DE60219807T2

DE60219807T2 - Bereitung von Flexodruckplatten mittels Tintenstrahlaufzeichnung

Info

Publication number: DE60219807T2
Application number: DE60219807T
Authority: DE
Inventors: Bart Verhoest; Bart Verlinden; Eddie Daems; Luc Leenders; Kris Vangeel; Wim Helsen
Original assignee: Agfa Graphics NV
Current assignee: Agfa NV
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: EP1428666B1; EP1428666A1; DE60219807D1; JP2004188983A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flexodruckplatten.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Computer-to-Plate-System (direkte digitale Druckplattenbebilderung) für Flexografie.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Einsatz von Flexodruckplatten in Hochdruck ist allgemein bekannt, insbesondere auf weichen und leicht verformbaren Oberflächen, wie Verpackungsmaterialien, z.B. Karton, Kunststofffolien, Aluminiumfolien usw. Flexodruckplatten können aus fotopolymerisierbaren Zusammensetzungen, wie den in US-P 4 323 637 und US-P 4 427 759 beschriebenen, hergestellt werden. Die fotopolymerisierbaren Zusammensetzungen enthalten in der Regel ein elastomeres Bindemittel, zumindest ein Monomer und einen Fotoinitiator. Strahlungsempfindliche Elemente enthalten in der Regel eine zwischen einen Träger und einen Deckbogen oder ein mehrschichtiges Deckelement eingefügte fotopolymerisierbare Schicht. Bei bildmäßiger Belichtung mit aktinischer Strahlung werden die belichteten Bereiche der fotopolymerisierbaren Schicht polymerisiert und unlöslich gemacht. Durch Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel werden die nicht-belichteten Bereiche der fotopolymerisierbaren Schicht entfernt und verbleibt ein für Flexodruck geeignetes Druckrelief.
Die Herstellung von Flexodruckplatten war bislang ein fotomechanischer Prozess, in dem das auf einem Maskenfilm vorliegende Bild auf eine Druckplatte aufbelichtet wurde. Neuerdings aber sind Systeme zur Herstellung von Flexodruckplatten entwickelt worden, bei denen das Bild direkt aus in einem Rechner gespeicherten Bilddaten erhalten wird.
In EP-A 654 150 wird ein Flexodruckelement mit einer durch IR-Bestrahlung ablativen eingebetteten Schicht sowie ein Verfahren zur Herstellung eine Flexodruckplatte offenbart. Eine opake (lichtundurchlässige), gegenüber Infrarotstrahlung empfindliche Schicht wird bildmäßig entfernt, z.B. durch Belichtung mit einem Halbleiterlaser, wonach eine rückseitige Vorbelichtung der strahlungsempfindlichen Schicht mit Ultraviolettstrahlung und UV-Aufbelichtung, bei der die bildmäßig abgelöste opake Schicht als Maske dient, erfolgen. Die Platte wird dann zu einer druckfertigen Flexodruckplatte entwickelt. Die Deckschicht (schwarze Maske), die Sperrschicht und die unbelichteten Bereiche der strahlungsempfindlichen Schicht werden entfernt.
Die erhaltene Druckplatte kann dann in eine Druckpresse eingespannt oder aber auf eine zügig in eine Druckpresse montierbare Hülse aufgespannt werden. In anderen Systemen, wie Fortlaufmotivdruck, weist die Druckplatte selbst eine zum Drucken des Endlosbildes geeignete zylindrische Form auf.
Dieses Arbeitsverfahren ist aber mit verschiedenen Nachteilen behaftet:

– Dadurch, dass das Druckelement nach einem Beschichtungsverfahren hergestellt wird, weist die erhaltene Deckschicht eine glatte Oberflächenbeschaffenheit auf. Solche Druckelemente ergeben Druckergebnisse mit verhältnismäßig niedrigen Druckfarbendichten in der Mitte von Vollflächen, während die Ränder dieser Vollflächen eine höhere Druckfarbendichte aufweisen. Diese Oberflächenglätte kann zwar durch Anrauen der Druckplattenoberfläche während der Plattenherstellung geändert werden, allerdings aber wird die Platte dann über ihre Gesamtoberfläche die gleiche raue Beschaffenheit aufweisen und kann demzufolge die Oberflächenbeschaffenheit nicht dem Bildinhalt angepasst werden.
– Bei der Herstellung der Platte werden die gleichen Eigenschaften für die ganze Platte erhalten und können die Plattenkennzeichen z.B. nicht einem Druck auf einer aus zwei unterschiedlichen und also eine unterschiedliche Elastizität erfordernden Materialien aufgebauten Empfangsschicht angepasst werden.

1 zeigt einen Nachteil von aus dem aktuellen Stand der Technik bekannten Flexodruckplatten. Die erhaltene Wiedergabe 3 einer Vollfläche 2 auf der Platte 1 wird oft Lichthofeffekte 4 aufweisen, wie auf der Oberseite von 1 aufgezeigt wird. Eine mögliche Ursache dafür liegt darin, dass an den Rändern einer Vollfläche 2 oft eine niedrigere Druckspannung herrscht und dort also die Druckfarbe nicht so kräftig wie in der Mitte der Vollflächen von zwischen der Flexodruckplatte 1 und dem Bedruckmaterial her weggequetscht wird. Kleinere Punkte 5 sind weniger anfällig für solchen Haloeffekt.

– Der Belichtungsart wegen weisen die Ränder der Druckbereiche keine steile Gradation auf, was ebenfalls in 1 veranschaulicht wird. Infolge der Spreitung des Lichts in die strahlungsempfindliche Schicht bilden die Ränder der Druckbereiche eine Neigung mit einem Winkel α. Dieser Winkel α oder die Form der Neigung dieser Ränder lässt sich keineswegs steuern.

Ein weiterer Nachteil ist die lange Gesamtverarbeitungszeit.
Insbesondere die Entwicklungszeit und Trocknungszeit können lange dauern. In EP-A 654 150 werden Trocknungszeiten von bis zu zwei Stunden erwähnt. Die gesamte Plattenherstellungszeit darf bis auf 4 Stunden auflaufen.
Zum Erhalten des Endergebnisses sind komplizierte Schritte gefordert.
Die erhaltene Druckplatte weist über ihre gesamte Oberfläche und Tiefe die gleichen Kennzeichen (Härte, Rauheit) auf. Diese Beschaffenheit kann dann Probleme bereiten, wenn die Einstellungen der Druckpresse zwecks des Erhaltens eines guten Endbildes ohne Haloeffekt und mit guter Wiedergabe kleiner Punkte angepasst werden müssen.
Ein weiterer Nachteil der aus dem aktuellen Stand der Technik bekannten Systeme besteht darin, dass während der Herstellung der Platte die nicht-druckenden Bereiche der Druckplatte in Gegenwart eines Lösungsmittels mittels einer Bürste entfernt werden. Während dieses Bürstens werden kleine Punkte oft bis auf eine nicht-druckbare Höhe abgeschliffen oder völlig weggebürstet. Obgleich Laserbelichter es schon vermögen, Auflösungen bis zu 10 Punkte/mm (250 Punkte pro Zoll) zu drucken, können solche Punkte deshalb nicht gedruckt werden, weil kleine Punkte in den Bereichen mit geringer Dichte beim Bürsten verloren gehen.
Bei Verwendung digitaler Platten mit einer direkt auf der fotopolymerisierbaren Schicht angebrachten Kohlenstoffschicht sind kleine Punkte infolge des Effekts von Sauerstoffverarmung während der Entwicklung der Platte sogar noch anfälliger.
Die Folge ist, dass belichtete Punkte nach ihrer Entwicklung kleiner sind als sie aufbelichtet worden sind und sogar ihre Höhe nicht zureicht, um eine druckbare Fläche zu bilden.
Zur Zeit ist es ebenfalls nicht möglich, diese Schritte auf einem "In-Press-System" durchzuführen.
In EP-A 641 648 wird ein System zur Herstellung einer Flexodruckplatte gemäß einem Tintenstrahldrucksystem beschrieben.
Bei solchem System wird eine fotopolymere Drucktinte auf ein Substrat geschleudert und bildet ein Positivbild oder Negativbild, das anschließend durch UV-Bestrahlung zu einer Positivdruckplatte oder Negativdruckplatte ausgehärtet wird.
Eine Druckplatte wird direkt, also ohne Verarbeitung, erhalten und das System erfordert weder einen Entwicklungsschritt noch eine Nachverarbeitung usw.
Es können Druckplatten mit erwünschter Härte und Stärke hergestellt werden.
Das in EP-A 641 648 beschriebene System beinhaltet aber den Nachteil, dass sich die Eigenschaften des fertigen Endprodukts nicht steuern lassen und also die erhaltene Qualität nicht gewährleistet ist.
Weder die Gesamttopografie der erzeugten Druckplatte noch die Oberflächenbeschaffenheit der Deckschicht lassen sich in diesem System steuern.
Ein weiteres Problem liegt in der Instabilität der Tropfen der polymeren Drucktinte während des Drucks des Bildes, wodurch scharfe Bilder schwer zu erhalten sind. Die Beweglichkeit und also Verformbarkeit der Tropfen verhindert das Erhalten scharfer Kanten.
Dem Problem der Instabilität beim Reproduzieren kleiner Tropfen mittels der Platte wird keine Aufmerksamkeit gewidmet.
Die erzeugte Druckplatte weist über ihre gesamte Oberfläche die gleichen Eigenschaften auf.
Die vorliegende Erfindung verschafft ein System zur Steuerung der Platte während deren Herstellung. In diesem System können verschiedene Eigenschaften der erzeugten Flexodruckplatte während der Herstellung der Platte gesteuert werden. So kann eine Platte mit besseren Eigenschaften erzeugt werden.
KURZE DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Erzielt werden die oben erwähnten günstigen Effekte durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 definierten spezifischen Kennzeichen. Spezifische Kennzeichen bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung und den nachstehenden Figuren ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt einen Querschnitt eines aus dem aktuellen Stand der Technik bekannten Flexodruckplatte sowie des erhaltenen Abdrucks.
2A zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät zur Herstellung von Flexodruckplatten mittels eines X-Y-Tisches.
2B zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät zur Herstellung von Flexodruckplatten mittels eines hin und her fahrenden Druckkopfes (Pendeldruckkopfes).
2C zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät zur Herstellung von Flexodruckplatten gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, in dem ein Tintenstrahltrommeldrucksystem angewandt wird.
3 veranschaulicht das Verhältnis der Anzahl von Tropfen pro Punkt zur Punkthöhe.
4 veranschaulicht das Verhältnis der Intensität der Härtungsstrahlung zur erhaltenen Punkthöhe und zum Formfaktor.
5 zeigt ein Beispiel einer unter Steuerung der Neigung erhältlichen Topografie einer Druckplatte.
6 zeigt Bereiche einer Druckplatte mit unterschiedlicher Schichtstärke und unterschiedlicher Elastizität.
7 veranschaulicht den Aufbau eines Druckplattenprofils mit einer Opferschicht.
8 zeigt eine mögliche Druckplatte mit niedriger Seitenkohäsion dank Einsatz physischer Trennelemente.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Ein mögliches Gerät, in dem nach einem erfindungsgemäßen Verfahren ein X-Y-Tisch zur Herstellung von Flexodruckplatten verwendet wird, wird in 2A gezeigt.
Das Gerät umfasst einen in die Richtungen X und Y steuerbaren X-Y-Tisch 6. Auf Tisch 6 ist eine einen Träger und Zwischenschichten umfassende Druckplatte 7 angeordnet. Oberhalb Tisch 6 befindet sich ein Rahmen 8, der einen ebenfalls in die Z-Richtung steuerbaren Tintenstrahldruckkopf 9 trägt.
Während des Druckprozesses verschiebt sich Tisch 6 in einer Schnellabtastbewegung in die Y-Richtung und in einer langsamen Abtastbewegung in die X-Richtung. Dabei wird auf dem Substrat, das möglicherweise schon eine oder mehrere vorher auf Platte 7 gedruckte Schichten enthält, bildmäßig eine Schicht aufgezeichnet.
Neben und hinter Druckkopf 9 in die Schnellabtastrichtung sind eine Lichtquelle 10, mit deren Strahlung gerade aufgespritzte Tinte ausgehärtet wird, und ein Laserprofilmeter 11 angeordnet. Diese Elemente werden im Nachstehenden erörtert.
Ein alternatives Gerät, mit dem Flexodruckplatten gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, indem ein Schnellabtastdruckkopf 9 hin und her in die Y-Richtung über eine auf einem sich in die X-Richtung bewegenden langsamen Abtasttisch 6 angeordnete Platte 7 fährt, ist in 2B veranschaulicht.
Die Bewegungen in die Richtungen X und Y werden durch zwei gesonderte Verschiebungssysteme gesichert. Druckkopf 9 kann in die Z-Richtung gesteuert werden. Ebenfalls vorgesehen sind eine Lichtquelle 10 und ein Profilmeter.
Ein Gerät, das zur Herstellung von Flexodruckplatten gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Trommelprinzip nutzt, wird in 2C veranschaulicht. Die Trommel 13 kann durch Motor 14 gedreht werden und dabei Platte 7 am Druckkopf 9 vorbei führen. Die Drehung sichert die Schnellabtastbewegung. Druckkopf 9 kann in die X-Richtung an Trommel 13 entlang bewegt werden. Der Abstand zwischen Druckkopf 9 und Trommel 13 kann beigestellt werden und sichert die Bewegung in die Z-Richtung.
An Druckkopf 9 ist Lichtquelle 10 gekuppelt. Oberhalb Trommel 13 ist gesondert Profilmeter 11 angeordnet.
Es kann eine zusätzliche Lichtquelle vorgesehen werden.
In 2c sind ebenfalls gewisse der im Nachstehenden beschriebenen Steuerungsmodule des Registriergeräts veranschaulicht.
Gedruckt wird auf einem geeigneten Substrat mit einem Träger. Beim Trommelsystem kann der Träger auf die Trommel 13 angeordnet werden oder kann aber der Träger ein hülsenförmiger, auf Trommel 13 schiebbarer Träger sein. Mit der druckfertigen Drucktrommel kann dann Fortlaufdruck vorgenommen werden.
Der Vorteil eines Trommelsystems besteht darin, dass die Flexodruckplatte 7 in der geometrischen Form, in der sie letztendlich benutzt wird, hergestellt wird.
Auf einem Tisch hergestellte Platten müssen beim Einspannen in eine Druckpresse verformt werden. Registerhaltiges Einpassen von Hülsen ist weniger schwierig und zwar weil das Bedrucken von Hülsen aus einem festen Bezugspunkt her erfolgt und die während der Einspannung auftretende Spannung gegenüber Systemen mit flachen Flexodruckplatten einfacher zu steuern ist.
Im Nachstehenden werden verschiedene Komponenten des Systems im Einzelnen beschrieben:
DRUCKKOPF
Auf ein Substrat werden nacheinander verschiedene Schichten aufgetragen. Beispielhaft wird eine härtbare Tintenzusammensetzung, die vorzugsweise einen elastomeren Bestandteil enthält, durch einen Tintenstrahldruckkopf 9 auf das Substrat aufgespritzt.
Die Drucktinte hat eine Zusammensetzung, die zügig aufgespritzt werden kann und den aufgespritzten Schichten die erwünschten elastischen oder viskoelastischen Eigenschaften und Biegsamkeitseigenschaften verleiht.
Ein möglicher nutzbarer Tintenstrahldruckkopf 9 weist in der Regel eine Druckauflösung von 720 dpi und eine mehrstufige Fähigkeit auf (d.h. ist zur Erzeugung mehrerer Tropfenvolumen befähigt). Dies bedeutet, dass jeder durch Druckkopf 9 gedruckte Tropfen ein variables, wohl aber steuerbares Volumen hat, z.B. jeder Tropfen ist das Produkt einer Anzahl kleiner Subtropfen mit einem konstanten Volumen von 3 pl (Pikoliter), die zusammenfließen, wenn sie aus der Düse wegfliegen, und dabei einen einzelnen Tropfen bilden.
Der erfindungsgemäße Druckkopf 9 kann 16 Volumenwerte erzeugen, d.h. 0, 3, 6, 9 bis 45 pl. Ein anderer Druckkopf der gleichen Produktfamilie erzeugt Tröpfchen von 7 pl und könnte zur Herstellung der im Nachstehenden beschriebenen rohen Grundstruktur eingesetzt werden.
Sogar binäre Köpfe, die nur Tropfen von 80 pl zu erzeugen vermögen, können zur Herstellung der keine Bildinformation tragenden Grundstruktur der Druckplatte eingesetzt werden.
TRÄGER UND ZWISCHENSCHICHTEN
Druckplatte 7 enthält in der Regel einen Träger, der z.B. der folgenden Typen sein kann:

– eine PET-Folie
– eine Stahlplatte
– eine Aluminiumfolie
– eine PP-Folie oder ein sonstiger Folientyp.

Wenngleich sonstige Träger ebenfalls in Frage kommen, bleibt das Hauptziel des Trägers allerdings, der Platte eine hinreichende oder erwünschte Steifigkeit zu verleihen, und kommt also der Zusammensetzung weniger Bedeutung zu.
Auf den Träger werden bevorzugt Zwischenschichten angebracht, die das Substrat bedruckbar machen.
Ein möglicher Typ einer Schichtfunktion ist eine elastische Schicht, die auf den Träger angebracht wird und als Grundierschicht für die Flexodruckplatte dient.
Die elastische Schicht kann ebenfalls eine viskoelastische Schicht sein und kann durch eine ein Elastomer enthaltende Schicht gebildet werden, obgleich noch andere Typen elastischer Schichten dafür in Frage kommen.
Schaumschichten mit einer Zellstruktur, vorzugsweise einer offenen Zellstruktur, können eine gute Grundierschicht bilden. Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines thermoplastischen Elastomers. Wichtig dabei ist nur, dass die angemessenen Parameter Elastizität und Biegsamkeit erhalten werden.
Diese Schicht erlaubt die Steuerung der Gesamtstarke und Gesamtelastizität der Druckplatte, was verschiedene Vorteile mit sich bringt:

– die Schicht kann eine gute Grundierschicht bilden, die hinsichtlich der Fähigkeit, die aufgespritzten Tropfen vor und nach deren Aushärtung anzuziehen und zurückzuhalten, mit vorteilhaften Eigenschaften aufwartet.
– infolge der Stärke der Grundierschicht muss weniger Material aufgeschleudert und kann somit die Plattenherstellungszeit in merklichem Maße verkürzt werden, denn es sind nur die bildmäßigen Schichten, und eventuell eine dünne Grundierschicht, aufzuspritzen. Es kann also eine bessere Platte erhalten werden, während weniger Schichten auf das Substrat gedruckt werden.
– Dadurch, dass die Grundierschicht eine gute Elastizität und Biegsamkeit vereinen kann, kann die Menge elastischer Tintenzusammensetzungen verringert werden. Dadurch können bessere Eigenschaften in Bezug auf Aufspritzbarkeit oder Härtung erhalten werden. Tinte mit niedrigerem prozentualem Gehalt an z.B. elastomerer Komponente lassen sich zügiger aufspritzen.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass aufgrund der härteren Deckschicht die kleinen Punkte während des Druckens stabiler sind und dank der besseren Verschleißfestigkeit die Anzahl der mit der Druckplatte erhältlichen Abdrucke gesteigert wird.
Gewisse der offenen Polyurethan-Zellstrukturen sind aber mit Problemen in Bezug auf folgende Kennzeichen behaftet:

– chemische Vereinbarkeit mit den auf der Druckmaschine verwendeten Chemikalien (Flexodrucktinten).
– chemische Vereinbarkeit mit gewissen Typen von zur Herstellung der Platten verwendeten UV-härtenden Drucktinten.

Eine chemische Unvereinbarkeit kann unerwünschtes Quellen von Schichten und demzufolge Zerstörung der Plattenstruktur verursachen oder zumindest zu schlechteren Druckergebnissen führen.

– ein weiteres Problem ist die Tatsache, dass die bei der Herstellung der Platte zuerst aufgespritzte viskoelastische Flüssigschicht in die offene Zellstruktur sinkt. Dieses Einsinken beeinträchtigt den Aufbau der Reliefhöhe.

Deswegen überzieht man diese Grundierschichten vorzugsweise mit einer dünnen (z.B. 5 μm dünnen) undurchlässigen viskoelastischen Zwischenschicht, die ebenfalls mit erwünschten Eigenschaften bezüglich chemischer Vereinbarkeit aufwartet. Diese Schicht kann z.B. durch Beschichtung, Auflaminieren, Verkleben usw. auf die Grundierschicht aufgetragen oder aber auf die Grundierschicht aufgespritzt werden.
Die aufgespritzten härtbaren Tintenzusammensetzungen können in der Regel folgende Bestandteile enthalten:

– Monomer/Oligomer-Komponente, z.B. Pentaerythrittriacrylat, Isobornylacrylat und Triethylenglycoldivinylether,
– Fotoinitiatorkomponente, z.B. Genocure DEAP (Rahn) und Irgacure 819 (Ciba-Geigy),
– Hemmstoffkomponente, 2-Methylhydrochinon,
– Weichmacherkomponente, z.B. Sant5icizer 278 (Monsanto),
– elastomere Bindemittel, z.B. Cariflex TR226 und Hycar1022 (Goodrich).

Das elastomere Bindemittel kann monokomponentig sein oder aber ein Gemisch aus mehreren Komponenten enthalten.
Die Auswahl der Komponente oder des Komponentengemisches richtet sich nach den erwünschten Eigenschaften.
Die Tintenzusammensetzung muss nicht unbedingt härtbar sein. Die wichtigste Eigenschaft besteht darin, dass die Tropfen fixiert (immobilisiert) werden können, ehe sie dazu neigen, auszulaufen. Dieses Fixieren sorgt dafür, dass höhere, härtere (steifere) Strukturen erhalten werden, die sodann die Druckplatte bilden.
BILDUNG DER SCHICHTEN
Je nach Oberflächeneigenschaften des Substrats oder der vorher aufgespritzten und gehärteten Tinte der unterliegenden Schichten wird das Aufspritzvolumen des Tropfens einen vorgegebenen Bereich des Substrats oder der unterliegenden Tintenschicht bedecken.
Das Verhältnis zwischen dem Punktdurchmesser und dem Tropfendurchmesser wird als Formfaktor bezeichnet.
Je nach Härtungsmethode und Viskosität (und Temperatur des Substrats) bildet ein 3 pl-Tropfen (Stufe 1 im mehrstufigen Volumensystem) einen Punkt mit einem Durchmesser von etwa 30 μm und einer Höhe von weniger als 4 μm.
Vorzugsweise liegt das Tropfenvolumen zwischen 3 pl und 100 pl.
3 zeigt das Verhältnis zwischen der Anzahl von Tropfen pro Punkt, die dem Steuersignal, mit dem der Wandler beaufschlagt wird, entspricht, und der Punkthöhe. Die Bildung von Punkten erfolgt hauptsächlich dadurch, dass mehrere Tropfen aus den Düsen geschossen werden, wegfliegen und in ihrem Flug zusammenfließen, um einen größeren Tropfen zu bilden.
Daneben ist auch die Punktpositionierung sehr wichtig zum Erhalten kleiner, feiner Strukturen, wie zum Beispiel zum Drucken eines 3%igen Punktes auf einem 150 lpi-Drucker.
Eine Punktpositionsgenauigkeit von 3 μm ist erzielbar.
Der Druckkopf kann jede erwünschte Stelle auf dem Substrat bedrucken.
Die Steuerung des Tintenstrahldruckprozesses erfolgt über eine Recheneinheit, die den Druckkopf und die die Tropfen erzeugenden Wandler steuert.
Die Tropfen werden dem erwünschten, auf der Druckplatte zu erzeugenden Muster entsprechend aufgespritzt und bilden eine Schicht. Auf diese Schicht wird nachträglich eine zweite Schicht aufgetragen.
FIXIERSCHRIT
Gerade nach dem Aufspritzen der Tropfen durch den Tintenstrahldruckkopf werden sie z.B. mit Härtungsstrahlung bestrahlt, wodurch sie fixiert werden und Auslaufen der Tropfen und somit der Erhalt eines Bildes niedriger Qualität verhütet wird. Das Fixieren erfolgt vor dem Auftrag der nächsten Schicht auf die gerade angebrachte Schicht.
Für diesen zweiten Schritt wird ein Härtungssystem, das zumindest eine Härtungsquelle für die Bestrahlung der gerade aufgespritzten Tropfen mit der Härtungsstrahlung umfasst, herangezogen. Die Härtung kann eine Kontinuhärtung sein, andere mögliche Härtungen kommen aber ebenfalls in Frage.
Durch Steuerung der folgenden Härtungsparameter kann die Recheneinheit die Eigenschaften des erhaltenen Materials variieren lassen:

– Zwischenzeit zwischen dem Aufspritzen der Tintentropfen und deren Härtung. Ist ein Tropfen einmal auf das Substrat aufgetroffen, wird er sofort am Substrat anhaften. Infolge der Geschwindigkeit des Tropfens und der Oberflächenspannung der Flüssigkeit wird die Form des Tropfens nicht sofort stabil sein. Nur nach einiger Zeit wird der Tropfen eine konstante Form aufweisen. Je nach Eigenschaften des Substrats kann der Fall eintreten, dass der Tropfen später (zum Teil) durch das Substrat absorbiert wird. Ähnlicherweise trifft diese Tropfenbildung ebenfalls beim Aufspritzen eines Tropfens auf eine gehärtete Tintenstruktur zu. Zum Erhalten eines gesteuerten Reliefbildes muss die Fixierung der Tropfen ziemlich schnell erfolgen. Die Zeit zwischen dem Aufspritzen und der Fixierung muss weniger als 10 s betragen. Bevorzugt wird eine Fixierung (Härtung) in einem Zeitintervall von weniger als 1 s.
– Intensität der Bestrahlung mit Härtungsstrahlung. Es ist klar, dass die Intensität und der Typ der Härtungsstrahlung die Härtungszeit mitbestimmen.

Die Zeit zwischen dem Aufspritzen der Tinte und der Härtung ist deshalb besonders wichtig, weil der Tropfen nach seiner Absetzung auf das Substrat die Neigung hat, auszulaufen. Eine schnelle Fixierung wird z.B. erzielt, indem man die Strahlungshärtungsquelle gerade hinter dem Druckkopf anordnet. Dazu kann die Strahlungsquelle seitlich des Druckkopfes befestigt werden und somit gerade aufspritzte Tropfen sofort fixieren. Dieser Prozess wird als „Inline-Härtung" bezeichnet. In einem kombinierten Schritt sind die Stufen des Aufspritzens und Fixierens engstens miteinander verflochten und erfolgen gleichzeitig.
STRAHLUNGSINTENSITÄT
Eine weitere wichtige Folge des Härtungsprozesses ist die Tatsache, dass die auf die Platte aufgespritzten Tropfen je nach Intensität der Strahlungshärtung eine unterschiedliche Form aufweisen werden. Die Strahlungsintensität beeinflusst die Fixierungszeit. Dies wird in den 4a bis 4c veranschaulicht.
4a zeigt eine UV-Lampe 15, mit deren Strahl 16 aufgespritzte Punkte gehärtet werden. Die Strahlbreite ist genügend groß, um die Länge der Düsenmatrix zu bedecken und also alle aufgespritzten Tropfen mit dem UV-Strahl zu härten.
4b veranschaulicht das Intensitätsprofil des UV-Strahls. Die Intensitätskurve hat die Form einer Gauß-Kurve.
4C veranschaulicht den Effekt auf die aufgespritzten Punkte. Die Mittelpunkte 17, die mit hochenergetischer Strahlung bestrahlt werden, werden schnell fixiert und bilden hochscharfe Punkte. Die Seitenpunkte 18 dagegen werden langsamer fixiert, laufen mehr aus und bilden niedrigere und breitere Punkte.
Die Lampenleistung liegt vorzugsweise zwischen 10 Watt und 200 Watt.
WELLENLÄNGE DER HÄRTUNGSSTRAHLUNG
Langwellige Strahlung (z.B. UV-A) hat die Neigung, tiefer in das Material hineinzudringen und ist besser geeignet für die Endhärtung eines fertigen Materials, kurzwellige Strahlung (z.B. UV-C) dagegen dringt weniger tief in das Material hinein und ist geeignet, um einen Tropfen nur mit einer gehärteten Außenschicht zu versehen (Hauthärtung).
Durch Änderung der Härtungsparameter können die erhaltenen Eigenschaften des online gehärteten Materials gesteuert werden.
Vorzugsweise werden die Tropfen nicht völlig gehärtet und zwar um eine gute Kohäsion zwischen den aufgespritzten Tropfen der durch den Tintenstrahldruckkopf nacheinander aufgespritzten Schichten zu erhalten.
Es kommen verschiedene Typen von UV-Härtungslampen in Frage. Die elementare Quecksilberlampe, als H bezeichnet, weist sowohl eine breite Energieverteilung als eine starke Emission im kurzwelligen Bereich auf und ist dadurch besonders nutzbar zur Härtung klarer Beschichtungen und dünner Tintenschichten. Die D-Lampe weist eine starke Emission im längerwelligen Bereich auf und ist dadurch mehr geeignet für die Härtung dickerer Beschichtungen und Tintenschichtverbände. Die D-Lampe sollte ebenfalls eine bessere Durchlässigkeit von UV-Licht durch Kunststoffmaterialien ermöglichen. Die D-Lampe kann zum Erhalten einer guten Härtungstiefe genutzt werden.
Bei Verwendung hochenergetischer Strahlungsquellen kann die Härtungsdosis im Allgemeinen verringert werden.
Daneben kann eine hervorragende Härtung durch Kombinationen von UV-Quellen erhalten werden. Längerwellige Quellen (eisen- oder galliumdotierte Quellen) sichern dank der besseren Durchdringung des Lichts durch die pigmentierte Tintenschicht eine bessere Durchhärtung. Wird diese langwellige Bestrahlung mit einer breitbandigeren Bestrahlung einer typischen Mitteldrucklampe (die eine ausgezeichnete Oberflächenhärtung sichert) kombiniert, kann die Gesamtstrahlendosis verringert und die Zeilengeschwindigkeit gesteigert werden. Zum Bestimmen optimaler Härtungsbedingungen braucht man spezifische Versuche durchzuführen.
Bei Verwendung einer eisendotierten Quecksilberdampf-Mitteldrucklampe ("D"-Lampe/Spektrum) liegt die zur Härtung einer 8 bis 15 μm starken Schicht erforderliche Strahlendosis in der Regel zwischen etwa 300 und 700 mJ/cm².
Durch Steuerung der Härtungsparameter können gewisse Effekte erhalten werden.

– durch Verwendung einer Strahlungshärtungsfrequenz mit beschränktem Durchdringungsvermögen werden die Tropfen nur an ihrer Außenseite getrocknet, wodurch eine Hauthärtung erhalten wird. Hauthärtung wird zum Fixieren der geraden aufgespritzten Tropfen angewandt und kann mit sehr niedriger Strahlungsintensität oder einer sehr kleinen Lichtquelle, die man wahlweise parallel mit den Druckköpfen hin und her bewegen lassen kann, vorgenommen werden.
– durch Änderung der Intensität und Dauer der Strahlungshärtung kann der Härtungsgrad der strahlungsempfindlichen Zusammensetzung gesteuert und somit die Härte variiert werden.

Grundgedanke dabei ist, dass bei einer partiellen Tiefehärtung weniger Monomere vernetzt werden und eine höhere Elastizität innerhalb eines vorgegebenen Bereichs erhalten wird. Dies spielt ebenfalls eine wichtige Rolle beim Erzielen einer hinreichenden Kohäsion zwischen aufeinander aufgespritzten Schichten.
Ein weiterer, zu berücksichtigender Faktor ist die Ausrichtung des Lichtbündels der Härtungsstrahlung. Aufgespritzte Flüssigkeiten oder Substrate können ja die Härtungsstrahlung (UV-Strahlung, ...) streuen. Ein Auftreffen von Streustrahlung auf die Düsenplatte des Tintenstrahldruckkopfes verursacht oft Verstopfung der Düsen. Aus diesem Grund wird das Lichtbündel der Härtungsstrahlung vorzugsweise vom Druckkopf entfernt gehalten und in eine vom Druckkopf weg verlaufende Richtung ausgerichtet.
TEMPERATURSTEUERUNG
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Betriebstemperatur des Systems.
Vorzugsweise wird die Drucktinte auf eine Temperatur über Zimmertemperatur erwärmt, um sie besser aufspritzbar zu machen. Insbesondere bei Verwendung thermoplastischer Materialien in der Drucktinte ist es von Vorteil, die Drucktinte zu erhitzen, um eine niedrigere Viskosität zu erhalten.
Ein weiteres bevorzugtes Kennzeichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Substrat, d.h. der Träger und die Zwischenschichten, einschließlich vorher aufgespritzter und fixierter Schichten, vor und/oder während der Bebilderung abgekühlt wird. Die niedrigere Temperatur des Substrats, auf das die Tropfen aufgespritzt werden, trägt dazu bei, dass die Tropfen durch Abkühlung zeitweilig fixiert werden und so vermieden wird, dass sie weiter auslaufen würden, ehe sie im Fixierschritt durch z.B. Strahlungshärtung fixiert werden. Das Substrat wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 5°C und 25°C abgekühlt.
Im Kontext des Temperaturfaktors ist es wünschenswert, die Strahlungshärtung, z.B. Ultraviolettstrahlung, mit einer UV-Kaltlichtquelle vorzunehmen. Dies bedeutet, dass durch die UV-Quelle, in der Regel einen Hochtemperaturstrahler, erzeugte Wellenlängen außerhalb des UV-Spektrums, insbesondere Infrarotstrahlung (IR-Strahlung), herausgefiltert werden, um sicherzustellen, dass sie die zu bebildernde Oberfläche nicht erreichen und das Substrat nicht erwärmen.
Das Herausfiltern kann mittels geeigneter optischer Filter, die IR-Strahlung im Auflichtmodus oder Durchlichtmodus absorbieren, erfolgen.
AUFBAU EINER MEHRSCHICHTIGEN STRUKTUR
Die Bebilderung erfolgt schichtweise, wobei die Flexodruckplatte allmählich aufgebaut wird. Der Abstand zwischen dem Druckkopf und der Platte kann ebenfalls gesteuert werden. Dadurch, dass die genaue Positionierung des Tropfens je nach Abstand zwischen der Tintenstrahldüsenplatte und dem Empfangselement variieren kann, muss zum Sicherstellen einer zuverlässigen Positionierung der Tropfen der korrekte Abstand konstant eingehalten werden.
Einer inkorrekten Positionierung kann eine abweichende Schleuderrichtung gewisser Düsen zugrunde liegen.
Ein weiteres wichtiges Kennzeichen besteht darin, dass die Positionierung eines Tropfens in einem Abtasttintenstrahldrucksystem in weitgehendem Maße von der Flugzeit eines Tropfens bis zum Auftreffen auf die zu bebildernde Oberfläche abhängt, d.h. von der Zeit zwischen dem Abschießen des Tröpfchens und dem Moment, wo das Tröpfchen auf die Empfangsoberfläche auftrifft.
Ursache dafür ist, dass sich das Tröpfchen nicht nur zum Empfangselement bewegt, sondern sich ebenfalls bei einer gewissen Geschwindigkeit quer über das Empfangselement hinweg bewegt.
Zum registerhaltigen Auftrag der nacheinander auf ein Empfangselement angebrachten Schichten kommen verschiedene Methoden in Frage:

– der Abstand zur zu bebildernden Oberfläche ist konstant zu halten. Dazu kann entweder der Druckkopf, wie in 2A und 2B veranschaulicht wird, oder aber der Tisch auf und ab bewegt werden. Ein nicht-konstanter Abstand verkürzt die Flugzeit der Tröpfchen, wodurch normale Tröpfchen schneller auf das Empfangselement auftreffen werden. Dies würde Bildverformung mit sich bringen. Zum Vermeiden von Bildverformung kommen bestimmte Gegenmaßnahmen in Frage:
– Anpassen der Bilddaten,
– Verzögern der Abfeuerungsimpulse, was darauf hinauskommt, dass die Position des Druckkopfes über die Platte angepasst wird. Die Auswahl an möglichen Abständen unterliegt gewissen Beschränkungen und zwar weil bei gewissen mehrstufigen Systemen mehrere kleine, in ihrem Flug zusammenfließende Tröpfchen abgeschleudert werden.

Beim Auftrag einer Grundierschicht auf dem Träger durch Tintenstrahldruck kann der Abstand des Druckkopfes zum Empfangselement auf einem festen Wert gehalten werden, wodurch eine niedrigere Genauigkeit erhalten wird.
Ein normaler Bebilderungsabstand beträgt etwa 1 mm.
Die Druckplattenstruktur wird stufenweise Schicht nach Schicht aufgebaut. Zunächst werden die Bodenschichten der Platte aufgezeichnet, wonach bei jedem Auftrag der weiteren zu druckenden Schichten der Abstand des Druckkopfes unter Berücksichtigung der Stärke der vorher aufgezeichneten Schichten korrigiert wird.
Zum Erhalten unterschiedlicher Plattenstrukturen ist es aber möglich, zunächst unter Verwendung eines ersten Tintentyps eine partielle Bodenschicht aufzuzeichnen und anschließend diese erste Schicht mit einer kontinuierlichen Schicht zu überdrucken. Während der Aufzeichnung der kontinuierlichen Schicht auf die bildmäßige Schicht ist der Abstand des Druckkopfes dynamisch zu steuern, um einen korrekten Abstand über den Bereichen, die Schichten aus der zuerst gedruckten Tinte enthalten, und den nicht mit der ersten Tinte bedruckten Bereichen aufrechtzuerhalten.
MESSUNG UND KORREKTURSCHALTUNG
Ein weiteres Kennzeichen der vorliegenden Erfindung betrifft die Steuerung der Topografie der gedruckten Schichten. Dabei kann es sich um die Gesamttopografie in Bezug auf den Bildinhalt oder aber um mikrotopografische Elemente, wie die Oberflächenbeschaffenheit der gedruckten Schichten oder des fertigen Produkts, handeln. Zum Steuern der korrekten topografischen Eigenschaften des erhaltenen Produkts kann das Druckbild z.B. mittels eines Laserprofilmeters überprüft werden.
Die Messungen können nur in der Endphase oder aber in regelmäßigen Intervallen, wobei Fehler in der Druckplatte während des schichtweisen Aufbaus der Platte nachgewiesen werden können, vorgenommen werden.
Die mikrotopografischen Werte können mittels handelsüblicher Messsysteme gemessen werden.
Diese Information kann durch direktes Messen der Höhe der schon aufgetragenen Schichten oder aber durch Messung der Schichtstärke erfasst werden. Ein mögliches Messsystem ist von Dr. Gerd Jakob JURCA, Optoelektronik GmbH, in "Koaxiale interferometrische Schichtendickenmessung", Photonik 9/2000, beschrieben. Das System hat mit Messbereichen bis zu 300 μm bei einer Auflösung von 10 nm gearbeitet und sogar Details innerhalb eines Bereiches von 0,1 mm × 0,1 mm konnten aufgezeichnet werden.
Weitere Systeme weisen einen Messbereich von 500 μm bei einer Auflösung von mehr als 0,01% und einem Lichtstrahldurchmesser von 1 μm auf.
Messsysteme basieren normalerweise auf einem kontaktlosen Messprozess, in dem die Stärke oder der Abstand auf Basis der nachgewiesenen Reflexion von (Laser)licht auf Grenzflächen der Schicht berechnet werden. Bekannte bestehende Systeme können angepasst oder es kann ein neues System entwickelt werden, mit dem in schneller und zuverlässiger Art und Weise bei der geforderten Auflösung und Geschwindigkeit die Höhe der aufgespritzten Schichten über die ganze Oberfläche der Platte gemessen werden kann.
Der Profilmeter 11 kann gemeinsam mit dem Druckkopf auf dem gleichen, sich hin und her bewegenden Schlitten angeordnet werden, wie veranschaulicht in 2a und 2b. Der Profilmeter 11 kann allerdings ebenfalls gesondert angebracht werden, wie veranschaulicht in 2c.
Die Messdaten werden dann zum Registriergerät, wo das Plattenprofil mit dem für die Druckplatte erwünschten Profil verglichen wird, zurückgeführt.
Aus dem für alle gemessenen Positionen bestimmten Unterschied auf der Druckplatte lässt sich herleiten, wie viel zusätzliche Schichten noch auf die jeweilige Messstelle aufzuspritzen sind.
Die Messungen können während des Aufspritzens auf die Platte oder aber zwischen den verschiedenen Druckschritten vorgenommen werden. Die Häufigkeit der Messschritte ist beliebig. Vorzugsweise sind während der letzten Stufen der Plattenbebilderung mehr Messungen vorzunehmen, um das erwünschte Profil zu erhalten.
Dieses System umfasst verschiedene zusätzliche Kennzeichen, die mit aus dem aktuellen Stand der Technik bekannten Systemen nicht möglich sind.

– die Höhe der verschiedenen Komponenten der Druckplatte kann präzise gesteuert und angepasst werden. Dieses Kennzeichen kann mögliche Vorteile erbringen.
– kleinen Punkten, die während des Druckens oft verloren gehen, kann, bezogen auf die gedruckten Vollflächen, eine zusätzliche Höhe verliehen werden, wodurch sichergestellt wird, dass die Punkte tatsächlich gedruckt werden und sich beim Drucken nicht vorzeitig verschleißen.
– da der Profilmeter Bereiche bis 1 μm zu messen vermag, kann die Oberflächenrauheit ermittelt werden. Fällt die gemessene Oberflächenrauheit außerhalb des erwünschten Bereichs, kann diese abweichende Rauheit durch zusätzliches Aufspritzen kleiner Tropfen auf die Deckschicht korrigiert werden.

Dieses Prinzip wird auch in 2c veranschaulicht. Der Profilmeter 11 misst die Höhe jeder Stelle auf der Druckplatte 7. Vorzugsweise werden diese Messdaten dann zum Registriergerät, wo die Messwerte mit den aus der Bildeingabevorrichtung eingespeisten Zielwerten für die Druckplatten verglichen werden, zurückgeführt. Das Registriergerät kann dann weitere Daten für das Tintenstrahldrucksystem erzeugen, mit denen sodann die Druckplatte (d.h. das Muster und die Höhe der Platte) korrigiert wird, indem aufeinander folgende Korrekturschichten aufgetragen werden, bis das erwünschte Profile erhalten wird.
Die Topografie einer erzeugten Platte 7 kann präzise gesteuert und angepasst werden.
Dank der mehrstufigen Fähigkeit des Drucksystems (d.h. der Fähigkeit des Systems, mehrere Tropfenvolumen zu erzeugen) kann mit großen Tropfen schnell ein dem erwünschten Endprofil nahe liegendes Profil erhalten werden, wonach mit kleinen Tropfen die Höhe und Rauheit der Plattenelemente sowie die Oberflächenrauheit sehr präzise angepasst werden.
Es kann ebenfalls ein binärer Druckkopf, mit dem 80 pl-Tropfen aufgespritzt werden und also schnell ein dem erwünschten Profil nahe liegendes Profil erhalten wird, verwendet werden, wonach der Drucker auf einen anderen Druckkopf, mit dem die erwünschten Details aufgezeichnet werden, umgestellt wird.
Durch Verwendung des Tintenstrahldruckverfahrens sowie des Laserprofilmeters kann ebenfalls der Winkel α der Neigungen, die die Ränder um die Druckbereiche herum bilden, präzise gesteuert werden. Wie sich aus 5 ergibt, lässt sich die Plattentopografie durch schichtweises Aufbauen der Platte gut steuern. Die Neigungen um einen Druckbereich herum beeinflussen teilweise die Eigenschaften des Druckbereichs, insbesondere beim Drucken kleiner Punkte. Zum Erhalten scharfer Punkte können also die Neigungen um einen kleinen Punkt herum nichtlinear gemacht werden, um den Punkt beim Drucken physisch genügend zu unterstützen. Neigungen um Vollflächen herum können kontinuierlich sein oder aber steiler gemacht werden.
Jeder Winkel α jedes Punktes oder jeder Vollfläche kann durch die Drucksoftware, mit der man sogar den Winkel α gegenüberliegender Seiten eines Punktes oder einer Vollfläche variieren lassen kann, gesteuert werden.
In 5 verursacht der vertikale Querschnitt mit einer Höhe d weniger, durch Anhaftung von Tinte an der Seite der Punkte verursachte Bildverschmutzung, während der geneigte Teil den Punkt beim Drucken unterstützt. Neigungskennzeichen können durch den Elastizitätsmodul und das Trägheitsmoment des Materials, die die Formbeständigkeit des Materials bestimmen, bestimmt werden.
In 1 dagegen ist der feste Neigungswinkel von aus dem aktuellen Stand der Technik bekannten fotomechanischen Druckplatten dargestellt.
UNTERSCHIEDLICHE EIGENSCHAFTEN
Zum Erhalten einer besseren Flexodruckplatte wird vorzugsweise die Elastizität von Bereichen oder Schichten der Druckplatte variiert, was den Weg zum Erzielen verschiedener worteiliger Kennzeichen eröffnet. Mögliche Kennzeichen, von denen gewisse in 6 dargestellt werden, sind:

– zum Verhüten von Verschleiß der Druckplatte während des Druckens kann der in Kontakt mit dem bedruckten Substrat kommenden Deckschicht 19 der Druckplatte 7 eine höhere Härte (niedrigere Elastizität) verliehen werden, während die unterliegenden Bereiche 20 dagegen eine hohe Elastizität und Biegsamkeit aufweisen.
– gewisse Schichten in der Platte können weniger elastisch gemacht werden, um der Platte seitliche Kohäsion zu verleihen.
– Bereiche, die kleine Punkte enthalten, können härter (weniger elastisch) gemacht werden, um einen guten Kontakt mit dem bedruckten Material zu gewährleisten, während Bereiche, die Vollflächen enthalten, elastischer sein können. Nicht nur die Kennzeichen der oben liegenden Schichten können gesteuert werden, sondern ebenfalls die Eigenschaften unterschiedlicher Bereiche der Platte. Dazu können z.B. nicht-überlappende bildmäßige Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften angebracht werden, wodurch z.B. zwei Nachbarschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften erhalten werden. Vorzugsweise sind die positionsabhängigen Eigenschaften automatisch an den Bildinhalt gekoppelt.
– durch Variieren der Schichtstärken, wie es in 6 veranschaulicht wird, können unterschiedlichen Bereichen der Platte unterschiedliche Kennzeichen verliehen werden. Kleine Punkte werden mit einer Deckschicht mit einer Stärke T2 versehen, während Vollflächen mit einer Deckschicht 19 mit einer niedrigeren Stärke T1 versehen werden.

Dieser Unterschied in Elastizität kann in verschiedener Art und Weise erhalten werden. Durch Verwendung fotopolymerer Tinten mit unterschiedlichen Eigenschaften, z.B. durch Einsatz unterschiedlicher Bindemitteltypen, können die endgültige Verschleißfestigkeit und Elastizität gewisser Bereiche oder Schichten gesteuert werden.
Auch durch Variieren der zum Aushärten der verschiedenen Schichten genutzten Härtung können den Schichten unterschiedliche Kennzeichen verliehen werden. Wie schon oben erwähnt, kann dazu die Härtungswellenlänge (UV-Spektrum), die Härtungszeit, die Strahlungsintensität, der Zeitraum zwischen dem Auftrag der Schicht und der Härtung usw. variiert werden.
Die Elastizitäts- oder Härteeigenschaften können ebenfalls durch Ändern der Innenstruktur der aufgezeichneten Schichten variiert werden.
Eine Schicht, die durch übereinander Aufspritzen von nur kleinen Tröpfchen aufgebaut wird, weist ganz andere Kennzeichen auf als eine Schicht, die durch übereinander Aufspritzen von nur großen Tropfen oder eines Gemisches aus kleinen und großen Tropfen hergestellt wird. Ebenfalls möglich ist die Anwendung von Methoden, bei denen die Tropfen gemäß einem vorgegebenen Muster und mit vorgegebener Tropfengröße aufgespritzt werden und eine Struktur mit vorgegebener Porosität erhalten wird.
Die erhaltene Struktur ist das Ergebnis des Druckverfahrens, der Tropfenpositionierung, der verwendeten Drucktintentypen und der Härtungsparameter.
Es ist eindeutig vorteilhaft, dass je nach Bildinhalt nicht nur übereinander aufgetragene Schichten, sondern ebenfalls benachbarte Bereiche der Platte mit unterschiedlichen Eigenschaften versehen werden können.
OPFERSCHICHTEN
Bei einem Spezialtyp von Struktur verwendet man zumindest eine Tinte, mit der die endgültige Platte hergestellt wird, und zumindest eine Tinte, die als zeitweiliger Füller dient und mit anderen plattenbildenden Schichten beschichtet werden kann. Der zeitweilige Füller bildet eine Opferschicht 21, die es erlaubt, Strukturen zu erzeugen, die sonst bei Verwendung einer einzelnen Tinte nicht möglich wären.
Ein Beispiel für eine mögliche Kombination wird in 7 gezeigt. Die Füllsubstanz der Opferschicht 21 kann nachträglich gemäß einem angemessenen Verfahren, z.B. durch Schmelzen, Auflösen usw., entfernt werden. Dieses Verfahren kann zur Bildung spezieller Hohlräume im fertigen Produkt, wodurch die Platteneigenschaften geändert werden, angewandt werden. In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann der zeitweilige Füller zum Unterstützen kleiner Punkte während der Herstellung der Platte genutzt und somit Auslaufen der geraden aufgespritzten Tropfen oder Zusammenklappen der aufgespritzten Strukturen vor der Endhärtung verhütet werden. Nach der Endhärtung sind die kleinen Punkte stabiler und kann sodann der Füllstoff entfernt werden.
DECKSCHICHTEN UND DECKBESCHICHTUNGEN
In weiteren Ausführungsformen können noch andere Kennzeichen gesteuert werden. Zum Verbessern des Tintenanziehungsvermögens der Deckschicht kann eine der Deckschicht oleophile Eigenschaften verleihende Zusammensetzung aufgespritzt werden.
Es können noch weitere Schichten mit erwünschten Eigenschaften aufgetragen werden.
Selbstverständlich können die Bildbereiche oder kann sogar die Gesamtoberfläche der Platte ferner noch gemäß einem beliebigen Beschichtungsverfahren mit einer zusätzlichen Schicht beschichtet werden.
Andere Verfahren, wie Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren, vollflächiges Aufsprühen usw., erlauben es, eine Verschiedenheit anderer Typen von Beschichtungen aufzutragen und andere Kennzeichen zu erhalten als bei der bloßen Anwendung der Aufspritztechnik möglich ist.
Eine weitere Möglichkeit ist die vollflächige Beschichtung der Druckplatte mit einer oleophoben Schicht. Nachträglich wird die oleophobe Schicht von der Deckschicht abgekratzt und kommen die ursprünglichen aufgespritzten Schichten wieder freizuliegen. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist eine farbabstoßende Druckplatte mit einer farbanziehenden bildmäßigen Deckschicht. Eine solche Struktur ist weniger anfällig gegenüber Verschmieren, d.h. der Spreitung von Drucktinte über Bereiche der Platte und/oder des Substrats, die tintenfrei bleiben müssen.
ENDHÄRTUNG
In der Regel wird eine fertige Druckplatte noch einer Endhärtungsstufe unterzogen, durch die die Stabilität der Platteneigenschaften sichergestellt wird. Im Falle einer partiellen Aushärtung werden sich die Platteneigenschaften infolge der schrittweisen Art solcher Härtung normalerweise allmählich ändern. Dieses Nachlassen der Eigenschaften wird in der Regel durch die Endhärtung verhütet. Bevorzugt wird eine Härtung mit langwelliger Strahlung (z.B. UVA-Strahlung) und zwar weil solche Strahlung tiefer in die aufgespritzte Schicht hineindringt. Für solche Aushärtung eignet sich eine gesonderte, in 2C veranschaulichte Endhärtungsstrahlungsquelle 22.
Allerdings ist es manchmal wünschenswert, keine Endhärtung vorzunehmen, wobei man sich zum Beispiel nach dem eingestellten Härtungsgrad zwischen den Aufspritzstufen richtet.
BEISPIEL 1
Eine PET-Schicht mit einer Stärke von 200 μm wird mit einer 1,2 mm starken Schicht aus Santoprene^TM B100 zur Bildung einer elastischen, biegsamen Grundierschicht beschichtet.
Auf die Santoprene^TM-Schicht werden mittels eines Tintenstrahldruckkopfes 9 bei einer Auflösung von 720 dpi mit 3 pl-Tropfen Tintenschichten aufgespritzt.
Als Tinte verwendet man die UV-härtende Tinte Crystal UFE 7577^TM von Sun Chemicals, die mit verbesserter Elastizität aufwartet.
Es wird eine Reihe von Schichten nacheinander aufgespritzt, wobei jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Aufspritzschritten eine Vorhärtung mit "D"-Lampenstrahlung vorgenommen wird.
Das Aufdrucken des so auf der Grundierschicht entstandenen Reliefs erfolgt schrittweise, um einen Reliefunterschied von zumindest 0,15 mm zu erhalten und somit zu vermeiden, dass große nicht-druckende Bereiche der erhaltenen Druckplatte Schleierbildung beim Drucken verursachen.
Nach Messung des erhaltenen Reliefs mit dem 3-Achsen-Messsystem Jurca CHR 150 N^TM wird die Platte einer Endkorrektur unterzogen, wobei die Bereiche der Platte, deren gemessene Topografie noch nicht mit dem erwünschten Relief übereinstimmt, mit zusätzlichen Schichten versehen werden.
Danach wird eine Endhärtung mit "D"-Lampenstrahlung mit einer Leistung von mehr als 300 mJ/cm² vorgenommen.
BEISPIEL 2
Durch Beschichtung eines 175 μm starken Polycarbonatträgers mit einer 1,5 mm starken Poron^TM-Schicht wird eine elastische Grundierschicht erhalten.
Auf die Grundierschicht werden mittels eines mehrstufigen (d.h. zur Erzeugung mehrerer Tropfenvolumen befähigten) Tintenstrahldruckkopfes bei einer Auflösung von 720 dpi und zwischen 3 pl und 50 pl variierendem Tropfenvolumen Schichten aufgespritzt. Zum Erzeugen eines Druckreliefs werden nacheinander mehrere Schichten aus der UV-härtenden Tinte Crystal UFE 7577^TM von Sun Chemicals aufgespritzt, wobei eine etwa 0,2 mm starke Schicht mit einem Relief von zumindest 0,15 mm erhalten wird. Nach beendetem Aufspritzen der Reliefstruktur wird auf die Druckbereiche eine zusätzliche, 0,5 mm starke Schicht aus Crystal UGE 7537-Tinte von Sun Chemicals aufgespritzt. Zwischen jeweils zwei Aufspritzschritten werden die aufgespritzten Tropfen einer Vorhärtung mit "D"-Lampenstrahlung unterzogen. Nach beendetem Druckzyklus wird eine Druckplatte mit einem Relief von mehr als 0,2 mm erhalten. Danach wird eine Endhärtung mit einer Strahlungsdosis von mehr als 700 mJ/cm² vorgenommen.
ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein weiteres bekanntes Problem besteht darin, dass neben einer Vollfläche oder zwischen zwei Vollflächen befindliche kleine Punkte im gedruckten Endprodukt oft nicht mehr sichtbar sind und zwar weil sich die Platte der seitlichen Kohäsion der Druckplatte wegen an der Stelle der Vollflächen und demzufolge ebenfalls in gewissem Maße unter den nahe liegenden Punkten zusammendrückt, wodurch diese Punkte beim Drucken weniger stabil sind.
In 8 wird ein mögliches Verfahren zum Verringern der seitlichen Kohäsion der Druckplatte durch physisches Trennen der Bereiche der Druckplatte dargestellt.
Dazu kann ein Kalandrierprozess angewandt werden. Die auf ein Substrat angebrachte Schaumschicht oder elastomere Schicht kann mittels einer speziellen Kalanderwalze problemlos in kleine Inseln zerschnitten werden.
Mit diesem Verfahren ist aber der Nachteil verbunden, dass die Oberseite der Grundierschicht nun ein feinmaschiges Schnittmotiv aufweist, in das das Tinteninfiltrat infolge z.B. Kapillarkräften hineingesaugt werden kann. Dies kann vermieden werden, indem eine Schaumschicht oder Grundierschicht separat kalandriert und sodann die Grundierschicht auf dem Substrat auflaminiert oder aufgeklebt wird und zwar mit den Einschnitten zum Substrat gerichtet, wodurch sich die durch den Kalandriervorgang erzeugten Hohlräume nicht an der Oberseite der Grundierschicht befinden.
Beim Bedrucken dieser Inseln mit Vollflächen wird die seitliche Kohäsion wiederhergestellt. Beim Drucken kleiner Punkte auf eine einzelne Insel oder eine kleine Anzahl von Inseln unterliegen diese Punkte nicht mehr dem Einfluss des Zusammendrückens nahe liegender Vollflächen auf anderen gruppierten Inseln.
Je nach benutzten Materialien können weitere Ausführungsformen entwickelt werden.
Zum Aushärten gewisser strahlungsempfindlicher Zusammensetzungen kann Elektronenstrahlenhärtung und Infrarotstrahlungshärtung angewandt werden. In einer weiteren möglichen Ausführungsform können die Tröpfchen in einer anderen Art und Weise bis zum Moment der Endhärtung fixiert werden.
Die Off-line-Anwendung der oben erwähnten Verfahren erlaubt es, Druckplatten im voraus vor ihrem Einsatz auf einer Druckpresse herzustellen. Die erhaltenen Druckplatten können auf Spezialhülsen geschoben und sodann zügig, schnell und verhältnismäßig ohne Registerprobleme in die Presse eingespannt werden.
In einer möglichen Ausführungsform kann der Prozess „on press" (auf der Presse) durchgeführt werden, wodurch eine noch bessere Registersteuerung erzielt wird.
Die Presse sollte mit einem Reinigungssystem versehen werden, mit dem das Substrat wieder druckfertig gemacht werden kann.
Unter Anwendung des On-Press-Systems können Flexodruckplatten regeneriert werden. Wird einmal von einem Bediener der Druckpresse oder einem Messsystem nachgewiesen, dass die Qualität des Druckergebnisses infolge Plattenverschleiß nachlässt, kann der Regeneriervorgang gestartet werden.

– Reinigung der Platte zur Entfernung der Tinte, z.B. indem man die Platte austrocknet.
– Messung der Drucktopografie,
– Vergleichen der gemessenen Topografie mit dem erwünschten Plattenrelief,
– Neubedrucken abgenutzter Bereiche der Druckplatte. Anschließend kann der Druck mit dieser wiederhergestellten Flexodruckplatte wieder aufgenommen werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Neubedrucken durch Messung des gedruckten Produkts gesteuert werden.
Nach der detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dürfte es den Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein, dass hier innerhalb des in den nachstehenden Ansprüchen definierten Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung zahlreiche Modifikationen möglich sind.

1.: Druckplatte
2.: Vollfläche
3.: Wiedergabe einer Vollfläche
4.: Haloeffekt
5.: Punkte
6.: Tisch
7.: Druckplatte
8.: Rahmen
9.: Druckkopf
10.: Lichtquelle
11.: Profilmeter
12.
13.: Trommel
14.: Motor
15.: UV-Lampe
16.: UV-Strahl
17.: Mittelpunkte
18.: Seitenpunkte
19.: Deckschicht
20.: Untere Bereiche
21.: Opferschicht
22.: Endhärtungsstrahlungsquelle

Claims

Ein durch den nachstehenden Schritt gekennzeichnetes Verfahren zur Herstellung einer Flexodruckplatte gemäß einem Tintenstrahldrucksystem: – sequentielles Beschichten eines Substrats mit zumindest zwei bildmäßigen Tintenschichten gemäß dem Tintenstrahldrucksystem, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Beschichtungsschritt mit einem Fixierschritt, in dem die aufgetragene Schicht vor Auftrag der nächsten Schicht fixiert wird, kombiniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierschritt ein Inline-Prozess ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest zwei Schichten unterschiedliche Kombinationen des Beschichtungsschritts und des Fixierschritts angewandt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombinationen durch Verwendung unterschiedlicher Tintenzusammensetzungen variieren.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombinationen durch Anwendung unterschiedlicher Fixierschritte variieren.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte strahlungshärtbar ist und das Fixieren durch Belichtung der Tintenschichten mit Härtungsstrahlung gemäß vorgegebenen Härtungsparametern erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtungsstrahlung Ultraviolettstrahlung ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraviolettstrahlung von einer UV-Kaltlichtquelle herrührt.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, falls abhängig von Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtungsparameter der Belichtung mit Härtungsstrahlung während des Fixierschritts in Belichtungszeit, Strahlungsintensität oder Wellenlänge variieren.
Verfahren nach Anspruch 6 bis 9, das ferner einen Schritt von Endhärtung mit UVA-Strahlung umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat vor dem Beschichtungsschritt abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner den Schritt umfasst, in dem die Höhe von zumindest einer bildmäßig aufgetragenen Schicht gemessen wird und dabei Messdaten erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten der bildmäßigen Schicht in eine Rückkopplungsschleife eingeführt werden, um den Bildinhalt der folgenden aufzutragenden Schichten anzupassen.
Verfahren zum Regenerieren einer Druckplatte unter Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 12 oder 13.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerierung „on press", d.h. auf der Presse, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander aufgetragene Schichten das Relief der Flexodruckplatte bilden und die Reliefhöhe durch den Bildinhalt bedingt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander aufgetragene Schichten das Relief der Flexodruckplatte bilden und die Neigungen des Reliefs durch Steuerung des Bildinhalts der nacheinander aufgetragenen bildmäßigen Schichten gesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest zwei nacheinander aufgetragene Schichten nicht überlappen und dadurch unterschiedliche Bereiche der Platte unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner den Schritt der Beschichtung aller aufgetragenen bildmäßigen Schichten mit einer Schutzschicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine oleophobe Schicht ist und das Verfahren ferner den Schritt der bildmäßigen Entfernung der Deckschicht der Druckplatte umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat einen Träger und eine elastomere Grundierschicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die elastomere Grundierschicht eine Säulenstruktur aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tintenstrahldrucksystem ein mehrstufiges Tintenstrahldrucksystem ist, d.h. zur Erzeugung mehrerer Tropfenvolumen befähigt ist.