JP5519926B2 - 印刷された材料を乾かす方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば印刷された枚葉紙、紙ウェブまたは材料ウェブ、あるいはプラスチックフィルム、ラベルなどの印刷された材料を乾かす方法および装置に関する。

特に多色刷りの場合、次の色で印刷されたり塗料塗布によって処理されたりする前に、または印刷機で裏面を印刷する目的のために裏返される前に、被印刷体を迅速かつ効率的に乾かすのは難しい。というのも、各印刷ユニット間を被印刷体が通過する時間が比較的短いので、例えば過熱などによって印刷画像を損なわずに、必要な放射出力を被印刷体に作用させるのが容易ではないからである。

実際にインキで印刷されている被印刷体の部分だけが照射されるという形態で、乾燥出力を引き下げることがすでに提案されている。例えば特許文献１には、いわゆる紫外線硬化型インキを乾かすために紫外線導波路のアレイを使用することが記載されており、この場合、個々のファイバから出射する紫外線の放射の強度は、通過した画像のインキ被覆度を識別するセンサによって制御される。

特許文献２には、赤外線吸収体を備える印刷インキを、赤外線レーザダイオードからなる２次元のアレイを用いて乾かし、その際には画像内容を考慮することができると記載されているが、それがどのように行われるかについて具体的には記されていない。

特許文献３で開示のインクジェットプリントにより、ミラーホイールスキャナを用いて被印刷体の表面にレーザ放射を照射することで印刷点を乾かすことが公知であり、インキで印刷されている被印刷体の箇所にだけその放射が到達することが意図される。この場合にも、それが具体的にどのように行われるかについて詳しくは記載されていない。

更に特許文献４により、紫外線硬化型インキで印刷された枚葉紙を乾かすために、紫外線レーザダイオードの１次元または２次元のアレイを使用することが公知である。しかし同文献では、画像内容に依存する乾燥ではなく、紫外線放射によって被印刷体をできる限り均等に照射することが望まれている。
欧州特許出願公開第０３５５４７３号明細書 独国特許出願公開第１０２３４０７６号明細書 欧州特許出願公開第０９９３３７８Ｂ１号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０１５７００Ａ１号明細書

本発明は、被印刷体を迅速かつ効率的に乾かすことができる方法を提供することを目的とする。

この目的は、請求項１に記載の特徴によって達成される。

被印刷体、すなわち材料、例えば枚葉紙や材料ウェブなどは、放射源の１次元または２次元のアレイによって乾かされる。このとき、例えばインキゾーン開度を前もってセットするためにオフセット印刷機で用いられるような、製版のときすでに生成される解像度の低い印刷画像が、画像内容に依存して被印刷体を乾かすためにも利用される。それに応じて、インキ被覆度を印刷画像において初めて識別するためのセンサ類は必要なくなる。更に、乾燥ユニットで光源または光源のグループを画像内容に応じて制御するために必要な制御・調整技術上のコストは、是認できるオーダーである。これは、解像度の低い画像データが使用されて、ラスター化されたビットマップの各印刷点または各ピクセルを個々に扱わなくて済むからである。被印刷体の表面に放射源を焦点合せするために必要な光学コストについても、同様のことが当てはまる。

解像度の低い画像データは、必ずしもアレイの放射源の網目間隔に対応していなくてよい。というのも、製版から受け継がれる「粗い」画像データは、第２のステップで初めて、解像度が更に引き下げられたデータへ変換されるのが好都合だからであって、この更に引き下げられた解像度が放射源の網目間隔に対応する。このような２段階の方法の利点は、製版から送られてくるデータを、まったく異なる調整工程または作業工程のために統一的に印刷機で利用することができ、すなわち何度も利用できるという点にある。アレイの放射源は、例えば導波路の端面や、発光ダイオードまたはレーザダイオードなどの半導体放射ユニットであってよい。使用するインキの種類に応じて、乾燥プロセスに必要な放射の波長が選択される。例えば反応性硬化型インキには紫外線放射、オフセットインキには印刷用インキの色素による吸収に合わせて調整された可視光、あるいは赤外線吸収体が混入されたインキには赤外線放射が選択される。

本発明のその他の利点は、添付図面の図１から図７を参照した以下の実施形態の説明から明らかであり、また、従属請求項に記載されている。

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、製版から印刷機へのデータフローを本発明の方法との関連で説明するための原理図である。

図１では、印刷されるべき画像の組み付けが行われる作業ステーションが符号１で示されている。この箇所では印刷ページのデータは、通常６００ｄｐｉの解像度で例えばプリンタで校正刷りとして出力することができるベクタグラフィックスとして存在しており、この場合、校正刷りの画像のピクセルは、通常、１６ビットの色深度を有することができる。このデータは、特に、図１に符号４が付されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの色で４枚の版を作成するための基礎として用いられる。これらの版の露光のために、いわゆるラスターイメージプロセッサ２で、データが４つの色分解版にラスター化される。ラスター化された色分解版におけるラスターピクセルの解像度は、通常２，４００ｄｐｉであり、すなわち、はるかにきめ細かくなっている。これは、各画点が、色深度に応じて異なる数のラスターピクセルへ分解されるからである。ラスター画像データは、いわゆる「ＣＴＰ」機器である版露光器３へ送られ、そこで、前述した基本色の４つの版が順次露光される。

露光されるべき領域の大きさと位置は４つの版についてそれぞれ異なっており、その様子は図２に例示されている。

図２は、独国の有名な大学都市のカラー画像２０を左側に示すとともに、その隣りの右側には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の色分解版を縮小して示している。対応する版にインキ着けされるべき領域は暗く示されているのに対して、インキのない領域は明るく示されている。

組み付けられたカラー画像から、色分解版およびラスター化された色分解版を生成し、保存し、表示させることができる作業ステーション５（図１参照）も、同じくまだ製版に属している。本実施形態では、データはこの作業ステーション５でいわゆるＰＰＦフォーマット（print production format）で存在しているものと想定しており、このフォーマットは、印刷製品を製造するときに使用されるさまざまな機器の間でのデータ交換のために特別に生成されたものである。更に、このフォーマットを基本とするＣＩＰ３／ＣＩＰ４の規格に基づき、組み付けられた印刷画像のデータから、いわゆる「ラフ画像」（プレビュー画像）の生成が意図されている。このプレビュー画像は、はるかに粗い５０ｄｐｉの解像度を有しているのが通常であり、４つの色分解版としても利用可能である。

ＣＩＰ３／ＣＩＰ４仕様は、このラフ画像のデータをインキゾーン開度のプリセットのために利用することを推奨しており、印刷機７の４つのインキユニット７ａから７ｄの各々、またはそこに含まれるインキユニット１６ａから１６ｄ（図５参照）は、印刷機の判型幅に応じてこれを１６個から３２個有しているのが通常である。このことは、さまざまな印刷機メーカーにおいて、いわゆる製版インターフェース（ＰＰＩ）で行われるのが通常である。これは、プレビュー画像のデータから個々のインキゾーン内部のインキ被覆の割合を合算し、ゾーン開度を操作する個々のインキユニットにおけるモータに対する調節値へと換算するパーソナルコンピュータまたは産業用コンピュータである。この調節値は機械制御ユニット８へと伝送され、そこでモータ制御部に対する制御信号へと変換される。

本発明の１つの実施形態では、解像度の粗いプレビュー画像のデータが、印刷機７で印刷された枚葉紙または（ウェブ印刷機の場合には）印刷されたウェブを画像に依存して乾かすためにも、すなわち、実際に印刷インキが存在している箇所で実質的に放射を作用させるためにも、利用されることを意図している。

これについて具体的に詳しく説明する前に、後方に配置された塗布ユニットを備えた典型的な４色刷り枚葉紙印刷機の図５に示す原理図について説明する。図５は、印刷されていない用紙パイルがある給紙ユニット９と、４つの基本色のための４つの印刷ユニット７ａから７ｄと、を備えるタンデム型のオフセット印刷機７を示している。各印刷ユニットは、圧胴１３ａと、ブランケット胴１４ａと、版胴１５ａと、インキユニット１６ａとを有し、このモジュールは第１の印刷ユニット７ａについてのみ符号が付されている。それぞれの印刷ユニット間の渡し胴２１ａから２１ｄが、印刷された枚葉紙を１つの印刷ユニットから次の印刷ユニットへ運ぶ。第４の印刷ユニット７ｄの後には、「チャンバ型ドクター」の型式の塗布ユニット７ｅが続いており、すなわち、この塗布ユニットはスクリーンセルローラ１９ｅとチャンバ型ドクター２０ｅとを有する。符号２２ｅは、いわゆる「星形スクリーンローラ（Rasterwalzenstern）」を表しており、星形スクリーンローラは、セルサイズがそれぞれ異なる３つの別のスクリーンローラを含んでいるとともに、これらのローラとスクリーンローラ１９ｅとを交換し、このようにして塗布されるべき塗料の量を規定する。塗布ユニット７ｅでは、使用する塗工版の種類（ブランケットまたはフレキソ形式）に応じて、印刷された枚葉紙が塗料塗布胴２１ｅにより全面的に塗料で被覆されるか、あるいはスポット塗料で被覆される。

塗布ユニット７ｅの後には乾燥塔７ｆが続いている。この乾燥塔では、例えば印刷された枚葉紙に水性の分散性塗料が塗布ユニット７ｅで塗布されたときに、機械を通過して運ばれた枚葉紙が、胴３７ｆの領域で熱風と赤外線放射によって乾かされる。

乾燥ユニット７ｆの後には印刷機の排紙ユニット１０が続いている。この内部では、くわえづめブリッジがチェーンガイド１１によって回転運動をする。このくわえづめブリッジ１８は塗工された枚葉紙を引き取り、これを差込式乾燥ユニット１１０ａおよび１１０ｂへ差し入れ、そこで枚葉紙は赤外線放射および／または熱風によって再度乾かされ、その際に塗布された塗料が固まる。こうして乾かされた枚葉紙は、次いで、排紙ユニット１０で枚葉紙パイル１２上に積み置かれる。

上述した実施形態では、印刷機７はいわゆる紫外線硬化型インキで印刷することを意図しており、すなわち、オフセット印刷で通常であるように、熱または赤外線放射の作用によって酸化して乾いたり、紙への浸透によって乾いたりはしないインキであり、紫外光で照射されることによって硬化するインキである。このような種類のインキと、印刷用として特別な装備をもつ紫外線硬化型インキを備えたオフセット印刷機とは、それ自体公知である。インキを乾かすために、圧胴１３ａから１３ｄを介しての枚葉紙搬送経路には、必要な紫外線放射を提供する、いわゆる面間乾燥ユニット１７ａから１７ｄがそれぞれ配置されている。このような面間乾燥ユニット１７ｅは、塗布ユニット７ｅの圧胴１３ｅ上にも設けられている。この面間乾燥ユニット１７ｅにより、例えば紫外線硬化型スポット塗料を乾かすことができ、すなわち面間乾燥ユニット１７ａから１７ｄの場合と同じように印刷画像に依存して、すなわち本実施形態では塗工画像に依存して乾かすことができる。

例えば印刷画像の全面にわたって塗布されることもある水性塗料が塗布ユニット７ｅで塗布される場合には、水性塗料から水蒸気が追い出される熱風乾燥ユニット２７ａを含んでいる、塗布ユニット７ｅの後に配置された乾燥塔７ｆを作動させることができる。

印刷されて塗工された枚葉紙を更に乾かすために、それ自体公知かつ周知のように、排紙ユニット１０のチェーンガイドの領域に追加の乾燥ユニット１１０ａおよび１１０ｂが設けられていてよい。これは、塗布されるインキまたは塗料の種類に応じて、排紙パイル１２に積み置かれる前にこれをいっそう乾かすために、例えば赤外線乾燥ユニットまたは紫外線乾燥ユニットであってよい。このような乾燥ユニット１１０ａおよび１１０ｂは、差込式ユニットとして構成されているのが通常であり、これにより、この箇所でさまざまな乾燥ユニットのタイプを必要に応じて利用することができる。

本発明のこの実施形態では、面間乾燥ユニット１７ａから１７ｅは図６（ａ）を参照して説明するように構成されており、例えばＮ₂などの不活性ガスで洗浄される、閉じたハウジング１１８の中に、紫外線放射ユニットの１つまたは複数のアレイ１１９をそれぞれ含んでいる。これは、紫外線硬化型インキを重合させる光重合開始剤を活性化するのに必要な３７０から３８５ナノメートルの波長領域の紫外線放射を放出する発光ダイオード１１９ａから１１９ｎである。このような光重合開始剤、例えばＢＡＳＦ社（居所：独国、ルートヴィヒスハーフェン）が提供しているＬｕｃｉｒｉｎ（登録商標）ＴＰＯは、３８０ナノメートルの波長領域に吸収最大値を有している。

このスペクトル領域の紫外線ダイオードは、現在、数マイクロワットから数ワットまでの範囲内の出力で提供されており、例えばＲｏｉｔｈｎｅｒ Ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｉｋ社（居所：オーストリア、ウィーン）を通じて購入することができる。紫外線ダイオードは、それが別個のダイオードである場合、直径が３または５ミリメートルの通常のハウジング寸法を有し、さまざまなビーム発散角１２０で購入することができる。このようなダイオードによって、別個に扱うことが可能な紫外光源からなるリニアアレイを構成することができる。このリニアアレイは、特別な補助光学系なしに、数センチメートルの作業間隔で直径ｄ＝約３から１０ミリメートルの照明スポットを印刷された枚葉紙１２１に生成する。これにより、このようなアレイの下を通過していく枚葉紙１２１が幅全体にわたってアレイで覆われるようにアレイは枚葉紙を照射できるようになっている。

ハウジング１１８には、発光ダイオード１１９ａから１１９ｎを制御するための電子制御ユニット１２３も格納されている。更に、各面間乾燥ユニットに付属する制御コンピュータ１２２も格納されており、制御コンピュータ１２２は、図５では図面を見やすくする都合から模式的にブロック図として抜き出して図示されており、機能については後でまた説明する。ハウジング１１８は、発光ダイオード１１９ａから１１９ｎの良好な冷却を確保するために、発光ダイオードアレイ１１９の領域にリブのあるアルミニウムで製作されている。発光ダイオード１１９ａから１１９ｎは、熱的に接触するように、ハウジング１１８の穴に挿入されている。発光ダイオード１１９ａから１１９ｎは、両側に突出する条片１１８ｂおよび１１８ｃによって汚れから守られており、各条片の間のスリットから流出していく不活性ガスＮ₂は、発光ダイオード１１９ａから１１９ｎの端面の手前にある空間へ、霧状のインキや水分が浸入するのを防止する。これに代えて、各条片１１８ｂおよび１１８ｃの間に、発光ダイオード１１９ａから１１９ｎの端面を汚れから防護する、例えば取外し可能な放射窓が取り付けられていてもよい。

複数列の発光ダイオード２１９ａから２１９ｎ，２１９ｂから２１９ｎを面間乾燥ユニット２１８内に配置することもできる。複数列、例えば５０列の発光ダイオードを印刷された枚葉紙の搬送方向に相前後して配置し、対応する発光ダイオードが一直線上に並ぶようにすれば、印刷画像の同じ画点を何度も順次照射することができる。これにより乾燥ユニットの性能を高めることができる。更に、適切に選択された円錐状のビームで覆うことで、乾かされるべき枚葉紙上での輝度を均等にすることができる。

その様子は図３に再度明らかに示されている。上側領域には、紫外線ダイオード構造のリニアアレイ１１９の端面が平面図として簡略的に示されている。その下に、色分解版マゼンタの粗いプレビュー画像が示されている。この色分解版上には、説明のためだけに用いる方形の補助網目がかけられている。この補助網目のそれぞれの正方形のセルは、ｂ＝１０ミリメートルの寸法を有している。発光ダイオードアレイ１１９のダイオード１１９ａが配置された間隔ａは５ミリメートルであり、すなわち補助網目の各セルは、発光ダイオードのスイッチが入ったときに、部分的に重なり合う２つの紫外線帯１２９ａおよび１２９ｂによって覆われる。これにより、紫外線帯１２９ａ，１２９ｂの中心軸１３０ａ，１３０ｂから周辺部にかけての強度低下が補償される。

図６（ｃ）に示すように、網目間隔の半分であるａ／２＝２．５ミリメートルだけ第１のアレイ１１９に対してオフセットされた、紫外線発光ダイオード２１９の別のアレイが設けられていると、いっそうの均等化を実現することができる。その場合、補助網目の各セルに４つの発光ダイオードが割り当てられ、隣接する発光ダイオードを適宜制御すれば、乾かされるべき枚葉紙上で、いっそう高い出力密度といっそう均等な紫外線放射の分布とを実現することができる。

補助セル上を覆うために必要な各ビームの長さは、機械速度すなわち印刷された枚葉紙１２１が面間乾燥ユニット１１７または紫外線発光ダイオードアレイ１１９の下を通り過ぎていく速度と、該当する発光ダイオードのスイッチが入っている時間とから算出される。機械速度が全速のとき、枚葉紙はおよそ５メートル／秒で移動するので、スイッチオン時間が２ミリ秒ならば、紫外線帯１２９ａおよび１２９ｂの長さは１０ミリメートルと算出される。５００ｍＷの光出力を放出する発光ダイオードを使うときは、枚葉紙が通過するとき補助網目の各セルに、２つのダイオード×２ミリ秒×０．５ワット＝２ミリワット秒のエネルギーをもつ紫外線放射が注入され、これは２ｍＪ／ｃｍ²の線量に相当している。この線量は、紫外線硬化型インキを乾かすのにすでに十分である。枚葉紙搬送方向に相前後して複数の発光ダイオードアレイを配置することによって、いっそう高い放射線量を実現することができる。

本発明の機能にとって決定的に重要なのは、面間乾燥ユニット１７ａから１７ｄの下を通過する印刷された枚葉紙の運動と、アレイ１１９の紫外線発光ダイオードのオン・オフ時点との間の同期化であって、印刷機の胴に関して軸方向での印刷画像に対するダイオードの正確な割当である。これについて、以下、図７を参照しながら具体的に説明する。図７は、面間乾燥ユニット１７ａから１７ｅにおける発光ダイオードアレイ１１９を制御するための主要な電子的要素を示すブロック図であって、面間乾燥ユニットのアレイにおける個々の発光ダイオードを制御するための信号スペクトルの一例を示す図である。

すでに冒頭で図１を説明する際に述べたように、機械制御ユニット８は、市販のパーソナルコンピュータまたは産業用コンピュータである、いわゆる製版インターフェース（ＰＰＩ）６を備えたデータ回線を介して、相応の画像評価ソフトウェアと接続されているとともに、印刷機のインキユニットでインキゾーン開度をプリセットするために製版インターフェース６で算出されたインキゾーン開度の値を画像評価ソフトウェアから受けとる。この値が送られるモータ制御部には、符号３１が付されている。モータ制御部は、４つの印刷ユニット７ａから７ｄのインキユニット１６ａから１６ｄのそれぞれが備えている、例えば３２個のインキゾーンモータの各々に対する制御信号を供給する。この値が送られた後に、または場合によりその前に、製版インターフェース６から、面間乾燥ユニットに付属している機械制御ユニット８のモジュール３２へ、面間乾燥ユニット１７ａから１７ｅの発光ダイオード１１９ａから１１９ｎのオン・オフを記述するデータが送られる。このデータは、画像のラスター化の後にＣＴＰ装置３のＲＩＰ２（図１参照）によって製版データで露光された、または露光されるべき、４つの版４のそれぞれの座標系に関連づけられている。

制御モジュール３２では、このデータが機械固有に前処理され、引き続いて面間乾燥ユニット１７ａから１７ｅの乾燥ユニット制御部１２２ａから１２２ｅへと送られる。これには、一方では使用開始時点の指定が含まれており、すなわち、最初の枚葉紙が例えば印刷ユニット７ｃへ入って付属の面間乾燥ユニット１７ｃでの乾燥が始まる時点の指定が含まれている。この値は、印刷機のメイン駆動装置が作用する胴１３ｃにあるエンコーダ３４（図５参照）が供給する角度値φから計算される。各印刷ユニットの相対的な位置、および、歯車を介して相互に連結された個々の印刷ユニット７ａから７ｄの間での枚葉紙の搬送経路差が、モジュール３２に記憶されている。また、機械角度に対する個々の面間乾燥ユニット１７ａから１７ｅの位置の空間的な割り当ても同様に記憶されている。

機械定数を通じて印刷画像の先頭部をコンピュータによって割り当てる代わりに、各印刷ユニットにセンサを設け、このセンサを通じて、各中間カバー印刷機の下を通過して運ばれる枚葉紙における印刷画像の先頭部を認識し、または枚葉紙のエッジを認識することも、当然ながら同じく可能である。

更に、印刷された枚葉紙の乾燥は、印刷されているインキの層厚にも左右される。これは、例えば試し刷りを用いて相応の測定機器で判定することができる。それに応じて機械制御ユニット８の制御モジュール３２は、インキ層厚ρが測定される測光器３３と接続されている。この測定値は、アレイ１１９または２１９の発光ダイオード１１９ａから１１９ｎの強度をプリセットするために利用される。更に、発光ダイオードの強度を調整するための手動による修正手段が設けられている。これは例えばポテンショメータ３９のような任意の入力ツールであってよく、あるいは、例えば機械制御ユニット８のここには図示しないスクリーン上のタッチスクリーンによる入力であってよい。

更に、発光ダイオード１１９ａから１１９ｎを、そこから発せられる放射出力に関して検査するのが好都合な場合がある。このことは、例えば発光ダイオードアレイ１１９の領域で放射出力を常時監視する受光器のアレイによって行うことができ、または、定期的に、例えば印刷ジョブの前ごとに、意図されるキャリブレーション工程によって行うことができる。

次いで、面間乾燥ユニット１７ａから１７ｅの乾燥ユニット制御部１２２ａから１２２ｅに、簡略化した図面で示すように、製版インターフェース６でそれぞれの版について計算されたアレイ１１９または２１９の個々の発光ダイオードについての信号スペクトルが、機械制御ユニット８のモジュール３２による相応の改変のあとに送られる。ただし、この信号の時間的推移は機械速度ｖによって左右される。信号の強度についても同様のことが言える。というのも機械が低速で運転されていれば、面間乾燥ユニットの個々の発光ダイオードの放射の作用領域内に印刷枚葉紙が長くとどまるので、紫外線発光ダイオードの強度を下げることができ、または、パルス間の休止時間が長いパルス化によって発光ダイオードを作動させることができるからである。

枚葉紙の乾燥サイクルの内部で、個々の発光ダイオードのオン・オフ時点は、エンコーダ３４が供給する機械角度を通じても同じく制御される。そのために、乾燥ユニット制御部１２２ａから１２２ｅは同じくエンコーダ３４につながれており、そのようにして機械制御ユニット８の制御モジュール３２を介して迂回することなく、機械角度φと直接的に同期化される。これにより、機械の始動時や減速時にも印刷画像の乾燥が、印刷胴の円周レジスタを基準とする正しい見当で行われることが保証される。

更に、自動化されたオフセット印刷機は、通常、版胴の軸方向の位置に作用する、すなわち印刷画像を側方へ変位させることができる自動式のレジスタ制御部と、対角線レジスタ調節部も有している。画像に依存する乾燥が高い解像度で行われる場合に特に重要となる、印刷画像に依存する乾燥に対するレジスタ制御部３６の影響を排除または補償するために、レジスタ制御部３６の信号Δｘを、同じく乾燥ユニット制御部１２２ａから１２２ｅへ直接送ることができる。そして、例えばレジスタ制御部が版胴を５ミリメートルだけ軸方向に変位させ、発光ダイオードの網目間隔が２．５ミリメートルであるときには、乾燥ユニット制御部１２２ａから１２２ｅで記憶されている信号スペクトルが「２つの発光ダイオード位置」の分だけ変位させられ、すなわち新たに割り当てられ、そのために、例えば７番目の発光ダイオードが５番目の発光ダイオードの信号スペクトルによって制御され、以下同様となる。

面間乾燥ユニット１２２ａから１２２ｅの個々の発光ダイオードについての、製版インターフェース６での制御データの前処理は次のようにして行われる。すなわち、５０ｄｐｉで解像された個々の色分解版のプレビュー画像から、例えば各紫外線発光ダイオード１１９ａから１１９ｎについて、版胴の長さに関して規格化された信号スペクトルが生起される。そのために図３に示すように版に補助網目がかけられ、その網目要素は例えば軸方向で１つまたは複数の、例えば２つの発光ダイオードを含んでいる。版が張り渡された胴に関する円周方向では、補助網目の解像度または各要素の長さは、その方向に対して横方向の解像度または長さと等しくなくてよい。すなわち、この解像度は発光ダイオードのオン時間により規定されるので、例えば円周方向の解像度は横方向の解像度より粗く選択することもできる。ただし、搬送方向におけるいっそうきめ細かい解像度は、補助光学系が使用される場合にのみ有意義である。各発光ダイオードで生起される照明区域は、円形または楕円形なのが通常だからである。しかしながら、例えば発光ダイオードアレイの長さ全体にわたって延びる円柱レンズの形態をなす補助光学系によって、搬送方向に対して横向きに線状の焦点を生成することもできる。この場合、搬送方向における解像度は、これに対して横方向における解像度よりも低く選択することもできる。

本実施形態では、両方の座標方向で等しい解像度が想定されている。発光ダイオードについての制御信号は５０ｄｐｉのプレビュー画像から生成され、これは１センチあたり約２０個の画像ピクセルに相当しているが、発光ダイオードの網目間隔はこれよりも粗く、例えば２．５ミリメートルほどなので、複数のピクセル、例えばプレビュー画像の５０×５０個の画点が１つのセルにまとめられ、このセルが単位としてみなされる。

そして製版インターフェース６で、着目する色分解版について、補助網目のそれぞれのセルに色割合が含まれているかどうか、そこに露光器３によって網点が付けられているかどうか、あるいは付けられていたかどうかが判定される。これが当てはまらないとき、該当する発光ダイオードは相応の時間インターバルまたは機械角度インターバルの間暗いままに保たれる。少なくとも１つの網点が補助網目のセルの領域に存在している別のケースでは、対応する発光ダイオードが該当する時間インターバルまたは機械角度インターバルの間オンになる。ただしインキゾーンプリセットとは異なり、乾燥ユニット制御部では、版に露光された網点の量や大きさが問題になるのではなく、露光のときに補助網目の各セルで版に網点がつけられているかどうか、または、印刷された枚葉紙上に相応の色点が印刷されているかどうかが問題になる。というのも、各色点が乾くために紫外線放射を必要とするので、発光ダイオードの強度は、網点の大きさだけでなく、その層厚も減っている場合にのみ引き下げることができるからである。このことは通常は該当しない。それは簡略化した図４の略図を見れば明らかである。この図には、個々の発光ダイオードによって乾かされるべき、印刷されて乾かされるべき枚葉紙４ｍの一部が、大幅に拡大された形態で示されている。発光ダイオードの放射点１７１は、図面から明らかなように、網点の非常に多くの列にわたって延びている。この部分の上側領域におけるインキ被覆度は下側領域よりもはるかに高いにもかかわらず、覆われるすべての網点を十分に乾かすためには、放射点１７１を生成する発光ダイオードの強度が維持されなくてはならない。

ただし、発光ダイオードの放射強度の引き下げ、またはパルス化されて作動する発光ダイオードの場合におけるパルス時間の短縮は、印刷時の網点のインキ層厚が減少し、更には紫外線硬化型インキの硬化に対する散乱放射の影響が増加する程度まで網点を小さくした場合には可能である。このような機能面の事実関係も同じく製版インターフェース６で考慮に入れることができる。そのために、枚葉紙の搬送方向ｙにおける個々の発光ダイオードについて製版インターフェース６が位置に依存して計算する、該当箇所での画像明度を含んでいる強度推移Ｉ（ｙ）に、事前に求められて例えば表に記憶された、要求される機能面の事実関係を記述する修正値が与えられる。

上ですでに詳しく説明したとおり、隣接する発光ダイオードの放射源は重なり合っている。このとき、照射される区画の縁部領域における強度は中心部よりも低いだけでなく、その一方で、照明される放射点１７１の縁部領域では割線が短いので、動いている枚葉紙に対する照射時間も短くなることに留意すべきである。したがって、補助網目のセルが各発光ダイオードによって生成される照明スポットよりも小さくなるように補助網目を選択するのが好適であり、このことは、少なくとも運動方向に対して垂直の寸法については当てはまる。

以上、紫外線硬化型インキで印刷された枚葉紙を乾かすために紫外光を放出する発光ダイオードを用いて本発明を説明した。しかしながら、オフセットインキで印刷が行われる場合には、可視波長領域で放射を行う、印刷されたインキの色素の吸収性質に合わせて調整された光源または発光ダイオードを使用することも可能であり、本発明の範囲に含まれる。同様に、例えば印刷インキに混入されている吸収物質に合わせて赤外線放射の波長が調整されていれば、赤外線放射を発する放射源からなるアレイを用いることも可能である。

更に、各印刷ユニットに付属する面間乾燥ユニットをとりあげて本発明を説明したが、塗布されたインキを全体として乾かすために、例えば４つの印刷ユニットの後に続けて乾燥ユニットを設けることも同様に可能である。この場合には、個々の色分解版についてのデータを個別に処理する必要はない。これは、例えば排紙ユニット１０にある差込式乾燥ユニットであってよく、この差込式乾燥ユニットは、この場合には紫外線最終乾燥ユニットとして構成されており、画像内容に依存して乾燥を行うために別個に制御可能な紫外光源を備えているか、または、場合により全面的に乾燥を行う。

別の実施形態では、上述した方法に代えて、次のように手順が進められる。

第１のステップでは、製版インターフェースがＲＩＰ２から、すでにラスター化されているカラー画像分解版のデータを、例えば２，４００ｄｐｉの網目画像の解像度で場合により順次受けとる。次いで、製版インターフェースはこの高い解像度の画像データを直接、発光ダイオードの網目間隔にほぼ相当する解像度の粗い画像データにする。このとき、第１の実施形態を用いて方法に関して説明したように強度調節を行えるようにするために、対応する粗い補助網目の各セルについて、補助セルのなかに網点があるかどうか、場合により網点がどれぐらいの大きさかが判定されるようにして手順が進められる。そして、この情報を用いて、製版インターフェースのプロセッサが信号スペクトルＩ（ｙ）を個々の発光ダイオードについて計算し、これを保存して機械制御ユニット８へ送り、そこでこの信号スペクトルが、機械角度φに依存する信号スペクトルへと変換される。それ以後、この方法は別の実施形態を用いて上で説明したように進行する。

製版から印刷機へのデータフローを本発明の方法との関連で説明するための原理図である。 露光されるべき領域の大きさと位置が４つの版についてそれぞれ異なる様子を示す図である。 紫外線ダイオード構造のリニアアレイの端面を示す平面図、および色分解版マゼンタの粗いプレビュー画像を示す図である。 枚葉紙上の網点と発光ダイオードの放射点との位置関係を示す図である。 塗布ユニットが後方に配置された典型的な４色刷り枚葉紙印刷機を示す原理図である。 乾燥ユニット内における発光ダイオードアレイの配置を示す断面図および平面図である。 乾燥ユニットにおける発光ダイオードアレイを制御するための主要な電子的要素を示すブロック図であって、個々の発光ダイオードを制御するための信号スペクトルの一例を示す図である

符号の説明

１ 作業ステーション
２ ラスターイメージプロセッサ
３ 版露光器
４ 版
５ 作業ステーション
６ 製版インターフェース
７ 印刷機
７ａ−７ｄ 印刷ユニット
７ｅ 塗布ユニット
７ｆ 乾燥ユニット
８ 機械制御ユニット
９ 給紙ユニット
１０ 排紙ユニット
１１ チェーンガイド
１２ 枚葉紙パイル
１３ａ−１３ｅ 圧胴
１４ａ ブランケット胴
１５ａ 版胴
１６ａ−１６ｄ インキユニット
１７ａ−１７ｄ 面間乾燥ユニット
１８ くわえづめブリッジ
１９ｅ スクリーンセルローラ
２０ カラー画像
２０ｅ チャンバ型ドクター
２１ｅ 塗料塗布胴
２２ｅ 星形スクリーンローラ
２７ａ 熱風乾燥ユニット
３１ モータ制御部
３２ 制御モジュール
３３ 測光器
３４ エンコーダ
３６ レジスタ制御部
３７ｆ 胴
３９ ポテンショメータ
１１０ａ−１１０ｂ 差込式乾燥ユニット
１１７ 面間乾燥ユニット
１１８ ハウジング
１１８ｂ−ｃ 条片
１１９ アレイ
１１９ａ−１１９ｎ 発光ダイオード
１２０ ビーム発散
１２１ 印刷された枚葉紙
１２２ 制御コンピュータ
１２２ａ−１２２ｅ 乾燥ユニット制御部
１２３ 電子制御ユニット
１２９ａ−１２９ｂ 紫外線帯
１３０ａ−１３０ｂ 中心軸
１７１ 放射点
２１８ 面間乾燥ユニット
２１９ 発光ダイオード
ρ インキ層厚
ｖ 機械速度
Δｘ 信号
Ｉ 強度推移
ｙ 搬送方向
φ 機械角度
Ｎ₂ 不活性ガス

Claims (21)

1. 個々にまたはグループごとに制御可能な放射源の１次元または２次元のアレイ（１１９，２１９）によって印刷された材料を乾かす方法であって、
   第１のステップにおいて、印刷画像または版（４）の内容を表す個々の色分解版（４ｍ）についての高解像度の画像データをそれより低解像度の第１の画像データに変換し、
   第２のステップにおいて、前記低解像度の第１の画像データを前記放射源の前記アレイ（１１９，２１９）の網目に合わせて更に解像度の低い第２の画像データへ変換し、
   搬送方向における印刷画像の位置を表す位置データを、被印刷体を搬送する装置（７）から取得し、
   前記解像度の低い第２の画像データと前記位置データとから前記アレイ（１１９，２１９）の放射源（１１９ａから１１９ｎ，２１９ａから２１９ｎ）の個々の強度または該放射源のグループの強度を変調するための制御データを生成し、
   高解像度の印刷画像の複数の画点をそれぞれ含む時間的に変調された複数の放射点（１７１）で、前記搬送方向における前記被印刷体（１２１）を覆う、
   方法。
2. 前記高解像度の画像データはラスター化された色分解版の画像データであり、
   前記解像度の低い第２の画像データは前記放射源アレイ（１１９，２１９）の網目に合わせて調整される、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記印刷画像は紫外線放射のもとで硬化するインキで印刷されており、
   前記放射源の前記１次元または２次元のアレイは、紫外線導波路の端面または紫外線を放出する半導体光源（１１９，２１９）からなっている、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記印刷画像は可視光のもとで硬化するインキで印刷されており、
   前記放射源の前記１次元または２次元のアレイは、可視光を放出する導波路の端面または可視光を放出する半導体光源からなっており、
   前記可視光の波長は印刷インキの色素に合わせて調整される、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記印刷画像は赤外線放射のもとで硬化するインキで印刷されており、
   前記放射源の前記１次元または２次元のアレイは、赤外線導波路の端面または赤外線を放出する半導体光源からなっており、
   前記赤外線放射の波長は印刷インキ中にある赤外線吸収体に合わせて調整される、
   請求項１に記載の方法。
6. 色分解版画像の前記解像度の低い第２の画像データは、前記被印刷体の搬送方向における解像度が該搬送方向に対して横方向の解像度よりも粗くなっている、請求項１に記載の方法。
7. 前記放射源の強度を変調するための制御データは、前記被印刷体の搬送方向における解像度が該搬送方向に対して横方向の解像度よりも粗くなっている、請求項１に記載の方法。
8. 前記アレイの放射源または該放射源のグループは、それから発せられる放射に関して検査される、請求項１に記載の方法。
9. 多次元の前記アレイ、または個々に相前後して配置された、前記放射源の直線状の複数のアレイが使用され、
   前記被印刷体の搬送方向に相前後して配置された前記放射源は、前記印刷画像の同じ画点をそれぞれ照射するように制御される、
   請求項１に記載の方法。
10. 前記放射源（１１９ａから１１９ｎ）の放射の強度は、連続的または段階的に制御可能である、請求項１に記載の方法。
11. 前記印刷画像の乾燥は印刷機（７）内で行われる、請求項１に記載の方法。
12. 前記印刷機は互いに異なったインキ用の複数の印刷ユニット（７ａから７ｄ）を有し、
    個々の前記印刷ユニットの後または内部に乾燥ユニット（１７ａから１７ｄ）がそれぞれ設けられている、
    請求項１１に記載の方法。
13. 特に前記印刷画像上に塗られた塗料層を全体的に乾かす役割を果たす１つまたは複数の更なる乾燥ユニット（１７ｆ）が設けられている、請求項１２に記載の方法。
14. 前記乾燥ユニットの制御部には、印刷された画像または印刷された色分解版（ＹＭＣＢ）の層厚（ρ）を表す指標となる追加的なデータが供給される、請求項１に記載の方法。
15. 前記制御部には、印刷用インキのコントラストまたは印刷用インキの層厚の局所的変動を表す追加的なデータが供給される、請求項１に記載の方法。
16. 前記１次元または２次元のアレイ（１１９）は、カプセルとしての前記放射源（１１９ａから１１９ｎ）によって封じられている、請求項１に記載の方法。
17. 前記カプセルは取外し可能な放射窓を備えている、請求項１６に記載の方法。
18. 前記カプセル（１１８）の内部空間および／または前記アレイ（１１９）と被印刷体との間の空間には不活性ガス（Ｎ₂）が充填されるか、またはこの空間は洗浄される、請求項１６に記載の方法。
19. 前記解像度の低い第２の画像データの解像度は５から１００ｄｐｉの間である、請求項１に記載の方法。
20. 前記解像度の低い第２の画像データの解像度は約５０ｄｐｉである、請求項１に記載の方法。
21. 前記放射源（１１９ａから１１９ｎ）の網目間隔は０．２ミリメートルから８ミリメートルの範囲内、特に２から５ミリメートルの範囲内にある、請求項１または２に記載の方法。