DE3443178A1

DE3443178A1 - Verfahren zum positionieren von druckformen vor dem stanzen von registerlochungen sowie anordnung zum durchfuehren des verfahrens

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Publication number: DE3443178A1
Application number: DE19843443178
Authority: DE
Inventors: Klaus 6200 Wiesbaden Reuter; Klaus-Peter Schön
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1984-11-27
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1986-05-28
Also published as: JPS61143759A; AU596568B2; AU4991290A; DE3575481D1; AU5029885A; EP0184063B1; EP0184063A3; EP0184063A2

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG

84/K090 26. November 1984

WLK-DI.Z.-wf

Verfahren zum Positionieren von Druckformen vor dem Stanzen von Registerlochungen sowie Anordnung zum Durchführen des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren von Druckformen vor dem Stanzen von Registerlochungen.

Druckformen, wie z. B. Druckplatten, werden nach der Belichtung und Entwicklung in einem Druckplattenentwick-IO

lungsgerät automatischen Plattenstanzen zugeführt, in denen Registerlochungen in die einzelne Druckplatte gestanzt werden, die es ermöglichen, die Druckplatte jeweils exakt ausgerichtet auf einen Druckzylinder für den Druckvorgang aufzuspannen.

Bei bekannten halbautomatischen Plattenstanzen, wie sie die Firma Barenschee, Lüneburg, Bundesrepublik Deutschland, herstellt, werden die Platten manuell eingelegt und entnommen, während der Stanzvorgang automatisch er-

folgt, ausgelöst über eine Dreipunktkontaktanlage, sobald die Druckplatte an drei Konstaktstellen der Anlage anliegt. Die Registerlochungen von Druckplatten werden u.a. auch für die registerhaltige Plattenabkantung, die für das Aufspannen der Druckplatten auf die Rotationsmaschine verlangt wird, vorgenommen. Für die registerhaltige Plattenabkantung wird im allgemeinen ein automatischer Abkantautomat eingesetzt, der sich aus einer Sammeleinheit, einer Eintakteinheit und einer Abkanteinheit zusammensetzt. Die Sammeleinheit des Automaten

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schließt an das Druckplattenentwicklungsgerät an, von dem die Platten je nach Bedarf in gerader Weiterführung oder mit einer Richtungsumsetzung übernommen werden. In der Abkanteinheit wird die Druckplatte mittels Registerstifte genauestens positioniert und anschließend exakt abgekantet.

Das Stanzen von Registerlochungen wird im allgemeinen nach der Entwicklung der Druckplatte vorgenommen, da ein Stanzen vor dem Entwickeln der Druckplatte deren Betonerung erschwert und u.U. zum Zusammenbruch der Aufladespannung infolge von Kriechströmen führen kann, die sich über die Stanzung von der zu entwickelnden Schicht der Druckplatte in Richtung Rückseite der Druckplatte ausbilden. Ein Zusammenbruch dieser Aufladespannung führt im allgemeinen auch zu einem unerwünschten Austrag an Trägerteilchen des Entwicklers.

Erfolgt das Stanzen nach dem Entwickeln der Druckplatte ist es notwendig, die Lage der Druckplatte während des Belichtens und des Stanzens exakt zu positionieren. Bei bekannten Stanzautomaten ist es im allgemeinen nur mit einer aufwendigen Mechanik möglich, die erforderliche Genauigkeit einzuhalten. Dabei besteht die Gefahr, daß es zu Deformationen der Plattenkanten kommen kann, da bei einer Dreipunktkontaktanlage stets die gleichen Anlegepunkte angefahren werden müssen, beispielsweise in der Weise, daß die beiden Längskanten und eine Schmalkante durch mechanisches Verstellen in einem Arbeitsvorgang grob und fein bis zum Anliegen an den drei Anlege-

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punkten ausgerichtet werden. Es treten dabei mechanische Kräfte auf, die zu Deformationen der Plattenkanten führen können, woraus sich an den Anlegepunkten unterschiedliche Positionen der Druckplatte ergeben können. Wenn dieser Fall eintritt, so stimmt der Satzspiegel der Druckplatte nicht mit den Registerlochungen überein. Es liegt auf der Hand, daß bei einem Vierfarbendruck Fehler auftreten, wenn der Satzspiegel nur einer einzigen Druckplatte mit den Registerlochungen nicht übereinstimmt,

Die Deformationen treten vor allem deswegen auf, weil die Dreipunktkontaktanlage herkömmlicher Plattenstanzen die Druckplatte möglichst schnell und mit entsprechender Kraft in einem Arbeitsgang so ausrichtet, daß die Druckplatte mit den Anlegepunkten in Kontakt gelangt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Positionieren von Druckplatten mit großer Genauigkeit zu schaffen, die ohne mechanische Deformation an den Plattenkanten der Druckplatte und zumindest so schnell wie herkömmliche Positionierverfahren und Plattenstanzen arbeiten.

Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß während der Belichtung der Druckform durch eine Vorlage gleichzeitig Meßmarken in vorgegebener Lage zum Satzspiegel der Vorlage aufbelichtet werden, die anschließend mit der Druckform durch Toner entwickelt werden, daß die entwickelten Meßmarken optisch vermessen werden und daß die Druckform zuerst grob und danach so lange durch die

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von den Meßmarken empfangenen Meßwerte fein ausgerichtet wird, bis die Meßwerte einen Maximalwert erreichen.

In Ausführung der Erfindung werden zumindest zwei Meßmarken auf die Druckform aufbelichtet, von denen die eine Meßmarke aus einer kreisrunden Schwarzfläche mit einer kreisrunden Weißfläche im Zentrum und die andere Meßmarke aus zwei parallel zu einer Kante der Druckform verlaufende Linien mit einer Weißfläche von 0,05 bis 0,4

IQ mm Breite zwischen den Linien besteht. Zweckmäßigerweise leuchtet je ein Meßlichtstrahl die beiden entwickelten Meßmarken aus, wobei das von den Meßmarken reflektierte Licht gemessen und die Druckform entsprechend der Intensität des reflektierten Lichtes bis zum Auftreten einer maximalen Intensität des reflektierten Lichtes positioniert wird.

Als Meßlichtstrahl wird bevorzugt ein Laserstrahl mit Gauß'scher Intensitätsverteilung verwendet. Dabei wird der Durchmesser bzw. die Breite der Weißfläche jeder Meßmarke gleich einer Strahlbreite des Meßlichtstrahls gewählt, die zwischen dem Pegel der Halbwertsbreite und dem Pegel der 1/e -Intensität des Meßlichtstrahls liegt.

Die Anordnung zum Durchführen des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß ein lagefester Laser, ein Strahlteiler im Strahlengang des Lasers zum Aufteilen des Strahls in zwei Laserstrahlen, Linsen und ein üralenkspiegel in den Strahlengängen der Laserstrahlen vorhan-

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den sind, daß jeder Laserstrahl ein ringförmiges lichtempfindliches Element in der Mitte durchstrahlt, dessen lichtempfindliche Schicht der Druckform zugewandt ist, und daß die Laserstrahlen auf die Meßmarken auftreffen und von diesen auf die lichtempfindliche Schicht des zugehörigen ringförmigen Elements reflektiert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen

näher erläutert. Es zeigen:
IO

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Druckform in Gestalt einer Druckplatte, die Meßmarken und Registerlochungen aufweist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine mit Toner entwickelte, kreisrunde Meßmarke, die sich auf der Druckplatte nach Fig. 1 befindet sowie den Zusammenhang zwischen einer Weißflache der Meßmarke und der Intensitätsverteilung eines Meßlichtstrahls, der die Meßmarke ausleuchtet, Fig. 3 eine prinzipielle Anordnung zum Positionieren der Druckplatte, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung von Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 3.

Eine in Fig. 1 gezeigte Druckplatte 5 weist entlang ihrer Schmalseiten Registerlochungen 18, 20 und 19 auf, die unterschiedliche Formen besitzen. Eine Meßmarke nahe der einen Registerlochung 20 besteht aus einer kreisrunden Schwarzfläche von 1 bis 3 mm Durchmesser, die im Zentrum eine Weißfläche von 0,05 bis 0,4 mm

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Durchmesser aufweist. Eine dieser Meßmarke 21 gegenüberliegende Meßmarke 22 besteht aus zwei parallel zur Längskante der Druckplatte 5 verlaufende Linien von 2 bis 5 mm Länge, die bei einer Breite von 1 bis 3 mm eine Weißfläche von 0,05 bis 0,4 mm Breite einschließen. Die Breite dieser Weißfläche bzw. der Abstand zwischen den beiden Linien dieser Meßmarke 22 ist gleich dem Durchmesser der Weißfläche der anderen Meßmarke 21. Obwohl dies nicht dargestellt ist, können auch mehr als zwei Meßmarken auf der Druckplatte 5 angeordnet sein. Den Meßmarken 21 und 22 befinden sich gegenüberliegend die beiden Abkantflächen der Druckplatte 5, in denen auch die Registerlochungen 18, 20 bzw. 19 liegen. Bei der registerhaltigen Plattenabkantung, die für das Aufspannen der Druckplatte auf die Rotationsmaschine im allgemeinen notwendig ist, werden in der Abkanteinheit eines Abkantautomaten die Abkantflächen entlang der in Fig. 1 gestrichelten parallelen Linien zu den Schmalseiten der Druckplatte 5 abgekantet, nachdem zuvor die Druckplatte mit Registrierstiften, die die Registerlochungen 18, 20 bzw. 19 durchsetzen, mit großer Genauigkeit positioniert wurde.

Die Meßmarken 21 und 22 werden in vorgegebener Lage zum Satzspiegel der Vorlage, die auf die aufgeladene Druckplatte 5 projiziert- wird, aufbelichtet, und anschließend wird die Druckplatte 5 mit Toner entwickelt. Anschließend werden die entwickelten Meßmarken 21 und 22 fixiert und entschichtet und sind dem Satzspiegel lagegenau zugeordnet. Die Vorlagen für die Meßmarken 21, 22 befinden

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sich beispielsweise auf der Glasplatte einer Vorlagenhalterung, in welche die auf die Druckplatte 5 aufzubelichtende Vorlage eingelegt wird. Eine andere Möglichkeit des Aufbelichtens der Meßmarken besteht darin, diese auf eine Meßfolie oder eine Montagefolie aufzudrucken, die vor dem Belichten auf die Vorlage in der Vorlagenhalterung aufgelegt wird. Die entwickelten Meßmarken 21, 22 werden, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, optisch vermessen, um die Druckplatte 5 mit großer Genauigkeit für das Stanzen der Registerlochungen 18, 20 bzw. 19 zu positionieren. Das Ausrichten der Druckplatte 5 erfolgt zunächst durch eine Grobverstellung, an die sich eine Feinverstellung anschließt, die aufgrund der von den Meßmarken empfangenen Meßwerte der reflektierten Meßlichtstrahlen so lange erfolgt, bis die Meßwerte einen Maximalwert erreicht haben.

Bevor auf das Meßverfahren bzw. auf die.Positionierung der Druckplatte 5 im einzelnen eingegangen wird, wird anhand von Fig. 2 der Zusammenhang zwischen der kreisrunden Meßmarke 21 und der Intensitätsverteilung des Meßlichtstrahls, der die Meßmarke 21 ausleuchtet, erläutert. Als Meßlichtstrahl, der die Meßmarke 21 ausleuchtet, wird ein Laserstrahl mit Gauß'scher Intensi-. tätsverteilung verwendet. Der Durchmesser d der Weißfläche der Meßmarke· 21, 22 ist einerseits größer als die Halbwertsbreite des Meßlichtstrahls und andererseits kleiner als die Breite des Meßlichtstrahls bei einem Pegel, welcher der 1/e -Intensität des Meßlichtstrahls entspricht. In analoger Weise gilt, obgleich dies nicht

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dargestellt ist, für die Meßmarke 22, daß der Abstand bzw. die Breite der Weißfläche zwischen den beiden zueinander parallelen Linien diese Meßmarke einerseits größer als die Halbwertsbreite des Meßlichtstrahls ist und andererseits kleiner als die Breite des Meßlicht-Strahls bei einem Pegel gleich der 1/e -Intensität des Meßlichtstrahls. Zum Positionieren der Druckplatte 5 leuchtet je ein Meßlichtstrahl die beiden entwickelten Meßmarken 21 und 22 aus, und das von den Meßmarken reflektierte Licht wird gemessen und die Druckplatte entsprechend der Intensität des reflektierten Lichtes bis zum Auftreten einer maximalen Intensität des reflektierten Lichtes positioniert. Dabei wird davon Gebrauch gemacht, daß das Reflexionsvermögen der Weißfläche der Meßmarken etwa gleich dem zwanzigfachen Betrag des Reflexionsvermögens der Schwarzflächen, d.h. der mit Toner entwickelten Flächen, der Meßmarken ist. Wird der einzelne Meßlichtstrahl teils von der Schwarzfläche und teils von der Weißfläche reflektiert, so nimmt die Intensität des reflektierten Meßlichtstrahls einen bestimmten Wert an, der mit steigendem Anteil der Weißfläche an der Ausleuchtung der Meßmarke bzw. an der Reflexion des LichtmeßStrahls größer wird und einen Maximalwert dann erreicht, wenn durch eine zu dem Anstieg der gemessenen Intensität des reflektierten Lichtmeßstrahls korrespondierende Ausrichtung der Druckplatte und damit der Meßmarke, die Weißfläche der Meßmarke in bezug auf den Meßlichtstrahl zentriert ist.

Fig. 3 zeigt schematisch eine prinzipielle Anordnung zum

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Positionieren der Druckplatte 5, während in Fig. 4 Einzelheiten dieser Anordnung schematisch dargestellt sind. Die Anordnung umfaßt einen lagefesten Laser 1, einen Strahlteiler 2 im Strahlengang des AusgangsStrahls des Lasers 1, der den Ausgangsstrahl in zwei zunächst senkrecht zueinander verlaufende Laserstrahlen 6 und 8 aufteilt, von denen der Laserstrahl 6 durch einen Umlenkspiegel 7 parallel zu dem anderen Laserstrahl 8 gelenkt wird. In den Strahlengängen der Laserstrahlen 6 und 8 befinden sich Linsen 3 und 4, die vor ringförmigen lichtempfindlichen Elementen 9 und 10 angeordnet sind. Diese ringförmigen Elemente 9 und 10 werden in der Mitte von dem jeweiligen Laserstrahl 6 bzw. 8 durchstrahlt, und ihre lichtempfindlichen Schichten sind der Druckplatte 5 zugewandt. Die Laserstrahlen 6 und 8 treffen auf die Meßmarken 21 und 22 auf und werden von diesen auf die lichtempfindliche Schicht des jeweiligen zugehörigen ringförmigen Elements 9 bzw. 10 reflektiert. Die ringförmigen Elemente 9 und 10 können Fotodetektoren sein, die aus einer Anzahl von Fotozellen bestehen, die ringförmig um den Laserstrahl angeordnet sind. Bei den Fotozellen kann es sich beispielsweise um großflächige Siliciumzellen handeln. Anstelle eines einzigen Lasers, dessen Strahl mittels eines Strahlteilers in zwei Laserstrahlen aufgeteilt wird, können auch zwei Laser vorgesehen werden, von denen jeder direkt einen Meßlichtstrahl auf die Druckplatte 5 richtet. Sind mehr als zwei Meßmarken auf der Druckplatte 5 vorhanden, so müssen entsprechend viele Laserstrahlen vorgesehen werden. Die Intensitätsverteilung in jedem einzelnen Laserstrahl ist

/3 .

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gaußförmig. Wie schon zuvor erwähnt wurde, ist der Durchmesser des einzelnen auftretenden Meßlichtstrahls größer als der Durchmesser bzw. die Breite der Weißfläche der Meßmarken. Bevorzugt wird dabei eine·Strahlbreite, bei der der Durchmesser bzw. die Breite der Weißfläche der einzelnen Meßmarke den Meßlichtstrahl zwischen dem 1/e - und dem Halbwerts-Intensitätspegel schneidet. Die Meßlichtstrahlen treffen senkrecht auf die Druckplatte 5 auf und sind in einer lagefesten Beziehung zu IQ dem Stanzwerkzeug in der Abkanteinheit eines Abkantautomaten angeordnet.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die elektrischen Ausgänge der ringförmigen Elemente 9 und 10 mit Strom-/ Spannungswandlern 11 und 12 verbunden. In den Spannungswandlern wird der von dem reflektierten Meßlichtstrahl erzeugte Fotostrom in dem jeweiligen ringförmigen lichtempfindlichen Element in eine Gleichspannung umgewandelt, die den Steuerschaltungen 13 und 14 zugeleitet wird. Die Steuerschaltung 13 ist mit Linearverstellelementen 15 und 16 zum Positionieren der Druckplatte in x- und y-Richtung verbunden. Die Steuerschaltung 14 steht in Verbindung mit einem Rotationsverstellelement 17 zum Positionieren der Druckplatte 5 um einen Drehwinkel ψ in der x-y-Ebene. Bei den Linearverstellelementen und dem Rotationsverstellelement handelt es sich um bekannte Bauteile, wobei eine Bewegungskette im allgemeinen aus Motor, Drehgeber, Reduktionsgetriebe und einem Spindel-Mutter-Getriebe besteht.

β Cf

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Die Grobpositionierung einer Druckplatte erfolgt entlang einer Schmalseite und einer Längsseite auf etwa 0,2 bis 0,3 mm genau. Dabei werden die Meßmarken 21 und 22 durch den jeweiligen Laserstrahl 6 bzw. 8 teilweise ausgeleuchtet. Für die Feinpositionierung wird beispielsweise zunächst die Meßmarke 21 mittels der Linearverstellelemente 15 und 16 mit großer Genauigkeit ausgerichtet, wobei diese Meßmarke den Drehpunkt für die nachfolgende Feinverstellung mit Hilfe des Rotationsverstellelements 17 bildet. Dazu wird das Rotationsverstellelement 17 so lange betätigt, bis der von der Meßmarke 22 reflektierte Meßlichtstrahl ein Maximum erreicht hat.

.Die Weißflachen der Meßmarken 21 und 22 werden im allgemeinen von dem anodisierten Aluminium der Druckplatte 5 gebildet, das eine gegenüber den tonerentwickelten Stellen der Druckplatte 5 wesentlich erhöhte Reflexion besitzt. Durch die rauhe Oberfläche der Druckplatte 5 werden die Laserstrahlen unter verschiedenen Winkeln reflektiert, so daß sichergestellt ist, daß der reflektierte Laserstrahl auf das zugehörige lichtempfindliche Element 9 bzw. 10 auftrifft und nicht exakt in seinen Strahlengang zurückreflektiert wird.

Die Meßmarken können auf die Druckplatte 5 auch mit Hilfe einer geeigneten Optik eingespiegelt werden, falls die Montagefolie keinen Platz mehr zum Auftragen der Meßmarken aufweist. Eine weitere Möglichkeit des Anbringens der Meßmarken besteht darin, daß die Vorlagen für die auf die Druckplatte zu projizierenden Meßmarken auf

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den Stirnflächen der Registerstifte für die Druckvorlage in der Vorlagenhalterung angeordnet sind.

Claims

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG 84/KO90 26. November 1984 WLK-DI.Z.-wf Patentansprüche

1. Verfahren zum Positionieren von Druckformen vor dem c Stanzen von Registerlochungen, dadurch gekennzeichnet, daß während der Belichtung der Druckform durch eine Vorlage gleichzeitig Meßmarken in vorgegebener Lage zum Satzspiegel der Vorlage aufbelichtet werden, die anschließend mit der Druckform durch Toner entwickelt ^₀ werden, daß die entwickelten Meßmarken optisch vermessen werden und daß die Druckform zuerst grob und danach so lange durch die von den Meßmarken empfangenen Meßwerte fein ausgerichtet wird, bis die Meßwerte einen Maximalwert erreichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest zwei Meßmarken auf die Druckform aufbelichtet werden, von denen die eine Meßmarke aus einer kreisrunden Schwarzfläche mit einer kreisrunden Weiß-2Q fläche im Zentrum und die andere Meßmarke aus zwei parallel zu einer Kante der Druckform verlaufende Linien mit einer Weißfläche von 0,05 bis 0,4 mm Breite zwischen den Linien besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Meßlichtstrahl die beiden entwickelten Meßmarken ausleuchtet, daß das von den Meßmarken reflektierte Licht vermessen und die Druckform entsprechend der Intensität des reflektierten Lichtes bis zum Auf-

3Q treten einer maximalen Intensität des reflektierten Lichtes positioniert wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßlichtstrahl ein Laserstrahl mit Gauß'scher Intensitätsverteilung verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser bzw. die Breite der Weißfläche jeder Meßmarke gleich einer Strahlbreite des Meßlichtstrahls gewählt wird, die zwischen dem Pegel der Halbwertsbreite und dem Pegel der 1/e -Intensität des Meßlichtstrahls liegt.

6. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein lagefester Laser (1), ein Strahlteiler (2) im Strahlengang des Lasers (1) zum Aufteilen des Strahls in zwei Laserstrahlen (6,8), Linsen (3,4) und ein Umlenkspiegel (7) in den Strahlengängen der Laserstrahlen (6,8) vorhanden sind, daß jeder Laserstrahl (6,8) ein ringförmiges lichtempfindliches Element (9,10) in der Mitte durchstrahlt, dessen lichtempfindliche Schicht der Druckform (5) zugewandt ist, und daß die Laserstrahlen auf die Meßmarken (21,22) auftreffen und von diesen auf die lichtempfindliche Schicht des zugehörigen ringförmigen Elements (9,10) reflektiert werden.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes ringförmige Element (9,10) aus einer Anzahl von Fotozellen besteht.

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8. Anordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Ausgänge der ringförmigen Elemente (9,10) mit Strom-/Spannungswandlern (11,12) verbunden sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Strom-/Spannungswandler (11) mit einer Steuerschaltung (13) verbunden ist, die mit Linearverstellelementen (15,16) zum Positionieren der Druckform

(5) in x- und y-Richtung zusammenarbeitet und daß der andere Strom-/Spannungswandler (14) mit einer Steuerschaltung (14) in Verbindung steht, die mit einem Rotationsverstellelement (17) zum Positionieren der Druckform (5) um einen Drehwinkel (Ψ) in der x-y-Ebene verbunden ist.

10. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlagen für die Meßmarken (21,22) auf einer Glasplatte einer Vorlagenhaltung für die auf die Druckform aufzubelichtende Vorlage, auf einer Meßfolie oder einer Montagefolie angeordnet sind.

11. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlagen für die auf die Druckplatte (5) zu projezierenden Meßmarken (21,22) auf den Stirnflächen von Registerstiften angeordnet sind, die die Druckvorlage in der Vorlagenhalterung registrieren.