CN102066112B - 衬垫移印机 - Google Patents

Abstract

一种以至少两个阶段印刷物体的衬垫移印机(1)，所述移印机包括至少一个印刷所述物体的印刷衬垫(6)和至少两个印版区(10)，在每个所述印版区内印版可被移入指定位置，所述衬垫移印机还包括能生成至少一个印版区(10)的至少部分区域的图像的图像记录仪(44)，和一个将所述记录仪(44)生成的图像与参考数据进行比较的比较器(46)。

Description

衬垫移印机

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的以至少两个阶段来印刷物体的衬垫移印机，还涉及一种如权利要求10前序部分所述的使用衬垫移印机以至少两个阶段来印刷物体的方法。

衬垫移印机，以下也简称为“移印机”，举例来说可从专利文献US 5,622,041、US 6,393,981B1、EP 03793371A1和DE 102005060550中知晓。举例来说，关于专利文献DE 102005060550中提到的移印机，一个印刷单元托架接收几个印刷单元。这些多个印刷单元允许在单个移印机上用几个阶段来印刷一个物体，其中，除了可以彩印(例如在第一个印刷阶段中印红色而在第二个印刷阶段中印黑色)外，还可以在几个阶段中只使用一种油墨/色彩来印刷。

以多个阶段印刷物体是相当耗时的，因为要精确安排各个印刷阶段以使它们在各自的印刷阶段相对于彼此对准并能匹配地应用于一个物体。一个阶段中关于物体的相对印刷对准或再后面的阶段中的到该数据的印刷位置一般来说已经由该台特定移印机的操作员手动设定好了。在这样一个程序中，印版区的位置在每一个印刷阶段中被转换或改变，直到所述物体上指定的印刷位置已到达各个阶段中指定的位置，其中该印版区一般都包含了一个支撑印版的印版支架。该调整本身是复杂的并要求技术熟练的操作员。

本发明的目的是要创造一种提供至少两个阶段来印刷物体的衬垫移印机，所述移印机在各个印刷物体的阶段中简化了定位印刷的准确度，也就是说简化了所述移印机的调整。本发明进一步的目的是提供一种相应的使用衬垫移印机以至少两个程序阶段来印刷物体的方法，以及一种调整/对准衬垫移印机的方法，所述方法比现有技术方案中的程序更加简单。

本发明的目的通过权利要求1中的特征所限定的衬垫移印机和权利要求10中所述的方法来实现。

本发明的更多特征限定在从属权利要求中。

本发明由下列附图和优选实施方式进一步说明。

图1为本发明第一优选实施方式中的衬垫移印机的俯视示意图，

图2为图1中第一优选实施方式的局部立体图，

图3为本发明的衬垫移印机的第二优选实施方式的局部立体图，

图4为本发明的衬垫移印机的第三优选实施方式的局部立体图。

图1示意性地示出了本发明第一优选实施方式的衬垫移印机1的结构。该衬垫移印机1包括印刷单元托架2，该印刷单元托架2上固定有多个(两个或两个以上)衬垫支架4。所述的每个支架4上依次固定一个印刷衬垫6。印刷单元托架2将衬垫支架4和衬垫6一起沿着闭合轨道移动，并连续地移动到多个停止站点，例如站点A、B、C、D和E，所述站点中的至少一个停止站点(在该第一优选实施方式中为停止站点A)为印刷站点，在该印刷站点物体8能被或者要被印刷。

本发明的衬垫移印机的所述第一优选实施方式还包括五个印版区10，10a，每个印版区与一个印刷阶段有关，且每个印版区设有一个x-y平台形式的印版托架。印版托架12支撑印版14或者类似印版。印刷图像在所有情况下由位于印版14的上指示(pointing)表面上的一个或者多个凹陷限定。

在所有情况下印刷图像位于油墨杯16下方，该油墨杯16通过其作为刮刀并指向下方的杯边缘支撑在印版14的上指示表面上。这种结构中，印刷图像坐落于油墨杯16下方并在该油墨杯的边缘之内，由此，油墨能够被接收在印刷图像的凹陷内，同时能防止油墨在刮刀的边缘处从油墨杯16中溢出。该凹陷(其在表面上构成一幅印刷图像)可以通过蚀刻或者其他应用于该印版14的工艺形成。为了允许释放印刷图像以将油墨转印到印刷衬垫6上，所述油墨杯16以纵向可移动的方式安装在印版14上(如双箭头18所示)。

印版区10，10a和印版托架12以及印版14(印版区10中未放入任何的印版14)安装于一个可围绕垂直的中心轴旋转(如箭头22所示)的转盘上。一个驱动器用于驱动该转盘，该驱动器装配有驱动力发生器，优选为气动、液动或者电动驱动器，例如电动马达。该转盘20可通过该驱动器在相同也可是相反的方向转动至少360度或者优选为超过360度的任意频繁转动。在这个程序中，转盘通过一个预先设定数值的角部件来转动。在上述第一优选实施方式中，该驱动器是步进式驱动器，举例来说是电动步进式马达，用其他角部件旋转转盘20所需的移动步数是可调整的。

为了将印版托架12和印版14对准定位在印刷衬垫6的下方，印版托架12设计为x-y平台，该x-y平台可以在转盘20上在半径方向(相对于转盘20)和垂直于半径的方向上移动(如双箭头(24，26)所示)。x-y平台围绕平行于垂直中心轴的轴线(如双箭头27所示)可旋转地支撑，以允许和确保x-y平台(印版托架12)的角度可移动性。

在该第一优选实施方式中，停止站点E设计为印刷图像转印点，在该站点处，特定的衬垫6到达支撑在印版14的至少一部分区域上，并且从印版14上的凹陷处(印刷图像)吸取油墨。其他停止站点，例如B、C、D可以是空的(如在目前讨论的具有创造性的衬垫移印机的优选实施方式中所设计的停止站点C那样)，它们可具有一个清洁***28。清洁***28包括分别装配有清洁带分配辊30和清洁带张紧辊32的两个辊支架29。在设置于站点C的衬垫6下方以一预先设定的速度移动的清洁带被引导在辊30，32之间移动。当停止站点A处的衬垫6向下移动以转印印刷图像时，停止站点C处的衬垫6同时向下移动以压在清洁带上。

在如图1所示的第一优选实施方式中，印刷单元托架2是一个旋转结构，其为围绕垂直中心轴旋转的转盘或者转台或者转门(如箭头36所示)。印刷单元托架2通过配置有优选为气动、水动或者电动驱动产生装置，例如电动马达，来运动。印刷单元托架2通过所述驱动器在相同方向上旋转至少360度或者优选为在相同方向上超过360度的任意数量的旋转。在这个过程中，印刷单元托架2通过预先设定好的角部件从停止站点A到E或者从一组到另一组这样的站点旋转，每组站点包括停止站A到E中的至少两个站点。在本优选方式中，所述驱动器是步进式驱动器，优选为电动步进式马达，每次通过角部件旋转印刷单元托架2所需的移动步数是可以调整的。

五个衬垫支撑座超过360度地分布在印刷单元托架2上、并且围绕印刷单元托架2的垂直旋转轴分布，所述衬垫支撑座支撑至少两个衬垫支架，优选地超过两个衬垫支架，在优选的第一实施方式中为四个衬垫支架4，每个支架支撑一个印刷衬垫6。所述衬垫支撑座是以预先设定的圆周角位置排列的，从而接收在衬垫支撑座内的衬垫支架4(和相关联的衬垫6)能够在印刷站点A印刷物体。优选地，所述圆周角位置是等距的。优选地，每个衬垫6位于离印刷单元托架2的旋转轴同样径向距离的位置上。

为了印刷物体8，特别是把它可靠地固定在其位置上，物体支架38安装在停止站点A处，并将至少一个待印刷物体8保持在已知的印刷位置，所述物体在该印刷位置被衬垫6印刷。同样，几个印刷物体8可以同时以已知的方式放置到物体支架38上并且依次地从物体支架38移入一个合适的印刷位置，然后再移离该印刷位置。如优选实施方式所实施的以及如双箭头40，42所示的，物体支架38的移动可以是线性的，或者可选择地为可旋转的(在后一种方式中，该物体支架38通常是转盘或者转门并构造为围绕一个垂直旋转轴旋转)。该物体支架38装配有一个移动驱动器，该驱动器包括一个电动、气动或者液动的驱动力产生器，优选为可移动的且步进的，并与印刷单元托架2的旋转运动相协调。物体支架38可手动地或者优选使用一个载入和移除装置(例如通过一个载入和移除站点)以自动化的方式装载或者移除。

衬垫支架4和印刷衬垫6被固定地连接到印刷单元托架2上。在每个站点，印刷单元托架2通过一个合适的驱动器被移动或拉下(在可选择的实施方式中，印刷部件托架2被向下压)，由此，在停止站点A处的衬垫被压在物体上，而在停止站点B处的衬垫被压在相应的印版14上并且在停止点C处的衬垫被压向清洁带34。以这种方式，可同时在三个不同的站点A、C、E执行三个操作程序，即印刷物体、清洁衬垫和用衬垫接收墨水，所述接收墨水的衬垫在下个步骤中应该被引向停止站点A。很明显，清洁站点28可选择地可以经过一个延时后被接入，例如一个衬垫只在第五次或者第十次经过该清洁站点时被清洁。

关于第一优选实施方式(特别参见图2，图2是第一优选实施方式的局部立体图)，该衬垫移印机1装配有一个图像记录仪44，所述图像记录仪是生成位于所述记录仪下的特定的印版区10，10a的图像的CCD摄像机。所述第一优选实施方式进一步装配有一个将记录仪44生成的图像或者从记录仪获得的数据(例如通过分析仪)与参考数据进行比较的比较器46。在所述的优选实施方式中，比较器46是电子的(电脑)并允许将由印版区10生成的图像与参考图像进行比较(在本例子中参考数据是图像)。为了该目的，参考图像-该参考图像是第一印刷阶段中印版区10的部分区域的图像(在所述第一优选实施方式中为第一印版区的印版14的一个区域的部分图像)-在比较器46的屏幕上表现为背景，而印版区10的(当前的)图像或者第二或再后面的印刷阶段中印版区的图像被投射并覆盖在背景图像之上。在所述优选实施方式中，当前的图像以影像的方式被叠加-就是在参考图像上作为单个图像的连续序列，由此，当前的情况(第二步或者再后面的印刷阶段的印版区的当前位置)能实时地与参考图像进行比较。为了进行这样的比较，上述参考数据包括第一印刷阶段的印版区10的至少部分区域的图像。由此，第二步或者再后面的阶段中的印版区10的位置可以精确并可靠地与彼此以及与第一阶段的印版区10相匹配。

在一个可选的实施方式中，替代调整印版区10的位置，物体支架38的位置可以通过特定的印刷阶段的控制单元来分别调整。

在这种方式下，不同阶段的印刷能精确地对准到物体的不同位置上。当印版区10a-其不具有印版14-占据由摄像机看到/记录到的位置，那么图像的比较就不会发生。

在当前图像与基准数据或基准图像之间进行的比较可应用于印版区10的一个任意的、特定的点，或者多个任意的、特定的点。举例来说，印版托架12的边缘可以被探测或判定。其他特定的点可以是在印版托架12上或在印版14本身上的标记。在图1和图2的优选实施方式中，所述标记是印版14上的一个位置标志或者对准标记50。这样的标记采用了只具有一半横杠的十字架的形式，或者采用另外的优选能够明确其在印版14上的位置的任意标记。

也很明显地，除了比较图像外，也可以比较坐标，或者可能使用的位置的任何其它想得到的比较。至于坐标的比较，举例来说那些重要的点可以手动确定(例如通过在图像屏幕上的鼠标器光标)，或者通过所述比较器自动确定(例如使用一个自动的识别算法)，然后对坐标进行比较。这个程序的优点在于，仅坐标的数据，即相对合适的一组数据，需要被存储，而无需存储一个参考图像。另一方面，图像比较的优点在于即使一个相对不熟练的移印机操作员也可以迅速地并实时地确定所述对准标记50或所述重要的点是否被重叠，或者确定是否应当调整和重置任一印版区，尤其是需要调整的印版支架或者物体支架(可选择地，为了匹配每个印刷阶段中的印版区或印版支架的位置，每个所述印刷阶段中所述物体支架可被移动到指定的位置)。在该优选实施方式中，特定的印版区10指定位置的调整是通过调整印版支架12(x-y平台)来进行的。

在可供选择的实施方式中，替代调整印版区10的位置，物体支架38的位置可通过特定印刷阶段中的一个控制部件分别调整。

如果对准标记50(举例来说也可用到几个校准标记50)附着在印版14上，各个印刷阶段相对于彼此的精确定位可相对容易地进行，因为印版能制造成相对于对准标记50的被限定和固定的位置具有一个所有印刷阶段的印刷图像的固定参考元素。

需要注意这一点，即第一优选实施方式的x-y平台(印版托架12)可由移印机1的操作员使用三个手动轮52(x、y和角位置)来手动调整。

图3是本发明衬垫移印机1的第二优选实施方式的局部立体图。图3与图2一样示出了本发明的印版区10、比较器46和图像记录仪44。然而，与第一优选实施方式的情况不同，在本发明第二优选实施方式中的图像记录仪44具有两个CCD摄像机，由此，印版区10的两个局部区域被用图像显示。在第二优选实施方式中，印版区10的两个拐角区域始终能够在相应位置为印版区10被记录和估值。十字形的对准标记50被置于特定印版的这两个区域中。两个摄像机(以电脑的方式)像在图1和图2中的方式一样连接到比较器46，并能够与参考图像或参考数据进行比较。

最后，图4示出了实质上与第二优选实施方式相应的本发明衬垫移印机1的第三优选实施方式。然而，与第二实施方式的情况不同，印版托架12由三个调节驱动器自动驱动。控制功能由控制件执行，该控制件优选为连接至电脑。该电脑自动对准这些位置，然后相应地调整印版12和印版14。

在本发明的可供选择的实施方式中，替代调整印版托架12的位置，物体支架38可通过三个调节驱动器来驱动，并且物体支架38的特定位置是由电脑通过特定印刷阶段的控制件分别调整的。

除了涉及衬垫移印机外，本发明基本的概念还包括一种印刷物体8的方法和一种使用下列程序步骤对准衬垫移印机1的方法：在由第二印刷阶段的印版区10的至少部分区域形成图像后，将该图像(其也可以是连续的图像流)与参考图像进行比较。可选择地，所述生成的图像也可被分析，即，例如主要的坐标可以被手动确定或者自动确定，然后将其与参考数据进行比较。另外，其他具有同样目的(即，为接下来的位置调整而进行位置确定)的图像比较和图像分析程序是可能的。

这种比较确定了第二印刷阶段的印版区相对于基准数据所给出的定位点位置的位置。由此，纠正步骤被执行以弥补印版区相对于它的定位点的偏差。所述纠正步骤可以是将部分印版区10-特别是支撑或者安装印版14的区域-移动到一个定位点的位置，或者是存储其到定位点的偏差，以在印刷物体8的时候将所述偏差传递给物体支架38，由此，该支架在每个印刷阶段中都能够移入它的最佳位置。在上述优选实施方式中，除了第一阶段外的所有印刷阶段都以图像在第一印刷阶段中也应当被记录的方式被移动以对准，该第一印刷阶段图像形成了参考数据。这种记录在为第一印刷阶段优化在物体8上的印刷位置之后进行。以这种方式，与参准数据的比较能被确定下来，该参考数据确定一个定位点。当使用与前面相比的另一次印刷来重新开始物体印刷时，所有的印刷阶段也可以被调节到相应的存储的参考值或相应的参考数据。

总而言之，本发明的方法执行如下：

1.使印版在印刷图像(全油墨/色彩)和对准标记的限定和确定位置之间具有精确的关系。

2.将印版安装在移印机的印版托架上。

3.将第一印刷图像(第一油墨/色彩)转印给物体。

4.检查印刷位置并通过x-y平台调整/对准第一印版(或者调整/对准具有物体的物体支架)直到获得在物体上的合适位置。

5.相对于电脑中的“光学(optics)”将该印版的对准标记存储为“正本(masters)”。

6.通过对印版或x-y平台的适当的相关调节(监视操作)来调节所有其他的油墨/色彩。

7.因此，所有色彩/油墨完全彼此对准，并且印刷可以马上开始(如果色彩/油墨是准备好了的)。

取代调整印版或x-y平台，在第6步中，在一个可供选择的执行模式下，物体支架38的位置修正会被确定并在所有情况下被存储于控制件中。在印刷时，控制件将物体支架移动到为特定印刷阶段所存储的修正位置。

任何因机械公差(例如齿轮齿距缺陷)导致的传输缺陷(位置转换)是机器固有和独有的，并且可以被一次性地全部校准或者甚至是被重复校准。

本发明的优点在于彩印的对准调整是绝对完美且迅速的，并且无需要求操作员有经验和灵活，而这种操作员如今在生产基层中已经非常少见。

本发明尤其适用于转盘移印机，也适用于任何其它设计为多阶段印刷的移印机。

尽管可以想到更进一步的有益结合已在上面以说明而不是限制的方式描述过，本发明还包括任何可想到的更进一步的结合，例如不以限制的方式特别定义在从属权利要求中。在申请文件中所公开的所有特征已被主张权利，该主张的权利在其本身或与在现有技术的基础上具有新颖性的部分相结合的范围内具有创造性。

Claims (16)

1.一种以至少两个阶段印刷一个物体(8)的衬垫印刷机(1)，所述印刷机包括至少一个衬垫支架(4)和至少两个印版区(10)，在每个所述印版区内能够放置一个印版(14)，其特征在于：

所述衬垫印刷机(1)还包括至少一个生成所述至少一个印版区(10)的至少一部分区域的图像的图像记录仪(44)，和至少一个将所述图像记录仪(44)生成的图像与参考数据进行比较的比较器(46)，所述参考数据包括第一印刷阶段中的印版区(10)的至少部分区域的图像。

2.根据权利要求1所述的衬垫印刷机，其特征在于，每个印刷阶段提供一个所述印版区，并且每个印版区装配至少一个印版(14)。

3.根据权利要求1所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，每个所述印版区(10)装配有一个位置可调的印刷单元托架(12)，该印刷单元托架(12)上每次可固定一个所述印版(14)。

4.根据权利要求2或3所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，每个印版(14)具有至少一个对准标记(50)。

5.根据权利要求1所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，所述图像记录仪(44)装配有两个摄像机。

6.根据权利要求1所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，所述图像记录仪(44)包括至少一个CCD摄像机。

7.根据权利要求1所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，所述比较器(46)包括将所述生成的图像与参考图像进行比较的***。

8.根据权利要求1所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，其包括一个位置可调的物体支架，由此，所述物体相对于所述衬垫的位置可以根据由所述比较器(46)执行的比较的结果而改变。

9.根据权利要求8所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，所述比较器(46)包括适合用来根据由所述每一个印刷阶段的比较器(46)执行的比较的结果存储所述物体相对于衬垫的位置的存储器。

10.根据权利要求9所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，所述比较器(46)包括适合用来根据每个印刷阶段存储的位置来调节所述物体相对于所述衬垫的位置的存储器。

11.根据权利要求3所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，所述印刷单元托架(12)是一个角度可调的x-y平台。

12.根据权利要求4所述的衬垫印刷机(1)，其特征在于，每个印版(14)具有两个对准标记(50)。

13.一种使用衬垫印刷机(1)以至少两个阶段印刷一个物体(8)的方法，所述衬垫印刷机(1)具有至少一个衬垫支架(4)和至少两个印版区(10)，所述每个印版区上配置一个印版(14)，其特征在于具有以下步骤：

a)生成第二印刷阶段的印版区(10)的至少一部分区域的图像，

b)将所述生成的图像与参考数据进行比较，以确定至少在第二印刷阶段中的印版区(10)相对于由所述参考数据确定的定位点的位置，

c)将第二印刷阶段的印版区(10)的至少部分区域移动到与所述参考数据确定的定位点相应的位置，或者存储所述印版区与所述定位点之间的偏差以能够相应地纠正待印刷或正在印刷的物体(8)的位置，

o)：在第一印刷阶段中将印刷相对于物体移动到指定位置，以及，

生成第一印刷阶段中印版区(10)的至少部分区域的图像，并将所述生成的图像作为参考数据，

其中，所述步骤o)在执行所述步骤a)之前在印刷图像的第一次对准过程中被执行一次。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述印版区上固定所述印版(14)。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，除了第一印刷阶段外，在每个印刷阶段中执行所述步骤a)至c)。

16.根据权利要求13或者15所述的方法，其特征在于，在第一印刷阶段中也执行所述步骤a)至c)。

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