专利名称：图像印刷的实现方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及印刷技术领域，尤其涉及一种图像印刷的实现方法和装置。
背景技术：
现代印刷技术或者印刷工艺可以针对各种类型的材料进行图案或字体的印刷，例如，可以针对表面平整的柔性材料(例如，纸张、薄膜等)进行印刷，也可以针对表面材质刚性较强的材料(例如，钢材、玻璃、金属、以及硬度较大的非金属等)进行印刷。目前的印刷技术除了可以对表面材质硬度不同的材料进行印刷之外，还可以对表面结构复杂、表面为
非平面结构的物体进行印刷，例如，例如，表面呈凹凸状的容器、体积较小的装饰品、玩具、
和餐具等。 对于如何在物体上进行图案或字体的印刷，目前主要可以采用以下几种方式
方式(l)，在物体成型之前，在平面的纸张薄膜上形成图案(包括图形和文字)，通过揭取图案或字体。并采用粘接的方法，将图案或者印刷有图案的载体粘贴到未成型的承印物表面，使印刷到物体表面上的图案或字体能够达到印刷的要求，然后通过其他的工艺对未成型的承印物进行组合，得到完整印刷有整个图案的成品。 方式(2)，进行转移印刷，即，在承印物的表面呈现不规则起伏状态、或者是已经成型的物体、或者是软性材料等不便于在印刷机上进行印刷的物体的情况下，为了在这些承印物表面上印上图像，需要将图像首先印刻在称为中间转印载体的材料上，然后利用该载体并采用专门转印工艺(例如，采用加温、润湿、施压等工艺)，将载体上的图案(包括图形和文字)转移到承印物上，最终形成印刷品。 此外，相关技术中还提出采用喷印方法对具有平滑表面的柔性材料进行油墨的转移加工，在印刷过程中喷头和承印物的位置相对做线性运动。 但是，在上述方式(1)中，由于需要先对未组合的工件进行印刷，因此，相当于对一个需要印刷的整体图案执行了多次印刷，其印刷工艺的生产时间会比较长；类似地，在上述方式(2)中，由于需要先对转印载体上，之后利用转印载体对工件进行印刷，同样相当于进行了多次印刷，降低了生产效率。 对于上述采用喷墨技术并结合线性运动进行印刷的方式，由于线性运动本身的方式较为单一，因此，在待印刷工件的体积较小、表面形状较为复杂的情况下，难以达到很好的印刷效果。 针对相关技术中印刷技术中存在的生产效率低、印刷效果差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中印刷技术中存在的生产效率低、印刷效果差的问题，本发明提出
一种图像印刷的实现方案，能够提高生产效率和印刷的效果。 根据本发明的一个方面，提供了一种图像印刷的实现方法。
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根据本发明的图像印刷的实现方法包括根据待印刷图案以及待印刷工件的三维 模型确定印刷工件表面上的待印刷位置、以及待印刷工件相对于印刷头进行运动的三维运 动轨迹；控制待印刷工件和/或印刷头进行运动，使得待印刷工件相对于印刷头按照三维 运动轨迹进行运动，并在运动的过程中控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置进行印刷。
其中，确定印刷工件表面上的待印刷位置的处理可以进一步包括确定每个待印 刷位置处需要印刷的色彩。 此外，控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置进行印刷的处理可以具体包括控 制印刷头采用滴墨的方式将墨滴在待印刷工件表面上的待印刷位置处。 并且，控制待印刷工件按照三维运动轨迹进行运动的处理可以具体包括控制待 印刷工件按照三维运动轨迹在印刷头的下方进行三维运动，并且在运动的过程中保证待印 刷工件的表面与印刷头之间的距离在指定距离范围内。 此外，控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置进行印刷的处理可以进一步包括 在控制印刷头对待印刷工件进行滴墨时，使从印刷头滴落的墨在垂直于水平线、或与水平 线的垂线所成角度在指定范围内的方向上滑行并落在待印刷工件表面上的待印刷位置处。
可选地，控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置进行印刷的处理具体还可以包 括控制印刷头采用碳粉印刷的方式对待印刷工件表面上的待印刷位置进行印刷。
在上述处理中，三维运动轨迹包括旋转运动轨迹、线性运动轨迹、或其组合。
根据本发明的另一方面，还提供了一种图像印刷的实现装置，包括用于加持待印 刷工件的加持装置、以及用于对待印刷工件的表面进行印刷的印刷头。 该装置还包括确定模块，用于根据待印刷图案以及待印刷工件的三维模型确定 印刷工件表面上的待印刷位置、以及待印刷工件相对于印刷头进行运动的三维运动轨迹； 控制模块，用于控制待印刷工件和/或印刷头进行运动，使得待印刷工件相对于印刷头按 照三维运动轨迹进行运动，并在运动的过程中控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置进行 印刷。 可选地，印刷头可以为喷墨印刷头或碳粉印刷头。 并且，控制模块还可用于控制待印刷工件按照三维运动轨迹在喷墨印刷头的下方 进行三维运动，并且在运动的过程中保证待印刷工件的表面与喷墨印刷头之间的距离在指 定距离范围内。 本发明通过使得工件和/或印刷头进行三维运动，保证工件与印刷头之间的相对 位置改变符合待印刷图像的轨迹，不仅能够省去对印刷载体的印刷和对工件组件的分别印 刷和拼凑，避免非直接印刷会降低生产效率的问题，还能够使得印刷过程适应多种复杂的 工件表面以及复杂的工件外形，有效提高印刷效果和性能。
图1是根据本发明方法实施例的图像印刷的实现方法的流程图； 图2是根据本发明方法实施例的图像印刷的实现方法执行过程中待印刷工件与
印刷头进行运动的示意图； 图3是根据本发明方法实施例的图像印刷的实现方法执行过程中待印刷工件与 印刷头进行运动后印刷结果的示意4
图4是根据本发明方法实施例的图像印刷的实现方法执行过程中待印刷工件与 印刷头进行运动的另一实例的示意图； 图5是根据本发明装置实施例的图像印刷的实现装置的框图。
具体实施例方式
针对相关技术中印刷技术中存在的生产效率低、印刷效果差的问题，本发明提出
使得工件和/或印刷头进行三维运动，保证工件与印刷头之间的相对位置改变符合待印刷
图像的轨迹，从而不仅能够避免非直接印刷会降低生产效率的问题，还能够适应多种复杂
的工件表面，有效提高印刷效果。 下面将详细描述本发明的实施例。 方法实施例 在本实施例中，提供了 一种图像印刷的实现方法。 如图1所示，根据本实施例的图像印刷的实现方法包括 步骤S102，根据待印刷图案以及待印刷工件的三维模型确定印刷工件表面上的待 印刷位置、以及待印刷工件相对于印刷头进行运动的三维运动轨迹； 步骤S104，控制待印刷工件和/或印刷头进行运动，使得待印刷工件相对于印刷 头按照三维运动轨迹进行运动，并在运动的过程中控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置 进行印刷。 具体地，在步骤S102中，可以通过计算机生成被印刷物件的三维模型以及印刷色 彩的三维图，设定被印刷物件的空间运动轨迹，将物件夹持在机械夹具上，以便后续进行空 间运动。其中，为了保证印刷的精确度，可以设置坐标系，并将轨迹、图案等在坐标系中进行 标注，提高印刷的精确度。在步骤S104中，当被印刷位置与印刷头的相对位置接近理想的 位置时，控制印刷头进行印刷。并且，在确定印刷工件表面上的待印刷位置时，需要根据待 印刷的图案确定每个待印刷位置处需要印刷的色彩。 在印刷过程中，待印刷工件和印刷头均可以运动，但是应当保证彼此之间相互的 位置改变符合待印刷图像的形状和样式，在实际应用当中，待印刷工件和印刷头之间的相 对位置改变的三维运动轨迹可以包括旋转运动、线性运动、或其组合，也就是说，不论是印 刷头还是待印刷的工件，都可以进行旋转运动、线性运动、或两种运动的结合。
如图2所示，假设待印刷工件1沿着图中的X方向运动，印刷头2沿着图中的Y方 向运动，如图3所示，待印刷工件1和印刷头2都运动一定距离后，在印刷头2的相对于待 印刷工件1的位置将由图3中虚线所示的位置改变为实线所示的位置，并将图案3印刷到 待印刷工件1的表面上。 如图4所示，假设X'是以待印刷工件1的中心点P进行旋转的方向，如果待印刷 工件1沿着图4中所示的运动方向X'运动，而印刷头2沿着Y方向运动，很明显，当待印刷 工件1旋转一周后，印刷头2将会在待印刷工件1的表面上绘制椭圆形的图案(未示出)。
此外，如果待印刷工件1沿着图4中所示的运动方向X'运动的同时，待印刷工件1 的整体沿着Y方向垂直平移运动，而印刷头2静止，同样可以绘制出椭圆形图案(未示出)。
优选地，印刷头可以采用滴墨(喷墨)的方式将墨滴(喷)在待印刷工件表面上 的待印刷位置处。
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此时，在控制待印刷工件按照三维运动轨迹进行运动时，需要控制待印刷工件按 照三维运动轨迹在印刷头的下方进行三维运动，并且在运动的过程中保证待印刷工件的表 面与印刷头之间的距离在指定距离范围内，从而保证墨能够落在待印刷工件的表面上，优 选地，印刷头与待印刷工件之间的举例可以在5至10毫米之间。 并且，在控制印刷头对待印刷工件进行滴墨时，优选地，可以使从印刷头滴落的墨 在垂直于水平线、或与水平线的垂线所成角度在指定范围内的方向上滑行并落在待印刷工 件表面上的待印刷位置处，从而保证印刷的准确度，优选地，该角度范围可以在五度以内。
目前，针对在已经成型的物体进行印刷这一点上，已经提出在印刷的过程中使待 印刷物体保持相对静止，利用印刷头进行复杂的空间运动，以逐次接近需要印刷表面，每次 接近印刷表面时喷洒油漆，达到完整印刷的目的。但是，在该方式中，由于印刷头需要进行 复杂的运动，因此，需要采用较为复杂的控制机构来控制印刷头，并且，当待印刷工件上存 在较为细小的缝隙时，印刷头将不能够伸入这些缝隙进行印刷，从而会降低印刷效果。
但是采用滴墨的方式将能够避免上述问题，不论缝隙是否能够容纳印刷头，墨都 会滴在缝隙内，从而有效提高了印刷图案的质量。此外，由于本发明可以使待印刷工件与印 刷头组合运动，能够降低对这两者运动操控的复杂度。 在实际应用当中，可以进行如下配置，待印刷工件可以做平移、或旋转运动，而印 刷头可以在与水平线垂直的方向上接近、或远离待印刷工件的运动。根据实际需要，印刷头 在进行垂直运动的基础上，还可以将印刷头配置为进行平移运动；同样，待印刷工件也可以 进行垂直运动，具体的配置方式有很多，本文不再一一列举。 并且，在待印刷的图案具有多个部分时，可以按照一定程序使需要进行印刷的表
面与接近喷墨印刷机头彼此逐次接近，从而对需要着色的准确位置进行印刷。 除了采用上述滴墨(喷墨)的印刷方式外，本发明还可以采用其他的印刷方式，例
如碳粉印刷等，不论采用什么印刷方式，在结合了本发明提出的印刷头与待印刷工件之间
的相对三维运动后，都能够将复杂的图案印刷到复杂的工件表面上。 在印刷完成后，可以采用光照、紫外线、加热等多种方式对印刷到工件表面上的图 案进行烘干。 通过上述处理，能够使得工件和/或印刷头进行三维运动，保证工件与印刷头之 间的相对位置改变符合待印刷图像的轨迹，从而不仅能够避免非直接印刷会降低生产效率 的问题，还能够适应多种复杂的工件表面，有效提高印刷效果。
装置实施例 在本实施例中，提供了 一种图像印刷的实现装置。 如图5所示，根据本实施例的图像印刷的实现装置包括确定模块ll，用于根据待 印刷图案以及待印刷工件的三维模型确定印刷工件表面上的待印刷位置、以及待印刷工件 相对于印刷头进行运动的三维运动轨迹；控制模块12，连接至确定模块ll，并且连接至用 于固定待印刷工件的加持装置(未示出)以及用于进行印刷的印刷头(未示出)，控制模块 12用于控制待印刷工件和/或印刷头进行运动，使得待印刷工件相对于印刷头按照三维运 动轨迹进行运动，并在运动的过程中控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置进行印刷。
其中，加持装置可以是通常所使用的机器手臂或机器人；印刷头可以为喷墨印刷 头或碳粉印刷头。
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在印刷头为喷墨印刷头的情况下，控制模块12可以控制待印刷工件按照三维运 动轨迹在喷墨印刷头的下方进行三维运动，并且在运动的过程中保证待印刷工件的表面与 喷墨印刷头之间的距离在指定距离范围内(例如，5至10毫米)，并控制印刷头中滴落(喷 出)的墨滴的滑行轨迹相对于水平面的垂直线的角度。 根据本实施例的装置同样可以执行图1中所示的处理，并按照图2至4中所示的 方式移动印刷头或工件，具体过程之前已经描述，这里不再重复。 通过上述装置，能够使得工件和/或印刷头进行三维运动，保证工件与印刷头之 间的相对位置改变符合待印刷图像的轨迹，不仅能够避免非直接印刷会降低生产效率的问 题，还能够适应多种复杂的工件表面，有效提高印刷效果。 综上所述，借助于本发明的技术方案，通过使得工件和/或印刷头进行三维运动， 保证工件与印刷头之间的相对位置改变符合待印刷图像的轨迹，不仅能够避免非直接印刷 中转印和分别印刷后拼凑导致生产效率降低的问题，还能够使得印刷过程适应多种复杂的 工件表面以及复杂的工件外形，有效提高印刷效果和性能。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种图像印刷的实现方法，其特征在于，所述方法包括根据待印刷图案以及待印刷工件的三维模型确定所述印刷工件表面上的待印刷位置、以及所述待印刷工件相对于印刷头进行运动的三维运动轨迹；控制所述待印刷工件和/或所述印刷头进行运动，使得所述待印刷工件相对于所述印刷头按照所述三维运动轨迹进行运动，并在运动的过程中控制所述印刷头对所述待印刷工件的待印刷位置进行印刷。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述印刷工件表面上的待印刷位置的处理进一步包括确定每个待印刷位置处需要印刷的色彩。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述印刷头对所述待印刷工件的待印刷位置进行印刷的处理具体包括控制所述印刷头采用滴墨的方式将墨滴在所述待印刷工件表面上的待印刷位置处。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述待印刷工件按照所述三维运动轨迹进行运动的处理具体包括控制所述待印刷工件按照所述三维运动轨迹在所述印刷头的下方进行三维运动，并且在运动的过程中保证所述待印刷工件的表面与所述印刷头之间的距离在指定距离范围内。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述印刷头对所述待印刷工件的待印刷位置进行印刷的处理进一步包括在控制所述印刷头对所述待印刷工件进行滴墨时，使从所述印刷头滴落的墨在垂直于水平线、或与水平线的垂线所成角度在指定范围内的方向上滑行并落在所述待印刷工件表面上的待印刷位置处。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述印刷头对所述待印刷工件的待印刷位置进行印刷的处理具体包括控制所述印刷头采用碳粉印刷的方式对所述待印刷工件表面上的待印刷位置进行印刷。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维运动轨迹包括旋转运动轨迹、线性运动轨迹、或其组合。
8. —种图像印刷的实现装置，包括用于加持待印刷工件的加持装置、以及用于对所述待印刷工件的表面进行印刷的印刷头，其特征在于，所述装置包括确定模块，用于根据待印刷图案以及所述待印刷工件的三维模型确定所述印刷工件表面上的待印刷位置、以及所述待印刷工件相对于所述印刷头进行运动的三维运动轨迹；控制模块，用于控制所述待印刷工件和/或所述印刷头进行运动，使得所述待印刷工件相对于所述印刷头按照所述三维运动轨迹进行运动，并在运动的过程中控制所述印刷头对所述待印刷工件的待印刷位置进行印刷。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述印刷头为喷墨印刷头或碳粉印刷头。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述待印刷工件按照所述三维运动轨迹在所述喷墨印刷头的下方进行三维运动，并且在运动的过程中保证所述待印刷工件的表面与所述喷墨印刷头之间的距离在指定距离范围内。
全文摘要
本发明公开了一种图像印刷的实现方法和装置，该方法包括根据待印刷图案以及待印刷工件的三维模型确定印刷工件表面上的待印刷位置、以及待印刷工件相对于印刷头进行运动的三维运动轨迹；控制待印刷工件和/或印刷头进行运动，使得待印刷工件相对于印刷头按照三维运动轨迹进行运动，并在运动的过程中控制印刷头对待印刷工件的待印刷位置进行印刷。本发明通过使得工件和/或印刷头进行三维运动，保证工件与印刷头之间的相对位置改变符合待印刷图像的轨迹，不仅能够避免非直接印刷会降低生产效率的问题，还能够使得印刷过程适应多种复杂的工件表面以及复杂的工件外形，有效提高印刷效果和性能和生产效率。
文档编号B41J3/00GK101700716SQ20091023740
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者李华容 申请人:李华容