JP4246527B2 - 活性化可能でないレーザダイオードも有しているレーザダイオード集合体による版の画像付け - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個別に制御可能なｎ個のレーザダイオードを有するレーザダイオード集合体（Laserdiodenbarren）を含む画像付け装置を備え、活性化されたレーザダイオードの画点が版上を実質的に１列に並ぶ、版に画像付けする方法であって、レーザダイオード集合体における少なくとも１つのレーザダイオードが活性化可能でなく、レーザダイオード集合体が、版の上で隣接する画点が間隔ａを有する最大ｍ個の活性化可能なレーザダイオードを有している場合の、版に画像付けする方法に関する。さらに、本発明は、個別に制御可能なｎ個のレーザダイオードをそれぞれが有するレーザダイオード集合体をそれぞれが含むｂ個の画像付け装置を備え、ｂ個の画像付け装置の活性化されたレーザダイオードの画点が版上を実質的に１列に並ぶ、版に画像付けする方法であって、ｂ個のレーザダイオード集合体における少なくとも１つのレーザダイオードが活性化可能でなく、すべてのレーザダイオード集合体が、版上の隣接する画点が間隔ａを有するｍ個の活性化可能なレーザダイオードを有している場合の、版に画像付けする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
版露光器、または画像付け装置を備えた、印刷機の印刷ユニット（いわゆるダイレクトイメージング印刷ユニット）では、版の二次元表面を露光するための画像付け時間を効率的に短くするために、特にレーザダイオードによって生成される複数の画像付けビームが時間的に並行して用いられる場合がしばしばある。冗長性を含まない画像付け方法を用いれば、すなわち、付けられるべき各々の印刷点の地点を画像付けビームがちょうど１回だけ通過するように、画像付けビームが版の二次元の表面全体にわたって変位すれば、画像付けされるべき表面全体に要する画像付け時間は、ｎ個の画像付けビームをもつ画像付け装置を使った場合、（１／ｎ）倍の時間に短縮される。上に述べたやり方に準じて、冗長性を含まずに版の各区域を露光するｂ個の画像付け装置を並行して使えば、同じく効率的なやり方で、いっそうの時間短縮を実現することができる。この場合には、画像付けされるべき表面全体に要する画像付け時間は（１／ｂ）倍の時間に短縮され、厳密に言えば、ｎ個の画像付けビームをもつｂ個の画像付け装置を使えば（１／（ｂｎ））倍の時間に短縮される。
【０００３】
つまり、冗長性を含まない並行化による画像付け時間の大幅な短縮は、利用できる（活性化可能な）画像付けチャンネルの数、もしくは使用される画像付けビームの数に大きく左右される。なぜなら、並行化をせずに画像付けされるべき表面全体に要する画像付け時間は、表面の各地点を冗長性なしに通過する場合、付けられるべき全画点の数に、その露光時間を乗算したものに等しく、厳密に言えば、１つの画点の露光に利用できる最大の時間を乗算したものに等しいからである。冗長性を含まないことは、このような時間的な考察からだけでなく、所要スペースやコストの理由からも望ましい場合がある。
【０００４】
版の二次元表面の印刷点が付けられるべき地点を、複数の画像付けビーム（１つの画像付け装置に配置されているか、複数の画像付け装置に配置されているかを問わない）が冗長性を含まずに通過するためには、時間的に先行するステップで画像付けされた地点から、時間的に後続するステップで画像付けされる地点へと通過するために、何らかの送り規則を守らなくてはならない。１回の画像付けステップで、版の上で密接していない地点に、すなわち互いの間隔が最小の印刷点間隔ｐ（通常は１０マイクロメートル）ではない地点に、ｎ個の画像付けビームによってｎ個の印刷点を付ける場合には、この送り規則が特に厳密に守られる必要がある。密度の高い画像付けを実現するために、時間的に後続する画像付けステップでは、すでに画像付けされている印刷点の間に印刷点が付けられる。このような手法は、インターリーブ法（インターリービング）の概念でも知られている。たとえばドイツ特許出願公開明細書１００３１９１５Ａ１には、版を画像付けするためのインターリーブ法が記載されている。所与の最小の印刷点間隔ｐのとき、版の上で隣接する画点が最小の印刷点間隔ｐの倍数である間隔ａを有する、１本の張渡し直線上にある等しい相互間隔のｎ個の画像付けチャンネルの列について、自然数ｎと（ａ／ｐ）とが互いに素（teilerfremd）であれば、この張渡し直線の方向へ、区間（ｎｐ）だけ冗長性を含まずに送りが行われることが保証される。
【０００５】
【特許文献１】
ドイツ特許出願公開明細書１００３１９１５Ａ１
【特許文献２】
米国特許出願明細書６，１８１，３６２Ｂ１
【特許文献３】
米国特許出願明細書６，２５２，６２２Ｂ１
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
明細書１００３１９１５Ａ１に記載されている冗長性を含まないインターリーブ法の実行は、張渡し直線上で等しい間隔をもつｎ個の画像付けビームを利用できるかどうかに、すなわち活性化可能かどうかに、クリティカルな程度にまで依存している。画像付けビームの停止または機能不良が起きたときに追求されるべき方策として、同明細書では、版の上で画像付けされない線ができるのを回避して変わらずに良好な画像付け品質を保証したい場合には、等しい間隔をもつ画像付けチャンネルの、まだ連続している最大の部分を使用することが提案されている。同明細書に記載されている冗長性を含まないインターリーブ法を具体化するには、間隔の倍数（ａ／ｐ）と互いに素である数の、まだ連続している部分の画像付けビームを選択しなければならないことは明らかである。この方策を追求した場合、さらに別の画像付けチャンネルが停止または機能不良を起すと、当初はｎ個である平行な画像付けビームの、非常に短い部分しか残らないことになる。その結果、画像付け時間は、並行化を利用できる部分が減っていくにつれて著しく長くなる。たとえば、張渡し直線上で連続する最大の部分の中心にある画像付けビームが停止していくという最悪のケースでは、画像付け時間はその都度２倍に増えていき、すなわち複数の停止が生じると、当初の並行化された画像付け時間の何倍にも増えていく。このことは、実際問題としてはまったく受け入れることができない。
【０００７】
画像付け装置でレーザダイオード集合体を使用する場合、一般に、それぞれの画像付けビームがちょうど１つのレーザダイオードによって生成される場合、レーザダイオードの停止または機能不良が特に重大問題となる。なぜなら、当初の機能性を回復するためには、レーザダイオード集合体全体の取り替えが必要だからである。これは、経済的な理由からだけでも有意義ではない。集合体の他のレーザダイオードは一般にまだ機能性があり、レーザダイオード集合体は完全に機能を失ったわけではないからである。
【０００８】
米国特許出願明細書６，１８１，３６２Ｂ１では、それぞれの画像付けビームに、レーザダイオード集合体の２つのレーザダイオードを割り当てることが提案されている。版に画像付けするには、画像付けビームごとにそれぞれ１つのレーザダイオードが使用される。第１のレーザダイオードが停止すると、その代わりに第２のレーザダイオードが使用される。しかし同明細書は、画像付けビームを生成するための冗長的なレーザダイオードが同時に停止した場合、どのように対処すべきかを開示していない。
【０００９】
これに代えて、米国特許出願明細書６，２５２，６２２Ｂ１では、それぞれの画像付けビームに、第１のレーザダイオード集合体の第１のレーザダイオードと、第２のレーザダイオード集合体の第２のレーザダイオードとを割り当てることが提案されている。版に画像付けするためには、画像付けビームごとに、２つのレーザダイオード集合体の一方のレーザダイオードが使用される。１つの画像付けチャンネルで、第１のレーザダイオード集合体の第１のレーザダイオードが停止すると、その代わりに、第２のレーザダイオード集合体の第２のレーザダイオードが使用される。しかし同明細書は、画像付けビームを生成するための冗長的なレーザダイオードが同時に停止した場合、どのように対処すべきかを開示していない。
【００１０】
両方の米国特許出願明細書６，１８１，３６２Ｂ１、および６，２５２，６２２Ｂ１の解決法に共通しているのは、大まかに言って、機能不良が起こった場合に備えて、それぞれの画像付けビームを生成するために代替のレーザダイオードを留保しておくことにある。その結果、これはコスト高になる。確実な方策を保証するためには、最初から２倍の個数のレーザダイオードが必要である。実際には、多数の代替レーザダイオードが始めから必要なわけでは決してない。この両方の明細書は、１つの画像付けビームまたは複数の画像付けビームが停止したときの対処という問題について、何ら根本的な解決法を提示していない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、ｎ個のレーザダイオードのレーザダイオード集合体を含み、そのうち１つまたは複数のレーザダイオードが停止している画像付け装置によって、版の迅速な画像付けを行うことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を備える版を画像付けする方法によって達成される。本発明の有利な発展例は、従属請求項、および並置された請求項に記載されている。
【００１３】
実際問題として、特にオフセット版である版の画像付けを実施するには、上に説明した並行化に関わりなく、１つの画像付け装置においてであれ複数の画像付け装置おいてであれ、できるだけ多い数の画像付けビームを利用することによって、版の画像付けされるべき表面全体に要する画像付け時間が、時間的に並行して利用できる画像付けビームが減っていっても実質的に変化せず、特に、まったく変化しないことが望ましい。このことは、特に、１台の印刷機で複数の、通常は４つまたは８つの版を、４つまたは８つの印刷ユニットで時間的に並行して露光することを予定しているために、並行化の度合いが最低である画像付けが完了するまで待っていたのでは、画像付けプロセスがまったく受け入れられないほど長くなるような場合に当てはまる。
【００１４】
したがって、本発明では、個別に制御可能なｎ個のレーザダイオードを有するレーザダイオード集合体を含む画像付け装置を備え、活性化されたレーザダイオードの画点が版上を実質的に１列に並ぶ、版に画像付けする方法であって、レーザダイオード集合体における少なくとも１つのレーザダイオードが活性化可能でなく、レーザダイオード集合体が、版の上で隣接する画点が間隔ａを有する、換言すると等しい間隔ａを有する最大ｍ個の活性化可能なレーザダイオードを有している場合の、版に画像付けする方法において、少なくとも次の各ステップが実施される。すなわち、画像付け装置と版の相対速度を係数ｆ（ただし、ｆ＞１、ｆは実数の集合の要素、ｆ？ｎ）だけ、特に係数（ｎ／ｍ）だけ上げる。画点１つあたりの露光時間を、係数１／ｆだけ、特に（ｍ／ｎ）だけ短くする。露光時間と、画点１つあたりのそれぞれのエネルギー量との関数である画像付け強度で、版の上の画点１つあたりのエネルギー量をそれぞれ注入するために、活性化可能なｍ個のレーザダイオードによって画像付けをする。
【００１５】
版の上の活性化可能なレーザダイオードの等しい間隔ａは、適切な結像光学系によって、または、レーザダイオードを互いに時間をずらして作動させることによって得ることができる。レーザダイオード集合体のレーザダイオードがすでに均一に配置されており、場合により一定の拡大率または縮小率で版の表面に結像されるのが特に好ましい。
【００１６】
相対速度は、版に対する画像付け装置の運動によって、または画像付け装置に対する版の運動によって、またはこの両者の運動によって引き起こすことができる。特に、版の運動による、版の表面を通って広がる方向への運動と、画像付け装置の運動による、この方向と一次の独立した方向への運動とが行われる。これとの関連で付言しておくと、この運動は不連続的であっても連続的であってもよい。連続的な一様の運動が好ましい。
【００１７】
並行化をせずに画像付けされるべき表面全体に要する画像付け時間は、表面の各地点が冗長性を含まずに通過される場合、付けられるべき全画点の数に、その露光時間を乗算したものに等しいので、本発明による方法では次のような好ましい結果が得られる。すでに上に詳しく説明したように、ｎ個の画像付けビームを備える画像付け装置を用いた並行化によって、画像付け時間が（１／ｎ）倍の時間に減る。仮にｍ＜ｎ個の画像付けビームしか利用できない場合、画像付け条件がそのまま維持されれば、（１／ｎ）倍の時間よりも長い（１／ｍ）倍の時間でしか画像付けができないことになる。しかし相対速度を上げ、それと反対に画点１つあたりの露光時間を短くすることによって、画像付けされるべき表面全体が（１／ｎ）倍の時間で画像付けされるという利点が生まれる。その場合、ｍ個の画像付けビームの表面の通過は、ｎ個の画像付けビームの通過よりもｆ倍だけ、特に（ｎ／ｍ）倍だけ速く行われるので、ｎ個の画像付けビームで並行して画像付けをする場合に比べて係数１／ｆだけ、特に係数（ｍ／ｎ）だけ短い、画点１つあたりの画像付け時間しか利用することができない。しかしこの場合、画像付け品質、画点サイズなどを維持するために、画点１つあたりの露光時間の間に特定のエネルギー量が表面の画点の地点に注入されるように配慮すべきであり、それによって、版の表面と画像付けビームとの相互作用が所望の効果につながるように、特に、時間的に並行するｎ個の画像付けビームを使った長い画像付けの場合と同じ効果につながるようにする。このことは本発明によれば、画像付け時間および注入されるべきエネルギーに応じて、画像付けビームもしくはレーザダイオードの画像付け強度を変えることによって達成される。
【００１８】
使用されるべき必要な画像付け強度は、線形の手法でも非線形の手法でも、画点１つあたりの画像付け時間および／または注入されるべきエネルギー量に依存して決めることができる。この関連性は、特に版表面の材料や構造によって左右される。非線形の手法は、特に、露光時間が光熱の相互作用範囲内(Photothermischen Wechselwirkungsbereich)にある場合、つまりミリセカンドの範囲内またはマイクロセカンドの範囲内にある場合に期待することができる。それに対して線形の手法は、画像付け時間がナノセカンドの範囲内にあるか、これよりも短い場合に期待される。版の表面の画像付けを得るための画像付けビームの最小のエネルギー束もしくは強度についての閾値は、露光時間（パルス長）が短くなるにつれて低下し、飽和挙動を示すことが知られている。この現象は、特に、版の表面における熱輸送を原因とするものである。これに関しては、たとえばＤ．Ｅ．Ｈａｒｅ他著の”Ｐｕｌｓｅ Ｄｕｒａｔｉｏｎ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｉｍａｇｉｎｇｂｙ Ｎｅａｒ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｌａｓｅｒｓ”（「近赤外線レーザによるリソグラフィ印刷版撮像のパルス幅変調依存」），Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．２，Ｍａｒｃｈ／Ａｐｒｉｌ １９９８，ｐ．１８７−１９３を参照されたい。換言すると、画像付け強度と、注入されるべきエネルギーとの関数の関係が、画像付け時間のパラメータのさまざまな値について既知でなくてはならない（相応の特性曲線の投影を含む出力・パルス時間・エネルギー特性図）。
【００１９】
したがって、本発明による方法の使用は、１つまたは複数の画像付けビームが停止しているにもかかわらず、ｎ個の画像付けビームを使った画像付けと比べて変わらない時間で、ｍ個（ただし、ｍ＜ｎ）の画像付けビームによる版の画像付けを可能にするという利点がある。本発明の方法は、特に、活性化可能なレーザダイオードの画像付け強度を、故障率を高めるおそれなしに、ある程度の時間にわたって高めることが可能な場合に使用するのが好ましい。この時間が延びるにつれて故障率も高くなるので、特に短い時間にわたっての使用が好ましい。すなわち、必要な交換部品、レーザダイオード集合体、画像付け装置などが事業者に納入されて組み付けられるまで、停止した画像付けビームを備える画像付け装置によって引き続き露光を行う場合に、本方法を一時的な緊急方策として使用することができる。生産性の低下が抑えられ、もしくは全面的に防止される。交換部品を組み付けるためのサービス利用の予定を立てることができる。
【００２０】
版に像付けする本発明の方法に必要となる、画像付け時間および注入されるべきエネルギー量と、画像付け強度との関数の関係は、画像付け装置のための記憶装置に格納される。この格納は、１つまたは複数の較正表（特性図または特性曲線）の形態で行うことができる。これは、計算規則の形態の少なくとも部分的に分析的な図式（公式）であり、または、補間点で作表された割当規則であってよい。
【００２１】
版に画像付けする本発明の方法が、ｒ×ｍ個の印刷点を画像付けするために、それぞれｍ個の画点が版に付けられるｒ回の画像付けステップが実行されるように反復され、各々の画像付けステップの間に画像付け装置と版との相対運動が行われると、特別に好ましい。換言すると、本発明による方法はｍ倍の並行化で版に画像付けするために用いるのが好ましい。
【００２２】
版に画像付けする本発明の方法の有利な実施態様では、隣接する画点の間隔ａは最小の画点間隔ｐのｋ倍である（ただし、ｋと、活性化可能なレーザダイオードの個数ｍとは互いに素）。ｋは素数であるのが好ましく、つまり｛２，３，５，７，１１，１３，１７，．．．｝の集合に属している。すなわち、レーザダイオードの画点は版の上で密接して位置しているのではない。画点や印刷点について密接しているとは、最小の印刷点間隔ｐを互いに有しているという意味である。通常の画像付けは２４５０ｄｐｉの解像度を有しており（一例として印刷点は、この場合にも互いに密接した印刷点の通常の間隔である１０マイクロメートルの大きさを有している）、もしくは２４００ｄｐｉの解像度を有している。それにより、通常はｋよりも大きい特に多くの可能なｍが、ｋと互いに素になる。特に、ｍとｋがいずれも互いに異なる素数である場合に、互いに素であることが実現されるのは明らかである。特に、上に詳しく説明したように画像付けをするための、特に冗長性を含まないインターリーブ法を実現するには、等しい間隔ａをもつｍ個の印刷点の列についての２回の画像付けステップの間における張渡し直線の方向での送りが、最小の画点間隔ｐのｍ倍であるのが好ましい。
【００２３】
本発明による方法は、回転可能な版胴の上に載った版に付属する１つまたは複数の画像付け装置によって、特に有利に実施することができる。張渡し直線が胴の軸と実質的に平行であり、画像付けビームの、版に対する相対的な変位は、版胴の回転によって、張渡し直線と直角な胴の外周方向の別の変位成分でも行われると特別に好都合である。この場合、張渡し直線の方向のｍ倍した印刷点間隔ｐと等しい張渡し直線と平行な送りは、版胴が完全に１回転したときにちょうど実現される。換言すると、画像付けビームの画点は、胴の外周面の回りに、互いに平行な螺旋状の軌道に沿って描かれる。そうすると、胴の特定のアジムス角のところでは、張渡し直線に沿って螺旋が互いに入り組んで現われるので、張渡し直線に投影してみれば、インターリーブ法という表現を使うことができる。ただし、現実には互いに平行なｍ個の螺旋しか書き込まれず、もしくはｂ個の画像付け装置を用いる場合には（ｂｍ）個の螺旋しか書き込まれず、これらの螺旋が、露光されるべき版の二次元の表面を密接に画像付けすることをここで強調しておく。
【００２４】
版胴の上で版に画像付けする本発明の方法は、版露光器、または印刷機の印刷ユニットで使用するのが好ましい。なぜなら、他ならぬ印刷ユニットの画像付け装置については、高いコストをかけないとレーザダイオード集合体の交換ができないという事実が当てはまるからである。この場合、印刷機は、ウェブを処理する機械、または枚葉紙を処理する機械であってよい。印刷機が作動する印刷方式は、直接または間接の平版印刷方式、オフセット印刷方式、またはフレキソ印刷方式であるのが好ましい。通常の被印刷体は紙、厚紙、ボール紙、あるいは有機ポリマー材料である。印刷機は、版に画像付けする本発明の方法が実施される画像付け装置を備えるこのような種類の印刷ユニットを、複数有していてもよい。
【００２５】
本発明の方法において、係数ｆだけ（ｆ＞１、ｆは実数の集合の要素、ｆ≦ｎ）、特に係数（ｎ／ｍ）だけ、またはほぼ（ｎ／ｍ）に等しい実数だけ、画像付け装置と版の相対速度を上げることは、実際問題としては、版胴の回転速度を上げることによって具体化することができる。ここで断っておくと、画像付け強度を規定する所定のレーザ出力で、ｎ個のレーザダイオードについてできるだけ短い画像付け時間を得るために、版に画像付けして印刷時に版の十分な耐用寿命を保証するのに、版の表面の材料に与えられるエネルギー量が十分であるという条件の下で、版胴の回転速度はできるだけ高く選択される。版胴のできるだけ高い回転速度は、この条件の下で、画像付けテストと印刷テストによりレーザ出力に依存して算出することができる。この量を相互にプロットすれば、版の表面の使用する材料について出力・パルス時間の特性曲線が得られる。
【００２６】
版に画像付けする本発明の方法は、個別に制御可能なｎ個のレーザダイオードをそれぞれが有するレーザダイオード集合体をそれぞれ含むｂ個の画像付け装置を備え、ｂ個の画像付け装置の活性化されたレーザダイオードの画点が版の上に実質的に１列に並ぶ、版に画像付けする方法において、ｂ個のレーザダイオード集合体における少なくとも１つのレーザダイオードが活性化可能でなく、すべてのレーザダイオード集合体が、版の上で隣接する画点が間隔ａを有するｍ個の活性化可能なレーザダイオードを有している場合についても適用することができ、そのやり方としては、上に説明した画像付けをする本発明の方法を応用し、版の上で隣接する画点が間隔ａを有する活性化可能なｍ個のレーザダイオードを備えるｂ個の画像付け装置の各々によって、画像付けをする。この方法は、特に、ｂ個の画像付け装置の各々に版表面の１つの領域が割り当てられており、ｂ個の領域が時間的に並行して画像付けされる場合に有利に使用することができる。ｂ個の領域の各々について等しい数ｍを選択することで、画像付けされるべき版の表面全体についての画像付け時間を規定する同じ画像付け時間が、どの領域にも必要になることが保証される。これらの領域は、表面上の印刷点の互いに離散した集合を形成する。
【００２７】
１つの領域内の印刷点は互いに密接に位置しており、すなわち、境界点を除いてすべての印刷点が、同じく当該領域に属する隣接点を有している。あるいは、特にインターリーブ法にとっては、各領域が単純に連続していなくてもよく、すなわち、他の領域に位置する隣接点を有する、境界点ではない少なくとも１つの印刷点が、各々の領域に存在していてよい。上に説明したようにｎ個の画像付けビームを用いるインターリーブ法では、すでに付けられた印刷点とまだ付けられていない印刷点とのパターンが、ｎ個の画像付けビームを時間的に並行して付けることを反復するたびに模倣される終了区域が生成される。これと相補的なパターン、すなわち、まだ付けられていない印刷点とすでに付けられた印刷点との逆のパターンは、ｎ個の画像付けビームを用いたインターリーブ法の開始領域のパターンに他ならない。したがって、開始区域と終了区域は補い合って、密接に付けられた印刷点となる。したがって、第１の領域の第２の区域と、第２の領域の第１の区域とが互いに入り組んでいるのが好ましく、すなわち、終了区域が、第１の領域に付属する第１の画像付け装置によって書き込まれ、開始区域が、第２の領域に付属する第２の画像付け装置によって書き込まれる、第１の領域の第１の区域と第２の領域の第２の区域との間の移行区域を設けるのが好ましい。最大（ｂ−１）個の移行区域をもつｂ個の画像付け装置への拡張は、２つの画像付け装置について上述した説明を参照すれば明らかである。
【００２８】
画像付けする本発明の方法は、画像付け装置が付属する複数の印刷ユニットを備える印刷機において、たとえば故障が発生している印刷ユニットの画像付け装置でのみ実施し、それに対して他の印刷ユニットでは、（ｂｎ）倍の並行化による画像付けを行うことができる。各々の印刷ユニットで、異なる機能不良を考慮することができる。どの印刷ユニットでも、画像付けされるべき同じ大きさの表面全体について、同じ画像付け時間が必要である。
【００２９】
付言しておくと、場合により、本発明の方法で使用される送り、および使用される画像付けビームによっては、ｎ個の画像付けビームの場合についてのデータの順序と比較したときに画像付けビームの数ｍが減っていることに配慮しながら、書き込まれるべきデータを分類しなおすことが必要になるが、これは、そのデータに対応する書き込まれるべき印刷点が、版の上の割り当てられた座標で、ちょうど割り当てられた画像付けビームが付属の座標を通過する時間のときに付けられるようにするためである。
【００３０】
個別に制御可能なｎ個のレーザダイオードを有する少なくとも１つのレーザダイオード集合体を含む、本発明による版の画像付け装置も、本発明に含まれている。レーザダイオードは、それぞれ１つの画像付けチャンネルに割り当てられていてよい。本発明によるこの画像付け装置は計算装置を備える制御ユニットを含んでおり、この制御ユニットでは、レーザダイオードの機能チェック装置の結果に応じて、たとえばダイオードレーザ集合体のレーザダイオードに対する測定装置の結果に応じて、上に詳しく説明したように、画像付けをするために個々のステップについて必要なパラメータの計算、特に画像付け強度の計算を実行する、少なくとも１つのセクションを有するプログラムが進行する。
【００３１】
任意選択で、制御ユニットは機械制御部と組み合わされていてもよい。制御ユニットは、場合により機械制御部を介して、版と画像付け装置の間の相対運動を生成するためのアクチュエータと接続されている。このとき、画像付けのためのデータの再分類を、制御部および／またはその前に配置されたデータ前処理ユニットで、活性化可能なレーザダイオードの使用できる個数に応じて行うことができる。
【００３２】
本発明による画像付け装置は、版露光器または印刷機の印刷ユニットで用いるのが特に好ましい。１つまたは複数の本発明による印刷ユニットを有する本発明の印刷機は、ウェブ処理機械または枚葉紙処理機械であってよい。本発明の印刷ユニット、または本発明の印刷機の基本となる印刷方式は、直接または間接な平版印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法などであってよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は、版の表面にレーザダイオード集合体によって生成される画点の位置を示す模式図を、画像付けビームの時間的な強度推移を説明するためのグラフを付して示している。まず、図１（Ａ）をみると、ここでは一部分だけを示す版１０に、レーザダイオード集合体１４を含む画像付け装置１２が付属している。ここでは一例として、実質的に１列に並んで等しい間隔を備える７つ（ここでは個数ｎ）のレーザダイオード１６を備えるレーザダイオード集合体１４が図示されている。実際には、集合体にあるレーザダイオード１６の個数ｎの通常の値は［１，２５６］、特に［３０，１３０］の範囲内にあり、たとえばｎは３２，６４または１２８、または前述の範囲［１，２５６］に属する素数である。直接または（場合により拡大率または縮小率と、非点収差などの結像収差を修正する光学部材とを備える）適切な結像光学系によって、活性化されたレーザダイオード１６の光が版に送られる。図１では一例として、左から数えて６番目のレーザダイオード１８が活性化可能でない状況が図示されている。したがって、左から数えて最初の５つのレーザダイオード１６（個数ｍ）によって、本発明の方法を用いた画像付けを行うことができる。版の上には５つの画点２０が示されており、これらの画点の地点では、レーザダイオード１６から出された画像付けビーム２２によって印刷点を生成することができる。隣接する画点２０は互いに間隔ａを有している。画点は等しい間隔をおいており、張渡し直線２４の方向に実質的に、特に厳密に、１列に並んでいる。張渡し直線２４の方向に対して別の一次の独立した方向２６があり、この方向２６は特に張渡し方向２６と直角に延びており、この両方向２４，２６によって版の二次元の表面が張り渡されている。張渡し直線２４の方向、つまり画点２０の列が位置する方向に、間隔ａが最小の印刷点間隔ｐの倍数である場合にインターリーブ法で印刷点が付けられるように、画像付け装置の送りを行うことができる。
【００３５】
図１（Ｂ）には、画像付けビーム２２の一例の時間構造２８が、時間軸３２の方向にプロットした時間ｔの関数として強度軸３０の方向にプロットされた画像付け強度Ｉのグラフで、定性的な説明をするために示されている。典型的な強度推移はガウスまたは段状である。ゼロから最大値に達するまで上昇し、次いで再びゼロまで下がる第１の例の強度推移３４は、ｎ倍の並行化をしながら版の画像付けをする状況を表している。ゼロから最大値に達するまで上昇し、次いで再びゼロまで下がる第２の例の強度推移３６は、ｍ倍（ただし、m＜n）の並行化をしながら版の画像付けをする状況を表している。両方の強度推移３４，３６を互いに定性的に比較すると、第２の強度推移３６は第１の強度推移３４よりも大きい最大値に早く達し、同じくゼロまで早く下がることがわかる（本発明による露光時間の短縮）。印刷点１つあたりに注入されるべきエネルギー量に関してすでに上に説明したように、露光時間を短くするために、本発明では画像付け強度を高める。前述した、版表面の画像付けを達成するための、最小のエネルギー束もしくは画像付けビームの強度についての閾値は、露光時間（パルス長）が短くなるにつれて下がり、短いパルス長の飽和挙動を示すので、第２の強度推移３６の積分
【００３６】
【外１】

は、第１の強度推移の積分よりも小さいか（比較的長いパルスの場合）、または実質的に等しい（比較的短いパルスの場合）。この積分（次元Ｊ／ｍ²）は、画点２０の地点で画像付けビーム２２によって付けられる印刷点の、注入されるエネルギー量を表す目安となる。パルス形状がわかっていて、露光時間を設定し、印刷点１つあたりのエネルギー注入量を希望に応じて設定すれば、パルスの最大強度を計算で決めることができる。エネルギー注入量は、本発明によれば、ｎ倍の並行化に比べて短いｍ倍の並行化での所定の露光時間で、同じ効果が版の上で得られるように選択される。
【００３７】
この説明と関連して、印刷点１つあたりの露光時間の短縮は、原則として、レーザダイオード１６の最大画像付け強度によって制限されることも強調しておく。ポンピング出力（Pumpleistungen）が高すぎ、ポンピング出力と光出力が一般に互いに比例している場合、通常のレーザダイオードは破損する恐れがある。本発明による露光時間の短縮が、最大の画像付け強度を上回る画像付け強度につながる場合には、最大限可能な画像付け強度と、これに対応する最低限可能な画像付け時間とで露光を行うことによって、つまり可能な限り集中的に、かつ可能な限り短く露光を行うことによって、本発明の方法を変更する。
【００３８】
図２は、本発明による方法の各ステップのフローチャートである。第１のステップ３８では、画像付け装置のレーザダイオード集合体における活性化可能なレーザダイオードの最大数mを決める。このとき、活性化可能なレーザダイオードの隣接する画点の間隔ａは均一である。通常、レーザダイオード集合体は、個々のレーザダイオードの機能をチェックする装置を有している。したがって、最大数ｍのチェックと決定は、画像付け装置の制御部の内部で行うことができ、この情報を、画像付けされるべきデータを前処理もしくは適切に分類するために利用することができる。第２のステップ４０では、決定された個数ｍに基づいて、画像付け装置と版の相対速度を係数ｆだけ上げる。画像付け装置が付属している版の実施形態は１つまたは複数の駆動装置を有しており、この駆動装置の制御部に、係数ｆだけ速度を上げるための少なくとも１つの信号が伝送される。第３のステップ４２では、印刷点１つあたりの露光時間が、逆数の係数１／ｆだけ短くされる。すなわち、相対速度の上昇によって通過が加速されたため、この短い時間しか露光に利用できなくなるので、画像付けビームは版の表面の特定の地点に、係数１／ｆだけ短い時間しかとどまらなくなる。第４のステップ４４では、版の上の印刷点ごとにエネルギー量をそれぞれ注入するために、活性化可能なｍ個のレーザダイオードによって、露光時間と印刷点１つあたりのエネルギー量とに依存して決まる相応の画像付け強度で、時間的に並行して画像付けを行う。第４のステップ４４は、特に版の表面のさまざまな地点にインターリーブ法で印刷点を付けるために、反復または繰り返すことができる。
【００３９】
図３は、胴の上に載せられた版の画像付けを本発明に基づいて実施することができる２つの画像付け装置の有利な実施形態を示す図である。版１０は、ここには詳しくは図示しない駆動装置によって胴軸４８を中心として回転可能な版胴４６の上に載っている。第１の画像付け装置５０と第２の画像付け装置５２は、並進方向５４に版１０の表面に対して相対的に、実質的に平行に、特に胴軸４８と平行に可動である。第１の画像付け装置５０と第２の画像付け装置５２は、互いに相対的に可動、すなわち相互間隔が可変であってもよい。版１０の広く普及している画像付けは、第１の画像付け装置５０が、画像付けされるべき表面全体の第１の領域６４を露光し、第２の画像付け装置５２が、第１の領域６６の補集合である、画像付けされるべき表面全体の第２の領域６６を露光することによって、２つの画像付け装置５０，５２を時間的に並行して用いることで行われる。すでに上に詳しく説明したように、特にインターリーブ法の場合、画像付け装置の表面の通過に応じて、第１および第２の領域６４，６６が交わる移行領域６８が存在していてもよい。第１および第２の領域６４，６６の印刷点６９は、付けられるべき印刷点の全体量の、互いに離散した部分集合を形成している。この部分集合は、連続した状態で位置するか（すべての印刷点６９が密接して）、または、非連続の状態で位置していてよい（少なくとも１つの印刷点６９がその部分集合の他の印刷点と密接していない、つまり、たとえば印刷点６９が、版の上の補集合や移行領域６８に属する印刷点としか隣接していない）。
【００４０】
第１および第２の画像付け装置５０，５２の画像付けビーム２２の画点は、一般には上に説明したインターリーブ法で、特に冗長性を含まないインターリーブ法で、密接した印刷点６９を付けることができるように、螺旋状の経路７０で版１０の表面を通過する。すでに先ほど用いた例にならって、第１および第２の画像付け装置５０，５２で少なくとも１つのレーザダイオードが停止しており、そのために、ｎ倍の並行化ではなくｍ倍の並行化でしか画像付けを行うことができないものと仮定する。そのために本発明を用いることができる。
【００４１】
説明を簡略にするために、ここではさらに一例として両方の画像付け装置５０，５２について、それぞれ５つの画像付けビームで書き込むことができるものと仮定する。これらのレーザダイオードによって付けられる印刷点６９が、版１０の上で画点の螺旋状の経路７０に位置することになる。特定のアジムス角と、版１０の上での胴軸４８に沿った特定の高さとに着目すると、特定の螺旋状の経路７０の上の印刷点は第１の時間で付けられるのに対して、その隣に密接して位置する印刷点は、他の螺旋状の経路７０の上にある。すなわち、画像付けビームの螺旋状の経路７０は互いに入り組んでいる。
【００４２】
第１および第２の画像付け５０，５２は、画像付け装置の制御部５６と接続されている。特に、画像付けされるべき絵柄のデータに基づいてレーザダイオードを制御する役目をする制御部５６は、制御部５６に組込まれていてもよい記憶装置５８と接続されている。記憶装置５８には、画像付け装置についての露光時間および注入されるべきエネルギー量と、画像付け強度との関数の関係が、たとえば較正表の形態でファイルされている。この関数の関係は、露光時間と画像付け強度との関係に代えて、つまり版１０の上での作用に代えて、一方ではレーザダイオード１６の出力と露光時間の関係であってもよく、また他方では、レーザダイオード１６のポンピング出力と露光時間の関係であってもよい。
【００４３】
ここで付言しておくと、較正された関係は、レーザダイオードの経年劣化や、これと同じ作用をするその他のプロセスのために、場合により再較正が必要になることがある。格納されている関数の関係によって、レーザダイオードのポンピング出力を決めることができる。レーザダイオード集合体１４における個々のレーザダイオードは、レーザダイオード１６の光出力を測定するのに用いられる、各レーザダイオード１６の共振器の鏡の後ろにある、たとえばフォトダイオードの形態の測定装置を備えていてよい。経年劣化プロセスは、特にポンピング出力と光出力の関係に影響するので、特定のポンピング出力で測定した光出力が、特定の画像付け強度によって版１０の上に所望の作用を得るために必要な光出力とは違ってくる。調節によって、光出力が必要な光出力に一致するようになるまで、ポンピング出力を変えることができる。
【００４４】
印刷点１つあたりの特定の最大露光時間と、特定の回転速度での画像付けを、その状況の関数関係に基づく相応の値を取り出すことによって、適切に実行することができる。制御部５８は、画像付けに必要なエネルギーを提供する供給装置６０をさらに備えている。
【００４５】
換言すると、第１の画像付け装置５０と第２の画像付け装置５２には、並進方向５４に変位したときにも接続されている制御部５６が付属している。制御部５６は、上に説明した本発明の方法を、その発展例も含めて実施するための少なくとも１つのセクションを備えるプログラムが進行する計算装置を含んでいる。制御部５６は、機械制御部６２と作用接続されている。アクチュエータ機構、すなわち版胴４６を回転させる駆動装置、および画像付け装置５０，５２を並進させる駆動装置は、図３には詳しくは図示されていない。このアクチュエータ機構は制御部５６によって制御および／または調節することができる。
【００４６】
版胴４６は、印刷機７４の印刷ユニット７２に収容されていてよい。制御部５６は機械制御部６２と接続されていてよく、それにより、並進運動と回転運動の簡単な調整が容易に可能であり、特に、画点が等しい間隔ａを有する、ｎ倍の並行化に比べて少ない活性化可能なｍ個のレーザダイオードの所定のパラメータのときの、回転速度と画像付け装置５０，５２の送り速度とに関する情報交換が容易に可能である。
【００４７】
有利な発展例では、活性化可能でない複数のレーザダイオードが生じると、制御部５６が、たとえば音響信号および／または視覚信号の形で、情報またはメッセージを機械操作員に自動的に発することが考えられる。レーザダイオード集合体の必要な交換の情報をサービス会社に直接知らせて、回避できる時間的な遅れなしに対処できるようにするために、制御部５６が電子メッセージを機械サービス会社のコンピュータに直接送り、もしくは、機械サービス会社のコンピュータとの接続を直接構築するのが好ましい場合もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】版の表面でレーザダイオード集合体によって生成される画点の位置を示す模式図（同図（Ａ））と、画像付けビームの時間的な強度推移を説明するためのグラフ（同図（Ｂ））である。
【図２】本発明による方法を示すフローチャートである。
【図３】胴の上に載せられた版の画像付けを本発明に基づいて実施することができる２つの画像付け装置の有利な実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 版
１２ 画像付け装置
１４ レーザダイオード集合体
１６ レーザダイオード
１８ レーザダイオード
２０ 画点
２２ 画像付けビーム
２４ 張渡し直線
２６ 方向
２８ 時間構造
３０ 強度軸
３２ 時間軸
３４ 強度推移
３６ 強度推移
３８ 第１のステップ
４０ 第２のステップ
４２ 第３のステップ
４４ 第４のステップ
４６ 版胴
４８ 胴軸
５０ 第１の画像付け装置
５２ 第２の画像付け装置
５４ 並進方向
５６ 制御部
５８ 記憶装置
６０ 供給装置
６２ 機械制御部
６４ 第１の領域
６６ 第２の領域
６８ 移行領域
６９ 印刷点
７０ 螺旋状の経路

Claims (14)

1. 個別に制御可能なｎ個のレーザダイオード（１６）を有するレーザダイオード集合体（１４）を含む画像付け装置（１２）を備え、活性化されたレーザダイオード（１６）の画点（２０）が版（１０）上を実質的に１列に並ぶ、版（１０）に画像付けする方法であって、前記レーザダイオード集合体（１４）における少なくとも１つのレーザダイオード（１６）が活性化可能でなく、前記レーザダイオード集合体（１４）が、版（１０）の上で隣接する画点（２０）が間隔ａを有する最大ｍ個の活性化可能なレーザダイオード（１６）を有している場合の、版に画像付けする方法において、
   前記画像付け装置（１２）と版（１０）の相対速度を係数ｆ（ただし、ｆ＞１かつｆ≦ｎで、ｆは実数の集合の要素）だけ上げるステップと、
   画点（６９）１つあたりの露光時間を係数１／ｆだけ短くするステップと、
   露光時間と、画点（６９）１つあたりのそれぞれのエネルギー量との関数である画像付け強度で、版（１０）の上の画点（６９）１つあたりのエネルギー量をそれぞれ注入するために、活性化可能なｍ個のレーザダイオード（１６）によって画像付けをするステップを有することを特徴とする、版に画像付けする方法。
2. 係数ｆが数（ｎ／ｍ）である、請求項１に記載の版に画像付けする方法。
3. 露光時間および注入されるべきエネルギー量と、画像付け強度との関数の関係が、画像付け装置の記憶装置（５８）にファイルされている、請求項１または２に記載の版に画像付けする方法。
4. ｒ×ｍ個の印刷点（６９）に画像付けするために、ｍ個の各画点（６９）を版（１０）に付けるｒ回の画像付けステップが実行されるように前記方法を反復し、各画像付けステップの間に前記画像付け装置（１２）と版（１０）との相対運動を行う、請求項１から３までのいずれか１項に記載の版に画像付けする方法。
5. 隣接する画点（２０）の間隔が最小の印刷点間隔ｐのｋ倍である（ただし、ｋは特に素数であり、ｋと、活性化可能なレーザダイオード（１６）の個数ｍとは互いに素である）、請求項１から４までのいずれか１項に記載の版に画像付けする方法。
6. 等しい間隔ａをもつm個の印刷点（６９）の１列についての２つの画像付けステップの間の、張渡し直線（２４）の方向の送りが、最小の印刷点間隔ｐのm倍である、請求項５に記載の版に画像付けする方法。
7. 版（１０）が回転可能な版胴（４６）の上に載っている、請求項１から６までのいずれか１項に記載の版に画像付けする方法において、
   前記張渡し直線（２４）が胴軸（４８）と実質的に平行であり、画像付けビーム（２２）の版（１０）に対する相対的な変位は、前記版胴（４６）の回転によって、張渡し直線（２４）と直角な、胴の外周方向の別の変位成分でも行われ、張渡し直線（２４）の方向の印刷点間隔ｐのm倍と等しい張渡し直線（２４）と平行な送りは、前記版胴（４６）が完全に１回転したときにちょうど行なわれる、版に画像付けする方法。
8. 前記版胴（４６）が印刷機の印刷ユニット（７２）に収容されている、請求項７に記載の版に画像付けする方法。
9. 前記画像付け装置（１２）と版（１０）との相対速度を係数（ｎ／ｍ）だけ大きくするために前記版胴（４６）の回転速度を上げる、請求項７または８に記載の版に画像付けする方法。
10. 個別に制御可能なｎ個のレーザダイオード（１６）をそれぞれが有するレーザダイオード集合体（１４）をそれぞれ含むｂ個の画像付け装置（５０，５２）を用い、ｂ個の画像付け装置（５０，５２）の活性化されたレーザダイオード（１６）の画点が版（１０）の上に実質的に１列に並ぶ、版（１０）に画像付けする方法であって、ｂ個のレーザダイオード集合体（１４）における少なくとも１つのレーザダイオード（１６）が活性化可能でなく、すべてのレーザダイオード集合体（１４）が、版（１０）上の隣接する画点が間隔ａを有するｍ個の活性化可能なレーザダイオード（１６）を有している場合のための、版に画像付けする方法において、
    請求項１から９までのいずれか１項に記載の、版に画像付けする方法を実施し、このとき、版（１０）上の隣接する画点（２０）が間隔ａを有するｍ個の活性化可能なレーザダイオード（１６）を備えるｂ個の画像付け装置（５０，５２）の各々によって画像付けをすることを特徴とする、版に画像付けする方法。
11. それぞれがレーザダイオード集合体（１４）を含むｂ個の画像付け装置（５２，５４）によって、請求項１０に記載の、版（１０）に画像付けする方法において、
    ｂ個の画像付け装置（５０，５２）の各々に版表面の領域（６４，６６，６８）が付属しており、ｂ個の前記領域（６４，６６，６８）が時間的に並行して画像付けされる、版に画像付けする方法。
12. 個別に制御可能なｎ個のレーザダイオード（１６）を有する少なくとも１つのレーザダイオード集合体（１４）を含み、活性化可能なレーザダイオード（１６）の画点（２０）が版（１０）上に実質的に１列に並び、前記レーザダイオード集合体（１４）は、版（１０）上で隣接する画点（２０）が間隔ａを有する最大ｍ個の活性化可能なレーザダイオード（１６）を有している、制御装置（５６）を備えた、版（１０）の画像付け装置（１２）において、
    前記制御装置（５６）が、請求項１から１１までのいずれか１項に記載のステップで版（１０）に画像付けをする方法が実行される少なくとも１つのセクションを有するプログラムが進行する計算装置を含んでいることを特徴とする、版の画像付け装置。
13. 印刷ユニット（７２）において、請求項１２に記載の、版（１０）の画像付け装置（１２）を少なくとも１つ備えていることを特徴とする印刷ユニット。
14. 印刷機（７４）において、請求項１３に記載の印刷ユニット（７２）を少なくとも１つ備えていることを特徴とする印刷機。

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