用于在旋轉的三維體上產(chǎn)生印刷圖像的方法
【專利摘要】用于在旋轉的三維體上產(chǎn)生印刷圖像的方法，其中，設置有具有多個布置在直線（G）上的噴墨噴嘴（7）的、用于以印刷節(jié)拍印刷的噴墨印刷單元（6），所述體繞與所述直線基本上平行的旋轉軸線（A）旋轉，并且設置有用于驅動所述體旋轉的馬達（11），并且具有方法步驟：預先給定用于控制所述馬達的基本頻率f0（t），以所述基本頻率控制所述馬達，并且預先給定所述體的平均半徑R0，其特征在于另外的方法步驟：在所述體旋轉期間確定所述體的半徑改變ΔR（t），計算所述印刷單元的印刷節(jié)拍的修正值k（t），其中，k（t）=1+ΔR（t）/R0，并且以用于所述印刷節(jié)拍的頻率f（t）控制所述印刷單元，其中，f（t）=f0（t）·k（t）。
【專利說明】用于在旋轉的三維體上產(chǎn)生印刷圖像的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有權利要求1前序部分特征的、用于在旋轉的三維體上產(chǎn)生印刷圖像的方法。
【背景技術】
[0002]由US7, 955，456B2已經(jīng)已知泡罩包裝的噴墨印刷。這種泡罩包裝具有基本上二維的、待印刷的封包薄膜并且被線性輸送。因此，盡管生產(chǎn)速度高，印刷本身可以是沒有問題的。印刷具有空間彎曲的外表面的、三維成形的體困難得多，尤其因為為了印刷而大多必須使這種體旋轉。
[0003]然而，也已經(jīng)知道的是，借助于噴墨印刷單元來印刷旋轉的三維體(例如灌裝設備中的瓶)，并且在此，也已經(jīng)認識到該問題:旋轉的體可能相對于其額定位置具有偏差并且由此會對待產(chǎn)生的印刷圖像產(chǎn)生干擾。
[0004]DE102009003810A1例如描述用于印刷容器的設備。在其中探討的問題是，保持裝置及容器的對中對于在通常600dpi和高的輸送速度情況下的印刷是關鍵的?，F(xiàn)在，該問題的解決方案在于，印刷頭能夠自動地調節(jié)，其中，使用傳感器，所述傳感器確定容器的地點和角度位態(tài)并且將這些值提供給控制裝置。然而，沒有描述噴墨印刷單元用的節(jié)拍(Taktung)的匹配。
[0005]DE102009014663A1描述了借助于傳感器單元和測量標記無接觸地(光電地或者電磁地)確定瓶的旋轉位置。在此，在第20段中明確說明，容器縱軸線BA大致相應于旋轉軸線DA:由此，偏心旋轉的瓶不被認為有問題并且相應地也沒有提供任何解決方案。也沒有描述節(jié)拍的匹配。
[0006]然而，即使在旋轉盤的角速度不變時,偏心地定位在旋轉盤上的體也持續(xù)地改變其相對于地點固定的印刷單元的間距，由此，所述體的面對印刷單元并待印刷的表面區(qū)段經(jīng)受軌跡速度(Bahngeschwindigkeit)的持續(xù)改變。由此，可能由于改變的印刷分辨率而在待產(chǎn)生的印刷圖像中產(chǎn)生明顯的并且因此不希望的錯誤。如果所述體雖然被對中地接收在旋轉盤上，然而它的在待印刷的區(qū)段中的外表面不是圓柱體形的或者圓柱體區(qū)段形的或者旋轉盤的角速度改變，則類似的問題可能出現(xiàn)。然而，軌跡速度及其改變的直接測量不能以簡單的手段實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在這種背景下，本發(fā)明的任務在于，實現(xiàn)一種相對于現(xiàn)有技術改進了的方法，該方法使得即使當待印刷并因此面對印刷單元的表面區(qū)段的軌跡速度改變時也能夠以所希望的印刷分辨率印刷旋轉的三維體。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該任務通過具有權利要求1的特征的方法解決。本發(fā)明的有利改進方案由對應的從屬權利要求以及由說明書和對應的附圖得出。
[0009]用于在旋轉的三維體上產(chǎn)生印刷圖像的根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，設置有具有多個基本上布置在直線上的噴墨噴嘴的、用于以印刷節(jié)拍印刷的噴墨印刷單元，所述體繞與所述直線基本上平行的旋轉軸線旋轉，并且設置有用于驅動所述體旋轉的馬達，并且具有方法步驟:預先給定用于控制所述馬達的基本頻率A (t)，以所述基本頻率& (t)控制所述馬達，并且預先給定所述體的平均半徑Rtl，其特征在于另外的方法步驟:在所述體旋轉期間確定所述體的半徑改變AR (t),計算所述印刷單元的印刷節(jié)拍的修正值k (t),其中，k(t)=l+AR UVRtl，并且以用于所述印刷節(jié)拍的頻率f (t)控制所述印刷單元，其中，f (t)=f0⑴.k⑴。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法能夠以有利的方法實現(xiàn):即使當待印刷并因此面對印刷單元的表面區(qū)段的軌跡速度改變時，以希望的印刷分辨率、例如以不變的dpi值，以噴墨方法印刷旋轉的三維體，例如瓶，或者說它們的(外)表面或者表面的區(qū)段。根據(jù)本發(fā)明，在所述體旋轉期間，在優(yōu)選固定的測量位置上確定所述體的半徑改變。所述測量位置上的該半徑改變例如可以由所述體的偏心定 位、由所述體的非圓柱體形的形狀或者由所述體旋轉的角速度的改變產(chǎn)生。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，由所述半徑改變計算修正值并且以相對于所述基本頻率被修正的頻率來控制所述印刷單元。由此，根據(jù)本發(fā)明，使用于噴墨噴嘴的印刷節(jié)拍與所述半徑改變和所述印刷位置上的待印刷的(外)表面區(qū)段的軌跡速度的隨著所述半徑改變而出現(xiàn)的改變相匹配。
[0012]因此，所述測量位置和所述印刷位置優(yōu)選這樣選擇，使得所述測量位置和所述印刷位置具有至少一個相互關系(Korrelation)。例如,所述測量位置可以在所述體的旋轉方向上處于所述印刷位置之前并且空間距離可以被換算成時間距離并且在控制所述印刷單元時被考慮。測量位置也可以基本上與印刷位置相同或者平行于所述旋轉軸線地設置(后一種做法在所述體的半徑在旋轉軸線的方向上不改變的情況下優(yōu)選)。
[0013]在本申請中，一些變量以與時間t相關的方式被提出，例如& (t)、AR (t)、k (t)和f (t)。替代于此地，這些變量也可以以與所述旋轉的角度α相關的方式被提出，其中，適用α=ωω (t)為所述旋轉的角速度。在此，在角速度ω ^不變時足夠的是，針對值a =0度至360度提出變量或者甚至在較窄的角度范圍內(nèi)提出變量(在僅應在該角度范圍內(nèi)被印刷的情況下)。
[0014]半徑改變的所述確定優(yōu)選基本上在時間上直接在印刷之前進行。然而，根據(jù)替代方案也可以設置，在印刷之前的一段時間(例如幾秒鐘或者幾分鐘之前)已經(jīng)實施半徑改變的所述確定并且結果被保存在控制曲線中并且該控制曲線在印刷時用于頻率修正。如果半徑改變的問題基本上僅由所述體的(外部)形狀引起，則所述體的在完全旋轉情況下的形狀或者半徑改變也能夠被持久地儲存并且總是在印刷這樣的體時被調用。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法的一優(yōu)選改進方案的特征可以在于，所述半徑改變AR(t)的所述確定作為無接觸測量通過距離測量器進行，尤其通過三角測量式測量器具進行。與非無接觸地工作的距離測量器及傳感器相比得到優(yōu)點:能夠不對待印刷或者已經(jīng)印刷的表面、例如通過變形或者摩擦施加干擾影響并且由此能夠以有利的方法避免印刷圖像中的錯誤。此外，三角測量式測量器具或者三角測量式傳感器具有優(yōu)點，即，能夠感測基本上所有的材料，并且，這些三角測量式測量器具或者三角測量式傳感器允許非常迅速的測量。替代地，也可以設置，使用以電容或者電感方式工作的間距傳感器。[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選改進方案的特征可以在于，通過所述距離測量器來測量所述噴墨噴嘴和所述體的在所述部位(墨滴應在該部位處噴到所述表面上)上的表面之間的間距D (t)，其中，適用AR (t) =D (t)M_D⑴，D (t)M為D (t)的時間上的平均值。尤其在使用三角測量式測量器具時這種做法是有利的，因為所述器具允許直接測量到所述表面的距離、即間距D (t)。由該間距可計算出半徑改變。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選改進方案的特征可以在于，對于所述時間上的平均值適用D (〖)?=%-&，Dtl為所述噴墨噴嘴和所述旋轉軸線之間的間距。即，如果已知Dtl和Rtl，則D (t)進而以及AR (t)的確定非常簡單，例如在印刷具有在待印刷的表面區(qū)段中不變的半徑Rtl的瓶時和在使該瓶定位在具有處于相對于噴墨噴嘴的不變的間距Dtl中的旋轉軸線的旋轉盤上時。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選改進方案的特征可以在于，所述體的平均半徑Rtl的預先給定基于Rtl=Dtl-D (〖)?的確定，Dtl作所述噴墨噴嘴和所述旋轉軸線之間的間距并且D(t)MSD (t)的時間上的平均值。即，例如，與例如具有已知并不變的半徑Rtl的瓶不同，如果所述體具有不均勻的(外部)形狀，能夠以有利的方式通過在一個時間區(qū)間上構成平均值來根據(jù)所給出的公式計算Rtl,該時間區(qū)間相應于以360度旋轉(或者當僅應印刷一個周向區(qū)段時，則該時間區(qū)間相應于以較少的度數(shù)旋轉)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選改進方案的特征可以在于另外的方法步驟:預先給定所述體的旋轉的角速度ω (t),其中,對于所述基本頻率適用& (t) =ω UVRtlA^a為所述印刷圖像的分辨率。由于角速度和基本頻率之間的比例關系，后者可以在得知在印刷時待實現(xiàn)的分辨率(例如作為周向方向上的印刷點的最小的、所希望的間距)的情況下以簡單的方式被計算。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的 方法的另一優(yōu)選改進方案的特征可以在于，所述角速度是常數(shù)并且由此所述基本頻率也是常數(shù)&，其中，f0=?0.%/a。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選改進方案的特征可以在于，所述修正值k (t)的所述計算基本上連續(xù)地進行。例如可以設置，連續(xù)地確定所述半徑改變，至少在所述體完全繞轉期間連續(xù)地(或者當僅應印刷一個周向區(qū)段時略不連續(xù)地)確定所述半徑，并且從AR(t)的值計算出k (t)的值并且由此計算出用于所述控制的f (t)的值。如果測量位置與印刷位置基本上重合或者測量和印刷之間的時間上的錯開At是已知的，則能夠以有利的方式在使用快速的計算機和數(shù)據(jù)連接的情況下基本上實現(xiàn)控制頻率f (t)的實時修正，在必要時具有At的時間錯開。
[0022]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可看到一種用于實施上面提到的、根據(jù)本發(fā)明的方法和其改進方案的裝置。這樣的裝置具有對于實施根據(jù)本發(fā)明的方法步驟所需要的部件:具有控制裝置的噴墨印刷單元、具有控制裝置的馬達、距離測量器和用于計算所述修正值的計算機。
[0023]所說明的本發(fā)明和本發(fā)明的所說明的有利改進方案也以相互組合表示本發(fā)明的有利改進方案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面參考對應的附圖借助優(yōu)選實施例詳細描述這樣的發(fā)明以及發(fā)明的結構上和/或功能上有利的改進方案。
[0025]附圖示出:
[0026]圖1:根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例借助在使用于印刷旋轉體的裝置運行時的流程的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1示出用于印刷旋轉的三維體2的裝置1，即用于產(chǎn)生所述體的印刷圖像的裝置。示例性地示出待印刷的瓶，其中，不是該瓶的完整表面3，而是僅一個區(qū)段4、例如標簽或者稅簽應被印刷。瓶基本上是旋轉對稱的，然而，它被非對中地接收在旋轉盤5上，即瓶的對稱軸線不與旋轉盤的旋轉軸線A重合。通過被(通常不希望地)偏心地接收在旋轉盤上，在旋轉盤旋轉進而所述體旋轉的期間，產(chǎn)生所述體的表面和噴墨印刷單元6或其基本上布置在直線G上的噴墨噴嘴7之間的、隨時間t改變的間距D (t)并且產(chǎn)生在時間上改變的半徑R (t)。在此，R (t)被確定為所述體的指向噴墨印刷單元的表面(表面的部位，墨滴8應在該部位處噴到該表面上)相對于所述旋轉軸線的間距。旋轉軸線基本上平行于直線G地取向。以Dtl標識噴墨噴嘴和旋轉軸線之間的、基本上不變的間距并且以Rtl標識所述體的平均半徑、在本例中為瓶的基本上不變的半徑。AR (t)標識所述體的指向噴墨印刷單元的表面和假想的、被對中地接收在旋轉盤上的體2’的指向噴墨印刷單元的表面之間的半徑改變。假想的體的指向噴墨印刷單元的表面和噴墨印刷單元之間的間距以D (t)M標識。D(t)M也可以被理解為隨時間t改變的間距D (t)的時間上的平均值。
[0028]此外，裝置I具有距離測量器8、尤其三角測量式測量器具，所述半徑改變AR(t)的確定作為無接觸測量通 過該距離測量器來進行。在此，距離測量器首先測量D (t)的值。由該值和其平均值D (t)M能夠根據(jù)公式AR (t)=D (t)m-D (t)計算出AR (t)。該計算可以在控制單元10中進行，測量結果D (t)可供所述控制單元使用。在具有不變并且已知的半徑Rtl的瓶的示例的簡單情況下，D (t) M能夠根據(jù)公式D簡單地確定，由此得出AR (t) =D0-R0-D (t)。另一方面，所述體的平均半徑Rtl (例如當該體非旋轉對稱、削平或者不均勻地成形時)的預先給定能夠以Rtl=Dc1-D (t) M的確定為基礎。
[0029]此外，圖1示出用于驅動所述體2旋轉的馬達11，即在示出的實施例中用于旋轉驅動旋轉盤5的馬達。以預先給定的基本頻率& (t)控制該馬達。例如，所述體的旋轉的角速度《(t)可以由控制單元10預先給定并且可以被傳遞給馬達控制單元12并且從該馬達控制單元傳遞給所述馬達，其中，對于基本頻率適用& (t)=? (t).%/a，a為印刷圖像的分辨率。如果預先給定的角速度是常數(shù)Qci，該基本頻率也是常數(shù)&，其中，適用Tci=COc^Rci/a。在簡單的情況下，例如使具有不變的半徑Rtl的、旋轉對稱的體2以不變的角速度Coci旋轉，其中，所述體偏心地旋轉。
[0030]噴墨噴嘴7需要印刷節(jié)拍f (t)用于印刷，墨滴以該節(jié)拍被噴出。該印刷節(jié)拍由控制單元10產(chǎn)生作為頻率并且傳送給印刷控制單元13并且從該印刷控制單元傳送給印刷單元6。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)公式f (t)=f0 (tVk (t)來進行以用于印刷節(jié)拍的頻率f (t)控制印刷單元，其中，k (t)為對于用以控制所述馬達11的頻率的修正值。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)公式k (t)=l+AR (t)/Rtl來進行印刷單元的印刷節(jié)拍的修正值k (t)的計算。下面的示例使作為依據(jù)的原理清楚:如果體2在旋轉期間以其表面3 (例如由于該體的偏心定位)處于較靠近印刷單元6處，則所述部位(墨滴8應在該部位上出現(xiàn))上的表面的軌跡速度提高，因為現(xiàn)在所述部位相對于旋轉軸線A具有較大的間距(半徑R (t))。因此，墨滴必須以較高的頻率被噴出，以保持預先給定的分辨率a。如果所述表面離去，則軌跡速度降低并且所述頻率必須被相應地降低。
[0031]所述修正值k (t)的計算優(yōu)選基本上連續(xù)地進行。為此，連續(xù)地(或者近似連續(xù)地或者說印刷頻率的數(shù)量級的或者更高數(shù)量級的節(jié)拍頻率打節(jié)拍地)通過距離測量器9測量間距D (t)并且該值在控制單元10中用于計算修正值k (t)并且用于以印刷節(jié)拍f (t)=f0 (t).k (t)控制所述控制單元9。
[0032]參考標記列表
[0033]I裝置
[0034]2體
[0035]2’ 假想的體
[0036]3表面
[0037]4區(qū)段
[0038]5旋轉盤
[0039]6噴墨印刷單元
[0040]7噴墨噴嘴
[0041]8墨滴
[0042]9距離測量器
[0043]10控制單元
[0044]11馬達
[0045]12馬達單元
[0046]13印刷控制單元
[0047]A旋轉軸線
[0048]G直線
[0049]D (t)間距
[0050]D (t)M平均間距
[0051]D。間距
[0052]R (t)半徑
[0053]AR (t) 半 徑改變
[0054]R0平均半徑
【權利要求】
1.用于在旋轉的、三維的體上產(chǎn)生印刷圖像的方法，其中，設置有具有多個基本上布置在一直線(G)上的噴墨噴嘴(7)的、用于以印刷節(jié)拍印刷的噴墨印刷單元(6)，所述體(2)繞與所述直線(G)基本上平行的旋轉軸線(A)旋轉，并且設置有用于驅動所述體(2)旋轉的馬達(11)，并且具有方法步驟: 預先給定用于控制所述馬達(11)的基本頻率fo (t)， 以所述基本頻率fo (t)控制所述馬達(11)，并且 預先給定所述體(2)的平均半徑Rtl, 其特征在于另外的方法步驟: 在所述體(2)旋轉期間確定所述體(2)的半徑改變AR (t)， 計算所述印刷單元(6)的印刷節(jié)拍的修正值k (t),其中，k (t) =1+AR (t)/Rtl,并且 以用于所述印刷節(jié)拍的頻率f (t)控制所述印刷單元(6),其中，f (t)=f0 (t)*k (t)。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述半徑改變AIUt)的所述確定作為無接觸測量通過距離測量器(9)來進行，尤其通過三角測量式測量器具進行。
3.根據(jù)權利要求2的 方法，其特征在于，通過所述距離測量器(9)測量所述噴墨噴嘴(7)和所述體(2)的在一個部位上的表面(3)之間的間距D (t)，墨滴應在該部位處噴到所述表面上，其中適用AR (t)=D (t)M-D (t)，D (t)MSD (t)的時間上的平均值。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其特征在于，對于所述時間上的平均值適用D(t)M=D0-R0,D0為所述噴墨噴嘴(7)和所述旋轉軸線(A)之間的間距。
5.根據(jù)前述權利要求之一的方法，其特征在于，所述體(2)的平均半徑Rtl的所述預先給定基于Rtl=Dtl-D (〖)?的確定，Dtl為所述噴墨噴嘴(7)和所述旋轉軸線(A)之間的間距并且D (t)MSD (t)的時間上的平均值。
6.根據(jù)前述權利要求之一的方法，其特征在于如下另外的方法步驟:預先給定所述體(2)的旋轉的角速度ω (t),其中,對于所述基本頻率適用& (t) =ω (t).RcZa, a為所述印刷圖像的分辨率。
7.根據(jù)權利要求6的方法，其特征在于，所述角速度是常數(shù)Oci并且由此所述基本頻率也是常數(shù)fQ，其中，fQ=?Q.RQ/a。
8.根據(jù)前述權利要求之一的方法，其特征在于，所述修正值k(t)的所述計算基本上連續(xù)地進行。
【文檔編號】B41J2/07GK103935136SQ201410025196
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權日:2013年1月18日
【發(fā)明者】J-A·菲舍爾 申請人:海德堡印刷機械股份公司