DE4039107B4 - Vorrichtung zum bildmäßigen Beschreiben und Löschen einer Druckform - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum bildmäßigen Beschreiben und Löschen einer mit ferroelektrischem Material beschichteten Druckform (22) durch entsprechendes Anlegen eines elektrischen Feldes, wobei die Vorrichtung eine Schreibelektrode zur punktuellen Polarisierung des ferroelektrischen Materials und eine separate Linienelektrode zur flächenmäßigen Polarisierung der Druckform (22) umfasst, die Schreibelektrode als eine über die ganze Breite der Druckform (22) sich erstreckende, mittels einer Informationssteuereinheit über ihre Länge diskret ansteuerbare Elektrodenleiste (24) angeordnet ist, der die Druckform (22) tragende Formzylinder (21) sowie die Elektrodenleiste (24) als Elektrodenpaar ausgebildet sind und das Elektrodenpaar mittels einer ionisierenden Strahlung (33) schaltbare Entladungsstrecken (32) aufweist und die Elektrodenleiste (24) für die ionisierende Strahlung (33) durchlässig ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum bildmäßigen Beschreiben und Löschen durch entsprechendes Anlegen eines elektrischen Feldes einer mit ferroelektrischem Material beschichteten Druckform, wobei die Vorrichtung eine Schreibelektrode zur punktuellen Energiezuführung und eine zusätzliche Linienelektrode zur einheitlichen Polarisierung der Druckform umfasst.
• Vom Stand der Technik sind Druckformen bekannt, die mit einem Material mit ferroelektrischen Eigenschaften beschichtet sind und dieses Material mittels Elektrodenanordnungen durch Aufbringen von Ladungen örtlich polarisierbar bzw. depolarisierbar ist. Es wird die Eigenschaft genutzt, dass unterschiedlich polarisierte Stellen des ferroelektrischen Materials unterschiedliche Affinitäten für Farbe und Wasser haben bzw. elektrisch geladene Partikel unterschiedlich anziehen. Die Polarisation kann wieder rückgängig gemacht werden durch ein elektrisches Feld gleicher Grösse, aber in entgegengesetzter Richtung oder durch Erwärmen über den Curiepunkt. Nur wenn die zur spontanen Polarisierung notwendige Ladungsmenge auf die Oberfläche der Druckform fliessen kann, kann polarisiert werden. Für ferroelektrische Materialien sind dafür grosse Spannungen notwendig. Das Ladungsbild besteht aus der Summe der negativ polarisierten, der positiv polarisierten und der neutralen Rasterpunkte des ferroelektrischen Materials.
• Die zum Beispiel in der DE-OS 36 33 758 beschriebene Vorrichtung beruht auf dem Prinzip einer mit Hilfe von kodierten Druckinformationen gesteuerten Elektrode und Wärmequelle und einem als Gegenelektrode ausgebildeten Druckformträger. Der Ladungsübergang zur Oberfläche der mit ferroelektrischen Material beschichteten Druckform erfolgt über Berührung bzw. über Mikroentladung im Spalt zwischen einer Elektrode und der Oberfläche der Druckform. Die Informationsübertragungseinheit schließt bekannte Systeme ein, die Signale zur Ansteuerung der Wärmequelle und der Elektrodenpaare entsprechend der Bildinformation ausgeben. Durch Depolarisierung kann mit einer Löschvorrichtung gelöscht werden.
• Die in der DE-OS 36 33 758 beschriebene Elektrodenanordnung hat den Nachteil, dass die mit ihnen erreichbare Auflösung und Schreibgeschwindigkeit begrenzt ist. Zur bildmäßigen Beschreibung einer Druckform wäre auch ein Elektronenstrahl geeignet, dessen Führung jedoch ein Vakuum voraussetzen würde und die Vorrichtung sehr aufwendig machen würde.
• Aus der US 3,659,936 ist zudem eine elektrostatische Druckvorrichtung bekannt geworden, in der zur Bebilderung einer Druckform, die mit einer Folie aus Halbleitermaterial beschichtet ist, eine Spannung zwischen Elektroden und der Druckform angelegt wird. Dabei werden die in einer sich über die gesamte Breite der Druckform erstreckende Zeile angeordnete Elektroden mit einem Elektronenstrahl angesteuert, wozu allerdings wie oben schon angedeutet eine Kathodenstrahlröhre erforderlich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum bildmäßigen Bebildern und Löschen einer Druckform, die mit ferroelektrischem Material beschichtet ist, so weiterzuentwickeln, dass einerseits bei berührungslosem Ladungstransport Vakua vermieden werden und andererseits bei einem Ladungstransport über Berührung oder Mikroentladung eine rasche und möglichst präzise Ansteuerung der Druckform möglich ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss jeweils durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 oder 3 gelöst.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sowohl die Druckform, die Löschvorrichtung als auch die Informationsübertragungseinheit sind nicht Gegenstand der Erfindung, sie werden daher nicht näher beschrieben bzw. gekennzeichnet. Es zeigen:
• 1 bis 3 drei Vorrichtungen, die erfindungsgemäß die gestellte Aufgabe lösen.
• Bei allen erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird im Lösch- bzw. im Depolarisierungsvorgang aufgrund des elektrischen Feldes zwischen einer zusätzlichen Linienelektrode und dem als Gegenelektrode ausgebildeten Formzylinder die Druckform nach einer vollständigen Umdrehung des Formzylinders einheitlich, in vorteilhafter Weise positiv polarisiert. Mittels der Schreibelektrode können dann bestimmte Bereiche umpolarisiert, also negativ polarisiert werden. Zur Löschung bzw. Depolarisierung eines Bildes auf der Druckform kann auch eine Wärmequelle verwendet werden, die das ferroelektrische Material der Druckform über den Curiepunkt erhitzt. Die somit unpolare Druckform kann dann punktuell, z.Bsp. negativ polarisiert werden.
• 1 zeigt im Prinzip eine Druckform 6, die in gleichen Abständen auf ihrer Unterseite mit linienförmigen, elektrisch leitfähigen Elektroden 7 beschichtet ist. Über diesen Elektroden befindet sich eine Schicht 26 aus einem ferroelektrischen Werkstoff, wie z.Bsp: Bariumtitanat. Unmittelbar über der Druckform 6 ist eine sich über ihre ganze Breite erstreckende Elektrodenleiste 8 angeordnet, in der Weise, dass ihre Achse senkrecht zur Verlaufsrichtung der Elektroden 7 steht. Die Elektrodenleiste 8 bildet mit jeder einzelnen linienförmigen Elektrode 7 einen punktuell schaltbaren Kondensator. Die Elektrodenleiste 8 kann auch als elastische Walze ausgeführt werden, auf der parallel zur Walzenachse einzeln schaltbare Linienelektroden aufgebracht sind.
• Diese Anordnung ermöglicht, dass jede Elektrode 7 der Druckform 6 insgesamt oder diskrete Punkte darauf über eine Informationssteuereinheit in bekannter Weise auf ein Potential schaltbar ist und der ferroelektrische Werkstoff in gewünschter Weise punktuell polarisierbar ist. Für den Lösch- bzw. Depolarisierungsvorgang ist in bekannter Weise ebenfalls eine Linienelektrode oder eine Wärmequelle vorgesehen. Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die die Auflösung bestimmende Anordnung der Elektroden 7 einmal mit der Fertigung der Druckform 6 aufgebracht wird.
• Eine andere Möglichkeit zeigt 2.
• Unmittelbar über die gesamte Breite eines mit einer ferroelektrischen Schicht 9 ummantelten Formzylinder 10 ist ein ionographischer Druckkopf 11 angeordnet. Der Druckkopf 11 weist in bekannter Weise mehrere Einheiten 12 mit einem mehrschichtigen Aufbau auf. Jede Einheit 12 weist eine Elektrodenplatte 13 auf, der sich eine Isolationsschicht 14 und eine weitere mit Lochblenden 15 versehene, als Steuerelektrode ausgebildete Schicht 16 anschließt. Darunter ist wiederum durch eine Isolationsschicht 17 getrennt eine mit Lochblenden 20 versehene Gegenelektrode 19 angeordnet. Die Elektrodenplatte 13 und die Schicht 16 generieren Ionen, die durch die Lochblende 20 austreten können. Die Freigabe der Ionen durch die Lochblende 20 erfolgt jedoch nur bei geeigneter Spannung der Schicht 16. Die Auflösung der Bildpunkte wird im wesentlichen durch die Anzahl der Lochblenden 15 und 20 sowie durch die an den Elektroden 13, 16 und 19 und durch das Potential der Oberfläche der ferroelektrischen Schicht 9 bestimmt.
• Da der Ionenstrahl sich auf der Strecke zwischen dem Druckkopf 11 und der ferroelektrischen Schicht 9 weitet, kann für jede Einheit 12 eine Fokusierungseinrichtung 30 vorgesehen werden. Der Schicht 19 schließt sich dann eine weitere Isolationsschicht 26 an, die unterhalb der Lochblende 20 analog der Isolationsschicht 17 eine durchgehände Ausnehmung 27 aufweist, gefolgt von einer letzten als Elektrode ausgebildeten Schicht 28. Diese Schicht 28 weist analog der Gegenelektrode 19 ebenfalls eine Lochblende 29 auf, so dass eine geradlinige Durchlassstrecke für die Ionen offenbleibt. An der letzten Schicht 28 liegt eine gegenüber der Schicht 19 geeignet gewählte Spannung an, so dass der geweitete Ionenstrahl wieder gebündelt wird. Die geladenen Ionen können nun zur punktuellen Polarisation der ferroelektrischen Schicht 9 in der Weise aufgebracht werden, dass die Schicht 16 in bekannter Weise gemäß den winkelcodierten Bildinformationen vom positiven zum negativen Potential geschaltet wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird zur Löschung bzw. Depolarisierung der Druckform eine Linienelektrode bzw. eine Wärmequelle verwendet. Mit dieser Anordnung werden Punktgrößen von 10 bis 20 μ erreicht. Der Vorteil dieser Anordnung ist der berührungslose Ladungstransport, womit eine abrasive Materialbelastung vermieden wird.
• In 3 ist ein Formzylinder 21 mit einer darauf gespannten Druckform 22 dargestellt. Die Druckform 22 ist mit einem ferroelektrischen Material beschichtet. Um die Druckform 22 bildmäßig zu polarisieren, ist eine Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen, die zur räumlich gezielten Übertragung von elektrischen Ladungsträgern eine ionisierende Strahlung 33 verwendet. Die ionisierende Strahlung 33 kann ein Elektronenstrahl, UV-Licht, Röntgen- oder Gammastrahlung sein. Die ionisierende Strahlung 26 kommt aus einer Strahlungsquelle 31, die jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist. Die Aufzeichnungseinrichtung weist im Ausführungsbeispiel eine über die gesamte Breite der Druckform 22 angeordnete Elektrodenleiste 24 auf, die mit einer gepulsten oder ungepulsten Hochspannungsquelle 25 verbunden ist. Der die Druckform 22 tragende Formzylinder 21 ist als Gegenelektrode ausgebildet. Zwischen der Elektrodenleiste 24 und der vorher in bekannter Weise einheitlich polarisierten oder depolarisierten Druckform 22 liegt also eine Spannung an, die knapp unter der Durchschlagsspannung liegt. Wird die Elektrodenleiste 24 punktuell mit der ionisierenden Strahlung 33 beaufschlagt, wird der Zwischenraum der Elektrodenleiste 24 und der Druckform 22 an dieser Stelle punktuell elektrisch leitfähig und es bilden sich Entladungsstrecken 32 aus, die auf der Druckform 22 im Querschnitt punktförmig enden. Dies führt zu einem Ladungsträgertransport von der Elektrodenleiste 24 zur Druckform 22 und ein punktueller Bereich der Druckform wird somit umpolarisiert. Durch rasterartige Ansteuerung der Elektrodenleiste 24 ist die Einkopplung der Bilddaten auf die gesamte Breite der Druckform 22 möglich. Das Einlesen der Bilddaten in die Steuerelektronik und das Ansteuern der Strahlungsquelle 31 mittels der codierten Bildinformation erfolgt mit bekannten Methoden. Bei dieser Anordnung erfolgt der Schaltvorgang vollkommen kontaktlos, womit eine abrasive Materialbelastung vermieden wird.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum bildmäßigen Beschreiben und Löschen einer mit ferroelektrischem Material beschichteten Druckform (22) durch entsprechendes Anlegen eines elektrischen Feldes, wobei die Vorrichtung eine Schreibelektrode zur punktuellen Polarisierung des ferroelektrischen Materials und eine separate Linienelektrode zur flächenmäßigen Polarisierung der Druckform (22) umfasst, die Schreibelektrode als eine über die ganze Breite der Druckform (22) sich erstreckende, mittels einer Informationssteuereinheit über ihre Länge diskret ansteuerbare Elektrodenleiste (24) angeordnet ist, der die Druckform (22) tragende Formzylinder (21) sowie die Elektrodenleiste (24) als Elektrodenpaar ausgebildet sind und das Elektrodenpaar mittels einer ionisierenden Strahlung (33) schaltbare Entladungsstrecken (32) aufweist und die Elektrodenleiste (24) für die ionisierende Strahlung (33) durchlässig ist.
2. Vorrichtung zum bildmäßigen Beschreiben und Löschen einer mit ferroelektrischem Material beschichteten Druckform (6) durch entsprechendes Anlegen eines elektrischen Feldes, wobei die Vorrichtung eine Schreibelektrode zur punktuellen Polarisierung des ferroelektrischen Materials und eine separate Linienelektrode zur flächenmäßigen Polarisierung der Druckform (6) umfasst, die Schreibelektrode als eine über die ganze Breite der Druckform (6) sich erstreckende, mittels einer Informationssteuereinheit über ihre Länge diskret ansteuerbare Elektrodenleiste (8) angeordnet ist, und die Druckform (6) als strukturierte Gegenelektrode zu der Elektrodenleiste (8) ausgebildet ist, derart dass diskrete, die Struktur bildende Elektroden (7) einzeln oder insgesamt auf ein elektrisches Potential schaltbar sind.
3. Vorrichtung zum bildmäßigen Beschreiben und Löschen einer mit ferroelektrischem Material beschichteten Druckform (9) durch entsprechendes Anlegen eines elektrischen Feldes, wobei die Vorrichtung eine Schreibelektrode zur punktuellen Polarisierung des ferroelektrischen Materials und eine separate Linienelektrode zur flächenmäßigen Polarisierung der Druckform (9) umfasst, die Schreibelektrode als eine über die ganze Breite der Druckform (9) sich erstreckende, mittels einer Informationssteuereinheit über ihre Länge diskret ansteuerbare Elektrodenleiste (13) angeordnet ist, wobei die Elektrodenleiste (13) in einem ionographischen Druckkopf (11) angeordnet ist, der auf die Druckform (9) gerichtet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ionographischen Druckkopf (11) und der Druckform (9) mindestens eine Fokusierungseinrichtung (30) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierende Strahlung (33) ein Elektronenstrahl ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierende Strahlung (33) ein Röntgen- oder Gammastrahl ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierende Strahlung (33) ein UV-Strahl ist.