DE19602289A1 - Druckvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung, den Aufbau eines Formzylinders, der in einer derartigen Druckvorrichtung Verwendung findet, den Aufbau der Druckfolie, das Aufbringen der Druckfolie auf den Formzylinder sowie das Entfernen der Druckfolie von der Oberfläche des Formzylinders und auf die optischen Mittel zum Fokussieren von Lichtstrahlen auf der Oberfläche des Formzylinders.

Aus der EP 0 574 505 A1 ist bereits eine Druckmaschine für den direkten Druck bekannt. Der Formzylinder ist mit einer dünnen Druckfolie bespannt, deren Dicke 10 bis 150 nm beträgt. In der Druckmaschine sind Vorrichtungen zum Aufbringen und zum Entfernen der Druckfolie von dem Formzylinder vorgesehen. Die Druckfolie wird, nachdem sie auf die Mantelfläche des Formzylinders aufgebracht worden ist, von einem Druckkopf mit Halbleiterlasern bebildert, die im Infrarot-Bereich emittieren. Aufgrund ihrer geringen Dicke hat die in dieser Druckvorrichtung verwendete Druckfolie jedoch den Nachteil, daß sie nur eine geringe Haltbarkeit hat und deswegen nur für niedrige Druckauflagen geeignet ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckfolie zu schaffen, die auch für hohe Druckauflagen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird, wie in Patentanspruch 1 angegeben, gelöst.

Es ist ebenso die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckvorrichtung zu schaffen, die eine flexible Verwendung auch für kleine Druckauflagen gestattet und die in kürzester Zeit für neue Druckaufträge vorbereitet werden kann.

Diese Aufgabe wird, wie in Patentanspruch 3 angegeben, gelöst.

Ebenso hat es sich die vorliegende Patentanmeldung zum Ziel gesetzt weitere Verbesserungen in einer Druckmaschine zu schaffen. Diese sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine auf einen Formzylinder aufgebrachte Druckfolie,

Fig. 2 eine Druckfolie mit zwei Schichten,

Fig. 3 eine Druckfolie mit vier Schichten,

Fig. 4 einen Formzylinder mit einer Druckfolie, die als Hülse ausgebildet ist,

Fig. 5 einen Formzylinder innerhalb einer Druckvorrichtung, auf dessen Mantelfläche eine Druckfolie mittels zweier Rollen im inneren des Formzylinders aufwickelbar ist,

Fig. 6 einen Formzylinder innerhalb eines Druckwerks, der während des Aufbringens einer hülsenförmigen Druckform einseitig gelagert ist, und

Fig. 7 einen Formzylinder mit einem Druckkopf zur Bebilderung einer auf seiner Mantelfläche aufgebrachten Druckfolie.

Eine Druckfolie 1 (Fig. 1) ist auf einem Formzylinder 2 (hier nur abschnittsweise angedeutet) aufgebracht. Die Druckfolie 1 hat vorzugsweise eine Dicke von weniger als 100 µm. Diese Dicke gewährleistet, daß sie sich einerseits leicht auf den Formzylinder 2 aufbringen läßt und andererseits eine genügende Stabilität hat, um auch bei höheren Druckauflagen nicht zerstört zu werden. Die Druckfolie 1 besteht aus einem Substrat 3 und einer Schicht oder mehreren Schichten, die auf dem Substrat 3 aufgebracht sind. Das Substrat 3 weist eine Elastizität auf, die ausreicht, um geringe Dimensionsänderungen, die sich im Bereich des Druckspaltes, wie ihn beispielsweise ein mit einer herkömmlichen Druckplatte belegter Plattenzylinder aufweist, vorzugsweise elastisch aufnehmen zu können. Als Material für das Substrat eignen sich Polyesterfolien, Polycarbonatfolien oder Aluminiumfolien. Auch der der Oberfläche des Formzylinders 2 zugewandten Oberfläche des Substrats 3 kann eine elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise aus Aluminium, vorhanden sein. Diese leitfähige Schicht kann als Elektrode für ein elektrostatisches Haltesystem auf dem Formzylinder 2 dienen. Wenn der Formzylinder 2 eine metallische Manteloberfläche aufweist, muß zwischen der leitfähigen Schicht unterhalb des Substrats 3 und der Manteloberfläche des Formzylinders noch eine dielektrische Schicht vorhanden sein. Wenn der Formzylinder 2 eine bis zu seiner Manteloberfläche reichende Keramik-Schicht und unter dieser einen metallischen Kern aufweist, ist eine derartige zusätzliche dielektrische Schicht nicht notwendig. Die Keramik-Schicht kann beispielsweise in einem CVD-Verfahren aufgebracht worden sein. Die leitfähige Schicht der Druckfolie 1 kann jedoch auch oberhalb des Substrats 3 angeordnet sein. Wenn zwischen der leitfähigen Schicht der Druckfolie 1 und dem elektrisch leitenden Kern oder der elektrisch leitfähigen Schicht des Formzylinders 2 ein elektrisches Potential an liegt, haftet die Druckfolie 1 aufgrund der Coulomb-Kraft auf dem Formzylinder 2. Wenn die elektrischen Potentiale weggenommen werden, läßt sich die Druckfolie 1 leicht von dem Formzylinder 2 ablösen. Wenn gleiche elektrische Potentiale an die leitfähige Schicht der Druckfolie 1 und an den Kern oder die leitfähige Schicht des Formzylinders 2 angelegt werden, läßt sich der Ablösevorgang der Druckfolie 1 noch unterstützen.

Neben ihrer Funktion für das Festhalten der Druckfolie 1 auf dem Formzylinder 2 kann die leitfähige Schicht der Druckfolie 1, insbesondere wenn sie oberhalb des Substrats 3 angeordnet ist, zusätzlich noch zur Absorbtion von Laserstrahlen oder anderer elektromagnetischer Strahlung bei der Bebilderung der Druckfolie 1 dienen, beispielsweise ist die Schicht 4 (Fig. 1) eine dünne Metallschicht. Die Schicht 5 (Deckschicht) besteht beispielsweise aus einem Silikonpolymer, z. B. Polysiloxan, die Druckfarbe abweist, während das Substrat 3 aus einem oleophilen Polyester oder einem Aluminium-Material besteht. Eine derartige Druckfolie 1 ist dann für einen Druckvorgang ohne Feuchtmittel, beispielsweise für Trockenoffset, geeignet. Wenn die Deckschicht 5 aus einem hydrophilen Polyvinylalkohol besteht, ist sie hydrophil. In diesem Fall läßt sich durch Entfernen der Deckschicht 5 das Substrat 3 freilegen, daß dann sowohl oleophil als auch hydrophob sein muß.

Die Druckfolie 1 weist in einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 2) lediglich eine Schicht 4 auf dem Substrat 3 auf. In diesem Fall absorbiert die Schicht 5 die IR-Strahlung. Sie enthält ein Silikonpolymer und darüber hinaus eine Dispersion eines IR-Strahlung absorbierenden Pigments oder Farbstoffs. Derartige Stoffe sind in den US-Patenten 5 109 771, 5 165 345 und 5249 525 oder US 5 378 580, EP 0 573 091 A1 beschrieben.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 3) sind oberhalb des Substrats 3 der Druckfolie 1 noch eine Primer-Schicht 6 vorhanden, wie aus der US 5 339 737 bereits bekannt ist.

Prinzipiell gilt, daß die Druckfolie 1 stets eine Schicht tragen muß, die unter Einwirkung von Energie, vorzugsweise von Laserstrahlung, insbesondere von Laserstrahlung in nahen Infrarotbereich die zu druckende Information in der Weise eingeschrieben werden kann, daß die der Energie ausgesetzten Bereiche im lithographischen Druckprozeß ein anderes Farbannahmeverfahren zeigen als die Bereiche, die der Energie nicht ausgesetzt waren. Dieses Prinzip ist bereits aus der EP 0 101 266 A2 bekannt. Die Einkopplung der Energie, beispielsweise der Laserstrahlung, erfolgt entweder mittels einer Schicht 4 (Fig. 1), die als Absorptionsschicht fungiert, oder in die Schicht 5 selbst (Fig. 2), wenn diese ein absorbierendes Material in Form von Metallpartikeln, oder ein absorbierendes Metalloxid, z. B. Titanoxid oder Ruß oder Graphit enthält. Die Druckfolie ist, nachdem sie bebildert worden ist, entweder für einen wasserlosen (driographischen) Druckprozeß oder einen ein Feuchtmittel verwendenden Druckprozeß geeignet. Die Druckfolie weist immer ein Substrat 3 auf, das beispielsweise farbannehmend ist. Auf dem Substrat 3 befindet sich eine die Druckfarbe abweisende Schicht, beispielsweise mit einer Silikonverbindung. Durch die Einwirkung der Energie, beispielsweise in Form der Laserstrahlung, wird die farbabweisende Schicht bildmäßig ablatiert, wodurch in diesen Bereichen die farbannehmende Schicht oder Oberfläche freigelegt wird, die sich unter der farbabweisenden Schicht befindet. Wenn es erforderlich ist, befindet sich noch eine die Laserstrahlung absorbierende Schicht zwischen dem Substrat 3 und der farbabweisenden Schicht. Die die Laserstrahlung absorbierende Schicht kann gleichzeitig die oben erwähnte elektrisch leitfähige Schicht sein.

Es sind darüber hinaus auch andere Druckfolien bekannt geworden, auf die mittels Laserstrahlung, beispielsweise im Infrarot- oder im Ultraviolettbereich ein zu druckendes Bild einschreibbar ist. Aus der EP 0 625 728 A2 ist eine strahlungsempfindliche Druckfolie bekannt, die nach Bestrahlung mit einem Laser noch in einer wäßrigen alkalischen Lösung entwickelt werden muß. Aus der EP 0 652 483 A1 ist eine weitere Druckfolie bekannt, die sich durch Infrarot-Laser bebildern läßt, und keine Entwicklung durch eine Entwicklungsflüssigkeit benötigt. Diese Druckplatte enthält einen photothermischen Konverter, der unter Einwirkung von Wärme hydrophil wird. Dies bedeutet, daß nur auf die Nicht-Bildfläche Wärme, d. h. Infrarot-Strahlung einwirken darf. Ebenso ist aus der EP 0 600 615 A2 ein weiteres Material bekannt, daß auf einen Formzylinder gemäß der vorliegenden Anmeldung und in eine Druckmaschine gemäß der vorliegenden Anmeldung einbringbar ist. Beispielsweise aus der WO 88/04237 A1 ist ein Material für eine Druckfolie bekannt, welches oberhalb einer Laserstrahlung absorbierenden Schicht ein durch Abziehen entfernbaren Deckschicht aufweist, welche beim Abziehen die durch Laserstrahlung aus der Laserabsorptionsschicht herausgelösten Teile mitnimmt. Vorzugsweise ist die abziehbare Schicht selbst für die Laserstrahlung durchlässig. Sofern sich dieser Schichtenaufbau nur durch das Substrat hindurch durch Laserstrahlung belichten läßt, ist es erforderlich, innerhalb des Formzylinders 2 einen Innenbelichter aufzubauen, falls sich dieses Material, nachdem es auf dem Formzylinder 2 aufgebracht worden ist, innerhalb der Druckmaschine bebildern lassen soll. Nach dem gleichen Prinzip läßt sich das aus der EP 0 160 395 A2 bekannte Material bebildern. In entsprechender Weise läßt sich auch das aus der EP 0 510 174 A1 bekannte Material innerhalb der Druckmaschine auf den Formzylinder liegend bebildern. Auf das aus der US 5 171 650 bekannte Material weist eine Laser- Ablations-Transfer-Schicht auf.

Da die vorstehend beschriebenen Druckfolien und Materialien für die Druckfolie 1 nicht wieder verwendbar sind, muß die Druckfolie, die einen Schichtaufbau aufweist, wie er in den vorstehend genannten Patenten und Patentanmeldungen offenbart ist, aufweist, nach Beendigung eines Druckauftrags gewechselt werden. Sie muß aus dem Druckwerk entfernt werden, damit eine neue Druckfolie zur Bebilderung und zum Drucken in den Druckwerk bereitgestellt werden kann. Hierzu lassen sich Anordnungen und Vorrichtungen verwenden, wie sie bereits aus der DE 43 03 872 A1 bekannt sind. Gemäß dieser Druckschrift wird ein Formzylinder 2 mit der Druckfolie 1 umwickelt, in dem von einer ersten Rolle 14 Druckfolie abwickelbar ist, die, nachdem sie verbraucht ist, auf eine zweite Rolle 15 aufwickelbar ist. Die Rolle 14 und die Rolle 15 sind innerhalb einer Öffnung 13 in den Formzylinder 2 gelagert (vgl. Fig. 5). Die Druckfolie wird mittels eines Farbwerks 7 bebildert. Falls ein Feuchtmittel verwendet wird, ist auch ein Feuchtwerk 8 vorhanden. Falls die Druckfolie mittels eines Lösungsmittels entwickelt werden muß, ist vorzugsweise ein Trog vorhanden, der an den Formzylinder 2 anstellbar ist, um den Entwicklungsvorgang durchzuführen, und der von dem Formzylinder 2 abgestellt wird, nachdem der Entwicklungsvorgang beendet ist. Um das Weiterwickeln der Druckfolie 1 auf dem Formzylinder 2 zu erleichtern, sind an den Ecken 9, vorzugsweise Rollen vorgesehen, wie sie bereits aus der US 3 156 182 bekannt sind. Im Innern des Formzylinders 2 sind vorzugsweise Mittel zum Abbremsen und zum Einrasten der Druckfolie an einer bestimmten Position vorgesehen, wie sie ebenfalls aus der US 3 156 182 bekannt sind. Der Formzylinder 2 arbeitet mit einem Druckzylinder 11 zusammen. Zwischen dem Formzylinder 2 und dem Druckzylinder 11 werden Bögen oder eine Bedruckstoffbahn hindurchbewegt, um dies mit dem auf der Druckfolie 1 dargestellten, zu druckende Bild zu bebildern. Falls das in Fig. 5 dargestellte Druckwerk nach dem Offset-Prinzip arbeitet, ist zwischen dem Formzylinder 2 und dem Druckzylinder 11 noch ein Übergabezylinder vorhanden.

Ebenso können in dem Formzylinder 2 auch Sensoren zur Verbrauchsmessung der Druckfolie 1 oder zum Vorgeben einer bestimmten Spannung der Druckfolie 1 angeordnet sein.

Innerhalb des Druckwerk gemäß Fig. 5 kann auch eine Greifervorrichtung vorhanden sein, um die Rollen 14, 15 auszutauschen.

Der Druckfolienvorrat kann auch auf einer Vorratsrolle außerhalb des Formzylinders 2 angeordnet sein. Mit der aus der DE 43 03 872 A1 bekannten Greifvorrichtung läßt sich dann der vordere Anfang der Druckfolie von der Vorratsrolle abziehen, um den Formzylinder 2 legen, während dieser sich gleichzeitig dreht, und anschließend nachdem der Formzylinder 2 eine volle Umdrehung durchgeführt hat, durch eine Schneidvorrichtung abschneiden, die ebenfalls auf einem Greifarm angeordnet ist. In einem weiteren hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckfolie 1 als ein Stapel von Druckfolienblättern innerhalb der Druckmaschine angeordnet. In diesem Fall werden die einzelnen Druckfolienblätter mittels einer Greifvorrichtung, die dem Bogenanleger einer Bogendruckmaschine nachgebildet ist, an den Formzylinder 2 herangeführt. Der Formzylinder 2 ist gleichzeitig als Greiferzylinder ausgebildet, wie es aus der DE 44 33 380 A1 bekannt ist. Die Greifer des Formzylinders 2 ergreifen also die vorderen Enden der Druckfolien. Die Druckfolien 1 werden dann entweder, wie oben bereits dargestellt, elektrostatisch auf der Oberfläche des Formzylinders 2 festgehalten, oder sie werden mittels eines Klebstoffs oder einer klebenden Schicht auf diesem befestigt. Vorzugsweise wird ein Klebstoff verwendet, der wieder ablösbar ist. Der Ablösevorgang kann beispielsweise durch Wärme unterstützt werden. Es kann auch innerhalb der Druckmaschine eine Vorrichtung zum Aufbringen dieses Klebstoffs nach Art des Feuchtwerks 8 oder des Farbwerks 7 angeordnet sein. Die verbrauchte Druckfolie läßt sich in allen Fällen mit einer Greifvorrichtung entfernen. Die Greifvorrichtung kann beispielsweise mechanische Greifer aufweisen. In einem anderen Ausführungsbeispiel hat die Greifvorrichtung Vakuum-Greifer, die durch Bildung eines Unterdruck die Druckfolie 1 von dem Formzylinder 2 abziehen.

Der Formzylinder 2 kann auch aus einem für Luft durchlässigen Material, beispielsweise einem gesintertem Material, bestehen, wie es aus der DE 43 03 872 A1 bereits bekannt ist, wodurch sich die Druckfolie 1 mittels Unterdruck auf dem Formzylinder 2 ansaugen läßt.

Die entfernte Druckfolie 1 wird vorzugsweise zusammengepreßt, um den Platzbedarf für die verbrauchte Druckfolie gering zu halten. Vorzugsweise wird die verbrauchte Druckfolie 1 auch einem Recycling-Prozeß für Kunststoffe zugeführt.

Da die dünne Druckfolie 1 keine mechanische Stabilität besitzt, muß sie direkt auf dem Formzylinder 2 bebildert werden. Ihre Lage darf sich während des Druckvorgangs nicht verändern. Da in den Spalten zwischen Zylindern und Walzen sowohl Scher- als auch Normalkräfte auf die Druckfolie 1 wirken, muß diese ganzflächig kraftschlüssig mit ihrer Unterlage verbunden sein. Dazu wird die Haftung, wie oben bereits beschrieben, durch Maßnahmen unterstützt, die die Adhäsion der Druckfolie 1 auf der Manteloberfläche des Formzylinders 2 verstärken. Der Formzylinder hat vorzugsweise eine Oberflächenrauhigkeit R_a 0,2 µm. Der Klebstoff wird entweder auf die Druckfolienrückseite oder auf die Formzylinderoberfläche oder auf beiden Oberflächen aufgebracht. Vorzugsweise wird ein Klebstoff verwendet, dessen Haftkraft sich mittels Druck, Temperatur, oder durch das Anlegen elektrischer Felder beeinflussen läßt, um einerseits eine gute Haftung während des Drucks zu erreichen, aber andererseits auch den Druckfolienwechsel nicht zu erschweren.

Wenn unterhalb der Druckfolie an die poröse Formzylinderoberfläche, wie oben dargestellt, ein Vakuum angelegt ist, läßt sich der Wechselvorgang der Druckfolie durch Bilden eines Überdrucks durch die poröse Formzylinderoberfläche unterstützen.

Die Haftung der Druckfolie 1 auf der Oberfläche des Formzylinders 2 läßt sich durch elektrostatische Kräfte zwischen ihr und dem Formzylinder 2 erhöhen. Dabei dient die Zylinderoberfläche, die die Druckfolie 1 aufnimmt, als eine erste Elektrode während die zweite Elektrode durch eine elektrisch leitfähige Schicht in der Druckfolie 1 gebildet wird. Beide Elektroden werden durch ein Dielektrikum getrennt, das entweder eine Isolationsschicht auf der leitfähigen Oberfläche des Formzylinders 2 ist oder das durch das Substrat 3 der Druckfolie 1 gebildet wird oder das eine zusätzliche Isolationsschicht ist, die die leitfähige Schicht auf der Druckfolie von der leitfähigen Zylinderoberfläche, die die Druckfolie 1 aufnimmt, isoliert.

Da die Druckfolie 1 vorzugsweise weniger als 100 µm stark ist, kann die Funktion des Gummituchszylinders, der zum Ausgleich der Papierrauhigkeit dient, von dem Formzylinder 2 übernommen werden, wenn der Formzylinder 2 mit einer elastischen Schicht bedeckt ist, die ähnlich einem Gummituch ausgebildet ist. Diese elastische Schicht, die gleichzeitig als Dielektrikum dienen kann, wird von der Druckfolie 1 bedeckt und ist kraftschlüssig mit ihr verbunden. Die elastische Schicht ist aufgrund ihrer geringen Dicke in der Lage, Papierrauhigkeit auszugleichen und auf diese Weise auch in direkten Druckverfahren die Qualität des Offsetdrucks zu erreichen.

Die zum Bebildern der Druckfolie 1 erforderliche Energie wird vorzugsweise durch Laserstrahlung zugeführt. Innerhalb der Druckmaschine ist ein Druckkopf vorhanden, um die auf den Formzylinder 2 aufgebrachte Druckfolie 1 zu bebildern, wie es bereits im Prinzip aus der US 5 126 531 bekannt ist. Als Laser eignet sich insbesondere ein Nd:Laser, beispielsweise ein Nd:YAG-Laser, oder ein Halbleiterlaser, beispielsweise ein kantenemitierender Halbleiterlaser oder eine oberflächenemitierende Halbleiterlaserdiode (Vertical Cavity Surface emitting Laser (VCSL)). Die Wellenlänge der Laser sollte vorzugsweise bei 830 nm oder bei 1060 nm liegen.

Vorzugsweise sollte die Wellenlänge des Lasers oder der Laser so gewählt sein, daß sie nahe dem Empfindlichkeitsmaximum der Druckfolie 1 liegt. Die Strahlung der Laserdioden oder des einzelnen Lasers wird mittels einer Linse oder einer Mehrzahl von Linsen auf die Druckfolie 1 fokussiert. Die Oberfläche der Druckfolie 1 wird abgescannt, wie beispielsweise in der US 5 126 531 beschrieben. Geeignet ist auch ein rotierender Polygonspiegel, wie er beispielsweise aus der DE 30 25 469 A1 bekannt ist. Ebenso ist auch ein holographischer Polygon geeignet. Die Laserstrahlen werden durch den Polygon entlang der Formzylinderachse ausgelenkt, während der Formzylinder selbst mit einer der Scangeschwindigkeit entsprechenden Drehgeschwindigkeit um die Scanlinienbreite vorwärtsbewegt wird. Die gesamte Länge des Formzylinders kann auch durch mehrere Scansysteme abgedeckt werden. Auch aus der JP 6-991 ist ein derartiges einen Polygonspiegel verwendendes System bekannt.

In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Laserstrahlen entlang der Längsachse des die Druckfolie 1 tragenden Formzylinders verschoben, während sich der Formzylinder 2 mit einer der Vorschubgeschwindigkeit der Laserstrahlen entsprechenden Drehgeschwindigkeit dreht. Der Abstand der einzelnen Laserstrahlen kann dabei gleich dem Abstand der einzelnen Scanlinien sein, er kann auch ein vielfaches dieses Abstandes betragen.

Die durch den Vorschub der Laserstrahlen vorgegebenen Hauptscanbewegung läßt sich durch eine schnelle Nebenscanbewegung überlagern, bei der der Laserstrahl beispielsweise durch einen akustooptischen Deflektor um mehrere Scanlinienbreiten ausgelenkt wird und somit bei einer Zylinderumdrehung mehrere Scanlinien geschrieben werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform überdeckt ein Druckkopf die gesamte Breite des Formzylinders 2, wobei aus einem einzigen Laser oder einer Vielzahl von Lasern soviele Laserstrahlen erzeugt werden, wie Scanlinien auf der Breite des die Druckfolie 1 tragenden Formzylinders 2 nebeneinander existieren. In diesem Falle ist keine Vorschubbewegung entlang der Längsachse des Formzylinders 2 erforderlich. Die Beschriftung erfolgt während einer einzigen Umdrehung des Formzylinders 2.

Gemäß dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf einer Platte 20 ein Druckkopf angeordnet, der eine Laserlichtquelle 21 zur Erzeugung eines primären Lichtstrahls 22 umfaßt. Die Laserlichtquelle 21 kann beispielsweise ein Halbleiterlaser, ein Array von Halbleiterlasern, ein von einem Halbleiterlaser gepumpter Festkörperlaser oder ein Array von Festkörperlaser sein. Es kann ein Pumplaser 23 vorhanden sein, um die Laserlichtquelle 21 mittels eines Laserstrahls 24 optisch zum pumpen. Der Laserstrahl 24 kann auch durch einen Lichtwellenleiter geleitet werden. Der Laserstrahl 22 der Laserlichtquelle 21 wird in einen Generator 25 zur Erzeugung einer Vielzahl von Lichtstrahlen eingestrahlt. Der Generator 25 kann beispielsweise ein Gitter sein. Das aus dem Generator 25 heraustretende divergente Strahlenbündel 26 wird einem zweiten optischen Element 27 zugeführt, welches beispielsweise ebenfalls ein Gitter sein kann, um ein Bündel 28 von zueinander parallelen Lichtstrahlen zu erzeugen. Die Lichtstrahlen 28 werden in einem Modulator 29 entsprechend einem auf der Druckfolie 1 einzuschreibenden Druckbild moduliert. Die Modulationsinformation wird dem Modulator 29 von einem Rechner 30 zugeführt. Die aus dem Modulator 29 heraustretenden Lichtstrahlen 31 werden einer Fokussiereinheit 32 zugeführt, die entsprechend der Anzahl der Strahlen jeweils einzelne Linsen oder jeweils eine Mehrzahl von Linsen, die hintereinander angeordnet sind, aufweist, um die Lichtstrahlen 33 auf die sie absorbierende Schicht, beispielsweise die Schicht 4 (Fig. 1) der Druckfolie 1 fokussieren. Ein Schrittmotor (hier nicht dargestellt) dient dazu, um die Platte 20 parallel zur Längsachse des Formzylinders 2 zu bewegen, während sich der Formzylinder 2, durch einen Winkel-Encoder angesteuert, dreht. Die Abstimmung zwischen der Drehbewegung des Formzylinders 2 und der transversalen Bewegung der Platte 20 ist aus der US 3 636 251 bereits bekannt. Als Modulator 29 kann entweder ein akustooptischer oder ein elektrooptischer Modulator, aber auch jede andere Art eines Modulators dienen. Der Rechner 30 dient als Raster Image Processor (RIP).

Statt wie in Fig. 7 dargestellt, das Strahlenbündel 28 zu modulieren, kann zusätzlich oder in Verbindung mit dieser Form der Modulation auch der Pumpstrom der Laserlichtquelle 21 moduliert werden, wobei er sich hierbei insbesondere um eine Vielzahl von Halbleiterlasern handeln kann. Bei einer Mehrzahl von Laserstrahlen lassen sich diese auch durch Arrays von Modulatoren modulieren. Derartige Modulatoren sind beispielsweise von Micro Mirror Devices der Firma Texas Instruments oder als selektiv ansteuerbare reflektive Beugungsgitter von Bloomfield an der Stanford University entwickelt worden.

Entweder kommen die Laserstrahlen aus einem oder aus einer Mehrzahl von Lasern und treffen als diskrete, einzeln unterscheidbare Lichtstrahlen auf die Modulatorelemente. Oder die Laserstrahlung kommt aus einem einzigen Laser, z. B. einem Hochleistungs-Halbleiterlaser (laser bar), wobei der Modulator ähnlich wie in einem Projektor das Diapositiv in einem "Kondensorstrahlengang" beleuchtet und die der Druckinformation entsprechenden Intensitätspunkte auf der Druckfolie durch eine Abbildung des Transmissionsmusters des Modulators erzeugt werden. Das Transmissionsmuster wird beispielsweise von einem photographischen Film gebildet. Bei der Führung und Fokussierung der Laserstrahlung auf die Druckfolie 1 werden die bekannten Methoden eingesetzt: Beispielsweise wird ein Autofokussystem verwendet, wie es beispielsweise aus der WO 92/16374 bekannt ist. Die Abbildung der von dem Polygonspiegel reflektierten Laserstrahlen oder der aus den Modulator 29 herauskommende Laserstrahlen geschieht entweder mit holographischen Beugungsmitteln oder mit auf der Verwendung klassischer Linsen basierenden f-Θ Objektiven. Bei derartigen Objektiven liegt der Brennpunkt unabhängig vom Eintrittswinkel des Lichtstrahls in einer ebenen Fläche. Aber auch Linsen oder Anordnungen von mehreren Linsen mit gekrümmtem Bildfeld lassen sich, falls dies erforderlich ist, verwenden.

Die von Halbleiterlaserelementen, die einzeln modulierbar sind und zu einem Laserdioden-Chip gehören, erzeugten Lichtstrahlen lassen sich auch direkt auf die Druckfolie 1 abbilden.

Ebenso lassen sich fasergekoppelte Laserdioden verwenden. Aus den Laserdioden werden in diesem Fall, beispielsweise unter Verwendung einer auf die Austrittsfläche jeder Laserdiode geklebten Linse, die Lichtstrahlen in Lichtwellenleiter eingekoppelt, deren Faserenden beispielsweise zu einem "Faserkopf" zusammengeführt werden. Die Lichtwellenleiter lassen sich vorzugsweise in V-förmig ausgebildeten Gräben auf einer festen Platte ein kleben, so daß eine feste geometrische Beziehung zur Scangeometrie entsteht. Die Enden der Lichtwellenleiter lassen sich dann, beispielsweise mit aufgeklebten Linsen oder einzeln hinter ihnen angebrachten Linsen auf die Oberfläche der Druckfolie 1 ausrichten. Anstelle einzelner Linsen für jeden der Lichtwellenleiter kann auch eine einzige Linse oder eine einzige Anordnung von mehreren hintereinander im Strahlengang angeordneten Linsen vorhanden sein. Aus der EP 0 379 704 A2 ist bereits ein Substrat bekannt, auf dem Lichtwellenleiter in Gräben integriert sind.

Anstelle der Druckfolie 1 kann auch eine Druckfolie Verwendung finden, die als Hülse 31 (Fig. 4) aufgebaut ist. Für die Hülse 31 lassen sich alle Schichtaufbauten und Materialverbindungen anwenden, wie sie auch bei der Druckfolie 1 Verwendung finden. Die in Fig. 4 dargestellte Hülse 31 weist beispielsweise, wie die in Fig. 2 dargestellte Druckfolie 1, nur das Substrat 3 und die Schicht 5 auf. Die Hülse 31 läßt sich, wie in Fig. 6 dargestellt, auf einen Formzylinder 32, der während des Wechselvorgangs nur einseitig gelagert ist, aufbringen, in dem ein Teilstück 33 aus einer Seitenwand 34 des Druckwerk herausgeschwenkt oder herausgeklappt wird, so daß die Hülse 31 auf die Mantelfläche des Formzylinders 32 aufgeschoben werden kann. Diese Technologie ist bereits aus der DE 35 43 704 A1 und aus der US-Re. 34 970 bekannt.

Durch die Erfindung wird eine dünne Druckfolie 1 geschaffen, die beispielsweise auch hülsenförmig wie die Hülse 31 aufgebaut sein kann, und die sich auf vielfältige Weise auf der Oberfläche eines Formzylinders 2 oder eines Formzylinders 32 mittels eines Klebemittels, elektrostatisch oder durch Unterdruck, etc. aufbringen läßt. Die Druckfolie 1 läßt sich entweder mittels Rollen 14, 15 auf die Oberfläche des Formzylinders 2 aufwickeln und von dieser abwickeln, oder sie wird in einem Stapel von Druckfolienblättern auf dessen Oberfläche aufgebracht. Die Druckfolie 1 oder die Hülse 31 läßt sich innerhalb der Druckmaschine mittels eines Druckkopfs mit einer Laserlichtquelle 21 bebildern, wobei die Laserlichtquelle 21 auf eine Vielzahl von Lasern, insbesondere von Halbleiterlasern, umfassen kann.

Claims (49)

1. Druckfolie (1) zur Verwendung auf einem Formzylinder (2) einer Druckvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dicke von weniger als 100 µm aufweist.

2. Druckfolie (1), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Substrat (3) und mindestens eine auf dem Substrat (3) aufgebrachte Schicht (4) aufweist, wobei das Substrat (3) insbesondere Polyester, Polycorbonat oder Aluminium enthält.

3. Druckvorrichtung, insbesondere für eine Druckfolie (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formzylinder (2) ein elektrostatisches Haltesystem für die Druckfolie (1) oder für eine Druckplatte aufweist.

4. Druckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Druckfolie (1) als auch der Formzylinder (2) eine elektrisch leitfähige Schicht aufweisen, wobei die beiden elektrisch leitfähigen Schichten durch eine dielektrische Schicht voneinander getrennt sind, oder das nur der Formzylinder (2) eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist, an die ein elektrisches Potentional anlegbar ist.

5. Druckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Formzylinder (2) oder die Druckfolie (1) eine dielektrische Schicht aufweist, durch die, falls zwei leitfähige Schichten vorhanden sind, diese voneinander getrennt werden.

6. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Formzylinder (2) eine keramische oder eine andere elektrisch isolierende Oberfläche aufweist.

7. Druckfolie (1), insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch die Einwirkung von Energie, insbesondere von Laserstrahlung, insbesondere im IR-Bereich, mit zu druckender Information beschreibbar ist, wobei die der Laserstrahlung ausgesetzten Bereiche im lithographischen Druckprozeß ein anderes Farbannahmeverhalten zeigen als die Bereiche, die nicht bestrahlt wurden.

8. Druckfolie (1), insbesondere nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein die Laserstrahlung absorbierendes Material, insbesondere in Form einer Absorptionsschicht, oder in Form von Metallpartikeln, Metalloxiden oder Ruß oder Graphit enthält.

9. Druckfolie (1), insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie entweder für einen driographischen Druckprozeß oder für einen ein Feuchtmittel verwendeten Druckprozeß geeignet ist.

10. Druckfolie (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1, 2, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein farbannehmendes Substrat (3) und darüber mindestens eine die Druckfarbe abweisende Schicht (4), insbesondere eine Silikonverbindungen enthaltende Schicht, aufweist, von der entweder die farbannehmende oder die farbabweisende Schicht entfernt wird.

11. Druckfolie (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1, 2, 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substrat (3) und der die Farbe abweisenden Schicht eine die Laserstrahlung absorbierende Schicht befindet, die insbesondere eine elektrische leitfähige Schicht ist.

12. Druckfolie (1) zur Verwendung in einem ein Feuchtmittel benutzenden Druckverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Substrat (3) eine Beschichtung aufgebracht ist, die durch thermische Behandlung, insbesondere Laserbestrahlung oder Bestrahlung durch andere elektromagnetische Wellen derart veränderbar ist, daß entsprechend einem zu druckenden Bild die Beschichtung (4) Farbe annimmt, oder Farbe abweist.

13. Druckfolie (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (4) in den die Farbe abweisenden Bereichen ein Feuchtmittel annimmt, so daß die Druckfolie (1) für einen ein Feuchtmittel verwendenden Druckprozeß geeignet ist.

14. Druckfolie (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Farbe annehmendes Polymer auf ein die Farbe abweisendes Substrat (3) mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Laserstrahlung von einem Trägermaterial, insbesondere von einer Folie auf das Substrat (3) übertragbar ist oder daß eine Beschichtung (4) mit einem farbannehmenden Polymer durch Laserstrahlung bildmäßig abgetragen wird.

15. Druckfolie (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine die Laserstrahlung absorbierende Schicht zwischen dem Substrat (3) oder dem Trägermaterial und dem das Polymer enthaltenden Schicht (4) befindet, wobei insbesondere die die Laserstrahlung absorbierende Schicht (4) elektrisch leitfähig ist.

16. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder unter Verwendung einer Druckfolie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckfolienvorrat vorhanden ist, der auf den Formzylinder (2) auflegbar, auf diesem aufspannbar und nach Durchführung eines Bebilderungsprozesses entfernbar ist.

17. Druckvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfolienvorrat entweder auf einer Vorratsrolle (14) innerhalb oder außerhalb des Formzylinders (2) als ein Stapel von Druckfolienblättern angeordnet ist.

18. Druckvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchte Druckfolie durch eine Greifvorrichtung mit mechanischen oder pneumatisch betätigten Greifern, insbesondere Vakuum-Greifern, oder mit einer Absaugvorrichtung ausgestattet ist.

19. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfolie (1) nach ihrer Entfernung von dem Formzylinder (2) zusammendrückbar und vorzugsweise einem Recyclingprozeß zuführbar ist.

20. Druckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Formzylinder (2) mit einer Oberflächenrauhigkeit von R_a 0,2 µm aufweist.

21. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formzylinder (2) auf seiner Oberfläche ein vorzugsweise bei Zugbeanspruchung der Druckfolie ablösbares Klebemittel oder ein anderes die Haftreibung der Druckfolie auf der Oberfläche des Formzylinder erhöhendes Mittel aufweist.

22. Druckvorrichtung mit einem Formzylinder (2), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formzylinder (2) auf seiner Oberfläche ein Klebemittel aufweist oder daß die Druckfolie (1) auf ihrer Rückseite ein Klebemittel aufweist oder daß sowohl der Formzylinder (2) als auch die Druckfolie (1) auf der Seite, auf der sie aneinanderhaften, mit einem Klebemittel versehen sind.

23. Druckvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klebemittel verwendet wird, dessen Haftkraft entweder durch Druck, Temperatur oder durch das Anlegen eines elektrischen Feldes beeinflußbar ist.

24. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung der Druckfolie (1) auf der Oberfläche des Formzylinders (2) durch Anlegen eines Vakuums an den Formzylinder (2) erhöhbar ist, wobei der Formzylinder aus einem porösen, beispielsweise einem gesinterten Material besteht.

25. Druckvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselvorgang der Druckfolie (1) durch Bilden eines Überdrucks an der Manteloberfläche des Formzylinders unterhalb der Druckfolie (1) unterstützbar ist.

26. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung der Druckfolie (1) auf der Mantelfläche des Formzylinders (2) durch elektrostatische Kräfte zwischen der Druckfolie (1) und der Oberfläche des Formzylinders (2) verstärkbar ist.

27. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderoberfläche, die die Druckfolie aufnimmt als eine erste Elektrode dient, während die in der Druckfolie (1) enthaltende leitende Schicht als zweite Elektrode dient, wobei die Elektroden durch eine dielektrische Schicht voneinander getrennt sind, die entweder oberhalb der leitfähigen Oberfläche des Formzylinders (2) aufgebracht ist, oder durch das Substrat der Druckfolie (1) gebildet wird oder die unabhängig von der Druckfolie (1) auf die leitfähige Zylinderoberfläche unterhalb der Druckfolie (1) aufbringbar und insbesondere festklebbar ist.

28. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbild von der auf dem Formzylinder (2) aufgebrachten Druckform, insbesondere der Druckfolie (1), unmittelbar auf den Bedruckstoff aufbringbar ist, wobei auf der Oberfläche des Formzylinders eine die Papierrauhigkeit ausgleichende elastische Schicht aufgebracht ist.

29. Druckvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Mantelfläche des Formzylinders (2) aufgebrachte Druckform, insbesondere die Druckfolie (1), durch Laserstrahlung, insbesondere durch einen Neodyn-Laser, durch kantenemittierende Halbleiterlaser-Dioden oberflächenemitterende Halbleiterlaser-Dioden (VCSL), insbesondere bei einer Wellenlänge zwischen 830 nm und 1060 nm bebilderbar ist.

30. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddaten in einem Datenspeicher abgespeichert sind und daß die Laserstrahlen auf die Oberfläche der Druckfolie entsprechend den in den Datenspeicher abgespeicherten Daten fokussiert werden und die Oberfläche der Druckfolie abscannen.

31. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl oder die Laserstrahlen mittels eines rotierenden Polygonspiegels oder eines holographischen Polygons entlang der Formzylinderachse auslenkbar ist bzw. sind, während sich der die Druckfolie (1) tragende Formzylinder (2) mit einer der Scangeschwindigkeit entsprechenden Drehgeschwindigkeit um die Scanlinienbreite fortwärts bewegt.

32. Druckvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scansysteme vorhanden sind, durch die der Formzylinder (2) gleichzeitig bebilderbar ist.

33. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinheit parallel zur Längsachse des Formzylinders verschiebbar ist, während sich der Formzylinder (2) dreht.

34. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der einzelnen Laserstrahlen gleich dem Abstand der einzelnen Scanlinien oder ein vielfaches hiervon ist.

35. Druckvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Scanbewegung eine Zusatz-Scanbewegung überlagert ist, bei der der Laserstrahl insbesondere durch akustooptischen Deflektor um mehrere Scanlinienbreiten auslenkbar ist, so daß während einer Umdrehung des Formzylinders (2) mehrere Scanlinien beschreibbar sind.

36. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß soviele Laserstrahlen benutzt werden, wie nebeneinander auf der Breite des die Druckfolie (1) tragenden Formzylinders (2) Scanlinien nebeneinander liegen.

37. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Laserstrahlen zu druckenden Information mit entsprechenden Signalen aus dem die Rasterbild-Daten tragenden Prozessor (RIP) moduliert werden.

38. Druckvorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddaten durch einen akustooptischen oder durch einen elektrooptischen Modulator modulierbar sind.

39. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinheit Halbleiterlaser umfaßt, deren Pumpstrom modulierbar ist.

40. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Laserstrahlen modulierbar sind, wobei Arrays von Modulatoren verwendbar sind, vorzugsweise Mikrospiegel oder selektiv ansteuerbare reflektive oder transmetierende Beugungsgitter aufweisen.

41. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlen entweder aus einem oder mehreren Lasern kommen als diskrete und einzeln unterscheidbare Laserstrahlen auf die Modulatorelemente auftreffen oder daß die Laserstrahlung aus einem einzigen Laser kommt, der insbesondere ein Hochleistungs- Halbleiterlaser oder ein Gaslaser ist, wobei der Modulator in einem Kondensorstrahlengang ein die Druckinformation enthaltendes Medium beleuchtet und die der Druckinformation entsprechenden Intensitätspunkte auf der Druckfolie durch Abbildung des Transmissionsmusters erzeugt.

42. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinheit ein Autofokussystem enthält, daß insbesondere die Laserstrahlen mittels photographischer Beugungsmittel mittels Linsen, insbesondere mittels f-Θ-Objektiven, auf die Oberfläche des Formzylinders (2) fokussiert.

43. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Fokussiermittel mit gekrümmtem Bildfeld aufweist.

44. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Halbleiterlasern austretenden Laserstrahlen einzeln modulierbar sind und direkt auf die Oberfläche des Formzylinders (2) abbildbar sind.

45. Druckvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlen aus den Halbleiterlasern in Lichtwellenleitern einkuppelbar sind und aus diesen auf die Oberfläche des Formzylinders (2) fokussierbar sind.

46. Druckvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Lichtwellenleiter auf einem Substrat zusammengeführt sind und insbesondere in V-förmige Grabenhalterungen befestigt sind.

47. Druckvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Lichtwellenleiter vor fokussierenden Mitteln münden, wobei die Lichtstrahlen aus den fokussierenden Mitteln auf die Oberfläche des Formzylinders (2) fokussierbar sind.

48. Druckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfolie (1) als Hülse (31) aufgebaut ist.

49. Druckvorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse mittels einer Greifvorrichtung durch eine Öffnung in einer Seitenwand eines Druckwerks auf den Formzylinder (2) aufbringbar ist.