[发明专利]容器印刷设备和方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种在容器上，尤其是在非旋转对称的容器(特别是瓶子或罐子)上印刷多色图像的设备和方法。

现有技术

产品(例如流质食物和卫生用品等)的容器上要带有用来标识产品和/或高品质产品介绍的印记。可以直接在容器外壁上的印刷区域做出印记(直接印刷)，也可以在标签上做出印记，作为附加印刷。把一个或多个印刷头直接作用于容器或标签的外表面，由此来应用印刷颜色或印刷油墨。印好的印刷图像可以包含文字、商标、图案和颜色渐变。此外，印刷图像可以是单色的，也可以是多色的。若印刷图像是多色的，则需为每个印刷颜色提供单独的印刷头，也就是说，要根据印刷区域要用的喷墨方法来决定各个印刷头要用的印刷颜色。每种印刷颜色都使用了之后，可以使用热空气、红外辐射、紫外辐射、微波和电子束等进行干燥，从而固定印刷颜色。除此以外，还可以根据“湿压湿叠印”的原理，在一个印刷过程中通过一个或多个印刷头产生多色印刷图像，然后进行固定。

采用喷墨原理的方法有共同之处，即印刷头与印刷表面之间的距离以及印刷过程中印刷表面经过印刷头的移动速度对印刷图像的品质有至关重要的影响。例如，根据喷墨原理使用的部分印刷油墨无法达到待处理容器的外表面区域，但是会进入周围空气中形成高度分散的印刷油墨颗粒气溶胶。随后，印刷油墨颗粒以不受控制的方式从气溶胶自由沉积到印刷区域上以及其他区域之间，从而造成印刷油墨污点、印刷图像错误或品质下降。印刷距离(即印刷头与待印刷区域各表面元素之间的距离)越大，就会有越多的印刷颜色或印刷油墨进入到周围空气中。因此，在整个印刷过程中始终要保持小的印刷距离。

此外，最好以尽可能恒定的表面速度使待印刷区域经过印刷头(尤其是在印刷图像为多色图像的情况下)，从而保证印刷点之间的距离均匀。均匀的表面速度能使得生成的印刷图像具有均匀的分辨率。

现有技术公开了绕着圆形容器(例如瓶子)的旋转轴旋转该容器，从而在待印刷表面和印刷头之间形成相对速度的方法。同样的，通过线性机或旋转货架把形状为长方体或非旋转对称的常见容器移动经过各个印刷头的方法也众所周知，在这种情况下各印刷头通常是静止的。

若容器的底部非旋转对称，尤其是底部的待印刷区域既不平坦也不是类似圆柱体或圆锥体部分，那么在采用了上述方法的印刷过程中，印刷距离和/或表面速度有时会发生很大变化。这些变化对生成的印刷图像的品质有重要影响。尤其是在“健康和保健”领域，很多容器都配置了椭圆形底部或类似底部，因此此类容器不太适合通过喷墨机打印机来印刷。也可以对一些外表面形状更复杂的容器进行印刷，例如容器外表面的印刷区域是凹面的或部分平坦和部分弯曲的，或印刷区域有拉长的椭圆形截面等。对于很多这种形状的容器而言，由于曲率半径不同，既无法实现恒定的印刷距离，也无法实现恒定的表面速度。

因此，本发明的目标是提供一种在容器上，尤其是在非旋转对称的容器上印刷的设备和方法，该设备和方法的采用可以保证在整个印刷过程中印刷距离基本恒定。此外，本发明所采用的设备和方法还可以保证待印刷表面的表面速度基本恒定。本发明更基本的目标是提高具有复杂横截面的容器上的印刷图像的品质，并增加此类容器的印刷设备的吞吐量。

发明内容

上述目标由一个在容器上，尤其是在非旋转对称的容器上印刷的设备来实现，该设备包含：

至少一个印刷机组，印刷机组包括至少一个印刷头；

一个输送系统，该系统包括多个绕着旋转轴旋转的容器接收装置，而且该系统的结构能使得容器接收装置在闭合路径上循环，且容器接收装置中所容纳的容器的外表面印刷区域可移动经过印刷头；

至少一个第一驱动，该第一驱动可以通过至少一个开环和/或闭环控制装置使容纳了容器的容器接收装置绕着其旋转轴旋转。该第一驱动适合于可变控制，从而使印刷区域移动经过印刷头时二者之间保持基本恒定的预定印刷距离。

本发明所采用的设备适合于在印刷区域(即待印刷容器外表面呈凸面或凹面的部分)上印刷，尤其适合于在横截面平行于容器底部的椭圆形印刷区域上印刷。通常，印刷区域横截面的形状与容器底部的形状相对应。但本发明并不局限于在此类容器上印刷，还能在待印刷区域的形状与容器底部的形状不对应的容器上印刷，例如锥形或圆体容器以及表面区域偏移，尤其是凹陷的化妆品和卫浴产品的容器。本发明还更广泛地适用于在任意形状的容器的印刷区域上印刷，只要能使用连续可微函数把平行于容器底部的该印刷区域的横截面参数化即可。允许参数化形状在正常的制造公差内出现偏差。