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Dokumentenidentifikation DE10206936A1 11.09.2003
Titel Digitales Druckverfahren und Druckeinrichtung mit einem näpfchenförmigen Druckträger
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 10206936
Offenlegungstag 11.09.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.09.2003
IPC-Hauptklasse B41M 1/06
IPC-Nebenklasse B41N 1/14   B41N 3/08   
Zusammenfassung Beschrieben wird ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bedrucken eines Trägermaterials (24), bei dem ein Druckträger (10) auf seiner Oberfläche eine Vielzahl von Vertiefungen (14) hat. Die Oberfläche des Druckträgers (10) wird mit einer Flüssigkeitsschicht versehen. Bei der Strukturierung wird in farbanziehenden Bereichen die Flüssigkeit in den Vertiefungen (14) verdampft. Nach dem Einfärben der farbanziehenden Bereiche wird die Farbe auf das Trägermaterial umgedruckt. Ohne weitere Reinigung wird erneut eine Flüssigkeitsschicht aufgetragen und es erfolgt eine Strukturierung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bedrucken eines Trägermaterials, bei dem ein Druckträger auf seiner Oberfläche eine Vielzahl von Vertiefungen hat. Ein derartiger Druckträger ist beispielsweise aus der Tiefdrucktechnik bekannt.

Es sind digital arbeitende Druckverfahren bekannt geworden, bei denen eine Strukturierung in farbanziehende und farbabstoßende Bereiche durch digital angesteuerte Energiequellen, beispielsweise Laser, vorgenommen wird. Vor dem erneuten Strukturieren derselben Oberfläche des Druckträgers ist die jeweilige Oberfläche präzise zu reinigen. Hierzu sind entsprechende Reinigungsstationen erforderlich, die den Hardwareaufwand erhöhen.

Beispielsweise aus der US-A-5,067,404 ist ein digital arbeitendes Druckverfahren bekannt, bei dem auf der Oberfläche des Druckträgers 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. Nach dem Umdrucken müssen die Farbreste von der Oberfläche des Druckträgers vollständig entfernt werden, um erneut ein Feuchtmittel aufzubringen und dieses neu zu strukturieren.

Weiterhin ist aus der US-A-6,295,928 (entsprechend WO 98/32608) ein Verfahren bekannt, bei dem auf der Oberfläche eines Druckträgers ein Eisfilm aufgebracht und dieser mithilfe lokaler thermischer Energie strukturiert wird, wobei z. B. ein digital angesteuertes Lasersystem zum Einsatz kommt. Nach dem Umdrucken müssen die Eisschicht und die Farbreste entfernt werden, um eine Neustrukturierung mit neuen Druckbildern zu ermöglichen.

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 Strukturierung in farbanziehende und farbabstoßende Bereiche wird mithilfe digital gesteuerter Systeme, beispielsweise Lasersysteme, vorgenommen. Die farbanziehenden Bereiche werden später mit Farbe eingefärbt. Vor einem neuen Strukturierungsprozeß wird die Oberfläche des Druckträgers gereinigt.

Reinigungsvorrichtungen, die für digital arbeitende Druckverfahren eingesetzt werden können, sind z. B. in der DE-A-100 63 987 derselben Anmelderin beschrieben. Zur Reinigung wird die Oberfläche des Druckträgers mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt, wobei weitere Maßnahmen, wie Einsatz von Ultraschallenergie, hinzukommen können.

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.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Druckverfahren und eine Druckeinrichtung anzugeben, das bzw. die es gestattet, daß auf derselben Oberfläche des Druckträgers unterschiedliche Druckbilder erzeugt werden, wobei der Reinigungsaufwand minimiert ist.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren zum Bedrucken eines Trägermaterials, bei dem ein Druckträger auf seiner Oberfläche eine Vielzahl von Vertiefungen hat, auf die Oberfläche des Druckträgers eine dünne, homogene Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird, so daß sich alle Vertiefungen mit Flüssigkeit füllen, in einem Strukturierungsprozeß farbanziehende und farbabstoßende Bereiche erzeugt werden, wobei in farbanziehenden Bereichen die Flüssigkeit in den Vertiefungen entfernt wird und in farbabstoßenden Bereichen die Flüssigkeit nicht entfernt wird, auf die Oberfläche Farbe aufgetragen wird, die in farbanziehenden Bereichen an der Oberfläche des Druckträgers anhaftet und in farbabstoßenden Bereichen nicht anhaftet, und bei dem die auf der Oberfläche des Druckträgers aufgetragene Farbe im weiteren Verlauf direkt auf das Trägermaterial übertragen wird, und bei dem auf derselben Oberfläche des Druckträgers erneut eine Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird und der Druckprozeß fortgesetzt wird.

Gemäß der Erfindung werden sämtliche Vertiefungen, die im allgemeinen eine Näpfchenform haben, mit Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, gefüllt. Im darauffolgenden Strukturierungsprozeß, der im allgemeinen digital gesteuert ist, wird die Flüssigkeit in den Vertiefungen in farbanziehenden Bereichen entfernt, beispielsweise durch Verdampfen. In den farbabstoßenden Bereichen ist die Flüssigkeit noch in den Vertiefungen vorhanden. Die gesamte nutzbare Oberfläche des Druckträgers wird dann mit Farbe eingefärbt, die von der Flüssigkeit abgestoßen wird, jedoch von den Vertiefungen ohne Flüssigkeit aufgenommen wird. Das Trägermaterial, beispielsweise Papier, kommt nun unmittelbar in Kontakt mit der Oberfläche. Die Farbe aus den Vertiefungen wird dabei vollständig auf das Trägermaterial übertragen. Nach dem Umdruck sind sämtliche Vertiefungen leer und enthalten auch keine Farbreste. Demzufolge kann sogleich im nächsten Arbeitsschritt wiederum die dünne, homogene Flüssigkeitsschicht aufgetragen werden und eine erneute Strukturierung in farbabstoßende und farbanziehende Bereiche erfolgen. Es wird also auf eine Reinigung zwischen zwei Druckzyklen verzichtet, wodurch eine entsprechende Reinigungsstation entfallen kann. Demzufolge ist der Hardwareaufwand für die Realisierung des Verfahrens verringert. Es kann möglich sein, daß eine Reinigung in vereinfachter Form nach größeren zeitlichen Abständen erforderlich ist. Im allgemeinen jedoch ist eine solche Reinigung nicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Druckzyklen notwendig, sondern erst nach einer großen Anzahl von Druckzyken und auch dann nur in einer vereinfachten Form der Reinigung, so daß auch dann der Reinigungsaufwand verringert ist. Demzufolge können hohe Druckgeschwindigkeiten bei Anwenden eines digitalen Druckverfahrens erzielt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Druckeinrichtung angegeben. In den abhängigen Ansprüchen zum Verfahren bzw. zur Druckeinrichtung sind weitere Merkmale für vorteilhafte Ausführungsformen definiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 erläutert.

In dieser Fig. 1 ist eine Druckeinrichtung dargestellt, durch die das beschriebene Verfahren zum Bedrucken eines Trägermaterials realisiert werden kann. Ein Druckträger 10, auch als Formzylinder bezeichnet, hat eine Oberflächenstruktur, die vergrößert im Bildausschnitt 12 gezeigt ist. Die Oberflächenstruktur enthält flächenhaft rasterförmig angeordnete Näpfchen 14, 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 16, eine Bilderzeugungsvorrichtung 18, ein Farbwerk 20 und ein Gegendruckzylinder 22 angeordnet, auch "Presseur" genannt. Das Trägermaterial 24 ist zwischen dem zylindrischen Druckträger 10 und dem Gegendruckzylinder 22 durchgeführt. Es durchläuft eine Trockenstation 26 zum Trocknen.

Beim Drehen des Druckträgers 10 in Pfeilrichtung P1 erfolgt am Feuchtwerk 16 das Auftragen einer dünnen, homogenen Flüssigkeitsschicht, so daß sich alle Näpfchen 14 mit 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 16 nachgeordnet ist. Das Feuchtmittel wird durch eine digital arbeitende Bilderzeugungseinrichtung 18 selektiv verdampft, wobei farbanziehende und farbabstoßende Bereiche erzeugt werden. In den farbanziehenden Bereichen wird die Flüssigkeit in den Näpfchen 14 entfernt; in den farbabstoßenden Bereichen wird das Feuchtmittel nicht entfernt. Die Bilderzeugungseinrichtung 18 kann beispielsweise ein digital angesteuerter Laser oder eine andere gesteuerte Energiequelle sein. Durch das Farbwerk 20 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 ein dem Farbwerk 20 nachgeschaltete Rakel (nicht dargestellt) entfernt.

Anschließend wird die Druckfarbe direkt auf das Trägermaterial 24 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 14. Druckfarben auf Wasserbasis, wie dies beim bekannten Tiefdruckverfahren verwendet wird, sind beim Einsatz von Druckträgern mit relativ großer Näpfchentiefe und deren Problematik der vollständigen Entleerung zu bevorzugen.

Das Trägermaterial wird anschließend durch eine Trockenstation 26 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 14 in der Oberfläche des Druckträgers 10 zu unterstützen.

Wie erwähnt, wird zwischen dem Umdruck und dem erneuten Feuchtmittelauftrag keine Reinigungsstation angeordnet. Die Näpfchen 14 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 Wegalls 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. Bezugszeichenliste 10 Druckträger

12 Bildausschnitt

14 Näpfchen

16 Feuchtwerk

18 Bilderzeugungsvorrichtung

20 Farbwerk

22 Gegendruckzylinder

24 Trägermaterial

26 Trockenstation

P1 Drehrichtung


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Bedrucken eines Trägermaterials (24),

    bei dem ein Druckträger (10) auf seiner Oberfläche eine Vielzahl von Vertiefungen (14) hat,

    auf die Oberfläche des Druckträgers (10) eine dünne, homogene Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird, so daß sich alle Vertiefungen (14) mit Flüssigkeit füllen,

    in einem Strukturierungsprozeß farbanziehende und farbabstoßende Bereiche erzeugt werden, wobei in farbanziehenden Bereichen die Flüssigkeit in den Vertiefungen (14) entfernt wird und in farbabstoßenden Bereichen die Flüssigkeit nicht entfernt wird,

    auf die Oberfläche Farbe aufgetragen wird, die in farbanziehenden Bereichen an der Oberfläche des Druckträgers (10) anhaftet und in farbabstoßenden Bereichen nicht anhaftet,

    die auf der Oberfläche des Druckträgers (10) aufgetragene Farbe im weiteren Verlauf direkt auf das Trägermaterial (24) übertragen wird,

    und bei dem auf derselben Oberfläche des Druckträgers (10) erneut eine Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird und der Druckprozeß fortgesetzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vertiefungen (14) eine Näpfchenstruktur mit einer Näpfchentiefe im Bereich von 0,1 bis 50 µm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 µm bilden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Näpfchen (14) in einem Raster von 300 bis 2500 dpi, vorzugsweise 600 bis 1200 dpi, auf der nutzbaren Oberfläche des Druckträgers (10) angeordnet sind.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Flüssigkeit Wasser enthält.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der wasserhaltigen Flüssigkeit benetzungsfördernde Substanzen zugesetzt sind, vorzugsweise Tenside.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Flüssigkeit silikonabstoßende Substanzen enthält und die Farbe silikonhaltige Substanzen enthält.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach dem Auftrag der Flüssigkeit überschüssige Flüssigkeit durch ein Rakel entfernt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach dem Auftrag der Farbe überschüssige Farbe mithilfe einer Rakel entfernt wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Bereich der Umdruckstelle ein elektrostatisches Feld wirksam ist, das die Entleerung der Farbe aus den Vertiefungen (14) in der Oberfläche des Druckträgers (10) unterstützt.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das bedruckte Trägermaterial (24) getrocknet wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Druckträger (10) zylinderförmig oder plattenförmig ist.
  12. 12. Einrichtung zum Bedrucken eines Trägermaterials (24),

    bei der ein Druckträger (10) auf seiner Oberfläche eine Vielzahl von Vertiefungen (14) hat,

    Mittel vorgesehen sind, durch die

    auf die Oberfläche des Druckträgers (10) eine dünne, homogene Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird, so daß sich alle Vertiefungen (14) mit Flüssigkeit füllen,

    in einem Strukturierungsprozeß farbanziehende und farbabstoßende Bereiche erzeugt werden, wobei in farbanziehenden Bereichen die Flüssigkeit in den Vertiefungen (14) entfernt wird und in farbabstoßenden Bereichen die Flüssigkeit nicht entfernt wird,

    auf die Oberfläche Farbe aufgetragen wird, die in farbanziehenden Bereichen an der Oberfläche des Druckträgers (10) anhaftet und in farbabstoßenden Bereichen nicht anhaftet,

    die auf der Oberfläche des Druckträgers (10) aufgetragene Farbe im weiteren Verlauf direkt auf das Trägermaterial (24) übertragen wird,

    und durch die auf derselben Oberfläche des Druckträgers (10) erneut eine Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird und der Druckprozeß fortgesetzt wird.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, bei der die Vertiefungen (14) eine Näpfchenstruktur mit einer Näpfchentiefe im Bereich von 0,1 bis 50 µm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 µm bilden.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Näpfchen (14) in einem Raster von 300 bis 2500 dpi, vorzugsweise 600 bis 1200 dpi, auf der nutzbaren Oberfläche des Druckträgers (10) angeordnet sind.
  15. 15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Flüssigkeit Wasser enthält.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 15, bei der der wasserhaltigen Flüssigkeit benetzungsfördernde Substanzen zugesetzt sind, vorzugsweise Tenside.
  17. 17. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 13, bei der die Flüssigkeit silikonabstoßende Substanzen enthält und die Farbe silikonhaltige Substanzen enthält.
  18. 18. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im Bereich der Umdruckstelle ein elektrostatisches Feld wirksam ist, das die Entleerung der Farbe aus den Vertiefungen (14) in der Oberfläche des Druckträgers (10) unterstützt.
  19. 19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das bedruckte Trägermaterial (24) getrocknet wird.
  20. 20. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Druckträger (10) zylinderförmig oder plattenförmig ist.






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