Industrial Revolution with Inkjet !

これまで、Durst社の SPC 130段ボール印刷機と、同社が開発した WTインクについて書きました。これらの記事の中でプリントヘッドについて 1～2段落書くつもりでしたが、Durst社のヘッドに対するアプローチは非常に興味深いので、それだけで別の記事にする価値があります。

Durst社は数年前から、マルチパス大判プリンタのヘッドをつなぎ合わせて、Quadro（クアドロ）と呼ぶヘッドアレイを作ってきましたが、オリジナルのアレイは 4つのヘッドで構成されていました。このアプローチは、それぞれのプリンターのニーズに応じて異なると思います。SPC 130は、シングルパス機として、1,285mmのフルワイドプリントバーを採用しています。Durst社は、プリントバー内の 6つのヘッドをまとめて、6ヘッドの Quadroアレイを構成しています。

オーストリアのリエンツにある Durst社のエンジニアリング・チームを率いる Wolfgang Knotz氏は次のように説明すします。「我々にとっての利点は、機械的なアライメントにあります。6つのプリントヘッドを搭載した Quadroアレイでは、6つのプリントヘッドすべての機械的調整を社内の高精度な測定器で行うことができます。もし、カラー列の各印字ヘッドを校正するとなると、130個のヘッドが必要となり、それぞれのヘッドと別のヘッドのアライメントを行わなければなりません。そこで、この機械的な調整を 1つのモジュールで行い、6つのヘッドを正確に調整することにしました」。

彼はこう言います。「サービスエンジニアは、この Quadroアレイを取り出して、その中に別のヘッドを取り付け、メカニカルアライメントのために 6つのセットを手配するだけで、6つのプリントヘッドがカラー列全体に非常に正確にセットされるのです。そうすることで、プリントヘッド 1つあたりの機械的な調整の手間を最小限に抑えることができます。これが主な理由です」。

プリントヘッド自体は富士フイルムの Dimatix Qクラスを採用していますが、Knotz氏がその理由を説明するまでは、この選択は奇妙に思えるかもしれません。Knotz氏はその理由を次のように述べています。「プロジェクトの最初の頃、段ボール印刷機について考え始めたとき、Sambaと Q-classという 2つの技術を比較しました。Sambaは当時としては非常に新しいものでしたが、非常に優れたプリントヘッドであり、多くの dpi、多くのノズルを備えていました。それに比べて、Qクラスについては我々は従来製品で豊富な経験があります。Qクラスは、シングルパスのセラミック印刷用の Gammaプリンタや、P10大判プリンタに搭載されている Quadroアレイのようなマルチパスプリンタで多くの経験を積んでいました。そこで、両方の技術を比較してみたところ、どちらのプリントヘッドにも長所と短所がありました」。

Durst社は、段ボール印刷機は非常に過酷な条件で稼働しなければならないことを指摘し、デジタル印刷に参入するために段ボールの顧客に実験室のような条件を強いることはしたくないと述べ、こう付け加えました。[-「インクジェットシステムの隣にあるフレキソ印刷機と同じ条件に対応できるプリンターを開発したいと考えています」と述べています。

彼が指摘するように 「印刷面からノズルプレートまでの距離が 2〜3mm以上あると考えると、当時の Sambaヘッドは仕様に合わないと感じました。Sambaは、ヘッドからメディアまでの距離が 1mm以下の方が良いからです。Sambaを 2mmで動作させることも可能ですが、そうするとSambaが提供できる完璧な品質を少し失うことになります。例えば、私たちの Water Technologyや Tau RSCラベルプリンタのロール・ツー・ロール・アプリケーションでは、Sambaは完璧な品質を提供できます。このように、Sambaは素晴らしいシャープネスを提供し、グラデーションレベルも完璧でしたが、もしヘッドとメディアの距離が大きければ、ベタ塗りでは苦戦するか、あるいは少し品質が落ちることになります。もし、均質な表面にしたいのであれば、Sambaでそれを実現することは可能ですが、より複雑です。ソフトウェアの補正などをたくさん行わなければなりません。」

「しかし、Qクラスと Quadroアレイを使えば、より大きなドロップで動作させることができ、私たちが達成したい品質レベルを実現することができました。私たちの目標は、少なくとも高品質のフレキソ印刷か低品質のオフセット印刷を実現することでしたが、Quadroアレイを 14plのネイティブドロップサイズで使用して、その品質レベルを達成することが可能であることがわかりました。そのため、私たちは少し保守的になり、有名な技術を使用し、大きなドロップを使用し、1200dpiではなく 600dpiを使用することを選択しました。しかし、この業界が求めている品質レベルを達成できたことは確かであり、我々の視点では、このデザインによって堅牢性が少し向上したと考えています」と述べています。

Knotz氏は、Durst社が Tau社製ラベルプリンターに Samba G3Lヘッドを使用しているため、Sambaヘッドに非常に精通していることを指摘しつつ、次のように述べています。「当社のラベルプリンターでは非常に優れた印刷品質を実現していますが、ラベルプリンターではヘッドメディアの距離を 1mm以下にして運用しています。完璧な段ボールがあれば、完璧な世界で、完璧な実験室の条件では、サンバは非常に良いヘッドでしょうが、現実には常に完璧な段ボールがあるわけではありません」。

昨年、富士フイルムディマティックスは、以前に記事にした Samba G5Lという新しいモデルを発表しました。Knotz氏によると、Durst社は Samba G5Lを段ボール印刷に使用することに興味を持っているが、まだ Durst社が段ボール印刷に要求する品質レベルに達していないと感じているといいます。

Qクラスのヘッドを使用することの欠点は、解像度が Sambaの 1200dpiではなく 600dpiに制限されることです。しかし、Knotz氏はこれが問題にならないと確信しているようです。「非常に高品質な紙であれば、解像度やドロップの大きさだけではなく、インク技術とプリントヘッドの組み合わせも重要になると思います。例えば、当社のインクは非常に高い光沢度を実現していますが、この高い光沢度が完璧に見えるお客様もいらっしゃいます」。

しかし、彼は続けてこう言います。「例えば、バーコードを見てみると、Sambaのプリンターに比べてバーコードがシャープでないことがわかります。しかし、スキャナーで読み取ることができるので、お客様にとっては問題ありません。例えば、お客様が非常に高品質な紙を選ぶか、非常に低品質な紙を選ぶかを決めたとしたら、それは 2つの全く異なるコンセプトであり、お客様には 2つの選択肢があり、お客様がどうしたいかを決めることができます。あるコンセプトが他のコンセプトより優れているとは言いませんが、それはお客様の目的によります」。

現在、ヨーロッパとアメリカで数台のマシンが稼働していることを指摘し、こう付け加えました。「品質レベルが十分でないと言ってくるお客様はいません。ですから、私たちはこの決断が正しかったと今でも確信しています」。

ケーニッヒ＆バウアー社が開発し、Durst社との合弁会社で販売されている CorruJetには、Samba G3Lプリントヘッドが採用されています。Knotz氏は CorruJetについて次のように語ります。「シャープネスレベル、グラデーションレベルは完璧で、超高速印刷を行う場合にも、設計の観点からその目的のために開発された製品です。また、オフセットの品質レベルについても同様です。私たちの目標は高いフレキソ品質を達成することでしたが、まさにそれを実践しているお客様がいるので、低いオフセット品質を達成できることはわかっていますが、600dpi 14plのプリントヘッドで非常に高い品質のオフセット領域に入ることはできません。それは不可能ではありませんが、それは私たちの目標ではありませんでした。ですから、この 2つのコンセプトには開発面での違いがあります。それぞれの技術には長所と短所があるので、どちらのコンセプトにも長所があり、正直なところ短所もあると思います。」

リサーキュレーションの追加

SPC 130は標準的な Qクラスのプリントヘッドを使用していますが、これだけではありません。Durst社は Fujifilm Dimatix社と協力して、同社の WTインクで使用する再循環システムを改善しました。Knotz氏は次のように説明します。「アレイで使用している再循環技術は Durst社が所有しているので、これは当社独自の技術です。なぜなら、非常に優れたプリント品質を実現するためには、循環の仕組みやフィルタリングなどについて非常に深い知識が必要だからです。ですから、これはこの 8～10年の間に私たちが得た知識だと思います。Qクラスは Sambaに比べて古い技術ですが、プリントヘッドの寿命が非常に長いため、ウォーターテクノロジーのインクには非常に適しています。ですから、もし競合他社が同じスロット（私たちはプリントヘッドを『スロット』と呼んでいます）を使いたいと思っても、同じスロットを使っていて、私たちのようにプリントヘッドアレイを使っていなければ、ヘッドから同じ品質を得ることはできないと思います」と述べています。

彼は続けます。「リサーキュレーションはその一部ですが、波形やエレクトロニクスが提供できるものも含めて、複合的なものだと考えています。つまり、ヘッド、インク、電子機器、アレイ内の圧力状況など、最終的な印刷品質に影響を与えるものがたくさんあるのです。」

「また、空気の乱れの問題もあります。なぜなら、基板があり、その基板の厚さは数ミリですから、それも印刷品質に影響します。ですから、ここには多くの知見がありますし、最初に何度もシミュレーションを行いました。ですから、内部には Dimatixだけでは簡単に買うことができない、Durstと Dimatixの知識を組み合わせた開発が行われていると思います。」

Knotz氏は、Durst SPC 130と Koenig and Bauer CorruJetは、それぞれ異なる市場ニーズに対応するために設計されたと結論づけていますが、「将来的に一緒にシステムを開発するなら、両方のシステムの長所を組み合わせて、最終的に完璧なシステムを作りたいと思います」と語っています。

現在、多くの段ボール印刷機が発売されていますが、これらはすべて第一世代の機械であり、その後、さらに改良が加えられるでしょう」と指摘します。「そうすれば、何を組み合わせればいいのか、多くの知識を得ることができます。私はケーニッヒ、バウアー、ダーストと話をしていますが、今日とは違う決断をすることもあるでしょう。しかし今日のところは、市場のお客様のニーズに応えることができる、非常に有効で堅実な 2つのコンセプトを持っていると思います。」

この記事の最初の 2つの部分は、SPC 130プレスとウォーターテクノロジーのインクについてです。Durstについては durst-group.comから、SPC 130については koenig-bauer-durst.comから、それぞれ技術仕様をご覧いただけます。

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