JP2017094734A - 印刷機においてシートを温度調整する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】順応不良なシートを加工するのに適した温度調整方法を提供する。
【解決手段】印刷機においてシート１３を温度調整する方法であって、シート１３の複数の領域において初期温度が測定により求められる。測定された初期温度に応じて、放射器１２の複数のセグメント１４をそれぞれ異なって制御し、複数の領域のうちより低温の領域にはより強く放射を行う、かつ複数の領域のうちより高温の領域にはより弱く放射を行うまたは放射を行わない。これにより、複数の領域において、共通の最終温度を得るまたは少なくとも温度均一化を達成するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、印刷機においてシートを温度調整する方法に関する。

独国特許出願公開第３６４２２０４号明細書において、インクジェット記録装置が記述されている。このインクジェット記録装置は、種々の記録媒体を様々な温度に加温するのに適した加熱装置を備える。このインクジェット記録装置では、加熱装置は、様々な温度に関する熱エネルギを生成する少なくとも２つのタイプの加熱素子から成る。記録媒体が透明であるか否かに応じて、選択的に異なるタイプの加熱素子を制御することができる。記録媒体が不透明な記録媒体、たとえば木材繊維を使用しない紙であるとき、記録媒体の記録面は、印刷工程中に約１００℃から１４０℃に加熱される。これに対して、記録媒体がＯＨＰフィルムの場合、この記録媒体は、約８０℃〜１００℃に加温される。加熱装置の複数の加熱素子の間で切替えが行われ、これにより、加熱装置の消費電力を低減することができる。記録媒体は、加熱素子により加温される圧盤（プラテン）と滑り接触されている。これにより、記録媒体は、吐出されたインク滴がそこに着弾する前後に予め設定された温度に加熱される。

本発明の根底を成す課題は、順応不良なシートを加工するのに適した温度調整方法を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する方法により解決される。本発明に係る、印刷機においてシートを温度調整する方法では、シートの複数の領域において初期温度を測定により求め、測定された初期温度に応じて、放射器の複数のセグメントをそれぞれ異なって制御して、複数の領域のうちより低温の領域にはより強く放射を行い、複数の領域のうちより高温の領域にはより弱く放射を行いまたは放射を行わず、これにより、複数の領域において、共通の最終温度が得られるまたは少なくとも温度均一化が達成されるようにする。

本発明に係る方法では、シートに、シート面全体にわたって一定の温度が加えられるのではなく、シートは、より低温の箇所では、より高温の箇所よりもより強く加温される。これにより、シート内の熱分布を均一化することができる。これは、シートを水性のインクにより印刷しようとする場合に極めて有利である。このようなインクは、シートの温度差に極めて敏感に反応する。したがって、本発明に係る方法により、シートの、印刷されるべき面全体がほぼ一様のシート温度になることは有利である。

このシート温度は、品質的に良好な印刷工程を得るために、印刷工程中にシートが載置するジェッティング胴またはジェッティング無端ベルトの温度に適合されている。本発明に係る方法では、１つまたは複数の放射器が使用されることにより、短すぎる順応により引き起こされる温度差を、１枚のシート内で、また複数のシートにわたって効果的に補整することができる。

本発明に係る方法の種々の改良態様が考えられる。

放射器の出力を測定されたシート温度に応じて調整することができ、これにより、温度調整後の均一なシート温度（最終温度）が得られる。そのために、温度調整（初期温度）の前に、１つまたは複数のサーモグラフィまたは別の適切なセンサシステム、たとえば赤外線高温計を用いてシート温度を記録することができ、またシートが温度調整区間を通走する際に領域ごとに放射器の出力を調整することができるので、シートは、放射器の傍を通過した後で、一様の最終温度を有する。このようにして、シート搬送方向で拡大するシートの温度差を検出して、補整することができる。

調整のために、第１のセンサシステムおよび第２のセンサシステムを一緒に使用することができる。この場合、放射器の最初の制御を、第１のセンサシステムの情報、すなわちシートの厚さ、シートの熱容量、シートの熱伝導率および場合により行われるシートの前処理などの他の公知のパラメータに応じて行うことができる。たとえばプライマによるシートの被覆であるそのような前処理は、第１のセンサシステムによる記録または測定前に、または第１のセンサシステムとその下流側に配置された放射器との間で行うことができる。放射器の下流側に配置された第２のセンサシステムにより、放射器は、測定された温度に基づいて後調整することができ、これにより、残存する目標値からの差がさらに低減される。制御回路の動作状態で各々の基板に対して得られる制御パラメータは、制御装置にまたは印刷ジョブ固有のモバイルデータメモリに記憶して、後続ジョブに際して再び呼び出すことができ、これにより、損紙が低減される。

１つまたは複数の放射器は、赤外線放射器であってもよい。より高速な応答を得るために、１つまたは複数の放射器は、ＬＥＤ放射器であってもよい。

複数のセンサまたはカメラがその傍を通過するシートに対して平行に向けられることにより、第１のセンサシステムおよび／または第２のセンサシステムによる温度検出を、シート搬送方向だけではなく、シート搬送方向に対して横向きに行うこともできる。この場合、放射器は、シート搬送方向に対して横向きに複数のサブセグメントに分割されており、各サブセグメントは、対応するシート領域におけるシート温度に応じて制御される。これにより、シート搬送方向に対して横向きの温度変動も補整することができ、シート温度のより良好な均一化を達成することができる。この二次元的な温度調整の場合、個々のＬＥＤユニットに分割されていて、これらを個別に制御することができるＬＥＤ放射器の使用が有利である。

本発明の好適な改良態様は、以下の好適な実施の態様の記述および付属の図面から明らかである。

本発明に係る方法を実施する印刷機を示す。 印刷機のシート搬送ドラムと、２つのセンサシステムと、これらのセンサシステムの間でシート搬送ドラムに向けられた放射器とを示す。 放射器によるシートの温度調整前のシートの温度分布を示す。 シート上の放射器の出力の分布を示す。 温度調整後のシート上の温度分布を示す。

図１には、本発明に係る方法を実施する印刷機１が示されている。この印刷機１は、デジタル印刷に用いられる枚葉印刷機である。この印刷機１は、給紙パイル３を含むシートフィーダ２と、排出パイル５とシートを排出パイル５上に排出するチェーンコンベヤ６とを含むシートデリバリ４とを備える。さらに、印刷機１は、インクジェット印刷ヘッド９の傍を通過してシートを搬送するジェッティング胴８を有するインクジェット印刷部７を備える。シート搬送方向１０でジェッティング胴８の上流側に、シート搬送ドラム１１が配置されている。ジェッティング胴８の代わりに、シートに印刷を行う間にシートの搬送を行う無端の搬送ベルトを設けてもよい。

図２には、シート搬送ドラム１１と、シート搬送ドラム１１上でシート１３の加温および温度調整を行う放射器１２とが示されている。放射器１２は、ドラム周に沿って延在する一連のセグメント１４に分割されている。各セグメント１４は、赤外線放射を放出する管または一連のＬＥＤにより形成されていてもよい。制御装置１６により、各セグメント１４は、その放射出力および動作段階に関して個別に制御可能である。

放射出力は、たとえばその都度の印刷ジョブのシート１３の厚さに依存する。シート厚さは、制御装置１６に入力されるまたは制御装置１６に記憶されている。放射出力は、制御装置１６に入力されるまたは制御装置に記憶されている他のパラメータに、たとえばシート１３が前処理されているか、またどのようにシート１３が前処理されているかに依存してもよい。

各々のセグメント１４の接続および遮断により時間的に制限される動作段階は、たとえば印刷機１の機械速度に依存する。制御装置１６は、実際の機械速度またはシート搬送周波数（シートクロック）に関する情報をセンサから受け取ることができる。

第１のセンサシステム１７は、シート搬送方向１０で、ここではドラム回転方向で、放射器１２の上流側に配置されており、第２のセンサシステム１８は、シート搬送方向１０で、放射器１２の下流側に配置されている。センサシステム１７，１８は、サーモグラフィまたは赤外線高温計として構成されていてもよい。第１のセンサシステム１７により、シート１３の温度が、その仮想の領域Ｘ１〜Ｘ６で測定される。

図３ａは、各領域Ｘ１〜Ｘ６がシート搬送方向１０に対して垂直に延在し、かつシート幅全体にわたって延在するストリップの態様を有することを示す。シート１３は、領域Ｘ１〜Ｘ６にそれぞれ異なる温度を有することがある。たとえば、領域Ｘ１〜Ｘ６は、シート１３の、シート搬送ドラム１１のグリッパシステム１９に把持される前縁により近付くほど、より高温であり得る。シート搬送方向１０で、シート搬送ドラム１１の上流側に、同様にシート前縁を把持するグリッパシステムを備える別のシート搬送ドラムが配置されていてもよい。シート１３は、別のシート搬送ドラムのグリッパシステムからの（シート長さ）距離が増加するにつれ、別のシート搬送ドラムの周面に対する密着度がより小さくなり、これにより、別のシート搬送ドラムからシート１３への熱伝達が、シート前縁からシート後縁にかけてまたは領域Ｘ６から領域Ｘ１にかけてより不良になる。別のシート搬送ドラムの直ぐ周辺に配置された、最後に（不可避に）加温する熱源に基づいて、別のシート搬送ドラムは、シート１３よりも高い温度を有し、これにより、前述の熱伝達が引き起こされる。その結果、シート１３が別のシート搬送ドラムからシート搬送ドラム１１へ引き渡されるとき、領域Ｘ１〜Ｘ６において、シート１３がそれぞれ異なる温度を有することになる。

搬送方向１０で相前後して位置する領域Ｘ１〜Ｘ６は、第１のセンサシステム１７により、その傍をシート１３が通過するとき、順次、その初期温度に関して測定技術的に検出される。領域Ｘ１〜Ｘ６の、測定されたそれぞれ異なる初期温度に応じて、セグメント１４は、制御装置１６により、より低温の領域（たとえばＸ１〜Ｘ３）がより強く、より高温の領域（たとえばＸ４〜Ｘ６）がより弱く放射され、これにより加温されるように、制御される。つまり、放射器１２により、シート１３に、シート１３の初期温度プロファイルに関して負のまたは逆の温度プロファイルが及ぼされる。

制御装置１６は、全ての領域Ｘ１〜Ｘ６が共通の最終温度に至るようにするまたはこれらの領域Ｘ１〜Ｘ６において少なくとも所定の温度均一化を達成するようにするために、各領域Ｘ１〜Ｘ６にとって必要とされる各セグメント１４の出力に関して、セグメント１４を順次制御する。領域Ｘ１は、特に集中的な放射を必要とし、そのために各セグメント１４はその最大出力で作動させなければならない。この場合、セグメント１４は、順次、シート搬送方向１０で最も下流側のセグメント１４で始まって、領域Ｘ１が各セグメント１４の目標領領域に位置するときに、最大出力に調整される。最大出力に対応する放射は、いわば、領域Ｘ１とともに複数のセグメント１４の間を渡る。

第２のセンサシステム１８は、各領域Ｘ１〜Ｘ６において、得られた最終温度を測定し、これを制御装置１６にシグナリングする。制御装置１６は、シグナリングされた最終温度を、制御装置１６に記憶された目標値と比較して、放射器１２を調整する。領域Ｘ１〜Ｘ６において、測定された最終温度（実際値）が、所定の目標値から大きく異なると、制御装置１６は、セグメント１４を制御して、後続のシート１３において該当する領域Ｘ１〜Ｘ６の最終温度が目標値に適合されるようにする。

図３ａには、シート１３が一連の仮想の領域Ｙ１〜Ｙ１０に分割されており、各領域Ｙ１〜Ｙ１０がそれぞれストリップとしてシート搬送方向１０に対して平行に延在することが示されている。矩形の領域Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０のマトリックス（方眼パターン）が、領域Ｘ１〜Ｘ６（横ストリップ、行）と領域Ｙ１〜Ｙ１０（縦ストリップ、列）との交点に形成される。

第１のセンサシステム１７は、一連のサブシステム１７ａ，１７ｂに分割されていてもよく、また第２のセンサシステム１８は、一連のサブシステム１８ａ，１８ｂに分割されていてもよく、この場合、両方のサブシステムは、シート搬送方向１０に対して横向きに、したがってシート搬送ドラム１１の回転軸線に対して平行に延在する。第１のセンサシステム１７のサブシステム１７ａ，１７ｂの数は、領域Ｙ１〜Ｙ１０の数に対応し、第２のセンサシステム１８のサブシステム１８ａ，１８ｂにおいても、各サブシステム１８ａ，１８ｂは、領域Ｙ１〜Ｙ１０のそれぞれ別の１つに割り当てられている。したがって、第１のセンサシステム１７は、矩形の領域Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０のそれぞれに対してその初期温度を測定することができる。

放射器１２の各セグメント１４は、一連のサブセグメント１５に分割されており、サブセグメント１５の各々は、それぞれ別の１つの領域Ｙ１〜Ｙ１０に対応する。各サブセグメント１５は、シート１３を局所的に加温する１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。制御装置１６は、サブセグメント１５を個別に制御するので、図３ｂに略示されているように、矩形の領域Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０に関する領域ごとのまたは局所的に個別化されたシート１３の温度調整が行われる。サブセグメント１５の制御は、第１のセンサシステム１７によりこれらの領域Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０において測定される初期温度に応じて行われるので、図３ｃに略示されているように、全ての領域Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０において、目標値に対応する共通の最終温度が目標とされる。

制御装置１６を用いて、実際値と目標値の比較により、サブセグメント１５を後調整するために、領域Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０の実際の最終温度（実際値）は、温度調整の直後に第２のセンサシステム１８により測定される。

二次元的な温度測定および二次元的な温度調整は、特に、より低温の中央領領域と、中央領領域を取り囲むより高温の縁領領域とを有するシート１３において有利である。そのようなシートは、給紙パイル３の短すぎる順応時間の結果として生じることがある。このようなシートが運搬車両または貯蔵室から空調が成された印刷場に運ばれると、給紙パイル３は、印刷場の室温より大きく下回る温度を有することがある。順応時間の間に給紙パイル３は、印刷場において、外側から内側へかけて温度上昇する。順応時間が短すぎると、給紙パイル３は、印刷開始時に、依然として低温の中心部を有し、給紙パイル３の中央に位置するシートは、より低温の中心領領域を有する。シート温度均一化により、温度調整の直後に行われるインクジェット印刷に関する改善された印刷条件が得られる。インクジェット印刷において使用されるインクは、その粘度に関して温度に極めて敏感であり、本発明による構成手段が講じられない場合、シート１３におけるより高温のシート領域では、より低温のシート領域よりも素早く吸収されてしまうことになる。

このような構成手段により、順応時間を短縮して、印刷ジョブをより迅速に仕上げることができる、つまり、生産性が高められる。

１ 印刷機
２ シートフィーダ
３ 給紙パイル
４ シートデリバリ
５ 排出パイル
６ チェーンコンベヤ
７ インクジェット印刷部
８ ジェッティング胴
９ インクジェット印刷ヘッド
１０ シート搬送方向
１１ シート搬送ドラム
１２ 放射器
１３ シート
１４ セグメント
１５ サブセグメント
１６ 制御装置
１７ 第１のセンサシステム
１７ａ サブシステム
１７ｂ サブシステム
１８ 第２のセンサシステム
１８ａ サブシステム
１８ｂ サブシステム
１９ グリッパシステム
Ｘ１−Ｘ６ 領域
Ｙ１−Ｙ１０ 領域

Claims (10)

1. 印刷機（１）においてシート（１３）を温度調整する方法であって、
   シート（１３）の複数の領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）において初期温度を測定により求め、測定された初期温度に応じて、放射器（１２）の複数のセグメント（１４）をそれぞれ異なって制御して、前記領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）のうちより低温の領域にはより強く放射を行い、前記領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）のうちより高温の領域にはより弱く放射を行いまたは放射を行わず、これにより前記領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）において共通の最終温度を得るまたは少なくとも温度均一化を達成するようにすることを特徴とする、印刷機においてシートを温度調整する方法。
2. シート温度測定およびシート温度調整を、それぞれ二次元的に行う、請求項１記載の方法。
3. 前記放射器（１２）により、シート（１３）に、シート（１３）の初期温度プロファイルに関して負のまたは逆の放射出力プロファイルを適用する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記放射器（１２）として、前記印刷機（１）のシート搬送ドラム（１１）の周に沿って延在する一連の複数のセグメント（１４）に分割された放射器（１２）を用いる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 制御装置（１６）により、各々の前記セグメント（１４）を個別に該セグメントの放射出力および動作段階に関して制御する、請求項４記載の方法。
6. 各々の前記セグメント（１４）は、一連のサブセグメント（１５）に分割されている、請求項５記載の方法。
7. 前記制御装置（１６）を用いて、実際値と目標値の比較により、前記サブセグメント（１５）を後調整する、請求項６記載の方法。
8. 第１のセンサシステム（１７）により、前記領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）のうち、シート搬送方向（１０）で相前後して位置する領域を、順次、該領域の初期温度に関して測定技術的に検出する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 前記領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）は、矩形の領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）の方眼パターンを形成し、前記第１のセンサシステム（１７）により、各々の矩形の前記領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）において該領域の初期温度を測定する、請求項８記載の方法。
10. 第２のセンサシステム（１８）により、各々の前記領域（Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ１Ｙ１〜Ｘ６Ｙ１０）において、得られた最終温度を測定する、請求項８または９記載の方法。

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