JP4908739B2 - 印刷機において被印刷体の上の印刷インキを乾燥させる方法および印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、被印刷体が、印刷機を通って被印刷体が沿って移動する経路の第１の位置で、少なくとも１つの着色顔料を含む少なくとも１つの印刷インキにより印刷される、印刷機において被印刷体の上の印刷インキを乾燥させる方法に関する。さらに、本発明は、少なくとも１つの印刷ユニットと、印刷機を通る被印刷体の経路に沿って印刷ユニットの後に配置された位置にある、被印刷体にエネルギーを供給するための乾燥装置とを備える印刷機に関する。

印刷インキの種類や、基本となる特殊な乾燥プロセスに応じて、印刷機、特に平版印刷機、石版印刷機、輪転印刷機、オフセット印刷機、フレキソ印刷機等では、特に光の形態の放射エネルギーを被印刷体の上の印刷インキに供給することによって被印刷体の上でのインキの付着を開始させる、もしくは補助する、シート状またはウェブ状の被印刷体、特に紙、厚紙、板紙等を処理するさまざまな装置が公知となっている。

いわゆるＵＶインキは、紫外光によるフォトイニシエーションによって開始する重合により硬化する。それに対して、もっと広く普及しているものとして、物理的な乾燥プロセスでも化学的な乾燥プロセスでも施すことができる溶剤含有型の印刷インキがある。物理的な乾燥は、溶剤の気化と被印刷体への拡散（浸透）とを含んでいるのに対し、化学的な乾燥もしくは酸化による乾燥とは、場合により空気中の酸素の補助作用のもとで、インキの調合に含まれる油、樹脂、結合剤等の重合に基づくものを意味している。これらの乾燥プロセスは、一般に、互いに依存し合っている。溶剤の浸透によって溶剤と樹脂との間に結合剤系の内部で分離が起こり、それによって樹脂分子が互いに接近し、場合によってはいっそう容易に重合させることができるからである。そのうえ乾燥プロセスは、被印刷体の種類、たとえば紙の場合であれば使われている原料、地塗り（Ｖｏｒｓｔｒｉｃｈ）、上塗りなどに大きく左右される。

ジョブの関係上、被印刷体と印刷インキの決められた組み合せが、乾燥プロセスに関して互いに適合していない場合がしばしばあり、その結果、処理された被印刷体の乾燥に時間コストがかかることになる。デリバリでの粉かけを強化することで、パイルを形成するときに印刷インキが移るという危険には対処できるものの、この対策は環境汚染を増やしてしまう。そのうえ、印刷された製品や折り丁をさらに処理できるようになるまでに、少なからず長い待機時間が必要である。

たとえば特許文献１より、被印刷体に印刷インキが塗布されたときに印刷インキが硬化または乾燥するように、被印刷体または印刷担体が、乾燥を促進する物質すなわち触媒を印刷担体材料の中に、または顔料塗膜として備えることができることが公知である。この場合の欠点は、実質的に管理できない直接的な反応が印刷時に直接起こることである。たとえば、印刷インキがすでに圧胴の上で乾いてしまい、印刷ユニットを汚しかねないという不都合がある。

たとえば特許文献２より、レーザの形態の放射エネルギー源を含む、印刷製品を乾燥させる装置が公知である。放射エネルギーは、個々の印刷ユニットの間の位置で、または最後の印刷ユニットの後における排紙装置の前もしくは内部の位置で、印刷機を通る軌道上で搬送装置によって移動する被印刷体の表面に向けられる。このときの放射源は、ＵＶインキに対する紫外レーザであるか、または溶剤含有型の印刷インキを加熱するためのレーザ光源であってよい。放射エネルギー源は、避けられない、もしくは遮蔽可能な損失熱により、印刷機の部分に好ましくない加熱が生じるのを防ぐために、印刷インキの外部に配置されている。しかしながら、この場合の欠点は、印刷機のために追加のシステムコンポーネントを別個に提供しなければならないことである。

さらに、溶剤含有型の印刷インキおよび／または水から溶剤を取り除くために、たとえば特許文献３より、短波長の赤外光（近赤外線）または中波長の赤外光を放出する赤外ランプを備える乾燥装置が、印刷機に設けられていてよいことが公知である。ランプ光源の放出スペクトルは広帯域であり、したがって、多数の波長が供給されることになる。このような種類の赤外線の乾燥装置では、エネルギー吸収の相対的な割合が紙で行われ、インキが間接的にしか加熱されないことが欠点である。素早い乾燥は、相応に高いエネルギー注入によってしか可能でない。しかしその場合、特に、被印刷体が不均等に乾燥して波打つ危険がある。

電子写真の印刷技術では、たとえば特許文献４より、記録媒体の上でのトナーの固定を、ダイオードレーザから放出される近赤外の放射エネルギーによって行うことが公知である。狭帯域の光源を使うことで、トナー粒子を溶かし、着色層を形成させて、記録媒体の表面に定着させるために、トナー粒子の加熱が実現される。このようなスペクトル帯域では、現在流通している多くの種類の紙が広い吸収最小値を有しているので、エネルギーの大部分をトナー粒子で直接吸収させることが可能である。

さらに、特許文献５より、電子写真式の印刷機またはコピー機が、トナーのための複数の固定装置を有していることができ、各々の固定装置は、この固定装置に付属するトナーの種類の最大の吸収波長に相当しているが、その他の種類のトナーの吸収波長では吸収されず、もしくはわずかしか吸収されない、電磁放射の波長領域を放出することが公知である。

しかしながら、上に説明したように他の化学的、物理的な乾燥プロセスも背景にあるので、紙の吸収スペクトルの窓がわかっているだけで、すぐに溶剤含有型の印刷インキを印刷技術で活用できることにはならない。本発明との関連では、溶剤含有型の印刷インキという用語は、特に溶剤の部分が、酸化重合、イオン重合、またはラジカル重合する結合剤系を土台とする水性または有機性のものであってよいインキを意味している。溶剤含有型の印刷インキを乾燥させるためのエネルギー注入は、溶剤を気化させる効果、および／または被印刷体への浸透の効果、および／または重合の効果を補助または促進すべきであり、それと同時に、特に、成分の分解や溶剤の過熱につながることがある、溶剤含有型の印刷インキの強すぎる加熱といった好ましくない副次的効果を防止すべきである。エネルギー注入は、トナー固定の場合のように、粒子の溶融のためだけに行われるべきものではない。

先願である特許文献６には、印刷ユニットで印刷されるべき印刷インキに、赤外吸収剤（近赤外スペクトル領域で吸収をする物質）を添加することが開示されている。印刷間隙の後に配置された狭帯域の放射エネルギー源、特にレーザ光源により、被印刷体の上の印刷インキが照明される。赤外吸収剤の吸収波長と実質的に共振する波長の光の供給は、印刷インキが乾燥するような印刷インキへのエネルギー注入を引き起こし、可能にし、もしくは補助する。放射エネルギー源の波長、および赤外吸収剤の吸収波長は、同時に、使用する波長が水とは非共振であり、それによって被印刷体へのエネルギー注入が低減または回避されるように選択される。
ドイツ特許出願公開明細書１９３６４６７ 欧州特許出願公開明細書０３５５４７３Ａ２ 米国特許明細書６，０２６，７４８ ドイツ特許出願公開明細書４４３７０７７Ａ１ ドイツ特許出願公開明細書１０１０７６８２Ａ１ ドイツ特許出願１０２３４０７６．５

本発明の目的は、印刷機で印刷された被印刷体の上の印刷インキの乾燥を容易にすることを可能にする、印刷機で被印刷体の上の印刷インキを乾燥させる方法、および印刷機を提供することである。

この目的は、請求項１に記載の特徴を備える方法、および請求項６に記載の特徴を備える印刷機によって達成される。本発明の有利な発展態様は従属請求項に記載されている。

本発明によれば、印刷機において被印刷体の上の印刷インキを乾燥させる方法は、少なくとも、被印刷体が経路に沿って印刷機を通って移動するステップと、経路の第１の位置で、少なくとも１つの印刷インキ、特に溶剤含有型の印刷インキで被印刷体が印刷されるステップと、第２の位置で、被印刷体上の印刷インキの乾燥を促進させる処理剤が被印刷体に塗布されるステップと、経路の少なくとも１つの第３の位置で時間的に後に、被印刷体が狭帯域の放射エネルギー源の光によって照明されることによって、放射エネルギーの作用によって被印刷体を乾燥させるステップを含み、光の波長と実質的に共振する吸収波長を有する赤外吸収剤を含んでおり、光が７００ｎｍから３０００ｎｍの間の波長を有している。換言すると、処理剤は、被印刷体の上の印刷インキの素早い乾燥または素早いエネルギー吸収のための触媒としての役目を果たし、特に、印刷インキの乾燥のために必要なエネルギー吸収を容易にする直接的な触媒としての役目を果たす。処理剤は、第３の位置での印刷インキの乾燥を促進させる。

処理剤を使うことにより、使用する印刷インキの調合、特に使用する溶剤含有型の印刷インキの調合を、乾燥を促進するために変更する必要がないという利点がある。それによって標準印刷インキを使うことができる。処理剤の調量および組成は、被印刷体の素材と、使用する印刷インキと、処理パラメータまたは塗布パラメータまたはプロセスパラメータとの関数で選択する。最適化されるべき目標は、すでに印刷機から出るときに、つまりシート状の被印刷体の排紙装置で、もしくはウェブ状の被印刷体の場合には折り機に入るときに、被印刷体の上の印刷インキができるだけ最大限に乾燥していることである。使用する被印刷体に合わせて、使用する処理剤を適応させることができるという利点がある。すなわち、被印刷体、印刷機、および使用する印刷インキの特性に合わせて、処理剤の作用速度の、処理パラメータ固有の調節をすることが可能である。

本方法の第１の実施態様では、第１の位置が第２の位置よりも時間的に前に被印刷体によって通過され、処理剤はコーティングの形態で、たとえば市販の保護塗料に添加された成分として塗布される。本方法の第２の実施態様では、第１の位置が第２の位置よりも時間的に後に被印刷体によって通過され、処理剤は下塗りの形態で、たとえば市販の下塗りペーストの添加された成分として塗布される。

処理剤は、触媒、特にエネルギー吸収のために直接作用する触媒、または反応開始剤であってもよい。換言すると、触媒は、その後の乾燥が容易になり、促進され、もしくは簡易化されるように、印刷インキの塗布前に被印刷体に作用することができ、他方、これに代えて、またはこれに加えて、処理剤は、乾燥が容易になり、促進され、もしくは簡素化されるように、塗布された印刷インキもしくは塗布されるべき印刷インキに作用することもできる。処理剤は、切換機能または触発機能を有することができる。すなわち処理剤は、処理剤が注入されたエネルギーと相互作用した後で初めて、乾燥に対する作用が開始されるように作用することができる。換言すると処理剤は、時間的に遅れて、初めてその作用を発揮するようになっていてよい。処理剤は、印刷インキの成分も印刷インキへの添加物も化学的に変化させないようになっていてよい。換言すると、処理剤はエネルギー吸収の促進を直接的に引き起こすのであり、印刷インキや印刷インキ添加物の変化によって間接的に引き起こすのではない。

処理剤は、特に乾燥剤または塩基性の溶剤、特に金属水酸化物の水溶液、たとえば苛性ソーダ溶液や苛性カリ溶液、もしくは結合剤であってよく、またはこれらを含んでいてよい。

赤外吸収剤の例は、すでに上に挙げた先願のドイツ特許出願１０２３４０７６．５に開示されている。このドイツ特許出願１０２３４０７６．５の刊行物を、引用により本明細書の開示内容に取り入れる。赤外吸収剤の別の例は、塗料システムで使用される物質であるインジウム・亜鉛・酸化物である。さらに別の赤外吸収剤が次の刊行物に記載されているドイツ特許出願公開明細書１００２２０３７Ａ１、国際公開パンフレット００／１４０１２７、特開平０７−２７８７９５、日本国特許６３３１９１９２、ならびにＳ．Ｂｅｃｋｅｒ著の博士号請求論文「Ｍｏｎｏｍｅｒｅ ｕｎｄ ｐｏｌｙｍｅｒｅ Ｒｙｌｅｎｆａｒｂｓｔｏｆｅ ａｌｓ ｆｕｎｋｔｉｏｎｅｌｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｉｅｎ（機能性材料としてのモノマーおよびポリマーのＲｙｌｅｎ着色剤）」、専門領域：化学・薬物学、ヨハンネス・グーテンベルク大学（マインツ）、２０００年。

発明的な方策として、結合剤は、赤外吸収剤（赤外吸収物質とも呼ばれる）を有していることができる。印刷インキへの光の注入、および／または印刷インキでの放射エネルギーの吸収が、下塗りまたはコーティングとして処理された被印刷体の上の印刷インキと接触する赤外吸収剤によって生成され、可能になり、補助され、改善され、もしくは容易になる。本発明のこの説明との関連では、表現を簡略にして、補助という単語だけを用いており、この単語により、相互作用の中で列挙されていたり別案として列挙されている、赤外吸収剤の作用のあらゆる段階を意味するものとする。熱の発生につながる可能性がある第３の位置でのエネルギー注入は、印刷インキの乾燥の促進につながる。一方では、被印刷体の上の印刷インキ（インキ装置）で高い温度を短時間で発生させることができ、他方では、場合により印刷インキの組成に応じて化学反応を励起または開始させることができる。赤外吸収剤は、赤外吸収物質、ＩＲ吸収剤、ＩＲ吸収物質などともの呼ぶことができる。赤外吸収物質は、印刷インキの色印象に影響や変化をわずかしか与えず、もしくはまったく与えないようにするために、波長の可視領域ではわずかしか吸収をせず、もしくはまったく吸収をしない特性を有しているのが有利である。

被印刷体に赤外吸収剤をくまなく塗布するには、可視スペクトル領域における赤外吸収剤の非常に優れた透明性が必要である。赤外吸収剤によって変化した非画像個所の色位置を、印刷インキによって修正することは当然ながら不可能である。したがって、塗布時には可視スペクトル領域で若干の着色がまだあるものの、それが遅くとも乾燥時には消える赤外吸収剤、すなわち、作用する放射エネルギーとの相互作用のときに消える赤外吸収剤を用いるのが有利である。赤外吸収剤の種類の例、およびこのような種類の赤外吸収剤の個別的な例が米国特許出願公開明細書２００２／０１４８３８６Ａ１に記載されており、その開示内容を引用により本明細書に取り入れる。

特に被印刷体の中の赤外吸収剤、下塗り層の中の赤外吸収剤、またはコーティングの中の赤外吸収剤によって補助しながら、印刷インキ、特に溶剤含有型の印刷インキへ、比較的高いエネルギー注入を直接行うことが、被印刷体への好ましくないエネルギー注入を生じさせずに可能であるという利点がある。このことは、一方では、被印刷体で光を直接吸収することができないことによって説明され、他方では、インキ層で吸収されたエネルギーが何分の１秒か後にはインキと被印刷体へ分かれることによって説明される。このときの熱容量や量的割合は、印刷された枚葉紙全体が均一な中程度の温度上昇をする前に、インキ層の短時間での加熱が可能であるように配分される。それにより、必要な総エネルギー供給量が減る。選択的なエネルギー供給は、特に、印刷インキの成分の吸収線と共振または準共振する、または印刷インキの中の赤外吸収物質の吸収線もしくは吸収最大値と共振または準共振する波長を照射することによって、補助することができる。印刷インキにおける放射エネルギーの吸収は３０％よりも多く、有利には５０％、特に７５％であり、さらには９０％より多くてもよい。

さらに、水でのエネルギー吸収が回避されると、被印刷体の脱水が減る。このことは、特に被印刷体の脱水（Ａｕｓｔｒｏｃｋｎｕｎｇ）がその判型の変化につながるので有利である。すなわち、いわゆる膨張プロセスにより、被印刷体はその乾燥状態や水分含有量に応じて違った判型を有している。個々の印刷ユニットの間での膨張プロセスのために、個々の印刷ユニットで異なる版の判型が必要になる。多大なコストをかけなくては予め判定可能で修正可能でない誤差が生じる、放射によって引き起こされる脱水の影響に基づく各印刷ユニット間での水分含有量の変化が、本発明の方法による印刷インキ乾燥によって回避される。

換言すると、本発明の方法は、脱水にあまりに強い影響を与えることなく、被印刷体の上の印刷インキの乾燥、特に溶剤含有型の印刷インキの乾燥を可能にする。

ここで付言しておくと、処理剤、特に赤外吸収剤が広い面積に塗布される場合、被印刷体の均一な加熱または温度調節を印刷画像や絵柄に関わりなく行うことができるので、被印刷体の歪みや波打ちを防ぐことができる。

本発明による乾燥方法は、本明細書に記載しているような乾燥装置を備える印刷ユニットで実施するのが有利である。特に、発明的な方策として、乾燥装置の放射エネルギー源からの放出と、赤外吸収剤の吸収性とが互いに適合するように規定され、調整し、もしくは意図される。換言すると、放射エネルギー源は、赤外吸収剤の吸収性に対応する１つの波長、または、赤外吸収剤の吸収性に対応する複数の波長を放出し、特に、このような１つまたは複数の波長だけを放出する。つまり放射エネルギー源から放出される光は、赤外吸収剤の吸収最大値に対して特別に有利には準共振し、実質的に共振し、特に共振し、その結果、赤外吸収剤の吸収最大値の、放射エネルギー源の放出最大値とのできるだけ良好な一致が実現される。使用する赤外吸収剤の吸収スペクトルは、放射エネルギー源の放出の領域に、赤外吸収剤の吸収最大値の少なくとも５０％、有利には少なくとも７５％、特に少なくとも９０％を有している。赤外吸収剤は１つまたは複数の局所的な吸収最大値を有していてよい。

これに代えて、またはこれに加えて、光の波長は水（Ｈ₂Ｏ）の吸収波長に対して非共振である。水の吸収波長に対して非共振というのは、本発明の関連では、摂氏２０℃のとき水による光エネルギーの吸収性が１０．０％よりも大きくなく、有利な実施態様では１．０％よりも大きくなく、特に０．１％未満であることを意味している。本発明の思想との関連では、放射エネルギー源は非常に低い強度の光しか放出せず、特に、水（Ｈ₂Ｏ）の吸収波長と共振する光はまったく放出しない。

有利な実施態様では、放射エネルギー源は狭帯域である。その場合、放射エネルギー源は１つの波長を中心として、たとえば最大±５０ｎｍの幅、特に±５０ｎｍ未満の幅で放出をすることができ、これは１つまたは複数の分光学的に細い個々の放出線であってもよい。さらに、有利な実施態様では、狭帯域の放射エネルギー源の放出最大値、もしくは放射エネルギーの波長は、７００．００ｎｍから３０００．００ｎｍの間、有利には７００．００ｎｍから２５００．００ｎｍの間、特に８００．００ｎｍから１３００．００ｎｍの間であり、紙の吸収スペクトルのいわゆる窓の部分領域にある。放射は８７０．００ｎｍ±５０．００ｎｍおよび／または１０５０．００ｎｍ±５０．００ｎｍおよび／または１２５０．００ｎｍ±５０．００ｎｍおよび／または１６００．００ｎｍ±５０．００ｎｍであるのが特別に有利である。

本発明の根底には、水の吸収帯域が紙の吸収スペクトルに寄与しているという知見もある。水なし（湿し水を使わない）平版印刷における被印刷体の通常の水分含有量だけでも、被印刷体での好ましくないエネルギー吸収につながり、許容できないほど強いエネルギー吸収につながることも少なくない。このような吸収は、湿し水を使う平版印刷では相応にいっそう強く現われる。被印刷体への多すぎるエネルギー注入は、論理的に考えると、水吸収線または吸収帯域（吸収波長）に対して非共振である波長の照射によって回避することができる。Ｈｅｉｔｒａｎデータバンクによれば、２９６Ｋの温度、１ｍの吸収区間、１５０００ｐｐｍの水の場合、次のような水による吸収が起こり、厳密に言えば水蒸気による吸収が起こる。すなわち、８０８ｎｍでは０．５％未満、８７０±１０ｎｍでは０．０１％未満、９４０ｎｍ±１０ｎｍでは１０％未満、９８０±１０ｎｍでは０．５％未満、１０３０±３０ｎｍでは０．０１％未満、１０６４ｎｍでは０．０１％未満、１１００ｎｍでは０．５％未満、１２５０±１０ｎｍでは０．０１％未満である。特に紙である被印刷体の１ｍ²の面積と、その上方１ｍの空気の空間とに着目してみると、絶対湿度が１．５％の場合、空気は約１２ｇの水量を含んでいる。本発明による装置の実施態様では、光源が１ｍよりも遠く被印刷体から離れておらず、かつ絶対湿度が１．５％を明らかに上回っていなければ、上に掲げた、水および／または水蒸気による吸収率を超えることはない。光がインキ層を通り抜けて被印刷体の中まで入る場合、あるいは、印刷プロセスによって枚葉紙に転移された湿し水によって、上記に付け加わる吸収が、被印刷体の含有水分により起こる可能性がある。

処理剤の個々の成分の機能グループに応じて、処理剤は異なる波長を吸収することができる。本発明の装置により、平版印刷機において、たとえば線スペクトルを放出する光源の少数の波長だけを照射することによって水の吸収波長を避けながら、光、特に近赤外線の光が、被印刷体の上にある処理剤に供給される。

本発明によれば、本明細書に記載の乾燥方法を実施するのに適した、印刷機を通る被印刷体の経路の第１の位置にある少なくとも１つの印刷ユニットと、経路に沿ってこの印刷ユニットの後に配置された第３の位置にある、被印刷体にエネルギーを供給するための乾燥装置とを備える印刷機が意図され、本発明の印刷機は、乾燥装置の前に配置された別の第２の位置に、第３の位置での被印刷体の乾燥を促進する処理剤を塗布するためのコンディショニングユニットを含み、乾燥装置が、近赤外の波長の光を放出し、被印刷体を照明する狭帯域の放射エネルギー源を含み、該狭帯域の放射エネルギー源がレーザ光源であり、処理剤が、光の波長と実質的に共振する吸収波長を有する赤外吸収剤を含んでおり、光が７００ｎｍから３０００ｎｍの間の波長を有している。このコンディショニングユニットは、構成に応じて、処理剤下塗りユニットまたは処理剤コーティングユニットと呼ぶこともできる。

有利な実施態様では、コンディショニングユニットは、被印刷体に両方の面から処理剤の塗布が可能であるように構成される。第１の変形例では、コンディショニングユニットは印刷機の別個の処理ユニットとして製作されていてよい。これに代わる第２の変形例では、コンディショニングユニットは、印刷ユニットのプラグインモジュールとしてモジュール形式で製作される。

有利な実施態様では、狭帯域の放射エネルギー源が組み合せで生じるように適切なフィルタ機構を備える広帯域の光源、たとえばＩＲ炭素放射器（Ｃａｒｂｏｎｓｔｒａｈｌｅｒ）を用いることもできる。フィルタは、特に干渉フィルタであってよい。特に平版印刷機の内部へ空間的に組み込むために、レーザは半導体レーザ（ダイオードレーザ）または固体レーザ（チタン・サファイア、エルビウム・ガラス、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ−ガラスなど）である。固体レーザは、ダイオードレーザによって光学的にポンピングされるのが有利である。固体レーザは、ファイバレーザまたは導波路レーザであってもよく、作業場で３００から７００Ｗの光出力を１０７０ｎｍから１１００ｎｍで提供することができるイッテルビウムファイバレーザが有利である。このような種類のレーザは限られた範囲内で調整可能であるのが有利である。換言すれば、レーザの出力波長が可変である。それにより、たとえば印刷インキの成分の吸収波長と共振または準共振するように、特に印刷インキの赤外吸収物質と共振または準共振するように、所望の波長に合わせた調整を行うことができる。

ダイオードレーザや半導体レーザは、特別なビームフォーミング光学系がなくても、被印刷体への放射エネルギー供給という目的のために利用することができるので、本発明の装置との関連では特別に有利である。半導体レーザの共振器から出た光は著しく発散するので、出力ミラーからの距離が増すにつれて広がる光束が生成される。あるいは、特に被印刷体に対して放射される光の焦点合せをするのに適した結像光学系が設けられていてもよい。

有利な発展形態では、本発明による印刷ユニットは、一次元のフィールド、または二次元のフィールド（局所的に湾曲、全体的に湾曲、もしくは平坦）、または三次元のフィールドに配置され、光が複数の位置で被印刷体に当る複数の光源を有している。被印刷体の個々の領域について、個々の複数の光源を使うことにより、レーザ光源の最大限必要な出力が減る。出力が低いレーザ光源は通常安価であり、見込まれる耐用寿命が長い。しかも、不要に高い損失熱の発生が防止される。供給による単位面積あたりの放射エネルギーは、１ｃｍ²あたり１００から１０，０００ｍＪ、有利には１ｃｍ²あたり１００から１，０００ｍＪ、特に１ｃｍ²あたり２００から５００ｍＪである。被印刷体への照射は、０．０１ｍｓから１ｓ、有利には０．１ｍｓから１００ｍｓ、有利には１ｍｓから１０ｍｓの長さの時間にわたって行われる。

１つの位置で被印刷体に当る光が、その強度と露光時間に関して、各々のレーザ光源について他のレーザ光源と関わりなく制御可能であれば特別に有利である。この目的のために、印刷機の機械制御部から独立して、またはこれに一体化されて、制御ユニットが設けられていてよい。レーザ光源パラメータの制御により、被印刷体の異なる位置でのエネルギー供給を制御することが可能である。そしてエネルギー供給を、被印刷体の上の該当する位置における被印刷体の絵柄面積率に合わせることができる。さらに、複数の光源を備える本発明の印刷ユニットを、被印刷体の１つの位置で光が少なくとも２つの放射エネルギー源から当るようにセットアップするのも有利である。これは部分的に重なり合う光線束であってよく、あるいは全面的に重なり合う光線束であってよい。そうすれば個々のレーザ光源の必要な最大の出力が減り、そのうえ、１つのレーザ光源が故障しても冗長性がある。

本発明の印刷機は、直接式または間接式の平版印刷機、石版印刷機、オフセット印刷機、フレキソ印刷機等であってよい。印刷機を通る経路で光が被印刷体に当る位置は、複数の印刷ユニットのうち最後の印刷ユニットの最後の印刷間隙の後、すなわちすべての印刷間隙の後に配置されていてよい。あるいはこの位置は、第１の印刷間隙よりも後、かつ第２の印刷間隙よりも前に配置されていてよく、つまり少なくとも２つの印刷ユニットの間に配置されていてもよい。印刷機は、枚葉紙を処理する印刷機、またはウェブを処理する印刷機であってよい。枚葉紙を処理する印刷機は、給紙装置と、少なくとも１つの印刷ユニットと、場合により処理ユニット（打抜きユニット、塗工ユニット等）と、排紙装置とを有していてよい。ウェブを処理する印刷機は、巻取紙交換装置と、被印刷体ウェブを両面印刷する複数の印刷ユニットと、乾燥機と、折り機とを含んでいてよい。

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。

図１は、本発明の乾燥方法の実施形態を説明するための概略図を示している。レーザ光源１０、特にレーザ、有利にはダイオードレーザまたは固体レーザは、これから放出された光１２が、ここでは印刷間隙である第１の点１８の後に配置された第３の位置１１６で、平版印刷機を通る経路１６で被印刷体１４に当るように、平版印刷機の内部に配置されている。図１では被印刷体１４が一例としてシート状に図示されているが、被印刷体はウェブ状に平版印刷機に通されていてもよい。被印刷体１４の経路１６の向きは矢印で図示されている。この経路は、一般に曲線状または非直線形である形状を制約するものではないが、ここでは特に円弧の上に載るように直線的に示されている。ここでは印刷間隙である第１の位置１８は、図１に示す実施形態では、印刷胴１１０と圧胴１１２の協働作用によって規定され、印刷機の運転時にここで印刷インキが被印刷体へ転移される。平版印刷機での固有の印刷方法に応じて、印刷胴１１０は版胴またはブランケット胴であってよい。第１の位置１８よりも経路１６に沿って前に配置された第２の位置１２４では、被印刷体１４が第３の位置１１６を通過したときに、処理剤１１８、特に赤外吸収剤が、すでに上に詳しく説明したように被印刷体１４に塗布される。第２の位置１２４は、処理剤１１８を被印刷体１４の近くに運ぶスクリーン胴１２０と、案内胴１２２との協働作用によって規定される。図１に示す状況では、被印刷体１４の上に印刷インキ１１４、特に溶剤含有型の印刷インキが示されている。放射源１０から発せられた光１２は、第２の位置１１６でビーム状またはカーペット状に被印刷体１４に当る。この第３の位置１１６の範囲内にある処理剤１１８、特に赤外線吸収剤は光１２からエネルギーを吸収することができるので、印刷インキ１４を乾かすことができる。水の吸収波長に対して非共振である波長を有利に選択することにより、本発明の発展例では、被印刷体１４での吸収が減る。

図２は、本発明の方法の実施形態の有利な発展例の概略図を示している。一例として、放射エネルギー源１０のフィールド２０が示されており、ここでは３×４個、すなわち１２個の放射エネルギー源１０が示されている。ここに図示した二次元のフィールド２０以外にも、一次元のフィールドまたは一次元のラインが被印刷体１４の幅全体に向くように設けられていてよい。光が二次元の分布で被印刷体１４に当る二次元のフィールドは、三次元のフィールドと同じく、特に、フィールド２０の１つの列で１グループの位置を並行して、もしくは同時に照射することによって、素早い乾燥が実現するという利点がある。したがって、被印刷体１４が放射エネルギー源１０の前を通過する速度は、一次元だけのフィールドの場合よりも速くてよい。フィールド２０は、これ以外の数の放射エネルギー源１０を有していてもよい。複数の放射エネルギー源１０の各々から、光１２が被印刷体１４に供給される。平版印刷機を通る経路１６に従う被印刷体１４に光１２が当る第３の位置１１６は、印刷胴１１０と圧胴１１２とによって定まる印刷間隙１１８の後に配置されている。個々の第３の位置１１６は、図２に放射エネルギー源１０の前方の行について図示しているように部分的に重なり合っていてよく、あるいは実質的に完全に重なり合っていてよい。放射エネルギー源１０のフィールド２０には制御装置２４が付属しており、放射エネルギー源１０は接続部２２によって、この制御装置２４との間で制御信号を交換することができる。制御装置２４により、第３の位置１１６における被印刷体１４の印刷インキの量に応じてエネルギー供給が行われるように、フィールド２０の制御を行うことができる。

図３は、印刷ユニット３２の後に配置されたコンディショニングユニット３４と、特に本発明の方法を実施するのに適した乾燥装置、ここでは放射エネルギー源１０とを備える本発明の印刷機３０（両面印刷機）の実施形態を概略的に示している。印刷機３０は、給紙装置３６と、ここには２つを示す複数の印刷ユニット３２と、コンディショニングユニット３４と、排紙装置３８とを有している。シート状の被印刷体が経路１６に沿って印刷機３０を通って移動する。各々の印刷ユニット３２は、ここには詳しくは図示しないがインキ装置と湿し装置とを含んでおり、経路１６が通過する、付属の印刷胴１１０と圧胴１１２によって形成される印刷間隙で、印刷インキ、特に溶剤含有型の印刷インキを被印刷体に塗布する。図３に示す各印刷ユニット３２の間には反転装置が設けられているので、印刷機３０で被印刷体を両面とも処理することができる。被印刷体は経路１６で最後にコンディショニングユニット３４に到達する。図示した実施形態では、コンディショニングユニットは、被印刷体とそれぞれ一方の側から接触する２つのスクリーン胴１２０を有しているので、処理剤、特に赤外吸収剤が両面に塗布される。処理剤、特に赤外吸収剤は、水元ローラ３１０によって備蓄容器から汲み出され、被印刷体に広い面積で転移される。換言すると、コンディショニングユニット３４は、１つの実施形態では、通常の塗工ユニットのコンポーネントと類似する、または同一のコンポーネントを有することができるので、処理剤ができるだけ均等に被印刷体へ供給され、塗布される。コンディショニングユニット３４は、１つまたは複数の印刷ユニットから独立して製作されていてよい。この図３に示す実施形態では、乾燥装置は排紙装置３８に配置されている。処理剤、特に赤外吸収剤が乾燥、特にエネルギー吸収を補助することにより、被印刷体は、放射エネルギー源１０の光により両面で照明されることによって乾燥する。

図４には、印刷ユニット３２の前に配置されたコンディショニングユニット３４と、印刷機３０にさまざまな位置で配置されていてよい乾燥装置、ここでは放射エネルギー源１０とを備える本発明の印刷機３０（両面印刷機）の実施形態の概略図が示されている。印刷機３０は、給紙装置３６と、ここには２つを示す複数の印刷ユニット３２と、排紙装置３８とを有している。シート状の被印刷体が経路１６に沿って印刷機３０を通って移動する。被印刷体は、まず給紙装置３６から経路１６で印刷機３０を通ってコンディショニングユニット３４に到達する。図示した実施形態では、コンディショニングユニット３４は、被印刷体とそれぞれ一方の側から接触する２つのスクリーン胴１２０を有しているので、処理剤が両面に塗布される。処理剤は、水元ローラ３１０によって備蓄容器から汲み出され、被印刷体に広い面積で転移される。各々の印刷ユニット３２は、ここには詳しくは図示しないがインキ装置と湿し装置とを含んでおり、経路１６が通過する、付属の印刷胴１１０と圧胴１１２によって形成される印刷間隙で、印刷インキ、特に溶剤含有型の印刷インキを被印刷体に塗布する。図４に示す各印刷ユニット３２の間には反転装置が設けられているので、印刷機３０で被印刷体を両面とも処理することができる。

この図４に示す実施形態には、乾燥のための放射エネルギー源の配置の３通りの変形例が図示されている。これら３つの変形例は、本発明の図面を簡素化するために、１つの図面の実施形態の中に図示しているにすぎない。本発明による印刷機は、これら３つの変形例をそれぞれ単独で有することができ、または、２つもしくは３つすべての変形例の組み合せとして同時に有することができる。第１の変形例では、放射エネルギー源１０が、印刷ユニット３２の印刷胴１１０と圧胴１１２で形成される印刷間隙のすぐ後に配置されていてよい。放射エネルギー源１０は、印刷インキが被印刷体に転移された後、被印刷体をすでに圧胴１１２の上で照明する。第２の変形例では、放射エネルギー源１０は最後の印刷ユニット３２に、少なくとも１つの第１の放射エネルギー源１０が被印刷体の第１の面を照明し、少なくとも１つの第２の放射エネルギー源１０が被印刷体の第２の面を照明するように配置されていてよい。このような構成は、たとえば、１つの放射エネルギー源１０が圧胴１１２の上の被印刷体を照明し、別の放射エネルギー源１０が、圧胴１１２のすぐ後に配置された胴の上の被印刷体を照明することによって具体化されていてよい（図４参照）。第３の変形例では、放射エネルギー源１０は、被印刷体が放射エネルギー源１０の光で両面とも照明されるように排紙装置３８に配置される。被印刷体の乾燥は、処理剤がエネルギー吸収を補助することによって促進される。

本発明の乾燥方法の実施形態を説明するための概略図である。 本発明の方法の実施形態の有利な発展例を示す概略図である。 印刷ユニットの後に配置されたコンディショニングユニットと、乾燥装置とを備える本発明の印刷機の実施形態を示す図である。 印刷ユニットの前に配置されたコンディショニングユニットと、乾燥装置とを備える本発明の印刷機の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０ 放射エネルギー源
１２ 光
１４ 被印刷体
１６ 経路
１８ 第１の位置
２０ フィールド
２２ 接続部
２４ 制御装置
３０ 印刷機
３２ 印刷ユニット
３４ コンディショニングユニット
３６ 給紙装置
３８ 排紙装置
１１０ 印刷胴
１１２ 圧胴
１１４ 印刷インキ
１１６ 第３の位置
１１８ 処理剤
１２０ スクリーン胴
１２２ 案内胴
１２４ 第２の位置
３１０ 水元ローラ

Claims (11)

1. 印刷機（３０）において被印刷体（１４）の上の印刷インキ（１１４）を乾燥させる方法であって、前記被印刷体（１４）は、印刷機（３０）を通って被印刷体（１４）が沿って移動する経路（１６）の第１の位置（１８）で少なくとも１つの印刷インキ（１１４）によって印刷される、被印刷体の上の印刷インキを乾燥させる方法において、
   前記経路（１６）の第２の位置（１２４）で、被印刷体（１４）の上の印刷インキ（１１４）の乾燥の促進を引き起こす処理剤（１１８）が前記被印刷体（１４）に塗布され、前記経路（１６）の少なくとも１つの第３の位置（１１６）で時間的に後に、前記被印刷体（１４）が狭帯域の放射エネルギー源（１０）の光（１２）によって照明されることによって、放射エネルギーの作用によって前記被印刷体（１４）を乾燥させ、
   前記処理剤（１１８）が、前記光（１２）の波長と実質的に共振する吸収波長を有する赤外吸収剤を含んでおり、前記光（１２）が７００ｎｍから３０００ｎｍの間の波長を有している、
   ことを特徴とする、被印刷体の上の印刷インキを乾燥させる方法。
2. 前記第１の位置（１８）が前記第２の位置（１２４）よりも時間的に前に前記被印刷体（１４）によって通過され、前記処理剤（１１８）はコーティングの形態で塗布される、請求項１に記載の乾燥方法。
3. 前記第１の位置（１８）が前記第２の位置（１２４）よりも時間的に後に前記被印刷体（１４）によって通過され、前記処理剤（１１８）は下塗りの形態で塗布される、請求項１に記載の乾燥方法。
4. 前記処理剤（１１８）が乾燥剤または塩基性の溶剤、もしくは結合剤であり、またはこれらを含んでいる、請求項１から３のいずれか１項に記載の乾燥方法。
5. 前記光（１２）の波長が水（Ｈ₂Ｏ）の吸収波長に対して非共振である、請求項１に記載の乾燥方法。
6. 印刷機（３０）を通る被印刷体（１４）の経路（１６）の第１の位置（１８）にある少なくとも１つの印刷ユニット（３２）と、前記経路（１６）に沿ってこの印刷ユニット（３２）の後に配置された第３の位置（１１６）にある、被印刷体（１４）にエネルギーを供給するための乾燥装置とを備える、請求項１から５までのいずれか１項に記載の乾燥方法を実施するのに適した印刷機（３０）において、
   前記印刷機（３０）が、前記乾燥装置の前に配置された別の第２の位置（１２４）に、前記第３の位置（１１６）で前記被印刷体上の印刷インキの乾燥を促進させる処理剤（１１８）を塗布するためのコンディショニングユニット（３４）を含み、前記乾燥装置が、近赤外の波長の光（１２）を放出し、前記被印刷体を照明する狭帯域の放射エネルギー源（１０）を含み、該狭帯域の放射エネルギー源（１０）がレーザ光源であり、
   前記処理剤（１１８）が、前記光（１２）の波長と実質的に共振する吸収波長を有する赤外吸収剤を含んでおり、前記光（１２）が７００ｎｍから３０００ｎｍの間の波長を有している、
   ことを特徴とする印刷機。
7. 前記コンディショニングユニット（３４）が、前記被印刷体（１４）に両方の面から前記処理剤（１８）の塗布が可能であるように製作されている、請求項６に記載の印刷機。
8. 前記レーザ光源が半導体レーザまたはガスレーザまたは固体レーザである、請求項６に記載の印刷機。
9. 前記印刷機（３０）が、一次元のフィールド、二次元のフィールド、または三次元のフィールドに配置され、複数の位置で光（１２）が前記被印刷体（１４）に当る複数の放射エネルギー源（１０）を有している、請求項６から８のいずれか１項に記載の印刷機。
10. 前記被印刷体（１４）に１つの位置で当る光（１２）が、その強度と露光時間に関して、各々の前記放射エネルギー源（１０）についてその他の放射エネルギー源（１０）とは関わりなく制御可能である、請求項６から９のいずれか１項に記載の印刷機。
11. １つの位置で光（１２）が少なくとも２つの前記放射エネルギー源（１０）から前記被印刷体に当る、請求項６から１０までのいずれか１項に記載の印刷機。

Images