在平面基底上印刷的方法和装置的制作方法

专利名称：在平面基底上印刷的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在平面基底(例如织品)上印刷的一般技术领域，下面将参照织品来介绍、讨论和举例说明本发明。
所谓“织品”一般是指任何编织或非编织物。
本发明尤其涉及在“提花”类织品上印刷。这种印刷必须使得可以根据织品上预先存在的图案印刷出图象、设计图样或色彩。
背景技术：
在以下所有的描述和权利要求书中，术语“图案”(单数)是指一致的或单一的图案或以平面基底(例如织品)的至少一个方向或尺寸重复的图案，和彼此相同或不同的一组图案。
“提花”类图案是以不同的交织丝线方法产生的，因此，可以得到其形状、轮廓和外表或织纹外观具有某种反差的所述图案。从而，这些图案可直接在织品上描绘出。
所谓“平面丝网”印刷的传统印刷被定义为采用印刷丝网的印刷。印刷丝网具有一个根据图案形状的剪切块。
护条(mask)是长度可长可短的一条带材，它被置于织品上并具有剪块图案。
所谓“双模版(double stencil)”印刷的印刷被定义为使印刷丝网重叠在护条上以便进行丝网印刷的印刷。
已知一些印刷方法，这些方法包括精确地将织品固定到工作台上，并制作出很昂贵的印刷丝网，这些印刷丝网被相继置于织品上，从而通过所述丝网(从某种意义上讲，根据织品的描绘图案进行定位(register))生产出印刷品。这种方法为了定位织品和/或印刷丝网，需要大量的人力资源。将织品固定到工作台上是一件非常耗时的手工作业。
这种方法假定采用固定式丝网，这不可能获得高精度。所获得的精度是厘米级的，这在印刷期间可能表现出明显的偏差。
根据文献DE 3 917 957，还已知采用了一种按设计图样和/或色彩对织品进行印刷的方法，该方法包括-利用摄像机或计算机预记录一个图案；-适宜时，处理预记录的图案；-和产生含有与预记录和/或处理的图案有关的数据的印刷文件，以便控制与计算机连接的印刷机的印刷。从而，按计算机中所预记录的图案例如重复地对织品进行印刷。
这种方法不可能标识和识别织品上预先存在的图案。
此外，这种方法正因其概念而与织品的构造无关，具体地说，与织品上所描绘的图案的任何失真无关。因此，没有提供与织品上所描绘的图案进行适配的措施。
文献EP 0 795 400涉及一种用于对基底(特例为纸张)进行印刷的印刷方法。这种方法包括以数字方法预记录至少一个图案，产生含有与预记录的图案有关的数据的印刷文件，和执行直接或间接地源于印刷文件的印刷。
参考图案利用色调分离技术来识别。这种技术通过连续产生与色调相应的或与特殊色调的重叠相应的基本图象来实现。通过丝网、滚筒或印刷机得到的基本图象互相之间被定位，以便尽可能接近预记录的参考图案。
因此，连续层中所施加的各种色调互相之间被重新定位，以便得到最终图象。此外，还通过参考图象与由印刷测试得到的实际印刷图象之间的比较来控制重新定位。
为了便于处理，这种方法只允许固定或不变的图象之间的相对位移。
这种方法以一种不用对织品进行连续印刷的印刷技术来实现，据此，必须标识、分析和处理集成在基底上的图案，所述图案未必完全按基底上其形状和/或其位置被重复。
这种方法基本上不可能在测量中修改图案的几何结构，或者所用的纸印刷机不可能设置基本色调的相对位置。

发明内容
本发明的基本目的是这样一种方法，这种方法使得可以在平面基底(例如织品)上，按关于所述织品上任何预先存在的图案尤其是任何描绘图案的所记录或标识的方式来印刷任何图案。
根据本发明，该印刷方法包括-利用织品与图象获取装置之间的相对位移，连续或间断地标识所述织品的至少一个图案；-为了便于识别，实时地将标识图案与预记录的参考图案进行比较；-协调地使预记录的参考图案进行适配，以便使其与标识图案重叠和/或使其适合于标识图案，并产生印刷文件；-和直接或间接地根据印刷文件进行逐点印刷。
本发明的目标还可以利用一种“计算机程序”产品来达到，该“计算机程序”产品可直接装载到计算机的内存储器中，并且包括软件代码部分，当所述程序在计算机上执行时，用于执行下述方法的步骤。
本发明还涉及一种用于在基底上进行印刷的装置，该装置包括-一个用于记录参考图案的摄像机；-一个与所述摄像机连接的计算机，以便存储和适宜时修改与参考图案有关的数据；-和一个印刷机，其中至少一个用于逐点印刷的印刷头由计算机所产生的印刷文件来控制。
根据本发明，该印刷装置包括
-一个用于支撑和移动基底的装置；-分析装置，一方面用于实时地将预记录的参考图案与基底上所标识的图案进行比较，而另一方面用于根据比较结果使与参考图案有关的数据进行或不进行适配；一和用于根据所修改或未修改的数据产生印刷文件的装置。
根据本发明的方法的优点在于，使得可以对利用所述织品上所描绘的透明图案不可能识别的织品进行印刷。
另一个优点在于印刷操作的自动化，尤其是织品上所描绘的图案的标识的自动化。
这种自动化还涉及根据预记录指令可直接执行的印刷操作本身。根据本发明的印刷方法使得可以根据所要印刷的图象的形状协调地自动执行具体工作，以便根据织品的预先存在图案的形状和位置获得精确定位。
这种图案尤其可根据织品的边沿来确定。
根据本发明的方法的另一个优点是这样一种可能性，即可以将某些步骤与传统印刷(例如采用印刷丝网)相结合。事实上，这种结合使得可以获得特别有趣的美学效果。
与织品上所描绘的图案不断进行适配使得可以，一方面考虑到所述图案的实际定位，另一方面考虑到所述图案的可能的变形或失真(例如可归因于制作缺陷或可归因于用于移动织品的装置的安装问题)。织品可能例如相对于移动构件被局部拉得较紧或较松，从而产生一个或多个图案的偏离或变形。
根据本发明的方法的另一个想不到的优点在于，不受预记录的和不可变的参考样式或图案的限制。
事实上，根据本发明，这种参考图案可以这样被处理或适配，以便尽可能接近地用织品上所读取和识别的实际图案来标识。因此，与丝网印刷和滚筒印刷相比，当织品在摄像机前移过时，可以完全或部分地构造所要印刷的图象。在这一构造期间，采用了预记录图案，这通过位移和/或变形来变换，以便与织品上所描绘的实际图案重叠。
根据本发明，织品最好以可与标识速度和印刷速度兼容的速度相对于标识装置和相对于印刷装置进行移动。
根据本发明，最好使印刷协调地进行适配，其方法是，几乎瞬间识别织品上的可一个接一个出现的或相互交替的各种预先存在的图案。
根据本发明的方法使得可以在传统丝网或滚筒印刷针对织品上预先存在的图案提供不了足够精度的情况下来印刷图案。
举例来说，即使织品被拉紧到使织品(提花织品)上所描绘的图案变形，这些变形的图案也能被识别并被精确套印。当织品后来被松弛时，描绘图案可恢复到其原来的形状，这样便维持正确的印刷。因此，描绘图案与相应于所有参考图案的印刷图案之间将不会有偏差。


通过阅读以下利用非限定性例子并参照附图所给出的详细描述，将得到其他特征和优点，其中-图1示出了根据本发明的方法的步骤的流程图；-图2图解示出了根据本发明的一例印刷设备或印刷装置；-图3-12示出了利用根据发明的方法的印刷的例子。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的方法的步骤的图解流程图。
根据这一方法，利用与计算机连接的摄像机类型的图象获取装置来记录一个或多个图案。因此，计算机利用适当的程序使得可以通过图象识别以数字方式来获取100参考图案，并可以记录101相应的数据N。这些数据N随后使得计算机可以产生102一个参考网格T，该参考网格包括确定了该参考图案的几何结构的特征点。与网格(T)相应的参考图象IR被记录103。后者可以方便地显示在屏幕上。以上的步骤101-103相应于关于该参考图案的学习阶段(A)。
在根据本发明的方法中，随后利用与计算机连接的摄像机可以标识织品上的一个或多个图案以及它们的位置，以便通过图象识别来标识每个图案的一组实际特征点，从而产生201实际特征点的实际网格(R)。
实际网格(R)构成了该织品的一个或一些图案的实际构造。因此，这些步骤200和201表示根据本发明的方法的关于每个图案的标识阶段(B)。
后者还包括比较和适配阶段(C)，其中，为了便于识别，将标识图案与参考图案进行比较。
一旦识别了标识图案，就可以利用计算机使参考图案进行适配，以便使其与标识图案重叠。这些步骤一方面也包括将实际网格(R)与参考网格(T)进行比较300，以便确定每个参考特征点与每个相应的实际特征点之间的距离。
根据本方法，随后通过使所述参考网格(T)变形和/或居中，执行参考网格(T)的适配，以便使其与该织品的实际网格(R)重叠。
所谓的变形方法包括以织品的实际网格作为参考，并根据移动织品上的描绘图案的实际位置来进行印刷定位。
所谓“描绘图案”是指，例如编织时在织品上综合得到的或者以施加方式例如通过根据任何适合于纺织品的技术印刷得到的彩色或非彩色的任何设计图样、装饰或题字。
变形处理方法包括例如通过二级窜改(interpolation)使参考网格(T)变形。计算机中所装载的程序本身是已知的，它含有一些用于重新计算确定参考网格的特征点的位置的指令。
所谓的居中处理方法包括以移动织品的边沿作为标识图案，并根据所述边沿进行印刷定位。这种方法可被认为是简化变形方法。
另一种处理方法可以是参考网格(T)的居中方法和变形方法的一种组合。因此，参考网格(T)的这种适配相应于一种使参考网格(T)居中和/或变形的处理方法。
所谓组合处理方法包括例如将织品的印刷区划分为操作者可以指定其处理方法的多个部分。因此，可以使参考图象(IR)的某些部分居中，而使同一参考图象(IR)的其他部分变形。
为了获得特别的美学效果，最好优先选择这三种处理方法中的某一种方法。
在关于网格(R)和(T)的比较步骤300之后，适宜时在关于参考网格(T)的适配步骤301之后，可以获得实际网格(R)与参考网格(T)的重叠。这种重叠使得可以转到印刷阶段(D)，在这一阶段中，根据适配或非适配的参考网格(T)按象素产生400印刷文件(FI)。
这一印刷文件(FI)随后使得可以控制401印刷机的印刷头，从而在织品上定位所述印刷头。
如果在关于网格(R)和(T)的比较步骤期间已经使参考网格(T)与实际网格(R)重叠，那么，适宜时无需参考网格(T)的适配也可以进入这一印刷阶段(D)。
印刷文件(FI)适宜时可以包括关于居中处理方法、关于变形处理方法或关于所述方法的组合的数据。
根据本发明，该印刷方法包括将所要印刷的图象划分为不同的区，为各区指定一种处理方法，并将不同区的印刷分层，以便按规定次序印刷所述区，这通常在某一印刷操作中执行。
这种印刷方法使得例如可以在同一织品部分上施加和叠加不同层的着色。这一部分包括例如为其指定了各自不同的处理方法的印刷区的局部重迭部分。
这些区的印刷次序或相对优先级按照所需最终结果(比如按照所需美学效果，适宜时按照已采取的适配操作)来确定和计算。印刷可以例如考虑到各种着色的特殊形状和/或重叠。当存在重叠时，正好最后的印刷层显现并掩盖住其他层。
根据本发明，通过喷墨进行印刷。
根据本发明，该方法还包括利用计算机来重新计算印刷文件的象素的色彩，从参考图案的记录象素开始，并考虑到参考网格的适配方法。为了便于根据参考图案来改变描绘图案的形状，特征参考点的位置的修改同样具有各象素的新计算结果的形状。因此，使得可以再现忠实于参考图案的图象，但其形状考虑到了描绘图案的形状。
这一步骤又相应于参考网格(T)的补充适配500，所述适配如图1中图解所示，并适于在比较和适配阶段(C)之后实现。
本发明还涉及一种可直接装载到计算机的内存储器中的“计算机程序”产品。因此，这一“计算机程序”产品包括软件代码部分，当所述程序在计算机(未示出)上执行时，用于执行参照图1所述的根据本发明的方法的步骤。
图2图解示出了用于实现根据本发明的印刷方法的印刷装置或印刷设备的一例实施方式。该印刷装置包括一个支撑和移动装置3，使得可以支撑和移动织品2。这一装置本身是已知的。印刷装置包括一个摄像机4，用于标识织品2上所描绘的图案。此外，还提供了照明设备6。织品2的移动方向在图中用箭头(F)来表示。
在图2中，计算机用标号50来表示，计算机的内存储器装载了一种使得可以执行参照图1所述的方法的步骤的程序。
计算机50与摄像机4连接，并且存储和适宜时如上所述修改与参考图案有关的数据N，而印刷机81包括至少一个印刷头8，用于在计算机50所产生的印刷文件(FI)的控制下进行逐点印刷。
根据一种实施方式，该印刷装置包括一个编码装置10，该编码装置与计算机50连接，并且使得可以标识和测量其支架上的织品的前进并启动摄像机4获取描绘图案。
印刷装置的操作例如通过在以规定的前进速度移过的织品2上印刷连续的条来进行。这样，摄像机4同样可以根据这种前进速度来获取与描绘图案的标识(识别和定位)有关的数据。
因此，织品2以规定速度前进，其前进方向与印刷头的位移方向垂直。织品2的移动随后会出现中断，因为印刷织品2的相应的条需要时间。
摄像机4与例如由发光二极管构成的或由高频氖灯构成的照明设备6相关联。为了更加增强描绘图案相对于织品其余部分的对比度，照明最好对织品2进行掠射。
控制印刷方法的计算机程序识别出对比度的变化，以便确定所标识的描绘图案的形状或轮廓，这是为了识别预记录的参考图案。因此，该程序利用常规形状识别方法来搜索描绘图案的特征点。后者包括标识给定图案的所有形状，其各自的重心是所述图案的特征点。可以检测到许多形状，从而可使这一标识格外精确。因此，所标识的描绘图案的这组特征点构成一帧，以上称为实际网格。
图3和4示出了一例根据本发明的印刷方法的实现方式，其中采用了居中的图案处理方法。
因此，标识织品2的边沿2a和2b，并根据这些边沿2a、2b使参考图案20居中。于是，得到具有居中印刷出的图案20的织品2(对照图4)。只有当证明有必要根据边沿2a、2b使参考图案20居中时，才修改数据(N)。
图5和6示出了另一例根据本发明的印刷方法的实现方式，其中采用了变形的图案处理方法。
利用计算机，实时地将实际特征点30的位置与参考图案20的参考特征点21的位置进行比较。于是，可以检查实际(R)与参考(T)网格是否重叠。在图5中的例子中，它们并不重叠，可以看到，不是所有投影到织品2上的参考特征点21都与实际特征点30重叠。
然后，计算机通过对特定参考特征点21进行计算来确定新的位置，以便使它们与相应的实际特征点30重叠。
因此，可以实时地使参考网格(T)变形，以便产生印刷文件(FI)。
这一操作后，可使参考网格(T)与实际网格(R)合并，并提供变形后的参考图象(IR)，这样，该图象可以高精度地被印刷到织品2上的所标识的描绘图案上，如图6中所示。
图7-9示出了示出了又一例根据本发明的印刷方法的实现方式，其中采用了组合处理方法(居中和变形)，这里以参考图案20的形状以及织品2上的描绘图案2c为例。
参考图案20包括第一参考图案20a，该图案相对于边沿2a、2b居中，没有经受变形。参考图案20还包括第二参考图案20b，该图案要按变形处理进行适配，以便与描绘图案2c重叠。第二参考图案20b包括单元22，该单元很显然偏离了描绘图案2c。这一偏离在图8中用虚线来表示。因此，第二参考图案20b的适配步骤使得可以使单元22变形，以便使它所规定的印刷区与描绘图案2c重叠。随后，根据含有与这两种处理方法有关的修改数据(N)的印刷文件(FI)进行印刷。从而，得到图9中的印刷织品2。
图10、11和12举例说明了根据本发明的方法的又一种实现方式。这种方法是关于图7-9中所示例子的补充，这是因为，它使得可以将不同区的印刷分层。
事实上，相对于边沿2a、2b居中的第一参考图案20a包括一个附加设计图样23。
第二参考图案20b通过根据图7-9的相应描述的变形处理来进行适配。
根据本发明，为了确定分别与第一和第二参考图案20a、20b相应的两个印刷区，一方面考虑到了来自记录参考图案的数据，另一方面考虑到了来自标识的描绘图案的数据。
分层是指优先印刷与居中处理方法相应的印刷区，然后印刷与变形处理方法相应的印刷区。
从而，得到与描绘图案2c合并的单元22，该图案2c被完全印刷出，其形状部分掩盖了附加设计图样23。因此，鉴于对织品2中的描绘图案进行了定位，能尽可能好地恢复参考图案20。
举例来说，根据本发明的方法使得可以得到其图形与编织密切相关的原始设计图样。可以获得小于0.2mm的印刷精度。例如，可以印刷织品2上所编织的骑马人。从而可得到所有细节的极好定位。因此，可以得到可重叠的和/或补充的图案，以便在织品上形成最终图案。
根据本发明的方法可以根据印刷文件(FI)中的数据采用传统平面丝网印刷。在这种情况下，产生一个控制文件，从而能控制用于制作印刷丝网或护条的机器。
根据本发明所采用的印刷可以兼有喷墨方法和传统方法(例如用平面丝网)。这样，使得可以综合这两种方法的优点，以便获得新颖独特的图形效果。
根据本发明的印刷装置还可以作为一种用于使织品2居中的简易设备，以便代替繁重的机械居中方法。
权利要求
1.一种用于对平面基底(例如织品)进行印刷的印刷万法，尤其包括-以数字方法预记录至少一个图案；-适宜时，处理所预记录的图案；-产生含有与预记录和/或处理的图案有关的数据的印刷文件(FI)，并执行直接或间接地源于印刷文件的印刷；-利用织品与图象获取装置之间的相对位移，连续或间断地标识所述织品的至少一个图案；-为了便于识别，实时地将标识图案与预记录的参考图案进行比较；-协调地使预记录的参考图案进行适配，以便使其与标识图案重叠和/或使其适合于标识图案，并产生印刷文件(FI)；-和直接或间接地根据印刷文件进行逐点印刷。
2.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，采用所谓的居中方法，该方法包括以移过去的基底的边沿作为标识图案，并根据所述边沿进行印刷定位。
3.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，采用所谓的变形方法，该方法包括以基底的描绘图案作为标识图案，并根据所标识的描绘图案进行印刷定位。
4.如权利要求2所述的和如权利要求3所述的印刷方法，包括将基底的印刷区划分为至少两部分，一部分按居中方法来印刷，而另一部分按变形方法来印刷，并产生至少一个相应的印刷文件(FI)。
5.如权利要求4所述的印刷方法，其特征在于，它包括-将所要印刷的图象划分为不同的区；-为各区指定一种处理方法；-和将不同区的印刷分层，以便按规定次序印刷所述区。
6.如权利要求2-5任一所述的印刷方法，其特征在于，它包括重新计算印刷区的象素的色彩，从参考图案的象素开始，并在适宜时考虑到所用处理方法，即采用居中方法和/或采用变形方法。
7.如权利要求1-6任一所述的印刷方法，其特征在于，它包括通过喷墨进行逐点印刷，其印刷点位置根据印刷文件来控制。
8.如权利要求1-7任一所述的印刷方法，其特征在于，它包括-标识基底上的描绘图案；-确定用于确定所述图案的形状的特征点，并形成一个实际网格(R)；-将这一实际网格(R)与预记录的参考特征点的理论网格(T)进行比较，以便确定每个参考特征点与相应的实际特征点之间的距离；-和使预记录的参考网格(T)变形和/或居中，以便使其与该织品的实际网格(R)重叠，所述记录和变形的网格(T)用于产生印刷文件(FI)。
9.如权利要求8所述的印刷方法，其特征在于，它包括利用非线性窜改使预记录的参考网格(T)变形。
10.如权利要求1-9任一所述的印刷方法，其特征在于，它包括以可与标识速度和印刷速度兼容的速度相对于标识装置和相对于印刷装置来移动基底。
11.如权利要求1-10任一所述的印刷方法，其特征在于，它包括利用与标识图案有关的数据的至少一部分来产生一个可以控制用于制作印刷丝网或护条的机器的控制文件
12.如权利要求1-10任一所述的印刷方法，其特征在于，它使用一种由“计算机程序”产品控制的计算机，该“计算机程序”产品可直接装载到所述计算机的内存储器中，并且包括用于执行所述方法的步骤的软件代码部分。
13.一种用于在基底上进行印刷的装置，该装置包括-一个用于记录参考图案的摄像机；-一个与所述摄像机连接的计算机，以便存储和适宜时修改与参考图案有关的数据(N)；-和一个印刷系统，其中至少一个用于逐点印刷的印刷头由计算机所产生的印刷文件(FI)来控制；-一个用于支撑和移动基底的装置；-分析装置，一方面用于实时地将预记录的参考图案与基底上所标识的图案进行比较，而另一方面用于根据比较结果使与参考图案有关的数据(N)进行或不进行适配；-和用于根据所修改或未修改的数据(N)产生印刷文件(FI)的装置。
14.如权利要求13所述的印刷装置，其特征在于，分析装置和用于产生印刷文件的装置可以集成到或装配到计算机中。
15.如权利要求13或14所述的在织品上进行印刷的装置，其特征在于，它包括一个编码装置，该编码装置与计算机连接，并且使得可以检测其支架上的基底的前进并启动摄像机获取标识图案。
16.一种“计算机程序”产品，该“计算机程序”产品可直接装载到计算机的内存储器中，并且包括软件代码部分，当所述程序在所述计算机上执行时，用于执行如权利要求1-12任一所述的方法的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于在基底上印刷的设备，包括一个用于记录参考图案的摄像机；一个与摄像机相连接并且如果需要用于存储和修改关于参考图案的数据(N)的计算机；和一个印刷机，其中至少一个印刷头由计算机产生的印刷文件(FI)控制。本发明特征在于一个支撑和移动基底的装置；分析和比较预参考图案和基底上的图案的装置，用于根据比较结果使与参考图案适配或不适配；和根据新修改或未修改的数据产生印刷文件(F1)的装置。
文档编号B41J2/01GK1430555SQ018098
公开日2003年7月16日 申请日期2001年3月30日 优先权日2000年4月18日
发明者弗朗西斯·布鲁内特－曼夸特 申请人:工作室股份有限公司