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EP1262315B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform Download PDF

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Publication number
EP1262315B1
EP1262315B1 EP01112705A EP01112705A EP1262315B1 EP 1262315 B1 EP1262315 B1 EP 1262315B1 EP 01112705 A EP01112705 A EP 01112705A EP 01112705 A EP01112705 A EP 01112705A EP 1262315 B1 EP1262315 B1 EP 1262315B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
beams
printing block
relief
track
block blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01112705A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1262315A1 (de
EP1262315B8 (de
Inventor
Josef Juffinger
Franz Kurz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPGPrints Austria GMBH
Original Assignee
Stork Prints Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8177543&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1262315(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Stork Prints Austria GmbH filed Critical Stork Prints Austria GmbH
Priority to DE50104541T priority Critical patent/DE50104541D1/de
Priority to ES01112705T priority patent/ES2233522T3/es
Priority to EP01112705A priority patent/EP1262315B8/de
Priority to AT01112705T priority patent/ATE282526T1/de
Priority to JP2002148852A priority patent/JP3556204B2/ja
Priority to CNB02120473XA priority patent/CN1208190C/zh
Priority to US10/154,837 priority patent/US6857365B2/en
Publication of EP1262315A1 publication Critical patent/EP1262315A1/de
Priority to HK03104677.9A priority patent/HK1052320B/zh
Publication of EP1262315B1 publication Critical patent/EP1262315B1/de
Publication of EP1262315B8 publication Critical patent/EP1262315B8/de
Application granted granted Critical
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41B—MACHINES OR ACCESSORIES FOR MAKING, SETTING, OR DISTRIBUTING TYPE; TYPE; PHOTOGRAPHIC OR PHOTOELECTRIC COMPOSING DEVICES
    • B41B19/00—Photoelectronic composing machines
    • 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 method and an apparatus for manufacturing a printing form according to claims 1 and 17.
  • a printing form can it be z.
  • B. a flexographic printing form or a rigid printing form act as letterpress or gravure forms, and the like.
  • a printing plate which can be a polymer plate, for example, in order to produce a relief in the printing plate in this way in order to produce a flexographic printing plate with the aid of a conventional CO 2 laser.
  • the CO 2 laser is permanently power-modulated, so that the method is relatively slow.
  • This US-A-5,427,026 also discloses an apparatus for manufacturing a Printing form with a holder for holding a printing form blank, one optical device for irradiating a surface of the printing form blank along a track by means of at least one beam, to thereby pass areas remove the printing form blank, and with a control device, the using a data file contained beam on and off commands Changes in intensity of the at least one beam along its path controls the track, the control device being designed so that it several data files each containing beam switch-on and switch-off commands Provides, each for processing the printing blank serves along the entire track, and which is offset in time with respect to the track are workable.
  • the invention has for its object a method for producing a Printing form. in particular a flexographic printing plate to specify with which very small structures surrounded by deep cuts quickly and just have it made.
  • a suitable for this purpose Device will be provided.
  • the method according to the invention is characterized by this. that the irradiation done with multiple beams. the one after the other along the same Track and the multiple beams in one direction next to each other are arranged horizontally, which runs transversely to the longitudinal direction of the track.
  • a relief introduced that material of Printing blank is removed along traces by radiation, So by radiation that z. B. is switched on and off, for example by Modulators, e.g. B. acousto-optical modulators, light deflectors, such as movable Mirrors, etc. to change the intensity of the radiation.
  • Modulators e.g. B. acousto-optical modulators, light deflectors, such as movable Mirrors, etc.
  • the removal occurs because along one and the same Track differently deep relief areas by accordingly frequent irradiation are generated. It can focus radiation be used or parallel radiation, provided they are for the named Purpose is intense or powerful enough.
  • the beam power can be relatively low be, which means that even very fast modulators and switching off the beam power can be used in their Use the beam power just needs to be limited to the To protect modulators from destruction, such as acousto-optic modulators. So it is possible to also be relatively fine and to be able to quickly develop deep structures at the same time to create reliefs to be able to manufacture with even better quality. This also applies in particular in view of the fact that between the individual burning processes the printing plate material when forming the deeper structural areas cools down again before it is removed again, which leads to that the printing form material does not heat up so much in these areas, so that the relief is extremely precise or true to form leaves. The material removal can occur between the individual burning processes also be dissipated, e.g. B. be sucked off, which is a more accurate Working at the next removal process enables and qualitatively better Structures leads.
  • the relief delimits material areas on the surface side of the printing form blank first removed in this way the relief contours at a relatively low temperature of the blank to be able to determine. Only then is the further removal of the Printing blank for the formation of the lower areas.
  • the approach is to use very precise surface borders of the relief. In principle, however, the reverse procedure is also used possible that the surface-side borders of the relief be formed last.
  • the relief surface is on the side limiting material areas of the printing form blank in their spectral sensitivity to the wavelength of the abrading radiation adjusted, which affects the removal process of these material areas controls even better to get reliefs with even greater precision receive.
  • the irradiation of the Printing blank with laser radiation because in this way the required Radiant energy can be easily provided.
  • focused laser radiation can be used.
  • the Beams or laser beams are moved relative to the printing form blank, or it is proceeded in such a way that the printing form blank is relatively stationary Blasting is moved.
  • the jets and blank can also be used both and are moved relative to each other.
  • a printing blank that has a printing surface has forming elastic material, such as polymer material, silicone or rubber.
  • the printing surface could also be rigid, for example are made of metal.
  • a plate-shaped printing form blank made of polymer material or other suitable elastic material on the surface a rotatably mounted cylinder and firmly attached there are, for example by clamping, by suction using a vacuum, by Magnets, etc.
  • elastic can also be used or polymer material on the surface of a rotatably mounted Cylinders are drawn up or applied. This can be e.g. B. are hoses that are pulled onto the cylinder, or it can liquid material or polymer material by knife, spray and Diving, etc., are applied.
  • the irradiation takes place of the printing form blank along a respective track depending of data files, one of which is one of the different ones Depth relief areas to be removed is assigned.
  • the removal the material areas of the printing form blank are therefore purely digital controlled so that changes in radiation power are carried out very quickly can be what accelerates the machining process.
  • the Data files can also be combined into an overall file that contains the data files as links in a chain, which are processed one after the other become.
  • the data files Invention produced as follows: Education and electronic storage of a basic two-dimensional relief pattern; Formation of one or more in different borders to the basic relief pattern for marking relief areas that increase with increasing Distance from the basic relief pattern should be lower; Drawing a track by the bordered basic relief pattern; Searching for boundaries of the Relief basic pattern and the relief areas based on the borders on the track; and setting beam on and off commands based on the boundaries found and sorted into respective data files for the basic relief pattern and the lower-lying relief areas.
  • the basic relief pattern is specified, for example by scanning a template or by graphic design from a designer on the screen of a computer, so with a given track width and Traces of the tracks relative to the basic relief pattern to be removed in the blank in different depths Create areas in a very simple way, in an automated way, which also speeds up the process.
  • the respective data files are used for modulation or for switching on / off of rays.
  • these could be Data files are used to control acousto-optical modulators, with the help of which the beams or laser beams are switched on and off become, and the functioning of which is generally known.
  • the respective data files can be different Control voltages assigned to modulate the beams to be one of the respective when using a respective data file Use control voltages to control a modulator.
  • the respective Control voltage is then in accordance with the data file connected. This switched control voltage then reaches the modulator.
  • a device for producing a printing form
  • a flexographic printing form contains a holder for holding a Printing form blank; an optical device for irradiating a Surface of the printing form blank along a track by means of at least a beam to thereby ablate areas of the printing form blank; and a controller that uses a beam on and off commands contained data files corresponding changes in intensity of the at least one ray on its way along the track controls.
  • the control device is designed so that it has several each Data files containing beam switch-on and switch-off commands (sample information) provides, each of which is used for processing the printing form blank serves along the entire track, and which is offset in time with respect to the track are workable.
  • the data files related to one and the same track can go along areas the track may be exposed to radiation one or more times, accordingly to get shallower or deeper areas along the track so that it is possible very short in the longitudinal direction and create deep recesses in order to be very to obtain precise reliefs in the surface of a printing form blank.
  • the optical device trained so that she outputs several beams, each with only a separate data file are controllable.
  • all rays must be on the same track go through one after the other.
  • the rays are juxtaposed in one direction which runs transverse to the longitudinal direction of the track, so that by appropriate Shifting the beams in the transverse direction one after the other Cover with the track can be brought.
  • Focused rays such as focused rays, can be used as rays Laser beams.
  • the printing form blank can be a plate-shaped blank or be a cylindrical printing form blank. At least he's at his Surface elastic and preferably consists of polymer material or at least contains one. But it can also be made of silicone, Rubber or other material, such as metal.
  • this can be done in the form of a plate Training, for example, can be processed in a flat state if Rays guided along tracks and kept parallel to him at a distance become. Radiation sources and blank blank could then be in parallel planes are shifted relative to each other.
  • the printing form blank designed as a cylinder rotatably mounted about its longitudinal axis, which has an elastic material on its surface, for example polymer material. wearing.
  • This can be plate-shaped and around its Surface. It is in the form of a plate on the cylinder surface attached, the plate can be removed from this after processing can also be removed to be used as a flat pressure plate become.
  • the elastic or polymer material can also be firmly on the Surface of the cylindrical carrier remain after it is on it has been raised or applied in another form, such as by a Dipping, doctoring or spraying, and the like. In this case later the entire cylinder was used as an impression cylinder.
  • the surface relief When processing or irradiating the printing cylinder for generation the surface relief can be rotated while at the same time a slidably arranged in the direction of the longitudinal axis of the cylinder Carriage is moved, the at least parts of the optical device wearing.
  • This slide can be used, for example, to deflect mirrors of laser beams, or laser sources can be directly on it be mounted. It is also possible when the cylinder rotates around its longitudinal axis this also in the direction of its To move the longitudinal axis to the surface of the printing form blank to be able to edit fixed positioned optical equipment. This variant would be advantageous if the optical device itself from a Variety of radiation sources for generating a variety of rays exists and therefore a misalignment by vibrations is relatively large.
  • modulators are provided for switching the beams on and off are that can be controlled via the data files.
  • it can are preferably acousto-optic modulators that are very can be controlled quickly.
  • Each of the modulators is equipped with at least one analog switch connected, via which the modulator one of the pattern information appropriate control voltage can be supplied, the analog switch through which the data file can be switched. This makes a very precise digital Control of the processing beam or laser beam possible.
  • modulators each of which is assigned an analog switch is, each by one of the for engraving along a track required multiple data files can be switched, the analog switch switch different control voltages.
  • FIG. 1 denotes a printing form blank, which is made of polymer material is made.
  • a flexographic printing plate becomes a relief engraved in a surface 2 of the printing form blank 1 by using Help from z. B.
  • three focused laser beams 3, 4 and 5 polymer material the printing form blank 1 is burned away in some areas. It could more or less than three laser beams can also be used.
  • the laser beams 3, 4 and 5 are sequentially along in time a track running on the surface 2 moves in the direction arrow 6 runs.
  • the laser beam 3 is the leading laser beam and acts on the surface 2 of the printing form blank 1 first.
  • the laser beam is used first 1 the upper section A of the printing form blank 1 burned away while a short time later the section lying below the bottom of section A. B is burned away using the laser beam 4. At even deeper Recess becomes after using the laser beam 4 below the floor Section C of section B with the aid of the laser beam 5 burned away, etc.
  • the laser beams 3, 4 and 5 create relief areas, in which relatively deep recesses are created should be irradiated several times in succession in order to be successive in time Steps the bottom of the first recess burn further away or dig.
  • the printing form blank according to FIG. 1 can be, for example, one act as a plate-shaped blank that is processed in a flat state, or around a cylindrical printing form blank, for example on the Surface of a rotatably mounted cylinder lies and from this again is removable.
  • the cylinder itself could also be used as a blank be referred to when it is on its surface, for example with polymer material would be coated.
  • the laser beams 3, 4 and 5 could have different powers according to an embodiment of the invention.
  • the leading laser beam 3 could, for example, have a lower power than the two lagging laser beams 4 and 5, in order to be able to use the laser beam 3 to better define the edges of the relief at a relatively low power. Lower-lying areas of recesses could then be burned away with the more powerful laser beams 4 and 5.
  • a CO 2 laser beam with 100 watts could be used as laser beam 3
  • laser beams 4 and 5 are CO 2 lasers each with 200 watts.
  • the laser beams themselves are focused using lenses 7, 8 and 9, which is why these lenses can be in the same plane, for example, however have different focal lengths, depending on the depth of the laser beams area to be burned.
  • the lens 7 has the shortest Focal length and the lens 9 the longest focal length.
  • FIG. 2 shows a variant of the principle shown in FIG. 1.
  • an upper region 10 of the printing form blank 1 and the laser beam 3 for processing this upper region 10 are spectrally matched to one another.
  • the surface of the printing form blank 1 is coated in the upper region 10 with a corresponding material which is particularly sensitive to the wavelength of the laser beam 3.
  • the laser beam 3 can z. B. generated by a YAG laser whose wavelength is 1.060 microns.
  • the beam itself can have an output of 50 to 100 watts.
  • a beam waist in the focus of approximately 10 ⁇ m is obtained, so that extremely fine structures can be produced in the surface area of the printing form blank 1.
  • the material in the area 10 must be selected so that it can be easily burned away by the laser beam 3.
  • the remaining laser beams 4 and 5 can in turn be generated by CO 2 lasers of 200 watts each, in order to be able to burn away deeper areas at a distance from the relief edges. Not so high accuracy is required here, so that beam waists of 30 to 35 ⁇ m in the focus area can be accepted.
  • Figures 1 and 2 show how the relief structures socketed become.
  • the laser beams 3, 4 and 5 in the track direction 6 on different places in the track direction 6 switched off. It follows then a stair-shaped base course, the slope of the flanks corresponds approximately to the course of the focused laser radiation.
  • the base flanks are designated in Figures 1 and 2 with 11, 12 and 13.
  • FIG. 3 shows a basic relief pattern 14 in the form of a uniformly blackened pattern Range.
  • This basic relief pattern 14 represents the printing Area and must be on the circumferential side of lower lying areas 15, 16 and 17 be surrounded. The material of the printing form blank 1 must therefore be in areas 15, 16 and 17 are burned away.
  • the resulting one Structure can be seen in Figure 4. This is a cross section along the line A-A in Figure 3.
  • the one shown in FIG. 3 is used to switch the laser beams on and off Relief basic pattern 14 used.
  • the basic relief pattern can be shown first and in an electronic Memory can be cached. Then there are traces set on which the laser beams are guided when the relief is engraved. It is assumed that line A-A in Figure 3 is such a trace.
  • the basic relief pattern 14 can be previously or then be provided with borders 18, 19, inside and outside to define the areas 15, 16, 17 in which the material of the Printing blank 1 to be burned away. At the intersections the track A-A in Figure 3 with the basic relief pattern or the borders 18, 19 then there are switch-on points for the laser beams which, sorted according to the areas to be combined into data files.
  • the data files D3, D4 and D5 each have values "1" and "0" and serve for controlling acousto-optical modulators, which in turn are used for Switching the laser beams 3, 4 and 5 can be used.
  • the beginning of a Track in Figure 5 at X 0, so that the first time through the track using the Laser beam 3 burned the areas 17, 16 and 15 over the section A. until the laser beam 3 is switched off at X3.
  • the switch-on and switch-off points or data files can be made after production the borders 18 and 19 and defining the track A-A and the track direction generated automatically with the help of suitable computer programs become.
  • FIG. 6 shows the structure of a device according to the invention Production of a printing form, such as a flexographic printing form.
  • the device includes a laser engraver with a machine bed 20.
  • the one to be engraved is here hollow-cylindrical trained printing blank 1 rotatably mounted.
  • the Printing blank 1 on a central shaft 20a on the machine bed 20 designated camps is added.
  • a motor 21 the printing form blank 1 can be rotated about its central axis.
  • Encoder 22 or rotary pulse generator is used to generate pulses, which correspond to the respective rotational position of the printing form blank 1.
  • a carriage 23 is on guides 24 parallel to the axis of the printing form blank 1 moves.
  • a screw 25 is used to drive this Carriage 23 along the guides 24, the screw 25 is rotated in one direction or the other via a drive 26 to take the carriage 23 accordingly.
  • Each of these lasers has its own shutter, its own modulator and assigned its own lens system.
  • the machine control 33 is provided to control the operation of the system. which via control lines with the lasers 27a-27c, the modulator 30, the rotary drive 26, the motor 21 and the rotary encoder 22 connected is.
  • CAD system 34 which is connected to a control computer 35, which in turn is used for control the machine control 33 is used.
  • a designer can view the associated screen design a pattern, such as the basic relief pattern shown in FIG. 3 14.
  • the designer can then use the appropriate commands on the CAD system 34 borders 18 and 19 relative to the basic relief pattern 14 Define the areas in which the surface of the printing form blank 1 should be removed outside the basic relief pattern.
  • the designer can also determine the track A-A in Figure 3, along later the printing form blank 1 is to be engraved.
  • the CAD system 34 calculates then the pattern information or data files shown in FIG. 5, where the number of data files corresponds to the number of areas that are removed should be. This is done using, as already stated several successively used Laser beams take place.
  • the sample information or data files D3 to D5 then become the control system from the CAD system 34 35 transferred and stored there, eventually to be processed to be fed to the machine control 33.
  • This ensures the rotation the printing form blank 1 about its central axis, for the corresponding Displacement of the carriage 23 along the laser beams 27a-27c the predetermined track on the surface of the printing form blank 1 lead, and for switching the laser beams 27a-27c on and off in accordance with the data files D3 to D5 using the modulators 30a-30c, which are designed here as acousto-optical modulators.
  • the focused laser beams 28a to 28c run up helical traces over the surface of the printing form blank 1.
  • the focused laser beam 28a goes ahead and initially engraves Surface areas that correspond to areas A in Figure 4.
  • the focused laser beam 28b travels along it helical trace, engraving areas that match the areas B in Figure 4 correspond.
  • the same track will be focused Laser beam 28c swept to cover the areas along the track engrave that correspond to areas C in Figure 4.
  • the power of the focused laser beams control by about different high voltages at the control input of the acousto-optic modulators created and in accordance with the corresponding data files be switched. Block operation would also be possible here only cylindrical tracks can be traversed.
  • FIG. 7 A second embodiment of the device according to the invention is shown in Figure 7.
  • the carriage 23 is fixed here, so it is no longer in the longitudinal direction of the cylinder-shaped printing form blank 1 is displaceable. Rather, the printing form blank 1 is now in its cylinder longitudinal direction slidably mounted, for which purpose it is now arranged on the guides 24 is and z. B. is driven by means of the screw 25, the in turn rotated in one direction or the other by the rotary drive 26 becomes.
  • This arrangement is advantageous if a large number of lasers are used at the same time Machining of the printing form blank 1 can be used because this multitude of lasers is then no longer stable and low-vibration enough to be transported on a movable carriage.

Landscapes

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  • Printing Methods (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform gemäß den Ansprüchen 1 und 17. Bei der Druckform kann es sich z. B. um eine Flexodruckform oder um eine starre Druckform handeln, die als Hochdruck- oder Tiefdruckformen arbeiten, und dergleichen.
Es ist bereits allgemein bekannt, zur Herstellung einer Flexodruckform mit Hilfe eines herkömmlichen CO2-Lasers Material direkt aus einer Druckplatte herauszubrennen, die etwa eine Polymerplatte sein kann, um auf diese Weise in der Druckplatte ein Relief zu erzeugen. Bei diesem Verfahren wird der CO2-Laser allerdings permanent leistungsmoduliert, so daß das Verfahren relativ langsam ist.
Ferner ist es aus der WO-A-97/19783 bereits bekannt, zur Herstellung einer Flexodruckform zwei Laserstrahlenquellen zu verwenden, um mit der ersten Laserstrahlenquelle feine Strukturen eines gewünschten Profils herzustellen, während mit der zweiten Laserstrahlenquelle tief liegende Bereiche im Profil erzeugt werden.
Aus der US-A-5,427,026 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer Druckform bekannt, bei dem in die Oberfläche eines Druckformrohlings ein Relief dadurch eingebracht wird, daß Material des Druckformrohlings entlang von Spuren durch Strahlung abgetragen wird, wobei entlang jeweils ein und derselben Spur unterschiedlich tief liegende Reliefbereiche durch entsprechend häufiges Bestrahlen erzeugt werden.
Diese US-A-5,427,026 offenbart auch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform mit einer Halterung zum Halten eines Druckformrohlings, einer optischen Einrichtung zum Bestrahlen einer Oberfläche des Druckformrohlings entlang einer Spur mittels wenigstens eines Strahls, um dadurch Bereiche des Druckformrohlings abzutragen, und mit einer Steuereinrichtung, die unter Verwendung eines Strahlein- und -ausschaltbefehle enthaltenen Datenfiles Intensitätsänderungen des wenigstens einen Strahls auf seinem Weg entlang der Spur steuert, wobei die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß sie mehrere jeweils Strahlein- und -ausschaltbefehle enthaltende Datenfiles zur Verfügung stellt, von denen jedes zur Bearbeitung des Druckformrohlings entlang der gesamten Spur dient, und die bezogen auf die Spur zeitlich versetzt abarbeitbar sind.
Sehr feine und gleichzeitig sehr tiefliegende Bereiche lassen sich bei relativ hoher Arbeitsgeschwindigkeit mit den bisher genannten Verfahren bzw. Vorrichtungen nicht so ohne weiteres herstellen. Die reine Leistungsmodulation ist zu diesem Zweck zu träge, während bei Verwendung eines akusto-optischen Modulators die Laserleistung auf relativ geringe Werte beschränkt werden muß, um den Modulator nicht zu zerstören. Problematisch ist auch die bei der Bestrahlung der Druckform entstehende Wärme, die bei der Herstellung sehr feiner Strukturen wieder zu deren Deformation führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Druckform. insbesondere einer Flexodruckform, anzugeben, mit dem sich sehr kleine und von sehr tiefen Einschnitten umgebende Strukturen schnell und einfach herstellen lassen. Darüber hinaus soll eine zu diesem Zweck geeignete Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Eine verfahrensseitige Lösung der gestellten Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Dagegen findet sich eine vorrichtungsseitige Lösung der gestellten Aufgabe im Anspruch 17. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus. daß das Bestrahlen mit mehreren Strahlen erfolgt. die nacheinander entlang derselben Spur geführt werden, und die mehreren Strahlen in einer Richtung nebeneinander liegend angeordnet sind, die quer zur Längsrichtung der Spur verläuft.
Nach jedem Spurdurchgang kann dann eine Relativverschiebung zwischen Druckformrohling und Strahlengruppe erfolgen, so daß jetzt dieselbe Spur von einem anderen Strahl der Strahlengruppe bearbeitet wird, usw.. Werden dagegen der Druckformrohling und die Strahlengruppe kontinuierlich in Längsrichtung des Druckformrohlings relativ zueinander bewegt, so laufen die Strahlen auf schraubenlinienförmigen Spuren über die Oberfläche des Druckformrohlings. Auch jetzt ist es so, daß jede der schraubenlinienförmigen Spuren von allen Strahlen zeitlich nacheinander überstrichen werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Druckform, insbesondere einer Flexodruckform, wird in die Oberfläche eines Druckformrohlings ein Relief dadurch eingebracht, daß Material des Druckformrohlings entlang von Spuren durch Strahlung abgetragen wird, also durch Strahlung, die z. B. ein- und ausgeschaltet wird, etwa durch Modulatoren, z. B. akustooptische Modulatoren, Lichtablenker, wie bewegbare Spiegel, etc, um dadurch die Strahlung in ihrer Intensität zu ändern. Das Abtragen geschieht dadurch, daß entlang jeweils ein und derselben Spur unterschiedlich tiefliegende Reliefbereiche durch entsprechend häufiges Bestrahlen erzeugt werden. Dabei kann fokussierte Strahlung verwendet werden oder Parallelstrahlung, sofern sie für den genannten Zweck intensitäts bzw. leistungsstark genug ist.
Dabei ist es so, daß zur Bildung eines Reliefs in der Oberfläche des Druckformrohlings relativ flache Ausnehmungen nur durch einmalige Bestrahlung des Druckformrohlings erhalten werden, während tieferliegende Ausnehmungen durch mehrmaliges Bestrahlen der entsprechenden Stellen des Druckformrohlings gebildet werden. Dieses mehrmalige Bestrahlen des Druckformrohlings zur Erzeugung der tiefer liegenden Bereiche erfolgt zeitlich versetzt bzw. nacheinander, so daß ein tiefer liegender Bereich quasi durch wiederholtes Ausschälen erhalten wird.
Da die tiefer liegenden Bereiche der Reliefstruktur durch wiederholtes Bestrahlen herausgearbeitet werden, kann die Strahlleistung relativ gering sein, was mit sich bringt, daß auch sehr schnelle Modulatoren zum Ein- und Ausschalten der Strahlleistung zum Einsatz kommen können, bei deren Verwendung die Strahlleistung gerade begrenzt werden muß, um die Modulatoren vor Zerstörung zu bewahren, etwa akustooptische Modulatoren. Somit ist es möglich, auch relativ feine und gleichzeitig tiefe Strukturen schnell ausbilden zu können, um Druckreliefs mit noch besserer Qualität herstellen zu können. Dies gilt auch insbesondere im Hinblick darauf, daß zwischen den einzelnen Abbrennvorgängen beim Ausbilden der tieferen Strukturbereiche das Druckformmaterial jeweils wieder abkühlt, bevor es erneut abgetragen wird, was dazu führt, daß sich das Druckformmaterial an diesen Bereichen nicht so stark aufheizt, so daß sich das Relief ausgesprochen exakt bzw. formgetreu ausbilden läßt. Zwischen den einzelnen Abbrennvorgängen kann der Materialabtrag auch abgeführt werden, z. B. abgesaugt werden, was ein genaueres Arbeiten beim nächsten Abtragvorgang ermöglicht und zu qualitativ besseren Strukturen führt.
Dadurch, daß ein und dieselbe Spur unter Verwendung unterschiedlicher Strahlen bearbeitet werden kann, ist es möglich, unterschiedlich tief liegende Reliefbereiche etwa durch Strahlen unterschiedlicher Leistung abzutragen oder durch Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge. Auf diese Weise lassen sich Druckformen mit noch besserer Qualität herstellen. So lassen sich zum Beispiel unmittelbar an der Oberfläche des Druckformrohlings liegende Reliefbereiche durch Strahlen abtragen, deren Leistung geringer und/oder deren Wellenlänge kürzer ist, als die derjenigen Strahlen, die zum Abtragen tiefer liegender Reliefbereiche dienen. Auf diese Weise läßt sich die oberflächenseitige Umrandung (Druckkontur) eines auszubildenden Reliefs sehr präzise herstellen, was für Gebiete abseits der Umrandungen nicht unbedingt erforderlich ist, da hier nicht gedruckt wird. Diese Gebiete können daher mit erhöhter Leistung und damit schneller abgetragen werden, um den Bearbeitungsvorgang zu beschleunigen.
Vorteilhafterweise werden das Relief oberflächenseitig begrenzende Materialbereiche des Druckformrohlings zuerst abgetragen, um auf diese Weise die Reliefkonturen bei noch relativ geringer Temperatur des Druckformrohlings festlegen zu können. Erst danach erfolgt das weitere Abtragen des Druckformrohlings zur Ausbildung der tieferliegenden Bereiche. Bei dieser Vorgehensweise werden sehr exakte oberflächenseitige Umrandungen des Reliefs erhalten. Prinzipiell ist aber auch die umgekehrte Vorgehensweise möglich, daß nämlich die oberflächenseitigen Umrandungen des Reliefs zuletzt gebildet werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Reliefoberflächenseitig begrenzende Materialbereiche des Druckformrohlings in ihrer spektralen Empfindlichkeit an die Wellenlänge der abtragenden Strahlung angepaßt, wodurch sich der Abtragungsvorgang dieser Materialbereiche noch besser steuern läßt, um Reliefs mit noch größerer Präzision zu erhalten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestrahlung des Druckformrohlings mit Laserstrahlung, da auf diese Weise die erforderliche Strahlungsenergie leicht zur Verfügung gestellt werden kann. Diesbezüglich kann fokussierte Laserstrahlung zum Einsatz kommen.
Zur Bearbeitung des Druckformrohlings entlang der Spuren können die Strahlen bzw. Laserstrahlen relativ zum Druckformrohling bewegt werden, oder es wird so verfahren, daß der Druckformrohling relativ zu ortsfesten Strahlen bewegt wird. Auch können die Strahlen und der Druckformrohling beide und relativ zueinander bewegt werden.
Dabei wird z. B. ein Druckformrohling verwendet, der eine Druckoberfläche bildendes elastisches Material aufweist, etwa Polymermaterial, Silicon oder Gummi. Die Druckoberfläche könnte aber auch starr sein, etwa aus Metall bestehen.
So kann zum Beispiel ein plattenförmiger Druckformrohling aus Polymermaterial oder anderem geeigneten elastischen Material auf die Oberfläche eines drehbar gelagerten Zylinders aufgelegt und dort fest angebracht werden, etwa durch Anklemmen, durch Ansaugen mittels Vakuum, durch Magnete, usw. Zur Bildung eines Druckformrohlings kann aber auch elastisches oder Polymermaterial auf die Oberfläche eines drehbar gelagerten Zylinders aufgezogen bzw. aufgetragen werden. Hierbei kann es sich z. B. um Schläuche handeln, die auf den Zylinder aufgezogen werden, oder es kann flüssiges Material bzw. Polymermaterial durch Rakeln, Spritzen und Tauchen usw., aufgebracht werden.
Nach einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Bestrahlen des Druckformrohlings entlang einer jeweiligen Spur in Abhängigkeit von Datenfiles, von denen jeweils eines einem der in unterschiedlicher Tiefe liegenden abzutragenden Reliefbereiche zugeordnet ist. Das Abtragen der Materialbereiche des Druckformrohlings erfolgt somit rein digital gesteuert, so daß Änderungen der Strahlungsleistung sehr schnell ausgeführt werden können, was den Bearbeitungsprozeß beschleunigt. Die Datenfiles können auch zu einem Gesamtfile zusammengefaßt sein, das die Datenfiles quasi als Glieder einer Kette enthält, die nacheinander abgearbeitet werden.
Dabei werden die Datenfiles nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wie folgt erzeugt: Bildung und elektronische Speicherung eines zweidimensionalen Relief-Grundmusters; Bildung einer oder mehrerer in unterschiedlichem Abstand zum Relief-Grundmuster liegenden Umrandungen zur Kennzeichnung von Reliefbereichen, die mit zunehmendem Abstand vom Relief-Grundmuster tiefer liegen sollen; Ziehen einer Spur durch das umrandete Relief-Grundmuster; Aufsuchen von Grenzen des Relief-Grundmusters und der Reliefbereiche anhand der Umrandungen auf der Spur; und Festsetzen von Strahlein- und -ausschaltbefehlen anhand der aufgefundenen Grenzen und in jeweilige Datenfiles sortier für das Relief-Grundmuster und die tiefer liegenden Reliefbereiche.
Wird das Relief-Grundmuster vorgegeben, etwa durch Abtasten einer Vorlage oder durch grafischen Entwurf von einem Designer auf dem Bildschirm eines Computers, so lassen sich bei vorgegebener Spurbreite und Verlauf der Spuren relativ zum Relief-Grundmuster die Datenfiles für die im Druckformrohling in jeweils unterschiedlicher Tiefe liegenden abzutragenden Bereiche in sehr einfacher Weise erzeugen, und zwar automatisiert, was den Prozeßablauf ebenfalls beschleunigt.
Dabei werden die jeweiligen Datenfiles zur Modulation bzw. zum Ein-/Ausschalten der Strahlen herangezogen. Beispielsweise könnten diese Datenfiles zur Steuerung akustooptischer Modulatoren verwendet werden, mit deren Hilfe die Strahlen bzw. Laserstrahlen ein- und ausgeschalten werden, und deren Funktionsweise allgemein bekannt ist.
Um Strahlen mit unterschiedlicher Intensität hindurchzulassen, können die akustooptischen Modulatoren mit unterschiedlichen Steuerspannungen angesteuert werden. Insofern können den jeweiligen Datenfiles unterschiedliche Steuerspannungen zur Modulation der Strahlen zugeordnet sein, um bei Verwendung eines jeweiligen Datenfiles eine der jeweiligen Steuerspannungen zum Ansteuern eines Modulators zu benutzen. Die jeweilige Steuerspannung wird dann in Übereinstimmung mit dem Datenfile geschaltet. Diese geschaltete Steuerspannung gelangt dann zum Modulator.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform, insbesondere einer Flexodruckform enthält eine Halterung zum Halten eines Druckformrohlings; eine optische Einrichtung zum Bestrahlen einer Oberfläche des Druckformrohlings entlang einer Spur mittels wenigstens eines Strahls, um dadurch Bereiche des Druckformrohlings abzutragen; und eine Steuereinrichtung, die unter Verwendung eines Strahlein- undausschaltbefehle enthaltenen Datenfiles entsprechende Intensitätsänderungen des wenigstens einen Strahls auf seinem Weg entlang der Spur steuert. Die Steuereinrichtung ist so ausgebildet ist, daß sie mehrere jeweils Strahlein- und -ausschaltbefehle enthaltende Datenfiles (Musterinformationen) zur Verfügung stellt, von denen jedes zur Bearbeitung des Druckformrohlings entlang der gesamten Spur dient, und die bezogen auf die Spur zeitlich versetzt abarbeitbar sind.
Durch dieses zeitlich versetzte Abarbeiten der Musterinformationen bzw. der Datenfiles bezogen auf ein und dieselbe Spur können Bereiche entlang der Spur ein oder mehrmals von Strahlung beaufschlagt werden, um entsprechend flachere oder tiefere Bereiche entlang der Spur zu erhalten, so daß es möglich ist, in Spurlängsrichtung sehr kurze und tief liegende Ausnehmungen zu erzeugen, um auf diese Weise sehr präzise Reliefs in der Oberfläche eines Druckformrohlings zu erhalten.
Dabei ist nach der Erfindung die optische Einrichtung so ausgebildet, daß sie mehrere Strahlen ausgibt, die durch jeweils nur ein separates Datenfile steuerbar sind. In diesem Fall müssen alle Strahlen ein und dieselbe Spur nacheinander durchlaufen. Darüber hinaus sind erfindungsgemäß die Strahlen in einer Richtung nebeneinander liegend angeordnet die quer zur Spurlängsrichtung verläuft, so daß durch entsprechende Verschiebung in Querrichtung die Strahlen nacheinander zur Deckung mit der Spur gebracht werden können.
Als Strahlen können fokussierte Strahlen verwendet werden, etwa fokussierte Laserstrahlen. Grundsätzlich kann der Druckformrohling ein plattenförmiger Rohling oder ein zylindrischer Druckformrohling sein. Er ist wenigstens an seiner Oberfläche elastisch ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Polymermaterial oder enthält zumindest ein solches. Er kann aber auch aus Silicon, Gummi oder anderem Material, etwa aus Metall, bestehen.
Zur Bearbeitung des Druckformrohlings kann dieser bei plattenförmiger Ausbildung zum Beispiel in ebenem Zustand bearbeitet werden, wenn Strahlen entlang von Spuren geführt und im Abstand parallel zu ihm gehalten werden. Strahlenquellen und Druckformrohling könnten dann in parallelen Ebenen relativ zueinander verschoben werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckformrohling als ein um seine Längsachse drehbar gelagerter Zylinder ausgebildet, der auf seiner Oberfläche ein elastisches Material, zum Beispiel Polymermaterial. trägt. Dies kann plattenförmig ausgebildet und um seine Oberfläche herumgelegt sein. Ist es in Form einer Platte auf der Zylinderoberfläche befestigt, kann die Platte von diesem nach der Bearbeitung auch wieder abgenommen werden, um als ebene Druckplatte verwendet zu werden. Das elastische bzw. Polymermaterial kann aber auch fest auf der Oberfläche des zylindrischen Trägers verbleiben, nachdem es auf diesen aufgezogen oder in anderer Form aufgebracht worden ist, etwa durch einen Tauch-, Rakel- oder Spritzvorgang, und dergleichen. In diesem Fall wird später der gesamte Zylinder als Druckzylinder verwendet.
Bei der Bearbeitung bzw. Bestrahlung des Druckzylinders zur Erzeugung des Oberflächenreliefs kann dieser gedreht werden, während gleichzeitig ein in Richtung der Längsachse des Zylinders verschiebbar angeordneter Schlitten bewegt wird, der wenigstens Teile der optischen Einrichtung trägt. Auf diesem Schlitten können etwa Umlenkspiegel zum Umlenken von Laserstrahlen vorhanden sein, oder es können auf ihm direkt Laserstrahlenquellen montiert sein. Möglich ist es auch, bei Drehung des Zylinders um seine Längsachse diesen gleichzeitig auch in Richtung seiner Längsachse zu verschieben, um die Oberfläche des Druckformrohlings bei fest positionierter optischer Einrichtung bearbeiten zu können. Diese Variante wäre von Vorteil, wenn die optische Einrichtung selbst aus einer Vielzahl von Strahlenquellen zur Erzeugung einer Vielzahl von Strahlen besteht und daher eine Dejustierung durch Vibrartionen relativ groß ist.
Es wurde bereits erwähnt, daß zur Intensitätssteuerung bzw. Leistungssteuerung, also zum Ein- und Ausschalten der Strahlen Modulatoren vorgesehen sind, die über die Datenfiles ansteuerbar sind. Hierbei kann es sich vorzugsweise um akustooptische Modulatoren handeln, die sehr schnell ansteuerbar sind.
Ein jeweiliger der Modulatoren ist dabei mit wenigstens einem Analogschalter verbunden, über den dem Modulator eine der Musterinformation entsprechende Steuerspannung zuführbar ist, wobei der Analogschalter durch das Datenfile schaltbar ist. Dadurch wird eine sehr präzise digitale Steuerung des bearbeitenden Strahls bzw. Laserstrahls möglich.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Modulatoren vorhanden sein, denen jeweils ein Analogschalter zugeordnet ist, die jeweils durch eines der zum Gravieren entlang einer Spur benötigten mehreren Datenfiles schaltbar sind, wobei die Analogschalter jeweils unterschiedliche Steuerspannungen schalten.
Die Erfindung und Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
  • Figur 1 das Prinzip der Erfindung bei der Bearbeitung eines Druckformrohlings zur Erzeugung eines Reliefs in seiner Oberfläche;
  • Figur 2 das Prinzip nach Figur 1 mit spektral angepaßter Oberfläche des Druckformrohlings;
  • Figur 3 ein Relief-Grundmuster mit Umrandungen zur Kennzeichnung von Reliefbereichen, die mit zunehmendem Abstand von Relief-Grundmuster tieferliegen sollen;
  • Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A von Figur 3 zur Erläuterung der Struktur eines fertigen Reliefs in der Oberfläche des Druckformrohlings;
  • Figur 5 drei aus dem Relief-Grundmuster gemäß Figur 3 entlang der Linie A-A erzeugte Datenfiles;
  • Figur 6 eine Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Herstellung einer Druckform; und
  • Figur 7 eine Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Herstellung einer Druckform.
    • Das der Erfindung zugrundeliegende Arbeitsprinzip wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 1 näher beschrieben. In der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Druckformrohling bezeichnet, der aus Polymermaterial hergestellt ist. Zur Herstellung z. B. einer Flexodruckform wird ein Relief in eine Oberfläche 2 des Druckformrohlings 1 eingraviert, indem mit Hilfe von z. B. drei fokussierten Laserstrahlen 3, 4 und 5 Polymermaterial des Druckformrohlings 1 bereichsweise weggebrannt wird. Es könnten auch mehr oder weniger als drei Laserstrahlen verwendet werden. Zu diesem Zweck werden die Laserstrahlen 3, 4 und 5 zeitlich nacheinander entlang einer auf der Oberfläche 2 verlaufenden Spur bewegt, die in Richtung des Pfeils 6 verläuft. Der Laserstrahl 3 ist der voraneilende Laserstrahl und beaufschlagt die Oberfläche 2 des Druckformrohlings 1 zuerst. Ihm folgt entlang der selben Spur und zeitlich versetzt der Laserstrahl 4, dem seinerseits entlang derselben Spur und wiederum zeitlich versetzt der Laserstrahl 5 folgt. Je nach Tiefe einer in die Oberfläche 2 des Druckformrohlings 1 einzubringenden Ausnehmung zwecks Bildung des Reliefs werden entweder nur der Laserstrahl 3, die Laserstrahlen 3 und 4 oder alle Laserstrahlen 3, 4 und 5 verwendet. Soll die Ausnehmung relativ flach sein, wird nur der Laserstrahl 3 eingeschaltet, durch den lediglich ein Abschnitt A unterhalb der Oberfläche 2 des Druckformrohlings 1 weggebrannt wird. Die Laserstrahlen 4 und 5 werden dann nicht eingeschaltet. Sind dagegen tiefere Ausnehmungen erwünscht, kommen auch die Laserstrahlen 4 und 5 zum Einsatz. Hierbei wird wiederum zunächst mit Hilfe des Laserstrahls 1 der obere Abschnitt A des Druckformrohlings 1 weggebrannt, während kurze Zeit später der unterhalb des Bodens des Abschnitts A liegende Abschnitt B mit Hilfe des Laserstrahls 4 weggebrannt wird. Bei noch tieferer Ausnehmung wird nach Einsatz des Laserstrahls 4 der unterhalb des Bodens des Abschnitts B liegende Abschnitt C mit Hilfe des Laserstrahls 5 weggebrannt, usw. Durch die Laserstrahlen 3, 4 und 5 werden also Reliefbereiche, in denen verhältnissmäßig tiefe Ausnehmungen erzeugt werden sollen, zeitlich nacheinander mehrmals bestrahlt, um in zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten den Boden der jeweils zuerst erhaltenen Ausnehmung weiter wegzubrennen bzw. auszuheben.
    Der Vorteil dieses Prinzips liegt darin, daß durch das wiederholte Abtragen des Bodens ein und desselben Bereichs mit mehreren Laserstrahlen die Strahlleistung relativ geringgehalten werden kann, was zur Folge hat, daß optische Schaltelemente für das Ein- und Ausschalten der Laserstrahlen zum Einsatz kommen können, die ein relativ schnelles Schaltverhalten aufweisen, aber nicht mit zu hoher Leistung belastet werden dürfen. Somit lassen sich gleichzeitig feine und sehr tiefe Strukturen erzeugen, was zu einer erheblichen Qualitätsverbesserung bei der Herstellung von Druckformen (Druckplatten, Druckwalzen, etc.) führt. Als Schaltelemente der genannten Art könnten zum Beispiel akustooptische Modulatoren zum Einsatz kommen, Deflektoren oder Strahlablenker, wie Spiegel, etc.
    Beim Druckformrohling nach Figur 1 kann es sich zum Beispiel um einen plattenförmigen Rohling handeln, der in ebenem Zustand bearbeitet wird, oder um einen zylindrischen Druckformrohling, der beispielsweise auf der Oberfläche eines drehbar gelagerten Zylinders liegt und von diesem wieder abnehmbar ist. Der Zylinder selbst könnte aber auch als Druckformrohling bezeichnet werden, wenn er auf seiner Oberfläche zum Beispiel mit Polymermaterial beschichtet wäre.
    Die Laserstrahlen 3, 4 und 5 könnten nach einer Ausgestaltung der Erfindung unterschiedliche Leistungen aufweisen. Der voraneilende Laserstrahl 3 könnte zum Beispiel eine niedrigere Leistung haben als die beiden nacheilenden Laserstrahlen 4 und 5, um mit dem Laserstrahl 3 zunächst die Ränder des Reliefs bei verhältnismäßig geringer Leistung besser festlegen zu können. Tieferliegende Bereiche von Ausnehmungen könnten dann mit den leistungsstärkeren Laserstrahlen 4 und 5 weggebrannt werden. So könnte zum Beispiel als Laserstrahl 3 ein CO2-Laserstrahl mit 100 Watt zum Einsatz kommen, während die Laserstrahlen 4 und 5 CO2-Laser strahlen von jeweils 200 Watt sind.
    Die Laserstrahlen selbst werden mit Hilfe von Linsen 7, 8 und 9 fokussiert, wozu diese Linsen zum Beispiel in derselben Ebene liegen können, jedoch unterschiedliche Brennweiten aufweisen, je nach Tiefe des von den Laserstrahlen wegzubrennenden Bereichs. In Figur 1 weist die Linse 7 die kürzeste Brennweite auf und die Linse 9 die längste Brennweite. Natürlich könnte man auch Linsen mit gleicher Brennweite in unterschiedlichen Ebenen verwenden, falls gewünscht. Bei weniger genauen Reliefs könnten Linsen mit annähernd gleicher Brennweite auch im gleichen Abstand zum Druckformrohling 1 liegen. Möglich wäre es auch, unterschiedliche Strahldurchmesser für die einzelnen Laserstrahlen 3, 4 und 5 zu verwenden falls erwünscht.
    Die Figur 2 zeigt eine Variante des in Figur 1 gezeigten Prinzips. Hier sind ein oberer Bereich 10 des Druckformrohlings 1 und der Laserstrahl 3 zur Bearbeitung dieses oberen Bereichs 10 spektral aneinander angepaßt. Dazu ist die Oberfläche des Druckformrohlings 1 im oberen Bereich 10 mit entsprechendem Material beschichtet, das auf die Wellenlänge des Laserstrahls 3 besonders empfindlich ist. Der Laserstrahl 3 kann hier z. B. durch einen YAG-Laser erzeugt werden, dessen Wellenlänge bei 1,060 µm liegt. Der Strahl selbst kann eine Leistung von 50 bis 100 Watt aufweisen. Mittels eines derartigen Lasers wird eine Strahltaille im Fokus von etwa 10 µm erhalten, so daß sich im Oberflächenbereich des Druckformrohlings 1 ausgesprochen feine Strukturen herstellen lassen. Hierzu muß das Material im Bereich 10 aber so gewählt sein, daß es sich durch den Laserstrahl 3 leicht wegbrennen läßt. Die restlichen Laserstrahlen 4 und 5 können wiederum durch CO2-Laser von jeweils 200 Watt erzeugt werden, um tiefer liegende Bereiche im Abstand zur den Reliefkanten wegbrennen zu können. Hier ist keine so hohe Genauigkeit gefordert, so daß im Fokusbereich liegende Strahltaillen von 30 bis 35 µm akzeptiert werden können.
    Die Figuren 1 und 2 lassen erkennen, wie die Reliefstrukturen versockelt werden. Hierzu werden die Laserstrahlen 3, 4 und 5 in Spurrichtung 6 an unterschiedlichen Stellen in Spurrichtung 6 ausgeschaltet. Es ergibt sich dann ein treppenförmiger Sockelverlauf, wobei die Neigung der Flanken etwa dem Verlauf der fokussierten Laserstrahlung entspricht. Die Sockelflanken sind in den Figuren 1 und 2 mit 11, 12 und 13 bezeichnet.
    Die Figur 3 zeigt ein Relief-Grundmuster 14 in Form eines gleichmäßig geschwärzten Bereichs. Dieses Relief-Grundmuster 14 stellt die druckende Fläche dar und muß umfangsseitig von tiefer liegenden Bereichen 15, 16 und 17 umgeben sein. Das Material des Druckformrohlings 1 muß also in den Bereichen 15, 16 und 17 weggebrannt werden. Die resultierende Struktur ist in Figur 4 zu erkennen. Es handelt sich hier um einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 3.
    Zum Ein- und Ausschalten der Laserstrahlen wird das in Figur 3 gezeigte Relief-Grundmuster 14 herangezogen. Auf dem Bildschirm eines Computers kann das Relief-Grundmuster zunächst dargestellt und in einem elektronischen Speicher zwischengespeichert werden. Sodann werden Spuren festgelegt, auf denen die Laserstrahlen geführt werden, wenn das Relief graviert wird. Es sei angenommen, daß es sich bei der Linie A-A in Figur 3 um eine solche Spur handelt. Das Relief-Grundmuster 14 kann zuvor oder danach mit Umrandungen 18, 19 versehen werden, und zwar innen und außen, um die Bereiche 15, 16, 17 festzulegen, in denen das Material des Druckformrohlings 1 weggebrannt werden soll. An den Schnittpunkten der Spur A-A in Figur 3 mit dem Relief-Grundmuster bzw. den Umrandungen 18, 19 liegen dann Ein-Ausschaltpunkte für die Laserstrahlen vor, die, sortiert nach den Bereichen, zu Datenfiles zusammengefaßt werden.
    Bewegt man sich zum Beispiel entlang der Linie A-A in Figur 3 in Richtung des Pfeils 6, und zwar mit den Laserstrahlen 3, 4 und 5 in Figur 1, so ergibt der erste Schnittpunkt der Spur A-A mit dem Relief-Grundmuster 14 einen Ausschaltpunkt X3 für den Laserstrahl 3, der in Figur 5 gezeigt ist. Der Schnittpunkt der Umrandung 18 mit der Spur A-A ergibt dann einen Ausschaltpunkt X4 für den Laserstrahl 4, während der Schnittpunkt der Umrandung 19 mit der Spur A-A einen Ausschaltpunkt X5 für den Laserstrahl 5 ergibt. Auch die Punkte X4 und X5 sind in Figur 5 eingezeichnet. Bei weiterer Bewegung entlang der Spur A-A in Figur 3 in Richtung des Pfeils 6 ergeben sich wiederum für die Laserstrahlen 3, 4 und 5 Einschaltpunkte, wiederum Ausschaltpunkte usw., so daß schließlich die drei in Figur 5 gezeigten Datenfiles D3, D4 und D5 zum Aus- und Einschalten der Laserstrahlen 3, 4 und 5 erhalten werden.
    Die Datenfiles D3, D4 und D5 weisen jeweils Werte "1" und "0" auf und dienen zur Ansteuerung akustooptischer Modulatoren, die ihrerseits zum Schalten der Laserstrahlen 3, 4 und 5 verwendet werden. Der Beginn einer Spur sei in Figur 5 bei X=0, so daß beim ersten Spurdurchlauf mit Hilfe des Laserstrahls 3 die Bereiche 17, 16 und 15 über den Abschnitt A weggebrannt werden, bis der Laserstrahl 3 bei X3 ausgeschaltet wird. Beim zweiten Spurdurchlauf wird der Laserstrahl 4 bei X=0 eingeschaltet und bei X4 ausgeschaltet, so daß durch den zweiten Laserstrahl 4 der Abschnitt B über die Bereiche 17 und 16 gebrannt wird. Beim dritten Spurdurchlauf wird bei X=0 der Laserstrahl 5 eingeschaltet und bei X5 ausgeschaltet, so daß jetzt über den Abschnitt C nur der Bereich 17 weggebrannt wird. Gesehen vom Ort X=0 wird also der Laserstrahl 3 am spätesten ausgeschaltet, und der Laserstrahl 5 am frühesten. Nach Durchlaufen des rechten Zweigs des Relief-Grundmusters in Figur 3 erfolgt dann wiederum das Einschalten der Laserstrahlen 3, 4 und 5 in dieser Reihenfolge, usw.
    Die Ein- und Ausschaltpunkte bzw. Datenfiles können nach Herstellung der Umrandungen 18 und 19 und Festlegen der Spur A-A sowie der Spurrichtung mit Hilfe geeigneter Computerprogramme automatisch erzeugt werden.
    Die Figur 6 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform, etwa einer Flexodruckform.
    Zur Vorrichtung gehört ein Laserengraver mit einem Maschinenbett 20. Auf dem Maschinenbett 20 ist der zu gravierende und hier hohlzylinderförmig ausgebildete Druckformrohling 1 drehbar gelagert. Hierzu weist der Druckformrohling 1 eine zentrale Welle 20a auf, die von am Maschinenbett 20 vorgesehenen Lagern aufgenommen wird. Mittels eines Motors 21 kann der Druckformrohling 1 um seine Zentralachse gedreht werden. Ein Encoder 22 bzw. Drehimpulsgeber dient zur Erzeugung von Impulsen, welche der jeweiligen Drehstellung des Druckformrohlings 1 entsprechen. Ein Schlitten 23 wird auf Führungen 24 parallel zur Achse des Druckformrohlings 1 bewegt. Eine Schraubspindel 25 dient zum Antreiben dieses Schlittens 23 entlang der Führungen 24, wobei die Schraubspindel 25 über einen Antrieb 26 in der einen oder anderen Richtung gedreht wird, um den Schlitten 23 entsprechend mitzunehmen.
    Auf dem Schlitten 23 sind drei nebeneinander liegende Laser 27a bis 27c vorhanden. Jedem dieser Laser ist ein eigener Shutter, ein eigener Modulator und ein eigenes Linsensystem zugeordnet. Jeder der Modulatoren 30a bis 30c, die wiederum als akustooptische Modulatoren ausgebildet sind, ist ein eigener Analogschalter in einer Maschinensteuerung 33 zugeordnet. Sie werden mit gleichen oder unterschiedlichen Eingangsspannungen versorgt, um fokussierte Laserstrahlung unterschiedlicher Leistung bereitstellen zu können.
    Zur Betriebssteuerung der Anlage ist die Maschinensteuerung 33 vorhanden, die über Steuerleitungen mit den Lasern 27a-27c, dem Modulator 30, dem Drehantrieb 26, dem Motor 21 und dem Drehimpulsgeber 22 verbunden ist.
    Ferner gehören zur Vorrichtung nach Figur 6 ein CAD-System 34, welches mit einem Steuerungscomputer 35 verbunden ist, der seinerseits zur Ansteuerung der Maschinensteuerung 33 dient.
    Mit Hilfe des CAD-Systems 34 kann ein Designer am zugehörigen Bildschirm ein Muster entwerfen, etwa das in Figur 3 gezeigte Relief-Grundmuster 14. Der Designer kann dann über entsprechende Befehle am CAD-System 34 Umrandungen 18 und 19 relativ zum Relief-Grundmuster 14 definieren, die Bereiche festlegen, in denen die Oberfläche des Druckformrohlings 1 außerhalb des Reliefgrundmusters abgetragen werden soll. Auch kann der Designer die Spur A-A in Figur 3 bestimmen, entlang später der Druckformrohling 1 graviert werden soll. Das CAD-System 34 errechnet danach die in Figur 5 gezeigten Musterinformationen bzw. Datenfiles, wobei die Anzahl der Datenfiles der Anzahl der Bereiche entspricht, die abgetragen werden sollen. Dies wird, wie bereits ausgeführt, unter Verwendung mehrerer nacheinander zur Anwendung gelangender Laserstrahlen erfolgen. Die Musterinformationen bzw. Datenfiles D3 bis D5 werden dann vom CAD-System 34 zum Steuerungscomputer 35 übertragen und dort gespeichert, um schließlich im Bearbeitungsfall der Maschinensteuerung 33 zugeführt zu werden. Diese sorgt für die Drehung des Druckformrohlings 1 um seine Zentralachse, für die entsprechende Verschiebung des Schlittens 23, um die Laserstrahlen 27a-27c entlang der vorbestimmten Spur auf der Oberfläche des Druckformrohlings 1 zu führen, und für das Ein- und Ausschalten der Laserstrahlsen 27a-27c in Übereinstimmung mit den Datenfiles D3 bis D5 unter Verwendung der Modulatoren 30a-30c, die hier als akustooptische Modulatoren ausgebildet sind.
    Wird bei Drehung des zylinderförmigen Druckformrohlings 1 um seine Längsachse der Schlitten 23 gleichzeitig von rechts nach links in Figur 6 verschoben, so laufen die fokussierten Laserstrahlen 28a bis 28c auf schraubenlinienförmigen Spuren über die Oberfläche des Druckformrohlings 1. Der fokussierte Laserstrahl 28a geht dabei voran und graviert zunächst Oberflächenbereiche, die den Bereichen A in Figur 4 entsprechen. Als nächstes läuft der fokussierte Laserstrahl 28b entlang derselben schraubenlinienförmigen Spur und graviert dabei Bereiche, die den Bereichen B in Figur 4 entsprechen. Als nächstes wird dieselbe Spur vom fokussierten Laserstrahl 28c überstrichen, um die Bereiche entlang der Spur zu gravieren, die den Bereichen C in Figur 4 entsprechen. Auch hier läßt sich die Leistung der fokussierten Laserstrahlen steuern, indem etwa unterschiedlich hohe Spannungen an den Steuerungseingangder akustooptischen Modulatoren angelegt und in Übereinstimmung mit den entsprechenden Datenfiles geschaltet werden. Auch wäre hier ein Blockbetrieb möglich, bei dem nur zylindrische Spuren abgefahren werden.
    Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Figur 7 dargestellt. Gleiche Elemente wie in Figur 6 sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist hier der Schlitten 23 fest angeordnet, ist also nicht mehr in Längsrichtung des zylinderförmig ausgebildeten Druckformrohlings 1 verschiebbar. Vielmehr ist jetzt der Druckformrohling 1 in seiner Zylinderlängsrichtung verschiebbar gelagert, wozu er nunmehr auf den Führungen 24 angeordnet ist und z. B. mit Hilfe der Schraubenspindel 25 angetrieben wird, die ihrerseits vom Drehantrieb 26 in der einen oder anderen Richtung gedreht wird. Von Vorteil ist diese Anordnung, wenn sehr viele Laser zur gleichzeitigen Bearbeitung des Druckformrohlings 1 zum Einsatz kommen, da sich hier diese Vielzahl von Lasern dann nicht mehr stabil und schwingungsarm genug auf einem bewegbaren Schlitten transportieren läßt.

    Claims (27)

    1. Verfahren zur Herstellung einer Druckform, bei dem in die Oberfläche eines Druckformrohlings (1) ein Relief dadurch eingebracht wird, daß Material des Druckformrohlings (1) entlang von Spuren durch Strahlung abgetragen wird, wobei entlang jeweils ein und derselben Spur unterschiedlich tief liegende Reliefbereiche (A, B, C) durch entsprechend häufiges Bestrahlen erzeugt werden,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Bestrahlen mit mehreren Strahlen (3, 4, 5) erfolgt, die nacheinander entlang derselben Spur geführt werden, und
      die mehreren Strahlen in einer Richtung nebeneinander liegend angeordnet sind, die quer zur Längsrichtung der Spur verläuft.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlich tief liegende Reliefbereiche (A, B, C) durch Strahlen unterschiedlicher Leistung abgetragen werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlich tiefliegende Reliefbereiche (A, B, C) durch Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge abgetragen werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an der Oberfläche (2) des Druckformrohlings (1) liegende Reliefbereiche (A) durch Strahlen abgetragen werden, deren Leistung geringer und/oder deren Wellenlänge kürzer ist als die derjenigen Strahlen, die zum Abtragen tiefer liegender Reliefbereiche (B, C) dienen.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relief oberflächenseitig begrenzende Materialbereiche des Druckformrohlings zuerst abgetragen werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Relief oberflächenseitig begrenzende Materialbereiche (A) des Druckformrohlings (1) in ihrer spektralen Empfindlichkeit an die Wellenlänge der abtragenden Strahlung angepaßt sind.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung des Druckformrohlings (1) mit Laserstrahlung, z. B. fokussierter Laserstrahlung erfolgt.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen relativ zum Druckformrohling (1) bewegt werden.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckformrohling (1) relativ zu ortsfesten Strahlen bewegt wird.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polymermaterial aufweisender Druckformrohling bestrahlt wird.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein plattenförmiger Druckformrohling aus Polymermaterial auf die Oberfläche eines drehbar lagerbaren Zylinders gelegt wird.
    12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Druckformrohlings (1) Polymermaterial auf die Oberfläche eines drehbar lagerbaren Zylinders aufgezogen bzw. aufgetragen wird.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestrahlen des Druckformrohlings (1) entlang einer jeweiligen Spur in Abhängigkeit von Datenfiles (D3, D4, D5) erfolgt, von denen jeweils eines einem der in unterschiedlicher Tiefe liegenden, abzutragenden Reliefbereiche (A, B, C) zugeordnet ist.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenfiles (D3, D4, D5) wie folgt erzeugt werden:
      Bildung und elektronische Speicherung eines zweidimensionalen Relief-Grundmusters (14);
      Bildung einer oder mehrerer in unterschiedlichem Abstand zum Relief-Grundmuster liegenden Umrandungen (18, 19) zur Kennzeichnung von Reliefbereichen (15, 16, 17), die mit zunehmendem Abstand vom Relief-Grundmuster (14) tiefer liegen sollen;
      Ziehen einer Spur (A-A) durch das umrandete Relief-Grundmuster (14) ;
      Aufsuchen von Grenzen (X3, X4, X5) des Relief-Grundmusters (14) und der Reliefbereiche (15 bis 17) anhand der Umrandungen auf der Spur; und
      Festsetzen von Strahlein- und -ausschaltbefehlen anhand der aufgefundenen Grenzen und in jeweilige Datenfiles (D3, D4, D5) sortiert für das Relief-Grundmuster (14) und die tiefer liegenden Reliefbereiche (15 bis 17).
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Datenfiles (D3 bis D5) zur Modulation der Strahlen herangezogen werden.
    16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß den jeweiligen Datenfiles (D3 bis D5) jeweils unterschiedliche Steuerspannungen zur Modulation der Strahlen zugeordnet sind.
    17. Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform, mit
      einer Halterung zum Halten eines Druckformrohlings (1);
      einer optischen Einrichtung (27) zum Bestrahlen einer Oberfläche (2) des Druckformrohlings (1) entlang einer Spur mittels wenigstens eines Strahls (28), um dadurch Bereiche des Druckformrohlings (1) abzutragen; und
      einer Steuereinrichtung, die unter Verwendung eines Strahlein- und
      ausschaltbefehle enthaltenden Datenfiles Intensitätsänderungen des wenigstens einen Strahls auf seinem Weg entlang der Spur steuert, wobei
      die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß sie mehrere jeweils Strahlein- und -ausschaltbefehle enthaltende Datenfiles (D3 bis D5) zur Verfügung stellt, von denen jedes zur Bearbeitung des Druckformrohlings (1) entlang der gesamten Spur dient, und die bezogen auf die Spur zeitlich versetzt abarbeitbar sind,
      dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung so ausgebildet ist, daß sie mehrere Strahlen (28a bis 28c) ausgibt, die durch jeweils nur eines der Datenfiles (D3 bis D5) steuerbar sind, und
      daß die Strahlen in einer Richtung nebeneinander liegend angeordnet sind, die quer zur Spurlängsrichtung verläuft.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen Laserstrahlen sind.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckformrohling (1) als ein um seine Längsachse drehbar gelagerter Zylinder ausgebildet ist, der auf seiner Oberfläche ein elastisches Material, z. B. Polymermaterial, trägt.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der Längsachse des Zylinder verschiebbar angeordneter Schlitten (23) vorhanden ist, der wenigstens Teile der optischen Einrichtung trägt.
    21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder in Richtung seiner Längsachse verschiebbar und die optische Einrichtung fest positioniert ist.
    22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Intensitätssteuerung der Strahlen Modulatoren (30) vorgesehen sind, die über die Datenfiles (D3 bis D5) wenigstens indirekt ansteuerbar sind.
    23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliger Modulator (30a bis 30c) mit wenigstens einem Analogschalter verbunden ist, über den dem Modulator eine Steuerspannung zuführbar ist, und daß der Analogschalter durch das Datenfile (D3 bis D5) schaltbar ist.
    24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Modulatoren (30a bis 30c) vorhanden sind, denen jeweils ein Analogschalter zugeordnet ist, die jeweils durch eines der zum Gravieren entlang einer Spur benötigten mehreren Datenfiles (D3 bis D5) schaltbar sind, und daß die Analogschalter jeweils unterschiedliche Steuerspannungen schalten (Figuren 6,7).
    25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoren (30a bis 30c) akustooptische Modulatoren sind.
    26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoren Deflektoren oder Strahlablenker sind.
    27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen fokussierte Strahlen sind.
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