(57)【要約】【課題】着色液により記録担体をディジタル印刷する際、空気とキャリア液蒸気とから成る燃焼ガスを高い信頼性を伴って熱処理できるようにする。また、熱処理するための装置をできるかぎりコンパクトかつ低コストにする。【解決手段】印刷データにより規定された印刷画像を、印刷機構を用いて複数の異なる着色液を前記記録担体に塗布することよって印刷し、着色液塗布後、記録担体を加熱してキャリア液を蒸発させ、蒸気と空気を混合させて燃焼ガスを発生させ、燃焼室内で排気ガスに変換する。印刷データから形成された印刷制御データにより規定された面積カバー率を、予め定められた平均面積内の予め定められた最大平均面積カバー率に制限する。最大平均面積カバー率は、理論上の最大面積カバー率よりも小さく、記録担体を加熱室内で加熱し、予め定められた平均面積は、加熱室内に所定の時点で存在する記録担体の面積よりも狭い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色液により記録担体をディジタル印刷する方法であって、
前記着色液は、着色剤を含有する可燃性のキャリア液を含み、
印刷データにより規定された印刷画像を、印刷機構を用いて複数の異なる着色液を前記記録担体に塗布することよって印刷し、
該記録担体に着色液を塗布した後、該記録担体を加熱して前記キャリア液を蒸発させ、該加熱において空気を供給し、該空気を蒸気と混合させて燃焼ガスを発生させ、該燃焼ガスを燃焼室へ供給し、該燃焼室内で前記燃焼ガスを排気ガスに変換する、
着色液により記録担体をディジタル印刷する方法において、
前記印刷データから印刷制御データを形成し、該印刷制御データを前記印刷機構の制御に用い、
前記印刷制御データにより規定された面積カバー率を、予め定められた平均面積内の予め定められた最大平均面積カバー率に制限し、ただし前記面積カバー率は、前記着色液により前記記録担体に塗布される着色剤の量を表し、
前記最大平均面積カバー率は、理論上の最大面積カバー率よりも小さく、
前記記録担体（２０）を加熱室（３１）内で加熱し、
前記予め定められた平均面積は、前記加熱室（３１）内に所定の時点で存在する前記記録担体（２０）の面積よりも狭い
ことを特徴とする、
着色液により記録担体をディジタル印刷する方法。
【請求項２】
印刷機構が４台までの場合、前記最大面積カバー率を、２００％〜３００％の範囲とし、特に２２０％〜２８０％の範囲とし、ただし、１００％の面積カバー率は、１頁において最大飽和度の着色剤により前記記録担体を完全に印刷したことに対応し、
印刷機構が４台よりも多い場合、５台目およびそれ以降の印刷機構各々について、前記最大平均面積カバー率を、１台の印刷機構ごとに１頁あたり３０％〜５０％の範囲にある最小塗布量だけ高める、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記記録担体を両面印刷し、前記最大平均面積カバー率に両面の着色剤塗布量を含める、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
３００％〜４００％の最大局所面積カバー率を許容し、特に印刷機構が４台の場合、３６０％を超えない最大局所面積カバー率を許容し、
前記面積カバー率は、１頁における着色剤塗布量を有しており、印刷機構が４台よりも多い場合、５台目およびそれ以降の印刷機構について、前記最大局所面積カバー率を、１台の印刷機構ごとに１頁あたり３０％〜５０％の範囲にある最小塗布量だけ高める、
請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記印刷制御データにより規定された面積カバー率を、予め定められた最大平均面積カバー率に制限し、予め定められた閾値を超えた場合、
・前記印刷制御データの印刷の阻止
・頁の再配置
・着色剤量の低減
のうち１つの方法を実施することにより、前記制限を行う、
請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ディジタル印刷のための装置は複数の印刷機構（１１，１２）を含み、稼働中の印刷機構が増えるにつれて前記平均面積カバー率を小さくする、
請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
着色液として、鉱物油を含有する液体トナーまたは可燃性溶剤を含有するインキを使用する、
請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
着色液により記録担体をディジタル印刷する装置であって、
前記着色液は、可燃性キャリア液中に含まれる着色剤を有しており、
該着色剤によって、印刷データにより規定された印刷画像が記録担体に印刷され、
前記ディジタル印刷する装置には、定着ユニットが設けられており、該定着ユニットは、
前記着色液を前記記録担体に塗布した後、前記記録担体を加熱して前記キャリア液を蒸発させる加熱室と、
蒸気と混合して燃焼ガスを発生させる空気を前記加熱室内へ供給する送風器と、
前記燃焼ガスを燃焼させて排気ガスを発生させる燃焼室と、
を備えている、
着色液により記録担体をディジタル印刷する装置において、
制御装置が設けられており、該制御装置は、前記印刷データから印刷制御データを形成し、該印刷制御データを印刷機構の制御に用い、前記印刷制御データにより規定された面積カバー率を、予め定められた平均面積内の予め定められた最大平均面積カバー率に制限するように構成されており、ただし前記面積カバー率は、前記キャリア液により前記記録担体に塗布される着色剤の量を表し、
前記最大平均面積カバー率は、理論上の最大面積カバー率よりも小さく、前記記録担体（２０）が加熱室（３１）内で加熱され、前記予め定められた平均面積は、前記加熱室（３１）内に所定の時点で存在する前記記録担体（２０）の面積よりも狭い、
ことを特徴とする、
着色液により記録担体をディジタル印刷する装置。
【請求項９】
前記燃焼ガスを加熱し、かつ周囲に放出される排気ガスを冷却する熱交換器が設けられている、
請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記排気ガスを前記燃焼室から前記加熱室へ帰還させる排気ガス帰還路が設けられている、
請求項８または９記載の装置。
【請求項１１】
前記着色液を前記記録担体に塗布するために複数の印刷機構が設けられている、
請求項８から１０のいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、請求項２から７のいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている、
請求項８から１１のいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色液により記録担体をディジタル印刷する方法および装置に関する。この場合、着色液は、着色剤を含有する可燃性のキャリア液を含み、印刷データにより規定された印刷像を、印刷機構を用いて複数の異なる着色液を記録担体に塗布することよって印刷し、この記録担体に着色液を塗布した後、この記録担体を加熱してキャリア液を蒸発させ、この加熱において空気を供給し、この空気を蒸気と混合させて燃焼ガスを発生させ、この燃焼ガスを燃焼室へ供給し、この燃焼室内で燃焼ガスを排気ガスに変換する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル印刷においては、着色液として液体トナーもインキも用いられる。
【０００３】
液体トナー印刷機は、液体トナーによって記録担体をディジタル印刷する装置であって、この場合、印刷される記録担体に、現像液を用いてトナー粒子が塗布される。この種の装置は、独国特許出願公開第１０２０１００１５９８５号明細書、独国特許出願公開第１０２００８０４８２５６号明細書、独国特許出願公開第１０２００９０６０３３４号明細書、もしくは独国特許出願公開第１０２０１２１１１７９１号明細書から公知である。これによれば、現像液を用い電気泳動によって、静電潜像担持体の静電潜像が着色される。このようにして生成されたトナー画像は、転写部材を介して間接的に、または直接、記録担体に転写される。現像液には、トナー粒子とキャリア液とが望ましい比率で含まれている。トナー粒子は、キャリア液中に懸濁されている。これによって、たとえば８μｍよりも小さい直径を有する細かいトナー粒子を利用できるようになる。このような細かい粒子が粉体として扱われると、それらは健康を損なうリスクとなる。これに対し、キャリア液中にそれらの粒子が懸濁されていれば、健康を損なうリスクは発生しない。この種の細かいトナー粒子を利用することによって、極めて高い分解能の印刷画像を実現できる。なぜならば、それらのトナー粒子は、キャリア液が用いられない従来の電気泳動式の印刷方法よりも細かいからである。さらに、記録担体上でのトナー粒子の層厚が薄くなる。このことが特に有利となるのは、複数の着色剤が上下に印刷される場合である。印刷プロセスにおいて、大部分のコストの要因となるのはトナー粒子である。印刷されるトナー量が少なくなればなるほど、コストも下がる。
【０００４】
キャリア液として、有利には鉱物油が用いられる。トナー粒子に静電荷をもたせるため、現像液に電荷制御剤が添加される。これに加え、たとえば現像液の望ましい粘度または望ましい乾燥特性を得る目的で、さらに別の添加剤を加えることもできる。
【０００５】
トナー粒子は、ワックスと着色剤粒子とから成る。定着プロセスにおいて、トナー粒子が塗布された記録担体が加熱され、それによってキャリア液が蒸発する。この場合、トナー粒子も加熱され、熱可塑性によって変形する。その際に粒子が互いに流れ合って、記録担体において結合される。このように記録担体の加熱は、記録担体上でのトナー粒子の定着の役割と、記録担体の乾燥の役割とを、同時に果たしている。
【０００６】
定着ステーションにおいて蒸発したキャリア液は空気と混合し、そのようにして可燃性ガスが形成される。このガスのことを、以下では燃焼ガスと称する。この燃焼ガスは燃焼室に供給され、そこで燃焼させられる。燃焼ガスの燃焼によって排気ガスが発生し、これは非可燃性であり、燃焼ガス中の有毒成分が非毒性の成分に変換される。熱交換器によって、燃焼ガスは加熱され、排気ガスは冷却される。高効率の熱交換器が用いられる場合には、排気ガスのためのバイパス管路が設けられ、このバイパス管路を介して、排気ガスの一部分が熱交換器のところを通り過ぎて、排気口へ供給される。燃焼ガスに対する空気供給の制御は、急速に変化するキャリア液蒸気量に整合させるには緩慢すぎることから、上述のように構成することで、燃焼ガスに含まれるキャリア液の流入量に変動があったときに、大きな熱量を短期間のうちにシステムから取り除くことができる。
【０００７】
オフセット印刷の場合、定着ステーションにおいて溶剤が蒸発し、これは供給された空気とともに燃焼ガスを形成し、同様に燃焼室において加熱される。ただしオフセット印刷の場合、決められた１つの印刷画像が相前後して印刷されることが多く、したがって溶剤の流入量は実質的に一定である。
【０００８】
ディジタル印刷の場合、それぞれ異なる印刷画像を含む複数の面が相前後して印刷される可能性がある。このことから、キャリア液の流入量もしくは燃焼ガスの量が大きく変動する可能性がある。爆発に対する保護のための保護規格（たとえばDIN EN 1539）によって要求されているのは、加熱ゾーンに続いて配置される熱処理施設を、発生する可能性のある最大燃焼ガス流入量に合わせて設計する、ということである。
【０００９】
オフセット印刷において塗布される着色剤粒子は、溶剤だけが乾燥させられるにすぎず、熱可塑性によって変形されない。上述のような現像液によりディジタル印刷において形成される印刷画像は、オフセット印刷において形成される印刷画像よりも、実質的に安定している。その理由は、熱可塑性により変形されるため、もはや溶ける可能性がないからである。
【００１０】
さらに知られているのは、インキが可燃性の溶剤を含む可能性があり、もしくは鉱物油も含む可能性もあり、これを上述のキャリア液と同様に、印刷プロセスにおいて処理しなければならないことである。
【００１１】
独国特許出願公開第１０２０１２１１１７９１号明細書には、現像液を利用して光導電体ドラム上の静電潜像を着色するための現像ステーションを備えたディジタル印刷機が開示されている。この場合、印刷データによって規定された印刷像に従い、複数の印刷機構によって記録担体上に着色液が塗布される。
【００１２】
独国特許出願公開第１０２０１００１７２３９号明細書には、記録担体上の印刷画像を定着させるための乾燥室を備えた印刷装置が開示されている。この乾燥室には、高温排気ガスと赤外線放射を発生させるための細孔バーナが設けられている。印刷液には、キャリア液と、着色作用のある着色剤粒子とが含まれている。この場合、印刷液におけるキャリア液が蒸発し、それによって乾燥室内にガス状の空気と油の混合物が発生し、この混合物は細孔バーナの高温排気ガスによって作用が及ぼされる。
【００１３】
欧州特許出願公開第１１５５８４４号明細書には、多色印刷機におけるレジスタを調整する方法および装置が開示されている。この多色印刷機によれば複数の色分解画像が印刷され、見当合わせのためにこれらの色分解画像の作成および合成が直接制御されて、見当合わせされた印刷を達成しようというものである。この場合、トナー分布が変化しても、見当誤差が発生しないようにしている。このことは、以下のように達成される。すなわち、トナー分布が変化したとき、見当に及ぼされるトナー分布の影響を、既存の影響量を用いてただちに変更を実施することで考慮するのである。色分解画像が画像領域全体に占める面積カバー率の程度に応じて、それぞれ異なるトナー分布の影響量を求めることができる。このようにすることで、印刷面ごとに影響量を新たに測定しなおす必要がなくなり、その代わりに、色分解画像ごとに画像領域全体に占める面積カバー率の程度を求め、それらのデータからすべての印刷機構について影響量を計算するか、または予め用意されている表形式のデータに基づき求めれば十分である。
【００１４】
さらに独国特許第１０２００６０１２９４０号明細書には、記録担体上に塗布されたトナー画像を定着させるための装置が記載されている。この装置は、少なくとも１つのガスバーナを備えた定着ステーションを有している。この場合、ガスの炎によってトナー画像が記録担体上で定着され、その際にトナーの熱可塑性の特性が利用され、トナーが液化し、それによってトナーが互いに流れ込み合って、記録担体と結合されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１００１５９８５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００８０４８２５６号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００９０６０３３４号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２０１２１１１７９１号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２０１００１７２３９号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第１１５５８４４号明細書
【特許文献７】独国特許第１０２００６０１２９４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が基礎とする課題は、着色液により記録担体をディジタル印刷する方法および装置において、空気とキャリア液蒸気とから成る燃焼ガスを高い信頼性を伴って熱処理できるようにすること、さらに熱処理するための対応する装置をできるかぎりコンパクトかつ低コストにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によればこの課題は、印刷データから印刷制御データを形成し、この印刷制御データを印刷機構の制御に用い、この印刷制御データにより規定された面積カバー率を、予め定められた平均面積内の予め定められた最大平均面積カバー率に制限し、ただし面積カバー率は、着色液により記録担体に塗布される着色剤の量を表し、最大平均面積カバー率は、理論上の最大面積カバー率よりも小さく、記録担体を加熱室内で加熱し、予め定められた平均面積は、加熱室内に所定の時点で存在する記録担体の面積よりも狭いことを特徴とする、着色液により記録担体をディジタル印刷する方法により解決される。さらに本発明によれば上記の課題は、制御装置が設けられており、この制御装置は、印刷データから印刷制御データを形成し、この印刷制御データを印刷機構の制御に用い、印刷制御データにより規定された面積カバー率を、予め定められた平均面積内の予め定められた最大平均面積カバー率に制限するように構成されており、ただし面積カバー率は、キャリア液により記録担体に塗布される着色剤の量を表し、最大平均面積カバー率は、理論上の最大面積カバー率よりも小さく、記録担体が加熱室内で加熱され、予め定められた平均面積は、加熱室内に所定の時点で存在する記録担体の面積よりも狭いことを特徴とする、着色液により記録担体をディジタル印刷する装置により解決される。個々の従属請求項には、本発明の有利な実施形態が記載されている。
【００１８】
着色剤を含有する可燃性キャリア液を含む着色液により記録担体をディジタル印刷する本発明による方法の場合、印刷データにより規定される印刷像が、印刷機構による着色液の塗布により記録担体に印刷され、液体トナーの塗布後、記録担体が加熱されて、着色液が蒸発する。加熱を行う際に空気が供給され、この空気は蒸気と混合されて燃焼ガスが発生し、この燃焼ガスが燃焼室へ供給されて燃焼させられて、排気ガスが発生する。
【００１９】
本発明の特徴は以下のとおりである。すなわち、印刷データから印刷機構の制御に用いられる印刷制御データが形成され、その際、印刷制御データにより規定された面積カバー率が、予め定められた平均面積内の予め定められた平均面積カバー率に制限される。ただしここで面積カバー率は、液体トナーにより記録担体に塗布される着色剤の量を表す。
【００２０】
本発明が基礎とする認識は、この種の方法によって記録担体に塗布することのできる理論上の最大面積カバー率は、それぞれ異なる着色液を塗布する複数の印刷機構を利用する場合には目的に適わない、というものである。その理由は、すべての着色剤を完全な飽和状態で塗布すれば濃い茶色または濃い黒が実現され、このような色は、かなり低減した面積カバー率でも表現できるからである。したがって、ある特定の色空間を表現するために、かなり低減した面積カバー率であれば十分である。本発明によれば面積カバー率は、理論上の最大面積カバー率よりも有利には著しく小さい値に制限される。平均面積カバー率をこのように制限することによって、記録担体には制限された量の着色液しか塗布されない、ということが保証される。したがって、記録担体に塗布されるキャリア液も制限される。塗布されるキャリア液の量が最大平均面積カバー率によって制限されることから、記録担体加熱時に発生する燃焼ガスの最大量も制限される。このため熱処理のための対応する装置を、このように制限された燃焼ガス最大量に合わせて設計すればよい。これにより、熱処理のための装置たとえば熱交換器、バーナ、燃焼室、排気口などを、印刷機構により記録担体に塗布可能な理論的に最大のキャリア液量を考慮しなければならない場合よりも、著しく小さく構成することができる。
【００２１】
４台の印刷機構の場合の最大平均面積カバー率は、１頁（片面）あたり有利には２００％〜２８０％の範囲にあり、特に２２０％〜２５０％の範囲にある。ここで１００％の面積カバー率とは、最大飽和度の個々の着色剤により記録担体を完全に印刷した状態に対応するものである。
【００２２】
片面を印刷するために４台の印刷機構を備えた印刷装置の場合、理論上の最大面積カバー率は４００％になる可能性があり、片面を印刷するために７台の印刷機構を備えた印刷装置の場合には７００％、それぞれ４台の印刷機構により記録担体の表面と裏面を印刷する印刷装置であれば８００％になる可能性がある。
【００２３】
ただし、ある特定の頁では記録担体に印刷されない着色剤を有する印刷機構であっても、キャリア液の塗布が発生することになる。着色剤を印刷しない印刷機構において、キャリア液の塗布は、１００％の面積カバー率のうちの約３０％〜５０％である。この塗布量を、以下では最小塗布量と称する。４台よりも多くの台数の印刷機構が設けられている場合、印刷機構が増えるごとに最大平均面積カバー率を、３０％〜５０％である相応の最小塗布量だけそれぞれ増加させることができる。
【００２４】
記録担体が両面印刷される場合、最大平均面積カバー率は有利には両面の着色剤塗布量を含む。
【００２５】
最大局所面積カバー率を、最大平均面積カバー率よりも大きくすることができる。基本的には最大局所面積カバー率が、理論上の最大面積カバー率となってもよい。ただし、最大局所面積カバー率を、理論上の最大面積カバー率よりも小さい値に制限するのが好適である。最大局所面積カバー率は、４台の印刷機構であれば、有利には１頁あたり約３００％〜４００％であり、特に１頁あたり３６０％を超えない。理論上の最大面積カバー率を、有利には印刷機構が増えるごとに、それぞれ３０％〜５０％の最小塗布量だけ増加させることができる。
【００２６】
記録担体は加熱室内で加熱され、予め定められた平均面積は、ある特定の時点で加熱室内に存在する記録担体の面積よりも狭い。このことによって保証されるのは、平均面積カバー率により定められた量よりも多くのキャリア液が加熱室へ供給されることがない、ということである。
【００２７】
印刷装置は有利には制御装置を備えており、この制御装置において印刷データが印刷制御データに変換される。印刷データは、印刷ジョブによって制御装置へ伝達される。印刷ジョブには通常、印刷データとジョブチケットとが含まれている。この場合、個々の着色液もしくは液体トナーもしくはインキについて、それぞれ１つの色分解版が形成されるように、印刷データが印刷制御データに変換される。さらにこの場合、１つまたは複数のラスタステップもしくはディザステップを実施することもできる。印刷制御データは有利には、１つのビットで１つの色分解版内のそれぞれ１つの画素を表す。
【００２８】
さらに基本的に、印刷データから印刷制御データへの変換が、印刷装置外部の印刷サーバにおいて行われる可能性もあり、この場合には最大平均面積カバー率は制限されない。このようなケースでは、印刷装置の制御装置が、印刷制御データの平均面積カバー率を求め、それが所定の閾値を超えていたならば、制御装置はそれらの印刷制御データの印刷を阻止する。
【００２９】
本発明の１つの有利な実施形態によれば、記録担体の加熱時に空気供給を制御するために面積カバー率が考慮され、その際、供給される空気量が面積カバー率に比例して制御される。原理的に印刷データは、着色液が記録担体に塗布される印刷プロセス前にすでに既知であるので、面積カバー率をすでに印刷プロセスの前に求めることができる。このことから、どの程度の量のキャリア液が印刷プロセスによって記録担体に転写されて、加熱室に取り込まれるのかがわかる。この場合、加熱室内では、着色剤および特に液体トナーのトナー粒子を定着させ、キャリア液を蒸発させるために、記録担体が加熱される。加熱室へは送風器により空気が供給され、送風器の制御信号の変化と供給される空気量の相応の変化との間の反応時間は既知である。
【００３０】
面積カバー率は印刷プロセス前にすでに既知であるので、供給される空気量が加熱室に取り込まれるキャリア液と常に比例するように、送風器を制御することができる。これによって、燃焼ガス中において蒸発したキャリア液が占める割合を、ほぼ一定に維持することができる。その結果、高い効率の熱交換器が用いられる場合であっても、バイパス管路は不要となる。なぜならば、大量のキャリア液が取り込まれた場合には、それに応じて大量の空気が供給されて、体積流全体が相応に変化し、そのことによって燃焼室内において、排気ガスの温度ではなく排気ガスの量が増加もしくは減少するからである。これによって、高温の排気ガスを、熱交換器の前をそのまま通り過ぎるように方向を変えて案内する必要がなくなり、排気ガスを常に熱交換器を経由して案内できるようになる。
【００３１】
つまり加熱室へのキャリア液の流入量の変化は、バイパス管路によって、または燃料供給量の変更によって、補償されるのではなく、加熱室への空気供給量を早期に変化させることによって補償される。燃料消費またはバイパス管路が不要となることから、このような補償が著しく簡単かつ効率的になる。しかも排気ガス温度を、バイパス管路を備えた装置よりも低く抑えることができ、それによって燃焼室、熱交換器および排気口の境界を形成する材料たとえば鋼に対する熱的な要求が、著しく小さくなる。８５０℃を超えて加熱されない鋼は、１０００℃という温度まで熱的に安定している鋼よりもかなり安価である。
【００３２】
有利には、排気ガスの一部を燃焼室から加熱室へ帰還させる排気ガス帰還路が設けられている。排気ガスを帰還させることによって、排気ガスを含む熱が加熱室へ供給される。さらに排気ガスを帰還させることによって、周囲に放出される排気ガスのうち、有毒な排気ガスの割合を低減することができ、特に一酸化炭素の割合を低減することができる。
【００３３】
燃焼室内に、必要に応じて燃料を供給することができる。このようにすることによって特に、取り込まれるキャリア液の量が著しく僅かなときでも、燃焼プロセスを安定して維持できるようになり、燃焼室内の排気ガス温度を所定の最低温度に維持できるようになる。燃焼ガス中の可燃性成分がほぼ完全に燃焼されるようにするためには、最低温度を少なくとも７００℃もしくは７５０℃とすべきであり、特に７６０℃、有利には少なくとも７６５℃とすべきである。
【００３４】
さらに有利であるのは、燃焼温度が予め定められた最高温度以下となるように、供給される燃料量を制御することである。最高温度は、有利には９００℃もしくは８７０℃であり、特に８５０℃であり、有利には８４５℃である。最高温度が低くなればなるほど、燃焼室および排気ガスが内部を流れる他のすべての部品の境界を成す材料に対する要求も小さくなる。
【００３５】
比較的長い燃焼室の場合には、要求されている排気ガス値を実現するために、比較的短い燃焼室の場合よりも、最低温度および最高温度を低く設定することができる。
【００３６】
着色液により記録担体をディジタル印刷する本発明による装置によれば、着色液は、着色剤を含有するキャリア液を含んでおり、印刷データにより規定された印刷像が、液体トナーの塗布によって記録担体に印刷される。さらに本発明による装置には、
・着色液を記録担体に塗布した後、記録担体を加熱してキャリア液を蒸発させる加熱室と、
・蒸気と混合させて燃焼ガスを発生させる空気を、加熱室内へ供給する送風器と、
・燃焼ガスを燃焼させて排気ガスを発生させる燃焼室と、
を備えている。
【００３７】
本発明は、以下のように構成された制御装置が設けられていることを特徴とする。すなわちこの制御装置は、印刷データから印刷制御データを形成し、この印刷制御データを印刷機構の制御に用い、その際、印刷制御データにより規定された面積カバー率を、予め求められた平均面積内の予め定められた平均面積カバー率に制限するように、構成されている。ただしここで面積カバー率とは、キャリア液により記録担体に塗布される着色剤の量を表す。
【００３８】
制御装置は、有利には上述の方法を実施するように構成されている。
【００３９】
次に、具体例として図面に示された実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】液体トナー印刷機を概略的に単純化して示す斜視図
【図２】図１の液体トナー印刷機の定着ステーションを示す図
【図３】図１および図２の制御装置と印刷システムとの間の相互作用を略示したブロック図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１には、ディジタル印刷機１０を含むディジタル印刷システムの実施例が示されている。
【００４２】
図１によれば、記録担体２０を印刷するディジタル印刷機１０は、１つまたは複数の印刷機構１１ａ〜１１ｄおよび１２ａ〜１２ｄを有しており、これらによってトナー画像（印刷画像）が記録担体２０上に印刷される。記録担体２０として、図示されているようにウェブ状の記録担体２０が、ローラ２１から繰り出し器２２によって繰り出され、第１印刷機構１１ａへ供給される。定着ユニット３０において、印刷画像が記録担体２０上に定着される。次いで巻き付け器２７によって、記録担体２０をローラ２８に巻き付けることができる。この種のコンフィギュレーションを、ロール・ツー・ロール印刷機とも称する。
【００４３】
図１に示されている有利なコンフィギュレーションの場合、ウェブ状の記録担体２０は、表面が４つの印刷機構１１ａ〜１１ｄによって、裏面が４つの印刷機構１２ａ〜１２ｄによって、フルカラーで印刷される（いわゆる４／４コンフィギュレーション）。
【００４４】
ディジタル印刷機のさらに別の一般的なコンフィギュレーションとして、片面だけを印刷する４つの印刷機構（いわゆる４／０コンフィギュレーション）、あるいは、片面だけを印刷する７台までの印刷機構（いわゆる７／０コンフィギュレーション）を挙げることができる。基本的には、記録担体を片面印刷または両面印刷するための、さらに別のコンフィギュレーションも考えられる。このようなコンフィギュレーションは、ユーザがスポットカラーをまったく用いずに記録担体を印刷したいのか、あるいは１つまたは複数のスポットカラーを用いて記録担体を印刷したいのか、に左右される。
【００４５】
記録担体２０は、繰り出し器２２によりローラ２１から繰り出され、オプションとして設けられたコンディショニング機構２３を介して、第１印刷機構１１ａへ供給される。コンディショニング機構２３において、記録担体２０を適切な材料によって前処理またはコーティングすることができる。コーティング材料として（これはプライマとも呼ばれる）、有利にはワックスまたは化学的に等価の材料を利用することができる。
【００４６】
記録担体２０の印刷準備のため、および／または、印刷画像が塗布される際の記録担体２０の吸引特性に作用させるため、この材料を面全体にわたって塗布してもよいし、または、記録担体２０においてあとから印刷すべき個所だけに塗布してもよい。このようにすることで、あとで塗布されるトナー粒子またはキャリア液が、記録担体２０に著しく過剰に浸透しすぎないようになり、実質的に表面に留まるようになる（それにより色品質および画像品質が向上する）。
【００４７】
ついで記録担体２０は最初に、第１印刷機構１１ａ〜１１ｄへ順番に供給され、それらの印刷機構において表面だけが印刷される。各印刷機構１１ａ〜１１ｄは通常、記録担体２０を異なる色で印刷し、または、たとえば電磁的に読み出し可能なＭＩＣＲトナーを用いるなど、トナー材料も異ならせて印刷する。
【００４８】
表面が印刷された後、記録担体２０は反転ユニット２４で裏返され、裏面を印刷するために残りの印刷機構１２ａ〜１２ｄへ供給される。オプションとして反転ユニット２４の領域に、別のコンディショニング機構（図示せず）を配置することができ、このコンディショニング機構によって、記録担体２０の裏面印刷の準備が行われ、たとえば事前に印刷された表面印刷画像（もしくは表面全体または裏面も含めて）の表面定着（部分定着）またはその他のコンディショニングが行われる。これによって、表面印刷画像がさらに搬送されたときに、後続の印刷機構によって機械的に損傷を受けるのが防止される。
【００４９】
フルカラー印刷を達成するためには、少なくとも４色（つまりは少なくとも４つの印刷機構１１，１２）が必要とされ、しかもたとえば基本色ＹＭＣＫ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）が必要とされる。特色（たとえば顧客特有の色または印刷可能な色空間拡張のための付加的な基本色）を備えた、さらに別の印刷機構１１，１２を使用することもできる。
【００５０】
印刷機構１２ｄには見当合わせユニット２５が配置されており、このユニットによって、記録担体２０上に印刷画像とは無関係に（特に印刷画像の外側に）印刷された見当合わせマークが評価される。このようにして横見当および縦見当（それぞれ１つの色点を成す複数の基本色点が、上下に重なって配置されていなければならず、または極めて近い位置に並置されていなければならない、これを色見当または４色見当とも称する）、およびレジスタ（表面と裏面はそれらの位置が厳密に一致していなければならない）が調整され、これによって良好な品質の印刷画像が実現される。
【００５１】
見当合わせユニット２５に続いて定着ユニット３０が配置されており、これによって印刷画像が記録担体２０上に定着される。電気泳動によるディジタル印刷機の場合、定着ユニット３０として有利にはサーモドライヤが使用され、それによってキャリア液が十分に蒸発し、記録担体２０上にトナー粒子だけしか残らないようにする。これは熱の作用を利用して行われる。その際、トナー粒子が熱の作用によって溶融可能な材料たとえば樹脂などを含んでいるならば、記録担体２０上のトナー粒子を溶融させることもできる。定着ユニットについては、あとでさらに詳しく説明する。
【００５２】
定着ユニット３０に続いてトラクション機構２６が配置されており、この機構は、この領域に別の駆動部が配置されていない状態で、すべての印刷機構１１ａ〜１２ｄおよび定着ユニット３０を通過する記録担体２０を牽引する。なぜならば、記録担体２０に対して摩擦駆動が行われると、まだ定着されていない印刷画像が消失してしまうかもしれない、というリスクが生じることになるからである。
【００５３】
トラクション機構２６は記録担体２０を巻き付け器２７へ供給し、巻き付け器２７は印刷された記録担体２０をローラに巻き付ける。
【００５４】
印刷機構１１，１２および定着ユニット３０において集中的に、ディジタル印刷機１０のための全体的な供給装置が配置されており、たとえば空調モジュール６０、エネルギー供給装置６１、制御装置２（コントローラ）、液体制御ユニット７１および種々の液体の保管容器７２といった液体管理モジュール７０などが配置されている。液体として特に、ディジタル印刷機１０へ供給する目的で、純粋なキャリア液、高濃度の液体トナー（キャリア液に対しトナー粒子の割合が高い）、およびセラム（液体トナーに電荷制御剤を加えたもの）が必要とされ、さらに、廃棄すべき液体のための排出容器および洗浄液用の容器が必要とされる。
【００５５】
ディジタル印刷機１０は、構造的に同一であるその印刷機構１１，１２によって、モジュラー式に構成されている。これらの印刷機構１１，１２は互いに機械的に異なっているわけではなく、そこで使用される液体トナー（トナーの色またはトナーの種類）が異なっているだけである。
【００５６】
この種の印刷機構１１，１２は電子写真方式をベースとしており、これによれば、帯電したトナー粒子を含む液体トナーによって光電式の画像担体が着色され、そのようにして生じた画像が記録担体２０に転写される。
【００５７】
印刷機構１１，１２は基本的に、電子写真ステーションと現像ステーションと転写ステーションとから成る。
【００５８】
定着ユニット３０には、トナー粒子の定着およびキャリア液の蒸発のために、記録担体２０を加熱する加熱室３１と、加熱室３１内で発生した燃焼ガスを熱処理するための熱浄化装置３２とが含まれている。さらに定着ユニット３０には、加熱室３１内で加熱された記録担体２０を再び冷やすために、ウェブ冷却装置３３が設けられている。加熱室３１は、スリット状の入口３４とスリット状の出口３５とを備えており、これらの出入口を通って、ウェブ状の記録担体２０が加熱室３１へ供給され、もしくは加熱室３１から排出される。加熱室３１内部において、記録担体２０は水平方向の搬送路に沿って搬送方向３６に移動する。入口３４付近で加熱室３１の側方に、温風送風器３７が設けられている。温風送風器３７は、送風機構と加熱機構とを有する。温風送風器３７は、２つの空気送風口を備えており、すなわち外気取込口３８と循環気取込口３９とを備えている。両方の空気送風口３８，３９は、温風送風器３７のところに設けられフラップによって開閉可能な開口部である。外気取込口３８は、加熱室３１から見て外部に通じている、温風送風器３７に設けられた開口部であり、これによって新鮮な周囲空気を吸い込むことができる。循環気取込口３９は、加熱室３１のさらに内部の領域に通じる、温風送風器に設けられた開口部であり、これによって加熱室から空気を吸い込むことができ、この空気は送風器によって再び加熱室内へ放出される。
【００５９】
記録担体２０の搬送路の上方および下方に、空気ダクト４０，４１が配置されており、これらの空気ダクト４０，４１は、開口部が記録担体２０の搬送路に向けて配向されたノズル４２，４３を備えている。空気ダクト４０，４１は、それらが温風送風器３７から供給された加熱された空気を受け取り、その空気をノズル４２，４３を介して記録担体の方向へ案内するように配置されている。温風送風器３７から送出されるこの加熱空気の温度は、一般に約１８０℃〜３００℃である。
【００６０】
記録担体上に存在するトナー粒子が熱可塑性により変形して記録担体２０上で定着されるように、ノズル４２，４３を介して供給される加熱空気によって記録担体が加熱される。これと同時に、記録担体２０に塗布されたキャリア液が蒸発する。キャリア液は可燃性の液体であり、たとえば鉱物油である。その際、キャリア液蒸気が加熱空気と混合して、可燃性のガスが生成され、以下ではこのガスのことを燃焼ガスと称する。
【００６１】
加熱室３１から熱浄化装置３２へ、排気管４４が案内されている。排気管４４には排気送風器４５が設けられており、この送風器によって、規定量の燃焼ガスを加熱室３１から排出させて、熱浄化装置３２へ供給することができる。排気管４４は熱交換器４６と連通している。燃焼ガスは熱交換器４６を通って、燃焼室４８内に設けられたバーナ４７へ供給される。バーナ４７は燃料管（図示せず）と接続されており、この燃料管を介してさらに燃料を供給することができる。ここでは燃料として、ガス状燃料特に天然ガスを利用するのが有利である。
【００６２】
燃焼室４８内において、燃料ガスが燃焼して排気が発生する。排気ダクト４９は燃焼室から熱交換器４６へ案内されており、熱交換器４６内において排気は、燃焼ガスに対する向流として案内される。このようにして、熱交換器を通過する排気は燃焼ガスにより冷却される。熱交換器４６の向流管は排気口５０に連通しており、排気口５０を通って排気が周囲に放出される。
【００６３】
排気ダクトは、開口部５１を介して加熱室３１と連通されている。開口部５１内には、開口部５１を開閉するためのフラップが設けられていて、規定量の排気を加熱室３１内に帰還させることができる。排気を部分的に加熱室へ帰還させることによって、加熱室にエネルギーが供給される一方、排気の再循環によって排気ガス値を改善することができる。
【００６４】
ウェブ冷却装置３３は複数のローラ５２を備えており、これらのローラ５２の周囲をウェブ状記録担体が案内される。この場合、複数のローラ５２のうち少なくとも１つのローラが冷却されており、したがって記録担体２０は加熱室３１内で加熱された後、冷却されるようになる。
【００６５】
次に、上述の定着ステーション３０を備えた本発明による印刷システムの動作について、詳しく説明する。
【００６６】
記録担体２０は、搬送方向３６において予め決められた生産速度（たとえば１ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓ）で、加熱室３１内を案内される。記録担体は一般に紙から成り、ノズル４２，４３を介して供給される加熱空気によって、少なくとも１２０℃の温度まで加熱される。この場合、記録担体の種類および品質に応じて、１２０℃〜３００℃までの温度が好適である。
【００６７】
ここで発生する燃焼ガスは、空気とキャリア液蒸気とを含み、その温度は約４５０℃である。この燃焼ガスは、加熱室３１から排気管４４を介して、熱浄化装置３２の熱交換器４６へと案内される。熱交換器４６において、燃焼ガスは約４５０℃の温度まで加熱され、バーナ４７へ供給される。燃焼室４８内において燃焼ガスが燃焼することによって、排気ガスに変換される。その際、キャリア液蒸気の割合が少なければ、安定した燃焼を確実に行わせる目的で、バーナ４７に付加的に燃料が供給される。ここで発生する排気ガスの温度は、約７５０℃〜８５０℃である。この場合、排気ガスの温度が７６０℃〜７７０℃までの範囲にあり、特に７６５℃となるように、燃焼プロセスを制御するのが有利である。好適であるのは、最低温度を約７５０℃とし、特に７６０℃の温度とすることであり、その理由は、このようにした場合には、燃焼ガスの可燃性成分の完全燃焼が確実に行われ、一酸化炭素の割合を低く抑えることができるからである。
【００６８】
高温の排気ガスは、排気ダクト４９を介して熱交換器４６へ供給され、燃焼ガスに対する向流として熱交換器４６内を貫流する。それによって排気ガスの温度は、約４５０℃まで低減される。冷却されたこの排気ガスを、排気口５０を介して周囲へ放出することができる。
【００６９】
本発明によれば制御装置５３が設けられており（図３）、この制御装置５３によって、着色剤による記録担体の面積カバー率が制限される。本発明の実施例によれば、１頁ごとにそれぞれ面積カバー率が計算される。本発明の枠内において、これとは別の平面領域を面積カバー率の計算に利用してもよく、たとえば複数の頁を含む枚葉紙各々を、または複数の特定の頁を、あるいは複数の特定の枚葉紙を利用してもよい。搬送速度と、印刷時点と、印刷機構から加熱室３１までの搬送路とに基づき、いつどの頁がどのような面積カバー率で加熱室３１へ供給されるのかが既知である。面積カバー率は、可燃性キャリア液の供給量に比例する。
【００７０】
記録担体に着色剤が印刷されない場合であっても、対応する印刷機構が稼働中であるときには常に、印刷機構１１，１２において記録担体に所定の割合のキャリア液が塗布される。記録担体と接触するローラが、キャリア液から完全に離れてしまうことはないので、それらの印刷機構のうち１つの印刷機構によって液体トナーが塗布されることのない領域であっても、キャリア液が記録担体に転写される。キャリア液のこのような「最小塗布量」の割合は約３０％〜５０％であり、ここでキャリア液の割合が１００％というのは、最大飽和度の着色剤によって記録担体が完全に印刷された状態に対応する。
【００７１】
ディジタル印刷の場合、面積カバー率は頁ごとに変動する可能性がある。キャリア液の最小塗布量以外のその他の割合は、個々の着色剤の面積カバー率に比例する。
【００７２】
制御装置５３は最大平均面積カバー率を制限し、この場合、最大平均面積カバー率は、４台の印刷機構であれば、頁あたり有利には２００％〜２８０％の範囲であり、特に約２２０％〜２５０％である。これにより保証されるのは、不可避の最小流入量のキャリア液だけ、および平均面積カバー率に比例する規定された別の最大量のキャリア液だけしか、加熱室３１に取り込まれないことである。さらにこれにより発生する燃焼ガス量は、予め制限された平均面積カバー率によっても制限される。このようにすれば基本的に、この制限量よりも多くのキャリア液が加熱室３１に取り込まれる可能性がない。燃焼ガスを熱処理するための上述の装置、たとえば熱交換器４６、バーナ４７、燃焼室４８、排気ダクト４９、および排気口５０を、このようにして制限された燃焼ガスに合わせて設計することができる。これにより、理論的に取り込まれる可能性のある最大量のキャリア液に基づく設計に比べて、コストが著しく節約される。
【００７３】
面積カバー率の制限は、有利には印刷データを印刷制御データに変換することによって行われ、その際、個々の着色剤の組み合わせが、有利には液体トナーの塗布量に関して最適化される。
【００７４】
本実施例によれば、予め求められた平均面積を表すそれぞれ１頁内の最大平均面積カバー率が算出される。算出された平均面積カバー率が、最大平均面積カバー率の値を超えている場合に、様々な手法でこれを補償調整することができる。この場合、隣り合う複数の頁に関する平均面積カバー率が、いっそう広い平均面積内で全体として最大平均面積カバー率よりも小さくなるように、個々の頁を配置し直すことができる。複数の頁のこのような再配置が記憶され、記録担体の後続処理の際に考慮される。このように頁を並べ替えて配置することが不可能な場合には、印刷データを新たに印刷制御データに変換しなおし、それによって低減された量の着色剤が使用されるようにすることができる。この場合、１つのジョブチケット内に含まれている情報がいっしょに考慮される。いくつかの印刷ジョブにおいては、色飽和度を変化させて、最大平均面積カバー率を維持することができる。印刷制御データを変更して、最大平均面積カバー率を維持できるようにするのが不可能であるならば、その印刷ジョブを拒否することができる。ただし、ほとんどすべての印刷ジョブにおいて、最大で４台の印刷機構を用いて、最大平均面積カバー率を１頁あたり２００％〜３００％の範囲に維持できることが判明した。
【００７５】
さらに制御装置によって、いつどのくらいのキャリア液が加熱室３１へ供給されるのかを、面積カバー率に基づき求めることができる。キャリア液の量に関するこのような「予報」は有利には、加熱室３１へキャリア液を供給する少し前の時点で求められ、それによって温風送風器３７を適時に制御できるようになる。温風送風器３７は、空気流量の変更を指示する信号５４を受け取ってから、要求された量に空気流が実際に調整されるまでに、所定の反応時間を必要とする。この反応時間は既知であり、０．５秒〜５秒の範囲内にある。温風送風器３７により発生される空気流は、取り込まれたキャリア液の量５５にほぼ比例するので、燃焼ガスにおけるキャリア液蒸気の割合は、ほぼ一定となる。供給される空気量が、供給されるキャリア液の量５５に同期して調整されるように、必要とされる反応時間だけ前の時点に、空気量に関する制御信号が制御装置５３から温風送風器３７へ供給される。
【００７６】
キャリア液の供給量が跳躍的に変化する可能性があることから、キャリア液の供給量に比例する空気量に関する制御信号５４を平滑化するのが好ましい。
【００７７】
供給される空気量は、供給されるキャリア液量にほぼ比例している。空気量の決定にあたり、空気量が供給される燃料量だけ相応に増加されるように、バーナ４７に直接供給される燃料量もいっしょに考慮することができる。また、加熱室への排気の再循環に基づき空気量を変化させるのも、好適となる可能性がある。
【００７８】
本発明による方法によれば、液体トナーにより高い効率で印刷を行うことができる。液体トナーには、キャリア液とトナー粒子とが含まれている。トナー粒子は、有利には８μｍを超えないサイズである。
【００７９】
本発明による方法によれば、熱交換器へ向かう排気用のバイパスを設ける必要がない。このようなバイパス管路は不都合なものであり、その理由は、第一に、排気温度が高いことから非常に煩雑であり高価なこと、第二に、フラップにより制御され、それによって強い流動パルスが発生して、浄化装置と加熱室における流動メカニズム全体に影響が及ぼされることであり、しかもそれ相応に高温の排気ガスに合わせて排気口を設計しなければならず、そのためには著しく高価な材料を用いる必要があることである。さらに本発明による方法によれば、燃料の追加を著しく僅かに抑えることができる。なぜならば、蒸発したキャリア液が燃焼ガス中で占める割合は、ほぼ常に等しく保たれるからである。
【００８０】
これまで説明してきた実施例は、記録担体を液体トナーによって印刷するための液体トナー印刷機を備えている。本発明の枠内で、印刷機をインクジェット印刷機として構成することも可能であり、このよう構成した場合、印刷機構は、記録担体をインキで印刷するための１つまたは複数のインキジェット印刷ヘッドを備えている。
【００８１】
さらにこれまで説明してきた実施例の場合、燃焼ガスは熱により燃焼させられる。本発明の枠内において、燃焼ガスを触媒による二次燃焼によって処理することもできる。
【００８２】
上述の実施例で用いられた熱交換器は、向流において駆動される。ただし、並流または交差流において駆動される熱交換器を設けてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０  ディジタル印刷機
１１，１１ａ〜１１ｄ  印刷機構（表面）
１２，１２ａ〜１２ｄ  印刷機構（裏面）
２０  記録担体
２１  ローラ（入口）
２２  繰り出し器
２３  コンディショニング機構
２４  反転ユニット
２５  見当合わせユニット
２６  トラクション機構
２７  巻き付け器
２８  ローラ（出口）
３０  定着ユニット
３１  加熱室
３２  熱浄化装置
３３  ウェブ冷却装置
３４  スリット状の入口
３５  スリット状の出口
３６  搬送方向
３７  温風送風器
３８  外気取込口
３９  循環気取込口
４０  空気ダクト
４１  空気ダクト
４２  ノズル
４３  ノズル
４４  排気管
４５  排気送風器
４６  熱交換器
４７  バーナ
４８  燃焼室
４９  排気ダクト
５０  排気口
５１  開口部
５２  ローラ
５３  制御装置
６０  空調モジュール
６１  エネルギー供給装置
７０  液体管理モジュール
７１  液体制御ユニット
７２  保管容器
【図１】
2016151767.tif 000003
【図２】
2016151767.tif 000004
【図３】
2016151767.tif 000005