DE102005052157A1

DE102005052157A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bebilderung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform

Info

Publication number: DE102005052157A1
Application number: DE102005052157A
Authority: DE
Inventors: Mladen Frlan; Hartmut Fuhrmann
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-05-03
Also published as: WO2007051572A1; CN101300135B; EP1957272A1; CN101300135A; CA2628161C; CA2628161A1; JP2009514696A; US20090126587A1

Abstract

Um die Präzision der Ablation hinsichtlich der Strukturierung der Vertiefungen eines Grundrasters einer Tiefdruckform und das Ausdruckverhalten der Vertiefungen des Grundrasters einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform durch eine höhere Gleichmäßigkeit des Bodens der Vertiefungen weiter zu verbessern, wird die Entfernung des Füllmaterials, mit dem das Grundraster der löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform gefüllt ist, mit Laserstrahlen durchgeführt, deren Intensitätsprofil über den Querschnitt des Laserstrahls einem so genannten "pillbox"-Profil entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bebilderung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9.

Das Tiefdruckverfahren ist ein besonders einfaches Druckverfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass die Einfärbung nicht erst ein Gleichgewicht erreichen muss, wie das bei Offset-Einfärbesystemen der Fall ist, sondern praktisch sofort dem Bedruckstoff die richtige Farbmenge anbietet. Mit dem Tiefdruck wird eine sehr hohe Druckqualität erreicht und es können die verschiedensten Bedruckstoffe bedruckt werden. Diesem Vorteil steht der erhebliche Aufwand gegenüber, der für die Herstellung einer Tiefdruckform erforderlich ist.

Weiterhin sind Druckmaschinen, in denen verschiedene Druckverfahren zum Einsatz kommen, bekannt. Der Produktionsablauf auf solchen Druckmaschinen wird dadurch erschwert, dass die verschiedenen Druckverfahren unterschiedliche Herstellungsprozesse für die jeweiligen Druckformen benötigen. Dabei ist insbesondere die Herstellung einer Tiefdruckform deutlich aufwändiger und benötigt deutlich längere Vorlaufzeiten als die Herstellung einer Offsetdruckform, da zur Herstellung einer Tiefdruckform spezielle Einrichtungen und Verfahren benötigt werden.

Beispielsweise werden in der EP 0 730 953 B1 und der EP 0 813 957 B1 löschbare Tiefdruckformen behandelt, die die Herstellung von Tiefdruckformen vereinfachen sollen.

Im Einzelnen wird dort eine vorstrukturierte Tiefdruckrohform mit einem mind. auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Grundraster in einem ersten Schritt mittels einer verflüssigbaren Substanz durch eine Antragsrichtung befüllt. Als Substanz für die Befüllung kann beispielsweise ein thermoplastischer Kunststoff oder ein Wachs, Lacke oder eine vernetzbare Polymerschmelze bzw.- lösung, die man auch als Reaktivsystem bezeichnet und die sich durch eine extrem hohe Abriebfestigkeit auszeichnet, oder eben UV-Druckfarbe verwendet werden.

Nachdem die Vertiefungen zwischen den Stegen der Tiefdruckrohform mit der verflüssigten Substanz aufgefüllt wurden, kann durch thermische Energieeinwirkung mittels einer Bildpunktübertragungseinheit insbesondere mittels eines Lasers analog einem Außentrommelbelichter die Tiefdruckform bildmäßig freigebrannt werden. Vorzugsweise werden NdYAG- oder NdYLF-Laser verwendet, die über einen akkustooptischen Modulator in mehreren Intensitätsstufen geschaltet werden. Es können aber auch – je nach geforderter Auflösung – CO₂-Laser eingesetzt werden.

Prinzipiell können durch die bildmäßige Ablation Flächen (Bildpixel) adressiert werden, die kleiner als die Flächenelemente des Grundrasters der Tiefdruckrohform sind, wobei insbesondere die bildmäßige Ablation sogar im Wesentlichen unabhängig vom Grundraster durchführbar ist. Allerdings kann die bildmäßige Ablation aber auch an das Grundraster angepasst, d.h. in einem bestimmten geometrischen Verhältnis dazu stehend, sein. Im Idealfall führt die bildmäßige Ablation verfahrenstechnisch notwendige Strukturierungen der Vertiefungen des Grundrasters durch.

Nun kann die Tiefdruckform mittels eines Einfärbesystems eingefärbt werden, so dass auf einen Bedruckstoff im Tiefdruck gedruckt werden kann. Nach dem Druckvorgang wird die Oberfläche der Tiefdruckform wieder regeneriert, indem diese von Farbresten gereinigt, die verflüssigbare Substanz bevorzugt vollständig aus den vorstrukturierten Vertiefungen herausgelöst und die Vertiefungen wieder gleichmäßig befüllt werden.

Die dort beschriebene Zielsetzung ist es, die Herstellung einer Tiefdruckform und das Umrüsten der Tiefdruckmaschine zu vereinfachen.

Bekanntlich wird eine Tiefdruckrohform verwendet, die mit einem den gesamten druckenden Bereich bedeckenden Grundraster versehen ist, das für die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegt ist. Dieses Grundraster wird mit einem Füllmaterial bündig mit den Stegen des Grundrasters gefüllt. Anschließend wird mit einer Bildpunkt-Übertragungseinrichtung das Füllmaterial entsprechend der Bildinformation aus den Zellen des Grundrasters ganz oder teilweise entfernt. Damit wird aus der Tiefdruckrohform eine druckfertige Tiefdruckform erhalten. Nachdem der Druckauftrag mit dieser Tiefdruckform gedruckt worden ist wird die Restfarbe und das bei der Bebilderung im Grundraster verbliebene Füllmaterial ganz oder teilweise entfernt und das Grundraster wieder gleichmäßig auf Steghöhe gefüllt. Damit ist die Tiefdruckrohform bereit für die Bebilderung mit einem neuen Druckauftrag.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bebilderung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform der gattungsbildenden Art derart weiter zu entwickeln, dass die Präzision der Ablation hinsichtlich der Strukturierung der Vertiefungen des Grundrasters und das Ausdruckverhalten der Vertiefungen des Grundrasters durch eine höhere Gleichmäßigkeit des Bodens der Vertiefungen weiter verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 1 und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9 gelöst.

Weiterhin erfolgen – im Gegensatz zu konventionellen Tiefdruckformen – bei der wieder verwendbaren Tiefdruckform die Einarbeitung des Grundrasters und die Einarbeitung der Bildinformation in zwei getrennten Prozessschritten, was eine hohe Flexibilität bzgl. des Bildaufbaus ermöglicht und es erlaubt, den Bildaufbau an die Erfordernisse des zu druckenden Sujets und des Tiefdruckverfahrens anzupassen.

Das Grundraster, typischerweise 70 bis 120 Linien (l)/cm, kann nach den Bedürfnissen des Druckprozesses ausgewählt werden, z.B. verschiedene Rasterwinkelungen zur Vermeidung von Moiré aufweisen oder in der Form und Größe so gestaltet sein, dass eine gute Farbübertragung erreicht und die Tragfunktionen für die Rakel optimal erfüllt sind. Die Bildinformation wird mit einer wesentlich höheren Auflösung von vorzugsweise 300 bis 1000 l/cm gewissermaßen über das Grundraster gelegt. Durch die Wahl der räumlichen Frequenz des Grundrasters und der räumlichen Frequenz des Bildrasters liegt die Periodizität eines evtl. Moiré zwischen Bildraster und Grundraster bei Wellenlängen von weniger als ca. 50 μm und ist damit für das menschliche Auge nicht sichtbar. Dadurch kann die Bildinformation in unterschiedlicher Weise dargestellt werden und an die Anforderungen des jeweiligen Druckproduktes angepasst werden, ohne dass ein Moiré zwischen Grundraster und Bebilderungsraster zu befürchten ist. Damit kann bei Mehrfarbendruck weiterhin die gewohnte Winkelung des Grundrasters zur Vermeidung von Moiré zwischen den einzelnen Druckfarben zur Anwendung kommen, wie sie auch im konventionellen Tiefdruck eingesetzt wird. Des Weiteren kann man bei Moiré-kritischen Bildinhalten zur Moiré-Vermeidung in den verschiedenen Farben zusätzlich zur Winkelung mit Grundrastern verschiedener räumlicher Frequenz arbeiten.

Zum bildmäßigen Entfernen des Füllmaterials wird die Tiefdruckform also mit einem oder mehreren Laserstrahlen, die aus einem oder mehreren Lasern stammen können, beaufschlagt und die Intensität des Laserstrahls so moduliert, dass in den Bildbereichen das Füllmaterial entfernt wird. Dabei können mehrere Intensitätsstu fen eingestellt werden, so dass die Menge des entfernten Füllmaterials und damit die Tiefe der Laserstrahl-Gravierung des Füllmaterials verändert werden kann.

Um eine ansprechende Druckqualität zu erreichen, soll die mit dem Laserbelichter übertragbare Informationsdichte zwischen 10⁵ Einheiten pro cm² und 10⁶ Einheiten pro cm² liegen. Das kann in verschiedener Weise erreicht werden. Z.B. kann mit hoher Auflösung und geringer Anzahl von Leistungsstufen eine ähnliche Informationsdichte erreicht werden wie mit geringer Auflösung und einer höheren Anzahl von Leistungsstufen für den Laserbelichter.

Die Durchmesser (Spotdurchmesser), die die zum Bebildern eingesetzten Laserstrahlen auf dem zu entfernenden Füllmaterial erreichen und damit die Adressierbarkeit der Bildpunkte sowie die Anzahl der Intensitätsstufen, d.h. Graviertiefen, die zum Schreiben der Bildinformation benutzt werden, können so gewählt werden, dass einfache oder höchste Druckqualitätsansprüche erfüllt werden können. Mit der wieder verwendbaren Tiefdruckform liegen gute Erfahrungen vor mit einer Auflösung von 330 l/cm und 16 Leistungsstufen für den Laser, aber auch feinere Auflösungen sind möglich.

Es können auch nur Teile der Näpfchen des Grundrasters freigelegt werden, was insbesondere für die Wiedergabe von Schrift und Liniengrafik vorteilhaft ist.

Zur Bebilderung werden ein oder mehrere modulierbare Laserstrahlen auf die zu bebildernde zylinderförmige Tiefdruckform gerichtet, die sich dabei dreht, während die Laserstrahlen gleichzeitig entlang der Zylinderachse bewegt werden, so dass sich spiralförmige Schreibspuren im Abstand der reziproken Auflösung der Laserstrahlen ergeben.

Wie in der 1 dargestellt, ist es vorteilhaft, wenn das Intensitätsprofil im Fokus der Laserstrahlen einem so genannten „pill box"-Profil nahe kommt. Dabei ist die Intensität der Laserstrahlen – im Gegensatz zu einer gaußförmigen Verteilung – nahezu konstant über den gesamten Durchmesser des Laserstrahls. In 1 ist ein Vergleich zwischen einer Laserintensität mit Gaußprofil (obere Hälfte) und einer Laserintensität mit einem „pill box"-Profil gezeigt. Beim Gaußprofil ist die Spurbreite der Schreibspur im Füllmaterial abhängig von der Intensität, wobei im Gegensatz dazu (s. untere Hälfte der 1) die Spurbreite beim „pill box"-Profil im Füllmaterial unabhängig von der Intensität des Laserstrahls ist. Dadurch wird erreicht, dass die Schreibspuren unabhängig von der Intensität die gleiche, sich nur gering überlappende Breite haben und keine wie beim Gaußprofil unerwünschte Schreibfurchen entstehen, die sich störend auf den Druck auswirken können.
Da die die löschbare und wieder verwendbare Tiefdruckrohform im Sinne einer Formatvariabilität unterschiedliche Abmessungen haben kann, wird die Bebilderungsvorrichtung so ausgeführt, dass Zylinder oder Sleeves mit unterschiedlichen Durchmessern und Längen bebildert werden können. Dazu bietet sich eine Aufnahme der Tiefdruckrohform über je ein Paar Stützrollen im Abstand der Länge der Tiefdruckrohform an. Während das eine den Antrieb übernehmende Stützrollenpaar fest ist, kann der Abstand des zweiten Stützrollenpaares zum ersten an die unterschiedlichen Längen der Tiefdruckrohform angepasst werden.
Gemäß der 2 können zur Anpassung an unterschiedliche Durchmesser der wieder verwendbaren Tiefdruckrohform beide Stützrollenpaare gemeinsam höhenverstellbar ausgeführt werden, damit die bebildernden Laserstrahlen immer im Scheitelpunkt der zu bebildernden Tiefdruckrohform auftreffen, oder die Höhenposition der Fokussieroptik an den jeweiligen Durchmesser der Tiefdruckrohform angepasst werden.
Zur einfachen Ermöglichung dieser Anpassung und auch der Anpassung an unterschiedliche Längen der Tiefdruckrohform wird gemäß der 3 der in die Fo kussieroptik eintretenden Laserstrahls unabhängig von der Position der Fokussieroptik wird.
Weiterhin kann in bevorzugter Weise für die oben beschriebene Aufnahme der zu bebildernden Tiefdruckrohform vorgesehen werden, dass die antreibende Rolle über eine die Reibung zwischen dieser Rolle und der löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckrohform erhöhende Oberfläche verfügt und damit gewährleistet, dass die Oberflächengeschwindigkeit der Rolle genau gleich der Oberflächengeschwindigkeit der löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckrohform ist und kein Schlupf zwischen diesen auftritt.

Claims

Verfahren zur Bebilderung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform, ausgehend von einer Tiefdruckrohform mit einem mind. auf die maximal zu übertragende Farbmenge ausgelegten Grundraster, dessen Vertiefungen gleichmäßig mittels eines Füllmaterials durch eine Antragseinrichtung befüllt werden, dann zur Ausbildung der Tiefdruckform bildmäßig Material durch eine Bildpunkt-Übertragungseinrichtung aus den Vertiefungen abgetragen wird, die Tiefdruckform dann im Tiefdruck gedruckt wird, wobei nach dem Druckvorgang die Tiefdruckrohform regeneriert wird und die Vertiefungen wieder gleichmäßig befüllt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum bildmäßigen Entfernen des Füllmaterials die Tiefdruckform mit einem oder mehreren Laserstrahlen, die aus einem oder mehreren Lasern stammen, beaufschlagt und die Intensität des Laserstrahls so moduliert wird, dass in den Bildbereichen unter Verwendung unterschiedlicher Leistungsstufen bildmäßig das Füllmaterial entfernt wird, wobei das Intensitätsprofil des Laserstrahls ein „pill box"-Profil aufweist, d.h. nahezu räumlich konstant über den gesamten Querschnitt des Laserstrahls ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die bildmäßige Ablation Flächen (Bildpixel) adressiert werden, die kleiner als die Flächenelemente des Grundrasters der Tiefdruckrohform sind, wobei die bildmäßige Ablation unabhängig von der Herstellung des Grundrasters durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mit dem „pill box"-Profil aufgebrachten Schreibspuren leicht überlappen, indem der Vorschub des Schreibstrahls der Bildpunktübertragungseinrichtung in Achsrichtung der Tiefdruckrohform pro Umdrehung etwas kleiner als die Breite einer Schreibspur eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformation mit einer Informationsdichte zwischen 10⁴ Einheiten pro cm² und 10⁷ Einheiten pro cm² in das Füllmaterial eingeschrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformation mit einer Rasterweite zwischen 650 Linien (l)/cm mit acht Leistungsstufen (Tiefenstufen) des Laserstrahls und einer Rasterweite von 330 l/cm mit 16 Leistungsstufen (Tiefenstufen) des Laserstrahls in das Füllmaterial eingeschrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung feiner Buchstaben und Linien das Füllmaterial nur aus Bereichen der vom Grundraster gebildeten Rasterzellen entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformation in Form eines frequenzmodulierten Rasters mit konstanter oder variabler Graviertiefe eingeschrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformation in Form eines autotypischen Rasters mit konstanter oder variabler Graviertiefe eingeschrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Moiré-Vermeidung bei Verwendung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform unterschiedliche Rasterwinkel für die Grundraster der zum Druck der verschiedenen Auszugsfarben eines Farbdruckes benutzten Tiefdruckformen verwendet werden.
Verfahren zur Moiré-Vermeidung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung von Grundrastern mit verschiedenen räumlichen Frequenzen für die Tiefdruckformen der verschiedenen Farbseparationen eines Farbdruckes.
Vorrichtung in Form einer Bildpunkt-Übertragungseinrichtung zur Bebilderung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform, die einen oder mehrere Laser umfasst, die Laserstrahlen erzeugen, die ein mittels diffraktiver Optik erzeugtes „pill box"-Profil aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufspalten eines Laserstrahls in mehrere Strahlen teildurchlässige oder diffraktive opti sche Elemente verwendet werden und die Intensität von jedem der Strahlen unabhängig von den anderen Strahlen modulierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Strahlengang der Bebilderungseinrichtung einen Bereich mit einem kollimierten Strahlenbündel aufweist, so dass die gleiche Fokussieroptik für Tiefdruckrohformen mit unterschiedlichem Durchmesser und unterschiedlicher Länge benutzt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildpunktübertragungseinrichtung mit einer Tiefdruckzylinder- oder Tiefdrucksleeveaufnahme zusammenwirkt, die den Tiefdruckzylinder oder Tiefdrucksleeve an beiden Enden mittels jeweils zweier Rollen abstützt, wobei mindestens eine der Rollen angetrieben ist und mit einem Winkelencoder verbunden ist, der ein Winkelsignal abgibt, das zur Synchronisation der Modulation und des axialen Vorschubs der Schreibstrahlen mit der Rotation des Tiefdruckzylinders oder- sleeves dient.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rollenpaare an die Länge des Tiefdruckzylinders oder -sleeves anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenabstand zwischen den Rollenpaaren und dem Schreibstrahl an den Durchmesser des Tiefdruckzylinders oder -sleeves anpassbar ist.