EP0374153A1 - Verfahren zur herstellung von tiefen- oder tiefen- und flächenvariablen tiefdruckformen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von tiefen- oder tiefen- und flächenvariablen tiefdruckformen

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Publication number
EP0374153A1
EP0374153A1 EP19880904931 EP88904931A EP0374153A1 EP 0374153 A1 EP0374153 A1 EP 0374153A1 EP 19880904931 EP19880904931 EP 19880904931 EP 88904931 A EP88904931 A EP 88904931A EP 0374153 A1 EP0374153 A1 EP 0374153A1
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EP
European Patent Office
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printing
dot
layer
printing form
gravure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19880904931
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Markus Franc
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Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0374153A1 publication Critical patent/EP0374153A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F5/00—Screening processes; Screens therefor
    • G03F5/20—Screening processes; Screens therefor using screens for gravure printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/02—Engraving; Heads therefor
    • B41C1/04—Engraving; Heads therefor using heads controlled by an electric information signal
    • B41C1/05—Heat-generating engraving heads, e.g. laser beam, electron beam

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of deep or deep and surface variable metallic or plastic intaglio printing forms, in which a photosensitive etching resist layer during chemical degradation or a light sensitive insulation layer during electrolytic degradation or a washable and / or selective by high energy rays removable protective layer or a copy varnish can be used.
  • halftone positives are used as the starting material and are, for example, transferred to pre-screened pigment papers or pigment films.
  • the diffusible relief remaining on the low-pressure cylinder or the low-pressure plate is deep-etched by means of an etching bath (for example iron chloride).
  • the halftone dots of the shadow areas which hold no or only a little gelatin, etch first and the lighter (lighter) tones, in which the gelatin forms a more or less diffusible barrier between the etchant and the metal of the printing form, become temporal and retained in terms of intensity, whereby a proportional depth gradation is achieved.
  • this method can be referred to as "depth-variable” with (theoretically) equally large halftone dot areas that occupy a maximum between the necessary halftone bars.
  • This conventional gravure printing process offered the highest print quality, but at the same time made the most difficult demands on the mold production.
  • the process overcomes the problems inherent in the print medium, such as e.g. B. pores in the paper surface (so-called “missing dots”) or color transfer problems with non-absorbent substrates (eg aluminum) best.
  • the copper structure of the printing form must be particularly hard and very even.
  • a plastic coating of a very specific composition is required as the printing form carrier.
  • a film provided with rotogravure screens (eg transparent cross lines) and with large and small halftone dots corresponding to the tonal strengths of the image is copied onto a copper cylinder coated with copying varnish (photopolymer).
  • the coating is preferably carried out by means of a spray gun or by immersion.
  • the layer thickness is 1 to approx. 3 ⁇ m.
  • the copy is preferably transferred using a rotary copying machine, the coated cylinder with the positive film brought into contact rotating past a light slot and the image information of the film being transferred to the acid-resistant copying layer.
  • the transparent raster lines and non-printing transparent film parts stand hardened on the metal surface of the cylinder, while the (black) raster points of the film are washed out during development and ver ⁇ into the copper surface during the subsequent etching process or during the electrolytic degradation process become deep.
  • the autotypical process is easy to use by using autotypical instead of halftone positives in the conventional process) and because of the uncomplicated "yes / no" copy layer (instead of diffusible gelatin reliefs), particularly in the packaging industry.
  • ICT print which is known, inter alia, as the "too short tone scale" of the autotype. This is due, among other things, to the fact that the contact surfaces of the small intaglio printing cells are too small in diameter, which, as already mentioned in some other methods, leads to pressure
  • porous print media or non-absorbent materials e.g. aluminum
  • the invention is therefore based on the object of specifying a simplification and improvement of the methods customary today for producing intaglio printing plates.
  • the method according to the invention initially generally defined Ren for the production of depth or depth and area variable gravure forms is characterized in that the depth or depth and area variability of the gravure cells by fading in or leaving at least one etching resist called "dot core" , Copy lacquer, insulation or protective layer element within the area of the halftone dots of the etch resist, insulation or protective layer (copy lacquer layer) is influenced at least in the areas of the gravure form intended for lighter tones.
  • the invention is initially based on the knowledge that, as can be seen from the above description of the known processes a), b), c), d) and f), it is desirable to achieve a gradation of depth of the gravure cells, each but with the largest possible contact surface, even in the light tones.
  • the invention solves this problem while avoiding or eliminating disruptive elements in the methods known today for producing rotogravure printing forms, the following advantages in particular resulting:
  • the process can be carried out as quickly as in known economical processes for the production of gravure printing, ie the profitability is good; - tightly tolerated requirements for copper hardness and uniformity of the copper structure of the gravure form are not made;
  • Figure 1 shows a conventional method in the manufacture of a depth or depth and area variable printing form.
  • FIG. 5 shows an example of a method according to the invention using a dot core in each pressure cell center, with a gray scale for autotypical Rasterization is accepted;
  • Fig. 8 shows an embodiment of a method for generating depth variability
  • Position (under a)) corresponds to "conventional" gravure printing
  • Rotating mirror or an opto-electronic deflection unit is used
  • the reference notes used have the following meaning: 10: etching resist layer, protective layer or insulating layer for electrolytic degradation of this layer or for waste er / dissolving the protective layer in a plastic printing form.
  • the printing form is cylindrical or plate-shaped.
  • FIGS. 9 to 11 A printing cylinder to be engraved, which is shown in FIGS. 9 to 11 in different dimensions.
  • a light beam (laser) modulator A light beam (laser) modulator.
  • the above-mentioned effect of the lateral (area-changing) etching is used in a controlled manner in the method according to the invention in order to deal with non-diffusing layers which only act as protection against the chemical action of the etching solution or as an insulating layer in the case of electrolytic degradation. to achieve a depth and / or volume reduction of certain cells. This gives a significantly better prerequisite for the color transfer in the print.
  • an autotypical fine raster dot is once etched normally (FIG. 3, left) and once using the dot-core method according to the invention (FIG. 3, right).
  • the volume reduction of the cell (FIG. 3, right) allows a corresponding enlargement of the cell surface and thus a significantly improved prerequisite. for the color transfer without increasing the original color volume of an autotypical etching (eg FIG. 1). On the contrary, the color volume is rather reduced.
  • FIG. 4 (A) and 4 (B) again illustrate on the left a "normal" autotypical cell with an assigned pressure surface (FIG. 4 (B), left), while on the right a pressure cell modified in accordance with the present invention is shown correspondingly enlarged printing surface, which also applies here again that the color volume of the individual cells remains the same or is even reduced.
  • FIG. 5 illustrates a gray scale for gravure printing with auto-typical screening, in which case a dot core of the same size is provided in the center of each printing cell.
  • the dot core in the etched printing form has a different degree of efficiency depending on the corresponding cell size. While the "remaining" cell nucleus in the small cell (right), in which a reduction in the cell volume is desired, the effect of the point nucleus makes up a relatively large percentage of the cell volume, so the "full” cell results (left) an overall insignificant reduction in cell volume.
  • the degree of change in volume of the individual cells within a gray scale can be influenced by enlarging, changing the geometry, grouping into larger units or by a skillful "strategic" distribution of the point nuclei.
  • FIG. 6 shows an example of the change in cell volumes in an autotypical gray scale.
  • the medium-sized grid point (FIG. 6, center) has a grouping of several point cores y in order to achieve a corresponding volume reduction in the cell produced.
  • the smallest grid point (right) contains only a single point core, which occupies a considerable space in the overall diameter of the cell.
  • FIG. 7 shows an advantageous application of a dot core distribution according to the invention in an otherwise purely autotypical printing form.
  • the illustrated method can, however, also be used in the manufacture of depth-variable and area- and depth-variable shapes.
  • FIG. 7 (A) shows the point core placement only on the flanks of the largest cells, in which "undercutting” and a reduction in the web width in the middle between two web crosses are normally to be feared and often occur. This is indicated by the dashed line in the sectional view of FIG. 7 (B). The solid lines clearly show the reduction in the undercut effect.
  • FIG. 7 (C) shows the geometry of a cell surface after the etching using the dot-core method according to the invention
  • FIG. 7 (D) shows a corresponding cell geometry after a "normal" etching of a conventional type
  • the embodiment variant of the invention according to FIG. 8 illustrates an approach to a depth variable cylinder production variant that is close to conventional gravure printing in the print result.
  • the cell surfaces of all tone levels (largely) of the same size (largely) of z. B. 100 x 100 microns are provided depending on the desired cell olumen either with a more or less large dot core or with a plurality of dot cores corresponding to the respective gray value.
  • These point cores can be grouped in different ways and / or can have different sizes, e.g. B. in the range of 5 microns to 10 microns in diameter.
  • FIG. 8 (A) illustrates the copy of a printing form produced in this way
  • FIG. 8 (B) shows the section of an etched or electrolytically degraded printing form and clearly shows the dot-core effect of a depth and Er ⁇ volume reduction can be known.
  • FIGS. 9 to 11 A system structure for carrying out the method on which the invention is based is briefly explained below with reference to FIGS. 9 to 11, laser exposure or laser pre-engraving or electron beam exposure or engraving being used.
  • a spiral machining is achieved, which can be seen clearly from FIG. 9 on the left.
  • the width of the lateral deflection (i.e. in the axial direction of the cylinder 21) can be chosen so that the resulting rotational speed corresponds approximately to that in today's engraving machines. This results in the possibility of converting existing engraving machines to laser processing using an additional electronic control and laser equipment.
  • FIG. 10 shows a first basic arrangement example for a laser exposure, in which a deflection unit 25 electronically controlled by a variable frequency generator is used, for example in the form of a (modified) Bragg cell or another known electro-optical deflection unit becomes.
  • the printing form is a conventional, proven copper form, 5 / z. B. with the usual chrome plating.

Landscapes

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Description

Verfahren zur Herstellung von tiefen- oder tiefen- und flächenvariablen Tiefdruckformen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tiefen- oder tiefen- und flächenvariablen metallischen oder Kunststoff-Tiefdruckformen, bei dem eine lichtempfindliche Ätzresistschicht bei chemischem Abbau bzw. eine lichtemp¬ findliche Isolationsschicht bei elektrolytischem Abbau oder eine auswaschbare und/oder durch Hochenergiestrahlen selek¬ tiv entfernbare Schutzschicht oder ein Kopierlack verwendet werden.
Um die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung zu erläutern, werden zunächst die derzeit gebräuchlichen wich¬ tigsten Techniken zur Herstellung von Tiefdruckformen kurz erläutert.
a) Beim bekanntesten herkömmlichen Verfahren werden Halb- tonpositive als Ausgangsmaterial verwendet und bei¬ spielsweise auf vorgerasterte Pigmentpapiere oder Pig¬ mentfilme übertragen. Nach dem Entwickeln in warmem Was¬ ser, wobei unbelichtete Gelatineanteile ausgewaschen werden, wird das auf dem Tief ruckzylinder oder der Tiefdruckplatte zurückbleibende diffusionsfähige Relief mittels eines Atzbads (z. B. Eisenchlorid) tiefengeätzt. Dabei ätzen die Rasterpunkte der Schattenpartien, welche keine oder nur wenig Gelatine halten, zuerst und die helleren (leichteren) Töne, bei welchen die Gelatine ei- ne mehr oder weniger diffusionsfähige Barriere zwischen dem Atzmittel und dem Metall der Druckform bildet, wer¬ den zeitlich und intensitätsmäßig zurückgehalten, wo¬ durch eine proportionale Tiefenabstufung erreicht wird.
Dieses Verfahren kann hinsichtlich der Rasterpunkte als "tiefenvariabel" bezeichnet werden mit (theoretisch) gleich großen, ein Maximum zwischen den notwendigen Ra¬ sterstegen einnehmenden Rasterpunktflächen. Dieses herkömmliche Tiefdruckverfahren bietete höchste Druckqualität, stellt aber gleichzeitig schwierigste An¬ forderungen an die Formherstellung.
Vorteile:
- Sehr gute Druckqualität infolge des großen Farbvolu¬ mens in den Tiefen und wegen der großen Druckober¬ fläche auch in den leichten Tonwerten.
- Das Verfahren, meistert die dem Druckträger inhärenten Probleme, wie z. B. Poren in der Papieroberfläche (so¬ genannte "Missing Dots") oder F rbÜbertragungsprobleme bei nichtabsorbierenden Trägern (z. B. Aluminium) am besten.
Nachteile:
- Die Druckformherstellung ist schwierig und aufwendig durch das Erfordernis von Halbtonpositiven mit einer streng einzuhaltenden optischen Dichtenormierung (z. B. D 0,3 bis 1,65). - Es erweist sich als zunehmend schwieriger, entspre¬ chende Filmmaterialqualitäten auf dem Markt zu erhal¬ ten.
- Aufgrund der Verwendung von Halbtonpositiven vor dem Ätzen besteht keine Andruckmöglichkeit. - Die Formherstellung ist durch die Anwendung von diffu¬ sionsfähigen Ätzreliefen mit großem Aufwand verbunden sowohl bei der Sensibilisierung, bei der Handhabung, beim Kopierprozeß sowie bei der Entwicklung und Ät¬ zung.
Die erforderliche große Präzision im Ätzprozeß sei da¬ durch verdeutlicht, daß bereits eine Abweichung von 1 μ in der Tiefe der leichten Tönen eine Druckform unbrauch¬ bar machen kann. b) Abgeleitet aus dem "konventionellen" Ätzprozeß erbringt die Offset-Tiefdruck-Konversion eine Vereinfachung vor allem dadurch, daß gerasterte Offset-Positive anstelle der Halbtonpositive Anwendung finden. Das Resultat ist eine flächen- und tiefenvariable Druckform für Drucke guter Qualität außer auf schwierigen Druckträgern (z. B. porösen Papieroberflächen, usw.).
Vorteile: - Einfache Filmherstellung mit einem großen Markt an Filmmaterialien und eingerichteten Reproduktionsstu¬ dios für den Kauf von fertigen gerasterten und an¬ druckfähigen Farbauszügen.
- Andruckmδglichkeit vor dem Ätzen. - Mehr Toleranz bei Ätzabweichungen in den leichten Tö¬ nen.
Nachteile:
- Notwendigkeit der Zylinderherstellung mittels zu dif- fundierender Gelatine-Reliefs wie beim konventionellen
Verfahren.
- Druckprobleme bei Druckträgern mit poröser Oberfläche oder bei nichtabsorbierenden Trägern wegen der gerin¬ gen Kontaktoberfläche der kleinen Rasterpunkte.
c) Zunehmende Bedeutung hat die elektronische Tiefdruckzy- lindergravur mittels eines Scanners zum Lesen der Bild¬ information mit angeschlossener Graviereinheit erlangt. Die Zellen werden mit einem Diamantstichel direkt in die Kupferoberfläche der Druckform eingraviert. Dieses ver¬ gleichsweise junge Verfahren ergibt gute Druckqualitäten außer bei porösen oder nichtabsorbierenden Druckträgern, was insbesondere in den leichten Tönen die Farbübertra¬ gung erschwert. Vorteile:
- Die elektronische Gravur erlaubt in den Vorstufen die elektronische Montage (page make-up) und die Weiter¬ entwicklung bis zur komplett filmlosen Zylinderher- Stellung.
Nachteile:
- Beschränktes Farbvolumen der einzelnen Zellen, bedingt durch die pyramidenartige Zellenform aufgrund des Dia- mantstichels.
- "Missing Dots" oder schlechte Farbübertragung auf schwierigen Druckträgern wegen zu kleiner Übertra¬ gungsoberfläche bzw. kleinem Volumen in den leichteren Tönen. - Nur mittelmäßige Druckqualität bei feinen Texten und Linien wegen der Zick-Zack-Form der Gravurlinie, eben¬ falls bedingt durch die rhombenfδrmigen Einstiche des Diamantstichels.
- Vergleichsweise langsame Zylinderherstellung und damit ungünstige Rentabilitätsfaktoren. Beispielsweise wird pro Gravurkopf und Stunde nur eine Gravierleistung von ca. 0,3 bis 0,4 m2 gravierter Oberfläche erreicht.
- Die KupferStruktur der Druckform muß besonders hart und sehr gleichmäßig sein.
d) Die Druckformgravur mittels Laserstrahl bedingt eine Kunststoff-Beschichtung anstelle der üblichen Kupfer¬ oberfläche, da eine Lasergravur auf Metall wegen der Re¬ flexion und Kraterbildung selbst bei hohem Energieauf- wand auf diesem Sektor kaum anwendbar ist.
Vorteile:
- Es sind elektronische Vorstufen, wie elektronische Bildmontage bis hin zur filmlosen Zylinderherstellung möglich.
- Große Produktionsgeschwindigkeit. Nachteile:
- Als Druckformträger ist eine Kunststoffbeschichtung ganz bestimmter Zusammensetzung erforderlich.
- Hohe Investitionen.
5. e) Die Elektronenstrahlgravur sei hier nur der Vollständig¬ keit halber erwähnt.
f) Die autotypische Tiefdruckformherstellung sei hier an 0 letzter Stelle erwähnt, weil die Verfahrensführung dem nachfolgend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren in mancher Hinsicht am nächsten kommt.
Bei dieser Art der Tiefdruckformherstellung wird ein mit Tiefdruckraster (z. B. transparente Kreuzlinien) und mit den Tonstärken des Bilds entsprechenden großen und klei¬ nen Rasterpunkten versehener Film auf einen mit Kopier¬ lack (Photopolymer) beschichteten Kupferzylinder ko¬ piert. Die Beschichtung erfolgt vorzugsweise mittels Spritzpistole oder im Tauchverfahren. Die Schichtdicke beträgt 1 bis ca. 3 μm. Vorzugsweise unter Verwendung einer Umlaufkopiermaschine wird die Kopie übertragen, wobei der beschichtete Zylinder mit dem in Kontakt ge¬ brachten Positivfilm an einem Lichtschlitz vorbeidreht und sich dabei die Bildinformation des Films auf die säurefeste Kopierschicht überträgt. Die transparenten Rasterlinien und nichtdruckenden transparenten Filmpar¬ tien stehen nach der Entwicklung ausgehärtet auf der Me- talloberflache des Zylinders, während die (schwarzen) Rasterpunkte des Films bei der Entwicklung ausgewaschen und beim anschließenden Ätzprozeß oder beim elektrolyti¬ schen Abbauprozeß in die Kupferoberfläche hinein ver¬ tieft werden.
Der autotypische Prozeß ist wegen seiner Einfachheit durch Verwendung von autotypischen Rasterpositiven (an- stelle von Halbtonpositiven im konventionellen Verfah¬ ren) sowie wegen der unkomplizierten "Ja/Nein"-Kopier¬ schicht (anstelle diffusionsfähiger Gelatinereliefs) weit verbreitet, insbesondere in der Verpackungsindu- 5,- strie.
Allerdings ist die Druckqualität oftmals beschränkt we¬ gen Übertiefen der kleinen Rasterpunkte im Verhältnis zu deren Oberfläche. Dies führt zu Schwierigkeiten im Aus-
ICT druck, was unter anderem als "zu kurze Tonskala" der Au¬ totypie bekannt ist. Dies beruht.unter anderem auch dar¬ auf, daß die Kontaktoberflächen der kleinen Tiefdruck- zellen einen zu geringen Durchmesser aufweisen, was, wie bei einigen anderen Verfahren bereits erwähnt, zu Druck-
15 Problemen bei porösen Druckträgern oder nichtabsorbie¬ renden Materialien (z. B. Aluminium) führt.
Vorteile:
- Schnelles, einfaches und vergleichsweise wirtschaftli- 20 ches Verfahren.
Nachteile:
- Qualitätsprobleme bei bestimmten Druckträgern.
- Notwendiges Arbeiten mit großflächigen, alle Nutzen 25 enthaltenden Kopierfilme (außer in wenigen Ausnahmen), was zu entsprechenden Problemen mit Staub und anderen Umwelteinflüssen führt.
- Der Prozeß kann, bedingt durch seine Anwendungsart, nicht in ein elektronisches Montagesystem oder gar in
30 eine filmlose Zylinderherstellung integriert werden.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Ver¬ einfachung und Verbesserung der heute üblichen Verfahren zur Herstellung von Tiefdruckformen anzugeben.
35
Das erfindungsgemäße, eingangs allgemein definierte Verfah- ren zur Herstellung von tiefen- oder tiefen- und flächenva¬ riablen Tiefdruckformen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefen- oder Tiefen- und Flächenvariabilität der Tiefdruck¬ zellen durch Einblenden bzw. Stehenlassen von wenigstens einem als "Punktkern" (Dot Core) bezeichneten Ätzresist-, Kopierlack-, Isolations- oder Schutzschichtelement inner¬ halb der Fläche der Rasterpunkte der Ätzresist-, Isola¬ tions- oder Schutzschicht (Kopierlackschicht) zumindest in den für hellere Tonstufen bestimmten Bereichen der Tief- druckform beeinflußt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ergänzungen des Erfin¬ dungsgedankens und der Verfahrensführung sind in Unteran¬ sprüchen gekennzeichnet und, soweit diese für den Fachmann nicht unmittelbar aus sich heraus verstandlilch sind, auch in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, daß es, wie aus der vorstehenden Beschreibung der bekannten Verfah- ren a), b), c), d) und f) hervorgeht, wünschenswert ist, eine Tiefenabstufung der Tiefdruckzellen zu erreichen, je¬ doch bei einer möglichst großen Kontaktoberfläche derselben auch in den leichten Tonstufen.
Die Erfindung löst dieses Problem unter Vermeidung oder Be¬ seitigung störender Elemente bei den heute bekannten Ver¬ fahren zur Herstellung von Tiefdruckformen, wobei sich ins¬ besondere folgende Vorteile ergeben:
- Es werden keine Halbtonpositive mit genau vorgeschriebe¬ nen densitometrischen Dichtewerten benötigt;
- diffusionsfähige, schwer zu kontrollierende Atzreliefs von Pigmentpapier oder Filmmaterial entfallen;
- das Verfahren läßt sich so rasch wie bei bekannten wirt- schaftlichen Verfahren zur Tiefdruckherstellung durchfüh¬ ren, d. h. die Rentabilität ist gut; - eng tolerierte Anforderungen an Kupferhärte und Gleichmä¬ ßigkeit der Kupferstruktur der Tiefdruckform werden nicht gestellt;
- die erwähnte schwierige Kunststoffbeschichtung eines Druckformträgers ist nicht gegeben;
- die Verarbeitung großflächiger Nutzenfilme mit entspre¬ chenden Handhabungs- und Schmutzproblernen ist nicht er¬ forderlich;
- bei bestimmter Verfahrensführung ist die Integration von elektronischen Vorstufen bzw. die filmlose Verarbeitung möglich.
Beispiele für eine erfindungsgemäße Verfahrensführung wer¬ den nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung erläutert. Es verdeutlichen:
Fig. 1 ein herkömmliches Verfahren bei der Herstellung einer tiefen- oder tiefen- und flächenvariablen Druckform;
Fig. 2 das bei der konventionellen Herstellung von Tief¬ druckformen gefürchtetes Phänomen des sogenannten "Unterätzens";
Fig. 3 eine erste grundsätzliche Art der erfindungsgemä¬ ßen Verfahrensführung im Vergleich zu herkömmli¬ chen Verfahren;
Fig. 4(A/B) die Herstellung einer Tiefdruckzelle gemäß der Erfindung im Vergleich zur Herstellung einer sol¬ chen Tiefdruckzelle nach einem autotypischen Ver¬ fahren;
Fig. 5 ein Verfahreπsbeispiel gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Punktkerns in jedem Druckzellen¬ zentrum, wobei eine Grauskala bei autotypischer Aufrasterung angenommen wird;
Fig. 6 die Veränderung von Druckzellvolumina für eine au¬ totypische Grauskala, welche die Anzahl der vorzu- sehenden Punktkerne bestimmt;
Fig. 7(A/B/C/D) eine vorteilhafte erfindungsgemäße Verfah¬ rensführung bei der Herstellung einer sonst rein autotypischen Druckform;
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für eine Verfahrensführung zur Erzeugung von Tiefenvariabilität, wobei das
Druckresultat in etwa dem beim oben an erster
Stelle (unter a)) erläuterten "konventionellen" Tiefdruck entspricht;
Fig. 9 mittels einer Prinzipskizze die seitliche Ablen¬ kung beispielsweise eines Laserstrahls in Bahn¬ breiten von z. B. 2 mm bei vergleichsweise langsa- mer Zylinder-Umdrehungsgeschwindigkeit, wenn ein
Drehspiegel oder eine opto-elektronische Ablenk¬ einheit verwendet wird;
Fig. 10 die Ablenkung eines Laserstrahls in der Gravier- einheit mittels einer Opto-Elektronik; und
Fig. 11 die Ablenkung eines gravierenden Laserstrahls mit¬ tels eines Polygonspiegels.
In den einzelnen Figuren sind einander entsprechende Teile, Zellenausnehmungen, Schichten, usw. mit den gleichen Be¬ zugshinweisen gekennzeichnet.
Die verwendeten Bezugshinweise haben folgende Bedeutung: 10: Ätzresistschicht, Schutzschicht oder Isolierschicht für elektrolytischen Abbau dieser Schicht bzw. für Abwa- schen/Auflösen der Schutzschicht bei einer Kunststoff- Druckform.
11: Metallschicht der Druckform (normalerweise Kupfer) oder Kunststoff. Die Druckform ist zylinder- oder platten- fδrmig.
12: Ausentwickelte oder mit Hochenergiestrahl (Laser, Elek¬ tronenstrahl) entfernte Resist-, Isolier- oder Schutz¬ schicht.
13: Metall- oder KunststoffOberfläche, freigelegt nach Ent- fernen der Resist-, Isolier- oder Schutzschicht.
14: Geätzte oder elektrolytisch abgebaute Tiefdruckzelle bzw. bei Kunststoffdruckform ausgewaschene oder ausge¬ löste Zelle.
15: Durch Punktkern oder Dot Core erzeugter Effekt des Ste- henbleibens von Abschnitten der Druckform bei seitli¬ cher Auswirkung der Abbaumittel.
16: "Normaler" Rasterpunkt auf Filmvorlage oder im Raster- generator (RIP) bei filmloser Verarbeitung.
17 bzw. 18: Tiefdruckzelle (17) bei tonskalaabhängiger Mehrzahl von Punktkernen (Dot Cores 18) auf Filmvorlage oder im RIP bei filmloser Verarbeitung.
19: "Normaler" ausgedruckter Rasterpunkt auf Druckträger bei autotypischem Verfahren.
20: Ausgedruckter Rasterpunkt derselben Tonstärke bei er- findungsgemäßer Anwendung des Dot-Core-Verfahrens.
21: Einen zu gravierenden Druckzylinder, der in den Fig. 9 bis 11 in verschiedenen Dimensionen wiedergegeben ist.
22: Einen in den Fig. 10 und 11 angedeuteten Laserstrahlge¬ nerator. 23: Einen möglichst total reflektierenden Umlenkspiegel.
24: Einen Lichtstrahl- (Laser-)Modulator.
25: Eine opto-elektronische Ablenkeinheit.
26: Eine Laserstrahlfokussieroptik.
27: Einen rotierend antreibbaren Polygonspiegel. 28: Den schematisch angedeuteten Strahlengang des Laser¬ strahls vom Lasergenerator 22 bis zur Oberfläche des Zylinders 21. 29: In der stark vergrößerten rechten Teilbilddarstellung der Fig. 9 die Nebeneinanderanordnung von z. B. 200 durch den Laserstrahl gravierten Zellen innerhalb einer Gravierspurbreite a.
Die Fig. 1 läßt zunächst den bekannten, normalerweise als "Defekt" empfundenen, radial und nicht nur vertikal (in der Tiefe) wirkenden Abtrageffekt erkennen, der sich bei chemi- scher Ätzung, elektrolytischer Abtragung sowie zu einem ge¬ wissen Grad auch beim Auswaschen oder Auflösen von Kunst¬ stoffdruckformen bemerkbar macht.
Dieser Effekt (vgl. Fig. 2) wird bei chemischer Ätzung z. B. als "Unterätzen" bezeichnet und führt bei nicht rechtzeitigem Abbruch des Ätzprozesses in seiner letzten Phase zum gefürchteten "Stegzusammenbruch", so daß eine einwandfreie Abrakelung der Tiefdruckform während des Druckprozesses nicht mehr möglich ist.
Der eben erwähnte Effekt der seitlichen (flächenverändern¬ den) Ätzung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in be¬ sonderer Weise kontrolliert angewendet, um mit nichtdiffun- dierenden Schichten, welche lediglich als Schutz vor der chemischen Wirkung der Ätzlösung oder als Isolierschicht bei elektrolytischem Abbau wirken, eine Tiefen- und/oder Volumenreduktion bestimmter Zellen zu erreichen. Dies er¬ gibt eine deutlich bessere Voraussetzung für die Farbüber¬ tragung im Druck.
Als Beispiel sei ein autotypischer feiner Rasterpunkt ein¬ mal normal geätzt (Fig. 3, links) und einmal unter Anwen¬ dung des erfindungsgemäßen Dot-Core-Verfahrens (Fig. 3, rechts) betrachtet. Die Volumenreduktion der Zelle (Fig. 3, rechts) erlaubt eine entsprechende Vergrößerung der Zell¬ oberfläche und damit eine deutlich verbesserte Vorausset- zung für die Farbübertragung, ohne das ursprüngliche Farb¬ volumen einer autotypischen Ätzung (z. B. Fig. 1) zu ver¬ größern. Im Gegenteil, das Farbvolumen wird eher verrin¬ gert.
Die Fig. 4(A) bzw. 4(B) verdeutlichen nochmals links eine "normale" autotypische Zelle mit zugeordneter Druckoberflä¬ che (Fig. 4(B), links), während rechts eine gemäß der vor¬ liegenden Erfindung modifizierte Druckzelle mit entspre- chend vergrößerter Druckoberfläche dargestellt ist, wobei auch hier wiederum gilt, daß das Farbvolumen der Einzelzel¬ le gleich bleibt oder sogar verringert wird.
Fig. 5 verdeutlicht eine Grauskala für Tiefdruck bei auto- typischer Aufrasterung, wobei in diesem Fall jeweils ein Punktkern gleicher Größe im Zentrum jeder Druckzelle vorge¬ sehen ist.
Wie sich aus der Schnittdarstellung der Fig. 5(B) ersehen läßt, hat bei der geätzten Druckform der Punktkern je nach entsprechender Zellengrδße einen unterschiedlichen Wir¬ kungsgrad. Während beim "zurückbleibenden" Zellkern in der kleinen Zelle (rechts), bei der eine Reduktion des Zellvo¬ lumens erwünscht ist, die Wirkung des Punktkerns einen re- lativ großen Prozentsatz des Zellvolumens ausmacht, so er¬ gibt sich bei der "vollen" Zelle (links) eine insgesamt nur unbedeutende Reduktion des Zellvolumens. Der Grad der Volu¬ menveränderung der einzelnen Zellen innerhalb einer Grau¬ skala kann durch Vergrößerung, Veränderung der Geometrie, Gruppierung zu größeren Einheiten oder durch eine geschick¬ te "strategische" Verteilung der Punktkerne beeinflußt wer¬ den.
Dafür zeigt Fig. 6 ein Beispiel für die Veränderung der Zellvolumina bei einer autotypischen Grauskala. Für die größte Zelle (links) ist kein Punktkern vorgesehen, weil dort das gesamte Volumen gebraucht und erwünscht ist; die volle Farbübertragung wird aufgrund der großen Zelloberflä¬ che gewährleistet. Der mittelgroße Rasterpunkt (Fig. 6, Mitte), weist eine Gruppierung von mehreren Punktkernen y auf, um eine entsprechende Volumenreduktion der erzeugten Zelle zu erreichen. Der kleinste Rasterpunkt (rechts) ent¬ hält nur einen einzigen Punktkern, der im Gesamtdurchmesser der Zelle einen beträchtlichen Platz einnimmt. Mit einer entsprechend ausgewählten Gruppierung oder einer Größenver- änderung der Punktkerne kann eine Grauwertskala hinsicht¬ lich ihrer Farbvolume erhältnisse exakt an die notwendigen DruckvorausSetzungen, insbesondere auch an das zu bedruk- kende Material, angepaßt werden. Dies ist ein ganz bedeu¬ tender Vorteil der Erfindung.
Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Anwendung einer Punktkern¬ verteilung gemäß der Erfindung bei einer sonst rein autoty¬ pischen Druckform. Das verdeutlichte Verfahren kann jedoch auch bei der Herstellung von tiefenvariablen sowie flächen- und tiefenvariablen Formen angewendet werden.
Die Draufsichtdarstellung der Fig. 7(A) läßt die Punktkern¬ plazierung ausschließlich an den Flanken der größten Zellen erkennen, bei denen normalerweise ein "Unterätzen" sowie eine Reduktion der Stegbreite in der Mitte zwischen zwei Stegkreuzen zu befürchten ist und häufig auch eintritt. Dies ist in der Schnittdarstellung der Fig. 7(B) durch ge¬ strichelte Linie angedeutet. Die ausgezogene Linienführung läßt deutlich die Verminderung des Unterätzeffekts erken- nen.
Fig. 7(C) zeigt die Geometrie einer Zelloberfläche nach der Ätzung bei Anwendung des erfindungsgemäßen Dot-Core-Verfah- rens, während die Fig. 7(D) eine entsprechende Zellgeome- trie nach einer "normalen" Ätzung herkömmlicher Art wieder¬ gibt. Die Ausführungsvariante der Erfindung nach Fig. 8 verdeut¬ licht eine Annäherung an eine tiefenvariable, im Druckre¬ sultat dem herkömmlichen Tiefdruck nahestehende Zylinder¬ herstellungsvariante» Die in allen Tonwertstufen (weitge- hend) gleich großen Zelloberflächen von z. B. 100 x 100 μm sind je nach gewünschtem Zell olumen entweder mit mehr oder weniger großem Punktkern oder mit einer dem jeweiligen Grauwert entsprechenden Mehrzahl von Punktkernen versehen. Diese Punktkerne können verschiedenartig gruppiert sein und/oder können verschiedene Größen, z. B. im Bereich von 5 μm bis 10 μm im Durchmesser aufweisen.
Mit den heute auf dem Markt erhältlichen Laer-Belichtungs- systemen mit einer Auflösung von 2400 d.p.i. (d_ot p_er _inch; ca. 1000 Punkte pro cm) lassen sich die Ansprüche des er¬ findungsgemäßen Verfahrens erfüllen. Bei einem üblichen Tiefdruckraster von z. B. 70 Linien pro cm ergibt sich eine Seitenlänge einer Zelloberfläche von ca. 100 μm. Daraus er¬ gibt sich die Möglichkeit, in einer Zelle bis zu 100 Punkt- kerne mit einem Durchmesser von z. B. 5 bis 8 μm zu plazie¬ ren, um somit eine Volumenreduktion für alle Abstufungen einer Grauskala durch den erfindungsgemäßen Dot-Core-Effekt zu erzielen. Fig. 8(A) verdeutlicht die Kopie einer auf diese Weise hergestellten Druckform, während Fig. 8(B) den Schnitt einer geätzten oder elektrolytisch abgebauten Druckform zeigt und deutlich den mit der Erfindung erziel¬ ten Dot-Core-Ξffekt einer Tiefen- und Volumenreduktion er¬ kennen läßt.
Anhand der Fig. 9 bis 11 wird nachfolgend ein Systemaufbau zur Durchführung des der Erfindung zugrundeliegenden Ver¬ fahrens kurz erläutert, wobei Laserbelichtung bzw. Laser¬ vorgravur oder Elektronenstrahlbelichtung bzw. -gravur an¬ gewendet wird.
Bei herkömmlichen Verfahren mit Laser- oder Elektronen- Strahlgravur, bei denen jeweils eine gesamte Zelle selbst¬ verständlich ohne einen oder mehrere der erfindungsgemäßen Punktkerne belichtet bzw. graviert wird, müssen, um auch nur einigermaßen akzeptable Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen, vergleichsweise sehr hohe Umdrehungsgeschwindig¬ keiten für den Zylinder 21 zugrundegelegt werden.
Bei der hier beschriebenen AusführungsVariante der Erfin¬ dung dagegen wird pro Umlaufspur des Zylinders 21 mittels einer sehr schnellen seitlichen Ablenkung eine Vielzahl von Zellen belichtet bzw. (vor-)graviert, beispielsweise bei einer Spurbreite a = 2 mm mit dem Ergebnis, daß pro Spur in Längsrichtung des Zylinders jeweils 200 Punkte bei Punkt¬ elementen von z. B. 10 μm Durchmesser plaziert werden. Zu- sammen mit der nun erheblich reduzierbaren Umdrehungsge¬ schwindigkeit des Zylinders 21 wird eine spiralförmige Be¬ arbeitung erreicht, was sich aus Fig. 9, links gut ersehen läßt.
Die Breite der seitlichen Ablenkung (d. h. in Achsrichtung des Zylinders 21) kann so gewählt werden, daß die daraus resultierende Umlaufgeschwindigkeit etwa derjenigen bei heutigen Gravurmaschinen entspricht. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, heute bereits bei Anwendern vorhandene Gravurmaschinen mittels einer zusätzlichen elektronischen Steuerung und Laserausrüstung auf eine Laserbearbeitung um¬ zustellen.
Die Fig. 10 zeigt ein erstes prinzipielles Anordnungsbei- spiel für eine Laserbelichtung, bei der eine elektronisch von einem variablen Frequenzgenerator aus gesteuerte Ab¬ lenkeinheit 25 beispielsweise in Form einer (modifizierten) Bragg-Zelle oder eine andere bekannte elektro-optische Ab¬ lenkeinheit verwendet wird.
Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 11 erfolgt die seit- liehe Ablenkung des Laserstrahls 28, d. h. in der Darstel¬ lung senkrecht zur Zeichenebene und in Achsrichtung des Zy¬ linders 21, mittels des rotierenden Polygonspiegels 27, dessen Drehzahl auf die Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 21 synchronisiert ist.
Abschließend sollen die besonderen Vorteile des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens gegenüber den gegenwärtig bekannten Her¬ stellungsverfahren stichwortartig zusammengestellt werden.
Dot-Core-Verfahren versus "konventionelles" Tiefdruckver¬ fahren: Herstellungsmethode nach Fig. 8:
- Wegfall von diffundierenden Ätzschichten (Pigmentpapier oder Film) .
- Integrationsmöglichkeit für elektronische Vorstufen bis zur filmlosen Zylinderherstellung.
Dot-Core-Verfahren versus Offset/Tiefdruckkonversion: HerStellungsmethode nach Fig. 5 und 6:
- Wegfall einer diffundierenden Ätzschicht (Pigmentpapier oder Film) .
- Integrationsmöglichkeit für elektronische Vorstufen bis zur filmlosen Zylinderherstellung.
Dot-Core-Verfahren versus elektronische Gravur: Herstellungsmethode nach Fig. 5 und 6:
- Die Produktionsgeschwindigkeit ist um ein Mehrfaches hö¬ her; - Farbvolumen deutlich erhöht;
- Kupferhärte und -Struktur ist nicht kritisch;
- Qualität feiner Linien/Schriften ist hervorragend;
- Probleme mit der Abnutzung von Sticheln und deren Ein¬ stellung entfallen. Dot-Core-Verfahren versus Lasergravur auf Kunststoffbe- schichtung:
Herstellungsmethode nach Fig. 5 und 6:
- Die Druckform ist eine herkömmliche bewährte Kupferform, 5 / z. B. mit der üblichen Verchromung.
Dot-Core-Verfahren versus autotypisches Verfahren:
Herstellungsmethode nach Fig. 7 (sowie eventuelle Fig. 5 und 6) : 10. - Deutlich verbesserte Druckqualität infolge von tiefen- und flächenvariabler Druckform;
- Oberflächenvergrößerung der kleinen Punkte (vgl. z. B. Fig. 4, rechts) und somit Verbesserung der Farbübertra¬ gung beim Druck; 15 - Integrationsmδglichkeit für elektronische Vorstufen bis zur filmlosen Zylinderherstellung und somit Vermeidung von Film-Repetitionskopien zur Gewinnung großformatiger Kopierfilme.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung von tiefen- oder tiefen- 5. und flächenvariablen metallischen oder Kunststoff-Tief¬ druckformen, bei dem eine lichtempfindliche ätzresist¬ schicht bei chemischem Abbau bzw. eine lichtempfindliche Isolationsschicht bei elektrolytischem Abbau oder eine aus¬ waschbare und/oder durch Hochenergiestrahlen selektiv ent- 0 fernbare Schutzschicht oder Kopierlack verwendet wird, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Tiefen- oder Tiefen- und Flä¬ chenvariabilität der Tiefdruckzellen (14, 17) durch Ein¬ blenden bzw. Stehenlassen von wenigstens einem als "Punkt- kern" (Dot Gore) (18) bezeichneten Ätzresist-Kopierlack- 5 oder Schutzschichtelement innerhalb der Fläche der Raster¬ punkte der Ätzresist- oder Schutzschicht (Kopierlack- schicht) (10) zumindest in den für hellere Tonstufen be¬ stimmten Bereichen der Tiefdruckform beeinflußt wird.
0 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Volltiefen der Tiefdruckform keine Punktkerne und für die helleren Töne in Abhängigkeit von der zu helle¬ ren Tönen ansteigenden Tonskala bei gleicher Rasterpunkt¬ größe entweder zunehmend größere einzelne Punktkerne und/ 5 oder eine entsprechend ansteigende Mehrzahl von Punktkernen pro Rasterpunkt vorgesehen wird (werden).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Punktkerne als runde Punkte mit einem 0 Durchmesser zwischen 5 μm bis 100 μm ausgebildet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Punktkerne oval, als Polygon, sternförmig oder als Runzelkorn gestaltet sind, und daß deren Vertei- 5 lung über die Flächen der einzelnen Tiefdruckzellen symme¬ trisch oder zufällig ist (Random-Verteilung) .
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktkerne zur Stär¬ kung der Rasterstege im Randbereich der Rasterpunkte insbe¬ sondere für Zellen mit großem Farbaufnahmevolumen verteilt angeordnet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Films die Punktkerne mittels eines Kontakt- oder Glasrasters oder bei Scannerabtastung durch ein Zusatzprogramm im Rastergenerator eines Filmscanners eingeblendet werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß bei metallischer Druckform diese mit einem lichtempfindlichen, säurefesten Kopierlack (10) versehen wird, das gerasterte, mit Punktkernen versehene Bild darauf kopiert wird und die danach ausentwickelte Druckform mit einem Ätzmittel auf die notwendige Tiefe ge¬ ätzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei metallischer Druck¬ form diese mit einem lichtempfindlichen, bei der nachfol¬ genden elektrolytischen Abtragung resistenten Kopierlack versehen wird und die ausentwickelte Druckform einem elek¬ trolytischen Abbauprozeß tiefgelegt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckform eine lichtempfindliche Kunststoffschicht auf eine Plattenvorlage oder auf einen als Basis dienenden Zylinder (21) aufge¬ bracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckform eine
Kunststoffschicht in Platten- oder Zylinderform verwendet wird, welche mit einer lichtempfindlichen, gegen den an¬ schließenden Entwicklungs-, Auswasch- oder Auflösungsprozeß resistenten Schutzschicht versehen wird.
y- 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopie der Tiefdruckfor ein Laserstrahl oder eine Kopiervorrichtung mit Leuchtdioden-Matrix benutzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß (eine) nicht-lichtempfindliche Schutz¬ oder Isolationsschicht(en) verwendet wird (werden) , und die Punktinformation der Druckform durch lokales Entfernen der Schicht mittels Laserstrahl oder anderem hochenergetischem Strahl erzielt wird, ohne die darunterliegende Metallfläche anzugreifen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl bzw. der andere hochenergetische Strahl quer zur Bewegungsrichtung der Druckform, also bei einem Druckzylinder ungefähr in Achsrichtung seitlich über eine bestimmte Spurbreite (a) mit hoher Geschwindigkeit abge¬ lenkt und taktgesteuert erregt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Ablenkung über eine Breite von etwa a = 2 mm und mit einer Punktfolge von ca. 200 Punkten, bezogen auf die Ablenkspurbreite (a) und einen Punktdurchmesser von 10 μm bearbeitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz- oder Isolationsschicht aus einer Keramik¬ schicht besteht, die für den nachträglichen Druckprozeß auf der Druckform verbleibt.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine ätz- oder galvanofeste Schutzschicht mit der Bildinformation mittels elektrostatischen Prozesses aufgebracht wird und die Rasterpunkte nach dem Aushärten der Schutzschicht entweder tiefengeätzt oder galvanisch (elektrolytisch) abgetragen werden.
17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine ätz- oder galvanofeste Schutzschicht mit der Bildinformation mittels eines Tintenstrahl-Druckverf h¬ rens auf die Tiefdruckform aufgebracht wird und daß die den Rasterpunkten entsprechenden freien Zonen anschließend durch chemisches Ätzen oder elektrolytisches Abtragen tief¬ gelegt werden.
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