DE19811028B4

DE19811028B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Thermotransferdrucks mittels einer bandförmigen Transferfolie

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Publication number: DE19811028B4
Application number: DE1998111028
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl.-Phys. Weichmann; Bernhard Dipl.-Ing. Feller; Thomas Dipl.-Ing. Hartmann; Alfons Dipl.-Phys. Schuster; Michael Dipl.-Ing. Müller; Dirk Dipl.-Ing. Probian
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2018-03-14
Also published as: CA2265311A1; CA2265311C; GB2338207B; JPH11314387A; GB9905819D0; DE19811028A1; GB2338207A

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Thermotransferdrucks durch bildmäßig gesteuerte Erwärmung einer Oberflächenschicht mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen eines Laserschreibkopfes (2) und Aufbringung der angesteuerten Flächenelemente auf ein Substrat (1a), wobei eine bandförmige Transferfolie (8) verwendet wird mit einer Bandbreite (b), die bezogen auf die Substratbreite (B) klein ist, diese Transferfolie (8) zwischen dem Substrat (1a) und dem oder den Laserstrahlen (L) dicht an der Substratoberfläche während der Bebilderung kontinuierlich in Bewegungsrichtung des Substrats (1a) hindurchgeführt wird und dabei gleichzeitig und synchron zur Bewegung des Laserschreibkopfes (2) über die Substratbreite (1a) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferfolie (8) in einer Breite verwendet wird, die ein Mehrfaches der Breite einer Schreibspur (16) des Laserschreibkopfes (2) beträgt, dass die Bandbreite (b) der Transferfolie (8) in mehrere nebeneinander liegende Spuren (14a, b, c) eingeteilt wird, die jeweils einer Schreibspur (16) des Laserschreibkopfes (2) entsprechen und mittels eines Softwareprogramms verwaltet werden, und dass die Transferfolie...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Thermotransferdrucks, insbesondere einer Druckform oder eines Proofs, durch bildmäßig gesteuerte Erwärmung einer Oberflächenschicht mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen und Aufbringung der angesteuerten Flächenelemente auf das Substrat.

Aus der US 4,577,198 ist für einen über Substrat und Farbband abwechselnd hin- und herfahrenden aufzeichnenden Schreibkopf eine mit diesem Fahrweg verknüpfte Anordnung mehrerer Schreibspuren hinter- und nebeneinander bekannt.

Das Substrat kann ein Bedruckstoff, wie Papier, sein, ein Zwischenträger zum nachfolgenden Übertrag auf den Bedruckstoff oder eine Druckform, d.h. eine Druckplatte oder insbesondere ein nahtloser Druckformzylinder bzw. eine nahtloser Druckformhülse.

Eine derartige Beschichtung eines Substrats, insbesondere mittels eines Lasers, ist aus der DE 44 30 555 C1 bekannt. Diese Veröffentlichung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit dem eine einfache, in die Druckmaschine integrierbare Druckformherstellung, insbesondere auf einem nahtlosen Druckformzylinder mit einer glatten Oberfläche möglich ist, ohne daß die bei der Laser-Bebilderung entstehenden Gase die Materialübertragung von der Thermotransferfolie, d h. die Bebilderungsqualität erkennbar stören.

Eine bandförmige Transferfolie mit einer Bandbreite, die lediglich einen Bruchteil der Substratbreite beträgt, wird hier mittels des Bandtransportmechanismus zwischen der Substrat und der Bebilderungseinheit in unmittelbarer Nähe zur Substratoberfläche durchgeführt und der Bandtransportmechanismus ist zusammen mit der Bebilderungseinheit und elektronisch oder mechanisch gekoppelt auf einer Traversiereinheit angebracht, so daß die Transferfolie gleichförmig zur Bewegung der Bebilderungseinheit über die Substratbreite bewegbar ist.

Zusammen mit der laserinduzierten, mittels einer Steuerungseinheit in bekannter Weise entsprechend einem zu übertragenden Bild angesteuerten Thermobebilderungseinheit, die bei jedem Bildpunkt Wärme auf die Thermotransferfolie einleitet, und damit eine punktuelle Übertragung der farbannehmenden Beschichtung des Transferbandes vornimmt, kann so das komplette Substrat, insbesondere der komplette nahtlose Druckformzylinder rundum bebildert werden.

Das Transferband kann jedoch an den Stellen, die bei einer Bebilderung bereits transferiert wurden, prinzipiell nicht wiederverwendet werden, analog einem Karbonband in einer herkömmlichen Schreibmaschine. Damit läßt sich in der genannten Erfindung das Band pro Abschnitt nur einmal verwenden. Um mehrere Bebilderungen ohne einen Wechsel des Bandes zu erreichen, ist deshalb eine sehr große Bandlänge nötig. Die Bandlänge geht jedoch direkt in den Durchmesser des Wickels ein, so daß auch bei einer sehr kleinen Anzahl von Bebilderungen pro Band der Wickel unvorteilhaft groß wird.

Die vorliegende Erfindung stellt sich also die Aufgabe, eine größere Anzahl an Bebilderungen ohne Wechsel des Transferbandes zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichen des übergeordneten Verfahrensanspruchs und übergeordenten Vorrichtungssanspruchs gelöst.

Es wird ein Transferband in einer Breite verwendet, die ein Mehrfaches der Breite der Schreibspuren der Laserbebilderungseinheit ist und damit ist es möglich mehreren Spuren nebeneinander für verschiedene Bebilderungen zu schreiben. Damit ist eine Nutzung des selben Abschnitts des Transferbands für mehrere Bebilderungen möglich. Hierbei muß die Position des Auftreffpunktes bzw. der Auftreffpunkte des oder der Laserstrahlen, d.h. der Schreibspur des Lasers auf das Transferband jeweils verschoben werden, so daß sich die Spuren nicht überlappen und bei jeder Bebilderung eine ungebrauchte Spur verwendet wird.

Selbstverständlich kann dabei trotzdem die Bandlänge ein Mehrfaches der benötigten Länge der Bebilderung betragen, so daß über eine Kombination von nebeneinander und hintereinander liegenden Spuren eine Vielzahl von Bebilderungen pro Band möglich wird. Ein Bandwechsel findet nur noch statt, wenn alle Spuren verbraucht sind.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Hierbei zeigen stark schematisiert:
1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung für den Thermotransfer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem ersten Bandführungsmechanismus,
2 eine mögliche Anstellung der Transferfolie zur Substratoberfläche aus perspektivischer Sicht,
3 ein zweiter Bandführungsmechanismus aus perspektivischer Sicht,
4 eine Skizze zur Erläuterung der seitlichen Verschiebung des Transferbandes bezüglich des Laserstrahles aus perspektivischer Sicht.
Die Ansteuerung, der Aufbau und die Wirkungsweise eines einen oder mehrere Laserstrahlen aussendenden Druckkopfes sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr.
1 zeigt einen Substratzylinder 1 auf dessen Oberfläche ein Substrat 1a aufgebracht ist. Ein Bandtransportmechanismus, bestehend aus einer Vorrats- 4 und einer Aufwickelrolle 5 (die Kennzeichnung der Vorrats- 4 und der Aufwickelrolle 5 ist lediglich stellvertretend für eine Laufrichtung der bandförmigen Thermotransferfolie 8, in umgekehrter Richtung müßte es selbstverständlich Vorrats- 5 und Aufwickelrolle 4 heißen), zwei Anstellrollen, 6a, 6b und zwei Führungsrollen 7a, 7b führen eine bandförmige Thermotransferfolie 8, im folgenden Transferband genannt, nahe am Substratzylinder 1 bzw. in Kontakt mit dem Substrat 1a.
Eine Laserschreibeinheit 2 fokussiert einen oder mehrerer Strahlen auf das Transferband (8). Die Laserschreibeinheit 2 und der Bandführungsmechanismus 4, 5, 6, 7 sind in der bevorzugten Anordnung gemeinsam auf der Traversiereinheit 3 angeordnet, mittels dieser sie über die Breite B des Substratzylinders 1 bewegt werden können.
In 2 ist diese Anordnung perspektivisch dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel weist die Transferfolie vorzugsweise eine Bandbreite von 20 mm und eine Dicke von ca. 12μm auf. Im Vergleich dazu beträgt typischer Weise die Breite B eines Substratzylinders 700 mm. Die Bebilderungsspur beträgt in typischer Weise ca. 1 mm.
4 zeigt nun die Mehrfachverwendung des Transferbandes über die Bereitstellung von ungebrauchten Spuren. Dies wird erfindungsgemäß dergestalt realisiert, daß das Band 8 eine Breite b aufweist, die ein Mehrfaches der Bebilderungsbreite t ist. Das Transferband wird nun in Bebilderungsspuren 14a 14b 14c aufgeteilt und für jede Bebilderung eine Spur bereitgestellt.
Hierfür muß das Transferband 8 bezüglich des oder der Laserstrahlen L definiert verschiebbar sein, angedeutet durch die Pfeile 15. Insgesamt traversiert die Vorrichtung natürlich nach wie vor für eine Bebilderung über Substratzylinderbreite B synchron zur Laserbebilderungseinheit und schreibt pro Zylinderumdrehung eine Spur 16, solange bis die gesamte zu bebildernde Fläche überstrichen ist.
Durch die unvermeidlichen Ungenaugkeiten in der Bandführung kann eine Spur nicht exakt an die nächste angeschlossen werden. Deshalb wird ein Sicherheitsabstand a eingehalten, der etwas größer als die maximal auftretenden seitlichen Bewegungen des Transferbandes gewählt wird. Damit wird für eine Bebilderung die Spurbreite der Laserbebilderungseinheit s plus der Sicherheitsabstand a benötigt und es sind n = INT(b/(s + a)) Bebilderungen nebeneinander möglich, mit INT(x) gleich der größten ganze Zahl kleiner x.
Während der Bebilderung wickelt sich das Band von der Vorratsrolle 4 ab und auf die Aufwickelrolle 5 auf. Nach der Bebilderung wird dann, in einer Position ohne Berührung von Transferband 8 und Substrat 1a bzw. Substratzylinder 1 das Transferband wieder zurückgespult, auf eine noch nicht gebrauchte Spur, d.h. um mindestens die Strecke s + a verschoben und ist dann für die nächste Bebilderung bereit. Ein Bandwechsel findet nur noch statt, wenn alle Spuren verbraucht sind.
Selbstverständlich müssen die geschriebene Spuren nicht jeweils direkt nebeneinander liegen sondern es kann sich zum Beispiel als sinnvoll erweisen, als erstes die rechteste, dann die linkeste, dann die zweitrechteste, dann die zweitlinkeste und so weiter zu beschreiben, oder aus der Mitte kommend die mittlerste, dann die links davon, dann die rechts von der Mitte usw. zu verwenden. Auch eine andere noch unregelmäßigere Abfolge der Spuren kann aus Gründen des saubereren Aufwickelns und der Wickelstabilität sinnvoll sein.
Eine Weiterbildung dieser Erfindung ist über die Vergrößerung der Bandwickel gegeben, so daß mehrere Bebilderungen hintereinander möglich sind. In Kombination mit der Bebilderung von nebeneinander liegenden Spuren multipliziert sich die Zahl der möglichen Bebilderungen hintereinander mit der Zahl der möglichen Bebilderungen nebeneinander.
Eine derartige Vielzahl, bzw. eine derartige unregelmäßige Abfolge der Spuren muß naturgemäß mittels eines Softwareprogramms verwaltet werden, das jeweils eine freie Spur positioniert und dann auch die vollständige Ausnutzung und damit den Bandwechsel anzeigt und veranlaßt.
Eine Variante für die mechanische direkte Kopplung von Bandtransprotmechanismus und Laserbebilderungseinheit ist eine unabhängige mechanische Traversierung von Bandtransportmechanismus und Laserbebilderungseinheit, wobei die Synchronbewegung elektronisch erreicht wird. Der Bandtransportmechanismus und die Laserbebilderungseinheit besitzen hierbei einen jeweils eigenen Traversenantrieb und die synchrone Verschiebung wird durch eine elektronische Kopplung erreicht. Ein Verschieben des Transferbandes in Bezug auf den Laserbebilderungskopf zur Bereitstellung von unbeutzten Spuren ist dann einfach über die Veränderung des Abstandes zwischen Bandtransportmechanismus und Laserbebilderungseinheit einfach möglich.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für den laserinduzierten Thermotransfer zeigt die 3. Hier umfaßt der Bandtransportmechanismus eine jeweils ortsfest angeordnete Vorrats- 4 und eine Aufwickelrolle 5 (selbstverständlich ist auch hier die Kennzeichnung 4 und 5 für Vorrats- und Aufwickelrolle austauschbar), die beiden zum Substratzylinder 1 achsparallel angeordneten Rollen 6a, 6b zur Anstellung der Transferfolie 8 an die Substratoberfläche, sowie zwei weitere Umlenkrollen 12a, 12b. Die Anstellungsrollen 6a, 6b und Umlenkrollen 12a, 12b sind in fester Anordnung zueinander, jedoch unabhängig von der ortsfest angeordneten Vorrats- 10 und der Aufwickelrolle 11 zusammen mit dem Laserbebilderungseinheit 2 mittels einer Traversiereinheit entlang der Breite B des Substratzylinders 1 traversierbar.
Um verschiedene Spuren zu positionieren, können die Umlenkrollen 12a, 12b und die Anstellrollen 6a, 6b in Bezug zur Laserbebilderungseinheit zusätzlich definiert verstellt werden, in 3 durch die kurzen Pfeile 15 symbolisiert.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Thermotransferdrucks durch bildmäßig gesteuerte Erwärmung einer Oberflächenschicht mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen eines Laserschreibkopfes (2) und Aufbringung der angesteuerten Flächenelemente auf ein Substrat (1a), wobei eine bandförmige Transferfolie (8) verwendet wird mit einer Bandbreite (b), die bezogen auf die Substratbreite (B) klein ist, diese Transferfolie (8) zwischen dem Substrat (1a) und dem oder den Laserstrahlen (L) dicht an der Substratoberfläche während der Bebilderung kontinuierlich in Bewegungsrichtung des Substrats (1a) hindurchgeführt wird und dabei gleichzeitig und synchron zur Bewegung des Laserschreibkopfes (2) über die Substratbreite (1a) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferfolie (8) in einer Breite verwendet wird, die ein Mehrfaches der Breite einer Schreibspur (16) des Laserschreibkopfes (2) beträgt, dass die Bandbreite (b) der Transferfolie (8) in mehrere nebeneinander liegende Spuren (14a, b, c) eingeteilt wird, die jeweils einer Schreibspur (16) des Laserschreibkopfes (2) entsprechen und mittels eines Softwareprogramms verwaltet werden, und dass die Transferfolie (8) bezüglich der Laserstrahlen (L) definiert verschoben wird, um die Position der Auftreffpunkte der Laserstrahlen (L) auf der Transferfolie (8) einzustellen, wobei ein Sicherheitsabstand (a) zwischen den Spuren (14a, b, c), die jeweils einer Spurbreite (s) des Laserschreibkopfes (2) entsprechen, eingehalten wird und so die Anzahl (n) der Bebilderungen sich als größte ganze Zahl, die kleiner als b/(s + a) ist, ergibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandlänge der Transferfolie (8) mehrere Bebilderungen hintereinander erlaubt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer einen oder mehrere Laserstrahlen (L) aussendenden, über die Substratbreite (B) traversierbaren Laserbebilderungseinheit mit einem Laserschreibkopf (2) und einem Bandtransportmechanismus, der in geeigneter Weise zur Führung einer bandförmigen Transferfolie (8), deren Bandbreite (b) bezogen auf die Substratbreite (B) klein ist, vorgesehen ist, wobei der Laserschreibkopf (2) mit einer mit der Laserbebilderungseinheit gekoppelten Traversiereinheit (3) zusammenwirkt, mittels dieser zumindest der die Flächenelemente abgebende Teil der Transferfolie (8) gleichförmig zur Bewegung der Bebilderungseinheit über die Substratbreite (B) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserschreibkopf (2) derart mit dem Bandtransportmechanismus gekoppelt ist, dass ein Verschieben der Transferfolie (8) in Bezug auf den Laserschreibkopf (2) derart durchführbar ist, dass nach jeder Bebilderung die Transferfolie (8) in eine Anfangsposition, die dem Anfang der Benutzung der Spur für die vorhergehende Bebilderung entspricht, zurückspulbar ist und um mindestens die Strecke aus einer Spurbreite (s) des Laserschreibkopfes (2) plus einem Sicherheitsabstand (a) relativ zur transversalen Bewegung der Laserbebilderungseinheit verschiebbar ist, so dass sie für die nächste Bebilderung bereit steht, bis alle Spuren (14a, b, c) verbraucht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandtransportmechanismus eine Vorrats- (4,10) und eine Aufwickelrolle (5, 11), sowie mindestens zwei zur Substratbreite (B) achsparallel angeordnete Rollen (6a, 6b) zur Anstellung der Transferfolie (8) an die Substratoberfläche umfasst, dass der Bandtransportmechanismus (4, 5, 6) sowie der Druckkopf (2) auf einer gemeinsamen Traversiereinheit (3) mechanisch miteinander gekoppelt sind und dass der Bandtransportmechanismus (4, 5, 6) oder zumindest die Rollen (6a, 6b) zur Anstellung der Transferfolien (8) zur Substratoberfläche (1a) bezüglich der Laserbebilderungseinheit (2) und damit der Laserstrahlen (L) definiert verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandtransportmechanismus eine Vorrats- (4) und eine Aufwickelrolle (5), sowie mindestens zwei zur Substratbreite (B) achsparallel angeordnete Rollen (6a, 6b) zur Anstellung der Transferfolie (8) an die Substratoberfläche umfasst, und dass der Bandtransportmechanismus (4, 5, 6) sowie der Druckkopf (2) auf einer gemeinsamen Traversiereinheit (3) montiert sind, wobei sowohl der Bandtransportmechanismus (4, 5, 6) als auch der Laserbebilderungseinheit (2) einen eigenen Schlitten mit Antrieb besitzen und unabhängig voneinander verfahrbar sind, und dass durch eine Adressierung verschiedener Schreibspuren (14) der Abstand zwischen Bandtransportmechanismus und Laserbebilderungseinheit (2) definiert verändert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandtransportmechanismus (4, 5, 6) eine jeweils ortsfest angeordnete Vorrats- (10) und eine Aufwickelrolle (11), mindestens zwei zum Substratzylinder (1) parallel angeordnete Rollen (6a, 6b) zur Anstellung der Transferfolie (8) zur Substratoberfläche, sowie mindestens zwei weitere Umlenkrollen (12a, 12b) umfasst, wobei die Rollen (6a, 6b) und die Umlenkrollen (17a, 17b) unabhängig von der Vorrat- (4) und Aufwickelrolle (5), zusammen mit der Laserbebilderungseinheit (2) mittels einer Traversiereinheit über die Substratbreite (B) bewegbar sind, und dass zumindest die zwei parallel angeordneten Rollen (6a, 6b) bezüglich der Laserbebilderungseinheit (2) und damit der Laserstrahlen (L) definiert verschiebbar sind.