的轴在其一侧连接到导轨，用于控制所述印刷介质的所述对角套准。
11.一种印刷机，包括：
-由权利要求9或权利要求10所述的印刷子系统限定的第一印刷子系统；和
-由多个权利要求9或权利要求10所述的印刷子系统限定的多个后续印刷子系统，位于所述第一印刷子系统的下游；
-用于每个所述印刷子系统的干燥器(50)，位于所述印刷子系统的印刷单元的下游；
-其中所述第一印刷子系统的加热器为预处理罩(51)；和
-其中所述干燥器(50)是靠近印刷介质路径定位的所述印刷子系统的加热器。
12.根据权利要求11所述的印刷机，还包括位于所述第一印刷子系统的印刷单元上游的进给张力控制组。
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