CN111052069A - 用于给容器打印上直接印刷物的直接印刷方法和直接印刷机 - Google Patents

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Abstract

针对用于给容器(2)、尤其是成型容器打印上直接印刷物的直接印刷机(10)的直接印刷方法，其中，由容器(2)的3D数据、直接印刷机(10)的印刷运动轨迹以及直接印刷机(10)的印刷参数来创建3D印刷模型，以便预测要印刷到容器(2)上作为直接印刷物的印刷图形模板的成像，其中，借助3D印刷模型来确定宏观校正和微观校正，其中，宏观校正包括印刷图形模板在容器(2)上的变形的逆转，而微观校正包括喷嘴校正，其中，印刷图形模板利用宏观校正来校正并保存成校正后的印刷图形，其中，利用栅格图像处理器由校正后的印刷图形来产生印刷栅格图像，并且其中，基于微观校正对印刷栅格图像(206)进行校正，并将其作为校正后的印刷栅格图像保存且利用直接印刷机(10)作为直接印刷物印刷到容器(2)上。

Description

用于给容器打印上直接印刷物的直接印刷方法和直接印刷机
技术领域
本发明涉及用于给容器打印上直接印刷物的直接印刷方法和直接印刷机。
背景技术
迄今，通常借助贴标签机为容器设置经预印刷的标签，该标签标识有内容和/或做广告。然而，近来为此越来越多地使用直接印刷方法，其中，容器被印刷站直接借助直接印刷头进行打印。在此有利的是，可以特别简单地基于电子的印刷图形模板来调整直接印刷物，其中，甚至能够对容器进行单独打印。
通常，容器以这种直接印刷方法或直接印刷机来容纳在运输机的、例如转塔的容器容纳部中，并且沿着运输轨迹运输至具有至少一个直接印刷头的一个或多个印刷站。在印刷过程期间，容器被运输机停止或继续运输，并且可选地通过其容器容纳部进行摆动。在此期间，利用至少一个直接印刷头对在容器的表面上的印刷区域进行面式打印。在此，例如由至少一个直接印刷头，例如根据喷墨印刷方法使得各个墨滴从主动的印刷喷嘴被释放到印刷区域上，从而在与运输和/或摆动运动协同作用的情况下形成面式的直接印刷物。对于多颜色的直接印刷物来说，以该方式将容器运输到多个印刷站并在那里以不同颜色进行打印。
然而，利用这种直接印刷方法或直接印刷机也对具有不同于圆形的形状的表面几何形状的容器进行打印，例如成型容器。在此，由于印刷流程和容器的表面形貌会出现成像误差，其会决定性地使打印的质量变糟。
因此，可能出现由于相对于直接印刷头上的液滴飞行方向倾斜和/或拱曲的容器区域所引起的变形。在印刷到简单的表面形貌上时，虽然公知有对变形的校正措施，但是由于为此所需的高的计算能力，使得该校正措施迄今在分辨率方面受到限制，从而不能令人满意地校正在容器上的直接印刷物。
另外，公知有微观校正，其中，对从直接印刷头上射出的墨滴的飞行时间的变化进行补偿。但是，在表面形貌复杂的情况下成像误差无法得到充分校正。
例如，由EP 2 591 917 B1公知有一种方法，其中，墨滴的射出时间通过如下方式来调剂，即，将印刷模板上的所属的印刷题材的像点沿运动方向或反向于运动方向地移动，并且基于移动的像点来驱控印刷头的至少一个喷嘴行。
发明内容
因此，本发明的任务是：提供一种用于给容器打印上直接印刷物的直接印刷方法和直接印刷机，其中，在减少人工步骤的情况下来改善具有复杂的表面形貌的容器的打印的质量。
为了解决该任务，本发明提供了具有权利要求1的特征的直接印刷方法。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中提及。
由于根据容器的3D数据、直接印刷机的印刷运动轨迹并根据直接印刷机的印刷参数来创建3D印刷模型，使得可以预测要印刷到容器上的印刷图形模板的成像。因此，可以利用3D印刷模型来确定用于弥补变形的宏观校正和用于喷嘴校正的微观校正。
由于利用宏观校正来校正印刷图形模板并保存成校正后的印刷图形，使得由于复杂的表面形貌引起的变形可以在高分辨率的情况下被逆转地变形，并且因此被校正用于后续的印刷。由于宏观校正在产生栅格图像之前执行，因此尽管具有高的分辨率，也不必考虑对栅格图像的破坏性的影响。因此可以执行具有降低的复杂度、即具有更小的计算能力的宏观校正。
随后，利用栅格图像处理器来根据校正后的印刷图形确定印刷栅格图像，并且基于微观校正来进行校正。在广泛的研究中被证实的是，在进行微观校正时可以忽略宏观影响，而不会对直接印刷物的质量产生负面影响。由于利用微观校正直接对印刷栅格图像进行校正，使得可以忽略宏观影响，从而使栅格化的印刷点仅在微观上移动。因此，还可以节省计算时间以进行微观校正。
因此，利用根据本发明的用于对容器进行打印的直接印刷方法可以改善具有复杂表面形貌的容器的打印的质量，并且通过使方法标准化而减少了人工干预，而由此不需要大量的计算时间。此外，还可以将具有来自3D印刷模型的附加的形貌信息的校正后的印刷图形模板供设计人员使用，由此更进一步改善了质量。
可以使用用于对容器进行打印的直接印刷机来执行直接印刷方法。能想到的是，直接印刷方法利用直接印刷机的计算机***来执行。该计算机***可以至少部分地布置在直接印刷机中作为机器控制部。还能想到的是，计算机***的一部分被构造为在空间上与该计算机***脱离的计算机单元。例如，具有机器控制部的直接印刷机可以布置在饮料处理设施中，而与之在空间上脱离的计算机单元布置在服务提供商处。例如能想到的是，直接印刷机的制造商作为服务提供商根据印刷图形模板产生校正后的印刷栅格图像，并且通过互联网将其传送给饮料处理设施，然后在那里将校正后的印刷栅格图像作为直接印刷物印刷到容器上。还能想到的是，仅利用机器控制部或仅利用脱离的计算机单元来执行直接印刷方法。
容器可以被设置成用于容纳饮料、卫生用品、膏、化学的、生物学的和/或制药学的产品。通常，可以将容器设置用于各种能流动的或能填充的介质。容器可以由塑料、玻璃或金属制成，但是也能想到具有材料混合物的混合型的容器。塑料容器可以由PET、HD-PE或PP制成。另外，容器可以由可生物降解的材料制成，例如玉米淀粉。成型容器可以指的是偏离围绕容器的纵向轴线的旋转对称性的容器。成型容器可以例如具有矩形的或椭圆形的横截面。能想到的是，成型容器包括具有浮雕状的表面区域的表面形貌。
在直接印刷方法中，容器可以利用运输机运输至分别具有至少一个印刷头的至少一个印刷站。运输机可以包括转塔或传送带。在直接印刷方法中，容器可以借助所配属的容器容纳部来围绕容器纵向轴线转动，以便经由摆动运动产生面式的印刷图像。在直接印刷方法中，容器可以借助运输机被输送给多个印刷站，其中，印刷站分别包括一个或多个直接印刷头。
如果容器被多个印刷站打印，这可以意味着，印刷站使用不同的颜色的油墨来工作，例如白色、青色、品红、黄色和/或黑色。还能想到的是，其中一个印刷站使用特别颜色工作。
至少一个直接印刷头可以以数字印刷方法或喷墨印刷方法来工作，其中，借助印刷喷嘴将油墨释放到容器上。这里的“喷墨印刷方法”意味着，经由压电元件或热电偶在印刷喷嘴的腔室中突然产生压力上升，从而使少量的墨水通过印刷喷嘴被挤压并作为墨滴被释放到容器上。每个直接印刷头可以被构造成用于分别在容器上产生一个或多个印刷点。直接印刷头可以包括喷嘴板，该喷嘴板具有带印刷喷嘴的至少一喷嘴行。喷嘴行可以具有在100到10000的范围内的、尤其是在250到1024的范围内的多个印刷喷嘴。同样能想到的是，喷嘴板具有彼此平行布置的多个喷嘴行(例如1-8个)。
在此，印刷图形模板可以指的是具有二维的图形、文本和/或条形码的文件，该文件应当利用直接印刷机作为直接印刷物印刷到容器上。印刷图形模板可以是图形文件，例如格式为JPEG、PDF等。
“容器的3D数据”在此可以指的是描述所要打印的容器的几何形状的数字式的数据集，容器的3D数据可以包括3D点、3D曲线和/或3D面。能想到的是，3D数据是包括多个截面曲线，每个截面曲线分别描述了待打印的容器沿着容器的纵向轴线以有规律的或没有规律的间隔的型廓。例如，容器的3D数据可以作为STEP、IGES、UAE、DAE或XML文件存在。
直接印刷机的印刷运动轨迹可以包括待印刷的容器与至少一个直接印刷头之间的相对运动。因此能想到的是，印刷运动轨迹包括待打印的容器和/或至少一个直接印刷头在打印时的运动。待打印的容器的运动可以包括不同运动的叠加，例如是运输机和布置在运输机上的在打印时其中容纳有待印刷的容器的容器容纳部的不同的运动的叠加。另外，至少一个直接印刷头也可以在打印时利用移位单元进行移位。
印刷参数例如可以指的是直接印刷机的、尤其是至少一个直接印刷头的印刷次序或印刷分辨率。同样地，其可以指的是至少一个直接印刷头的喷嘴配置，例如多个喷嘴行、喷嘴行在至少一个直接印刷头上的布置方式和/或喷嘴在至少一个直接印刷头的喷嘴板上的布置方式。
于是，容器的3D数据和印刷运动轨迹可以在每个印刷时间点时被精确地预测，待印刷的容器的印刷区域和/或表面形貌相对于至少一个直接印刷头位于哪个位置上。由此，可以相应地预测，各个墨滴在何处撞击到待打印的容器上，并且由此得到直接印刷物的哪种印刷图像。
“印刷图形模板在容器上的变形”在此可以指的是二维的印刷图形模板到待印刷的容器的表面形貌上的成像。逆转变形在此可以指的是变形的颠倒函数。换句话说逆转变形可以指的是印刷图形模板如下这样地变形，即，使在容器上的直接印刷物没有变形地显现。
“喷嘴校正”在此可以指的是改变由于待印刷的容器的拱曲的、锥形的并且/或者相对至少一个直接印刷头的喷嘴倾斜地延伸的表面区域所引起的局部的分辨率。同样地，其可以指的是校正单独的墨滴的飞行时间。
“利用宏观校正来校正印刷图形模板并保存成校正后的印刷图形”在此意味着，印刷图形模板的各个像点和/或表面区域根据宏观校正进行移动或变形。校正后的印刷图形可以是例如是格式为JPEG、PDF等的图形文件。
栅格图像处理器可以在此指的是一种方法，利用该方法将校正后的印刷图形栅格化成单个印刷点。由此，将校正后的印刷图形转换成直接适用于直接印刷机打印的格式。例如，可以将校正后的印刷图形转换为相同大小的或不同大小的印刷点的有规律的栅格。通过印刷点的间距来影响色密度。印刷栅格图像可以是数据文件。
“基于微观校正对印刷栅格图像进行校正并且保存成校正后的印刷栅格图像中”在此可以意味着，借助微观校正可以局部地移动印刷栅格图像的各个印刷点。由此，可以校正由于相对至少一个直接印刷头倾斜的和/或拱曲的表面区域而导致的局部的分辨率变化。
宏观校正可以被设置成用于校正由于印刷图形模板的成像所导致的变形和/或直接印刷物在容器上的色密度的变化。由此例如补偿了由于容器的表面形貌引起的条形码的变形，从而在观察直接印刷物时让条形码在此作为矩形的栅格显见。同样地，由此还可以补偿由于变形所引起的色密度变化。“印刷图形模板的成像”在此可以指的是在作为直接印刷物印刷时，印刷图形模板到待印刷的容器上的成像函数。
喷嘴校正可以包括对局部的印刷分辨率的校正，利用对局部的印刷分辨率的校正来考虑到由于相对于至少一个直接印刷头的液滴飞行方向倾斜和/或拱曲延伸的容器区域而引起的分辨率变化。例如，在容器为圆锥形的形状情况下，如果不对局部的印刷分辨率进行校正，则横向于印刷方向延伸的线看起来会出现两次作为重影。这方面可以特别好地借助对局部的印刷分辨率的校正来通过如下方式进行补偿，即，使印刷点的定位与圆锥形的形状相称。印刷方向在此可以指的是来自至少一个直接印刷头的喷嘴的墨滴的一个或多个释放方向。
喷嘴校正可以包括墨滴的飞行时间校正，其中考虑到来自至少一个直接印刷头的喷嘴的墨滴的单独的飞行时间。由此可以特别好地补偿由于墨滴的不同的飞行时间而引起的印刷栅格的局部变化。能想到的是，在此针对每个喷嘴和印刷的每个时间点计算距待打印的容器的印刷距离，并且在印刷栅格中进行补偿。
在确定3D印刷模型时，可以根据容器的3D数据来确定表面轮廓，其中，根据直接印刷机相对于表面轮廓的印刷运动轨迹并且根据直接印刷机的印刷参数来确定成像函数，利用它使印刷图形模板的像点与表面轮廓关联。通过确定表面轮廓，首先将容器的3D数据准备用于3D印刷模型。直接印刷机的运动学和至少一个直接印刷头的印刷喷嘴的结构通过印刷运动轨迹和印刷参数来限定。因此，可以根据这些信息模拟出印刷流程，并且据此确定成像函数，印刷图形模板在印刷时实际上如何位于三维的容器上。根据成像函数可以获知印刷图形模板到容器上的变形。
能想到的是，根据3D印刷模型创建与印刷图形模板相关联的高度型廓。经由高度型廓使设计人员能够实现使2D印刷图形与容器形貌保持一致。
在根据容器的3D数据确定3D印刷模型时，可以根据直接印刷机的印刷运动轨迹确定至少部分地围绕表面轮廓的参考表面轮廓，并且其中，印刷图形模板到容器上的变形通过从参考表面轮廓到表面轮廓上的投影来获知。由此，可以特别简单地确定印刷图形模板到容器的表面形貌上的成像函数。例如，印刷图形模板可以虚拟地安装在参考表面轮廓上并从那里投影到表面轮廓上，以便获知印刷图形模板的变形情况。参考表面轮廓可以包括如下表面，该表面布置在至少一个直接印刷头与待打印的容器之间，并且在走过印刷运动轨迹时，该表面与至少一个直接印刷头保持恒定的距离。表面轮廓可以是与容器的3D数据至少部分重合的3D表面几何形状。能想到的是，表面轮廓包括相对于容器的3D数据的局部的偏差，以便弥补在印刷时墨滴缓斜地例如以小于30°、优选小于10°的角度撞击到的容器区域上的印刷。
在确定表面轮廓时，可以通过空间上的平滑滤波器对容器的3D数据进行滤波，并且/或者可以将包络面虚拟地收套到容器的3D数据上。由此，可以特别简单地弥补前述的在印刷时液滴缓斜地所撞击到的容器区域。空间上的平滑滤波器可以例如指的是高斯滤波器，中值滤波器等。“收套”在此可以指的是使凸的包络线从外部接近容器的3D数据。
能想到的是，确定表面轮廓或容器的3D数据相对于至少一个直接印刷头的表面距离和/或表面速度，尤其是其中，考虑到直接印刷机的印刷运动轨迹，以便确定在印刷时表面轮廓相对于至少一个直接印刷头的虚拟的运动。借助表面速度可以确定油墨的飞行时间校正。因此，可以针对每个打印点特别精确地确定飞行时间校正。
也能想到的是，利用表面速度来校正表面距离的变化。由此能够实现的是，将由表面形貌引起的飞行时间的变化换算成表面速度的相应变化。因此，使飞行时间的校正特别简单。
另外，为了解决该任务，本发明利用权利要求12提供具有可由计算机***实施的机器指令的计算机程序产品，该机器指令在实施时使计算机***被允许用于执行根据权利要求1至11中任一项的直接印刷方法。该计算机程序产品可以包括可实施的机器指令，该可实施的机器指令在实施时使计算机***被允许用于单个地或以任意组合方式执行直接印刷方法的前述方法步骤。
此外，为了解决该任务，本发明利用权利要求13提供了用于给容器打印直接印刷物的直接印刷机。
由于计算机***被构造成用于执行根据权利要求1至11中任一项的直接印刷方法，使得
-根据容器的3D数据、直接印刷物的印刷移运动轨迹并且根据直接印刷机的印刷参数来创建3D印刷模型，以便能够预测待印刷的印刷图形模板到容器上的成像；
-使用3D印刷模型确定用于弥补变形的宏观校正和用于喷嘴校正的微观校正；
-利用宏观校正来校正印刷图形模板并保存成校正后的印刷图形。由此能够使由于复杂的表面形貌所引起的变形在高分辨率的情况下被逆转，并且因此被校正用于后续的印刷。由于宏观校正是在产生栅格图像之前执行的，因此尽管具有高分辨率，但也不必考虑对栅格图像的破坏性的影响。因此，可以以降低的复杂度、即以更少的计算能力来执行宏观校正；并且
-利用栅格图像处理器根据校正后的印刷图形来确定印刷栅格图像，并且基于微观校正进行校正。在广泛的研究中被证实的是，在进行微观校正时可以忽略宏观影响，而不会对直接印刷物的质量产生损害。由于利用微观校正直接对印刷栅格图像进行校正，使得它在与印刷图形模板相比降低了的分辨率的情况下进行工作。因此，还可以节省计算时间以进行微观校正。
因此，利用根据本发明的用于对容器进行打印的直接印刷机能够实现的是，改善具有复杂的表面形貌的容器的打印的质量，而由此不需要大量的计算时间。
用于对容器进行打印的直接印刷机可以按意义地单个地或以任意组合的方式包括先前参照直接印刷方法所描述的特征。优选地，直接印刷机的计算机***可以被构造成用于单个地或以任意组合的方式执行前述的方法步骤。
运输机可以构造为直线运输机或转塔。尤其地，运输机可以包括容器容纳部，以便在打印期间将容器容纳在其中。容器容纳部可以包括转台和/或定心头，以便在打印时使容器相对于至少一个直接印刷头地围绕轴线摆动。由此一方面能够实现的是，面式地打印容器，并且另一方面依赖于表面形貌地来改变印刷距离。
计算机***可以包括计算机单元和/或直接印刷机的机器控制部。能想到的是，计算机***仅包括计算机单元或仅包括机器控制部。计算机单元可以与直接印刷机的其他部件分离地布置，例如被布置在用于提供校正后的印刷栅格图像、印刷图形模板和/或校正后的印刷图形的服务提供商处。计算机单元可以经由计算机网络、例如经由局域网和/或经由互联网与直接印刷机的机器控制部连接。
计算机单元和/或机器控制部可以分别包括处理器单元、存储器单元、输入单元和/或输出单元。例如，计算机单元可以是市售的PC。
机器控制部可以被构造成用于控制具有至少一个直接印刷头和/或用于运输容器的运输机的印刷站。
附图说明
下面参考附图中所示的实施例详细阐述本发明的另外的特征和优点。其中：
图1以俯视图示出根据本发明的用于给容器打印直接印刷物的直接印刷机的实施例的概图；
图2A-2B以流程图表示出根据本发明的针对用于给容器打印直接印刷物的直接印刷机的直接印刷方法的实施例；
图3A-3B示出用于结合成型容器来创建3D印刷模型的方法步骤的示例性的执行方案；
图4A-4D示出用于对印刷图形模板进行宏观校正的方法步骤的示例性的执行方案；并且
图5A-5B示出示用于校正局部的印刷分辨率的方法步骤的示例性的执行方案；并且
图6示出用于对墨滴进行飞行时间校正的方法步骤的示例性的执行方案。
具体实施方式
图1中以俯视图示出了根据本发明的用于对容器2进行打印的直接印刷机10的实施例的概况。可以看出，容器在此构造为成型容器，并且例如来自填充机和封闭机地利用输入星形件31被转移给运输机11，并且在那里被容纳在容器容纳部12中。以此方式，让容器被运输机11从附接到运输机上的直接印刷站13W、13C、13M、13Y、13K旁运输经过，并借助未详细示出的直接印刷头以不同的颜色进行打印，在此例如根据指引以白色、青色、品红色、黄色和黑色进行打印。直接印刷头按照数字印刷方法或喷墨印刷方法来工作。由此在容器2上生成多颜色的直接印刷物。还能想到的是，存在另外的直接印刷站，以便随后在背侧对容器2上进行打印。随后，利用固化站14例如借助紫外线将施布到容器2上的直接印刷物进行固化并且由此永久地被固定。然后，将完成打印的容器2转移到输出星形件32，并转送给随后的处理站，例如包装机。
运输机11示例性地构造为转塔，其围绕垂直轴线A沿运输方向T转动，但是也能想到直线运输机。布置在运输机11上的容器容纳部12分别包括转台和定心钟(未详细示出)，从而在印刷过程中使容器2能绕其纵向轴线地相对于各自的直接印刷站13W、13C、13M、13Y、13K摆动。由此，容器2在驶过时被摆动，从而使依赖于表面形貌的印刷距离尽可能恒定或保持在适当的限制内。适当的限制通常由数据表得到，从该数据表得知了在直接印刷头的哪个印刷距离中分别提供足够质量。
因此，通过运输机11围绕轴线A的转动以及利用容器容纳部12的摆动得到了相对于印刷站13W、13C、13M、13Y、13K或相对于布置在印刷站的直接印刷头的印刷运动轨迹，从而在容器2上印刷上面式的直接印刷物。
还可以看到具有计算机单元21和机器控制部15的计算机***20。计算机***20被构造成用于执行下面将参考图2A-2B描述的直接印刷方法100或前述的尤其是根据权利要求1至11中任一项的直接印刷方法。
计算机单元21是市售的PC计算机，其具有作为输入单元的键盘23和计算机鼠标24、作为输出单元的图形22和用于经由数据网络N与机器控制部15连接的数字式的数据接口21I。在计算机单元21上执行创建3D印刷模型以及宏观校正、栅格图像处理器和微观校正(参阅下面的方法步骤101-108)。随后，将校正后的印刷栅格图像207经由数据网络N转移给机器控制部15并进行印刷。
此外，可以看到机器控制部15，利用该机器控制部经由未在此示出的控制线路来控制直接印刷机10。机器控制部15利用接口15I与数据网络N连接，并且被构造成用于，将由计算机单元21校正的印刷栅格图像转换为电子的控制信号，以使运输机11、容器容纳部12和印刷站13W、13C、13M、13Y、13K以此为基础地被控制，使得给容器2打印校正后的印刷栅格图像作为直接印刷物。
图2中以流程图表示出了根据本发明的用于直接印刷机10的直接印刷方法100的实施例(例如，图1所示)，以用于给容器2打印直接印刷物。
可以看出，提供容器2的3D数据、用于直接印刷物的印刷区域、直接印刷机的印刷运动轨迹和印刷参数被作为文件201。
容器2的3D数据在此作为3D点来提供，利用它们在几何上描述了相应的容器类型或待打印的容器的表面形貌。还能想到的是，3D数据包括线元素和/或面元素。
容器2的印刷区域描述了表面形貌的被设置成用于打印直接印刷物的一部分。例如，该印刷区域可以通过与3D数据的相应3D点关联的属性来标识。
对于直接印刷头来说，印刷运动轨迹分别包括待印刷的容器2与直接印刷头之间的相对运动。在相对运动中还包含有直接印刷头相对待打印的容器2的定向。
此外，印刷参数还包括针对直接印刷头的印刷频率，该印刷频率给定了直接印刷头可以以哪种频率射出墨滴。此外，印刷参数包括喷嘴行的准确的结构，也就是也包括印刷喷嘴相对于各自的直接印刷头的坐标系的距离。由此可以获知直接印刷头的分辨率。
然后，在方法步骤101中将容器2的3D数据、印刷移动轨迹和直接印刷机的印刷参数在几何上组合成3D印刷模型，从而以此描述了印刷图形模板的或相应的栅格图像到容器2的表面轮廓上的成像函数。下面将参考图3A-3B对此进行更详细地阐述。
随后，在方法步骤102中确定宏观校正202，其包括变形102a和色密度102b。变形102b考虑到的是，印刷图形模板在印刷时作为直接印刷物到容器2的表面轮廓上的成像的在几何上的比例如何。例如，条形码的平行线在印刷到相对于直接印刷头倾斜的表面上时类似扇形地成像。另外，由变形102a所引起地，容器2上的印刷点的有效的分辨率发生变化。由此于是也改变了每个面积上的色点的数量，这等同于色密度102b发生相应变化。通过相应逆转成像函数，使得由变形102a和色密度102b形成宏观校正202。这方面将在下面借助图4A-4D进行更详细地阐述。
随后，在方法步骤103中确定微观校正202。它包括具有局部印刷分辨率103b的校正和墨滴的飞行时间校正103c的喷嘴校正103a。局部的印刷分辨率103b的校正将在下面参照图5A-5B更详细地阐述，并且飞行时间校正103c将参照图6更详细地阐述。
随后，在方法步骤104中将宏观校正202和微观校正203作为数据集保存在存储器中或作为文件输出。
然后，在方法步骤105中读取印刷图形模板204。印刷图形模板204在此例如是PDF格式的图形，该印刷图形模板应作为直接印刷物被印刷到容器2上。
在方法步骤106中，借助宏观校正202来校正印刷图形模板204，也就是进行变形逆转并且保存成校正后的印刷图形105，从而补偿了先前确定的变形102a和色密度102b的变化。这方面将在下面同样参考图4A-4D进行更详细地阐述。
随后，使用本身公知的栅格图像处理器107对校正后的印刷图形105进行栅格化作为印刷栅格图像206。在印刷栅格图像206中，各个颜色被栅格化作为印刷点。例如，印刷点局部地分别彼此具有不同的距离，以便保持期望的色密度。
在栅格图像处理器107之后，将微观校正203应用于印刷栅格图像206上(步骤108)。由此，使印刷栅格图像的各个印刷点发生移动，从而补偿了局部的印刷分辨率103b的变化和墨滴103c的飞行时间。这方面将在下面参考图5A-5b或6更详细地阐述。
随后，在步骤109中，利用直接印刷机10将校正后的印刷栅格图像207在各个印刷站13W、13C、13M、13Y、13K上通过直接印刷头印刷到容器2上。
在图3A-3B中更准确地示出了用于结合在此被构造为成型容器的容器2来创建3D印刷模型的方法步骤101示例性的执行方案。
在图3A中，轴向地从上方示出了容器2的3D数据。可以看出，容器2具有容器的纵向轴线C，该纵向轴线在中心地延伸穿过容器通口2c。此外可以看出，容器2具有基本呈椭圆形的横截面，该横截面仅局部地被两个凹陷部M1和M2中断。因为墨滴在凹陷部M1、M2的区域中非常缓斜地撞击到容器表面上，所以首先确定表面轮廓K，该表面轮廓作为凸的包络线虚拟地收套到容器2的3D数据上。由此，使得表面轮廓K中的凹陷部M1、M2被相应地整平滑(以虚线示出)。表面轮廓K的所有其余区域与容器2的3D数据的3D点重合。
图3B中可看出具有至少一个直接印刷头13a的直接印刷站13，该直接印刷头在印刷期间相对于容器2沿着印刷运动轨迹B运动。在此示出的印刷站13可以是图1中所示的任意的印刷站13W、13C、13M、13Y、13K。示例性地，为此，在图3B中示出了沿着印刷运动轨迹B在多个定位处的印刷站13。为了明确印刷运动轨迹B，将图1中所示的转塔11和容器容纳部12的运动组合起来，使得从虚拟的静止不动的容器2的角度来看获知印刷站13的运动。
另外，可以看出容器2的表面轮廓K。其上附接有例如由设计者事先确认的印刷区域2a。例如，表面轮廓K可以设置有相应的属性，该属性确认了印刷区域2a。
在确定3D印刷模型时，根据印刷机10进而是直接印刷头13a相对于表面轮廓K的印刷运动轨迹B并且根据直接印刷机10的印刷参数来获知成像函数，利用该成像函数使印刷图形模板204的像点与表面轮廓K相关联。例如，利用印刷运动轨迹B执行模拟在什么时间点使直接印刷头13a位于印刷运动轨迹B上的特定位置处。另外，根据印刷图形模板204计算在哪个时间点使直接印刷头13a的喷嘴被触发，以便将印刷图形模板204的相应印刷点进行印刷。经由飞行轨迹和飞行时间可以进一步计算在哪里将各自的印刷点准确印刷在表面轮廓K上(参见图6)。然后可以经由时间相关性和飞行轨迹将这些信息进行关联，并且可以获知成像函数。
此外，利用成像函数能够实现的是，根据成像函数获知印刷图形模板204在容器2上的变形情况，并且因此确定了宏观变形202。
另外，可以根据如此确定的3D印刷模型来创建与印刷图形模板204相关联的高度型廓，该高度型廓针对印刷图形模板204的每个像点包含有直接印刷头13a到表面轮廓K的沿着飞行轨迹F的距离。由此能够实现的是，执行根据图6的飞行时间校正103c并为设计者提供关于相对于印刷图形模板204和/或205的容器2的表面形貌的高度信息。因此，在修改校正后的印刷图形205时，设计者可以更简单地进行定向。
另外的或附加的可能性是，借助参考表面轮廓R的投影，该投影与直接印刷头13a的定位有恒定的距离地布置。参考表面轮廓R部分地包围表面轮廓K，并且是平行于容器纵向轴线C延伸的简单的拱曲的表面。另外，参考表面轮廓也垂直于墨滴I的飞行轨迹F地延伸。因此，在参考表面轮廓R上具有从印刷喷嘴射出的墨滴I与容器2上的印刷区域2a中的撞击点之间的配属关系。换句话说，参考表面轮廓R的像点通过借助墨滴I沿着飞行轨迹F到容器2的表面轮廓K上的投影来成像。由此，同样可以确定成像函数，利用该成像函数，使得参考表面轮廓R的像点被成像到容器2的表面轮廓K上。
此外已知的是，在沿印刷运动轨迹B运动时在什么时间点，墨滴I被直接印刷头13a的特定的喷嘴射出，从而让墨滴穿过参考表面轮廓R的特定的像点。由此，能够实现对印刷站13的相应的驱控，从而将期望的印刷栅格图像印刷到印刷区域2a上。
由于参考表面轮廓R是简单的拱曲的表面，使得参考表面轮廓可以以简单的方式和方法展开到印刷图形模板204上。因此，可以将参考表面轮廓R的像点配属给印刷图形模板204的每个像点。然后，通过印刷图形模板204与参考表面轮廓R的该配属关系和参考表面轮廓R到表面轮廓K的成像函数，可以将印刷图形模板204的像点配属给容器2的表面轮廓K上的相应的点。
图4A-4D中示出了用于印刷图形模板204的宏观校正202的方法步骤102和106的示例性的执行方案。
图4A中可看到具有图形G、条形码B和文本X的印刷图形模板204。印刷图形模板204例如是由设计者创建的PDF文件。还可以看出，图形G、条形码B和文本X在平行线L1、L2和L3上取向。
图4B中示例性地示出了图4A中所示的印刷图形模板204在没有校正的情况下如何成像到容器2的圆锥形的区域上作为直接印刷物D1。可以看出，线L1、L2和L3在印刷区域2a上不再彼此平行地延伸，而是沿着容器2的圆锥形的形状相互靠近地延伸。因此，图形G、条形码B和文本X也被变形地成像。这不是很理想，并且因此可以使用直接印刷方法100进行校正。
基于根据图3A、3B和方法步骤101创建的3D印刷模型，首先确定宏观校正202的变形102a。通过利用3D印刷模型确定的成像函数(其中，将参考表面轮廓R的像点成像到表面轮廓K的相应的点)分析了在印刷时如何在容器2上成像有规律的栅格。由此，根据图4B中所绘制的线L1、L2，L3得到了比例的变化。
比例的变化可以通过相应地使变形102a逆转来相应地补偿。这在图4C中被更准确地作为校正后的印刷图形205来示出。与图4B中的成像反向地，在此基于宏观校正202和其中包含的变形102a的逆转而使图4A中所示的印刷图形模板204变形，因此可以看出，图形G、条形码B和文本X相应地与图4B别颠倒地变形。
另外，基于成像函数还分析了由于像点彼此靠近或更远而导致的色密度102b的变化。这方面同样可以通过将色密度102b的变化逆转而在校正后的印刷图形模板205中被考虑，从而使得颜色然后在直接印刷物D2中再次被正确地显现。
如果现在用栅格图像处理器107栅格化校正后的印刷图形205并作为直接印刷物D2在印刷区域2a中印刷到容器2上，则图形G、条形码B和文本X将按照在印刷图形模板204中的比例显现。这一情况在图4D中被更详细绘制。线L1、L2和L3在此再次在容器2上彼此平行地绘制，并且因此，与印刷图形模板204相比，直接印刷物D2中的图形G的轮廓、条形码B的栅格化和文本X的字母也未发生变形地被成像。
图5A-5B中示出了用于局部的印刷分辨率的微观校正203的方法步骤103b、108的示例性的执行方案。
在图5A中，以局部视图更详细地示出了容器2的具有印刷区域2a的圆锥形的部分。另外，可以看出，直接印刷头13a如何相对于印刷区域2a相地定位在两个示例性的印刷定位P、P’上。
在第一印刷定位P上，示出了直接印刷头13a的两个平行的喷嘴行R1和R2，其中，喷嘴行R2恰好被激活，以便产生相应的印刷点。还可以看出，在第一印刷定位P上，喷嘴行R2的印刷点平行于直接印刷头13的中心线M地延伸。
此外，直接印刷头13a重叠在第二印刷定位P’上地示出，其中，在此示出了相同的喷嘴行R1、R2。为了印刷同一条线，在此恰好激活喷嘴行R1的印刷喷嘴。由于直接印刷头13a朝向第二印刷定位P’运动，现在得到了错位的中心线M’，喷嘴行R1平行于该错位的中心线。由于直接印刷头13a沿着容器2的圆锥形的部分引导，因此错位的中心线M’倾斜于中心线M地延伸。
如从图5A中可以看出，这引起了喷嘴行R1和R2的印刷点散开并且能识别到具有第二条线的重影，这是不期望的。
相应地，利用局部的印刷分辨率103b的校正来校正图5B中印刷点的栅格化，使得容器2上的印刷点沿着散开的线N1、N2、N3安置。线N1、N2、N3的准确的栅格也可以通过变形102a来一起确定。因此，一条线不再显现两次，而是作为单个的线显现，由此改善了直接印刷物的质量。
图6中示出了用于墨滴的飞行时间校正的方法步骤103c、108的示例性的执行方案。
可以看到穿过容器2的表面的横截面，该横截面在印刷定位P处时恰好应被印刷站13以印刷点进行打印。然而，一方面，容器2相对于直接印刷头13a以速度VK运动，而另一方面墨滴I必须在以速度vI发射之后首先克服印刷距离h。因此，墨滴I实际上以相对于印刷定位P的偏移量Δx撞击在实际的印刷定位P’上。由此得到了直接印刷物相对于容器2的相应的移动，该移动与印刷距离h有关，并且因此与表面形貌有关。
该偏移量可以通过墨滴103c的飞行时间校正来相应地补偿。例如，利用微观校正203，让印刷栅格图像206的各个印刷点分别单独地与容器2的运动相反地移动，使得它们撞击在所期望的印刷定位P上。
因此，图5A中的由于表面形貌引起的局部的分辨率变化和图6中的由于飞行时间引起的印刷点的移动利用微观校正103来进行校正，并保存成校正后的印刷栅格图像207。于是，直接印刷物如下这样地相对于表面形貌地显现在容器上，即，使栅格化的印刷点尽可能位于想要的方位上。
由于宏观校正202是在栅格图像处理器107的前面执行的，使得可以以高分辨率并且以较低的计算能力来校正印刷图形模板204。因为针对局部的分辨率效果和飞行时间的喷嘴校正103a只有在栅格图像处理器107之后才发生，所以在微观校正203中忽略了宏观影响，从而仅在微观上移动了栅格化的印刷点，而不会由此降低直接印刷物的质量。因此，为此仅使用实际上所需的计算能力，由此使直接印刷方法100特别有效地工作。
应理解，上述的实施例中提到的特征不限于这些特殊组合，而以任意的其他组合是可能的。

Claims (13)

1.针对用于给容器(2)、尤其是成型容器打印上直接印刷物(D2)的直接印刷机(10)的直接印刷方法(100)，
其中，由所述容器(2)的3D数据、所述直接印刷机(10)的印刷运动轨迹(B)以及所述直接印刷机(10)的印刷参数来创建3D印刷模型(101)，以便预测要印刷到所述容器(2)上作为直接印刷物的印刷图形模板(204)的成像，
其中，借助所述3D印刷模型来确定宏观校正(202)和微观校正(203)(102、103)，其中，所述宏观校正(202)包括对所述印刷图形模板(204)在所述容器(2)上的变形的逆转，而所述微观校正(203)包括喷嘴校正(103a)，
其中，将所述印刷图形模板(204)利用所述宏观校正(202)来校正并保存成校正后的印刷图形(205)(106)，
其中，利用栅格图像处理器由所述校正后的印刷图形(205)产生印刷栅格图像(206)(107)，并且
其中，基于所述微观校正(203)对所述印刷栅格图像(206)进行校正，并将其作为校正后的印刷栅格图像(207)保存(108)且利用所述直接印刷机(10)作为直接印刷物(D2)印刷到所述容器(2)上(109)。
2.根据权利要求1所述的直接印刷方法(100)，其中，所述宏观校正(202)对由所述印刷图形模板(204)的成像所造成的变形(102a)和/或所述直接印刷物(D2)在所述容器(2)上的色密度(102b)的变化进行校正。
3.根据权利要求1或2所述的直接印刷方法(100)，其中，所述喷嘴校正(103a)包括对局部印刷分辨率(103b)的校正，利用所述对局部印刷分辨率的校正，来考虑到由于相对于至少一个直接印刷头(13a)倾斜和/或拱曲延伸的容器区域(2a)而引起的分辨率变化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的直接印刷方法(100)，其中，所述喷嘴校正(103a)包括对墨滴(P)的飞行时间校正(103c)，其中，考虑到来自至少一个直接印刷头(13a)的喷嘴(13b)的墨滴(I)的个别的飞行时间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的直接印刷方法(100)，其中，在确定所述3D印刷模型时，由所述容器(2)的3D数据来确定表面轮廓(K)，并且其中，由所述直接印刷机(10)相对于所述表面轮廓(K)的印刷运动轨迹(B)以及所述直接印刷机(10)的印刷参数来获知成像函数，利用所述成像函数将所述印刷图形模板(204)的像点与所述表面轮廓(K)关联。
6.根据权利要求5所述的直接印刷方法(100)，其中，由所述成像函数来获知所述印刷图形模板(204)在所述容器(2)上的变形。
7.根据权利要求5或6所述的直接印刷方法(100)，其中，由所述3D印刷模型来创建与所述印刷图形模板(204)相关联的高度型廓。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的直接印刷方法(100)，其中，由所述直接印刷机(10)的印刷运动轨迹(B)来确定至少部分包围所述表面轮廓(K)的参考表面轮廓(R)，并且其中，所述印刷图形模板(204)在所述容器(2)上的变形通过所述参考表面轮廓(R)到所述表面轮廓(K)上的投影来获知。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的直接印刷方法(100)，其中，在确定所述表面轮廓(K)时，所述容器(2)的3D数据通过空间平滑滤波器来滤波，并且/或者将凸的包络线虚拟地收套到所述容器(2)的3D数据上。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的直接印刷方法(100)，其中，确定所述容器(2)的3D数据或表面轮廓(K)相对于所述至少一个直接印刷头(13a)的表面距离(h)和/或表面速度(vK)，尤其是其中，考虑到所述直接印刷机(10)的印刷运动轨迹(B)，以便确定在印刷时所述表面轮廓(K)相对于所述至少一个直接印刷头(13a)的虚拟运动。
11.根据权利要求10所述的直接印刷方法(100)，其中，利用所述表面速度(vK)来校正所述表面距离(h)的变化。
12.计算机程序产品，所述计算机程序产品具有能由计算机***(20)实施的机器指令，所述机器指令在实施时使所述计算机***(20)执行根据权利要求1至11中任一项所述的直接印刷方法(100)。
13.用于给容器(2)打印上直接印刷物(D2)的直接印刷机(10)，
其中，所述直接印刷机(10)包括具有至少一个直接印刷头(13a)的至少一个印刷站(13)、用于将所述容器(2)运输至所述至少一个印刷站(13)的运输机(11)和计算机单元(20)，
其中，所述计算机***(20)包括处理器单元、存储器单元、输入单元(23、24)和输出单元(22)，
其中，所述计算机***(20)被构造成用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的直接印刷方法(100)。
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