专利名称：控制带状材料上印刷图案与非印刷图案之间的相对位置的方法以及在该方法中使用的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制运行的(即移动的)带状材料上印刷图案与三维的非印刷图案(例如像压痕线或孔洞图案)之间的相对位置的方法以及在该方法中使用的系统。 根据本发明的另一方面，所述控制方法用于制造具有互相对准的(in register)印刷装饰和压痕折叠线的层压包装材料。
背景技术：
在制造运行材料带(web)形式的板材或层压材料的领域中，通常将装饰图案或颜色图案印刷到将用作包装的外面的那一面上。此外，所述材料通常配备有重复图案或复现 (recurring)特征，例如像孔洞、切口、穿孔或者折叠线，以便帮助薄板或材料改造成制成品或包装品。具体来说，在制造流体纸盒包装容器的领域中，材料带设有折叠线，即所谓的压痕 (crease)或压痕线，并且还可能设有用于安置开启装置(opening device)的孔洞。除了压痕线，包装材料还设有印刷装饰，借此，压痕工具，例如通常是一对压痕辊，与印刷机协调配合。于是，包装材料被切割，所切割成的材料带或坯件沿着压痕线折叠并且被改造成最终的包装容器。为了提供具有期望的功能、外表和形状、在包装品上的正确位置中带有印刷图案的最终的包装容器，重要的是，印刷体(print)、压痕线和可能的切割孔洞或穿孔被相对于彼此地正确设置在材料带上。在后续改造成包装容器的过程中，也重要的是，印刷图案、压痕图案和孔洞被相对彼此正确地放置，以便不干扰填料机的运行。当印刷机开始运转时，印刷体至压痕图案的相对位置的调整目前是手动地进行的。在制造过程的运行中，通常没有对印刷体和压痕是否相对于彼此正确地对齐的自动控制。当手动地进行调整和校正时，所获得的对齐精度等级通常为约士0. 25mm。压痕线在材料带的机器方向(MD)上或者在横跨材料带的横切方向(TD)上垂直地或倾斜地延伸，并且孔洞的位置可以在压痕线之间的任何地方。针对开启装置而设计的孔洞能够以不同的方式在材料带上制成。传统地，孔洞与在材料上制造压痕线相同的或者相似的操作中机械地冲压而成。根据较新的技术，孔洞在使所述材料带转换的下游，相对于压痕操作的后续操作中切割而成，所述转换产生层压包装材料。
发明内容
本发明的目的在于，帮助连续地监测对位(register)，即印刷图案与非印刷的三维结构或图案(例如像压痕线和/或孔洞或者穿孔)之间的相对位置，以及在需要时帮助对其进行控制和校正。本发明的另一目的在于，以改善的精度对印刷图案与非印刷的三维结构或图案 (例如像压痕线和/或孔洞或者穿孔)之间的对位进行连续监测和控制。
另外的目的在于，在有成本效益的的操作中以改善的精度并且以测量之间没有时间损耗或时间延迟的方式连续监测和控制印刷图案与非印刷的三维结构或图案(例如像压痕线和/或孔洞或者穿孔)之间的对位。这些目的通过用于高精度地控制运行材料带上印刷图案与非印刷图案之间的对位的方法来实现，该方法包括如下步骤a)在所述带上印刷至少一个印刷图案和至少一个二维的印刷对位标记(register mark)，b)在所述带上创制非印刷图案或复现特征，c)与执行步骤b)操作同时地并且同步地压印具有三维地形结构的凹陷 (indentation)，以便所述凹陷在受照射时在所述带上距离所述印刷对位标记预先确定的间距处形成阴影，所述凹陷由此在受照射时形成黑点，d)通过利用光学传感器系统进行照射和探测而确定所述阴影或黑点相对于所述印刷标记位置的位置，所述阴影由凹陷结构产生，所述阴影在被用于探测所述印刷标记时能够由相同的所述光学传感器系统来探测，e)将由压印的所述凹陷形成的所述阴影相对于所述印刷标记位置的测量位置的值与预设值进行比较，以及f)对创制非印刷图案或复现特征以及同步压印的所述凹陷的操作进行调节，和/ 或对印刷操作进行调节，以便将所测量的值调整至所述预设值。照射压印凹陷标记时形成的、独特的阴影或黑点呈现出来，这是因为所述凹陷具有三维地形结构，所述三维地形结构在各向同性地受照射的区域内微弱地反射入射光。所述阴影在其重心处即在阴影的最黑点处被探测，当所述凹陷受照射时，最少量的光从该最黑点处被反射。优选地，印刷操作在非印刷操作之前执行，但是也可以在非印刷操作之后执行。根据本发明的优选实施方式，步骤a)在步骤b)之前执行并且涉及提供在所述带上具有所述至少一个印刷图案和所述至少一个二维的印刷对位标记的、预先印刷的材料
市ο根据本发明的可供选择的实施方式，步骤b)在步骤a)之前执行并且涉及如下预制的材料带，所述预制的材料带具有至少一个非印刷图案或复现特征以及至少一个具有三维地形结构的压印凹陷标记，从而所述凹陷在受照射时在所述带上距离所述印刷对位标记预先确定的间距处形成阴影，所述凹陷由此在照射时形成黑点。为了使印刷图案与非印刷图案之间的对位尽可能好地对齐，在机器方向(MD)和横切方向(TD)上都确定所述阴影相对于所述印刷标记位置的位置。一般地并且优选地，所述印刷图案包括几个连续印刷颜色，每个印刷颜色都具有印刷对位标记，并且借助于光学传感器系统来控制每个相应的连续的印刷标记，以便在印刷体至印刷体(print-to-print)控制操作中与第一印刷标记互相对准。优选的是，所述压印凹陷和阴影的俯视轮廓的大小和形状与所述印刷标记的大小和形状近似相同地给出，并且更加优选的是，所述阴影以及所述印刷标记的俯视轮廓被给出成圆点的形状。根据本发明的优选实施方式，所述非印刷图案是有压痕或划痕的折叠线的图案。
根据本发明的另一优选实施方式，所述非印刷图案包括重复的、部分地冲压或切割而成的穿孔线或者冲压或切割而成的孔洞。可供选择地，所述非印刷图案可以是压花(embossed)图案或者浮雕图案。为了连续地监测和控制这两种操作的对齐，优选的是，对所述创制非印刷图案的操作和/或所述印刷操作进行调节的步骤f)包括在所述横切方向上调节所述带位置，例如通过控制侧面引导系统。也优选的是，对所述创制非印刷图案的操作和/或所述印刷操作进行调节的步骤 f)包括对其中创制了所述非印刷图案的所述操作的一个或多个印刷辊和/或供料辊的旋转速度进行瞬时调节。具体地说，对所述创制非印刷图案的操作和/或所述印刷操作进行调节的步骤f)包括对一个或多个印刷辊和/或压痕辊的旋转速度进行瞬时调节。为了使印刷图案与非印刷图案之间的对位得以保持，通常材料带应该在整个材料材料带生产线都保持相同的移动速度。但是，当所述对位需要校正时，一个或多个辊子或操作的速度可以仅被瞬时地校正，以便对齐材料带位置并且再次实现对齐的对位。优选地，所述压印凹陷通过将尖端(pointed tip)以预先确定的深度按压到所述材料带中而形成。优选地，所述压印凹陷具有开口轮廓，所述开口轮廓具有在带材料的表面处的宽度W和在所述开口轮廓区域内的底部点处的最大深度d，从而所述凹陷的表面朝向彼此倾斜并在底部点处形成锐角。也优选地，所述压印凹陷具有开口轮廓，所述开口轮廓具有在所述材料带的表面处的宽度W和在所述开口轮廓区域内的底部点处的最大深度d，所述开口宽度W与所述最大深度d之间的比率小于2。根据优选实施方式，所述压印凹陷具有倒置的、空心的圆锥的形状，所述倒置的、 空心的圆锥具有圆形的或者椭圆形的、敞开的基底。可供选择地，所述压印凹陷可以具有倒置的、空心的金字塔的形状，所述倒置的、空心的金字塔具有三角形、正方形、矩形或者菱形形状，即开口轮廓形状。因此，特别地，相同的探测设备被用于确定印刷体和压痕图案的位置。这可以连续地在生产过程期间实行，从而提供改善的测量精度。印刷对位标记表明相应印刷颜色的位置。在对印刷标记的相对位置的测量中，利用光源来照射，例如利用散射光，以便能够通过照相机或者光学传感器来探测印刷对位标记。压痕图案或复现特征(例如孔洞或穿孔)和压印凹陷标记的位置可以同时地通过将压印凹陷标记也包含到照相机视野或者光学传感器探测区域内来确定。如果印刷标记与压印标记之间的相对位置(即它们之间的间距)和侧向对齐的测量值与预设值不相符，将在内部对压痕工具和/或印刷机进行调节。根据本发明的另一方面，提供有像上面和在权利要求1中所描述的那样使用所述控制方法来制造包装材料的方法，所述方法造成更少的废弃材料并且具有印刷体至非印刷体的，特别是印刷体至压痕(print-to-crease)对位的，改善的精度。根据本发明的另一方面，针对印刷对位标记所确定的测量位置也可以被用于在材料带的转换线的下游的后续操作中控制针对切割孔洞或穿孔或类似物的装备 (arrangement)。根据此方面，依据现有技术，孔洞或者穿孔由激光来切割，而不是结合压痕操作机械地冲压或成型。借助于这种切割装备，在运动的材料带上创制重复的开口孔洞或穿孔开口图案，这些开口将会成为最终的包装容器中的开口装置的部分。
根据本发明，以这种方式，对印刷对位标记的探测可以被用于控制压痕线的位置， 并且被用于控制如下工具，所述工具以某种方式以改善的总体精度在材料带上执行操作， 因为印刷体至压痕(ptint-to-crease)的相对位置的精度得以大大提高。因此，由印刷图案的确定的位置，压痕以及最后的开孔或者穿孔被正确地安置。根据本发明的另外的方面，提供一种如权利要求20所定义的在制造材料带的方法中使用的系统，所述材料带具有与其上的非印刷图案或复现特征对准的印刷图案。根据本发明的所述系统的优选实施方式在申请中的待审权利要求21至四中进行了限定。相应地，本发明涉及的系统具有g)用于提供印刷材料带的工作台，其中，至少一个图案与至少一个二维的印刷对位标记一起被印刷至所述带上，h)用于在所述带上创制非印刷图案和复现特征的工作台，以及压印机构，所述压印机构与创制所述非印刷图案和复现特征同时地并且同步地创制具有三维地形结构的凹陷，从而所述凹陷在受照射时在所述带上距离所述印刷对位标记预先确定的间距处形成阴影，i)光学传感器系统，所述光学传感器系统通过探测受照射时由所述凹进的三维结构所产生的所述阴影以及通过探测印刷标记来确定所述阴影相对于所述印刷标记位置的位置，j)比较机构，所述比较机构用于将所述阴影相对于所述印刷标记位置的测量位置的值与预设值进行比较，以及k)控制机构，所述控制机构用于对创制所述非印刷图案或复现特征以及同步压印的所述凹陷的操作进行调节，和/或对所述印刷操作进行调节，以便将测得的值调整到所述预设值。根据本发明的实施方式，所述工作台g)位于所述工作台h)之前，并且还包括打开 (unwinding)工作台，所述印刷图案和所述印刷对位标记已在单独的、在前的操作中被预先印刷到所述带上。根据本发明的可供选择的实施方式，所述工作台h)位于所述工作台g)之前。根据另一可选方案，所述工作台h)位于所述工作台g)之前，并且包括打开工作台，所述非印刷图案或所述复现特征与压印的凹陷标记一起已在单独的操作中被预先创制到所述带上。优选地，印刷台被安放在用于覆加非印刷图案的工作台之前，而光学传感器系统被安放在所述用于覆加非印刷图案的工作台之后。根据本发明的优选实施方式，用于在所述带上创制非印刷图案或复现特征的所述工作台包括压痕工作台。可选地，或者对压痕工作台来说附加地，用于在所述带上创制非印刷图案或复现特征的所述工作台可以包括穿孔或孔洞冲压工作台。可选地，或者对压痕工作台来说附加地，用于在所述带上创制非印刷图案或复现特征的所述工作台可以包括穿孔或孔洞切割工作台。可选地，用于在所述带上创制非印刷图案或复现特征的所述工作台是压花工作台。优选地，光学传感器系统包括如下类型的传感器控制系统，所述类型的传感器控制系统包括矩阵式照相机，例如像CCD(电荷耦合器件)照相机，所述矩阵式照相机与照明源集成在一起并且适合于探测预先限定的对位标记并使其显现。优选的是，所述比较机构包括计算机，所述计算机被连接至用于记录所测量的相对位置的光学传感器并且被连接至用于对印刷机的操作和/或非印刷操作进行调节的控制机构。根据本发明的优选实施方式，用于对创制非印刷图案的操作和/或印刷操作进行调节的所述控制机构包括用于在横切方向上移动材料带位置的调节机构。根据本发明的另一优选实施方式，用于对创制非印刷图案的操作和/或印刷操作进行调节的所述控制机构包括用于对其中创制了非印刷图案的操作的一个或多个印刷辊和/或供料辊的旋转速度进行瞬时调节的调节机构。根据本发明的另一优选实施方式，用于对创制非印刷图案的操作和/或印刷操作进行调节的所述控制机构包括用于对一个或多个印刷辊和/或压痕辊的旋转速度进行瞬时调节的调节机构。优选地，用于压印出所述凹陷的机构包括尖端，所述尖端以预先确定的深度被按压到所述材料带中。为了分析由照相机采集的照片、识别待生产的包装容器的类型以及对压痕工具和 /或印刷机进行必要的调节，使用计算机。用标记的大小和形状、针对包装容器的每种计划类型的待测量的间距的预设值、通常由印刷对位标记来标示的包装容器的类型以及压痕线的位置来对计算机进行编程。通过阅读下面的对现有优选实施方式的详细描述，本发明的方法的其他目的和优点对本领域技术人员来说将会是显而易见的。
下面进一步通过示例并参考附图对本发明进行描述。在附图中图Ia示出用于转换带状包装材料的生产线的主视图；图Ib以俯视图示出一块带有与压痕线的图案对齐的印刷图案以及针对每个相应图案的对位标记的带状包装材料，所述压痕线用于随后将包装材料折叠成包装品；图2以俯视图2a(按照相机/光学传感器的视角)和相应的侧视图2b示出不同对位标记的位置探测的原理；图3a示出压印标记的具体结构的示例的侧视图(左边)和同一标记的俯视图(右边)；图北示出压印标记的具体结构的另一示例的侧视图(左边)和同一标记的俯视图(右边)；图如示出压印标记的具体结构的又一示例的侧视图(左边)和同一标记的俯视图(右边)；图4b示出压印标记的具体结构的又一示例的侧视图(左边)和同一标记的俯视图(右边)；图5示出压印标记的具体结构的又一示例的侧视图(左边)和同一标记的俯视图 (右边)；
图6a所示为用于如图3a和图北中所示的压印标记的压印工具的示例的侧视图；图6b所示为用于如图如和图4b中所示的压印标记的压印工具的另一示例的侧视图；图7示出根据本发明的用于制造包装材料的方法的优选实施方式的流程图；图&i、8b、8c和8d示出针对根据本发明的可能应用，压印标记的可供选择的实施方式。
具体实施例方式因此，图1示出用于转换带状包装材料的生产线。根据本发明，在材料带1移近探测位置之前(由该材料带形成包装容器，例如用于包装食品)，该材料带经过了带有若干印刷单元(图中仅示出一个印刷单元)的印刷机2和用于创制非印刷图案30的工作台，例如像压痕工具3。在压痕工具3中，沿机器方向和/或横切方向在材料带上形成压痕或压痕线，沿着这些压痕线来折叠包装容器，这些压痕线在材料带的表面内形成三维结构。在印刷机2中，文字和/或图像被印刷到材料带1上。印刷体20可以根据最后包装品的外表而变化。印刷图案20还包括印刷对位标记4，该印刷对位标记可以帮助控制印刷体的位置。为了识别不同的包装品和距离压痕线的预设值，能够以不同的方式来制成一个或多个印刷对位标记4。对位标记优选带有充足的颜色反差区域并且构成为二维结构。通常，不同对位标记的外观被存储在计算机中并且被用于识别不同包装品。通常，印刷装饰包括几个印刷图案，每个图案一种颜色，当被印刷到彼此之上，所述图案一起构成完整的印刷装饰。为了获得清楚又漂亮的、带有文字和图像强聚焦的印刷体，有必要使各自的印刷图案彼此对齐。这迄今为止已由一个或相同的光学传感器或照相机在每个印刷单元之后通过探测印刷标记距离每个相应的图案相对于彼此的彼此相对的相对位置来实现了，这些印刷标记具有相同的大小和形状但不同的颜色。这种印刷体至印刷体对齐的精度很高，并且可以控制印刷操作，从而借助公知的和现有的光学传感器设备来对所述对齐进行连续的监控和调节。材料带1通常包括若干平行轨线或子材料带(1-1、1_2等)，它们可以针对用于相同或不同类型的待包装产品的包装品设计而成，例如具有相同或不同的印刷装饰的包装品。通常在整个材料带宽度上沿着一个轨线来标示和控制标记的位置就足够了。印刷台2和非印刷/压痕台3能够以任何顺序沿着材料带生产线安置。材料带的纵向在图1中用箭头示出。在压痕操作中，具有三维结构的压印凹陷标记5与压痕线同时制成，优选通过将安置在压痕辊上的尖端在距离印刷对位标记4预先确定的间距处按压到材料中制成。在材料带下游，在所述两个印刷台2和非印刷台3之后安置有光学传感器装备6， 用于同时探测和确定所有对位标记4和5的位置。将计算机(未示出)连接到光学传感器或照相机6上，并且还连接到用于调节压痕工具3和印刷机2的控制机构上。此外，计算机储存有不同类型的包装容器的最新信息， 当识别出材料带1时，显示这些信息。计算机对照相机或光学传感器所采集的图像进行分析并且记录探测到的相应对位标记的相对位置以及基于所述分析进行计算。由于计算机的不同部分本身不是唯一的，所以在这里不将它们进一步示出。
如果印刷对位标记4已被印刷在具有比对位标记更浅的阴影的表面上，那么印刷对位标记4能够被探测和记录，只要在对位标记4与印刷表面之间存在足够的色彩反差。在实践中，只要对位标记4和5不形成在暗的表面上，它们就可以被探测到。通常并且优选地，在印刷和压痕操作后，在纸板基包装材料上涂覆塑料外层，以防潮和防流体。层压包装材料通常还在纸板的一侧，在纸板与外部塑料层之间，设有例如铝箔的隔氧层。可供选择地，在印刷操作之后但在压痕之前，材料带可以涂覆上很薄的塑料层。因此，在本发明的范围内也可能实现的是，在涂覆塑料的纸带上创制压印凹陷标记。在一些包装类型上，开孔或者穿孔在材料带的转换线下游的后续操作7中制成。 优选地，这根据公知技术通过激光切割来进行。开孔和穿孔70可以用于特定的开启装置、 例如吸管、以便于开启包装品等。重要的是，将这种开口和穿孔调整到印刷和非印刷图案的位置。根据本发明的另一方面，印刷对位标记4的位置和记录因此可以被用于控制在转换线上位于下游的单元，例如激光切割装备，以便裁剪出重复图案，例如材料带上的孔洞或者穿孔。图Ib以俯视图示出一片带状包装材料1，其带有与用于随后将包装材料折叠成型成包装品的压痕线30图案对齐的印刷图案20，以及针对每个相应图案的对位标记4和5。 在本示例中示出的这一片展现的是包装品的底部。压痕线沿着材料带在机器方向MD上和横跨材料带在横切方向TD上创制在线的图案30中。印刷图案20可以包括图像、文字和/ 或仅仅是着色的区域。可选地，包装材料设有以与印刷图案对齐的位于预先确定的位置处的材料带上冲压或者切割而成的孔洞或穿孔。在图2中，以从上面观察的视图加示出一排印刷探测标E^、4b3C、4d3e、4f、4g 和5，就像通过光学传感器或照相机6观察的那样。因此，印刷对位标记4与各个相应的印刷颜色图案一起被印刷。与后续的操作，特别是压痕操作，同步地形成压印凹陷标记5，由此，在距离印刷对位标记预先确定的间距处，通过受照射而产生阴影点或黑点。相对于印刷标记4，压印标记5的相对位置是通过照相机光学地检测每个着色的或黑色的和阴影的标记各自相比于材料带上的浅色背景其所处位置来确定的。从相应的侧视图2b观察，可以看出，印刷对位标记4在材料带的表面上都只具有二维的结构，而压印标记具有到材料带中的三维凹进结构。重要的是，压印标记5安置得非常接近印刷对位标记，从而标记4和标记 5的相对位置可以通过一个或相同的光学传感器或照相机设备来确定和对齐。通过这种布置，伴随着沿材料制造线设立的较简单的设备，将在标记之间实现间距测量的较高精度。与针对印刷体至压痕(print-to-crease)对齐来手动调节印刷和/或压痕操作的、提供的测量精度等级约为士0.05mm而控制精度等级约为士0. 25mm的现有技术相比，通过使用依据本发明的方法，测量精度可以被提高至大约为士0.01mm的等级，而控制精度可以被提高至大约为士0. Imm的等级。在图3至图5中示出的是压印凹陷标记5，所述压印凹陷标记具有不同的三维结构。在图3a中示出的是，通过将圆形尖端压印到材料带中而获得的典型标记的侧视图(左边)和俯视图(右边)。通过俯视图说明的是，黑点由压印标记的中心形成，在那里，尖端已抵达材料带并且凹陷处于其最大深度处。压印凹陷的俯视轮廓具有圆点的形状。 压印凹陷具有倒置的、空心的圆锥的形状，所述倒置的、空心的圆锥具有圆形的或者椭圆形的、敞开的基底。为了由压印标记获得黑阴影，重要的是，压印凹陷的表面相对于彼此倾斜， 在凹陷的底部点处形成的角度是锐角，即小于90度。根据凹陷所需要的另一表现方式，压印凹陷标记在材料带表面处的开口轮廓的宽度与凹陷标记的最大深度之间的比率应该小于2。在图北中示出的是，与图3a中相同的标记的侧视图(左边)和俯视图(右边)， 但是带有被不对称地置于材料带表面的开口轮廓内的压印凹陷标记的最大深度。在图如中示出的是，通过将具有正方形和矩形基底的尖端压印到材料带中而获得的典型标记的侧视图(左边)和俯视图(右边)。通过俯视图说明的是，黑点由压印标记的中心形成，在那里，尖端已抵达材料带并且凹陷处于其最大深度处。压印凹陷的俯视轮廓具有四分之一圆周(quadrant)或矩形的形状。压印凹陷具有倒置的、空心的金字塔的形状，所述倒置的、空心的金字塔具有正方形或者矩形的、敞开的基底。为了由压印标记获得黑阴影，重要的是，压印凹陷的表面相对于彼此倾斜，在凹陷的底部点处形成角度是锐角， 即小于90度。根据凹陷所需要的另一表现方式，压印凹陷标记在材料带表面处的开口轮廓的平均宽度与凹陷标记的最大深度之间的比率应该小于2。在图4b中示出的是，与图如中相似的标记的侧视图(左边)和俯视图(右边)， 但是带有被不对称地置于材料带表面处的开口轮廓内的压印凹陷标记的最大深度。在图5中示出的是，通过将几个尖端的结构压印到材料带中而获得的标记的另一变型方案的侧视图(左边)和俯视图(右边)。通过俯视图说明的是，黑点由压印标记区域形成，在那里，尖端已抵达材料带并且凹陷是深的。压印凹陷的俯视轮廓具有圆点的形状， 所述圆点在中央具有更小的黑点。为了由压印标记获得黑阴影，看起来重要的是，压印凹陷的表面相对于彼此倾斜，尖端所形成的凹陷的底部点处所成的角度是锐角，即小于90度。 根据凹陷所需要的另一表现方式，压印凹陷标记在材料带表面处的开口轮廓的宽度与凹陷标记的最大深度之间的比率应该小于2。图6a是针对像在图3a中说明的那样的压印标记的压印机构的示例的侧视图，即具有圆形基底的突出尖端，附属于压印机构(例如辊子，合适的是压痕辊)的凸形部分。压印机构的其他部分(作用于材料带的另一侧)可以是凹形部分，合适的是凹形的辊子，在与突出部压印材料带相对的地方具有相应的凹进部。图6b是针对像在图如中说明的那样的压印标记而设计的压印机构的另一示例的侧视图，即具有正方形或者矩形基底的突出尖端，附属于压印机构(例如辊子，合适的是压痕辊)的凸形部分。压印机构的其他部分(作用于材料带的另一侧)可以包括橡胶块或者橡胶铆头块(dolly)，其被安置在与突出部压印材料带相对的地方。图7是流程图，示出的是依据本发明的方法的优选实施方式的主要步骤。材料带优选首先经过一个或多个印刷单元h、2b、2c (取决于多少种颜色将被用于印刷图案中)，其中，印刷对位标记如、仙、如将由各个相应的印刷机来提供。在下一步骤 3中，将在材料带上创制非印刷图案，优选是压痕线的图案。同时，随着非印刷图案的创制， 优选是压痕操作3，创制压印凹陷标记5。光学传感器6探测印刷对位标记4和5的位置，并且所测量的值由计算机8来记录，将所测量的值与计算机中程序化的预设值进行比较。如果所测量的值偏离预设值，那么反馈信号被传送给调节机构9，用于调整印刷操作2和/或非印刷操作3，优选是压痕操作。 可选地，另外的操作7，例如像另外的孔洞切割操作或者穿孔切割操作，可以通过印刷标记 4的探测到的位置以与压印凹陷标记5对齐的方式来控制。图8a示出提供压印凹陷标记的常规实施方式，因此像上面描述的那样创制阴影标记。图Sb、图Sc、图8d示出的是可供选择的实施方式，每个实施方式提供一组多个较小标记，所述多个较小标记形成标记图案，因此创制多个阴影标记。因此，压印凹陷可以可供选择地包括多个阴影标记，所述多个阴影标记形成预先确定的图案。因此，受照射时形成多个阴影标记的多个凹陷的这种标记也在要求权利的本发明的范围内是可能的。通过测量一组这种在一起形成某一预先确定的图案的、独特的标记，可以进一步提高测量的精度并且相对于彼此更好地带有更高精度地控制印刷操作和非印刷操作。本申请的不同于上面描述的附图和示例的或者由上面描述的附图和示例修改而成的更多的实施方式，落入附加的权利要求的范围内也是可以理解的。
权利要求
1.高精度控制运行材料带上印刷图案与非印刷图案之间的对位的方法，其特征在于包括如下步骤a)在所述带上印刷至少一个印刷图案和至少一个二维的印刷对位标记，b)在所述带上创制非印刷图案或复现特征， 步骤a)和b)以任何顺序执行，c)与执行步骤b)操作同时地并且同步地压印具有三维地形结构的凹陷，以便所述凹陷在受照射时在所述带上距离所述印刷对位标记预先确定的间距处形成阴影，所述凹陷由此在受照射时形成黑点，d)通过利用光学传感器系统进行照射和探测而确定所述阴影或黑点相对于所述印刷标记位置的位置，所述阴影在被用于探测所述印刷标记时能够由相同的所述光学传感器系统来探测，e)将由压印的所述凹陷形成的所述阴影相对于所述印刷标记位置的测量位置的值与预设值进行比较，以及f)对创制所述非印刷图案或复现特征以及同步压印的所述凹陷的操作进行调节，和/ 或对印刷操作进行调节，以便将测量的所述值调整到所述预设值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述印刷操作在非印刷操作之前执行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a)在步骤b)之前执行并且涉及提供在所述带上具有所述至少一个印刷图案和所述至少一个二维的印刷对位标记的、预先印刷的材料市ο
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)在步骤a)之前执行并且涉及如下预制的材料带，所述预制的材料带具有至少一个所述非印刷图案或复现特征以及至少一个具有三维地形结构的压印凹陷标记，从而所述凹陷在受照射时在所述带上距离所述印刷对位标记预先确定的间距处形成阴影，所述凹陷由此在照射时形成黑点。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在机器方向(MD)和横切方向(TD)上都确定所述阴影相对于所述印刷标记位置的位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述印刷图案包括几个连续印刷颜色，并且每个印刷颜色都具有印刷对位标记，借助于相同的光学传感器系统来控制每个相应的连续的印刷标记，以便与第一印刷标记互相对准。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阴影的俯视轮廓的大小和形状与所述印刷标记的大小和形状近似相同地给出。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阴影以及所述印刷标记的俯视轮廓被给出成圆点的形状。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非印刷图案是有压痕或划痕的折叠线的图案。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非印刷图案包括重复的、冲压或切割而成的穿孔线或孔洞。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非印刷图案是压花图案或者浮雕图案。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述创制非印刷图案的操作和/或所述印刷操作进行调节的步骤f)包括在所述横切方向上调节所述带位置。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述创制非印刷图案的操作和/或所述印刷操作进行调节的步骤f)包括对其中创制了所述非印刷图案的所述操作的一个或多个印刷辊和/或供料辊优选是压痕辊的旋转速度进行调节。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压印凹陷通过将尖端以预先确定的深度按压到所述材料带中而形成。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压印凹陷具有开口轮廓，所述开口轮廓具有在带材料的表面处的宽度W和在所述开口轮廓区域内的底部点处的最大深度d，从而所述凹陷的表面朝向彼此倾斜，在底部点处形成锐角。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述凹陷具有倒置的、空心的圆锥的形状，所述倒置的、空心的圆锥具有圆形的或者椭圆形的、敞开的基底。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述凹陷具有倒置的、空心的金字塔的形状，所述倒置的、空心的金字塔具有正方形、矩形或者菱形形状的基底。
18.根据权利要求1至17中任意一项所述的、用于制造材料的方法，其包括在运行的材料带上控制所述带上印刷图案与非印刷图案之间的对位的方法。
19.根据权利要求1至17中任意一项所述的、用于制造包装材料的方法，其包括在运行的材料带上控制印刷图案与有压痕的折叠线或孔洞的图案之间的对位的方法。
20.在制造材料带的方法中使用的系统，所述材料带具有与其上的非印刷图案或者复现特征对准位置的印刷图案，所述的系统其特征在于具有g)用于提供印刷材料带的工作台，其中，至少一个图案与至少一个二维的印刷对位标记一起被印刷至所述带上，h)用于在所述带上创制非印刷图案或者复现特征的工作台，以及压印机构，所述压印机构与创制所述非印刷图案或者复现特征同时地并且同步地创制具有三维地形结构的凹陷，从而所述凹陷在受照射时在所述带上距离所述印刷对位标记预先确定的间距处形成阴影，i)光学传感器系统，其通过探测由所述凹进的三维结构所产生的所述阴影以及通过探测印刷标记来确定所述阴影相对于所述印刷标记位置的位置，j)比较机构，其用于将所述阴影相对于所述印刷标记位置的测量位置的值与预设值进行比较，以及k)控制机构，其用于对创制所述非印刷图案或复现特征以及同步压印的所述凹陷的操作进行调节，和/或对印刷操作进行调节，以便将测得的所述值调整到所述预设值。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述工作台g)位于所述工作台h)之前，并且还包括打开工作台，所述印刷图案和所述印刷对位标记已在单独的、在前的操作中被预先印刷到所述带上。
22.根据权利要求20所述的系统，其中，所述工作台h)位于所述工作台g)之前，并且包括打开工作台，所述非印刷图案或者复现特征与压印的凹陷标记一起已在单独的操作中被预先创制到所述带上。
23.根据权利要求20或21中任意一项所述的系统，其中，用于在所述带上创制非印刷图案或者复现特征的所述工作台是压痕工作台。
24.根据权利要求20或21中任意一项所述的系统，其中，用于在所述带上创制非印刷图案或者复现特征的所述工作台是穿孔切割或孔洞冲压工作台。
25.根据权利要求20或21中任意一项所述的系统，其中，用于在所述带上创制非印刷图案或复现特征的所述工作台是穿孔或孔洞切割工作台。
26.根据权利要求20或21中任意一项所述的系统，其中，用于在所述带上创制非印刷图案或复现特征的所述工作台是压花工作台。
27.根据权利要求20或21中任意一项所述的系统，其中，传感器控制系统包括矩阵式传感器，所述矩阵式传感器与照明源集成在一起并且适合于探测预先限定的对位标记。
28.根据权利要求20或21中任意一项所述的系统，其中，所述比较机构包括计算机，所述计算机被连接至用于记录所测量的相对位置的光学传感器并且被连接至用于对印刷机的操作和/或非印刷操作进行调节的控制机构。
29.根据权利要求20或21中任意一项所述的系统，其中，用于压印出所述凹陷的机构包括尖端，所述尖端被布置成以预先确定的深度被按压到所述材料带中。
全文摘要
本发明涉及一种在运行的带状材料上控制印刷图案与非印刷图案(例如像压痕线或孔的图案)之间的相对位置的方法和系统，方法是提供以距离印刷对位标记预先确定的间距的方式具有至少一个带有三维地形结构的压印凹陷标记的材料带，以及利用相同的传感器控制系统来探测。根据本发明的另一方面，所述控制方法和系统用于制造如下层压包装材料，该层压包装材料具有互相对准的印刷装饰和有压痕的折叠线。
文档编号B41F33/00GK102245389SQ200980150376
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月17日 优先权日2008年12月18日
发明者克劳斯·哈马克, 弗雷德里克·林格伦, 拉斯·奔迈, 马库斯·克莱蒙特 申请人:利乐拉瓦尔集团及财务有限公司