CN1259434A - 数字印刷设备的方法 - Google Patents
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Abstract
通过减小或最小化各印刷版层的绝缘性能而避免平版印刷版中的静电源缺陷。本发明可减小系统的电容,减小积累电荷产生的电压,从而减小电弧放电。本发明可通过给印刷版基底设置导电膜而实现。
Description
本发明涉及一种数字印刷设备和方法，尤其涉及一种利用数字控制激光输出进行接触或脱开印刷(on-or off-press)的平版印刷板的成像。
在胶版印刷中，转印到记录介质的图像构成在印刷版、垫纸或其它印刷部件上的受墨(亲油的)和斥墨(疏油的)的表面区域。在干式印刷系统中，印刷部件简单地着墨，并将图像转印到记录材料；印刷部件先与被称为毡辊的从动中间表面接触，而后毡辊将图像施加到纸或其它记录介质。在典型的单张纸印刷系统中，记录介质被钉在压印辊上，压印辊使记录介质与毡辊接触。
在湿式平版印刷系统中，对润版(或湿润)液的亲合性而言、非图像区是亲水的，通过事先或着墨时给印刷版施加润版液而实现斥墨要求。油墨粘附润版液防止油墨粘附到非图像区，但不影响图像区的亲油性。
通过改变平版图像图案亲合特性-即与印刷材料相应图案的亲合特性，平版图像被施加到印刷坯版。这可利用摄影方法实现，通过以适当的辐射对印刷坯版进行图像曝光，而后用化学显影或使用(例如)数字控制激光的物理显影按照图像图案除去或机械地除去一个或多个印刷版层。
在基于激光的直接写入处理中，激光图形除去(或便于除去)斥墨部分，印刷坯版的非图像部分显示出带有该图像的受墨层。在间接写入系统中，作为替代激光器除去坯版的受墨部分。成像模式的选择更多地取决于所用印刷部件的结构而不是成像系统的特性(由于在数字操作系统中，模式仅由转换输出位图而改变)。
目前，平版印刷部件通常利用低功率烧蚀成像机理成像。US5,339,737，US 5,632,204，US 5,783,364和Re 35,512(这些专利全部公开在此引作参考)公开了多种用于采用二极管激光器成像设备的烧蚀型平版结构。例如，根据这些专利的可激光成像的平版结构包括根据其对油墨或不粘附油墨的液体的亲合性(或排斥性)所选择的第一、最顶层；第一层下面的烧蚀层，该层基于成像(例如，红外、或“IR”)辐射而挥发成气体的和微细的碎屑；在该成像层下面是结实坚固的基底层，其特征在于基底层对油墨或不粘附油墨的液体的亲合性(或排斥性)与第一层相反。成像的烧蚀也削弱最顶层。通过破坏其对下层的固着，在后成像清洁步骤中易于进行最顶层的去除，这可制成具有与未曝光第一层不同的平版亲合性的图像点。
在成像处理或其后在印刷机上使用印刷版的过程中，源于静电的缺陷会产生。这些缺陷会产生环绕的“浮动”版区-即细的成像边界使未成像区与更大的未成像区隔离。印刷版例如可包括位于薄的钛成像层上的斥墨硅酮层，薄的钛成像层本身覆盖在受墨聚合物基底上。印刷版的边缘通常由金属夹板固定到印刷辊筒，该金属夹板因与印刷机机械连接而电接地。因此，由金属夹板接收而积累在硅酮区的静电荷消失或不显现。不过，印刷板内的硅酮岛与金属夹板电绝缘。于是，该积累电荷被截留。硅酮和聚酯基底是介电材料，因此充电硅酮表面与下金属印刷版辊筒(它与印刷版夹板类似地具有接地电位)之间的电位差会变得明显。如果电荷量足够，电荷会横跨到达与印刷版夹板接触的硅酮未成像区的成像边界进行电弧放电。电弧破坏硅酮的微小部分，使得一些未被激光成像的点接受油墨。这些点在用印刷版印制的印刷品上会明显地被看到。
本发明通过使各种版层的绝缘性减小或最小化而消除或减小产生静电源缺陷的可能。这将减小系统的电容量，降低因电荷沉积产生的电压，从而减小发生电弧的可能性。这可通过用导电膜作为版基底来实现。另外，如果充电的版最顶层自身导电性弱，电荷将不易入地。
应强调的是，这里所用的术语“版”或“部件”是指能够记录由对油墨和/或润版液具有不同亲合性的区所限定的图像的各种印刷部件或表面；适宜的结构包括常规的安装在印刷机版辊筒上的平面或曲面平版，也可包括无缝辊(例如，版辊筒的辊表面)、环形带或其它结构。
这里用于印刷中的术语“亲水的”是指对液体有亲合性的表面，该表面防止油墨粘附。这种液体包括水、水性和非水性润版液、单液体油墨系统的非油墨相。这里所说的亲水表面表现出相对油基材料的这些材料的不同的亲合性。
当结合附图具体说明本发明时，上述的讨论将变得更加清楚，其中：
图1A是具有对电荷聚集敏感的浮动区的印刷版的平面图；
图1B是沿线1B-1B的剖视图，表示电荷如何聚集在浮动区；和
图1C表示可能出现的印刷缺陷的形式。
图1表示由一对端夹板105a、105b固定到印刷机或平版装置的版辊筒上的印刷版100。端夹板105通过与机器框架的机械连接而接地。印刷版100用例如上述的US 5,339,737、Re 35,512还有US5,822,345(这些专利全部公开在此引作参考)公开的成像设备烧蚀成像。适用的成像设备至少包括一个激光装置，该激光装置在最大印版响应区、即在它的λmax约接近印版吸收最强的波长区发射。
适用的成像结构也在US 5,339,737和Re 35,512和US 5,822,345中作了具体说明。简要地说，激光输出可经过透镜或其它光束导向部件直接提供到印版表面、或使用光纤从远处的激光器传输到印刷坯版的表面。控制器和相关的定位硬件相对版表面以精确的方位使光束输出到版表面、使该输出扫描整个表面、和在靠近版的所选点或区域的位置激活激光器。控制器根据与拷贝到印刷版的原文件或画面相应的输入图像信号产生原文件的精确的负像或正像。该图像信号作为位图数据文件存在计算机中。这些文件可由光栅图像处理器(RIP)或其它适宜的装置产生。例如，RIP可接收由限定需要转印到印刷版的所有图案页面描述语言构成的输入数据、或页面描述语言与一个或多个图像数据文件的组合。位图的结构用于限定彩色的色度及屏幕频率和角度。
印刷版100成像后产生薄的、框形成像区110。框形成像区110封闭未成像区112、并由与两夹板105a、105b电连接的较大未成像区114围绕。于是，当用印刷版100印刷时，油墨只被成像区110接收，印刷拷贝是成像区的拷贝。
图1B表示穿过成像区110的印刷版100的剖视图。印刷版自身是三层结构，它包括最顶层120，根据其平版亲合性选择；烧蚀层125，它由成像辐射选择性地烧蚀；基底130，其平版亲合性与层120相反。在代表性的实例中，为便于解释，最顶层120是硅酮；烧蚀层125是钛；基底130是聚酯，这些均根据Re 35,512。于是，干版的硅酮表面120排斥油墨。但是应看到，本发明的机理同样可应用于湿版(例如，具有聚乙烯醇顶层的)和具有聚合物(例如，硝化纤维素基的)烧蚀层的版。
印刷版100在该版成像到露出的层130的部位接收油墨；成像区呈现出槽形间隙135。去除已毁的在层125区域上面的层120可引起后成像清洁处理(例如US 5,339,737、Re 35,512和US5,378,580中所述的用或不用清洁液的磨擦)。基底130与鼓或版辊140接触，与夹板105相似，鼓或版辊140被接地。
版110的成像和/或清洁使区112经磨擦带负电或如所述的正电，区112与层100的保持件114电绝缘(而夹板105接地)。在印刷时，即、在油墨转印到印刷机上的版110和从版110转印时静电荷聚集也会发生。由于与夹板105接触，静电荷不在区14聚集。
如果层120、130是不导电的介电材料，区112将成为电容器。区112的面积越大，电荷聚集越多，层112与地之间的电位差就越大。如果这个电压足够大，且成像区110足够薄(或参看图1B，如果间隙135足够窄)，则电荷可从区112向区114电弧放电(即，横跨间隙135)。电弧放电使电弧区中的层120的小部分被破坏，使得成像区110加宽或折皱。受影响的区域即使不被激光成像也会接收油墨，这些区域表现为一串可见的疵点150(见图1C)，疵点150显示出发生电弧的位置。
上述明显的轮廓表示极简化的印刷版图像，但类似的缺陷在更细微的成像图案中也会产生。例如，区域114的容量基本与区域112的静电荷积累无关，电弧放电可在成像区110任何足够窄的位置产生。导致疵点150的因素是大的电绝缘区域112、足够薄的成像区110、和具有接地通道的邻近区。
根据本发明，插入在充电表面与地电位之间的材料的绝缘强度被例如导电或半导电的基底130降低。由于只有好的绝缘材料是不导电层120，所以导电基底130减小插在充电区域112与接地支承件140(基底130与其电连接)之间材料的纯介电常数。因而，电荷沉积产生的电压减小。
研究发现，在实践中避免图1C所示缺陷所需的导电率通常很低。电弧放电代表极端条件，该极端条件通过适度降低系统的电容而消除(尽管很显然，基底130的导电率越大，缺陷消除越可靠)。同时，由于要避免激光能量消耗在辊筒140中，聚合物基底130的不导热性应保持(辊筒140是一个大的吸热器)。层125的连续烧蚀要求该层内的明显的热积累，基底130的显著的热传导率将增加激光功率或防碍完全烧蚀。
体积电阻的有用工作范围从0.5到10,000Ω-cm。这里所用术语“导电的”是指材料的体积电阻不大于10,000Ω-cm，最好小于1000Ω-cm。这是与“不导电”聚合物层相对而言的，该“不导电”聚合物层的体积电阻超过108Ω-cm。适宜的材料包括诸如聚吡咯或聚苯胺的导电(如加颜料的)聚酯或内导电聚合物，它们能提供所需的油墨亲合性、热绝缘性、和支承性。
在另一方案中，导电膜插在烧蚀层125与基底130之间。当用夹板105a、105b固定印刷版100时，版层的一个或多个边至少与夹板接触。于是，基底130上面的版结构接地(在这种情况下，基底130不导电)，因此只有层120用作表面电荷的绝缘。
使层120和/或层125具有导电性也能减小电荷积累。如US5,339,737所述，烧蚀层可基于分散有导电碳黑颜料的硝化纤维素。由于金属层的实际应用厚度极小(例如，50-500)，所以这个层的导电性实际上可大于上述的钛烧蚀层。
因此可以看出，我们研究出一种消除数字成像平版印刷版中静电源印刷缺陷的方法。这里所用的术语和表达式用作说明书的术语且不受限制，在使用这种术语和表达式时，这些术语和表达式不表示非所示和所述的特征或特征部分的等同物，但是各种改型应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.平版印刷部件的成像方法，该方法步骤包括：
a.提供一印刷部件，该印刷部件包括基本不导电的聚合物顶层、成像层、和聚合物基底，所述的成像层而非所述顶层是由可进行成像辐射的烧蚀吸收的材料形成，所述的第一层和基底对油墨或对不粘油墨的液体具有不同的亲合性，所述基底是导电的；
b.将版安装到接地金属支承件上、以建立所述支承件与所述基底之间的电连接；
c.至少以一个激光源扫描整个所述印刷部件并以代表图像的图案选择性地在扫描过程中将所述印刷部件曝露给激光器输出以便烧蚀成像层，从而除去或方便地去掉顶层、以便在所述印刷部件上直接产生图像特征的结构；
其中，
d.所述顶层得到静电荷；
e.所述图像特征的结构至少包括一个隔离未成像区的边界区；和
f.所述基底是导电的，因此避免静电荷横跨所述边界区进行电弧放电。
2.如权利要求1的方法，还包括步骤：除去成像层已被烧蚀的顶层，在该去除过程中至少一些电荷被积累。
3.如权利要求1的方法，还包括步骤：用所述印刷部件进行印刷，在所述的印刷过程中至少有一些静电荷积累。
4.如权利要求1的方法，其中，所述成像层是金属。
5如权利要求1的方法，其中，所述成像层包括聚合物。
6.如权利要求1的方法，其中，所述的顶层是疏油的，所述的基底是亲油的。
7.如权利要求1的方法，其中，所述的顶层亲水的，所述的基底是亲油和疏水的。
8.如权利要求1的方法，其中，所述的基底包括第一和第二基底层，第一基底层是导电的且有边缘，所述的安装步骤至少使第一基底的一个边缘连接到地电位。
9.平版印刷部件的方法，该方法步骤包括：
a.提供一印刷部件，该印刷部件包括聚合物顶层、成像层、和聚合物基底，所述的成像层而非所述顶层是由可进行成像辐射的烧蚀吸收的材料形成，所述的第一层和基底对油墨或对不粘油墨的液体具有不同的亲合性，所述基底、所述成像层、和所述顶层是导电的；
b.将版安装到接地金属支承件上、以建立所述支承件与所述基底之间的电连接；
c.至少以一个激光源扫描整个所述印刷部件并以代表图像的图案选择性地在扫描过程中将所述印刷部件曝光给激光器输出以便烧蚀成像层，从而除去或便于去掉顶层、以便在所述印刷部件上直接产生图像特征的结构；
其中，
d.所述图像特征的结构至少包括一个隔离未成像区的边界区；和
e.静电荷施加到所述的顶层，所述静电荷通过印刷部件的各层流到地，因此避免所述的静电荷横跨所述边界区进行电弧放电。
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