特許 6535279 ３次元表面に印刷するための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6535279

(24)【登録日】2019年6月7日

(45)【発行日】2019年6月26日

(54)【発明の名称】３次元表面に印刷するための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20190617BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/01 109

   B41J2/01 401

【請求項の数】17

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-502132(P2015-502132)

(86)(22)【出願日】2013年3月21日

(65)【公表番号】特表2015-516898(P2015-516898A)

(43)【公表日】2015年6月18日

(86)【国際出願番号】EP2013000857

(87)【国際公開番号】WO2013143668

(87)【国際公開日】20131003

【審査請求日】2016年3月18日

(31)【優先権主張番号】102012005924.8

(32)【優先日】2012年3月26日

(33)【優先権主張国】DE

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】598125028

【氏名又は名称】カーハーエス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(72)【発明者】

【氏名】ニック・ミヒャエル

(72)【発明者】

【氏名】プレッケル・カトリーン

(72)【発明者】

【氏名】ファン・デ・ウィンケル・ヴェルナー

【審査官】 松下 公一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１２３１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２５２１７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３３５０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７６０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６４７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７９２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９１５１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／０１ − Ｂ４１Ｊ ２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物（８）の外壁の円錐形の回転対称な領域（６）の表面に印刷画像（３６）で印刷するための方法において、
前記領域（６）が、横断面、特に瓶として形成された対象物（８）のパラメータ（３０）から成るアレイ（６４）によって確定されていて、互いに平行に配置された直線状の少なくとも２つの、それぞれ複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）を備える印刷ヘッド（４）によって印刷され、
当該平行に配置された少なくとも２つの、複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）が、前記印刷画像（３６）の達成すべきピクセル密度を考慮して制御され、
それぞれ１つの印刷ノズルの印刷密度が、前記領域（６）を表す少なくとも１つのパラメータ（３０）に応じて設定され、
少なくとも２つの前記印刷ノズル列の液滴が、１つのラインに統合されるように、当該互いに平行に配置された少なくとも２つの、複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）間の可変の時間オフセットが、印刷ヘッドと前記対象物（８）の前記領域（６）との間の相対速度の変化に応じて設定され、
前記相対速度の変化によって引き起こされる一定でない空間オフセットが、ピクセル間隔より大きい場合、前記印刷画像（３６）の個々のピクセルが移動され、
前記液滴の可能な大きさに対する前記ピクセル密度の変化が大きい場合、前記液滴の大きさの適合が、前記印刷画像（３６）のそれぞれのピクセルの強度を上げるか又は下げることによって実行される当該方法。

【請求項2】

前記印刷画像（３６）の画像データ（３２，６８）が、前記領域（６）に適合される請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記領域（６）の造形が、読み取られる請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記ピクセル密度は、前記領域（６）の一周にわたって適合される請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記方法は、ソフトウェア制御で実行される請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記印刷画像（３６）は、画像データ（３２，６８）によってデジタル式に記憶される請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

前記複数の印刷ノズルの前記列（２０，２２）が、前記表面の前記領域（６）に対して平行に配置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記対象物（８）は、前記回転対称な領域（６）の回転軸を中心にして回転される請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記領域（６）は、一定の角速度で回転される請求項８に記載の方法。

【請求項10】

回転量に関する信号が、制御装置（１６）から前記印刷ヘッド（４）の制御装置に転送される結果、印刷すべき前記印刷画像（３６）の１つのラインの印刷が、等しい回転間隔ごとに起動される請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記回転対称な領域（６）の前記パラメータ（３０）は、印刷前に測定によって決定される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記方法は、容器として形成された対象物（８）に対して実行される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記方法は、瓶として形成された対象物（８）に対して実行される請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

印刷ヘッド（４）を有する装置において、
前記印刷ヘッド（４）が、互いに平行に配置された直線状の少なくとも２つの、それぞれ複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）を備え、且つ対象物（８）の外壁の、回転対称な領域（６）又は円錐形の回転対称な領域（６）の表面に印刷画像（３６）で印刷するために構成されていて、
少なくとも２つの前記印刷ノズル列の液滴が、１つのラインに統合されるように、当該互いに平行に配置された少なくとも２つの、複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）間の可変な時間オフセットが、印刷ヘッドと前記対象物（８）の前記領域（６）との間の相対速度の変化に応じて設定可能であり、
相対速度の変化によって引き起こされる一定でない空間オフセットが、ピクセル間隔より大きい場合、前記印刷画像（３６）の個々のピクセルが移動可能であり、
前記液滴の可能な大きさに対する前記印刷画像（３６）の達成すべきピクセル密度の変化が大きい場合、前記液滴の直径の適合が、前記印刷画像（３６）のそれぞれのピクセルの強度を上げるか又は下げることによって実行可能である当該装置。

【請求項15】

前記領域（６）は、少なくとも３つのパラメータ（３０）、すなわち傾斜角度並びに最小直径及び最大直径によって確定されていて、
前記装置（２）は、制御装置（１６）を有し、当該互いに平行に配置された２つの、複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）を、前記印刷画像（３６）の達成すべきピクセル密度を考慮して制御し、それぞれ１つの印刷ノズルの印刷密度を、前記３つのパラメータ（３０）のうちの少なくとも１つのパラメータ（３０）に応じて設定するように、前記制御装置（１６）が構成されている請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記装置は、円盤と前記対象物（８）用の回転駆動部と前記印刷ヘッド（４）用のブラケット（１４）とを有する駆動装置（１８）を備え、
前記対象物（８）を、前記円盤に固定することができ、且つ前記回転駆動部を通じて前記円盤を回転することによって回転させることができ、
前記印刷ヘッド（４）を、前記ブラケット（１４）によって前記対象物（８）に対して位置決めすることができる請求項１４又は１５に記載の装置。

【請求項17】

前記制御装置（１６）は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法を実行するためのソフトウェア（３４）を実行する中央処理装置を有する請求項１４，１５又は１６に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元表面に印刷するための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

印刷画像を平坦な表面上に印刷するためには、印刷ヘッドと表面に印刷すべきである基板とが、一定の速度で互いに相対移動されることが必要である。一方では、印刷ヘッドが、平坦な表面の上を移動され得る。他方では、平坦な表面を固定された印刷ヘッドの前方で移動させることも可能である。印刷ヘッドとそれぞれのリニアドライブとが、当該リニアドライブの高分解能ロータリーエンコーダによって同期される。この場合、各パルスが、印刷シーケンス中に１つのスリット型ノズルの全体を通じたインクの吐出を起動させる。

【0003】

当該印刷画像の印刷は、平坦な表面から回転対称な円筒体に転用され得る。この場合、円筒面と例えば垂直に配置された印刷ヘッドとが、軸に対して互いに相対回転される。一定の角速度によって、当該表面が、当該印刷ヘッドに対して相対移動するか、又は、当該印刷ヘッドが、当該表面に対して相対移動する。この場合には、回転駆動部のロータリーエンコーダのパルスが、印刷画像の１つのラインの印刷を起動させる。

【0004】

文献米国特許出願公開第２００１／００１７０８５号明細書は、３次元の対象物に印刷するための装置及び方法に関する。この装置は、印刷すべき３次元の対象物の３次元の形を検出するためのモジュールを有する。これらの情報、特に３次元の形の傾斜に関する情報が、当該印刷のために考慮される。この場合、当該装置は、インクを吹き付けるために互いに平行に配置された複数のノズルを有する。

【0005】

文献独国特許出願公開第１０２０１０００１１２０号明細書には、容器蓋に印刷するための方法が開示されている。この場合、この容器蓋は、突出した領域及び／又は凹んだ領域を有する構造化された外面を成す。このために、インクジェット流又はレーザージェット流が、印刷画像を作成するために移動方向に対して垂直に且つ仮想テンプレートの表面に対して垂直に噴出されることが、当該文献に開示されている。

【0006】

文献独国特許出願公開第１０２００６０３４０６０号明細書は、飲料缶の底に装飾を施すための方法に関する。この場合、装飾を施すべき底とデジタル式に且つ非接触式に作動する印刷ヘッドとが、印刷工程中に互いに相対移動され、当該印刷ヘッドが、色を出力するために制御装置によって制御される。この場合、制御プログラムが、平坦でない装飾面の縦断面の輪郭に応じて印刷ヘッドを制御するために作成され、この印刷ヘッドに対する装飾面の相対位置が検出され、このデジタル式印刷ヘッドが、当該作成された制御プログラムによって制御される。

【0007】

３次元対象物に印刷するためのその他の装置が、文献米国特許出願公開第２００５／０１９５２２９号明細書、特開２００１−１９１５１４及び独国特許第１０２００５０６０７８５号明細書に開示されている。

【0008】

文献米国特許第６５３８７６７号明細書は、球面、例えばゴルフボールに印刷するための方法に関する。この場合、湾曲された表面が、複数のトラック（軌道）に分割される。印刷装置が、これらのトラックに位置決めされる。各トラックが、そのピクセル密度における周囲に適合された固有の１つの印刷原画を有する。１つのトラックの吹き付け後に、当該印刷装置が、その次のトラックに対して新たに位置決めされる。したがって、印刷ヘッドが、当該湾曲された表面に対して接線方向に複数回位置決めされ、それぞれ１つの一定のピクセル密度が、それぞれ１つのトラックの印刷領域をカバーする１つの印刷原画内で算出される。

【0009】

文献国際公開第２００４０１６４３８号パンフレットは、球面を算出するためのその他の方法に関する。この場合、印刷すべき回転対称な物体の造形が、ＣＡＤ又は３次元スキャナによって読み取られ、印刷のために使用される。可能な画像データ及びデジタル座標が、当該印刷のために提供される。これらの画像データは、１つの印刷ヘッドを１つの点により接線方向に指向させるために使用される。このため、印刷画像が、同じ幅の複数のトラックに分割される。必要なピクセル密度が、それぞれ１つのトラックの印刷原画内の表面に応じて算出される。

【0010】

対象物に印刷するためのプリンタが、米国特許出願公開第２００５２４８６１８号明細書に開示されている。ここでは、印刷液滴が、静電場を印加することによって偏向されることが提唱されている。この場合、陰極管（受像管）の原理が、印刷液滴の多次元の偏向のために適用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００１／００１７０８５号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第１０２０１０００１１２０号明細書

【特許文献3】独国特許出願公開第１０２００６０３４０６０号明細書

【特許文献4】米国特許出願公開第２００５／０１９５２２９号明細書

【特許文献5】特開２００１−１９１５１４

【特許文献6】独国特許第１０２００５０６０７８５号明細書

【特許文献7】米国特許第６５３８７６７号明細書

【特許文献8】国際公開第２００４０１６４３８号パンフレット

【特許文献9】米国特許出願公開第２００５２４８６１８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上記の課題は、請求項１に記載の：
対象物（８）の外壁の円錐形の回転対称な領域（６）の表面に印刷画像（３６）で印刷するための方法において、
前記領域（６）が、横断面、特に瓶として形成された対象物（８）のパラメータ（３０）から成るアレイ（６４）によって確定されていて、互いに平行に配置された直線状の少なくとも２つの、それぞれ複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）を備える印刷ヘッド（４）によって印刷され、
当該平行に配置された少なくとも２つの、複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）が、前記印刷画像（３６）の達成すべきピクセル密度を考慮して制御され、
それぞれ１つの印刷ノズルの印刷密度が、前記領域（６）を表す少なくとも１つのパラメータ（３０）に応じて設定され、
少なくとも２つの前記印刷ノズル列の液滴が、１つのラインに統合されるように、当該互いに平行に配置された少なくとも２つの、複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）間の可変の時間オフセットが、印刷ヘッドと前記対象物（８）の前記領域（６）との間の相対速度の変化に応じて設定され、
前記相対速度の変化によって引き起こされる一定でない空間オフセットが、ピクセル間隔より大きい場合、前記印刷画像（３６）の個々のピクセルが移動され、
前記液滴の可能な大きさに対する前記ピクセル密度の変化が大きい場合、前記液滴の大きさの適合が、前記印刷画像（３６）のそれぞれのピクセルの強度を上げるか又は下げることによって実行される当該方法によって解決される。
さらに、上記の課題は、請求項１４に記載の：
印刷ヘッド（４）を有する装置において、
前記印刷ヘッド（４）が、互いに平行に配置された直線状の少なくとも２つの、それぞれ複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）を備え、且つ対象物（８）の外壁の、回転対称な領域（６）又は円錐形の回転対称な領域（６）の表面に印刷画像（３６）で印刷するために構成されていて、
少なくとも２つの前記印刷ノズル列の液滴が、１つのラインに統合されるように、当該互いに平行に配置された少なくとも２つの、複数の印刷ノズルを有する列（２０，２２）間の可変な時間オフセットが、印刷ヘッドと前記対象物（８）の前記領域（６）との間の相対速度の変化に応じて設定可能であり、
相対速度の変化によって引き起こされる一定でない空間オフセットが、ピクセル間隔より大きい場合、前記印刷画像（３６）の個々のピクセルが移動可能であり、
前記液滴の可能な大きさに対する前記印刷画像（３６）の達成すべきピクセル密度の変化が大きい場合、前記液滴の直径の適合が、前記印刷画像（３６）のそれぞれのピクセルの強度を上げるか又は下げることによって実行可能である当該装置によって解決される。
本発明のその他の構成は、従属請求項及び明細書に記載されている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の課題は、それぞれの独立請求項に記載の特徴を有する方法及び装置によって解決される。本発明のその他の構成は、従属請求項及び明細書に記載されている。
当該方法及び装置によれば、一般に容器として形成されている回転対称な対象物の印刷が、ライン補正（画像処理）としてソース画像を提供することによって可能である。本発明は、ラベルのない容器を梱包する解決手段の分野、及び／又は容器へ直接に印刷するために使用され得る。

【0014】

したがって、非円筒形の容器、例えば非円筒形の瓶に対する画像補正及び／又は印刷画像制御が可能である。垂直なピクセルラインの分散と、円周の増大に伴うピクセル密度の線形な増大が、本発明によって補正される。当該補正は、特に、複数の印刷ノズル列を有する印刷ヘッドの使用に関連する。

【0015】

さらに、印刷原画が、印刷すべき対象物のサイズに適合される。この場合、印刷ヘッドの２つの印刷ノズル又はノズル列の間のオフセット又はシフトが補正される。この場合、このシフトは、当該対象物の印刷すべき領域の１つ、例えば最大基準円周に対して設計されている。同じことが、物理的ピクセル密度に対して成立する。

【0016】

対象物、例えば瓶の一般に回転対称な形に印刷画像を適合することが、ソフトウェア機能によって実行され得る。この場合、ラインシフトが補正される。当該補正は、個々の印刷ノズルの可変のオフセット、可変のピクセル密度及び色分解を提供することによって可能である。さらに、瓶又は容器の形が入力される。したがって、全ての形、さらに例えば、円錐形及び湾曲形、溝等を、当該ソフトウェア機能を通じて図面から読み取ること及び記憶することが可能である。

【0017】

印刷ヘッドの位置決めが、傾斜角度、高さ及び印刷画像のサイズに応じて印刷機へ引き渡される。

【0018】

本発明の利用は、いわゆる「プリプレス・マネジメント・ソフトウェア」で可能であり、１つのステップを印刷工程前に実行できる。この場合、印刷画像の印刷原画と、印刷機用の制御データ及び／又は位置決めデータとが提供される。

【0019】

本発明の範囲内では、例えばインクジェットプリンタ用のデジタル印刷方法が、ソフトウェア技術的に補正するために、及び／又はデジタル印刷原画を対象物の回転対称な表面の実際の形に適合させるために制御装置及びソフトウェアを用いて実行される。少なくとも１つの印刷ヘッドの少なくとも２つの印刷ノズル列の間のオフセットが、ソフトウェアを使用することによって当該領域のそれぞれの直径とピクセル密度とに適合される。

【0020】

この場合、位置変更して整合する必要がある複数の印刷トラックが省略され得る。この代わりに、ただ１つの印刷シーケンスと、印刷ヘッドの１回限りの整合とが実行される。この印刷ヘッドが、印刷すべき領域に対して１回だけ位置決めすればよいことを意味する。この印刷ヘッドによって通過される当該領域が、対象物の最大で３６０°の回転中に印刷画像で完全に印刷され得る。したがって、当該印刷画像が、印刷シーケンス中に軸方向及び／又は水平方向に完全に吹き付けられ得る。一般に、完全な印刷画像が、容器の運動中に少なくとも１つの印刷ヘッドによって吹き付けられる。

【0021】

本発明によれば、ＣＡＤデータが、印刷ヘッドを位置決めすることのほかに、画像処理、すなわちインク液滴の位置決め及び／又は液滴の大きさの適合のためにも使用され得る。

【0022】

したがって、ソフトウェア支援された、自動的なプリプレス・マネジメントと、回転対称な表面上に直接に印刷する画像を提供することとが可能である。この場合、当該印刷画像が、画像を処理するプリプレス・マネジメントによって当該回転対称な表面に適合される。

【0023】

当該方法は、いわゆるインクジェット印刷技術による実施の形態で実行され得る。同様に使用可能な「ドロップオンデマンド」方法では、要求されたときだけ、インクが、印刷すべき基板、すなわち対象物の領域上に吹き付けられる。したがって、インク液滴が、印刷ヘッドのノズルによって当該基板上に正確に位置決めされる。この場合、気泡を印刷ヘッドのノズル内で発生させることによってインク液滴を噴出させる「バブルジェット」印刷ヘッドと、印刷ヘッドのノズル内の圧電セラミック素子を変形することによってインク液滴を吐出させるピエゾ印刷ヘッドとの双方が使用され得る。通常は、ピエゾ印刷ヘッドが使用される。何故なら、このピエゾ印刷ヘッドは、「バブルジェット」印刷ヘッドとは違ってインク液滴の体積を電圧パルスの大きさによって制御でき、明らかにより高い周波数で作動し、より長い寿命を有するからである。

【0024】

上記の画像の提供を改良するために使用される印刷ヘッドは、１０００個に及ぶアクティヴ印刷ノズルを支持でき、６ｐｌと４２ｐｌ（ピコリットル）との間で液滴の大きさを７段階で生成できる。このことは、８つのグレーステージに相当する。当該印刷ヘッドは、３６０ｄｐｉの物理的ピクセル密度を達成する。このことは、当該動的な８つのグレーステージに起因して１０８０ｄｐｉの光学解像度に相当する。この高い解像度を達成するため、印刷ノズルが、１列当たり５００個のノズルで垂直方向に２列を成して配置されている。したがって、水平方向に対向して配置された２つの列の当該複数の印刷ノズルが、互いに等間隔に存在する。当該２つの列を組み合わせることで初めて、３６０ｎｐｉ（ノズル・パー・インチ）の解像度が、７０．５５６μｍの垂直方向のピクセル間隔で可能になる。当該複数の印刷ノズル列の間隔は、４．７９８ｍｍである。当該印刷ヘッドが、印刷すべき基板に対して一定の相対速度で移動すると、第２印刷ノズル列のインクの吐出が、一定の時間オフセットによって遅延される。この遅延が、当該複数の印刷ノズル列間の距離を補正する。その結果、当該２つの印刷ノズル列の液滴が、１つのラインに統合される。

【0025】

インク供給システムが、印刷ヘッドへ連続して供給するために使用される。このインク供給システムは、インク流通速度、温度、及び印刷ヘッドの印刷ノズルでのインクの正確な圧力の加工条件を合わせる。

【0026】

印刷画像を、例えば円錐形の回転対称な表面上に吹き付けるため、印刷ヘッドの垂直軸が、表面の印刷領域の外側にある点の割線に対して平行に整合される。その結果、当該印刷ヘッドが、この表面に対してほぼ平行に配置されていて、その直近で起こり得る接触点に応じて、例えば当該直近で起こり得る接触点から１ｍｍ離れた高さに位置決めされている。次いで、回転駆動部が、当該対象物又は物体を当該傾けられた印刷ヘッドの前方で回転させる。印刷画像が、当該対象物の回転を起動させるロータリーエンコーダが、印刷画像の１つのラインの印刷シーケンスをさらに起動させる。インクが、この印刷シーケンス中に当該表面上に吹き付けられる。当該印刷ヘッドの全ての物理的分解能を活用するため、２つの印刷ノズル列が使用される。パラメータ全体で回転対称な印刷領域を表す各個々の印刷ノズルの高さに関するパラメータ、例えば、直径に関するパラメータ及び隣接した印刷ノズルに対する傾斜角度に関するパラメータが、ＣＡＤデータから算出された瓶の横断面を用いて算出され、個々の印刷ノズルのオフセットを適合するためと、印刷画像内の個々のラインのピクセル密度を適合するためとに使用される。

【0027】

このために作成されたアルゴリズム及び方法を検査するため、容器を移動させるための駆動装置、印刷画像応用のための印刷技術及び吹き付けられたインクを乾燥するための照明装置が、本発明の装置の可能な構成要素として使用される。

【0028】

回転対称な対象物、例えば容器に直接に印刷するため、駆動装置が使用される。当該対象物が、この駆動装置によって一定の速度で印刷ヘッドの前方で軸に対して回転される。このために設けられている当該駆動装置は、ピンとボールベアリングで軸支された円盤とを有する。当該対象物が、このピンとこの円盤との間で挟持される。最後に、ＤＣギヤードモータが、ピンに連結されている駆動軸を駆動させる。その回転運動が、摩擦固着によってこのピンから当該挟持された対象物に伝達される。ロータリーエンコーダが、回転量のＴＴＬ信号を印刷ヘッドの制御装置に転送する。したがって、印刷画像の１つのラインの印刷が、等しい回転間隔ごとに起動される。

【0029】

当該印刷ヘッドが、ブラケットによって駆動装置の回転軸に対して整合及び／又は位置決めされる。この場合、対象物に対する距離及び傾斜角度が設定される。

【0030】

吹き付けられたインクを硬化させるため、水冷式のＬＥＤ−ＵＶＡ照明装置が、印刷ヘッドの上に存在する。ＵＶ硬化インクが使用される場合、このＬＥＤ−ＵＶＡ照明装置は、当該定着及び乾燥のために使用される。重合によって、長い鎖状分子が発生し、強固な不溶性層が形成される。

【0031】

当該方法は、例えば、瓶として形成されている容器に対して実行され得る。この瓶は、約３°の傾斜角を成す、印刷すべきタグ又はラベルのための円錐形の回転対称な領域を有する。印刷画像のアプリケーションが、円錐形の回転対称な領域に適合される。例えばビットマップデータフォーマット形式の印刷原画、画像を適切に提供するために使用される。この瓶のタグ又はラベル用の領域が、以下の特徴を有する円錐形の回転対称な胴部から成る。
最大直径 ｄｍａｘ＝６８．５ｍｍ
最小直径 ｄｍｉｎ＝６１．０ｍｍ
直径の最大差 Δｍａｘ＝７．５ｍｍ
ラベル領域の高さ ｈ＝７１．０ｍｍ
傾斜角度 α＝３．０１５°

【0032】

印刷画像の画像フォーマットが、３０５０＊１０００ピクセルの解像度で、当該瓶の２１５．１９９の最大円周と当該ラベル用の領域の７１ｍｍの高さとに適合されている。当該画像フォーマットの寸法と当該解像度との間の関係が、以下のように示される。
３６０ｄｐｉ＊２１５．１１９＊（２５．４ｍｍ／ｉｎｃｈ）^−１＝３０５０ピクセル
１０００ピクセル＊２１５．１１９ｍｍ＊（２５．４ｍｍ／ｉｎｃｈ）^−１＝７０．５５６ｍｍ

【0033】

当該画像データは、多色で吹き付けて印刷するためのＲＧＢ色情報と、一色だけのインクで吹き付けるための８ビットグレーステージ値とを有する。

【0034】

当該印刷画像が、画像準備なしに印刷ヘッドの３°の傾斜角で吹き付けられる場合、以下の現象が現れる。

【0035】

印刷ヘッドに配置されたノズル列、この場合には第２印刷ノズル列のインク液滴が、瓶の円周の減少と共にその回転方向に対して反対方向に吹き付けられる。垂直方向の間隙が、瓶の直径の減少と共にハーフラインずつ離れるように延在している。

【0036】

水平方向のピクセル密度を最大円周の高さに適合させることによって、変位増分が、一定の印刷サイクル時に円周の変化に比例して変化する。したがって、物理的ピクセル密度が、瓶の円周の減少と共に増大する。

【0037】

上記の２つの効果は、印刷ヘッドの構造に起因する。一定の速度では、２つの印刷ノズル列のインク液滴が、印刷ヘッドと基板との間で１つの印刷ラインに合成される。同様に、さらに、一定でない瓶の円周でも同様に合成される。

【0038】

２つの印刷ノズル列の空間オフセットを補正するため、印刷ヘッド制御装置により、第２印刷ノズル列のインクの吐出が、一定の時間オフセットによって遅延される。当該遅延は、２つの印刷ノズル列の画像点を１つのラインに合成するために設けられている。上記基板の印刷領域の全体が、当該印刷ヘッドに対して一定の速度で相対移動すると、このオフセットが、希望した印刷画像を提供する。

【0039】

吹き付けられる円錐形の回転対称な瓶の形が、一定の角速度で回転すると、印刷ヘッドと基板との間の相対速度が、その円周速度に応じてその円周の変化に比例する。当該印刷ヘッドの２つの印刷ノズル列の間の一定の時間オフセットが、基準の円周、例えば瓶の最大円周に適合される。当該２つの印刷ノズル列によって吹き付けられたインク液滴が、上記領域内で１つのラインに合成される。円周の変化によって引き起こされる相対速度変化ｋが、空間オフセットを成す当該２つの印刷ノズル列の間の一定の時間オフセットに比例するように影響を及ぼす。
ｋ（ｉ）＝（ｍａｘ（Ｕ_ｍａｘ＊ｆ_ｐ）−（Ｕ（ｉ）＊ｆ_ｐ））＊（７０．５５６μｍ）^−１
このとき、ｆ_ｐ＝印刷回数、Ｕ（ｉ）＝印刷ノズルｉの高さに対する円周。一定でないオフセットが発生する。

【0040】

当該方法の可能な構成では、２つ又は複数の印刷ノズル列のオフセットと各個々の印刷ノズルの高さに対する瓶の円周との間の関係が考慮される。

【0041】

それ故に、印刷画像の各第２ラインが、局所の相対速度と例えば瓶の最大円周の高さに対する基準速度との間の差に応じて上記の一定でない空間オフセットを有する。

【0042】

可能な限り高い物理的ピクセル密度を得るため、印刷画像が、瓶の最大円周に適合される。垂直方向と水平方向との双方で一定の３６０ｄｐｉの物理的ピクセル密度が、この領域内で発生する一方で、瓶の円周がより小さく、且つ、一定の印刷回数が、一定の角速度によって引き起こされるときは、２つの印刷パルスの立ち上がり間隔のより短く経過された変位増分に起因して、物理的ピクセル密度が、水平方向に増大する。瓶の最小直径の高さに対するピクセル密度が算出されると、１９１．６３７ｍｍの最小円周のときの３０５０本の印刷ラインの場合に、４０４ｄｐｉの物理的ピクセル密度が得られる。このことは、４４ｄｐｉの増加に相当する。
３０５０ピクセル＊２５．４ｍｍ／ｉｎｃｈ＊（１９１．６３７ｍｍ）^−１＝４０４ｄｐｉ

【0043】

当該方法の可能な構成では、ピクセル密度と各個々の印刷ノズルの高さに対する瓶の円周との間の関係が考慮される。当該方法を実行するため、ソース画像データが、上記表面に適合される。当該ソース画像データは、印刷原画を含み、基板表面を表すためのデータフォーマットを特にベクターグラフィックス又はピクセルグラフィックスとして含み、デジタル図面（ＣＡＤ）を含む。このため、形を表す輪郭が、印刷ヘッドの各個々の印刷ノズル又は印刷ノズル列に対して記憶される。印刷すべき領域（ラベル領域）の幾何パラメータ、例えば、瓶の直径、瓶の円周、傾斜角度等が、当該形を表す輪郭から読み取られる。ｎ次元ベクトルが得られる。この場合、ｎは、アクティヴ印刷ノズルの数を示す。これらのベクトルは、上記のｎ個の印刷ノズル用の瓶パラメータを有する。各要素ｖ（ｉ）が、１つの印刷ノズルｉの高さに対する瓶の横断面を表す。総じて、ベクトルｖが、全体の印刷領域を表す。さらに、上記表面の造形を概算関数として表すことが可能である。

【0044】

さらに、一定でないハーフラインオフセットを、物理的ピクセル密度の変化として、円周の変化に応じて、印刷画像のソース画像データの画像処理によって適合させることが提唱されている。

【0045】

当該方法によれば、非円筒な、円錐形の、湾曲された又はその他の回転対称な３次元対象物若しくは物体上に印刷画像を吹き付けるための、作成して記憶すべきデジタル印刷原画が、上記表面の造形に適合される。このアプローチは、公知の方法と違って、トラックと、印刷ヘッドの関連する再位置決めとが、印刷工程中に省略されて、ただ１つの印刷シーケンスに統合される点で優れている。その結果、効率重視のライン生産に適した設計が可能である。さらに、個々の印刷ノズルを制御するための制御技術的なハードウェア経費がなくなる。

【0046】

上記の画像処理による適合は、相対速度の変化によって引き起こされる一定でない空間オフセットの補正を含む。このため、まず、当該オフセットｏが、配置された１つの印刷ノズル列の各個々の印刷ノズルに対して算出される。
ｋ（ｉ）＝（ｍａｘ（Ｕ_ｍａｘ＊ｆ_ｐ）−（Ｕ（ｉ）＊ｆ_ｐ））＊（７０．５５６μｍ）^−１
ｏ（ｉ）＝ｋ（ｉ）＋Ｏｆｆｓｅｔ＿ｃｏｎｓｔ

【0047】

このオフセットが、３６０ｄｐｉの解像度のときにピクセル間隔を７０．５５６μｍだけ又はこの値の数倍だけ超えると、存在する印刷原画内の対応するピクセルラインの全てのピクセルが、当該印刷画像内の空間オフセットに対して１ピクセル又は数ピクセルだけシフトされる。連続するオフセットの変化に近似するステップ関数が生成される。シフトされている複数のピクセルが、印刷工程中に時間的に早く処理される。１つの印刷ラインに該当するインク液滴が、時間的により早く噴出されるので、空間オフセットが減少し、相対速度の変化が補正される。さらに、特に印刷画像内の文字及び広い範囲を占める模様を表すため、印刷原画の１つのラインの隣接する複数のピクセルが結合体として、重み係数を考慮しつつ、液滴の大きさに起因する複数のピクセルに相当するシフトに算入され得る。

【0048】

物理的ピクセル密度が、上記表面の円周の変化に対して変化する。画像処理を用いることで、物理的ピクセル密度の変化が、光学解像度を適合させることによって適合される。このため、当該ピクセル密度が、印刷回数及び円周に基づいて各個々の印刷ノズルに対して算出される。さらに、印刷原画が、その複数の色成分、特にシアン、マジェンタ、黄及び黒（その他の特定の色も含む）に分割される。（以下のステップは、当該それぞれの色成分において実行される。）当該印刷原画の１つの色成分の１つのラインの全てのピクセルの値が、ピクセル密度の百分率の変化に基づいて減少される。複数のピクセルが、この変化によって、（液滴の大きさに相当する）８つのグレースケールに定量化する印刷ヘッド制御における閾値を超えると、当該光学ピクセル密度が適合される。当該定量化のほかに、重み付けが、隣接する複数のピクセルに基づいて実行され得ることで、上記の近似が、１つのラインの隣接する複数のピクセルを考慮することによって最適化され得る。

【0049】

本発明の装置は、上記方法の全てのステップを実行するように構成されている。したがって、この方法の個々のステップが、当該装置の個々の構成要素によっても実行され得る。さらに、当該装置の機能又は当該装置の個々の構成要素の機能が、当該方法のステップとして実行され得る。さらに、当該方法のステップを、当該装置の少なくとも１つの構成要素の機能として又は当該装置の全体の機能として実行することが可能である。

【0050】

上記の特徴及び以下でさらに説明すべき特徴は、本発明の範囲を逸脱することなしに、それぞれの特定の組み合わせだけで適用可能であるのではなくて、その他の組み合わせでも又は単独でも適用可能であることは自明である。

【0051】

本発明のさらなる詳細及び利点は、以下の本発明の実施の形態及び対応する図面に記載されている。

【0052】

本発明は、１つの実施の形態と２つの図面とに基づいて概略的に示されている。以下に、本発明をこれらの図面を参照して詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】本発明の装置の第１の実施の形態の概略図である。

【図2】印刷ヘッドの一例の概略図である。

【図3】瓶の一例の概略図である。

【図4】図１による本発明の装置の第１の実施の形態の別の方向から見た概略図である。

【図5】本発明の方法の実施の形態で使用されるグラフの概略図である。

【図6】本発明の方法の第１の実施の形態に対するフローチャートである。

【図7】本発明の方法の第２の実施の形態に対するフローチャートである。

【図8】本発明の方法の第３の実施の形態に対するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0054】

本発明は、複数の図中の実施の形態に基づいて概略的に示されていて、以下で図面を参照しながら詳しく説明する。

【0055】

これらの図を関連付けて且つまとめて説明する。同じ符号は、同じ構成要素を示す。

【0056】

図１に概略的に示された本発明の装置２の実施の形態は、２列の印刷ノズルを有する印刷ヘッド４を示す。インク１２が、当該２列の印刷ノズルによって、回転軸１０を中心にして回転する対象物８の外壁の回転対称な領域６の表面へ吹き付けられる。印刷ヘッド１４が、ブラケット１４に固定されていることが提唱されている。この印刷ヘッド１４は、このブラケット１４を経て対象物８の表面６に対して相対的に位置決めされ得る。さらに、装置２が、制御装置１６を有する。この制御装置１６は、印刷ヘッド４の機能を管理、すなわち制御及び／又は調整する。この場合、この制御装置１６が、駆動装置１８に接続されていることも示されている。対象物８が、その回転軸１０を中心にして回転可能に配置されてこの駆動装置１８に従来通りに固定されている。

【0057】

図２は、図１に基づいて既に示された印刷ヘッド４を別の方向から示す。この場合、印刷ヘッド４が、互いに平行に配置された２つの列２０，２２を有することを認識することができる。この場合、これらの列２０，２２の各々が、等間隔に並んで配置された複数の印刷ノズルを有する。インクが、これらの印刷ノズルから対象物８の領域６の表面上へ噴射され、及び／吹き付けられる。

【0058】

図３は、円筒面２６を有する回転対称な対象物用の例として瓶２４を示す。この瓶２４が、一定の角速度で回転される場合、結果として、この瓶２４の円筒面２６の、この瓶２４の回転軸の全体に対して同じ距離にある全ての地点が、回転時に同じ接線速度を有する。

【0059】

図４に示すように、対象物８の表面が、円錐形の回転対称な領域６を有する当該対象物８の場合は、上記接線速度は異なる。この場合、対象物８が、装置２の駆動装置１８によって一定の角速度又は回転速度で駆動されるときに、結果として、回転軸１０に対してより大きい距離又は半径を有する当該表面の領域６の複数の地点が同様に、当該回転軸に対してより小さい距離又は半径を有する当該表面の領域６の複数の地点よりも高い接線速度を有する。図４は、当該領域６上に印刷されなければならない印刷画像の高さ又は垂直方向の延在部分の全体が、印刷ヘッド４の印刷ノズルの２つの列２０，２２によってカバーされることも示す。したがって、当該印刷ヘッドが、対象物８の完全な１回転後に印刷画像を当該領域６上に印刷することが可能である。

【0060】

本発明の方法の１つの実施の形態では、上記の態様が考慮される。当該態様は、図５によるグラフに示されている。このグラフは、横座標を有する。対象物８の回転対称な領域６の直径が、この横座標に沿ってプロットされている。印刷密度が、縦座標上にｄｐｉでプロットすることができる。したがって、このグラフでは、それぞれの直径に対する印刷密度がプロットされている。当該領域６の複数の点が、印刷ヘッド４からのインクによって印刷されるときに、当該プロットが得られる。この場合、印刷ヘッド４の２つの列２０，２２が、円錐形の回転対称な領域６に対して平行に配置されているように、この印刷ヘッド４の全ての印刷ノズルが、対象物８の当該回転対称な領域６の表面に対して同じ距離を有することが提唱されている。当該回転対称な領域６の表面に沿った複数の異なる接線速度に起因して、図５に直線によって示された、当該直径に対する印刷密度の推移曲線２８が得られる。

【0061】

図６によるフローチャートは、本発明の方法の第１の実施の形態に対する複数のステップを示す。この場合、印刷画像３６に関する情報としての画像データ３２と、対象物８の外壁の回転対称な領域６を表すパラメータ３０（このとき、当該パラメータ３０は、例えば傾斜角度並びに当該領域６の最小直径及び最大直径を含み得るような、特に表面パラメータを表す）とが、当該印刷画像３６を印刷する前段階を制御するためにプリプレス・マネジメント・ソフトウェア、すなわちソフトウェア３４に提供されることが提唱されている。さらに、作動パラメータが、印刷ヘッド４を制御するために当該ソフトウェア３４から制御装置１６に提供される。当該作動パラメータは、印刷ヘッド４を制御するためにこの制御装置１６によって使用される。その後に、この印刷ヘッド４が、当該印刷画像３６で最終的に当該表面６に印刷する。

【0062】

本発明の方法の第２の実施の形態を図７によるフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートには、対象物８の外壁の回転対称な領域６の形のデザイナー４０、印刷画像３６のデザイナー４２及びユーザー４４が概略的に示されている。

【0063】

この場合、対象物８の外壁の円錐形の回転対称な領域を表すパラメータ３０が、デザイナー４０によって提供される。これらのパラメータ３０は、印刷ヘッド４の物理的解像度に対応するドット絵４６に変換される。さらに、印刷画像３６の位置４８が決定される。この場合、この位置４８は、例えば、ここでは瓶として形成された対象物８の口又は底から印刷画像までの距離を含む。

【0064】

印刷画像３６に対して必要な画像データ３２が、当該印刷画像３６のデザイナー４２によって提供される。当該画像データ３２は、例えば、長方形の寸法を有する（Ａ×Ｂ）のマトリックスとして、印刷画像３６を含む。したがって、対象物８の印刷すべき領域６の形に関する情報と、印刷画像３６に関する情報５２とが、プリプレス・マネジメント・ソフトウェア３４に提供される。ユーザー４４が、当該ソフトウェア３４の印刷画像３６を提供するためにグラフィカルユーザインタフェース５４を通じて場合によってはその他のパラメータを入力できる。

【0065】

当該ソフトウェア３４は、印刷画像３６の寸法を印刷すべき領域６の表面及び位置に適合させるように設計されている。さらに、例えば、印刷ヘッド４の複数の印刷ノズルの列２０，２２間の一定のオフセットを補正するため、印刷画像３６の画像ラインが、情報５０に応じて領域６の形にソフトウェア３４によって再配置される。すなわち、当該オフセットが、複数のピクセルの通常の間隔を超えるならば、印刷画像３６の当該個々のピクセルが移動される。したがって、各個々の印刷ノズルを制御して、オフセットを通じてインクの複数の点を移動させることが必要でない。さらに、カラーチャンネルの分割及びインクの液滴直径の適合が、ソフトウェア３４によって印刷原画のそれぞれのピクセルの強度を上げるか又は下げることで実行される。一般に、当該液滴直径及び／又は液滴密度は、それぞれの状況に適合される。さらに、印刷ヘッド４の位置が、ソフトウェア３４によって計算される。この場合、当該ソフトウェア３４は、制御装置１６内で実行される。同様に、このソフトウェア３４は、印刷ヘッド４を作動させるために作動パラメータをこの印刷ヘッド４に提供する。

【0066】

本発明の方法の第３の実施の形態が、図８のフローチャートによって示されている。この場合、瓶として形成された対象物の外壁の回転対称な領域６の表面が、印刷画像３６で印刷されることが、この第３の実施の形態で提唱されている。すなわち、ベクターグラフィックス５８が、ＣＡＤソフトウェア５６によって提供され、ドット絵６０が、使用されたソフトウェア３４によってこのベクターグラフィックス５８から作成される。さらに、これにより、ラベル領域６２に関する情報と、ラベルとしての印刷画像３６で印刷すべき領域６に関する情報とが提供される。

【0067】

瓶として形成された対象物８のパラメータを有するいわゆるアレイ６４に関する情報が、ラベル領域６２に関する情報を考慮してドット絵（ピクセルグラフィックス）６０から提供される。エンプティ画像情報６６が、当該アレイ６４によって生成される。当該エンプティ画像情報６６は、画像データ６８、ここではドット絵として存在する長方形の画像データと融合７０される。印刷画像３６用の仕様書７２が、当該融合７０から領域６上に提供される。同様に、情報ＣＭＹＫ７４が、当該仕様書７２から作成される。同様に、ピクセルラインシフト７６、すなわちオフセットが、当該情報ＣＭＹＫ７４から決定され得る。ここでは、当該情報ＣＭＹＫ７４は、特別な色も考慮され得るように設計されている。さらに、液滴直径に対する印刷密度のアロケーション７８が考慮される。平均輝度のラインごとの適合が、当該アロケーション７８から導き出される。その結果、アレイ６４と、ピクセルラインシフト７６とラインごとの適合８０との融合７０とから構成される出力８２が、ソフトウェア３４によって提供される。

【0068】

対象物８の外壁の回転対称な領域６の表面に印刷画像３６で印刷するための上記方法では、領域６が、少なくとも３つのパラメータ３０、すなわち傾斜角度並びに最小直径及び最大直径によって確定されていて、印刷ヘッド４によって印刷されることが提唱されている。この印刷ヘッド４は、互いに平行に配置された直線状の２つの、それぞれ複数の印刷ノズルを有する列２０，２２から構成される。この場合、当該互いに平行に配置された２つの、複数の印刷ノズルを有する列２０，２２は、印刷画像３６の達成すべきピクセル密度を考慮して制御される。それぞれ１つの印刷ノズルの印刷密度が、当該３つのパラメータ３０のうちの少なくとも１つのパラメータに応じて設定される。

【0069】

当該方法によれば、線形なオフセットが、互いに平行に配置された２つの列２０，２２の複数の印刷ノズルの複数の印刷密度の間で設定される。この場合、当該オフセットは、達成すべきピクセル密度に応じて設定される。この場合、当該線形のオフセットは、領域６の最大直径と最小直径とに応じて設定される。

【0070】

一般に、当該方法は、ソフトウェア３４によって制御される。この場合、印刷画像３６が、例えば画像データ３２，６８としてデジタル式に記憶される。この場合、これらの画像データ３２，６８は、上記領域のパラメータに適合される。

【0071】

上記印刷ヘッド４が、回転対称な領域６の傾斜角度に応じて配置される。この場合、列２０，２２が、当該表面の領域６に対して平行に配置される。

【0072】

当該表面に印刷するため、対象物８が、回転対称な領域６の回転軸１０を中心にして回転される。この場合、当該領域６は、一定の角速度で回転される。

【0073】

例えばソフトウェア３４に基づく制御装置１６によって印刷ヘッド４を制御することで、回転量に関する信号が転送される。これにより、印刷すべき印刷画像３６の１つのラインが、等しい回転間隔ごとに印刷される。

【0074】

回転対称な領域の上記パラメータ３０は、その印刷前に測定によって決定され得る。

【0075】

本発明の装置２は、印刷ヘッド４及び制御装置１６を有する。この制御装置１６は、互いに平行に配置された２つの、複数の印刷ノズルを有する列２０，２２を、印刷画像３６の達成すべきピクセル密度を考慮して制御し、それぞれ１つの印刷ノズルの印刷密度を、３つのパラメータ３０のうちの少なくとも１つのパラメータ、一般に表面パラメータに応じて設定するように構成されている。さらに、当該装置２は、対象物８用の回転板を有する駆動装置１８と、印刷ヘッド４用のブラケット１４とを備える。この場合、この対象物８を、この回転板に固定することができ、且つこの回転板を回転させることによって回転させることができる。この場合、当該印刷ヘッド４を当該ブラケット１４によってこの対象物８に対して位置決めすることができる。

【0076】

制御装置１６は、中央処理装置を有する。この中央処理装置は、本発明の方法を実施するためにソフトウェア３４を実行する。

【符号の説明】

【0077】

２ 装置
４ 印刷ヘッド
６ 領域
８ 対象物
１０ 回転軸
１２ インク
１４ ブラケット
１６ 制御装置
１８ 駆動装置
２０ 列
２２ 列
２４ 瓶
２６ 円筒面
２８ 推移曲線
３０ パラメータ
３２ 画像データ
３４ ソフトウェア
３６ 印刷画像
４０ デザイナー
４２ デザイナー
４４ ユーザー
４６ ドット絵
４８ 位置
５０ 情報
５２ 情報
５４ グラフィカルユーザインタフェース
５６ ＣＡＤソフトウェア
５８ ベクターグラフィック
６０ ドット絵
６２ ラベル領域
６４ アレイ
６６ エンプティ画像
６８ 画像データ
７０ 融合
７２ 仕様書
７４ ＣＭＹＫ情報
７６ ピクセルラインシフト
７８ アロケーション
８０ ラインごとの適合
８２ 出力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】