JP4436662B2 - 版の画像付けをする方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、版に対する光の制御された作用により、ビットアレイ（Ｂｉｔｆｅｌｄ）の画像データに従って版の複数の部位に複数の画点を生成する、少なくとも１つの制御可能な光源を用いて版に画像付けする方法に関する。さらに、本発明は、少なくとも１つの制御可能な光源と、計算ユニットおよび記憶ユニットを有する制御ユニットとを備える、版に画像付けする装置に関する。

印刷機の印刷ユニットで版、版前駆体（Ｄｒｕｃｋｆｏｒｍｌａｅｕｆｅｒ）、および印刷版の画像付けするときには、画像付け装置と、特に胴に載せられているか、または胴の外套面であってよい版との間の意図しない相対運動、特に振動によって、誤差が生じる可能性がある。このような意図しない相対運動は、たとえば振動、側壁の運動静力学的な変形、あるいは支持用ボルトによって引き起こされる。特にベタ面では、その結果として生じる誤差は、特に２つの異なる光源の光で生成することができる画像付けされた隣接する画点の２本の線の間の、画像付けされていない小さくて細いヘアーライン（付加線）の形態で現われる。換言すると、画点の隣接する線の実際の間隔が目標間隔と違ってしまう。

意図しない相対運動を少なくするために、設計的または機械的な措置を講じる有効な対処法は、比較的高いコストがかかる場合が多く、高い費用が生じる。インキ装置、または枚葉紙を処理する印刷機の場合における給紙装置や排紙装置といった個々の機械部分、あるいは機械全体を、個別駆動装置を備える、版を支持している胴から切り離すことが１つの対策になり得る。さらに、画像付け装置に必要な機構を、その振動挙動に関して、たとえば高い剛性、高い緩衝性、少ない重量などによって最適化することも対策になり得る。しかし、振動スペクトルが広帯域である場合が多いことや、許容できる振幅が狭いために、こうした対策によって、意図しないあらゆる相対運動を、固有周波数から高い周波数への変位を通じて確実に低減または除去できるわけではない。また、このような対策は運動静力学的な変形や支持用ボルトを補償することはできない。

ヘアーラインを防ぐ別の対処法では、画点の隣接する線が部分的に重なり合うような大きさの画点で、画像付けを行うことが意図されていてよい。画点の隣接する線の間隔に、画点の直径に比べて小さい（意図しない）変化が生じた場合、これらの線が互いにまだ重なり合っているか、または直接互いに接しているということより、（意図しない）相対運動にもかかわらずヘアーラインは目に見えなくなる。しかしながら大きい画点での画像付けは、原理的に、印刷画像の明るい領域に、すなわち絵柄面積率（Ｆｌａｅｃｈｅｎｄｅｃｋｕｎｇ）の低い領域に、制約が生じることにつながる。この場合、特に線の解像度を均等にすることができない。

特許文献１より、少なくとも１つの光源を用いて版の画像付けを実施することができ、その際に、画点の大きさが可変であることが公知である。ビットアレイの画像データに従って、版の複数の部位に複数の画点が生成される。版表面に当る光線の能動的な斑点サイズ、すなわち、版の画像付けをする閾値よりも強度が上回っている面積を、光源の出力の変化（入力電力または光出力）によって、または露光時間の変化によって変えることができる。画点の大きさの変更は、光源から版表面までの距離に応じて行われる。版に注入されるエネルギーが増えると、画点が大きくなる。

特許文献２には、大きさが変調される確率論的なラスター化について記載されている。網点（ハーフトーン点）は、複数のミクロ点または記録要素（画点）から構成される。ミクロ点は、アドレシング可能な最小の単位である。網点からラスター面が形成される。特定の網点を取り囲む網点の数に応じてミクロ点の数を変えることによって、特定の網点の大きさが変調される。
欧州特許出願公開明細書１１７６５４５Ａ２ 欧州特許出願公告明細書０７３４１５１Ｂ１

本発明の目的は、絵柄面積率の低い領域における制約という代償を払うことなく、画像付けされた版や印刷画像で目に見えるヘアーラインの発生が減るように、版に画像付けを行うことである。

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に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、従属請求項および他の独立請求項に記載されている。

本発明によれば、少なくとも１つの制御可能な光源を用いて版に画像付けをする方法において、ビットアレイの画像データに従って版の複数の部位に複数の画点を、版に対する光の制御された作用によって生成する。画点の部位のうち少なくとも１つに作用する光の強度は、その部位の周辺領域内の生成されるべき画点の数を表す目安の値に応じて制御される。光源は、特にレーザ光源、たとえば固体レーザや半導体レーザ、有利にはダイオードレーザであってよい。複数の画点を生成するために、複数の光源を時間的および／または場所的に並行して用いることができる。画点は、画像付けのためのアドレシング可能な最小の単位である。画点から、網点、ベタ面等を生成することができる。版は平坦または湾曲していてよい。特に、版はプレート状またはスリーブ状であってよい。

本発明の方法では、画像データ依存的、絵柄面積率依存的、またはラスター依存的な光源の出力制御または出力調節によって、画像付けの結果が改善されるという利点がある。意図しない相対運動、特に振動によって生じる画像付け結果の不具合、特に上に説明したヘアーラインは、版に当る光の強度を強めることで点の直径を大きくことによって目に見えなくなり、画点が大きくなる。強度は、特に、光の焦点合せを変えることによって、または（有利には）光源のパワー出力を変えることによって、変更することができる。たとえばダイオードレーザを使用する場合には、ポンピング電流、すなわち光源の入力電力を変えることができ、その結果、光出力が変化する。強度を変える代わりに、露光時間を変えることもできる。強度の変化も露光時間の変化も、画点へのエネルギー注入に影響を及ぼす。

ベタ面については、すでに述べたように、印刷画像に欠陥を生じさせることなく、画点を大きくすることが可能である。版の領域または部分面における絵柄面積率が低いほど、画点を大きくすることによって欠落位置（ヘアーライン）を補償するのは危険が大きくなる。この理由から、点の大きさは画像データに依存して、または画像データの関数で制御される。絵柄面積率に応じて、点の大きさを増減することができる。すなわち、ベタ面の場合には最大の大きさになり、絵柄面積率が低いときには相応に大きさが減る。どの程度の拡大が必要かは、好ましくない相対運動に対する影響パラメータに依存して決まる。周囲観察が行われる領域または周辺領域は有利には、その領域または周辺周辺がすでにベタ面であるかどうかを判定できるように、狭く選択される。換言すると、広い領域は絵柄面積率が低くても、狭い周辺領域は高い絵柄面積率を有していたり、もしくはベタ面になるように、広い領域を複数の狭い周辺領域で観察することができる。

周辺領域内の生成されるべき画点の数を表す前述した目安は、観察される部位の周辺領域で画像付けがどのくらい稠密になるか、もしくは稠密であるかを定量化するのに役立つ。特に、周辺領域はどの程度以上が絵柄面積率の高い面であり、どの程度以上がベタ面であるかの基準を、限界値の形態で表すことができる。上に説明したように、発生するヘアーラインは、他ならぬこのような種類の面で目に見えるので、本発明の方法では、そのようなときに、画点を生成するための強度を高めるのが目的に適っている。版に画像付けする本発明の方法の実施態様では、目安の限界値を上回ったときに強度を上げる。限界値よりも下側では、版の材料にとって適切な意図される強度で、画点の所望の大きさを得るのに必要な画像付けをすることができる。

意図しない相対運動、特に振動の振幅が、たとえば直接的または間接的な測定によって、あるいは計算によって既知である場合、版の画像付けをする本発明の方法の実施態様では、生成される印刷点の直径が、投影点と版の間の相対運動、特に振動の振幅に比例する値だけ増えるように、強度を上げることを意図するのが有利である。光源と版の相対運動の振幅に比例するように、値を選択することもできることは当業者には自明である。限界値は、目安の最大値の８５％から７５％の範囲内にあってよく、有利には８０％であってよい。

印刷ユニットで画像付けする装置では、光ないし光源の投影点と版との間の意図しない相対運動の通常の振幅は、５マイクロメートルのオーダーである。版の上の画点の通常の点サイズは、もっとも近い隣接点の距離が約１０マイクロメートルのとき、１１から１３マイクロメートルである。したがって、発生するヘアーラインを補償するためには、各画点を２から４マイクロメートルだけ大きくするのがよい。

１つの部位の回りの各画点の周囲観察または周辺領域観察が行われる、１つの画点の部位を中心とする周辺領域は、適切な任意の形状、特に、円形または長方形または正方形であってよい。このような周辺領域は最小面を形成し、一次元または有利には二次元であってよい。本方法の有利な実施態様では、周辺領域は、その部位にすぐ隣接する４つの画点の部位で構成されるか、または網点であるか、または版の部分面であってよい。周辺領域の広がりもしくは大きさ（円の場合には直径、長方形の場合には辺の長さ）は、周辺領域が、ヘアーラインが目に見えて邪魔になる可能性があるかどうかの判定を可能にするように選択される。

ここで協調しておくと、複数の画点から構成される網点を、小さなベタであると理解することもできる。画点の各部位について、その部位にすぐ隣接する４つの画点の部位からなる周辺領域がそれぞれ選択され、それにより、生成されるべき画点の数を表す目安の限界値、ここではたとえば画点の３つの数を上回っているかどうかを判定することができる。もしも上回っていれば、十分な重なり合いによってヘアーラインが隠れるように画点の直径を大きくするために、強度を必要な値だけ上げることができる。付言しておくと、網点の周辺領域の目安は限界値を上回っていないので、この方式では網点は拡大されない。

本方法の実施態様では、目安は、ビットアレイで付けられるビットの数であってよい。これに代えて、１つの実施態様では、目安は周囲の絵柄面積率であってよい。

少なくとも１つの制御可能な光源と、計算ユニットおよび記憶ユニットを有する制御ユニットとを備える、版に画像付けする装置も、本発明の思想と関連している。本発明によれば、記憶ユニットに、本明細書で説明する方法を実施可能なプログラムが格納される。換言すると、このプログラムは、進行時に、版に画像付けする方法、または本明細書に基づく本方法の実施態様が計算ユニットで実行される、少なくとも１つの部分を有している。

版に画像付けする装置の有利な実施態様では、周辺領域内の生成されるべき画点の数を表す目安に対する、レーザ出力の依存性を表した特性曲線（表、ルックアップテーブルなど）が記憶ユニットに格納される。画点の部位の周辺領域における周囲観察の結果に応じて、この特性曲線を参照しながら、大きさを変えた画点を生成するのに必要な強度にとって必要なレーザ出力を、光源の制御のために割り当てることができる。

有利な実施態様では、本発明による装置は、実質的に一列に配置された個別に制御可能な複数のレーザダイオードを備える少なくとも１つのレーザダイオードバーの形態の、複数の光源を有している。

本発明による装置は、版露光器または印刷版露光器で有利に用いることができる。

本発明による装置は印刷ユニットに組み込まれるか、または収容されていてよい。本発明による印刷ユニットは、本明細書で説明する少なくとも１つの画像付け装置を含んでいる。印刷ユニットは、特に直接的または間接的な平版印刷ユニット、ウェットオフセットユニット、ドライオフセットユニット等であってよい。本発明による印刷機は、少なくとも１つの本発明による印刷ユニットを有している。印刷機は、枚葉紙を処理する機械、またはウェブを処理する機械であってよい。通常の被印刷体は紙、板紙、厚紙、有機ポリマー（織物、シート、加工材料などの形態）などである。枚葉紙を処理する印刷機は、給紙装置、排紙装置、および場合により少なくとも１つの処理ユニット（塗工ユニット、打抜きユニット、溝付けユニットなど）を有していてよい。ウェブを処理する印刷機は、巻取り紙交換機、乾燥機、および折機を含んでいてよい。

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（Ａ）は、ヘアーラインのある版の画像付けされた面を模式的に示しており、図１（Ｂ）は、本発明の方法によって画像付けされた版の面を模式的に示している。図１は、従来の画像付けで生じる問題点を説明するためのものである。

図１（Ａ）に示す従来の画像付けでは、画点が一定の強度で画像付けされる。ここに図示しているのは、振幅変調されたラスター化が行われる、版１０の拡大されたラスター面である。版１０の拡大されたラスター面は、画像付けされた面１２に、画像付けされていない複数の部分面１４を有している。版１０の観察者、もしくは版１０の校正刷りの観察者には、画像付けされた部分と画像付けされていない部分との相互作用で、このラスター面はベタ面に比べて明るい面として映る。上に説明した意図しない相対運動により、版１０のラスター面には、観察者の目に見える可能性のあるヘアーライン１６が現われる。ヘアーライン１６は、一般に、規則的な相互間隔を有していない。意図しない相対運動の周期性は、必ずしも、個々の画点が付けられる画像付けサイクルの周期性の倍数ではないからである。

図１（Ｂ）には、本発明の方法に基づく画像付けの結果が示されている。版１０の拡大されたラスター面は、画像付けされた面１２に、画像付けされていない複数の部分面１４を有しており、観察者には、画像付けされた部分と画像付けされていない部分との相互作用で、このラスター面はベタに比べて明るい面として映る。本明細書で説明する、複数の画点の部位の周辺領域における周囲観察によって、強度を変えて、特に強度を強くして、画像付けを行うべきかどうかが判定される。画像付けされた面１２の内部の部位については、このような種類の本発明による周囲観察に基づいて、ヘアーラインを隠せるようにいっそう大きな画点を生成するために、強度を上げることができると結論される。画像付けされた面１２の縁部の部位については、周囲観察に基づいて、強度変更を行う必要がないと結論される。これらの画点が大きさを変えずに付けられても、画像付けされない部分面は実質的に変化せず、有利にはまったく変化せず、その結果、ラスター面の明度も実質的に変化せず、有利にはまったく変化しない。

ここで付言しておくと、振幅変調されるラスター化（ＡＭラスター）に代えて、周波数変調されるラスター化（ＦＭラスター）も、本発明による方法で画像付けすることができる。

図２は、ここで導入される概念を説明するために、周辺領域２２を有する、１つの部位１８の周囲の画点のグループを模式図で示している。図示されているのは、本実施形態では規則的なデカルト座標ラスターに配置された、１グループの画点２０である。画点２０は、これ以外の（有利には規則的な）ラスターで付けることもできる。周辺領域分析の一般的な考え方は、版の上の画点の幾何学的な分布に左右されない。換言すれば、周辺領域分析には、画点の近隣のトポロジー（ｔｏｐｏｌｏｇｉｓｃｈｅ）情報が利用されるのであり、版の上の画点の幾何学情報（位置、間隔など）が利用されるのではない。したがって、トポロジー情報しか含んでいないビットアレイでも周囲観察を実施できることは、当業者には自明である。版の上における幾何学構成は、意図しない相対運動、特に振動の振幅に対する、隣接する各画点の間隔の比率にとって一定の役割を果たす。周辺領域２２は、本実施形態では部位１８の回りで多角形として位置しており、多数の画点２４を含んでいる。この周辺領域２２で、部位１８について周囲観察または周辺領域分析が行われる。第１の実施形態では、目安は、ビットアレイで付けられるビットの数、すなわち、周辺領域２２で画像付けされる画点の数であってよい。第２の実施形態では、目安は周辺領域２２の絵柄面積率であってよく、すなわち、周辺領域２２の全面積に対する、画点２４の画像付けされる面積の比率であってよい。

ビットアレイですべてのビットが付けられている場合がベタである。このことは、画点については、すべての画点が露光されること、もしくは露光されていることを意味している。ビットアレイで多数のビットが付けられている場合が、絵柄面積率の高い面である。これは画点については、多数の画点が露光されること、もしくは露光されていることを意味している。この定量化、および絵柄面積率が低い面との区別は、たとえば第１の実施形態では、次のようにして限界値を定めることによって実現できる。すなわち、周辺領域で画像付けされるべき画点の数が、定められた特定の限界値よりも多ければ、観察される部位は絵柄面積率の高い面、またはベタ面に位置している。周辺領域で画像付けされるべき画点の数が、定められた特定の限界値よりも少ないか、これと等しければ、観察された部位は、絵柄面積率が低い面に位置している。第２の実施形態についても、これに準じて手順を進めることができる。周辺領域分析は、画点の多数の部位について行われ、特に、画点のすべての部位について行われる。

図２を参照しながら、別の実施形態における周辺領域の有利な選択について指摘しておく。すなわち、部位１８の周辺領域は、直接隣接する４つの画点２６でのみ構成されていてよい。このように狭い周辺領域によって、部位１８が、画像付けされる面の縁部に位置しているか否かを判定するのが好ましい。

図３は、本発明による方法の実施形態の時間的なフローチャートである。準備ステップ２８では、印刷されるべきビットアレイが、画像付け装置の制御ユニットへ部分的に、区域的に、または全面的に供給される。周辺領域分析ステップ３０では、画点の複数の部位が周囲分析にかけられ（特に図２参照）、これらの部位は、もっとも近い隣接関係に従って並べられたビットアレイにおける、画点と対応するビットの位置と等価である。強度割当ステップ３２で、複数の部位の画点の各々の部位に、画像付けのための光源が制御されるべき強度が割り当てられる。画像付けステップ４３では各々の部位について、周囲分析の結果に基づいて、すなわち、その部位の周辺領域で生成されるべき画点の数を表す目安の値に応じて、またはそのような値の関数で、制御された強度で版の露光が行われ、すなわち、版の上で画点の生成が行われる。

図４には、印刷機６０の印刷ユニット５８で版１０に画像付けする本発明の装置の実施形態の構成が示されている。画像付け装置は、版胴３６の上に載せられた版１０を有している。版胴３６は胴軸３８を中心として回転可能であり、ここには詳しくは図示しないが印刷ユニットに収容されており、相応の駆動手段を備えている。回転運動４０は二重矢印で図示されている。この装置は、ここでは個別に制御可能な３つのレーザダイオードを含むダイオードレーザバーを有する光源４２を含んでいる。有利な放出波長は特に近赤外線であり、特に８３０ナノメートル付近である。光源４２は、胴軸３８と実質的に平行に、二重矢印で図示する並進方向４２へ可動であり、ここには詳しくは図示しない相応の駆動手段を備えている。光線４６は、投影点４７で版１０の表面に当る。光線のエネルギー注入により、版１０の上に画点を生成可能である。回転運動４０と並進運動４４が連動して、光線４６の投影点４７は螺旋状またはつる巻線状の経路４８に沿って、版の二次元の表面を通過する。この運動は、版１０の表面に、後の印刷面におけるすべての点で、光線４６の１つが少なくとも１回到達するように制御される。特に、版１０の画像付けはインターリーブ法で行うことができる。この種のインターリーブ法は、ドイツ特許出願公開明細書１００３１９１５Ａ１に開示されている。この引用により、同文献の開示内容を本明細書にも取り入れる。

光源４２は制御ユニット５０と接続されているので、画像付けされるべき画像データに従って制御を行うことができる。画像付けされるべき画像データの少なくとも一部を反映する信号が、投影点４７の経路４８に沿って、画像付けされるべき画点にちょうど位置している光源４２に送られる。インターリーブ法に基づき、特にドイツ特許出願公開明細書１００３１９１５Ａ１の技術的教示に基づき、画点が入り組むように制御されるので、光源への伝送をするためには、もっとも近い隣接関係に従って並べられたビットアレイのデータの再分類が必要であることは、当業者には自明である。制御ユニット５０は、計算ユニット５２と記憶ユニット５４を含んでいる。さらに、制御ユニット５０は画像データインターフェース５６を有しており、たとえば、プリプレスの機器への接続部、またはデータ担体を読み取るための周辺機器を有しており、それにより、画像付けされるべき画像データを区域的に、または全面的に、制御ユニット５０へ逐次伝送することができる。

記憶ユニット５４には、画点の部位の周辺領域で周囲分析が行われる、本明細書で説明する方法を実行可能なプログラムが格納されている。換言すると、このプログラムは、計算ユニット５２での進行時に、本明細書に基づく版に画像付けする方法、または本方法の実施形態が実行される少なくとも１つの部分を有している。

有利な実施形態では、画像データは、ビットアレイまたは画像における各々の部位で周辺領域が観察されて、その部位で必要な強度が決定されるように、制御ユニット５０で処理される。これに代わる実施形態では、光源４２のダイオードレーザバーの個々のダイオードレーザに直接印加される信号（オン（１）またはオフ（０））だけがチェックされることが意図されていてよい。ダイオードレーザがオン信号のシーケンスだけを含んでいるときが、ベタである。絵柄面積率が低いときは、シーケンスにオフ信号も含まれている。このように、シーケンスの分析に基づいて画像データを直接推定し、画像データに依存して強度の制御を行うことができる。

図４との関連で強調しておくと、制御ユニット５０での処理に代えて、一体化された制御コンポーネントを有する光源４２で、または、画像データインターフェースを介して制御ユニットと接続されたラスター画像生成装置（ラスターイメージプロセッサ、ＲＩＰ）で、周囲観察を実施することもできる。

同図（Ａ）は、ヘアーラインのある、版の画像付けされた面を模式的に示す図であり、同図（Ｂ）は、本発明の方法によって画像付けされた版の面を模式的に示す図である。 ここで導入される概念を説明するために、周辺領域とともに１つの部位の周囲の画点のグループを示す図である。 本発明による方法の実施形態の時間的なフローチャートである。 本発明による版の画像付け装置の実施形態のトポロジーである。

符号の説明

１０ 版
１２ 画像付けされた面
１４ 画像付けされていない部分面
１６ ヘアーライン
１８ 画点の部位
２０ 画点
２２ 周辺領域
２４ 画点
２６ 直接隣接する画点
２８ 準備ステップ
３０ 周辺領域分析ステップ
３２ 強度割当ステップ
３４ 画像付けステップ
３６ 版胴
３８ 胴軸
４０ 回転運動
４２ 光源
４４ 並進方向
４６ 光線
４７ 投影点
４８ 経路
５０ 制御ユニット
５２ 計算ユニット
５４ 記憶ユニット
５６ 画像データインターフェース
５８ 印刷ユニット
６０ 印刷機

Claims (10)

1. 版（１０）に対する光の制御された作用によって、ビットアレイの画像データに従って版（１０）の複数の部位に複数の画点（２０）を生成する、少なくとも１つの制御可能な光源（４２）を用いて版（１０）に画像付けする方法において、
   画点の部位（１８）のうち少なくとも１つに作用する光の強度を、その部位の周辺領域（２２）内の生成されるべき画点（２４）の数を表す目安の値に応じて制御し、
   前記目安の限界値を上回っているときに前記強度を、生成される印刷点の直径が、投影点（４７）と版（１０）の間の相対運動の振幅と比例する値だけ増えるように上げる
   ことを特徴とする、版の画像付けをする方法。
2. 前記周辺領域が、前記部位にすぐ隣接する画点の４つの部位（２６）で構成されており、または網点であり、または版の部分面である、請求項１に記載の版の画像付けをする方法。
3. 前記目安が、ビットアレイ内の付けられるビットの数である、請求項１または２に記載の版の画像付けをする方法。
4. 前記目安が、周辺領域の絵柄面積率である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の版の画像付けをする方法。
5. 前記限界値が、前記目安の最大値の８５％から７５％の間の範囲内にある、請求項１から４までのいずれか１項に記載の版の画像付けをする方法。
6. 少なくとも１つの制御可能な光源（４２）と、計算ユニット（５２）および記憶ユニット（５４）を有する制御ユニット（５０）とを備える、版（１０）に画像付けする装置において、
   前記記憶ユニット（５４）にプログラムが格納されており、前記プログラムは、前記計算ユニット（５２）での進行時に、請求項１から５までのいずれか１項に記載の版に画像付けする方法が実行される少なくとも１つの部分を有していることを特徴とする、版に画像付けをする装置。
7. 前記記憶ユニット（５４）に、周辺領域内の生成されるべき画点の数を表す目安に対する、レーザ出力の依存性を表す特性曲線が保存されている、請求項６に記載の版に画像付けする装置。
8. 前記装置が、実質的に一列に配置された個別に制御可能な複数のレーザダイオードを備える、少なくとも１つのレーザダイオードバーを有している、請求項６または７に記載の版に画像付けする装置。
9. 印刷ユニット（５８）において、
   請求項６、７、または８に記載の画像付け装置を少なくとも１つ備えていることを特徴とする印刷ユニット。
10. 印刷機（６０）において、
    請求項９に記載の印刷ユニットを少なくとも１つ備えていることを特徴とする印刷機。
    

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