СИСТЕМА ПЕЧАТИ И СПОСОБ ПЕЧАТИ
SYSTEM AND METHOD FOR PRINTING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе печати. Кроме того, настоящее изобретение относится к системе печати и способу предоставления повторяющегося шаблона эстетического и/или информативного характера на подложку, включающую в себя множество параллельных полотен.
Уровень техники
Известны различные технологии промышленной печати на бумажном материале. Для некоторых целей может быть целесообразно разделение известных технических технологий на две категории, а именно контактная печать и бесконтактная печать.
Примеры технологий контактной печати включают в себя флексографию, ротационную глубокую печать и офсетную печать. Обычным для этих примеров является потребность в эталонном изображении, часто называемом клише, которое по меньшей мере частично покрывается краской, представляющей изображение, которое должно быть напечатано. Затем клише прижимается к подложке, на которой должна быть выполнена печать, либо прямо, либо косвенно посредством одного или более прижимных цилиндров, для передачи краски с высоким разрешением на подложку. Например, подложка может являться бумагой, пленкой, слоистым материалом или картоном. Устройства контактной печати, как правило, реализуются в широкоформатных и высокоскоростных системах печати в тех случаях, когда имеется необходимость печати неподвижных изображений.
С другой стороны, при использовании технологий бесконтактной печати не требуется, чтобы устройство печати находилось в непосредственном соприкосновении с подложкой, на которой должна быть выполнена печать. Таким образом, струйные устройства печати, упоминая одну известную технологию в данной категории, расположены на расстоянии от подложки и имеют цифровое управление и, следовательно, способны обеспечивать получение динамических изображений высокого разрешения.
На сегодняшний день в рамках технологии упаковки пищевых продуктов технологии контактной печати выбираются вследствие их высокоскоростной и надежной работы в процессе обеспечения высококачественной печати неподвижных изображений. Крупноформатная печать традиционно выполняется посредством устройств печати шириной до 2 м даже в том случае, когда итоговая ширина полотна в системе рулонной упаковки составляет лишь часть от итоговой ширины, так что возможно выполнять печать не менее чем на десяти параллельных полотнах одновременно. Рулонные подложки, как правило, разрезаются на отдельные полотна по завершении формирования подложки для последующего использования в качестве упаковочного материала в фасовочном оборудовании.
Несмотря на это устройство контактной печати, используемое при печати, например, декоративного слоя на материале на основе картона для последующего использования в качестве упаковочного материала в упаковочной промышленности требует огромного количества ресурсов. Производство клише является трудоемким и дорогостоящим и находится в зависимости от использования дорогостоящих проявителей. Кроме того, клише, как правило, закрепляются посредством липкой ленты, что способствует довольно высокой общей стоимости такой системы при ее использовании при промышленном применении в серийном производстве.
Следовательно, было бы предпочтительным заменить устройства контактной печати устройствами бесконтактной печати в рамках производства материалов для упаковки пищевых продуктов для уменьшения времени и затрат на процесс печати, но также и для обеспечения возможности быстрой замены печатаемого изображения без необходимости отключения системы и замены клише. Однако поскольку нет простого способа обеспечения достаточно широких бесконтактных устройств печати, будет необходимо расположение нескольких смежных друг с другом блоков устройства печати для покрытия всей бумаги. Также для этого потребуется так называемая стыковка, которая является сложным алгоритмом для обеспечения бесстыкового продолжения печатного изображения, в котором два блока устройства печати перекрывают друг друга. Кроме того, потребуется применение существенного растягивающего усилия к запечатываемому материалу для гарантии правильного позиционирования каждой части запечатываемого материала. Однако в случае тонких запечатываемых материалов, таких как бумага и т. д., такое натяжение увеличит риск повреждений запечатываемого материала, а также снижения качества печати, поскольку отпечатанный шаблон будет деформирован в момент устранения натяжения запечатываемого материала. Поскольку человеческий глаз является чрезвычайно чувствительным в плане обнаружения неточного совмещения пикселов изображения, следовательно, будет полезно обеспечить решение, в котором используется перекрытие блоков устройства бесконтактной печати эффективным и надежным способом.
Сущность изобретения
Соответственно, настоящее изобретение предпочтительно стремится уменьшить, смягчить или устранить один или более из выявленных ранее недостатков и неудобств в известном уровне техники по отдельности или в любом сочетании и решает по меньшей мере вышеупомянутые проблемы посредством обеспечения системы в соответствии с приложенной формулой изобретения.
Замысел изобретения заключается в управлении каждым из перекрывающихся блоков устройства печати и в использовании расположения специальных незапечатываемых областей, обеспеченных между смежными полотнами материала на основе картона, в процессе управления перекрытием блоков устройства печати.
Дополнительный замысел заключается в управлении поперечной шириной рабочего захвата каждого блока устройства печати таким образом, чтобы перекрытие между двумя смежными блоками устройства печати возникало в специальных незапечатываемых областях.
В процессе изготовления материала для упаковки пищевых продуктов незапечатываемые области предпочтительно предусмотрены вдоль продольных концов упаковки в виде коробки или цилиндра вследствие того, что упаковка в виде коробки или цилиндра скрепляется вдоль ее продольной стороны. Следовательно, будет иметься одна скрытая область на рулонном материале, на которой, таким образом, не требуется выполнение печати, и при этом выполнение печати на внутренней скрепленной стороне также может оказать отрицательное влияние на качество скрепления. Поскольку незапечатываемые области всегда обеспечиваются в областях между полотнами из бумажных рулонов, они могут быть использованы для выравнивания нескольких перекрывающихся печатающих блоков.
Согласно первому аспекту изобретения обеспечена система печати для выполнения печати повторяющегося шаблона эстетического и/или информативного характера на запечатываемом материале, включающем в себя множество параллельных полотен. Система печати включает в себя по меньшей мере два перекрывающихся блока устройства бесконтактной печати, каждый из которых имеет поперечную протяженность, определяющую максимальную ширину печати, и контроллер, соединенный с каждым из вышеупомянутых блоков устройства печати и выполненный с возможностью установления фактической ширины печати, проходящей между начальным положением и конечным положением вышеупомянутой поперечной протяженности, причем вышеупомянутый контроллер выполнен с возможностью определения вышеупомянутой фактической ширины печати посредством получения поперечного положения незапечатываемой области, заданного посредством взаимодействия между двумя смежными полотнами запечатываемого материала и расположенного в поперечном направлении приблизительно в месте перекрытия между двумя блоками устройства печати таким образом, чтобы конечное положение первого блока устройства печати и начальное положение перекрывающего блока устройства печати были расположены в пределах указанной незапечатываемой области.
Контроллер может быть выполнен с возможностью получения поперечных положений множества незапечатываемых областей и, кроме того, выбирать поперечное положение одиночной незапечатываемой области, расположенной приблизительно в области перекрытия между двумя блоками устройства печати.
Поперечное положение незапечатываемой области, полученной посредством контроллера, может быть представлено посредством поперечного расстояния, проходящего от первого положения и второго положения, конечное положение первого блока устройства печати может соответствовать первому положению незапечатываемой области, и начальное положение перекрывающего блока устройства печати может соответствовать второму положению незапечатываемой области.
Максимальная ширина печати каждого блока устройства печати может составить менее 1000 мм, а общая ширина систем печати может составлять более 1000 мм.
Ширина каждого полотна запечатываемого материала может составлять между 100 и 400 мм, а ширина незапечатываемой области может составлять между 5 и 50 мм.
Каждый блок устройства печати может являться струйным устройством печати. Кроме того, запечатываемый материал может являться рулонным. Запечатываемый материал может являться материалом на основе картона для его последующего превращения в упаковочный материал для жидких пищевых продуктов.
Согласно второму аспекту обеспечено устройство печати. Устройство печати содержит множество систем печати согласно первому аспекту, расположенных последовательно вдоль маршрута обработки пригодного для печатания запечатываемого материала, причем каждая система печати выполнена с возможностью выполнения печати определенного цвета и/или части повторяющегося шаблона на пригодном для печатания запечатываемом материале.
Каждое полотно пригодного для печатания запечатываемого материала может быть связано с уникальным изображением, которое должно быть напечатано, и системы печати могут быть запрограммированы для выполнения печати уникального изображения на соответствующем полотне.
Согласно третьему аспекту обеспечен способ для предоставления системы печати, выполненной с возможностью нанесения повторяющегося шаблона эстетического и/или информативного характера на запечатываемом материале, включающем в себя множество параллельных полотен. Способ содержит этапы, на которых обеспечивают по меньшей мере два блока устройства бесконтактной печати в перекрывающейся конфигурации, каждый из которых имеет поперечную протяженность, определяющую максимальную ширину печати, и соединяют контроллер с каждым из вышеупомянутых блоков устройства печати для определения фактической ширины печати каждого из вышеупомянутых блоков устройства печати, причем вышеупомянутая фактическая ширина печати проходит между начальным положением и конечным положением вышеупомянутой поперечной протяженности, посредством i) получения поперечного положения незапечатываемой области, заданной посредством взаимодействия между двумя смежными полотнами запечатываемого материала и расположенной в поперечном направлении приблизительно в области перекрытия между двумя блоками устройства печати, и ii) определения фактической ширины печати каждого из блоков устройства печати таким образом, чтобы конечное положение первого блока устройства печати и начальное положение перекрывающего блока устройства печати были расположены в пределах вышеупомянутой незапечатываемой области.
Краткое описание чертежей
Эти и другие аспекты, отличительные признаки и преимущества, которые способно реализовать изобретение, будут очевидны и объяснены в последующем описании вариантов осуществления настоящего изобретения с обращением к сопроводительным чертежам, на которых:
фиг. 1 иллюстрирует схематическую боковую проекцию устройства печати, включающего в себя несколько систем печати согласно варианту осуществления;
фиг. 2 иллюстрирует горизонтальную проекцию системы печати согласно варианту осуществления; и
фиг. 3 и 4 иллюстрируют схематические представления системы печати, изображенной на фиг. 2.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на фиг. 1 изображено промышленное устройство 10 печати согласно варианту осуществления. Устройство 10 печати выполнено таким образом, чтобы обеспечивать повторяющийся шаблон эстетического и/или информативного характера, такой как декоративный слой или функциональный шаблон, связанный с возможностью отслеживания, на запечатываемом материале с высокой скоростью, такой как свыше 100 м/мин. Для этой цели запечатываемый материал может являться материалом на основе картона, впоследствии формирующим внутренний слой упаковочного материала для жидких пищевых продуктов, и печать на нем может осуществляться со скоростью 200 м/мин.
В левой части чертежа обеспечен рулон запечатываемого материала 12. Рулон запечатываемого материала может являться рулоном материала на основе картона, подходящего для последующего превращения в упаковочный материал для пищевых продуктов, который затем может быть использован в расфасовочной машине для жидких пищевых продуктов. Запечатываемый материал включает в себя множество параллельных полотен, причем количество полотен, как правило, составляет от 2 до 10. В случае последующего формирования литровых пакетов полотно, как правило, имеет ширину приблизительно 300 мм. Следовательно, ширина запечатываемого материала, как правило, может составлять до 2 м.
После вращения рулона 12 запечатываемый материал 14 непрерывно разматывается из рулона 12, и, таким образом, он транспортирует через устройство 10 печати. Большое количество цилиндров 16 обеспечено вдоль маршрута транспортирования запечатываемого материала для различных целей, таких как приведение в движение, торможение, растягивание или направление запечатываемого материала во время подачи.
Запечатываемый материал проходит через первую систему 20a печати, которая включает в себя большое количество выровненных в поперечном направлении и перекрывающихся устройств бесконтактной печати. Множество устройств печати, включенных в состав системы 20a печати, покрывает всю ширину запечатываемого материала 14 для выполнения печати на всей ширине запечатываемого материала 14.
Каждое бесконтактное устройство печати управляется таким образом, что изображение, печатаемое посредством бесконтактного устройства печати, может изменяться динамически и в режиме реального времени.
После прохождения через первую систему 20a печати запечатываемый материал подается через дополнительную сушильную секцию 30 для обеспечения возможности высыхания краски до ее последующей подачи во вторую систему 20b печати, расположенную после первой системы 20a печати.
Вторая система 20b печати идентична первой системе 20a печати, но для соответствующего цвета краски, который должен быть напечатан. Третья и четвертая системы 20c и 20d печати также обеспечены таким образом, чтобы каждая из систем 20a-d печати могла соответствовать одному из цветов C, M, Y или K. Этот вид представления цветов, то есть CMYK, обычно называется многокрасочной печатью с цветоделенных печатных форм.
После прохождения через четвертую систему 20d печати и последующее дополнительное сушильное устройство 30 запечатываемый материал наматывается на конечный рулон 40. Конечный рулон 40 позже может быть обработан в перерабатывающей системе, где на запечатываемый материал может быть нанесено ламинирование и дополнительные материалы так, чтобы переработанный материал подходил для формирования упаковок для жидких пищевых продуктов.
На фиг. 2 более подробно изображена одна из систем 20a-d печати и представлена на ней посредством ссылочного обозначения 200. Система 200 печати расположена параллельно направлению подачи движущегося запечатываемого материала 14 и проходит от одного конца запечатываемого материала 14 в поперечном направлении до противоположного конца запечатываемого материала 14. Предпочтительно система 200 печати расположена перпендикулярно направлению подачи запечатываемого материала 14.
Система 200 печати включает в себя несколько блоков 210 устройства печати, обеспеченных в виде перекрывающейся конструкции таким образом, чтобы каждый блок 210 устройства печати покрывал исключительно часть ширины запечатываемого материала 14. Следовательно, для обеспечения декоративного слоя по всей ширине запечатываемого материала 14 должны быть активированы все блоки 210 устройства печати.
Как изображено на фиг. 2, запечатываемый материал 14 включает в себя множество полотен 140a-h. Каждое полотно 140a-h имеет ширину, соответствующую размерам конкретной упаковки, которая должна быть сформирована позже в расфасовочной машине. В случае если требуется получить различные упаковки из одного рулона 12 запечатываемого материала 14, то на каждом полотне 140a-h будет напечатано индивидуальное изображение посредством системы 200 печати. Количество полотен 140a-h может быть выбрано без ограничений, но, как правило, может варьироваться в диапазоне от 5 до 10. Ширина полотна 140a-h обычно находится приблизительно между 100 и 400 мм, и общая ширина запечатываемого материала 14, как правило, составляет 1600 мм.
Полотна 140a-h расположены на расстоянии друг от друга, причем расстояние определяется в качестве незапечатываемой области 142, проходящей в направлении подачи запечатываемого материала. Предпочтительно незапечатываемые области 142 имеют постоянную ширину, но также возможны и другие формы незапечатываемых областей 142. Как правило, точная форма незапечатываемых областей 142 зависит от итоговой упаковки, которая должна быть произведена, поскольку незапечатываемые области 142 представляют форму и конструкцию продольного скрепления формируемой в последующем упаковки. Следовательно, форма незапечатываемых областей 142 повторяется для каждой длины запечатываемого материала 14, соответствующей итоговой упаковке. Также обычно это подходит и для изображения, которое должно быть напечатано на запечатываемом материале 14, то есть система 200 печати предоставляет периодическое изображение на запечатываемый материал 14. Однако, разумеется, система 200 печати также может быть повторно запрограммирована во время подачи запечатываемого материала таким образом, чтобы были созданы динамические изображения.
На фиг. 3 изображено более подробное представление системы 200 печати. Каждый блок 210 устройства печати включает в себя корпус 212 и множество печатающих сопел 214. Предпочтительно корпус 212 прикреплен к опорным частям устройства 10 печати таким образом, чтобы блок 210 устройства печати был выровнен с запечатываемым материалом 14 как в поперечном, так и в вертикальном направлении. Матрица сопел 214 имеет поперечную протяженность и максимальную ширину X печати.
Каждый блок 210 устройства печати дополнительно соединен с контроллером 220, который способен сохранять цифровое представление изображения, которое должно быть напечатано, а также способно управлять отдельными соплами блока 210 устройства печати. Следовательно, если конкретное изображение должно быть напечатано, где требуется активация лишь определенного числа сопел, то контроллер 220 передаст сигнал на этот конкретный блок 210 устройства печати, соответствующий активации этих конкретных сопел.
Поскольку печатающие блоки 210 обеспечены в виде перекрывающейся конструкции, общая максимальная ширина Z печати системы 200 печати несколько меньше, чем три максимальных ширины печати X каждого блока 210 устройства печати. Например, если максимальная ширина X печати каждого блока 210 устройства печати составляет 600 мм, а общая ширина запечатываемого материала составляет 1600 мм, то каждое перекрытие может составлять 100 мм.
Однако если два смежных блока 210 устройства печати должны напечатать части одного и того же изображения, то есть на одном и том же полотне запечатываемого материала 14, то необходимо выполнить совмещение различных напечатанных частей друг с другом. Совмещение хорошо известно в области цифровой печати, и для его осуществления требуется сложный алгоритм и цепь обратной связи для создания бесстыкового изображения. Поскольку ширина блоков 210 устройства печати является относительно большой, например приблизительно 600 мм, то любое неточное совмещение блоков 210 устройства печати либо в вертикальном, либо в поперечном направлении вызовет визуальные дефекты в изображении в области перекрытия блоков 210 устройства печати.
Согласно вариантам осуществления, описанным до настоящего момента, и как будет дополнительно объяснено ниже, эта проблема может быть решена посредством использования незапечатываемых областей 142, обеспеченных между полотнами 142 для управления фактическими ширинами печати блоков 210 устройства печати.
На фиг. 4 система 200 печати согласно фиг. 2 и 3 изображена относительно движущегося запечатываемого материала 14. В данном случае контроллер 220 выполнен с возможностью установления фактической ширины Y печати каждого блока 210 устройства печати, причем фактическая ширина Y печати меньше максимальной ширины X печати каждого блока 210 устройства печати.
Следовательно, контроллер 220 удовлетворяет двум целям, а именно: i) управление отдельными соплами блоков устройства печати для предоставления требуемого изображения на запечатываемый материал, и ii) управление фактической шириной Y печати блоков 210 устройства печати. Для этих целей контроллер 220 может быть разделен на два или более контроллеров, имеющих соединенные с ними внутренние или внешние цифровые запоминающие устройства. Кроме того, контроллер 220 может быть соединен с блоками 210 устройства печати либо напрямую, посредством кабелей, либо косвенно, посредством использования радиочастоты или, например, сети Интернет.
Для определения фактической ширины Y печати каждого блока 210 устройства печати контроллер 220 имеет входной канал, получающий информацию о запечатываемом материале 14, на котором должна быть выполнена печать, а также о положении и размерах полотен 140 и незапечатываемых областей 142. Таким образом, во внутренней памяти контроллера 220 может быть сохранена система координат, в которой положения запечатываемого материала 14, а также положения блоков 210 устройства печати представлены в вышеупомянутой системе координат.
Начиная с крайнего левого блока 210 устройства печати, его фактическая ширина Y1 печати установлена как часть максимальной ширины X печати. Контроллер 220 получает информацию о том, что на левом конце запечатываемого материала 14 обеспечена область 142, на которой печать выполняться не будет, вследствие чего начальное положение поперечной протяженности первого блока 210 устройства печати устанавливается как положение конца незапечатываемой области 142. Во время поперечного перемещения в правую сторону запечатываемого материала 14 может проходить большое количество полотен 140 до момента, пока незапечатываемая область 142 не находится в положении, где перекрываются два смежных блока 210 устройства печати. Таким образом, контроллер устанавливает конечное положение ширины печати первого блока устройства печати в положении, то есть в первом положении, где начинается незапечатываемая область 142, находящаяся в области перекрытия блока устройства печати. Следовательно, часть поперечной протяженности блока 210 устройства печати, расположенная на расстоянии от начального и конечного положения, соответственно, устанавливается в качестве неактивной посредством контроллера 220. Таким образом, на фиг. 4 первый блок 210 устройства печати выполняет печать на полотнах 140a-c.
Фактическая ширина Y2 печати центрального блока 210 устройства печати определяется и устанавливается соответствующим образом, как, например, начальное положение устанавливается в качестве самой правой части незапечатываемой области 142, то есть второго положения, на которой заканчивается фактическая ширина Y1 печати первого блока 210 устройства печати. Конечное положение фактической ширины Y2 печати центрального блока 210 устройства печати установлено в качестве начального положения незапечатываемой области, расположенной в поперечном направлении в пределах области перекрытия между центральным блоком 210 устройства печати и самым правым блоком 210 устройства печати. Следовательно, центральный блок 210 устройства печати управляется для выполнения печати на полотнах 140d-f.
Самый правый блок 210 устройства печати управляется таким же образом, что и крайний левый блок 210 устройства печати и центральный блок 210 устройства печати. В случае если в самой правой части запечатываемого материала 14 обеспечена незапечатываемая область 142, то конечное положение фактической ширины Y3 печати устанавливается соответствующим образом.
Описанная выше концепция, то есть управление фактическими ширинами печати отдельных, но перекрывающихся блоков 210 устройства печати так, чтобы перекрытия изображений возникали только в областях, которые не должны быть напечатаны, уменьшает потребность в сложных алгоритмах и в крайне точном выравнивании аппаратных средств.
В определенных вариантах осуществления расположение и размеры полотен 140 и/или незапечатываемых областей 142 динамически изменяются во время пропускания запечатываемого материала через устройство печати. Вследствие наличия программных средств контроллера 220 для работы в реальном времени такие ситуации могут быть успешно разрешены способом, аналогичным вышеописанному, поскольку фактическая ширина печати различных блоков 210 устройства печати может быть определена и установлена сразу по запросу с контроллера. Следовательно, вышеописанная система может быть использована в каждой ситуации, где обеспечены два или более блоков устройства печати для выполнения печати изображения как неподвижной, так и динамической, на запечатываемый материал, имеющий по меньшей мере два полотна 140, заданного на каждой стороне области, которая не должна быть напечатана, где вышеупомянутая незапечатанная область расположена в поперечном направлении в пределах области перекрытия между блоками устройства печати. Следовательно, вышеописанная система может быть расширена до образования систем печати, включающих в себя четыре или более перекрывающихся блоков устройства печати.
Несмотря на то что были описаны конкретные варианты осуществления, следует понимать, что для систем печати могут быть выполнены различные модификации без отступления от объема, заданного в прилагаемой формуле изобретения.