EP0400595B1 - Formzylinder in einer Offsetdruckmaschine für eine Direktbebilderung - Google Patents

Formzylinder in einer Offsetdruckmaschine für eine Direktbebilderung Download PDF

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EP0400595B1
EP0400595B1 EP90110233A EP90110233A EP0400595B1 EP 0400595 B1 EP0400595 B1 EP 0400595B1 EP 90110233 A EP90110233 A EP 90110233A EP 90110233 A EP90110233 A EP 90110233A EP 0400595 B1 EP0400595 B1 EP 0400595B1
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EP
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forme cylinder
radiation
cylinder according
thermal transfer
forme
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Josef Schneider
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MAN Roland Druckmaschinen AG
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
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    • B41C1/10—Forme preparation for lithographic printing; Master sheets for transferring a lithographic image to the forme
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/10—Forme preparation for lithographic printing; Master sheets for transferring a lithographic image to the forme
    • B41C1/1075—Mechanical aspects of on-press plate preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2227/00—Mounting or handling printing plates; Forming printing surfaces in situ
    • B41P2227/70—Forming the printing surface directly on the form cylinder

Definitions

  • the invention relates to a forme cylinder in an offset printing machine for direct imaging, preferably by means of a thermal transfer method.
  • a generic forme cylinder is known from DE-C2 32 48 178.
  • a thermal transfer film is guided past this, which has a thermo- or electrothermal-sensitive coating on its side facing the forme cylinder.
  • elements are released from the coating by the supply of energy, transferred to the forme cylinder and anchored there.
  • a disadvantage is the relatively high energy requirement for transferring the coating elements, especially since heat is dissipated relatively quickly via the aluminum surface of the forme cylinder.
  • the invention has for its object to provide a forme cylinder by means of which the energy to be used by the pixel transmission unit is substantially reduced.
  • the forme cylinder has a radiation-permeable cylinder jacket and in that at least one radiation source directed onto the inner jacket surface is arranged in its interior.
  • the energy supply can be used to preheat the surface, to support the thermal transfer step or to burn in or photochemically anchor the printing oleophilic image elements, but also advantageously to erase the subject by softening, evaporating, decomposing, burning off the image elements or one of these with the adhesive layer connecting the cylinder.
  • the arrangement in the interior of the forme cylinder has the further advantage that, apart from the space required for the thermal transfer unit, no additional space is required on its outer circumference, so that there is enough free space for the arrangement of the inking and dampening application rollers and the blanket cylinder.
  • Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.
  • a thermal transfer unit for direct imaging of the forme cylinder 1 is set up there, which consists of a thermal transfer film 4 that can be unwound between two rollers 2, 3 and a pixel transfer unit 5 that can be set on the back of the thermal transfer film 4.
  • the ink and dampening rollers which can also be set on the forme cylinder 1 and the blanket cylinder have been omitted since they are of no importance for the present invention.
  • the thermal transfer film 4 has a thermosensitive or electrothermosensitive coating on its side abutting the forme cylinder 1, which consists of an oleophilic substance.
  • a carrier layer of the thermal transfer film 4 facing the image transfer unit 5 is a good heat conductor.
  • the forme cylinder 1 has a surface with a hydrophilic property.
  • the pixel transmission unit 5 is preferably by means of several, arranged in several lines, energy transmitting Elements 6 in contact with the carrier layer of the thermal transfer film 4.
  • the elements 6 can be designed, for example, as heating elements, pin electrodes or semiconductor lasers. According to digital image information transmitted to the pixel transmission unit 5, the elements 6 are activated precisely when color is to be transferred at this point of the forme cylinder 1 during the later printing process. Due to the energy effect of the elements 6, very small particles 7 corresponding in size to a pixel are detached from the coating and deposited on the forme cylinder 1. They solidify on the surface of the forme cylinder 1 and, because of their oleophilic property, form the ink-transferring areas there. The particles 7 have been significantly enlarged in the drawing in order to be able to represent them at all.
  • the forme cylinder 1 has a radiolucent cylinder jacket and in its interior at least one radiation source 8 directed at the inner jacket surface.
  • the cylinder jacket is made of glass ceramic and the radiation source 8 arranged in the interior is a lamp emitting infrared rays.
  • the heat radiation can be directed onto a specific circumferential area of the cylinder jacket by means of a reflector 9 arranged on its rear side. It serves in the peripheral area to which the thermal transfer unit can be adjusted from the outside to support the elements 6.
  • the coating is preheated to the extent that only the remaining energy required for melting has to be transferred from the elements 6. This significantly speeds up the imaging process.
  • FIG. 2 The configuration shown in FIG. 2 is essentially the same as that of FIG. 1 with regard to the elements arranged outside a forme cylinder 11.
  • a thermal transfer unit consists of a thermal transfer film 14 that can be unwound between two rollers 12, 13 and a pixel transfer unit 15, the elements of which can be set on the rear side 16 corresponding to one digital image information can be activated individually.
  • particles 17 are released from the coating side of the thermal transfer film 14 facing the forme cylinder 11 and deposited on its surface.
  • a plurality of radiation sources 18, 19, 20 and 21 are arranged inside the forme cylinder 11, which likewise has a radiation-permeable surface.
  • the first radiation source 18 is directed onto a peripheral region of the inner lateral surface of the forme cylinder 11, which is upstream of the region in the direction of rotation of the cylinder in which the thermal transfer unit can be set from the outside.
  • the radiation source 18 can emit infrared radiation or visible light and is intended to preheat the cylinder surface.
  • the second radiation source 19 is directed onto the peripheral region of the inner lateral surface of the forme cylinder 11, in which the thermal transfer unit can be set from the outside. It can emit infrared radiation or visible light and thereby further reduce the energy to be applied by the elements 16 for the detachment of the particles 17.
  • the third radiation source 19 is directed to a peripheral region of the inner lateral surface, which is arranged downstream of the region in the direction of rotation of the cylinder 11 in which the thermal transfer unit can be set from the outside. Depending on the type of oleophilic substance, it can serve to effect or accelerate the hardening of the particles 17 by expelling solvents, by crosslinking polymers or by baking. Depending on requirements, the radiation source 19 can therefore emit infrared radiation, visible light or actinic (UV) radiation.
  • UV actinic
  • a fourth radiation source 21 is used, after the Printing process to effect or support the removal of the particles 17. This can be done by means of infrared radiation by liquefaction and evaporation, by direct sublimation or by softening and subsequent doctoring using a doctor blade 22 which can be set on the forme cylinders 11.
  • the erasure of the forme cylinder 11 can be carried out or supported, independently of the method used for the imaging, advantageously by means of a radiation source arranged in the interior of the cylinder.
  • the imaging may have been done by a printhead similar to an inkjet printer.
  • Another possibility of applying energy to the cylinder surface is that of electromagnetic radiation.
  • electromagnetic radiation Depending on the type of oleophilic substance used, the types of radiation sources mentioned can also be meaningfully combined in other ways than in the above exemplary embodiments.
  • the radiation can be bundled or directed appropriately (slit, surface, folding of the radiation path, simultaneous radiation from outside and inside, etc.).
  • the radiation effect can extend to the entire cylinder surface or only to parts of it (partial deletion of the printing form).
  • the radiation can penetrate the cylinder jacket almost unhindered, essentially the particles are heated, while the cylinder jacket - in contrast to the pure heat effect on a metal cylinder from the outside - remains largely cold.
  • Glass and glass ceramics also have low thermal conductivity (therefore little energy loss to the forme cylinder), a low coefficient of thermal expansion (therefore high dimensional stability and low tendency to stress cracks (as well as high temperature resistance (important for extinguishing the cylinder at high temperatures).
  • the invention can also be used in connection with a method disclosed in the applicant's older, non-prepublished application P 38 40 793.0, in which first a sublimable substance in particle form as an anchoring or release layer for a subsequently applied oleophilic substance on the forme cylinder is transmitted. Radiation coming from the interior of the forme cylinder enables direct access to the anchoring or release layer, so that, for example, its decomposition by means of infrared radiation to extinguish the forme cylinder is considerably simplified.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Formzylinder in einer Offsetdruckmaschine für eine Direktbebilderung vorzugsweise mittels eines Thermotransferverfahrens.
  • Aus der DE-C2 32 48 178 ist ein gattungsgemäßer Formzylinder bekannt. An diesem wird zur Direktbebilderung eine Thermotransferfolie vorbeigeführt, die auf ihrer dem Formzylinder zugewandten Seite eine thermo- oder elektrothermosensitive Beschichtung aufweist. Mittels einer an ihrer Rückseite angeordneten Bildpunkt- Übertragungseinheit werden durch Energiezufuhr Elemente aus der Beschichtung herausgelöst, auf den Formzylinder übertragen und dort verankert. Nachteilig ist der relativ hohe Energiebedarf zur Übertragung der Beschichtungselemente, zumal über die Aluminium- Oberfläche des Formzylinders relativ schnell Wärme abgeleitet wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Formzylinder zu schaffen, mittels dem die von der Bildpunkt- Übertragungseinheit aufzuwendende Energie wesentlich reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Formzylinder einen strahlungsdurchlässigen Zylindermantel aufweist und daß in seinem Inneren wenigstens eine auf die innere Mantelfläche gerichtete Strahlungsquelle angeordnet ist.
  • Durch diese Merkmale wird in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Möglichkeit geschaffen, durch Energiezufuhr aus dem Inneren des Zylinders auf dessen Oberfläche einzuwirken. Die Energiezufuhr kann zur Vorerwärmung der Oberfläche, zur Unterstützung des Thermotransferschritts oder zum Einbrennen bzw. photochemischen Verankern der druckenden oleophilen Bildelemente dienen, ebenso vorteilhaft aber auch zum Löschen des Sujets durch Erweichen, Verdampfen, Zersetzen, Abbrennen der Bildelemente bzw. einer diese mit dem Zylinder verbindenden Haftschicht. Die Anordnung im Inneren des Formzylinders hat den weiteren Vorteil, daß an dessen äußerem Umfang, abgesehen von dem für die Thermotransfereinheit benötigten Platz kein zusätzlicher Platz beansprucht wird, sodaß genügend freier Raum für die Anordnung der Farb- und Feuchtauftragwalzen sowie des Gummituchzylinders verbleibt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen erklärt. In schematischer Darstellung zeigt
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch einen Formzylinder mit einer Strahlungsquelle und
    Fig. 2
    einen Querschnitt durch einen Formzylinder mit mehreren Strahlungsquellen.
  • In Fig. 1 ist ein Formzylinder 1 einer im übrigen nicht gezeigten Offsetdruckmaschine dargestellt. An diesen ist eine Thermotransfereinheit zur Direktbebilderung des Formzylinders 1 angestellt, die aus einer zwischen zwei Walzen 2, 3 abspulbaren Thermotransferfolie 4 und einer an die Rückseite der Thermotransferfolie 4 anstellbaren Bildpunkt- Übertragungseinheit 5 besteht. Die des weiteren an den Formzylinder 1 anstellbaren Farb- und Feuchtauftragwalzen und der Gummituchzylinder wurden, da sie für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung sind, weggelassen.
  • Die Thermotransferfolie 4 weist an ihrer am Formzylinder 1 anliegenden Seite eine thermosensitive bzw. elektrothermosensitive Beschichtung auf, die aus einer oleophilen Substanz besteht. Eine der Bild- Übertragungseinheit 5 zugewandte Trägerschicht der Thermotransferfolie 4 ist gut wärmeleitend. Der Formzylinder 1 weist eine Oberfläche mit hydrophiler Eigenschaft auf.
  • Die Bildpunkt- Übertragungseinheit 5 ist vorzugsweise mittels mehrerer in mehreren Zeilen angeordneter, Energie übertragender Elemente 6 in Kontakt mit der Trägerschicht der Thermotransferfolie 4. Die Elemente 6 können beispielsweise als Heizelemente, Stiftelektroden oder Halbleiterlaser ausgebildet sein. Gemäß einer der Bildpunkt- Übertragungseinheit 5 übermittelten digitalen Bildinformation werden die Elemente 6 genau dann aktiviert, wenn an dieser Stelle des Formzylinders 1 beim späteren Druckvorgang Farbe übertragen werden soll. Durch die Energieeinwirkung der Elemente 6 werden sehr kleine, in ihrer Größe einem Bildpunkt entsprechende Partikel 7 aus der Beschichtung herausgelöst und auf dem Formzylinder 1 abgelegt. Sie verfestigen sich an der Oberfläche des Formzylinders 1 und bilden dort aufgrund ihrer oleophilen Eigenschaft die farbübertragenden Bereiche. Die Partikel 7 sind in der Zeichnung, um sie überhaupt darstellen zu können, wesentlich vergrößert worden.
  • Gemäß der Erfindung weist der Formzylinder 1 einen strahlendurchlässigen Zylindermantel und in seinem Inneren wenigstens eine auf die innere Mantelfläche gerichtete Strahlungsquelle 8 auf. In Fig. 1 besteht der Zylindermantel aus Glaskeramik und ist die im Inneren angeordnete Strahlungsquelle 8 eine Infrarotstrahlen aussendenden Lampe. Mittels eines an ihrer Rückseite angeordneten Reflektors 9 läßt sich die Wärmestrahlung auf einen bestimmten Umfangsbereich des Zylindermantels richten. Sie dient in dem Umfangsbereich, an den von außen die Thermotransfereinheit anstellbar ist zur Unterstützung der Elemente 6. Die Beschichtung wird soweit vorgewärmt, daß von den Elementen 6 nur noch die restliche, zum Schmelzen erforderliche Energie übertragen werden muß. Dadurch läßt sich der Bebilderungsvorgang wesentlich beschleunigen.
  • Die in Fig. 2 dargestellte Konfiguration gleicht bezüglich der außerhalb eines Formzylinders 11 angeordneten Elemente im wesentlichen der Fig. 1. Eine Thermotransfereinheit besteht aus einer zwischen zwei Walzen 12, 13 abspulbaren Thermotransferfolie 14 und einer an deren Rückseite anstellbaren Bildpunkt-Übertragungseinheit 15, deren Elemente 16 entsprechend einer digitalen Bildinformation einzeln aktivierbar sind. Entsprechend der durch die Elemente 16 an die Thermotransferfolie übertragenen Energie werden Partikel 17 aus der dem Formzylinder 11 zugewandten Beschichtungsseite der Thermotransferfolie 14 herausgelöst und auf dessen Oberfläche abgelegt.
  • Im Unterschied zur Fig. 1 sind bei der Ausführungsform nach Fig. 2 im Inneren des ebenfalls eine strahlungsdurchlässige Oberfläche aufweisenden Formzylinders 11 mehrere Strahlungsquellen 18, 19, 20 und 21 angeordnet.
  • Von diesen ist die erste Strahlungsquelle 18 auf einen Umfangsbereich der inneren Mantelfläche des Formzylinders 11 gerichtet, der in Drehrichtung des Zylinders dem Bereich vorgelagert ist, in dem von außen die Thermotransfereinheit anstellbar ist. Die Strahlungsquelle 18 kann infrarote Strahlung oder sichtbares Licht aussenden und soll zur Vorerwärmung der Zylinderoberfläche dienen.
  • Die zweite Strahlungsquelle 19 ist auf den Umfangsbereich der inneren Mantelfläche des Formzylinders 11 gerichtet, in dem von außen die Thermotransfereinheit anstellbar ist. Sie kann infrarote Strahlung oder sichtbares Licht aussenden und dadurch die von den Elementen 16 aufzubringende Energie für die Herauslösung der Partikel 17 weiter reduzieren.
  • Die dritte Strahlungsquelle 19 ist auf einen Umfangsbereich der inneren Mantelfläche gerichtet, der in Drehrichtung des Zylinders 11 dem Bereich nachgeordnet ist, in dem von außen die Thermotransfereinheit anstellbar ist. Sie kann je nach Art der oleophilen Substanz dazu dienen, die Aushärtung der Partikel 17 durch Austreiben von Lösungsmitteln, durch Vernetzung von Polymeren oder durch Einbrennen zu bewirken bzw. zu beschleunigen. Je nach Erfordernis kann daher die Strahlungsquelle 19 infrarote Strahlung, sichtbares Licht oder aktinische (UV) Strahlung aussenden.
  • Eine vierte Strahlungsquelle 21 dient dazu, nach Beendigung des Druckvorgangs die Entfernung der Partikel 17 zu bewirken bzw. zu unterstützen. Dies kann mittels infraroter Strahlung durch Verflüssigen und Verdampfen, durch unmittelbares Sublimieren oder durch Erweichen und nachfolgendes Abrakeln unter Benutzung einer an den Formzylindern 11 anstellbaren Rakel 22 geschehen. Die Löschung des Formzylinders 11 ist unabhängig von dem für die Bebilderung verwendeten Verfahren vorteilhaft durch eine im Zylinder-Inneren angeordnete Strahlungsquelle durchzuführen bzw. zu unterstützen. So kann die Bebilderung ebenso durch einen einem Tintenstrahl-Drucker ähnelnden Druckkopf erfolgt sein.
  • Als weitere Möglichkeit einer Energiebeaufschlagung der Zylinderoberfläche ist noch die einer elektromagnetischen Strahlung zu nennen. Je nach Art der verwendeten oleophilen Substanz sind die genannten Arten von Strahlungsquellen auch in anderer Weise als in den vorstehenden Ausführungsbeispielen sinnvoll zu kombinieren.
  • Durch die Anordnung der Strahlungsquellen und von Spiegeln, Reflektoren sowie Blenden oder Masken kann eine geeignete Bündelung bzw. Lenkung der Strahlung erfolgen (Schlitz, Fläche, Faltung des Strahlungsweges, gleichzeitige Bestrahlung von außen und innen etc.). Die Strahlungseinwirkung kann sich auf die gesamte Zylinderoberfläche oder auch nur auf Teile davon erstrecken (partielles Löschen der Druckform).
  • Der Formzylinder wird vorteilhafterweise aus Glas oder Glaskeramik (z.B. Ceran) gefertigt und weist an seiner Oberfläche eine definierte Rauhigkeit mit einer mittleren Rauhtiefe von Rz = (2 ... 10) /1000 mm auf.
  • Zur permanenten hydrophilen Einstellung der Zylinderoberfläche, einer Randzone bzw. im Volumen sind Zusätze zur Glasschmelze oder Nachbehandlungen möglich (z.B. chemische/thermische Diffusion, Bedampfung, Ionenimplantation etc.).
  • Durch die Verwendung eines Formzylinders aus Glas oder Glaskeramik werden folgende weitere Vorteile erzielt: Die Strahlung kann den Zylindermantel nahezu ungehindert durchdringen, es werden im wesentlichen die Partikel erwärmt, während der Zylindermantel - im Gegensatz zur reinen Wärmeeinwirkung auf einen metallenen Zylinder von außen - weitestgehend kalt bleibt. Glas und Glaskeramik weisen darüber hinaus eine geringe Wärmeleitfähigkeit (daher wenig Energieverlust an den Formzylinder), einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten (daher hohe Formbeständigkeit und geringe Neigung zu Spannungsrissen (sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit (wichtig für Löschung des Zylinders bei hohen Temperaturen) auf.
  • Die Erfindung ist auch in Verbindung mit einem in der älteren, nicht vorveröffentlichten Anmeldung P 38 40 793.0 der Anmelderin offenbarten Verfahren anwendbar, bei dem zunächst eine sublimierbare Substanz in Partikelform als Verankerungs- bzw. Release- Schicht für eine nachfolgend aufgebrachte oleophile Substanz an den Formzylinder übertragen wird. Durch eine aus dem Inneren des Formzylinders kommende Strahlung wird ein unmittelbarer Zugriff auf die Verankerungs- bzw. Release- Schicht möglich, sodaß beispielsweise deren Zersetzung mittels Infrarotstrahlung zum Löschen des Formzylinders wesentlich vereinfacht wird.

Claims (13)

  1. Formzylinder in einer Offsetdruckmaschine fur eine Direktbebilderung vorzugsweise mittels eines Thermotransferverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß der Formzylinder (1; 11) einen strahlungsdurchlässigen Zylindermantel aufweist und daß in seinem Inneren wenigstens eine auf die innere Mantelfläche gerichtete Strahlungsquelle (8; 18, 19, 20, 21) angeordnet ist.
  2. Formzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel aus Glas ist.
  3. Formzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel aus Glaskeramik ist.
  4. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine äußere Mantelfläche hydrophile Eigenschaften aufweist.
  5. Formzylinder auch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strahlungsquellen (18, 19, 20, 21) vorgesehen sind.
  6. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Strahlungsquellen (8; 18, 19, 20, 21) Wärmestrahlung (infrarot) aussendet.
  7. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Strahlungsquellen (8; 18, 19, 20, 21) sichtbares Licht aussendet.
  8. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Strahlungsquellen aktinische Strahlung (ultraviolett) (8; 18, 19, 20, 21) aussendet.
  9. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Strahlungsquellen elektromagnetische Wellen (8; 18, 19, 20, 21) aussendet.
  10. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsquelle (8; 19) auf einen Bereich der Mantelfläche gerichtet ist, in dem von außen eine Thermotransfereinheit anstellbar ist.
  11. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsquelle (20) auf einen Bereich der Mantelfläche gerichtet ist, der in Drehrichtung des Zylinders auf einen Bereich folgt, in dem von außen eine Thermotransfereinheit anstellbar ist.
  12. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsquelle (18) auf einen Bereich der Mantelfläche gerichtet ist, der in Drehrichtung des Zylinders einem Bereich vorausgeht, in dem von außen eine Thermotransfereinheit anstellbar ist.
  13. Formzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsquelle (21) zumindestens hilfsweise zur Löschung eines Druckbildes verwendet wird.
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