WO2006045128A1 - Vorrichtung zum gravieren von druckplatten - Google Patents

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WO2006045128A1
WO2006045128A1 PCT/AT2005/000402 AT2005000402W WO2006045128A1 WO 2006045128 A1 WO2006045128 A1 WO 2006045128A1 AT 2005000402 W AT2005000402 W AT 2005000402W WO 2006045128 A1 WO2006045128 A1 WO 2006045128A1
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beam source
engraving
calibration
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PCT/AT2005/000402
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Harald Deinhammer
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Oesterreichische Banknoten- Und Sicherheitsdruck Gmbh
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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
    • B41C1/02—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head

Definitions

  • the invention relates to a device for engraving printing plates, in particular intaglio printing plates, with at least one first laser beam source, wherein the first
  • Laser beam source with an adjustable optical system is operatively connected.
  • a disadvantage of these devices is that a long time is required for engraving.
  • the laser beam source comprises an adjustable optical system.
  • the disadvantage here is that these adjustable optical systems for the
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned, in which the known disadvantages are avoided and with a high speed and high accuracy can be achieved.
  • deflecting mirror By deflecting mirror, the laser beam can be easily and quickly deflected, whereby a particularly fast engraving is possible.
  • the invention further relates to a method for engraving printing plates, in particular Intaglio printing plates, with at least one first laser beam source, wherein the first laser beam source is operatively connected to an adjustable optical system.
  • the adjustable optical system is subject to long-term drift. This can be determined in an alignment process by detecting the midpoint shift and the distortions in the x and y directions, engraving and measuring three pits. In this case, an adjustment by means of a linear correction.
  • a disadvantage is that the required for the printing of security elements accuracies of the printing plates are not achieved.
  • the object of the invention is to provide a method of the type described above, in which the known disadvantages are avoided, which can be performed easily and quickly and with which a high accuracy can be achieved.
  • this is achieved by engraving an actual pattern at a predefinable calibration position of the printing plate or a calibration plate according to a predefinable desired pattern by means of the first laser beam source and the optical system, the actual pattern being measured from the actual pattern and the target pattern correction factors are determined and the printing plate is engraved taking into account the correction factors.
  • the correction factors are checked and corrected if necessary. This can be ensured in a simple manner that the entire pressure plate has a constant accuracy.
  • at least predefinable parts of the actual pattern are measured by means of the optical system and a camera. By measuring with the camera, the calibration can be quickly and easily based on a existing predeterminable pattern are checked, with no new specifiable pattern must be created.
  • the actual pattern is measured by the camera by means of the optical system immediately after the calibration.
  • industrial camera systems for measuring geometry in a range of light wavelength of about 800 nm.
  • Typical laser beam sources such as those used in material processing, emit laser light, for example, 1064 nm (Nd-YAG laser) or 532 nm (Nd-YAG laser, frequency doubled ). Since the refractive properties of optical lens materials are wavelength-dependent, this leads to the fact that, when using a mirror deflection system, different imaging points of the laser beam and of the field of view of the camera occur in the edge regions of the processing field.
  • the measured positions of the camera do not match the engraved areas of the laser with the same setting of the optical system.
  • a co-operating with a fixed optics laser beam source is provided.
  • the laser beam source and the fixed optics By means of the laser beam source and the fixed optics, large-area patterns which extend beyond the area which can be painted over with the optical system can be engraved in one go. As a result, a particularly high accuracy can be ensured even for such patterns.
  • a laser beam source can be provided for fine and the other for deep lines, whereby a particularly good engraving result can be achieved.
  • the calibration position of the printing plate coated preferably painted, glued, in particular with a plastic layer, od.
  • a plastic layer od.
  • burrs are formed during engraving, which negatively influence the measurement result. If the power of the laser is adjusted so that essentially only the coating is engraved, so sharp edges can be achieved, which allow a particularly accurate measurement result.
  • the invention further relates to a printing plate, preferably an Intaglio printing plate from
  • Another object of the invention is to provide a printing plate with which the method according to the invention can be carried out particularly simply and quickly and with which a high accuracy can be achieved.
  • this is achieved by coating a coating position, preferably painted, glued, in particular with a plastic layer, or the like.
  • Coating can be removed, whereby sharp edges can be achieved, which allow a particularly accurate measurement result.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a first laser beam source and an adjustable optical system
  • Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of an inventive
  • Fig. 3 is an illustration of an embodiment of an actual pattern
  • FIG. 4 shows a representation of a predefinable target pattern to the actual pattern according to FIG. 3;
  • FIG. 6 the printing plate of FIG. 5 after engraving.
  • Fig. 2 an embodiment for engraving printing plates 9 is shown schematically, which at least one first laser beam source 1, wherein the first
  • Laser beam source 1 with an adjustable optical system 4 is operatively connected, and a
  • Calibration device 6 includes.
  • a second laser beam source 2 is provided, which optionally with the adjustable optical system
  • Camera 3 operatively connected. It can be provided that the camera 3 can also be connected to the optical system 4. Due to the usually present different imaging properties of the optical system 4 and the fixed optics 5 is preferred that the camera 3 for the solid optics 5 and another camera 31 for the optical System 4 is provided. Furthermore, a movable support 7 is provided for the pressure plate 9, which may be formed in the form of an xy-table. As a result, preferably one of the laser beam sources 1, 2 can be engraved by means of the adjustable optical system 4 when the movable support 7 is at a standstill or by means of the fixed optics and movement of the movable support 7. Instead of the movable support 7, a fixed support and a movable support of the laser beam sources 1, 2 and / or the camera 3 may be provided.
  • the first laser beam source 1 and the second laser beam source 2 can be arranged in a common laser engraving head 12, wherein the laser beam sources 1, 2 positioned exactly to each other and can be reflected in the optical system 4 and / or the fixed optics 5, wherein the laser beam sources 1, 2 the subject to the same errors of appearance.
  • the first laser beam source 1 and the second laser beam source 2 can be provided in particular for different powers and thus engraving depths, one of the laser beam sources 1, 2 being provided for fine lines and the other for thick lines. It can be provided that a calibration is performed for each of the laser beam sources 1, 2. This has the further advantage that even the smallest errors in the different coupling of the two laser beam sources 1, 2 into the adjustable optical system 4 can be taken into account.
  • engraving with the adjustable optical system 4 has the advantage that the position of the laser beam of the laser beam sources 1, 2 can be changed much faster on the printing plate 9, whereby the required times for engraving are significantly shortened can.
  • Known optical systems for example, a galvanometer system, have a long-term drift, which is why a regular readjustment is required.
  • it is possible to determine in an adjustment method by determining the midpoint shift and the distortions in the x and y directions, wherein three points are engraved and measured, after which an adjustment takes place by means of a linear correction.
  • the disadvantage here is that required for the printing of security elements accuracies of the printing plates 9 can not be achieved. In the subject invention, a distinction is made between such an adjustment and a calibration.
  • accuracies are required in particular for printing plates 9 of security documents which insbsonerde as Intaglio Printing plates can be formed. It has been found that accuracies of less than about 10 ⁇ m can be achieved on the entire printing plate 9.
  • Fig. 1 an embodiment of the laser beam source 1, the optical system 4 and the pressure plate 9 is shown. It has been shown to be favorable if the optical system 4 comprises deflection mirrors 41, wherein in particular two deflection mirrors 41 can be provided. With two deflecting mirrors 41, a substantially elliptical area can be engraved. The deflection mirror 41 have a high reliability and durability.
  • an actual pattern 81 is engraved at a predefinable calibration position 91 of the printing plate 9 in accordance with a predefinable desired pattern 82 by means of the first laser beam source 1 and the optical system 4, the actual pattern 81 measured from the actual Pattern 81 and the target pattern 82 correction factors are determined and the printing plate 9 is engraved taking into account the correction factors. If necessary, this process can be repeated.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a desired pattern 82 and in FIG. 3 an actual pattern 81. 5, an embodiment of a printing plate 9 and in Fig. 6, the pressure plate 9 shown in FIG. 5 after engraving.
  • the engraving of the actual pattern 81 can take place directly in the edge region of the printing plate 9.
  • this printing plate is usually metallic, with engraving in metal usually resulting in burr formation, which has a disturbing effect on the quality of the image recognition, and thus makes the measurement of the actual pattern 81 more difficult. As a result, errors can be caused up to about 5 microns experience.
  • the coating may in particular be formed by a lacquer layer, an adhesive film, preferably from a plastic layer, which may in particular be black, or the like.
  • the calibration position 91 can also be arranged on a calibration plate, which can be in particular a plastic plate, instead of on the pressure plate 9, the calibration preferably being carried out immediately prior to the engraving of the pressure plate. This seems to be particularly suitable for small printing plates 9, in which a calibration check during engraving of the printing plate 9 is dispensed with can. It can also be provided that the pressure plate 9 and the calibration plate can be arranged simultaneously on the movable support 5. The measurement of the actual pattern can be done in a simple manner by means of the camera 3 and the fixed optics 5. In other embodiments, other measurement methods may be used.
  • the region to be engraved can be subdivided into individual patterns, which are engraved under the optical system 4 in each case after the printing plate 9 has been positioned.
  • individual patterns that can not be engraved with the optical system 4 at once it may be provided that they are engraved with the solid optics 5.
  • Further embodiments according to the invention have only a part of the features described, wherein each feature combination, in particular also of various described embodiments, can be provided.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Gravieren von Druckplatten (9) , insbesondere Intaglio Druckplatten, mit wenigstens einer ersten Laserstrahlquelle (1), wobei die erste Laserstrahlquelle (1) mit einem verstellbaren optischen System (4) wirkverbunden ist , wird zur Erreichung einer besonders hohen Genauigkeit vorgeschlagen, dass eine Kalibriereinrichtung (6) vorgesehen ist.

Description

Vorrichtung zum Gravieren von Druckplatten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gravieren von Druckplatten, insbesondere intaglio Druckplatten, mit wenigstens einer ersten Laserstrahlquelle, wobei die erste
Laserstrahlquelle mit einem verstellbaren optischen System wirkverbunden ist.
Zum Gravieren von Druckplatten sind Vorrichtungen mit einer Laserstrahlquelle mit einer
Festoptik bekannt, bei denen die Laserstrahlquelle über der Druckplatte bewegt wird.
Nachteilig an diesen Vorrichtungen ist, dass für das Gravieren eine lange Zeit benötigt wird.
Bei anderen bekannten Vorrichtungen umfasst die Laserstrahlquelle ein verstellbares optisches System. Nachteilig dabei ist, dass diese verstellbaren optischen Systeme für die
Gravur von Druckplatten von Sicherheitsdokumenten, beispielsweise Banknoten, eine zu geringe Genauigkeit aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die bekannten Nachteile vermieden sind und mit der eine hohe Geschwindigkeit und eine hohe Genauigkeit erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine Kalibriereinrichtung vorgesehen ist.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass in überraschender Weise gegenüber einer werkseitigen
Kalibrierung und Justierung beim Gravieren eine erhebliche Verbesserung in der Genauigkeit erreicht werden kann. Diese Genauigkeit wird durch die Berücksichtigung aller Komponenten der Vorrichtung, insbesondere auch Ungenauigkeiten der Montage durch die Kalibrierung an der Vorrichtung selbst erreicht, wobei auch Umwelteinflüsse, beispielsweise der Temperatur berücksichtigt werden. Weiters werden gegenüber der Justierung auch Nichtlinearitäten der
Gesamtanlage berücksichtigt, wodurch eine erhöhte Genauigkeit erzielt werden kann. m Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das optische System
Umlenkspiegel umfasst. Durch Umlenkspiegel kann der Laserstrahl einfach und schnell abgelenkt werden, wodurch ein besonders schnelles Gravieren möglich ist.
Gemäß einer anderen Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Kamera zur
Aufnahme durch das optische System vorgesehen ist. Mit der Kamera können Positionen durch das optische System vermessen werden, wobei ein Gravieren nicht erforderlich ist.
Dadurch kann insbesondere die Kalibrierung überprüft werden, wobei gegebenenfalls mittels der Kamera auch nachkalibriert werden kann. hi weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Kamera zur
Aufnahme durch eine Festoptik vorgesehen ist. Mit der Festoptik können vorgebbare Muster beim Kalibrieren durch Bewegung der Kamera oder der Druckplatte einfach und exakt ausgemessen werden. Die mit der Kamera wirkverbundene Festoptik kann auch zur Laserbearbeitung verwendet werden, wobei sie mit einer Laserstrahlquelle wirkverbunden ist. Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zum Gravieren von Druckplatten, insbesondere Intaglio Druckplatten, mit wenigstens einer ersten Laserstrahlquelle, wobei die erste Laserstrahlquelle mit einem verstellbaren optischen System wirkverbunden ist. Bei bekannten derartigen Verfahren ist es bekannt, dass das verstellbare optische System einer Langzeitdrift unterliegt. Diese kann in einem Justierverfahren durch Feststellen der Mittelpunktsverschiebung und der Verzerrungen in x und y-Richtung ermittelt werden, wobei drei Punke graviert und ausgemessen werden. Dabei erfolgt eine Justierung mittels einer linearen Korrektur. Nachteilig dabei ist, dass die für das Drucken von Sicherheitselementen erforderlichen Genauigkeiten der Druckplatten nicht erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der oben beschriebenen Art anzugeben, bei dem die bekannten Nachteile vermieden werden, das einfach und schnell durchgeführt werden kann und mit dem eine hohe Genauigkeit erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass an einer vorgebbaren Kalibrierposition der Druckplatte oder einer Kalibrierplatte gemäß einem vorgebbaren Soll-Muster mittels der ersten Laserstrahlquelle und des optischen Systems ein Ist-Muster graviert wird, das Ist- Muster vermessen wird, aus dem Ist-Muster und dem Soll-Muster Korrekturfaktoren ermittelt werden und die Druckplatte unter Berücksichtigung der Korrekturfaktoren graviert wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine unerwartet hohe Genauigkeit erzielt werden kann, welche erheblich über der Genauigkeit einer werkseitigen Kalibrierung ist. Es wird nicht nur das verstellbare optische System, sondern die gesamte Vorrichtung kalibriert, wobei auch Ungenauigkeiten des Lasers oder der Vorrichtung berücksichtigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass während des Gravierens der Druckplatte in vorgebbaren Zeitabständen die Korrekturfaktoren überprüft und gegebenenfalls berichtigt werden. Dadurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass die gesamte Druckplatte eine gleichbleibende Genauigkeit aufweist. In Weiterführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest vorgebbare Teile des Ist-Musters mittels des optischen Systems und einer Kamera vermessen werden. Durch das Vermessen mit der Kamera kann die Kalibrierung schnell und einfach anhand eines bestehenden vorgebbaren Musters überprüft werden, wobei kein neues vorgebbares Muster erstellt werden muss.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Ist- Muster von der Kamera mittels des optischen Systems unmittelbar nach der Kalibrierung vermessen wird. Üblicherweise detektieren industrielle Kamerasysteme zur Geometrievermessung in einem Bereich der Lichtwellenlänge von ca. 800 nm. Typische Laserstrahlquellen, wie Sie in der Materialbearbeitung eingesetzt werden, emittieren Laserlicht beispielsweise mit 1064 nm (Nd-YAG Laser) oder 532 nm (Nd-YAG Laser, frequenzverdoppelt). Da die Brechungseigenschaften von optischen Linsenmaterialien wellenlängenabhängig sind, fuhrt dies dazu, dass bei Verwendung eines Spiegel- Ablenksystems es hier zu unterschiedlichen Abbildungspunkten des Laserstrahls und des Sichtfeldes der Kamera in den Randbereichen des Bearbeitungsfeldes kommt. Dadurch stimmen die gemessenen Positionen der Kamera nicht mit den gravierten Stellen des Lasers bei gleicher Einstellung des optischen Systems überein. Durch Vermessen des vorgebbaren Musters können diese Einflüsse für das vorhandene vorgebbare Muster auf einfache Weise berücksichtigt werden, wobei die gemessenen Werte als Sollwerte für spätere Überprüfungen der Kalibrierung gespeichert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine mit einer Festoptik zusammenwirkende Laserstrahlquelle vorgesehen wird. Mittels der Laserstrahlquelle und der Festoptik können großflächige Muster, die über den mit dem optischen System überstreichbaren Bereich hinausgehen, in einem Zug graviert werden. Dadurch kann auch für derartige Muster eine besonders hohe Genauigkeit sichergestellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Laserstrahlquellen verwendet werden. Dabei kann eine Laserstrahlquelle für feine und die andere für tiefe Linien vorgesehen sein, wodurch ein besonders gutes Gravurergebnis erzielt werden kann.
Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kalibrierposition der Druckplatte beschichtet, vorzugsweise lackiert, beklebt, insbesondere mit einer Kunststoffschicht, od. dgl., wird. Bei einer Druckplatte aus Metall bilden sich bei dem Gravieren Grate aus, die das Messergebnis negativ beeinflussen. Wird die Leistung des Lasers so eingestellt, dass im Wesentlichen lediglich die Beschichtung graviert wird, so können scharfe Kanten erreicht werden, die ein besonders genaues Messergebnis ermöglichen.
Die Erfindung betrifft weiters eine Druckplatte, vorzugsweise eine Intaglio Druckplatte, aus
Metall.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckplatte anzugeben, mit der das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfach und schnell durchgeführt werden kann und mit der eine hohe Genauigkeit erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine Kalibrierposition beschichtet, vorzugsweise lackiert, beklebt, insbesondere mit einer Kunststoffschicht, od. dgl., ist.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass an der Kalibrierposition im Wesentlichen lediglich die
Beschichtung abgetragen werden kann, wodurch scharfe Kanten erreicht werden können, die ein besonders genaues Messergebnis ermöglichen.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen
Ausführungsformen dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführung einer ersten Laserstrahlquelle und eines verstellbaren optischen Systems;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 3 eine Darstellung einer Ausführung eines Ist-Musters;
Fig. 4 eine Darstellung eines vorgebbaren Soll-Musters zu dem Ist-Muster nach Fig. 3;
Fig. 5 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckplatte; und
Fig. 6 die Druckplatte nach Fig. 5 nach dem Gravieren.
In Fig. 2 ist schematisch eine Ausfuhrungsform zum Gravieren von Druckplatten 9 dargestellt, welche wenigstens eine erste Laserstrahlquelle 1, wobei die erste
Laserstrahlquelle 1 mit einem verstellbaren optischen System 4 wirkverbunden ist, und eine
Kalibriereinrichtung 6 umfasst.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist neben der ersten Laserstrahlquelle 1 weiters eine zweite Laserstrahlquelle 2 vorgesehen, die wahlweise mit dem verstellbaren optischen System
4 oder einer Festoptik 5 verwendet werden können. Mit der Festoptik 5 ist weiters eine
Kamera 3 wirkverbindbar. Es kann vorgesehen sein, dass die Kamera 3 auch mit dem optischen System 4 verbindbar ist. Aufgrund der üblicherweise vorhandenen unterschiedlichen Abbildungseigenschaften des optischen Systems 4 und der Festoptik 5 ist bevorzugt, dass die Kamera 3 für die Festoptik 5 und eine weitere Kamera 31 für das optische System 4 vorgesehen ist. Weiters ist eine bewegliche Auflage 7 für die Druckplatte 9 vorgesehen, die in der Form eines xy-Tisches ausgebildet sein kann. Dadurch kann vorzugsweise mit einer der Laserstrahlquellen 1, 2 mittels des verstellbaren optischen Systems 4 bei Stillstand der beweglichen Auflage 7 oder mittels der Festoptik und Bewegung der beweglichen Auflage 7 graviert werden. Anstelle der beweglichen Auflage 7 kann auch eine feste Auflage und eine bewegliche Halterung der Laserstrahlquellen 1, 2 und/oder der Kamera 3 vorgesehen sein. Grundsätzlich ist auch ein Gravieren mit dem beweglichen optischen System 4 während der Bewegung der verstellbaren Auflage 7 möglich. Die erste Laserstrahlquelle 1 und die zweite Laserstrahlquelle 2 können in einem gemeinsamen Lasergravurkopf 12 angeordnet sein, wobei die Laserstrahlquellen 1, 2 genau zueinander positioniert und in das optische System 4 und/oder die Festoptik 5 eingespiegelt werden können, wobei die Laserstrahlquellen 1, 2 den gleichen Fehlern der Optik unterliegen. Dabei können die erste Laserstrahlquelle 1 und die zweite Laserstrahlquelle 2 insbesondere für unterschiedliche Leistungen und damit Gravurtiefen vorgesehen sein, wobei eine der Laserstrahlquellen 1, 2 für feine Linien und die andere für dicke Linien vorgesehen ist. Es kann vorgesehen sein, dass für jede der Laserstrahlquellen 1, 2 eine Kalibrierung vorgenommen wird. Dies hat den weiteren Vorteil, dass hier auch geringste Fehler in der unterschiedlichen Einkopplung der beiden Laserstrahlquellen 1, 2 in das verstellbare optische System 4 berücksichtigt werden können.
Gegenüber dem Gravieren mit der Festoptik 5 weist das Gravieren mit dem verstellbaren optischen System 4 den Vorteil auf, dass die Position des Laserstrahles der Laserstrahlquellen 1, 2 auf der Druckplatte 9 wesentlich schneller verändert werden kann, wodurch die erforderlichen Zeiten für das Gravieren erheblich verkürzt werden können. Bekannte optische Systeme, beispielsweise ein Galvanometersystem, weisen eine Langzeitdrift auf, weshalb eine regelmäßige Nacheinstellung erforderlich ist. Dabei kann in einem Justierverfahren durch Feststellen der Mittelpunktsverschiebung und der Verzerrungen in x und y-Richtung ermittelt werden, wobei drei Punke graviert und ausgemessen werden, wonach eine Justierung mittels einer linearen Korrektur erfolgt. Nachteilig dabei ist, dass die für das Drucken von Sicherheitselementen erforderlichen Genauigkeiten der Druckplatten 9 nicht erreicht werden. Bei gegenständlicher Erfindung wird zwischen einer derartigen Justierung und einer Kalibrierung unterschieden.
Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Genauigkeiten sind insbesondere bei Druckplatten 9 von Sicherheitsdokumenten erforderlich, welche insbsonerde als Intaglio Druckplatten ausgebildet sein können. Es hat sich gezeigt, dass Genauigkeiten von unter etwa 10 μm auf der gesamten Druckplatte 9 erreicht werden können.
In Fig. 1 ist eine Ausfuhrungsform der Laserstrahlquelle 1, des optischen Systems 4 und der Druckplatte 9 gezeigt. Es hat sich als günstig gezeigt, wenn das optische System 4 Umlenkspiegel 41 umfasst, wobei insbesondere zwei Umlenkspiegel 41 vorgesehen sein können. Mit zwei Umlenkspiegeln 41 kann ein im wesentlichen ellipsenförmiger Bereich graviert werden. Die Umlenkspiegel 41 weisen eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer auf.
Bei dem Gravieren der Druckplatte 9 wird an einer vorgebbaren Kalibrierposition 91 der Druckplatte 9 gemäß einem vorgebbaren Soll-Muster 82 mittels der ersten Laserstrahlquelle 1 und des optischen Systems 4 ein Ist-Muster 81 graviert, das Ist-Muster 81 vermessen, aus dem Ist-Muster 81 und dem Soll-Muster 82 Korrekturfaktoren ermittelt werden und die Druckplatte 9 unter Berücksichtigung der Korrekturfaktoren graviert wird. Gegebenenfalls kann dieser Vorgang wiederholt werden. In Fig. 4 ist eine Ausführung eines Soll-Musters 82 und in Fig. 3 ein Ist-Muster 81 gezeigt. Weiters ist in Fig. 5 eine Ausführungsform einer Druckplatte 9 und in Fig. 6 die Druckplatte 9 nach Fig. 5 nach dem Gravieren dargestellt. Die Gravur des Ist-Musters 81 kann direkt in dem Randbereich der Druckplatte 9 erfolgen. Diese Druckplatte ist im Falle einer Intaglio Druckplatte üblicherweise metallisch, wobei es bei der Gravur in Metall zumeist zu einer Gratbildung kommt, welche sich störend auf die Qualität der Bilderkennung auswirkt, und somit die Vermessung des Ist-Musters 81 erschwert. Dadurch können erfahrungsgemäß Fehler bis zu etwa 5 μm verursacht werden. Durch die Beschichtung der Druckplatte 9 im Bereich der Kalibrierposition 91 kann eine gute Randschärfe der Gravur erreicht werden, wodurch eine Genauigkeit der Vermessung des Ist- Musters 81 von etwa 1 μm sichergestellt werden kann. Die Beschichtung kann insbesondere durch eine Lackschicht, eine Klebefolie, vorzugsweise aus einer Kunststoffschicht, welche insbesondere schwarz sein kann, od. dgl. ausgebildet sein. Bei der Gravur des Ist-Musters 81 wird die Leistung der Laserstrahlquelle 1 vorzugsweise so eingestellt, dass nur die Beschichtung abgetragen wird.
Die Kalibrierposition 91 kann anstelle auf der Druckplatte 9 auch auf einer Kalibrierplatte, welche insbesondere eine Kunststoffplatte sein kann, angeordnet sein, wobei vorzugsweise unmittelbar vor dem Gravieren der Druckplatte die Kalibrierung vorgenommen wird. Dies scheint insbesondere bei kleinen Druckplatten 9 geeignet zu sein, bei denen auf eine Überprüfung der Kalibrierung während des Gravierens der Druckplatte 9 verzichtet werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Druckplatte 9 und die Kalibrierplatte gleichzeitig auf der bewegbaren Auflage 5 angeordnet werden können. Die Vermessung des Ist-Musters kann auf einfache Weise mittels der Kamera 3 und der Festoptik 5 erfolgen. Bei anderen Ausführungsformen können auch andere Messverfahren verwendet werden.
Insbesondere bei größeren Druckplatten 9 kann zur Sicherstellung einer gleichbleibenden Genauigkeit vorgesehen sein, dass während des Gravierens der Druckplatte 9 in vorgebbaren Zeitabständen die Korrekturfaktoren überprüft und gegebenenfalls berichtigt werden. Durch diese Überprüfung kann festgestellt werden, ob sich die Vorrichtung dahingehend verändert hat, dass die Korrekturfaktoren angepasst werden müssen, um die Genauigkeit zu erhalten. Diese Überprüfung kann dadurch erfolgen, dass das Ist-Muster 81 mittels der Kamera 3, 31 und des optischen Systems 4 vermessen wird. Dadurch ist ein erneutes Gravieren des Ist- Musters 81 nicht erforderlich. Bei dieser Überprüfung sind die ermittelten Abweichungen des Ist-Musters 81 von dem Soll-Muster 82 zu berücksichtigen. Weiters ist zu beachten, dass das von der Kamera 3, 31 aufgenommene Licht üblicherweise unterschiedlich zu dem Licht der Laserstrahlquelle 1, 2 in dem optischen System 4 gebrochen wird. Diese Abweichungen sind nichtlinear und können durch empirische Versuche festgestellt werden. Eine andere Möglichkeit ist, das Ist-Muster 82 unmittelbar nach der Kalibrierung mit der Kamera 3, 31 und dem optischen System 4 zu vermessen und die ermittelten Werte als Sollwerte zu verwenden.
Üblicherweise kann mit dem optischen System 4 lediglich ein Ausschnitt der Druckplatte 9 auf einmal graviert werden. Dabei kann der zu gravierende Bereich in Einzelmuster unterteilt werden, die jeweils nach Positionieren der Druckplatte 9 unter dem optischen System 4 graviert werden. Bei Einzelmustern, die mit dem optischen System 4 nicht auf einmal graviert werden können, kann vorgesehen sein, dass sie mit der Festoptik 5 graviert werden. Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen, vorgesehen sein kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung zum Gravieren von Druckplatten (9), insbesondere Intaglio Druckplatten, mit wenigstens einer ersten Laserstrahlquelle (1), wobei die erste Laserstrahlquelle (1) mit einem verstellbaren optischen System (4) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibriereinrichtung (6) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (4) Umlenkspiegel (41) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera (3, 31) zur Aufnahme durch das optische System (4) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera (3) zur Aufnahme durch eine Festoptik (5) vorgesehen ist.
5. Verfahren zum Gravieren von Druckplatten (9), insbesondere Intaglio Druckplatten, mit wenigstens einer ersten Laserstrahlquelle (1), wobei die erste Laserstrahlquelle (1) mit einem verstellbaren optischen System (4) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer vorgebbaren Kalibrierposition (91) der Druckplatte (9) oder einer Kalibrierplatte gemäß einem vorgebbaren Soll-Muster (82) mittels der ersten Laserstrahlquelle (1) und des optischen Systems (4) ein Ist-Muster (81) graviert wird, das Ist-Muster (81) vermessen wird, aus dem Ist-Muster (81) und dem Soll-Muster (82) Korrekturfaktoren ermittelt werden und die Druckplatte (9) unter Berücksichtigung der Korrekturfaktoren graviert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Gravierens der Druckplatte (9) in vorgebbaren Zeitabständen die Korrekturfaktoren überprüft und gegebenenfalls berichtigt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vorgebbare Teile des Ist-Musters (81) mittels des optischen Systems (4) und einer Kamera (3, 31) vermessen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ist-Muster von der Kamera (3, 31) mittels des optischen Systems (4) unmittelbar nach der Kalibrierung vermessen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einer Festoptik (5) zusammenwirkender Laserstrahlquelle (1, 2) vorgesehen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Laserstrahlquellen (1, 2) verwendet werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierposition (91) der Druckplatte (9) beschichtet, vorzugsweise lackiert, beklebt, insbesondere mit einer Kunststoffschicht, od. dgl., wird.
12. Druckplatte (9), vorzugsweise eine Intaglio Druckplatte, aus Metall dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierposition (91) beschichtet, vorzugsweise lackiert, beklebt, insbesondere mit einer Kunststoffschicht, od. dgl., ist.
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