DE19939240A1 - Verfahren und Vorrichtung zum reversiblen Bebildern einer Druckform - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum reversiblen Bebildern einer DruckformInfo
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Abstract
Um eine Druckform mittels eines Thermotransfermaterials reversibel so zu bebildern, daß eine hohe Auflage mit gleichbleibender Druckqualität sichergestellt wird, ohne die Schichtdicke des Thermotransfermaterials entsprechend der gewünschten Auflage anpassen zu müssen, wird ein Verfahren unter Verwendung einer Transferfolie vorgeschlagen, bei dem in einem ersten Schritt eine Bebilderung der Druckform durch punktuelle Ansteuerung und Übertragung der Beschichtung der Trasferfolie vorgenommen wird, daraufhin die Transferfolie zwischen der Druckform und der Bildinformation-Übertragungseinheit entfernt wird und in einem zweiten Schritt eine zweite identisch mit der im ersten Schritt bildmäßig gesteuerte Erwärmung der Oberfläche der Druckform vorgenommen wird, so daß die im ersten Schritt übertragenen Bildpunkte auf der Druckform nochmals erwärmt und fixiert werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum reversiblen Bebildern einer Druckform
durch bildmäßig gesteuerte Erwärmung einer Oberfläche mittels Thermotransfer
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekannt sind Druckverfahren, bei dem eine Druckform vorzugsweise auf einem
Druckformzylinder bildmäßig von einer Thermotransferfolie mit
Thermotransfermaterial versehen wird. Die Übertragung des Transfermaterials
wird vorzugsweise laserinduziert vorgenommen, wobei aber auch andere
Energiequellen wie Heizelemente, -zeilen, -matrizen oder ähnliches denkbar
wären. Die Druckform wird dann insbesondere für ein Offset-Verfahren mit
Druckfarben eingefärbt, die Druckfarbe der farbführenden Bereiche wird
gegebenenfalls über eine Gummiwalze auf das zu bedruckende Substrat
übertragen.
Für einen raschen Wechsel der Druckmotive, insbesondere für Kleinauflagen, ist
angestrebt, den Vorgang innerhalb der Druckmaschine zum einen
rechnergesteuert und zum anderen ohne Wechsel beweglicher Teile auszuführen.
Beispielsweise zeigt die DE 38 09 915 A1 ein solches Druckverfahren. Mittels
einer Bildinformations-Übertragungseinheit wird innerhalb der Druckmaschine die
Bildinformation in Form von farbannehmenden Flächenelementen auf die
lipophobe Oberfläche der Druckform, bzw. des Druckformzylinders übertragen.
Die Thermotransferfolie ist mit einer thermo- oder elektrothermosensitiven
Beschichtung versehen, die oleophile, d. h. farbannehmende Eigenschaften hat.
Die Bildinformations-Übertragungseinheit umfaßt einen Druckkopf, der eine
Heizelementezeile, eine Elektrode, ein Energiestrahl oder jede ander
wärmeerzeugende Einheit, insbesondere ein Laserdruckkopf sein kann. Zur
Übertragung einer Bildinformation wird der Druckkopf über die entsprechenden
Bildsignale so gesteuert, daß er bei jedem Bildpunkt Wärme und Druck auf die
Thermotransferfolie einleitet und damit eine punktuelle Übertragung der
Beschichtung der Folie auf die Oberfläche des Druckformzylinders bewirkt. Der
Druckformzylinder rotiert dabei, der Druckkopf wird entsprechend traversiert, so
daß von der Thermotransferfolie beispielsweise spiralförmig die Druckform auf
dem Druckformzylinder bebildert werden kann.
Zur wiederholten bildmäßigen Beschichtung einer derartigen Druckform sind
innerhalb der Druckmaschine Baugruppen, bestehend aus einer Zuführeinrichtung
für eine Thermotransferfolie an den Druckformzylinder, einem mit der
Rotationsbewegung des Druckformzylinders koordinierbaren Laserdruckkopf,
sowie aus einer elektronisch gesteuerten Bildpunkte-Übertragungseinheit zur
Aktivierung des Laserdruckkopfes und einem Element, das die bildmäßige
Beschichtung von der Druckform wieder abheben kann, angeordnet. Der in der
EP 0 698 488 B1 vorgestellte Gegenstand erfüllt diesen Bedarf. Wie die 196 24
441 C1 zeigt, kann das Element zur Abhebung der bildmäßigen Beschichtung,
bzw. des Thermotransfermaterials von der Oberfläche der Druckform ein
Hochdruckreiniger sein.
Die beim Gegenstand der EP 0 698 488 B1 verwendete bandförmige
Thermotransferfolie zeichnet sich durch eine vergleichsweise dünne Beschichtung
mit Thermotransfermaterial aus. Damit fällt die Bebilderungsschichtstärke auf dem
Druckformzylinder dünn aus, so daß diese bildmäßige Beschichtung auch wieder
leicht abgehoben werden kann, also der Druckformzylinder entsprechend der
Reduzierung der Schichtstärke des Thermotransfermaterials leichter, bzw.
schneller wieder gelöscht werden kann.
Allerdings ist in der Fachwelt auch bekannt, daß die Auflagenbeständigkeit einer
thermotransferbebilderten Druckform, also die gleichbleibende Druckqualität über
die gesamte Anzahl der zu druckenden Exemplare eines bestimmten
Druckproduktes, direkt von der Schichtdicke des Thermotransfermaterials
abhängt. Wird diese Schichtdicke zugunsten der Auflagenbeständigkeit erhöht,
handelt man sich jedoch Probleme beim Abheben der bildmäßigen Beschichtung
der Druckform beim Löschen ein, was Farbschleier, bzw. Geisterbilder, also
sogenanntes Tonen auf der Druckform, bzw. im Druckbild zur Folge hat.
Es soll aber nicht nur sichergestellt sein, daß die bildmäßig beschichtete
Druckform eine für eine möglichst hohe Auflage ausreichende Standzeit bei
gleichbleibender Druckqualität bietet, sondern auch daß das bildmäßig
übertragene Thermotransfermaterial auf der Druckform nach dem Druckvorgang
in einfacher Weise umweltschonend und schnell entfernt werden kann, damit
alsbald ein neuer Bebilderungs- und Druckvorgang beginnen kann.
Aus diesem Grunde hat man bereits versucht, einerseits bei dem
vorbeschriebenen Druckverfahren zwar eine dünnschichtige Thermotransferfolie
zu verwenden, aber dann eine Infrarot-Härtung der bildmäßigen Beschichtung auf
der Druckform durchzuführen, so daß eine zusätzliche Aushärtung dieser
Bebilderungsschicht erreicht und die Auflagenbeständigkeit erhöht wird. Bei dieser
thermischen Nachbehandlung (Fixierung) wird das Polymer der
Bebilderungsschicht durch Wärmeeintrag über die Glastemperatur erwärmt.
Dazu wird eine Infrarot-Bestrahlung der vom punktuell übertragenen
Thermotransfermaterial auf der Druckform gebildeten Schicht durchgeführt,
wodurch die Haftung auf der Oberfläche der Druckform im Vergleich zu
unbestrahlten Bereichen auf der Druckform erhöht wird. Eine derartige IR-
Bestrahlung umfaßt auch die durch Laser induzierte Wärmeeinbringung. Es hat
sich jedoch gezeigt, daß diese Infrarot-Härtung (da großflächig durchgeführt) zu
einer starken Aufheizung einzelner Bereiche der Druckform führt, insbesondere zu
einer sujetabhängigen, ungleichmäßigen Erwärmung der Bebilderungsschicht auf
der Druckform, d. h. daß Vollton-Bildbereiche stärker aufheizen als abgestufte
Halbton-Bildbereiche. Im Extremfall bedeutet dies, daß die Eigenschaft einer
verbesserten Auflagenbeständigkeit ungleichmäßig auf der Druckform verteilt ist
und durch die sujetabhängige Wärmeausdehnung z. B. ein Verlust der
Registerhaltigkeit auftritt oder daß für die Druckform insgesamt eben keine
verbesserte Auflagenbeständigkeit erreicht wurde.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Druckform mittels eines
Thermotransfermaterials reversibel so zu bebildern, daß eine hohe Auflage mit
gleichbleibender Druckqualität sichergestellt wird, ohne die Schichtdicke des
Thermotransfermaterials entprechend der gewünschten Auflage anpassen zu
müssen und das bildmäßige Löschen der Druckform zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, in einem ersten Schritt eine an
sich bekannte Bebilderung der Druckform durch punktuelle Ansteuerung, also
bildmäßig gesteuerter Erwärmung des Thermotransfermaterials auf der
Transferfolie, und Übertragung der Bildpunkte auf die Oberfläche der Druckform
vorzunehemen, daraufhin die Transferfolie zwischen der Druckform und der
Bildinformation-Übertragungseinheit zu entfernen und in einem zweiten Schritt
eine bilddatenorientierte Ansteuerung, d. h. bildmäßig gesteuerten Erwärmung der
Oberfläche der Druckform vorzunehmen, so daß die im ersten Schritt pixelartig
übertragene Bildinformation auf der Druckform Pixel für Pixel ein zweites mal
erwärmt wird. Nach dem Druckvorgang können die so fixierten Bildinformationen,
d. h. die Polymerteile von der Druckform wieder entfernt werden.
Dadurch daß eben ohne Zwischenschaltung der Transferfolie die bereits
übertragene Bildinformation ein zweites mal, vorzugsweise von einem
Laserdruckkopf angesteuert wird, wird die Bebilderungsenergie erhöht und die
Bildpunkte härten besser aus, so daß die Auflagenbeständigkeit der
Thermotransfermaterialschicht klar verbessert wird, ohne daß die Schichtdicke
vergrößert werden muß.
Die vorzugsweise bandförmige Thermotransferfolie besteht bekanntlich aus einer
Substratschicht, d. h. die Trägerfolie oder das Trägerband, aus einem möglichst
transparenten, wärmebeständigen Kunststoff und darauf aufgetragen eine
Donorschicht, d. h. die wärmeempfindliche übertragbare Schicht. Durch
Einwirkung vorzugsweise eines Laserstrahls von der Rückseite des
Thermotransferbands, d. h. von der unbeschichteten Seite, wird in der
Donorschicht Wärme induziert, die zum Erweichen und schließlich zum Ablösen
des Thermotransfermaterials führt, das auf die Druckform übertragen dort
aufgrund der hohen Wärmekapazität des Druckformmaterials, z. B Metall, sofort
abkühlt und anhaftet. Die Thermotransferfolie, insbesondere die Schicht des
Thermotransfermaterials, weist dabei vorzugsweise eine Schichtdicke von etwa
0,5 bis 3 µm auf.
Fig. 1 zeigt schematisch eine an sich bekannte Vorrichtung zur Durchführung
einer Bebilderung einer Druckform durch Thermotransfer (Fig. 1a: Seitenansicht,
Fig. 1b eine perspektivische Darstellung). Auf einem Druckformzylinder 1 ist eine
Druckform 2 als Druckplatte oder als hülsenförmige Druckform aufgebrach (es
wäre aber auch denkbar, die Oberfläche des Zylinders selbst zu bebildern). Ein
Bandtransportmechanismus 3 führt eine bandförmige Thermotransferfolie 4 mit
der Breite b nahe an, bzw. in Kontakt mit der Oberfläche der Druckform 2 vorbei.
Eine an sich bekannte und deshalb nicht gezeigte Bildinformation-
Übertragungseinheit umfaßt einen Druckkopf 5, der mindestens eine Laserquelle
beinhaltet, die einen oder mehrere Strahlen auf das Transferband 4 fokussiert. Die
Laserquelle 5, vorzugsweise ein IR-Laser und der Bandtransportmechanismus 3
sind in der bevorzugten Anordnung gemeinsam auf einer Traversiereinheit 6
angeordnet, mittels dieser sie über die Breite B der Druckform, die während
jeglicher Ansteuerung mit dem Zylinder 1 rotiert, bewegt werden können.
Die Dauer einer Laserbebilderung einer Druckform beträgt typischerweise 1 bis 2
Minuten.
Vorzugsweise wird nun für den zweiten Schritt, für die sozusagen zweite mit der
ersten identischen Bebilderung der Oberfläche der Druckform, allerdings ohne
Zwischenschaltung der Transferfolie, die gleiche Zeitdauer wie für den ersten
Schritt aufgewendet, so daß die Bebilderungszeit quasi verdoppelt wird.
Dabei gibt es zwei Vorgehensmöglichkeiten. Einmal kann die bilddatenorientierte
Ansteuerung der Oberfläche der Druckform (zweiter Schritt) identisch mit der im
ersten Schritt bildmäßig gesteuerten Erwärmung der Transferfolie vorgenommen
werden. Fig. 2 zeigt schematisch einen Graph der bilddatenorientierten
Ansteuerung der Laserquelle, wobei a) den Bilddatenstrom beim Bebildern (erster
Schritt) und b) die bilddatenorientierte Ansteuerung auf der Oberfläche der
Druckform (Fixieren, zweiter Schritt) zeigen. Andererseits kann die
bilddatenorientierte Ansteuerung der Oberfläche der Druckform (Fixieren, zweiter
Schritt) in umgekehrter Reihenfolge zu der im ersten Schritt bildmäßig gesteuerten
Erwärmung der Transferfolie vorgenommen werden. D. h. der Druckkopf 5 (Fig. 1)
traversiert beim Bebildern der Druckform 2 einmal längs der Breite B der
Druckform von links nach rechts. Nach dem Entfernen der Transferfolie 4 fährt der
Druckkopf 5 einmal von recht nach links zurück in die Anfangsstellung und steuert
dabei auf dem Rückweg bilddatenorientiert die Oberfläche der Druckform in
umgekehrter Reihenfolge zum Hinweg an. Dadurch wird eine Wegoptimierung
erreicht, da das "Leerlaufen" des Druckkopfes 5 in die Anfangsstellung und so
eine Wegstrecke B vermieden wird.
In bevorzugter Weise ist vorgesehen, daß sowohl für den ersten Schritt als auch
für den zweiten Schritt dieselbe Laserquelle verwendet wird. Die bevorzugte
kombinierte Ausbildung der Laserquelle als Bebilderungseinheit und als
Fixiervorrichtung schließt jedoch den Einsatz verschiedener Laserquellen nicht
aus.
Die auf die Druckform aufgebrachte Polymerschicht wird mittels der Laserquelle 5
kurzzeitig über die Tg-Temperatur (Glastemperatur) des Polymers erwärmt. Die
Erwärmung erfolgt lokal und zeitlich eng begrenzt. Damit kann eine Schädigung
des "bildfreien" Raums nahezu ausgeschlossen werden. Im Gegensatz dazu kann
bei einer flächigen Erwärmung/Bestrahlung, wie sie bisher durchgeführt wurde, es
zu einer Störung im Farb-Wasser-Gleichgewicht führen. Die räumliche
Begrenzung kann man durch gezielte Veränderung der Intensitätsverteilung
erreichen. Dazu sind diffraktive Hybridelemente bestens geeignet.
Es kann jedoch vorteilhaft sein, den zweiten Schritt, d. h. die zweite bildmäßig
gesteuerte Erwärmung auf der Druckform erst bei einer bestimmten
Auflagenstärke durchzuführen.
So ist zweckmäßig vorgesehen bis zu einer Auflagenstärke von etwa 5000 die
herzustellende Druckform lediglich gemäß dem ersten Schritt des
erfindungsgemäßen Verfahrens in herkömmlicher Weise reversibel zu
beschreiben und erst bei größeren Auflagenstärken (typischerweise zwischen
5000 und 50000) ab etwa 5000 den zweiten Schritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens durchzuführen.
Der sich dem abgeschlossenen Druckvorgang anschließende Löschvorgang zum
Entfernen der Bildinformation von der Oberfläche der Druckform kann in
besonders vorteilhafter Weise ebenfalls mittels einer Laserquelle ebenfalls
bilddatenorientiert durchgeführt werden, indem eine Leistungsjustage des
Laserstrahls so vorgenommen wird, daß die Bildinformation Pixel für Pixel von der
Oberfläche der Druckform einfach weggebrannt werden kann.
Aus der DE 195 03 951 C2 ist bereits eine Laserquelle beschrieben, die in
mehreren Intensitätsstufen geschaltet werden kann, d. h. eine entsprechende
Leistungsjustage, d. h. die Strahlstärke pro Flächeneinheit, also die Strahldichte
eingestellt werden kann.
Damit ist auch für die Baueinheit des Druckkopfes mit Laserquelle für Bebilderung
und Fixieren die Möglichkeit gegeben, auch den Löschvorgang zu umfassen, also
eine Laserquelle im Druckkopf erstens zum Bebildern, zweitens zum Fixieren der
Bildelemente auf der Druckform und drittens zum Löschen der Bildinformation zu
verwenden.
Selbstverständlich ist aber auch eine Ausbildung der Vorrichtung für einen
Thermotransfer derart zu realisieren, daß der Druckkopf 5 eine erste Laserquelle
für die Bebilderung der Druckform, eine zweite Laserquelle mit speziell
angepaßter Intensitätsverteilung für die bilddatenorientierte Erwärmung der
Oberfläche der Druckform 2 und eine weitere Laserquelle mit entsprechend
angepaßter Strahldichte zum Entfernen der Bildinformation von der Oberfläche
der Druckform als Baueinheit umfaßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll zwar in einer Druckmaschine durchführbar
sein, die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf die bildmäßige Beschichtung einer
Druckform innerhalb einer Druckmaschine beschränkt, sondern eignet sich
prinzipiell auch zur Herstellung einer Druckform außerhalb einer Druckmaschine.
Dabei kann der Druckbildträger, d. h. die Druckform ein nahtloser
Druckformzylinder, eine Zylinderhülse, oder auch eine konventionelle,
unbeschichtete Druckplatte, die auf einen Druckzylinder aufgespannt ist, sein.
Claims (11)
1. Verfahren zum reversiblen Bebildern einer Druckform mittels Thermotransfer,
wobei eine Transferfolie zwischen der Druckform und einer einen Druckkopf
umfassenden Bildinformation-Übertragungseinheit durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt die Bildinformation in
Form einer Bebilderung der Oberfläche der Druckform durch punktuelle, d. h.
bilddatenorientierte Ansteuerung und Übertragung der Beschichtung der
Transferfolie vorgenommen wird, daraufhin die Transferfolie zwischen der
Druckform und der Bildinformation-Übertragungseinheit entfernt wird, daß in
einem zweiten Schritt eine bilddatenorientierte Ansteuerung der Oberfläche
der Druckform vorgenommen wird, so daß die im ersten Schritt übertragenen
Bildpunkte auf der Druckform nochmals erwärmt werden und nach dem
Druckvorgang wieder entfernt werden können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
bilddatenorientierte Ansteuerung der Oberfläche der Druckform (zweiter
Schritt) identisch mit der im ersten Schritt bildmäßig gesteuerten Erwärmung
der Transferfolie vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
bilddatenorientierte Ansteuerung der Oberfläche der Druckform (zweiter
Schritt) in umgekehrter Reihenfolge zu der im ersten Schritt bildmäßig
gesteuerten Erwärmung der Transferfolie vorgenommen wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für
den zweiten Schritt die gleiche Zeitdauer wie für den ersten Schritt
aufgewendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckkopf
sowohl für die bilddatenorientierte Erwärmung der Transferfolie (erster
Schritt), als auch der Druckform (zweiter Schritt) eine Laserquelle verwendet
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Schritt erst bei höheren Auflagenstärken ab etwa 5000 durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Löschvorgang zum Entfernen der Bildinformation von der Oberfläche der
Druckform mittels einer Laserquelle ebenfalls bilddatenorientiert durchgeführt
wird, indem eine Leistungsjustage des Laserstrahls so vorgenommen wird,
daß die Bildinformation von der Oberfläche der Druckform weggebrannt
werden kann.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für den
ersten als auch für den zweiten Schritt eine gemeinsame Laserquelle
verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch für den
Löschvorgang zum Entfernen der Bildinformation von der Oberfläche der
Druckform die gemeinsame Laserquelle verwendet wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die
Baugruppen, bestehend aus einer Zuführeinheit für eine Thermotransferfolie
an die Druckform, einer einen Druckkopf umfassende Bildinformation-
Übertragungseinheit und einem Element zum Entfernen der Bildinformation
von der Oberfläche der Druckform, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckkopf mindestens eine Laserquelle aufweist, mittels dieser die
Bebilderung der Druckform (erster Schritt), die bilddatenorientierte
Erwärmung der Oberfläche der Druckform (zweiter Schritt, Fixierung) und die
Entfernung der Bildinformation von der Oberfläche der Druckform (Löschen)
durchführbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druckkopf eine erste Laserquelle für die Bebilderung der Druckform, eine
zweite Laserquelle mit speziell angepaßter Intensitätsverteilung für die
bilddatenorientierte Erwärmung der Oberfläche der Druckform und eine
weitere Laserquelle mit entsprechend angepaßter Strahldichte zum
Entfernen der Bildinformation von der Oberfläche der Druckform als
Baueinheit umfaßt.
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