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Verfahren und Einrichtung zum Drucken, wobei zum Strukturieren gesteuerte Strahlungsventile verwendet werden - Dokument DE10206942A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10206942A1 04.09.2003
Titel Verfahren und Einrichtung zum Drucken, wobei zum Strukturieren gesteuerte Strahlungsventile verwendet werden
Anmelder Océ Printing Systems GmbH, 85586 Poing, DE
Erfinder Wiedemer, Manfred, 85737 Ismaning, DE
Vertreter Schaumburg und Kollegen, 81679 München
DE-Anmeldedatum 19.02.2002
DE-Aktenzeichen 10206942
Offenlegungstag 04.09.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.09.2003
IPC-Hauptklasse B41N 1/14
IPC-Nebenklasse B41C 1/00   B41C 1/10   B41M 1/06   
Zusammenfassung Beschrieben wird ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Druckbildes auf einem Trägermaterial (40), bei dem in einem Strukturierungsprozeß farbanziehende Bereiche und farbabstoßende Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes auf der Oberfläche eines Druckträgers (10) erzeugt werden. Zum Strukturieren wird die Strahlung einer Lampe (112) verwendet, deren Strahlung je Bildpunkt über ein Steuerelement (110) geleitet wird. Das Steuerelement (110) sendet abhängig von einem Steuersignal die ihm zugeführte Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Druckbildes auf einem Trägermaterial, bei dem in einem Strukturierungsprozeß farbanziehende Bereiche und farbabstoßende Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes auf der Oberfläche eines Druckträgers erzeugt werden. Auf die Oberfläche wird anschließend Farbe aufgetragen, die an den farbanziehenden Bereichen anhaftet und die von den farbabstoßenden Bereichen nicht angenommen wird. Die aufgetragene Farbe wird im weiteren Verlauf auf das Trägermaterial übertragen.

Im Stand der Technik sind wasserlos arbeitende Offset- Druckverfahren bekannt, deren nicht druckende Bereiche fettabstoßend sind und deshalb keine Druckfarbe annehmen. Die druckenden Bereiche sind dagegen fettanziehend und nehmen die fetthaltige Druckfarbe auf. Entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes sind auf der Druckplatte farbanziehende und farbabstoßende Bereiche verteilt. Die Druckplatte kann für eine Vielzahl von Umdruckvorgängen verwendet werden. Für jedes Druckbild muß eine neue Platte mit farbanziehenden und farbabstoßenden Bereichen erzeugt werden.

Aus der US-A-5,379,698 ist ein Verfahren bekannt, das Direct-Imaging-Verfahren genannt wird, bei dem in der Druckeinrichtung auf einer mehrschichtigen, silikonbeschichteten Folie durch selektives Wegbrennen der Silikondeckschicht eine Druckvorlage erstellt wird. Die silikonfreien Stellen sind die farbanziehenden Bereiche, die während des Druckvorganges Druckfarbe annehmen. Für jedes neue Druckbild bedarf es einer neuen Folie.

Bei dem mit Wasser arbeitenden Standard-Offset-Verfahren werden auf der Oberfläche des Druckträgers hydrophobe und hydrophile Bereiche entsprechend der Struktur des zu bedruckenden Durckbildes erzeugt. Vor dem Auftragen der Farbe wird unter Verwendung von Auftragswalzen bzw. Sprühvorrichtungen zunächst ein dünner Feuchtigkeitsfilm auf den Druckträger aufgebracht, der den hydrophilen Bereich des Druckträgers benetzt. Anschließend überträgt die Farbwalze Farbe auf die Oberfläche des Druckträgers, die jedoch ausschließlich die nicht mit dem Feuchtigkeitsfilm bedeckten Bereiche benetzt. Nach dem Einfärben wird schließlich die Farbe auf das Trägermaterial übertragen.

Im bekannten Offset-Druckverfahren können als Druckträger mehrschichtige prozesslose Thermodruckplatten verwendet werden, vgl. z. B. WO 00/16988. Entsprechend den Strukturen des zu bedruckenden Druckbildes wird auf der Oberfläche der Druckträgers eine hydrophobe Schicht durch partielles Wegbrennen entfernt und eine hydrophile Schicht freigelegt. Die hydrophile Schicht kann mit einem farbabstoßenden Feuchtmittel benetzt werden. Die hydrophoben Bereiche sind farbannehmend und können während des Druckvorgangs Druckfarbe aufnehmen. Zum Erstellen eines neuen Druckbildes muß eine neue Druckplatte verwendet werden.

Weiterhin ist ein Verfahren aus der US-A-6,016,750 bekannt, bei dem aus einer Folie eine farbanziehende Substanz mittels eines Thermotransferverfahrens abgeschieden, auf die hydrophile Oberfläche des Druckträgers übertragen und in einem Fixierprozess verfestigt wird. Im Druckprozeß werden die freibleibenden hydrophilen Bereiche mit farbabstoßendem Feuchtmittel benetzt. Anschließend wird die Farbe auf die Oberfläche des Druckträgers aufgebracht, die jedoch nur an den mit der farbanziehenden Substanz versehenen Bereichen haftet. Das eingefärbte Druckbild wird dann auf das Trägermaterial übertragen. Für das Erstellen eines neuen Druckbildes ist eine neue Folie mit der farbanziehenden Substanz notwendig.

Im Standard-Offset-Verfahren oder Flachdruckverfahren wird die Benetzung der Druckplatte mit dem farbabstoßenden Feuchtmittel durch ein gezieltes Aufrauhen und Strukturieren der Plattenoberfläche erreicht. Die dabei entstehende Oberflächenvergrößerung und Porösität erzeugt Mikrokapillaren und führt zu einer Erhöhung der wirksamen Oberflächenenergie und somit zu einer guten Benetzung bzw. Spreitung des Feuchtmittels. Als weitere Maßnahmen werden beim Offsetdruck benetzungsfördernde Substanzen dem Feuchtmittel zugesetzt. Diese setzen die Oberflächenspannung des Feuchtmittels herab, was ebenso zu einer verbesserten Benetzung der Oberfläche des Druckträgers führt. In diesem Zusammenhang wird auf die Literatur Teschner, H.: Offsettechnik, 5. Auflage, Fellbach, Fachschriften-Verlag 1983, S. 193-202 und S. 350, verwiesen.

Aus der US-A-5,067,404 ist ein Druckverfahren bekannt, bei dem auf der Oberfläche des Druckformats ein Feuchtmittel aufgebracht wird. Das Feuchtmittel wird durch selektives Aufbringen von Strahlungsenergie in Bildbereichen verdampft. Die wasserfreien Bereiche bilden später die farbtragenden Bereiche, die an einer Entwicklungseinheit vorbeigeführt werden und mittels eines Farbdampfes eingefärbt werden. Zum Erzeugen des strukturierten Feuchtmittelfilms sind energieintensive partielle Verdampfungsvorgänge erforderlich.

Weiterhin wird auf die Patentdokumente WO 97/36746 und WO 98/32608 verwiesen. Bei dem in der WO 97/36746 beschriebenen Verfahren wird das Feuchmittel durch Verdampfen eines diskreten Wasservolumens erzeugt, das auf der Oberfläche des Druckträgers kondensiert. Gemäß der WO 98/32608 und der daraus hervorgegangenen US-A-6,295,928 wird ein kontinuierlicher Eisfilm aufgebracht und strukturiert. In beiden Fällen muß lokal hohe thermische Energie zur Strukturierung angewandt werden. Die vorgenannten Dokumente US-A-5,067,404, WO 98/32608 (US-A-6,295,928) und WO 97/36746 derselben Anmelderin werden hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsbereich der vorliegenden Patentanmeldung einbezogen.

Aus der DE-A-101 32 204 (nicht vorveröffentlicht) derselben Anmelderin wird ein CTP-Verfahren (Computer-To-Press-Verfahren) beschrieben, wobei auf derselben Oberfläche des Druckträgers mehrfach Strukturierungsprozesse durchgeführt werden können. Die Oberfläche eines Druckträgers wird mit einer farbabstoßenden oder farbanziehenden Schicht überzogen. In einem Strukturierungsprozess werden farbanziehende Bereiche und farbabstoßende Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes erzeugt. Die farbanziehenden Bereiche werden dann mit Farbe eingefärbt. Vor einem neuen Strukturierungsprozess wird die Oberfläche des Druckträgers gereinigt und erneut mit einer farbabstoßenden oder farbanziehenden Schicht überzogen. Als Schicht wird eine Feuchtmittelschicht oder eine Eisschicht verwendet. Dieses Patentdokument DE-A-101 32 204 wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung einbezogen.

Es ist bekannt, mithilfe von Laserstrahlung die Oberfläche lichtempfindlicher Druckträger zu belichten und damit latente Bilder zu erzeugen. Die dabei erforderliche Energie je Bildpunkt reicht jedoch nicht aus, um eine Feuchtmittelschicht zu strukturieren.

Aus der WO 01/02170 A derselben Anmelderin ist ein Verfahren und eine Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Trägermaterials und zum Reinigen einer Druckwalze bekannt. Der Druckträger enthält eine Vielzahl von Vertiefungen, in denen Farbe aufgenommen werden kann. Diese Farbe in den Vertiefungen wird in einem Strukturierungsprozeß mit thermischer Energie beaufschlagt, wodurch farbdruckende Bereiche und Bereiche, die keine Farbe abgeben, erzeugt werden. Mithilfe einer komplexen Reinigungsstation wird die Oberfläche des Druckträgers vor einer erneuten Strukturierung vollständig gereinigt. Dieses Dokument wird ebenfalls durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.

Aus einem Aufsatz von Larry J. Hornbeck "From Cathode Rays To Digital Micro Mirrors: A history of electronic projection display technology", Juli bis September 1998, sind verschiedene Steuerelemente bekannt, mit deren Hilfe Strahlung moduliert werden kann. Beispielsweise sind in diesem Aufsatz Mikrospiegel-Elemente (auch DMD genannt) beschrieben, die beim Anlegen von Spannung den Reflexions- Ablenkwinkel verändern.

Aus der US-A-4,764,776 sind PLZT-Elemente bekannt, mit deren Hilfe ein optischer Zeichengenerator für Drucker aufgebaut werden kann. Weiterhin ist in diesem Dokument der Aufbau und die Verwendung von Selfoc-Elemente bekannt.

In den Dokumenten EP 0 746 470 B1, EP 0 756 544 B1 sind digitale Druckverfahren beschrieben, bei denen thermische Energie zur Strukturierung der Oberfläche eines Druckträgers verwendet wird. Auf derselben Oberfläche können unterschiedliche Druckbilder erzeugt und dann umgedruckt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Druckverfahren und eine Druckeinrichtung anzugeben, das bzw. die für den Digitaldruck mit veränderlichem Druckbild einfach aufgebaut ist und eine präzise Strukturierung auf der Oberfläche des Druckträgers gestattet.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird zur Strukturierung die Strahlung einer handelsüblichen Strahlungsquelle verwendet. Deren Strahlung wird je Bildpunkt über ein als Strahlungsventil arbeitendes Steuerelement geleitet. Durch die Verwendung einer leistungsfähigen Lampe kann auf die Oberfläche ausreichend Energie gesendet werden, um dort Feuchtmittelschichten oder hydrophile Schichten zu strukturieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Druckeinrichtung angegeben, durch die das Verfahren realisiert werden kann. In den abhängigen Ansprüchen zu dem Verfahren und zu der Druckeinrichtung sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele angegeben.

Es ist anzumerken, daß in der weiteren Beschreibung häufig der Begriff farbabstoßende oder farbaufnehmende Schicht vorkommt. Diese Schicht ist an die aufzubringende Farbe angepaßt. Zum Beispiel bei einer wasserhaltigen Feuchtmittelschicht und einer ölhaltigen Farbe ist die Feuchtmittelschicht farbabstoßend. Ist die Farbe jedoch wasserhaltig, so ist diese Feuchtmittelschicht farbanziehend. In der Praxis kommen überwiegend ölhaltige Farben zum Einsatz, so daß eine wasserhaltige Feuchtmittelschicht farbabstoßend ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Druckeinrichtung, bei der eine Tensidschicht aufgebracht wird,

Fig. 2 schematisch einen Querschnitt durch den Druckträger vor und nach der Strukturierung durch einen Laserstrahl,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine hydrophilisierte Schicht strukturiert wird,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine aufgetragene hydrophile Schicht strukturiert wird,

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch den Druckträger vor und nach der Strukturierung der hydrophilen Schicht,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Hydrophilisierung durch eine Koronaentladung erfolgt,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine isolierte Elektrode,

Fig. 8 eine Anordnung bei einem Kunststoff- Druckträger,

Fig. 9 ein Beispiel für eine indirekte Koronaentladung,

Fig. 10 eine Druckeinrichtung mit einer Regelung der Feuchtmittel-Schichtstärke,

Fig. 11 den prinzipiellen Aufbau eines für die Strukturierung verwendeten PLZT-Elements, welches als Strahlungsventil wirkt,

Fig. 12 eine Seitenansicht einer Strukturierungs-Anordnung mit einem PLZT-Array,

Fig. 13 die Strukturierungsanordnung nach Fig. 12 in Draufsicht,

Fig. 14 eine Prinzipdarstellung für ein Mikrospiegel-Element (DMD-Element),

Fig. 15 eine Strukturierungseinrichtung mit einem DMD-Array,

Fig. 16 eine Druckeinrichtung mit einer Näpfchenstruktur auf der Oberfläche des Druckträgers, und

Fig. 17 eine weitere Druckeinrichtung, bei der die Strukturierungseinrichtung einen Feuchtmittelfilm oder eine Eisschicht strukturiert.

In Fig. 1 ist in einer Prinzipdarstellung eine Druckeinrichtung dargestellt, die ähnlich aufgebaut ist, wie sie in der US-A-5,067,404 derselben Anmelderin beschrieben ist. Ein Druckträger 10, im vorliegenden Fall ein endloses Band, wird durch eine Vorbehandlungsvorrichtung 12 geführt, die eine Schöpfwalze 14 und eine Auftragswalze 16 enthält. Die Schöpfwalze 14 taucht in eine in einem Behälter 13 enthaltene Flüssigkeit ein, die eine benetzungsfördernde Substanz enthält. Auf die Oberfläche des Druckträgers 10 wird über die Auftragswalze 16 diese Substanz, die Tensid enthält, in einer molekularen Schichtdicke aufgetragen. Die Schichtdicke ist typischerweise kleiner als 0,1 µm. Die Oberfläche des Druckträgers 10 wird dann in Pfeilrichtung P1 zu einem Feuchtwerk 18 geführt, der über eine Schöpfwalze 20 und eine Auftragswalze 22 ein farbabstoßendes oder farbanziehendes Feuchtmittel, zum Beispiel Wasser, aus einem Feuchtmittelvorratsbehälter 24 auf die Oberfläche des Druckträgers 10 aufträgt. Grundsätzlich können auch andere Feuchtmittel als Wasser verwendet werden. Der Auftrag der Feuchtmittelschicht kann auch durch andere Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Dampfen oder Sprühen. Die druckaktive Oberfläche des Druckträgers 10 wird vollkommen mit dieser Feuchtmittelschicht versehen. Die Feuchtmittelschicht hat typischerweise eine Schichtdicke kleiner als 1 µm.

Die im allgemeinen farbabstoßende Feuchtmittelschicht wird danach durch eine Bilderzeugungsvorrichtung 26 strukturiert. Im vorliegenden Fall wird hierzu Laserstrahlung 28 verwendet. Bei diesem Strukturierungsprozess werden farbanziehende Bereiche und farbabstoßende Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes erzeugt. Anschließend gelangt die strukturierte Feuchtmittelschicht zu einem Farbwerk 30, welches mit Hilfe der Walzen 32, 34, 36 Farbe aus einem Vorratsbehälter 38 auf die Oberfläche des Druckträgers 10 überträgt. Die ölhaltige Farbe lagert sich an Bereichen ohne wasserhaltiges Feuchtmittel an. Es wird darauf hingewiesen, daß die Farbe auch durch Sprühen, Rakeln oder Kondensieren auf die Oberfläche des Druckträgers 10 übertragen werden kann.

Beim Weitertransport des Druckträgers 10 erfolgt ein Umdruck auf ein Trägermaterial 40, im allgemeinen eine Papierbahn. Zum Umdrucken wird das Trägermaterial 40 zwischen zwei Walzen 42, 44 hindurchgeführt. Beim Umdruckprozess können zwischen der Walze 42 und dem Druckträger 10 ein Gummituchzylinder (nicht dargestellt) und weitere Zwischenzylinder geschaltet werden, die eine Farbspaltung bewirken, wie dies aus dem Bereich der Offset-Druckverfahren an sich bekannt ist.

Beim weiteren Transport des Druckträgers 10 wird die Oberfläche des Druckträgers 10 in einer Reinigungsstation 46 gereinigt. Hierbei werden die Farbreste sowie auch die Reste der Tensidschicht entfernt. Die Reinigungsstation 46 enthält eine Bürste 48 und eine Wischlippe 50, welche mit der Oberfläche des Druckträgers 10 in Kontakt gebracht werden. Weiterhin kann das Reinigen durch Verwendung von Ultraschall, Hochdruckflüssigkeit und/oder Dampf unterstützt werden. Die Reinigung kann auch unter Einsatz von Reinigungsflüssigkeiten und/oder Lösungsmitteln erfolgen.

Anschließend kann ein neuer Auftrag der benetzungsfördernden Substanz, z. B. ein Tensidauftrag, und ein Feuchtmittelauftrag sowie eine erneute Strukturierung erfolgen. Auf diese Weise kann bei jedem Umlauf des Druckträgers 10 ein neues Druckbild gedruckt werden. Es ist jedoch auch möglich, dasselbe Druckbild mehrfach zu drucken. Die Reinigungsvorrichtung 46, die Vorrichtung 12 und die Vorrichtung 26 werden dann inaktiv geschaltet. Das noch in Farbresten vorhandene Druckbild wird dann durch das Farbwerk 30 erneut eingefärbt und umgedruckt. Bei dieser Betriebsart kann also eine Vielzahl gleicher Druckbilder gedruckt werden.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Druckträger 10 vor und nach der Strukturierung mit Hilfe des Laserstrahls 28. Gemäß der Erfindung wird die Benetzung durch den Auftrag einer benetzungsfördernden Substanz auf die Druckträgeroberfläche 10 gefördert. Dies geschieht innerhalb des Druckzyklus vor dem Auftrag des farbabstoßenden Feuchtmittels. Die benetzungsfördernde Substanz läßt sich bedingt durch ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften als extrem dünne Schicht von wenigen Moleküllagen, vorzugsweise kleiner als 0,1 µm, auf die Oberfläche auftragen. Diese Schicht reicht aus, um an ihrer freien Oberfläche die Benetzung mit dem farbabstoßenden Feuchtmittel zu begünstigen, so daß dieses ebenfalls als sehr dünne Schicht 54, vorzugsweise kleiner als 1 µm, aufgetragen werden kann. Der weiterführende Druckprozess wird durch die geringe Menge der benetzungsfördernden Substanz, in diesem Fall eine Tensidschicht 52, nicht beeinträchtigt. Sie kann durch den im Druckzyklus integrierten Reinigungsprozess leicht wieder beseitigt werden.

Vorteile ergeben sich vor allem im Bereich des digitalen Flachdrucks bzw. Offsetdrucks, d. h. einem Flachdruckverfahren bzw. Offsetdruckverfahren mit wechselnder Druckinformation von Druckzyklus zu Druckzyklus. Durch die benetzungsfördernde Schicht 52 kann auf die sonst übliche aufgerauhte, poröse Druckplattenoberfläche verzichtet werden. Stattdessen ist eine glatte Oberfläche des Druckträgers 10 möglich, die mit deutlich geringerem Aufwand zu reinigen ist. Ein schneller und stabiler Reinigungsvorgang ist für ein derartiges digitales Flachdruckverfahren bzw. Offsetdruckverfahren unabdingbar und ein entscheidender Faktor für dessen Effektivität. Demgemäß hat die Oberfläche des Druckträgers 10 eine Rauhheit, die kleiner ist als die beim Standard-Offsetdruckverfahren verwendete Rauhheit. Typischerweise liegt die mittlere Rauhtiefe Rz kleiner als 10 µm, vorzugsweise kleiner als 5 µm. Als Mittenrauhwert Ra ausgedrückt, liegt der Rauhheitswert im Bereich kleiner als 2 µm, vorzugsweise kleiner als 1 µm.

Eine Veränderung in der molekularen bzw. atomaren Struktur des Materials des Druckträgers sowie eine permanente und fest mit der Oberfläche des Druckträgers verankerte benetzungsfördernde Schicht ist nicht notwendig. Die hier vorgeschlagene zusätzlich aufgebrachte benetzungsfördernde Substanz, beispielsweise die Tensidschicht 52, entfaltet bereits bei geringsten Mengen ihre benetzungsfördernde Wirkung. Demgemäß ist ihr Einfluss auf die Eigenschaften des Druckträgers 10 in vielerlei Hinsicht vernachlässigbar. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus dem nun möglichen Verzicht auf die beim Offsetdruck in Feuchtmitteln üblicherweise vorhandenen benetzungsfördernden Zusätze.

Gemäß der Fig. 2 wird durch den Laserstrahl 28 die Feuchtmittelschicht 54 und die Tensidschicht 52entsprechend der geforderten Bildstruktur entfernt. Diese Bereiche werden dann durch das Farbwerk 30 mit Farbe eingefärbt. Aufgrund der sehr glatten Oberfläche des Druckträgers 10 ist die Reinigung erleichtert, wobei die Tensidschicht 52 wieder vollständig entfernt wird. Weiterhin ist der Verschleiss der Oberfläche des Druckträgers 10 vermindert.

In den folgenden Figuren werden funktionsgleiche Elemente gleich bezeichnet. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 3 erfolgt im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vor dem Auftrag der farbabstoßenden oder farbanziehenden Schicht auf der nutzbaren Oberfläche des Druckträgers eine Strukturierung einer hydrophilen Schicht mit einer molekularen Schichtdicke. Beim vorliegenden Beispiel wird eine Dampfvorrichtung 60 verwendet, die die Oberfläche des Druckträgers 10 mit heißem Wasserdampf beaufschlagt. Der Druckträger 10 ist an seiner Oberfläche mit einer SiO2-Beschichtung versehen. Nach der Dampfbehandlung wird der Druckträger 10 durch eine Absaugvorrichtung 62 getrocknet. Der heiße Wasserdampf erzeugt an der äußeren Oberfläche eine hydrophile Molekülstruktur, z. B. SiOH.

Nach der anschließenden Strukturierung durch die Strukturierungsvorrichtung 26 mittels Laserstrahlung 28 entstehen hydrophile Bereiche und hydrophobe Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes. Durch das nachgeschaltete Feuchtwerk 18 wird die gesamte nutzbare Oberfläche des Druckträgers 10 mit einer Feuchtmittelschicht in Kontakt gebracht, wobei sich das Feuchtmittel nur an den hydrophilen Bereichen anlagert, so daß farbanziehende Bereiche und farbabstoßende Bereiche entsprechend der vorgenommenen Strukturierung entstehen. Anschließend erfolgt ein Farbauftrag durch das Farbwerk 30, wobei sich die ölhaltige Farbe an Bereichen ohne wasserhaltiges Feuchtmittel anlagert. Anschließend erfolgt das Umdrucken des Druckbildes auf das Trägermaterial 40.

Nach dem Weitertransport des Druckträgers 10 wird seine Oberfläche in einer Reinigungsstation 46 gereinigt. Es werden die Farbreste sowie auch die Reste einer eventuellen benetzungsfördernden Substanz entfernt. Anschließend kann ein neuer Strukturierungsprozeß erfolgen.

Bei dem vorliegenden Beispiel nach Fig. 3 wird die hydrophile Schicht auf der Oberfläche des Druckträgers 10 entsprechend dem Druckbild strukturiert. Die hydrophile Schicht ist extrem dünn und beträgt nur einige Nanometer, typischerweise kleiner 4 nm. Sie kann daher mit sehr geringem Energieaufwand während eines Druckzyklus strukturiert werden, wobei die hydrophile Molekularschicht verschwindet. Anschließend erfolgt der Feuchtmittelauftrag, der nur auf den nicht hydrophilen Bereichen einen Feuchtigkeitsfilm erzeugt. Einfärben und Umdrucken erfolgt nach den beschriebenen bekannten Prinzipien des Flachdrucks bzw. Offset-Drucks. Nach der Reinigung, bei der neben den Farbresten auch die hydrophile Schicht entfernt werden kann, jedoch nicht unbedingt entfernt werden muß, kann der Druckzyklus von neuem beginnen. Die hydrophile Schicht wird regeneriert oder neu aufgetragen und anschließend wird die hydrophile Schicht entsprechend den neuen Bilddaten strukturiert.

Beim Beispiel nach Fig. 3 erfolgt das Erzeugen der hydrophilen Schicht durch Aktivieren der Oberfläche des Druckträgers und durch eine geeignete Änderung der äußeren molekularen Oberflächenstruktur. Beispielsweise kann dies durch den Einsatz chemischer Aktivatoren, reaktiver Gase und/oder einer geeigneten Energiezufuhr ermöglicht werden. Neben der Verwendung von Wasserdampf wie im Beispiel nach Fig. 3 kann auch durch Einwirken von heißem Wasser und durch Laugen, wie z. B. NaOH, eine hydrophile SiOH-Struktur an der Oberfläche ausgebildet werden. Der Druckträger ist hierzu mit einer SiO2-Beschichtung zu versehen. Es ist auch möglich, daß der Druckträger ein Aktivatorbad durchläuft, um eine Hydrophilisierung der Oberfläche zu erzeugen. Möglich ist auch der Auftrag eines Aktivators über ein Düsensystem. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch Beflammen der Oberfläche des Druckträgers 10 die hydrophile Schicht zu erzeugen. Auch hierbei entstehen benetzungsfördernde Oberflächenstrukturen in einer molekularen Schichtstärke.

Eine vorteilhafte Anordnung ist die Kombination der Hydrophilisierung mit der Reinigung. So kann z. B. sowohl die reinigende als auch die hydrophilisierende Wirkung eines heißen Wasserstrahls bzw. eines heißen Wasserdampfstrahls genutzt werden. Die Reinigung und die Erzeugung der hydrophilen Schicht werden dann in einem einzigen Prozeßschritt durchgeführt.

In Fig. 4 ist eine weitere Variante dargestellt. Hierbei wird zum Erzeugen der hydrophilen Schicht eine benetzungsfördernde Substanz auf die Oberfläche des Druckträgers aufgetragen. Beispielsweise kann die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 beschriebene Vorbehandlungsvorrichtung 12 genutzt werden. Mit Hilfe der Schöpfwalze 14 und der Auftragswalze 16 kann aus dem Behälter 13 eine Flüssigkeit aufgetragen werden, die eine benetzungsfördernde Substanz, z. B. ein Tensid enthält, in einer molekularen Schichtdicke aufgetragen werden. Auch hier ist die Schichtdicke typischerweise kleiner als 0,1 µm. Als weitere benetzungsfördernde Substanz kommen auch Alkohole in Betracht. Der Auftrag kann alternativ auch durch Aufrakeln, Aufsprühen und Aufdampfen erfolgen.

Aufgrund der sehr dünnen hydrophilen Schicht in molekularer Schichtstärke kann das partielle Entfernen dieser hydrophilen Schicht durch lokale thermische Energiezuführung erfolgen. Aufgrund der geringen Schichtdicke kann der Energieaufwand gering sein. Neben der in den Fig. 3 und 4 verwendeten Laserstrahlung 28 können auch Laserdioden, LEDs, LED-Kämme oder Heizelemente eingesetzt werden.

Auch bei dem Beispiel nach den Fig. 3 und 4 kann je Umlauf des Druckträgers 10 eine erneute Strukturierung erfolgen, wodurch je Umlauf ein neues Druckbild gedruckt wird. Es ist jedoch auch möglich, wie beim Beispiel nach Fig. 1, dasselbe Druckbild mehrfach zu drucken, wobei das vorhandene Druckbild durch das Farbwerk 30 erneut eingefärbt und umgedruckt wird. Die Vorrichtungen für das Neustrukturieren sind dann inaktiv geschaltet.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch den Druckträger 10 vor und nach der Strukturierung durch den Laserstrahl 28 für das Beispiel nach Fig. 4. Die Oberfläche des Druckträgers 10 ist sehr glatt, wie dies auch bei den vorherigen Beispielen der Fall ist. Die dünne Tensidschicht 52 wird durch den Laserstrahl 28 strukturiert, d. h. es werden hydrophile Bereiche 68 und hydrophobe Bereiche 64 erzeugt. Durch das Feuchtwerk 18 wird ein dünner wasserhaltiger Feuchtfilm nur auf die hydrophilen Bereiche aufgetragen. Die Bereiche 64 werden dann durch das Farbwerk 30 mit einer ölhaltigen Farbe eingefärbt, die von dem Feuchtmittel 54 im Bereich der hydrophilen Bereiche 68 abgestoßen wird.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele nach den Fig. 6 bis 9 beschreiben die Hydrophilisierung der Oberfläche des Druckträgers 10 durch Beaufschlagen mit freien Ionen. Diese Ausführungsbeispiele können auch mit dem Beispiel nach Fig. 3 kombiniert werden.

Um eine gute Benetzung mit dem im allgemeinen farbabstoßenden Feuchtmittelfilm zu gewährleisten, muß die Oberflächenenergie des Druckträgers 10 mindestens so hoch wie die Oberflächenspannung des Feuchtmittelfilms sein. Dies bedeutet, daß der Wert des Kontaktwinkels zwischen der Oberfläche des Druckträgers 10 und dem Feuchtmittel einen Wert unterhalb von 90° annehmen muß. In der Praxis ist es erforderlich, daß ein Kontaktwinkel von < 25° erreicht werden muß, um den geforderten Flüssigkeitsfilm mit einer Dicke von ca. 1 µm zu erzeugen. Dies stellt eine hohe Anforderung an die Oberflächenenergie des Druckträgers, der, vor allem dann, wenn man den extrem hohen Oberflächenspannungswert von Wasser, nämlich 72 mN/M, als Basis des farbabstoßenden Feuchtmittels berücksichtigt. Kunststoff- Druckträger oder metallische Druckträger können dies ohne weitere Maßnahmen, wie z. B. Aufrauhen, Aufbringen von Tensiden, Erzeugung von Mikrokapillaren etc., nicht leisten. Beispielsweise beträgt der Kontaktwinkel von Wasser zu Polyimid oder Polycarbonat ca. 75°. Selbst Metalloberflächen, die in ihrer reinsten Form sehr hohe Oberflächenenergien und somit kleinste Kontaktwinkel aufweisen, zeigen unter normalen Umgebungsbedingungen relativ hydrophobes Verhalten. Dies hängt wesentlich mit der an Metalloberflächen wirksamen Oxidationsschicht zusammen, die sich unter Normalbedingungen stets ausbildet. Auch geringste Verunreinigungen wirken sich in diesem Zusammenhang negativ für die gewünschte Oberflächenenergie aus. Kontaktwinkel von über 70° sind hiermit in der Praxis häufig anzutreffen.

Beim Beispiel nach der Fig. 6 wird zur Hydrophilisierung eine Koronabehandlung der Oberfläche des Druckträgers 10 vorgenommen. Ein Hochspannungsgenerator 70 erzeugt eine Wechselspannung im Bereich von 10 bis 30 kV, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 20 kV, bei einer Frequenz von 10 bis 40 kHz, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 kHz. Ein Ausgangsanschluß des Hochspannungsgenerators 70 wird mit einer isolierten Elektrode 72 verbunden. Der andere Ausgangsanschluß wird im vorliegenden Fall eines metallischen Druckträgers 10 an einen Schleifkontakt 74 gelegt, der mit dem Druckträger 10 verbunden ist.

Die relativ hohe Spannung an der Elektrode 72 führt zur Ionisation der Luft. Es entsteht eine Koronaentladung, wobei die Oberfläche des Druckträgers 10 mit freien Ionen beschossen wird. Bei einer Kunststoffoberfläche führt dies neben einer Reinigungswirkung, bei der typischerweise organische Verunreinigungen wie Fett, Öl, Wachs etc. entfernt werden, zur Entstehung freier Radikale an der Oberfläche, die im Zusammenhang mit Sauerstoff stark hydrophile Funktionsgruppen bilden. Hierbei handelt es sich vor allem um Carbonylgruppen (-C=O-), Carboxylgruppen (HOOC-), Hydroperoxidgruppen (HOO-) und Hydroxylgruppen (HO-). Bei metallischen Druckträgern steht der Reinigungseffekt im Vordergrund, wobei durch Entfettung der Oberfläche und Beseitigung der Oxidschicht eine Erhöhung der Oberflächenenergie und somit eine Reaktivierung der hydrophilen Eigenschaften von Metallen erreicht wird. Auf diese Weise sind Kontaktwinkel zu Wasser von bis unter 20° bei Kunststoffoberflächen und bei Metalloberflächen erreichbar. Die Koronabehandlung verändert zuvor die physikalischen Oberflächeneigenschaften des Trägers, jedoch nicht seine mechanischen Eigenschaften. Es sind keine sichtbaren Veränderungen z. B. mit einem Rasterelektronen-Mikroskop nachweisbar. Durch Variation der Höhe der Spannung bzw. der Frequenz des Hochspannungsgenerators läßt sich die Wirkung auf die Oberfläche des Druckträgers 10 beeinflussen und auf das jeweilige Trägermaterial abstimmen. Die Hydrophilisierung kann durch Zuführung von Prozeßgasen, vorzugsweise Sauerstoff oder Stickstoff, verbessert werden.

In Fig. 6 wird wie beim Beispiel nach Fig. 1 auf die hydrophilisierte Oberfläche des Druckträgers 10 im Feuchtwerk 18 ein Feuchtmittel aufgetragen; anschließend erfolgt eine Strukturierung mit Hilfe von Laserstrahlung 28. Die strukturierte Feuchtmittelschicht wird durch das Farbwerk 30 eingefärbt und die Farbe später auf das Trägermaterial 40 umgedruckt. In der Reinigungsstation 46 werden Farbreste entfernt. Da die Oberfläche des Druckträgers 10 ebenfalls wie bei den bisherigen Beispiel sehr glatt ist, ist der Reinigungsprozeß einfach und mit hoher Effektivität zu realisieren. Im Anschluß kann der zyklische Druckprozeß von neuem starten. Alternativ kann eine Neustrukturierung auch entfallen und das bisherige Druckbild wird erneut eingefärbt und umgedruckt.

Fig. 7 zeigt die isolierte Elektrode 72. Ein metallischer Kern 76 ist von einem Keramikmantel 78 umgeben. Bei einem derartigen Aufbau werden elektrische Überschläge verhindert. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn als Druckträger 10 Metall verwendet wird. Alternativ kann die Isolation auch durch einen Kunststoffmantel erzeugt werden.

Fig. 8 zeigt den Aufbau bei einem Druckträger 10 aus Kunststoff. Eine Elektrodenplatte 80 ist auf der Seite des Druckträgers 10 angeordnet, die der Elektrode 72 gegenüber liegt. Die Elektrode 72 kann ohne Isolation ausgeführt sein.

Fig. 9 zeigt ein Hydrophilisierungsverfahren mit einer indirekten Koronabehandlung. Die Ausgangsanschlüsse des Hochspannungsgenerators 70 sind mit zwei Elektroden 82, 84 verbunden, die oberhalb des Druckträgers 10 angeordnet sind. Die durch die Hochspannung erzeugten elektrischen Entladungen zwischen den beiden Elektroden 82, 84 erzeugen Ionen, die durch einen Luftstrom oder Prozeßgasstrom auf die Oberfläche des Druckträgers 10 geleitet werden und hier die benetzungsfördernde Wirkung entfalten. Zur Erzeugung der Strömung wird ein Gebläse 86 verwendet.

Alternativ kann auch eine Niederdruckplasmabehandlung eingesetzt werden, die die Oberflächenenergie an der Oberfläche des Druckträgers 10 erhöht. Hierbei wird unter Vakuumbedingungen, beispielsweise im Bereich von 0,3 bis 20 mbar, eine Hochspannungsentladung erzeugt, durch die Prozeßgas ionisiert und in den Plasmazustand versetzt wird. Dieses Plasma tritt mit der Oberfläche des Druckträgers 10 in Kontakt. Die Wirkung des Plasmas ist mit der Wirkung der Koronabehandlung zu vergleichen.

Mithilfe des in den Fig. 6 bis 9 beschriebenen Hydrophilisierungsprozesses wird eine erhebliche Erhöhung der Oberflächenenergie erreicht, die einen sehr dünnen Auftrag des farbabstoßenden Feuchtmittels ermöglicht. Die Schichtstärke liegt typischerweise im Bereich von 1 µm.

Durch das beschriebene Hydrophilisierungsverfahren ergeben sich verschiedene Vorteile. Es kann auf die aufgerauhte poröse Druckplattenoberfläche wie beim Standard-Offest- Druckverfahren verzichtet werden. Stattdessen ist eine sehr glatte Oberfläche möglich, deren Rauhheitsbereich sehr niedrig ist, beispielsweise in einem Bereich des Mittenrauhwerts Ra < 1 µm. Dadurch ist ein schneller und stabiler Reinigungsvorgang für die Oberfläche möglich. Für den beschriebenen Druckprozeß ist weder eine permanente Veränderung in der molekularen bzw. atomaren Struktur des Materials des Druckträgers noch eine permanente und fest mit dem Druckträger verankerte benetzungsfördernde Schicht notwendig. Durch den beschriebenen Hydrophilisierungsprozeß kann der Druckträger ohne Rücksichtnahme auf die Oberflächenenergie hinsichtlich weiterer Anforderungen optimiert werden.

Der beschriebene Hydrophilisierungsprozeß erlaubt ferner den Verzicht auf die im Offset-Druck für Feuchtmittel verwendeten benetzungsfördernden Zusätze. Ein weiterer Auftrag zusätzlicher benetzungsfördernder Substanzen ist nicht mehr erforderlich. Dies vermeidet eine relativ komplizierte Prozeßführung und reduziert den Mehraufwand an Verbrauchsstoffen. Ein weiterer Vorteil liegt auch in der Reinigungswirkung des Hydrophilisierungsverfahrens. Es unterstützt den für das digitale Druckverfahren notwendigen Reinigungsprozeß und reduziert somit weiter den erforderlichen Hardwareaufwand.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Im Offset-Druck und insbesondere bei den digitalen Verfahren, beispielsweise nach der US-A-5,067,404 und US-A-6,295,928 derselben Anmelderin, spielt die konstante und genau definierte Dicke der Feuchtmittelschicht auf der Oberfläche des Druckträgers eine entscheidende Rolle für die Stabilität und die Effizienz des Druckverfahrens. Gemäß dem Beispiel nach Fig. 10 wird eine Druckeinrichtung beschrieben, die einen definierten, steuerbaren und regelbaren sehr dünnen Auftrag des Feuchtmittels gestattet und überwacht. Beim standardisierten Offset-Druckverfahren wird in der Regel ein Feuchtwerk bestehend aus einer Anzahl rotierender Walzen für den Auftrag des Feuchtmittels benutzt. Zusammen mit einer aufgerauhten oder porösen gut Wasser führenden Druckplatte ergibt sich ein für den Standard- Offset-Druck ausreichend stabiler Wasserfilm. Die Feuchtmittelmenge und die Dicke der Feuchtmittelschicht läßt sich z. B. über die Zustellung bestimmter Walzen zueinander oder die Geschwindigkeit der Schöpfwalze einstellen. Hierbei führt die Speicherwirkung des Feuchtwerks und auch die der Druckplatte zu einer stark verzögernden Reaktion auf Einstellmaßnahmen. Für die Erzeugung eines hinreichend stabilen Wasserfilms sind jedoch die aufgerauhten, stark Wasser speichernden Druckplatten unbedingt erforderlich. Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, durch Abkühlen der Druckplatte und der daraus folgenden Kondensation der Luftfeuchtigkeit auf der Druckplatte einen sehr dünnen Wasserfilm zu erzeugen. Die Dicke des Wasserfilms ist jedoch stark von den Umgebungsbedingungen, wie Luftfeuchte und Temperatur, abhängig und ist über längere Zeit kaum konstant zu halten.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 wird ein Aufbau verwendet, der ähnlich dem in der eingangs erwähnten DE-A-101 32 204 beschriebenen Aufbau ist, welches ein CTP-Verfahren (Computer-To-Press-Verfahren) realisiert.

Die in Fig. 10 gezeigte Druckeinrichtung erlaubt es, auf derselben Oberfläche des zylindrischen Druckträgers 10 unterschiedliche Druckbilder zu erzeugen. Die Druckeinrichtung enthält das Farbwerk 30, mit mehreren Walzen, durch die ölhaltige Farbe aus dem Vorratsbehälter 38 auf die Oberfläche des Druckträgers 10 übertragen wird. Die eingefärbte Oberfläche des Druckträgers 10 überträgt die Farbe auf einen Gummituchzylinder 90. Von dort gelangt die Farbe auf die Papierbahn 40, die durch den Gegendruckzylinder 42 gegen den Gummituchzylinder 90 gedrückt wird.

Das Feuchtwerk 18 überträgt über drei Walzen Feuchtmittel, z. B. Wasser, aus dem Feuchtmittelvorratsbehälter 24 auf die Oberfläche des Druckträgers 10. Vor dem Auftragen der Feuchtmittelschicht kann die Oberfläche des Druckträgers 10 unter Verwendung von Netzmitteln und/oder Tensiden oder durch eine Korona- und/oder Plasma-Behandlung in einen hydrophileren Zustand gebracht werden, wie dies weiter oben bereits beschrieben worden ist. Im weiteren Verlauf wird die Feuchtmittelschicht durch Energiezufuhr mittels eines Laserstrahls 28 selektiv entfernt und es entsteht die gewünschte Bildstruktur. Wie erwähnt, erfolgt danach die Einfärbung durch das Farbwerk 30 an den farbanziehenden Bereichen der Strukturierung. Nach dem Strukturieren kann die Farbe mithilfe einer Fixiereinrichtung 92 verfestigt werden.

Auch bei diesem Beispiel sind zwei Betriebsarten möglich. Bei einer ersten Betriebsart erfolgt vor einer erneuten Strukturierung der Oberfläche eine Vielzahl von Druckvorgängen. Das auf dem Druckträger 10 befindliche Druckbild wird je Druck einmal eingefärbt und umgedruckt, d. h. es erfolgt ein mehrfaches Einfärben des Druckbildes. In einer zweiten Betriebsart wird auf die Oberfläche des Druckträgers ein neues Druckbild aufgebracht. Davor ist die bisherige strukturierte farbabstoßende Schicht sowie die Farbreste zu entfernen, wofür die Reinigungsstation 46 vorgesehen ist. Diese Reinigungsstation kann an den Druckträger 10 gemäß dem Pfeil P2 herangeschwenkt und wieder von diesem weggeschwenkt werden. Weitere Einzelheiten des Aufbaus der Druckeinrichtung nach Fig. 10 sind in der erwähnten DE-A-101 32 204 beschrieben.

In Transportrichtung P1 gesehen ist nach dem Feuchtwerk 18 eine Energiequelle 94 angeordnet, die Wärmeenergie an den Feuchtmittelfilm auf der Oberfläche des Druckträgers 10 abgibt. Mithilfe dieser Energie wird die Dicke der Feuchtmittelschicht verringert. In Transportrichtung gesehen ist der Energiequelle ein Schichtdickenmeßgerät 96 nachgelagert. Dieses Schichtdickenmeßgerät 96 ermittelt die aktuelle Dicke des Feuchtmittelfilms und gibt ein der Dicke entsprechendes elektrisches Signal an eine Steuerung 98 ab. Die Steuerung 98 vergleicht die gemessene Ist-Dicke mit einer vorgegebenen Soll-Dicke. Bei einer Soll-Ist- Wert-Abweichung wird die Energiequelle 94 so angesteuert, daß die Dicke der Feuchtmittelschicht auf die gewünschte Soll-Dicke reduziert wird.

Das Schichtdickenmeßgerät 96 kann beispielsweise nach dem Triangulationsverfahren, dem Transmissionsverfahren oder dem kapazitiven Verfahren berührungslos arbeiten. Als Energiequelle 94 kommt eine oder mehrere IR-Lampen, Heizstrahler, Lasersysteme, Laserdioden oder Heizelemente in Betracht.

Das Zusammenwirken der Energiequelle 94, des Schichtdickenmeßgeräts 96 und der Steuerung 98 kann derart sein, daß lediglich eine Überwachungsfunktion vorgenommen wird. Wenn die Schichtdicke einen vorgegebenen Soll-Wert überschreitet oder unterschreitet, so wird ein entsprechendes Warnsignal abgegeben und darauf hin die Energiezufuhr für die Energiequelle 94 neu eingestellt. Die Energiequelle 94, das Schichtdickenmeßgerät 96 und die Steuerung 98 können jedoch auch zu einem Regelkreis zusammengeschlossen werden, bei dem die Energiequelle 94 so angesteuert wird, daß bei einer Regelabweichung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert der Schichtdicke diese Regelabweichung minimiert und vorzugsweise auf Null geregelt wird.

Die Energiequelle 94 kann durch die Steuerung mithilfe einer analogen Spannungsregelung oder digital durch eine Pulsmodulation angesteuert werden, wie dies durch die Signalfolge 100 angedeutet ist.

Gemäß dem Beispiel nach Fig. 10 wird in einem ersten Prozeßschritt über die nutzbare Breite des Druckträgers 10 ein dickenkonstanter Feuchtmittelfilm erzeugt, der in einem nachgelagerten zweiten Schritt definiert in seiner Schichtdicke verringert wird. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Feuchtmittelschicht mit definierter und sehr geringer Dicke. Die nachfolgende Strukturierung kann somit mit minimaler Energie und mit gleichbleibendem Ergebnis durchgeführt werden. Insgesamt wird somit die Druckqualität erhöht. Die Vorteile der gezeigten Druckeinrichtung liegen darin, daß eine unmittelbare Reaktion auf eine Veränderung der Schichtdicke der Feuchtmittelschicht erfolgen kann, daß eine bekannte und definierte Dicke der Feuchtmittelschicht eingestellt werden kann und daß extrem dünne Feuchtmittelschichten erzeugt werden können. Ferner kann die erforderliche Strukturierungsenergie insbesondere für digitale Druckverfahren minimiert werden.

Es sind zahlreiche weitere Variationen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele möglich. Beispielsweise kann als Druckträger sowohl ein Endlosband als auch ein Zylinder verwendet werden. Der Umdruck auf das Trägermaterial kann direkt erfolgen oder unter Zwischenschaltung eines Gummituchzylinders bzw. weiteren Zwischenzylindern für eine Farbspaltung. Die Schichtdickenregelung gemäß dem Beispiel nach Fig. 10 kann auch für die anderen Beispiele genutzt werden. Ebenso kann für die Beispiele nach den Fig. 1 bis 9 eine Fixierung der aufgetragenen Farbe mithilfe einer Fixiervorrichtung erfolgen. Weiterhin können die Reinigungsstation 46, das Feuchtwerk 18 und die Bilderzeugungsvorrichtung inaktiv und aktiv geschaltet werden, beispielsweise durch Verschwenken.

Bei den bisher beschriebenen Druckeinrichtungen und Druckverfahren nach den Fig. 1 bis 10 wurde für den Strukturierungsprozeß jeweils eine Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben, die beispielsweise durch gesteuerte Strahlung eines Lasersystems, eines Lasers, von Laserdioden, von LEDs oder eines Laserdiodenarrays realisiert worden ist. Bei Verwendung eines Lasersystems wird typischerweise der Laserstrahl über einen Drehspiegel parallel zur Querachse des bandförmigen Druckträgers bzw. parallel zur Drehachse der Drucktrommel abgelenkt. Zum Erzeugen der Bildpunkte wird der Laserstrahl moduliert, z. B. eingeschaltet und ausgeschaltet.

Wie aus den zuvor beschriebenen Beispielen ersichtlich, müssen zur Strukturierung Bereiche einer hydrophilen Schicht oder eines Feuchtmittels entfernt werden, was typischerweise durch Verdampfen oder durch Bilden einer Gasblase erfolgt. Hierzu wird relativ viel thermische Energie benötigt, die im Falle eines Lasers eine aufwendige, teuere Lasereinheit benötigt. Eine eventuelle Anpassung der Wellenlänge des Lasersystems an die benötigte optimale Wellenlänge des zu bestrahlenden Feuchtfilms oder der Oberfläche des Druckträgers erhöht die Kosten weiter.

Bei den folgenden Beispielen für Strukturierungsverfahren und Strukturierungseinrichtungen, die vorteilhaft mit den bisher beschriebenen Druckeinrichtungsbeispielen kombiniert werden können, wird jeweils eine handelsübliche Strahlungsquelle verwendet. Die Steuerung des Energieflusses der Strahlung erfolgt über Steuerelemente, die die zugeführte Strahlung abhängig von Steuersignalen auf die Oberfläche des Druckträgers leiten, wobei je zu erzeugendem Bildpunkt ein Steuerelement verwendet wird.

Fig. 11 zeigt die Verwendung eines PLZT-Elements (110) als Steuerelement. In der Fig. 11 wird als thermische Energiequelle eine Lampe 112 verwendet, deren Strahlung durch einen Reflektor 114 gebündelt wird. Die Strahlung eines Strahlenbündels 116 wird im folgenden näher betrachtet. Die Strahlung 116 hat einen quer zur Strahlungsachse gleichmäßig verteilten E-Vektor, d. h. es handelt sich um unpolarisierte Strahlung. Diese Strahlung 116 wird durch ein erstes Polarisationsfilter 118 geleitet, welches nur eine Komponente des E-Vektors durchläßt, d. h. es liegt nunmehr polarisierte Strahlung vor. Diese polarisierte Strahlung wird dem PLZT-Element 110 zugeführt. Dieses PLZT-Element besteht aus transparentem elektrooptischem Material (englisch: polycrystalline lanthanum modified lead zirconate titanate), das beidseitig mit transparenten Flächenelektroden 119, 120 beschichtet ist.

Durch Anlegen einer impulsförmigen elektrischen Spannung 121 an die Elektroden 119, 120 des PLZT-Elements 110 wird die Polarisationsebene der Strahlung unter Ausnutzung des Kerr-Effekts gedreht, wie in Fig. 11 schematisch eingezeichnet ist. Ein dem PLZT-Element 110 nachgeschaltetes Polarisationsfilter 124 läßt nur die von einem aktiven PLZT-Element 110 in der Polarisationsebene gedrehte Strahlung durch, die dann auf die Oberfläche der hydrophilen Schicht, des Feuchtmittels oder der Oberfläche des Druckträgers auftrifft und dort seine thermische Wirkung entfaltet. Durch Anlegen von Spannungsimpulsen kann somit der Durchtritt der Strahlung 116 durch das Polarisationsfilter 124 gesteuert werden. Bei Anwendung des Kerr-Effekts für das PLZT-Element können relativ hohe Strahlungsenergien bei hoher Schaltfrequenz geschaltet werden. Das PLZT-Element 110 kann bei relativ niedrigen Spannungen geschaltet werden und stellt keine besonderen Anforderungen an die Umgebungstemperatur.

Alternativ kann auch der Farraday-Effekt für das PLZT-Element genutzt werden, jedoch ist die dann entstehende hohe Wärmeentwicklung nachteilig.

Bevorzugt wird für die Steuerung der Strahlung durch ein PlZT-Element der Lichtstreu-Effekt genutzt. Hierbei wird durch Anlegen einer Spannung an das PLZT-Element ein paralleler Lichtstrahl in einen divergenden Lichtstrahl gewandelt. Bei einer derartigen Anordnung kann ein Kontrastkoeffizient von ≥ 15 : 1 erzielt werden.

Vorzugsweise wird eine Vielzahl gleichartiger PLZT-Elemente 110 zu einem einzeiligen oder mehrzeiligen PLZT- Array zusammengefaßt. Auf diese Weise können durch Verdampfen oder Strahlungsbeaufschlagung zeilenweise Bildpunkte auf der Oberfläche des Druckträgers erzeugt werden. Zwischen dem jeweiligen PLZT-Array und der Oberfläche des Druckträgers wird eine Abbildungsoptik angeordnet, die die vom jeweiligen PLZT-Element durchgelassene Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers fokussiert. Vorzugsweise wird als Abbildungsoptik ein Selfoc-Element verwendet. In diesem Zusammenhang wird auf die US-A-4,764,776 verwiesen, die weitere Beispiele der Anordnung von PLZT-Elemente und die Anwendung eines Selfoc-Elementes beschreibt. Dieses Dokument wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung mit aufgenommen.

Die Fig. 12 und 13 zeigen ein Anwendungsbeispiel mit einem einzeiligen PLZT-Array 125. In Fig. 12 ist die Anordnung einer Ansicht in Zeilenrichtung gezeigt; Fig. 13 zeigt eine Ansicht von oben auf die Zeile.

In Fig. 12 wird die Strahlung einer 500 W-Halogenlampe 126 durch eine Beleuchtungsoptik 127 in der Ebene der Zeile gebündelt und auf das PLZT-Array 125 gelenkt. Die von den einzelnen PLZT-Elementen ausgegebene Strahlung wird durch ein Selfoc-Element 128 auf die Oberfläche des Druckträgers 10 fokussiert.

Die Fig. 13 zeigt die Anordnung nach Fig. 12 in Draufsicht. Zur Beleuchtungsoptik 127, die die Strahlung bündelt, gehört auch ein Filter 129 zur Homogenisierung der Ausleuchtung der in einer Zeile zum Array 125 angeordneten PLZT-Elemente. Jedem PLZT-Element ist durch das Selfoc- Element 128 ein Bildpunkt auf der Oberfläche des Druckträgers zugeordnet.

Als weiteres Beispiel für ein Steuerelement zum Steuern der der Oberfläche des Druckträgers zuzuführenden Strahlung je Bildpunkt wird die Verwendung von DMD-Elementen vorgeschlagen. Ein DMD-Element (digital micro mirror device) ist ein mikromechanisches Bauelement mit einem Spiegel, dessen Normale um eine Drehachse durch Anlegen einer Spannung verschwenkt werden kann. Fig. 14 zeigt das Grundprinzip. Ein Mikrospiegel 130 kann durch Anlegen einer Spannung aus seiner in ausgezogenen Strichen gezeigten Ausgangslage um eine Drehachse 132 um einen Winkel ±α verschwenkt werden, wie dies gestrichelt mit dem Beispiel α = ±10° eingezeichnet ist. Die einfallende Strahlung 134 wird bei einer Winkelstellung +10° einer Sammellinse 136 zugeführt, die die Strahlung bündelt. Wird der Mikrospiegel 130 also durch Anlegen einer Spannung um +10° ausgelenkt, so wird die ankommende Strahlung 134 über die Sammellinse 136 einem zu bestrahlenden Bildpunkt 138 auf der Oberfläche des Druckträgers zugeführt. Im Zustand mit einer Winkellage 0° oder -10° des Mikrospiegels 130 wird die einfallende Strahlung 134 aus dem Öffnungsbereich der Sammellinse 136 heraus abgelenkt und ist unwirksam, wie dies gestrichelt eingezeichnet ist.

Zum Erzeugen einer Bildpunkt-Zeile werden gleichartige DMD-Elemente zu einem einreihigen oder mehrreihigen DMD- Array zusammengefaßt. Fig. 15 zeigt ein derartiges Beispiel.

Ein DMD-Array 140 erhält Strahlung von einer Strahlungsquelle 142 mit Reflektor 144. Die Strahlungsquelle 142 kann punkt- oder stabförmig sein. Jedes DMD-Element ist separat durch eine Spannung ansteuerbar. Zwischen dem DMD- Array 140 und der Oberfläche des Druckträgers 10 ist eine Abbildungsoptik 146 angeordnet, die die vom jeweiligen DMD-Element reflektierte Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers 10 fokussiert. Vorzugsweise wird als Abbildungsoptik ein bereits erwähntes Selfoc-Element verwendet. Durch Anlegen von Steuersignalen an die DMD-Elemente des DMD-Arrays 140 kann auf der Oberfläche des Druckträgers eine zeilenweise Strukturierung vorgenommen werden.

Das DMD-Array 140 ist vorzugsweise auf einem gekühlten Träger angeordnet, der durch Wasser oder Gas gekühlt ist.

Für die vorgenannten Beispiele nach den Fig. 11 bis 15 kommt als Strahlungsquelle eine Xenon-Lampe oder eine Halogen-Lampe in punktförmiger oder stabförmiger Anordnung in Betracht. Die Wellenlänge der von der Strahlung abgestrahlten Strahlung ist an die Feuchtmittelschicht und/oder an das Material der Oberfläche des Druckträgers 10 angepaßt und gestattet eine optimale Energienutzung. Die jeweilige Strahlungsquelle kann gepulst angesteuert werden, um die Wärmeverlustleistung der jeweiligen Arrays zu reduzieren. Im Falle eines DMD-Arrays mit einer Breite von z. B. 296 mm und mechanischen Schaltseiten ≤ 15 µs können bei einer Auflösung von 600 dpi in Schreibrichtung, d. h. in vertikaler Richtung, Druckgeschwindigkeiten ≥ 3 m/s erzielt werden. Durch die Verwendung handelsüblicher Strahlungsquellen und handelsüblicher Abbildungsoptik kann die Strukturierung der Oberfläche des Druckträgers wesentlich wirtschaftlicher erfolgen als dies mit Lasersystemen möglich ist. Außerdem bestehen erheblich größere Freiheitsgrade in der Auswahl geeigneter Wellenlängenbereiche, wodurch auch eine größere Auswahl an Feuchtmittel und Material des Druckträgers möglich ist.

Nachfolgend werden weitere Beispiele für Druckeinrichtungen und Druckverfahren gezeigt, bei denen die beschriebenen Strukturierungsverfahren und Strukturierungseinrichtungen vorteilhaft verwendet werden können.

In der Fig. 16 ist eine Druckeinrichtung dargestellt, bei der das beschriebene Verfahren und die Einrichtung zum Strukturieren ebenfalls angewendet werden kann. Ein Druckträger 10, auch als Formzylinder bezeichnet, hat eine Oberflächenstruktur, die vergrößert im Bildausschnitt 152 gezeigt ist. Die Oberflächenstruktur enthält flächenhaft rasterförmig angeordnete Näpfchen 154, beispielsweise in einem Raster von 300 bis ca. 2500 dpi (dots per inch), vorzugsweise 600 bis 1200 dpi. Mithilfe dieser Näpfchen können entsprechende Bildpunkte gedruckt werden. Die Näpfchentiefe beträgt 0,1 bis 50 µm, vorzugsweise 5 bis 20 µm.

Um den Umfang des zylinderförmigen Druckträgers 10 herum ist ein Feuchtwerk 156, eine Bilderzeugungsvorrichtung 158, ein Farbwerk 160 und ein Gegendruckzylinder 162 angeordnet, auch "Presseur" genannt. Das Trägermaterial 40 ist zwischen dem zylindrischen Druckträger 10 und dem Gegendruckzylinder 162 durchgeführt. Es durchläuft eine Trockenstation 166 zum Trocknen.

Beim Drehen des Druckträgers 10 in Pfeilrichtung P1 erfolgt am Feuchtwerk 156 das Auftragen einer dünnen, homogenen Flüssigkeitsschicht, so daß sich alle Näpfchen 154mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, füllen. Der Feuchtmittelauftrag erfolgt beispielsweise durch Walzen, jedoch kann auch alternativ der Auftrag durch Besprühen oder Bedampfen erfolgen.

Vorzugsweise wird überschüssiges Feuchtmittel mit einer Rakel (nicht dargestellt) entfernt, welche dem Feuchtwerk 156 nachgeordnet ist. Das Feuchtmittel wird durch die digital arbeitende Bilderzeugungseinrichtung 158 selektiv verdampft, wobei farbanziehende und farbabstoßende Bereiche erzeugt werden. In den farbanziehenden Bereichen wird die Flüssigkeit in den Näpfchen 154 entfernt; in den farbabstoßenden Bereichen wird das Feuchtmittel nicht entfernt. Die Bilderzeugungseinrichtung 158 kann beispielsweise eine digital angesteuerte Einrichtung nach den Fig. 11 bis 15 sein. Durch das Farbwerk 160 wird auf die Oberfläche des Druckträgers 10 Farbe aufgetragen, die in den farbanziehenden Bereichen an der Oberfläche des Druckträgers 10 anhaftet und in den farbabstoßenden Bereichen nicht anhaftet. Bei Verwendung eines wasserhaltigen Feuchtmittels ist die Farbe im allgemeinen ölhaltig. Überschüssige Farbe wird durch eine dem Farbwerk 160 nachgeschaltete Rakel (nicht dargestellt) entfernt.

Anschließend wird die Druckfarbe direkt auf das Trägermaterial 40 umgedruckt. Die Übertragung auf einen elastischen Zwischenträger, wie in der Patentschrift US-A-5,295,928 beschrieben, entfällt. Die Farbübertragung wird durch Adhäsionskräfte bewirkt. Durch entsprechende Ausführung der Druckfarbe in ihrer Viskosität und Vernetzung, wie dies an sich bekannt ist, und durch geeignete Gestaltung der Näpfchenform erzielt man eine sehr gute Entleerung der Näpfchen 154. Druckfarben auf Wasserbasis, wie dies beim bekannten Tiefdruckverfahren verwendet wird, sind beim Einsatz von Druckträgern mit relativ großer Näpfchentiefe und deren Problematik det vollständigen Entleerung zu bevorzugen.

Das Trägermaterial wird anschließend durch eine Trockenstation 166 geführt, die die Farbe trocknet.

Vorzugsweise wird wie erwähnt ein Feuchtmittel verwendet, das Wasser enthält. Dem Feuchtmittel können dann benetzungsfördernde Substanzen zugesetzt sein, beispielsweise Tenside. Alternativ können auch silikonabstoßende Flüssigkeiten zum Einsatz kommen, um silikonhaltige Druckfarben verarbeiten zu können.

Im Bereich der Umdruckstelle kann ein elektrostatisches Feld angelegt werden, um die Entleerung der Farbe aus den Näpfchen 154 in der Oberfläche des Druckträgers 10 zu unterstützen.

Wie erwähnt, wird zwischen dem Umdruck und dem erneuten Feuchtmittelauftrag keine Reinigungsstation angeordnet. Die Näpfchen 154 sind vollständig entleert. Nach einem erneuten Feuchtmittelauftrag kann eine Strukturierung in farbanziehende und farbabstoßende Bereiche entweder entsprechend dem bisherigen Druckbild oder entsprechend einem neuen Druckbild erfolgen. Auf diese Weise kann mit demselben Druckträger mit hoher Flexibilität Druckbilder kleiner und größerer Auflagen gedruckt werden. Wegen des Wegfalls des Reinigungsprozesses, der lediglich in vereinfachter Form und in wesentlich größeren zeitlichen Abständen erforderlich sein kann, kann eine erhöhte Druckgeschwindigkeit gegenüber dem bisherigen Digitaldruckverfahren erzielt werden.

Fig. 17 zeigt schematisch den Aufbau einer Einrichtung zum Drucken, bei der auf derselben Oberfläche des Druckträgers 10 unterschiedliche Druckbilder erzeugt werden können. Diese Einrichtung enthält ein Farbwerk 210 mit vier Walzen 212, 214, 216, 217, durch die Farbe aus einem Farbvorratsbehälter 218 auf die Oberfläche des Druckträgers 10 übertragen wird. Die Oberfläche des Druckträgers 10 ist hier eine Zylindermantelfläche. Die Farbe der eingefärbten Oberfläche des Druckträgers 10 wird im weiteren Verlauf, wie noch weiter unten beschrieben wird, auf einen Gummituchzylinder 222 übertragen. Von dort gelangt die Farbe auf eine Papierbahn 224, die durch einen Gegendruckzylinder 226 gegen den Gummituchzylinder 222 gedrückt wird. Der in Fig. 17 eingezeichnete Pfeil P1 zeigt die Transportrichtung an.

Ein Feuchtwerk 230 mit seinen drei Walzen 232, 234, 236 überträgt Feuchtmittel, z. B. Wasser, aus einem Feuchtmittelvorratsbehälter 238 auf die Oberfläche des Druckträgers 10. Grundsätzlich können jedoch auch andere Feuchtmittel verwendet werden. Vor dem Auftragen der Feuchtmittelschicht kann die Oberfläche des Druckträgers 10 unter Verwendung von Netzmitteln und/oder Tensiden oder durch eine Korona- und/oder Plasmabehandlung in einen hydrophileren Zustand gebracht werden. Der Auftrag der Feuchtmittelschicht kann mithilfe von Walzen erfolgen, wie im vorliegenden Fall, oder es kann ein Dampf- oder Sprühverfahren eingesetzt werden. Die druckaktive Oberfläche des Druckträgers 10 wird vollkommen mit einer Feuchtmittelschicht versehen. Anschließend wird die Feuchtmittelschicht durch Energiezufuhr mittels eines Bilderzeugungssystems 240 selektiv entfernt und es entsteht die gewünschte Bildstrukturierung. Die Strukturierung erfolgt mit einem Strahl 242, wie er in Fig. 17 angedeutet ist.

Alternativ zur Feuchtmittelschicht kann auch eine Eisschicht verwendet werden. Zum Erzeugen der Eisschicht enthält der Druckträger ein Kühlsystem (nicht dargestellt). Die Oberfläche des Druckträgers wird mithilfe des Kühlsystems auf eine Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes von Wasser abgekühlt. Für den Fall einer normalen Umgebung mit durchschnittlicher Luftfeuchtigkeit liegt die Temperatur der Oberfläche des Druckträgers unterhalb von 0°C. Der in der Umgebungsluft enthaltene Wasserdampf schlägt sich infolge Kondensation auf der Oberfläche des Druckträgers als Eisschicht nieder. Zum Erzeugen der Eisschicht auf der Oberfläche des Druckträgers wird ein elektrothermisches Abkühlprinzip, beispielsweise durch den Einsatz von Peltier-Elementen angewendet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen dünnen Wasserfilm mit einer Dicke im µm-Bereich aufzutragen. Durch Abkühlen entsteht dann eine Eisschicht. Zum Auftragen des Wasserfilms kann ein Sprühverfahren eingesetzt werden, oder der Auftrag erfolgt mithilfe von Walzen. Die druckaktive Oberfläche des Druckträgers wird vollkommen mit einer Eisschicht überzogen. Die Eisschicht wird anschließend durch Energiezufuhr mittels des Lasersystems selektiv entfernt. Die Belichtung erfolgt durch den Laserstrahl. Das Wasser der Eisschicht geht durch die Belichtung mit dem Laserstrahl in den dampfförmigen Zustand über.

Im Zusammenhang mit der Verwendung einer Eisschicht wird auf das Patentdokument WO 98/32608 derselben Anmelderin verwiesen. Dieses Dokument wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung einbezogen.

Das Einfärben der Oberfläche des Druckträgers 10 gemäß Fig. 17 erfolgt mithilfe der Walzen 212, 214, 216, 217 des Farbwerks, welche Farbe aus dem Farbvorratsbehälter 218 übertragen. Die Farbe lagert sich an Bereichen ohne Feuchtmittel bzw. beim alternativen Ausführungsbeispiel an Bereichen ohne Eisschicht an. Die ein Feuchtmittel bzw. eine Eisschicht tragenden Bereiche sind farbabstoßend und nehmen keine Farbe auf. Der Auftrag der Farbe erfolgt hier durch ein Walzensystem. Die Farbe kann auch durch Sprühen, Rakeln oder Kondensieren auf die Oberfläche des Druckträgers aufgebracht werden.

Die nach dem Strukturieren aufgetragene Farbe wird mithilfe einer Fixiereinrichtung 250 verfestigt. Dies erfolgt durch IR-Strahlung, Heißluft, UV-Licht oder Wärmestrahlung. Die fixierte Farbe wird anschließend einmal oder mehrmals mit Farbe aus dem Farbwerk 210 eingefärbt. Die auf den Druckträger 10 aufgetragene Farbe wird direkt oder indirekt auf den Gummituchzylinder 222 übertragen und von dort auf das Trägermaterial 224. Die auf dem Druckträger 10 verteilte Farbe kann alternativ auch unmittelbar auf das Trägermaterial 224 übertragen werden, wobei dann auf den Gummituchzylinder 222 verzichtet werden kann.

Es sind zwei Betriebsarten möglich: Bei einer ersten Betriebsart erfolgt vor einer erneuten Strukturierung der Oberfläche eine Vielzahl von Druckvorgängen. Das auf dem Druckträger befindliche Druckbild wird je Umdruck einmal eingefärbt und umgedruckt, d. h. es erfolgt ein mehrfaches Einfärben des Druckbildes. Im Falle der strukturierten Eisschicht auf der Oberfläche des Druckträgers wird mithilfe des Kühlsystems die Temperatur dieser Oberfläche unterhalb des Erstarrungspunktes gehalten.

In einer zweiten Betriebsart wird auf die Oberfläche des Druckträgers ein neues Druckbild aufgebracht. Davor ist die bisherige strukturierte farbabstoßende Schicht zu entfernen sowie die Farbreste und die Oberfläche des Druckträgers sind zu reinigen und zu regenerieren. Zu diesem Zweck wird eine Reinigungsstation 260 aktiviert. Sie enthält eine Bürste 262 und eine Wischlippe 264, welche mit der Oberfläche des Druckträgers in Kontakt gebracht werden und die strukturierte farbabstoßende Schicht sowie die Farbreste beseitigen. Die Entfernung der strukturierten farbabstoßenden Schicht erfolgt unter Verwendung von Ultraschall, Hochdruckflüssigkeit und/oder Dampf. Die Oberfläche des Druckträgers wird dabei mithilfe von Bürsten, Lappen, Walzen und/oder Rakeln gereinigt. Die Reinigung kann in einem oder mehreren Zyklen unter Einsatz von Hilfsmitteln, wie Reinigungsflüssigkeiten und/oder Lösungsmitteln erfolgen. Zum Aktivieren und Deaktivieren wird die Reinigungsstation 260 in Richtung des Pfeils P2 an den Druckträger geschwenkt. Das eventuell vorhandene Kühlsystem kann während der Reinigung inaktiv geschaltet sein.

Nach der Reinigung erfolgt bei Bedarf eine Regenerierung der Oberfläche des Druckträgers, vorzugsweise unter Verwendung von Netzmitteln und/oder Tensiden. Möglich ist auch eine Korona- oder Plasmabehandlung der Oberfläche des Druckträgers, so daß diese in einen hydrophilen Zustand gebracht wird. Zu erwähnen ist ferner, daß die Oberfläche des Druckträgers Beschichtungen enthält, die eine geringe optische Eindringtiefe, geringe Reflexionswerte und eine schlechte Wärmeleitung haben.

Zwischen dem Druckträger 10 und dem Gummituchzylinder 222 ist ein Zwischenzylinder 276 angeordnet, der eine zusätzliche Farbspaltung bewirkt. Infolge dieser Farbspaltung kann auf den Druckträger 10 eine höhere Farbmenge aufgetragen werden, wodurch die Druckform eine verbesserte Stabilität hat und die Abnutzung bei einer großen Anzahl von Druckvorgängen vermindert wird. Durch eine geeignete Oberfläche des Zwischenzylinders 276 kann eine weitere Belastungsreduktion der Druckform erreicht werden. Vorzugsweise werden weiche und flexible Oberflächen für den Zwischenzylinder 276 verwendet, die eine gleichmäßige Farbspaltung sicherstellen.

Am Zwischenzylinder 276 ist eine Reinigungsstation 260' angeordnet, die den gleichen Aufbau wie die Reinigungsstation 260 hat. Mit Hilfe der Bürste 262 und der Wischlippe 264, welche durch eine Schwenkbewegung in Richtung des Pfeils P2 mit der Oberfläche des Zwischenzylinders 276 in Kontakt gebracht werden, werden Farbreste entfernt. Hierdurch wird der Zwischenzylinder 276 für den Farbübertrag mit einer neuen Bildstruktur vorbereitet.

Es ist möglich, die Farbspaltung zu optimieren und abzustimmen, beispielsweise durch Verwendung mehrerer Zwischenzylinder nach Art des Zwischenzylinders 276. Auf diese Weise kann eine optimale Anpassung zwischen der Schichtstärke der Farbe auf dem Trägermaterial 224 und der Schichtstärke der auf die Oberfläche des Druckträgers 10 aufgetragenen Farbe erreicht werden.

In Fig. 17 ist die Fixiereinheit 250 zum Fixieren der Farbe wirksam. Bei einer Alternative kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Fixiervorrichtung 250 weggelassen werden, denn infolge der vorgenommenen Farbspaltung ist die Druckform des Druckträgers 10 sehr stabil. Bei Weglassung der Fixierstation 250 ergibt sich ein reduzierter Reinigungsaufwand, da die nicht fixierte und verfestigte Farbe und die zugehörigen Substanzen wesentlich leichter entfernt werden können. Weiterhin ergibt sich eine Zeitersparnis durch das Wegfallen des Fixierprozesses. Somit kann die Zeit zwischen zwei Druckaufträgen mit unterschiedlichen Bildstrukturen erheblich reduziert werden. Auch wird durch die vorgenommene Farbspaltung die Abnutzung der Druckform des Druckträgers 10 reduziert. Weiterhin können die gezeigten Reinigungsstationen 260 und 260' relativ einfach aufgebaut sein, da sie nur mit unfixierter Farbe in Kontakt kommen, die deutlich einfacher als fixierte Farbe zu reinigen ist.

Die Strukturierungseinrichtungen nach den Fig. 11 bis 15 können vorteilhaft für die Druckeinrichtung verwendet werden, die in der eingangs erwähnten WO 01/02170 A derselben Anmelderin beschrieben ist. Bezugszeichenliste 10 Druckträger

12 Vorbehandlungsvorrichtung

13 Behälter

14 Schöpfwalze

16 Auftragswalze

18 Feuchtwerk

20 Schöpfwalze

22 Auftragswalze

24 Feuchtmittelvorratsbehälter

26 Bilderzeugungsvorrichtung

28 Laserstrahl

30 Farbwerk

32, 34, 36 Walzen

38 Vorratsbehälter

40 Trägermaterial

42, 44 Walzen

46 Reinigungsstation

48 Bürste

50 Wischlippe

52 Tensidschicht

54 Feuchtmittelschicht

60 Dampfvorrichtung

62 Absaugvorrichtung

64 hydrophobe Bereiche

68 hydrophile Bereiche

70 Hochspannungsgenerator

72 Elektrode

74 Schleifkontakt

76 metallischer Kern

78 Keramikmantel

80 Elektrodenplatte

82, 84 Elektrode

86 Gebläse

90 Gummituchzylinder

92 Fixiereinrichtung

94 Energiequelle

96 Schichtdickenmeßgerät

98 Steuerung

100 Signalfolge

P1 Transportrichtung

P2 Richtungspfeil

110 PLZT-Element

112 Lampe

114 Reflektor

116 Strahlenbündel

118 Polarisationsfilter

119, 120 Flächenelektroden

121 elektrische Spannung

124 Polarisationsfilter

125 PLZT-Array

126 Halogen-Lampe

127 Beleuchtungsoptik

128 Selfoc-Element

129 Filter

130 Mikrospiegel eines DMD-Elements

132 Drehachse

134 einfallende Strahlung

136 Sammel-Linse

138 Bildpunkt

140 DMD-Array

142 Strahlungsquelle

144 Reflektor

146 Abbildungsoptik

152 Bildauschnitt

154 Näpfchen

156 Feuchtwerk

158 Bilderzeugungsvorrichtung

160 Farbwerk

162 Gegendruckzylinder

166 Trockenstation

210 Farbwerk

212, 214, 216, 217 Walze

218 Farbvorratsbehälter

222 Gummituchzylinder

224 Papierbahn

226 Gegendruckzylinder

230 Feuchtwerk

232, 234, 236 Walze

238 Feuchtmittelvorratsbehälter

240 Bilderzeugungseinrichtung

242 Strahl

250 Fixiereinrichtung

260, 260' Reinigungsstation

262 Bürste

264 Wischlippe

270 Auftragsvorrichtung

272 Walze

274 Trägersubstanz

276 Zwischenzylinder

P3 Pfeil


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Erzeugen eines Druckbildes auf einem Trägermaterial (40),

    bei dem in einem Strukturierungsprozeß farbanziehende Bereiche und farbabstoßende Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes auf der Oberfläche eines Druckträgers (10) erzeugt werden,

    auf die Oberfläche Farbe aufgetragen wird, die an den farbanziehenden Bereichen anhaftet und die von den farbabstoßenden Bereichen nicht angenommen wird,

    die aufgetragene Farbe im weiteren Verlauf auf das Trägermaterial (40) übertragen wird,

    zum Strukturieren die Strahlung einer Lampe (112, 126) verwendet wird, deren Strahlung je Bildpunkt über ein Steuerelement (110, 130) geleitet wird,

    und bei dem das Steuerelement (110, 130) abhängig von einem Steuersignal die ihm zugeführte Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers leitet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Vielzahl von Steuerelementen in mindestens einer Zeile als Array (125, 140) angeordnet sind, und die Strukturierung zeilenweise erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem als Steuerelement ein PLZT-Element (110) verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Lichtstreu-Effekt des PLZT-Elements zur Modulation der Strahlung genutzt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Vielzahl von PLZT-Elementen zu einem einzeiligen oder mehrzeiligen PLZT-Array (125) zusammengefaßt werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem zwischen dem PLZT- Array (125) und der Oberfläche des Druckträgers (10) eine Abbildungsoptik (128) angeordnet ist, die die vom jeweiligen PLZT-Element durchgelassene Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers (10) fokussiert.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem als Abbildungsoptik ein SELFOC-Element (128) verwendet wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem als Steuerelement ein DMD-Element verwendet wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem eine Vielzahl von DMD-Elementen zu einem einreihigen oder mehrreihigen DMD-Array (140) zusammengefaßt sind.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem zwischen dem DMD- Array (140) und der Oberfläche des Druckträgers (10) eine Abbildungsoptik (146) angeordnet ist, die die vom jeweiligen DMD-Element ausgesandte Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers (10) fokussiert.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das DMD-Array (140) oder das PLZT-Array (125) auf einem gekühlten Träger angeordnet sind, der durch Wasser oder Gas gekühlt ist.
  12. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Lampe (112, 126, 142) eine Xenon-Lampe oder eine Halogen-Lampe verwendet wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Wellenlänge der von der Lampe abgestrahlten Strahlung an die Feuchtmittelschicht angepaßt ist.
  14. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wellenlänge der Strahlung der Lampe an die Oberfläche des Druckträgers angepaßt ist.
  15. 15. Einrichtung zum Erzeugen eines Druckbildes auf einem Trägermaterial (40),

    bei der Mittel vorgesehen sind, durch die

    in einem Strukturierungsprozeß farbanziehende Bereiche und farbabstoßende Bereiche entsprechend der Struktur des zu druckenden Druckbildes auf der Oberfläche eines Druckträgers (10) erzeugt werden,

    auf die Oberfläche Farbe aufgetragen wird, die an den farbanziehenden Bereichen anhaftet und die von den farbabstoßenden Bereichen nicht angenommen wird,

    die aufgetragene Farbe im weiteren Verlauf auf das Trägermaterial (40) übertragen wird,

    zum Strukturieren die Strahlung einer Lampe (112, 126) verwendet wird, deren Strahlung je Bildpunkt über ein Steuerelement (110, 130) geleitet wird,

    und durch die das Steuerelement (110, 130) abhängig von einem Steuersignal die ihm zugeführte Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers leitet.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 15, bei der eine Vielzahl von Steuerelementen in mindestens einer Zeile als Array (125, 140) angeordnet sind, und die Strukturierung zeilenweise erfolgt.
  17. 17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der als Steuerelement ein PLZT-Element (110) verwendet wird.
  18. 18. Einrichtung nach Anspruch 17, bei der der Lichtstreu- Effekt des PLZT-Elements zur Modulation der Strahlung genutzt wird.
  19. 19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Vielzahl von PLZT-Elementen zu einem einzeiligen oder mehrzeiligen PLZT-Array (125) zusammengefaßt werden.
  20. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, bei der zwischen dem PLZT-Array (125) und der Oberfläche des Druckträgers (10) eine Abbildungsoptik (128) angeordnet ist, die die vom jeweiligen PLZT-Element durchgelassene Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers (10) fokussiert.
  21. 21. Einrichtung nach Anspruch 20, bei der als Abbildungsoptik ein SELFOC-Element (128) verwendet wird.
  22. 22. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der als Steuerelement ein DMD-Element verwendet wird.
  23. 23. Einrichtung nach Anspruch 22, bei der eine Vielzahl von DMD-Elementen zu einem einreihigen oder mehrreihigen DMD-Array (140) zusammengefaßt sind.
  24. 24. Einrichtung nach Anspruch 23, bei der zwischen dem DMD- Array (140) und der Oberfläche des Druckträgers (10) eine Abbildungsoptik (146) angeordnet ist, die die vom jeweiligen DMD-Element ausgesandte Strahlung auf die Oberfläche des Druckträgers (10) fokussiert.
  25. 25. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das DMD-Array (140) oder das PLZT-Array (125) auf einem gekühlten Träger angeordnet sind, der durch Wasser oder Gas gekühlt ist.
  26. 26. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als Lampe (112, 126, 142) eine Xenon-Lampe oder eine Halogen-Lampe verwendet wird.
  27. 27. Einrichtung nach Anspruch 26, bei der die Wellenlänge der von der Lampe abgestrahlten Strahlung an die Feuchtmittelschicht angepaßt ist.
  28. 28. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Wellenlänge der Strahlung der Lampe an die Oberfläche des Druckträgers angepaßt ist.






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