DE10308311A1

DE10308311A1 - Laseraufnahmeverfahren zur Belichtung von vor-Ort-beschichteten Materialien

Info

Publication number: DE10308311A1
Application number: DE10308311A
Authority: DE
Inventors: Bradley J F Palmer; Lauren Walker
Original assignee: Creo Inc
Current assignee: Kodak Graphic Communications Canada Co
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2003-10-09
Also published as: JP2003285415A; US20030162131A1

Abstract

Verfahren für die Vor-Ort-Ausbildung einer lithographischen Druckoberfläche durch bildweises Beleuchten eines Belichtungselements, basierend auf thermisch belichtbarem Material, welches selbst vor Ort aufgebracht und bereitet wird, mit einem geformten Laseraufzeichnungsspot. Der geformte Laseraufzeichnungsspot hat ein Energieprofil mit einem sehr scharfen Übergang zwischen dem Schreib- und Nichtschreibbereich in beiden Dimensionen und wird erzeugt durch Formen der Laserenergie in eine Linie, schmaler als die gewünschte Spot-Größe und Scannen dieser Linie, um einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Spot, zu erzeugen. Der scharfe Übergang ist weniger sensibel auf Veränderung in den Belichtungscharakteristiken des Belichtungselements. Das Belichtungselement wird vor Ort durch Beschichten eines belichtbaren Materials auf eine lithographische Fläche und Durchführen aller Schritte des Härtens, Belichtens und der Entwicklung auf der Presse und/oder auf einem entfernt-von-der-Presse Plattenherstellungsgerät, bereitet. Anschließende Reinigung der Druckoberfläche, um die lithographische Basis wiederzuverwenden, kann auch auf derselben Ausrüstung durchgeführt werden. Die lithographische Oberfläche kann eine Druckplatten-Lithographie-Basis, der Druckzylinder einer Druckpresse oder einer Hülse, befestigt um den Druckzylinder einer Druckpresse herum, sein. Dieser Zylinder kann konventionell oder nahtlos sein. Die lithgraphische Druckoberfläche kann für den Druck von langen ...

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Lithographie und insbesondere Belichtungsmaterialien und Verfahren zur Belichtung von Druckmaterialien, die am Druckort beschichtet werden.
Lithographische Druckpressen verwenden einen Druckmaster, wie beispielsweise eine Druckplatte, die auf einem Zylinder der Druckpresse oder -maschine befestigt ist. Der Master trägt das lithographische Bild auf dessen Oberfläche und ein Druck wird durch Aufbringen von Tinte oder Farbe auf das Bild und anschließendes Übertragen der Tinte von dem Master auf ein Empfängermaterial, was typischerweise Papier ist, erhalten. Im konventionellen lithographischen Druck werden sowohl Tinte als auch wässeriges Feuchtmittel (auch Befeuchtungslösung genannt) auf das lithographische Bild aufgebracht, welches aus oleophilem (oder hydrophoben, das heißt Tinte akzeptierenden, wasserabweisenden) Bereichen, sowie aus hydrophilen (oder oleophoben, das heißt wasserakzeptierenden, Tinte abweisenden) Bereichen besteht. Im sogenannten driographischen Druck besteht das lithographische Bild aus Tinte akzeptierenden und Tinte anhaftenden Bereichen und während dieser Art von Druck wird Tinte nur auf den Master aufgebracht.
Druckmaster wurden traditionell durch das Computer-zu-Film-Verfahren erhalten, wobei verschiedene Druckvorstufenschritte wie Schriftartselektion, Scannen, Farbtrennung, Rasterung, Abscheidung, Layout und Belichtung digital ausgeführt werden und jede Farbauswahl auf den Graphikfilm unter Verwendung eines Image-Setters übertragen werden. Nach der Bearbeitung kann der Film als Maske für die Belichtung eines Belichtungsmaterials auf einer Platte, auch bekannt als Plattenvorläufer, verwendet werden. Nachdem der Plattenvorläufer aufbereitet wurde, wird eine Druckplatte erhalten, welche als Master verwendet werden kann.
In neuerer Zeit hat das Computer-zu-Platte-Verfahren (CTP, Computer to Plate) viel Interesse gewonnen. Dieses Verfahren, auch bezeichnet als Direkt-auf-Platte-Verfahren (Direct to Plate), umgeht die Herstellung eines Films, weil das digitale Dokument direkt auf einem lithographischen Druckvorläufer mittels einer Plate-Setter-Vorrichtung übertragen wird. Im Bereich solcher Computer-zu-Platte-Verfahren werden derzeit die folgenden Verbesserungen untersucht:

(i) Belichtung oder Bebilderung auf der Presse

Eine spezielle Art eines Computer-zu-Platte-Verfahrens bezieht die Belichtung eines lithographischen Druckvorläufers ein, während dieser auf einem Plattenzylinder einer Druckpresse montiert ist. Dies wird mittels eines Image-Setters bzw. Bild-Setzers gemacht, der in der Presse integriert ist. Dieses Verfahren kann "Computer-zu-Presse" genannt werden, und Druckpressen mit einem integrierten Plate-Setter bzw. Plattensetzer werden manchmal digitale Pressen genannt. Eine Übersicht von digitalen Pressen wird gegeben in der Konferenz "Proceedings of the Imaging Science & Technology's 1997 International Conference on Digital Printing Technologies (Non-Impact Printing 13)". Computer-zu-Presse-Verfahren wurden weitgehend beschrieben und sind denjenigen gut bekannt, die in der Fertigkeit des kommerziellen Drucks ausgebildet sind. Typische Druckvorläufermaterialien, verwendet im Computer-zu- Presse-Verfahren, basieren auf Ablation bzw. Abtragung oder Entfernung. Ein Problem, verbunden mit Ablationsvorläufern ist die Erzeugung von Ablagerungen, welche schwer zu entfernen sind und den Druckprozess stören können oder die Belichtungsoptiken des integrierten Image-Setters verunreinigen können. Andere Verfahren benötigen nasse Verarbeitung mit Chemikalien. Solche Verfahren können die Elektronik und die Optiken des integrierten Image-Setters und anderer Einheiten der Presse beschädigen oder verunreinigen.

(ii) Beschichtung auf der Presse

Während ein Druckvorläufer normalerweise aus einem schicht- oder blattähnlichen Träger und einer oder mehreren funkfionalen Schichten besteht, wurden Computer-zu-Presse- Verfahren beschrieben, bei denen eine Zusammensetzung, geeignet zur Ausbildung einer lithographischen Oberfläche auf bildweiser Belichtung und optionaler Verarbeitung, direkt auf der Fläche eines Plattenzylinders der Presse bereitgestellt wird. Es wurden auch Techniken beschrieben, bei denen eine Beschichtung einer hydrophoben Schicht direkt auf die hydrophile Oberfläche des Plattenzylinders aufgebracht wird. Nach Entfernen der Nicht- Druckbereiche durch Abtragung bzw. Ablation wird ein Master erhalten. Ablation sollte jedoch im Computer-zu-Presse-Verfahren vermieden werden, wie oben diskutiert. In der US 5,713,287 wird ein Computer-zu-Presse-Verfahren beschrieben, in welchem ein belichtbares Medium direkt auf die Fläche eines Plattenzylinders aufgebracht wird. Das belichtbare Medium wird von einer zuerst wasserempfindlichen oder ölempfindlichen Eigenschaft zu einer entgegengesetzt wasserempfindlichen oder ölempfindlichen Eigenschaft durch bildweise Belichtung oder Bebilderung umgewandelt.

(iii) Thermische Belichtung

Die meisten Computer-zu-Presse-Verfahren, bezogen auf obige, verwenden sogenannte thermische oder Hitzemodus-Materialien, das heißt Druckvorläufer oder Auf-der-Pressebeschichtbare Zusammensetzungen, welche eine Verbindung beinhalten, die absorbiertes Licht in Hitze oder Wärme umwandelt. Die Hitze, die bei der bildweisen Belichtung erzeugt wird, löst einen (physiko-)chemischen Prozess, wie Ablation, Polymerisation, Erzeugung von Unlöslichkeit durch Quervernetzung eines Polymers, Zersetzung oder Partikelkoagulation eines thermoplastischen Polymerlatex aus, und nach optionalem Verarbeiten wird ein lithographisches Bild erhalten.

(iv) Die Entwicklung von speziellen funktionalen Beschichtungen

Ein weiterer wesentlicher Trend in der Plattenherstellung sind spezielle funktionale Beschichtungen. Beispiele solcher Beschichtungen beinhalten solche, die kein nasses Verarbeiten benötigen, oder die mit reinem Wasser, Tinte oder Feuchtmittel verarbeitet werden können. Solche Materialien sind speziell wünschenswert im Computer-zu-Presse-Verfahren, um Beschädigungen oder Verunreinigungen der Optiken und der Elektronik des integrierten Image-Setters durch Kontakt mit den Verarbeitungslösungen zu vermeiden. Die meisten solcher Druckvorläufer sind jedoch ablativ und besitzen eine Vielschichtstruktur, die diese weniger geeignet für Auf-der-Presse-Beschichtung macht. Es wurden jedoch nicht-ablative Druckvorläufer beschrieben, die mit reinem Wasser verarbeitet werden können. Solche Druckvorläufer erlauben auch Auf-der-Presse-Verarbeitung, entweder durch Abwischen des belichteten Druckvorläufers mit Wasser, während er auf der Presse montiert ist, oder durch Tinte oder Feuchtmittel, aufgebracht, während der ersten Läufe des Druckauftrags.

(v) Vor-Ort-Beschichtung von Druckvorläufern

Die Herstellung von Druckmastern durch Beschichten und Belichten auf der Presse wurde oben in Abschnitt (ii) erwähnt, ebenso die Wiederverwendung der lithographischen Basis des Masters mittels Entfernen und Reinigen der Druckoberfläche von der lithographischen Basis. Beschichten von Druckvorläufer-Mastern außerhalb der Pressen hat seit den 60ern als handgewischte Platten, unter Verwendung von Sichtbares-Lichtsensitiven-Medien, existiert. Dieses Verfahren hat auf Grund der schlechten Beschichtungsqualität, verbunden mit der Handbeschichtung, an Gunst verloren, die den gewachsenen Bedarf an Qualitätsdruck gegeben wurde, und wurde im allgemeinen durch vorbeschichtete thermische Platten bzw. Thermal- Platten ersetzt. Im Fall der handbeschichteten Platten jedoch wurden die lithographischen Basen nicht wiederverwendet. Es besteht ein Nutzen in der Wiederverwendung der lithographischen Basen, da die Materialien und die Produktion einer solchen lithographischen Basis kostspielig sein können. Dies wird noch denkbarer für kürzere Druckläufe, wo die mechanischen Eigenschaften der lithographischen Basis nichtsignifikant herabgesetzt werden. Es besteht daher Interesse in dem Prozess der Wiederverwendung der lithographischen Basen durch Entfernen des Druckmaster von der Presse und Einbauen des selben in einer separaten Vorrichtung, wobei die Druckoberfläche entfernt wird, das Substrat wiederbeschichtet wird, und optional für eine Wiederverwendung im Druck belichtet wird.
Es wurde auch ein Computer-zu-Presse-Verfahren offenbart, in dem eine oleophile Substanz bildweise von einer Folie auf einen rotierenden Druckzylinder durch lokales Schmelzen der Substanz mit einem Laserstrahl übertragen wird. Die streifenförmige Transferfolie ist schmal, verglichen mit der Breite des Zylinders, und wird entlang eines Pfades versetzt, der parallel zu der Achse des Zylinders ist, während sie in engem Kontakt mit der Oberfläche des Zylinders gehalten wird, um allmählich ein vollständiges Bild auf dieser Oberfläche aufzubauen. Demzufolge ist dieses System eher langsam und erfordert eine lange Ruhezeit der Druckpresse, wobei deren Produktivität verringert wird.
Ein Auf-der-Presse-Beschichtungsverfahren wurde beschrieben, worin eine wässerige Lösung, umfassend ein hydrophiles Bindemittel, eine Verbindung geeignet zur Umwandlung von Licht in Hitze oder Wärme, und hydrophobe thermoplastische Polymerpartikel auf den Plattenzylinder aufgebracht wird, um eine gleichförmige, fortlaufende Schicht darauf auszubilden. Bei bildweisem Belichten werden Bereiche der beschichteten Lage in eine hydrophobe Phase umgewandelt, wobei die Druckbereiche des Druckmaster definiert werden. Der Drucklauf kann unmittelbar nach Belichtung gestartet werden, ohne irgendeine zusätzliche Behandlung, da die Schicht durch Interaktion mit dem Feuchtmittel und Tinte verarbeitet wird, die während des Drucklaufs auf den Zylinder aufgebracht werden. Somit ist die nasschemische Verarbeitung dieser Materialien für den Anwender "verborgen" und wird während der ersten Läufe der Druckpresse ausgeführt. Nach dem Drucklauf kann die Beschichtung von dem Plattenzylinder durch einen Auf-der-Presse-Reinigungsschritt entfernt werden. Solche Verfahren von on-press bzw. Auf-der-Presse-Beschichtung, Auf-der-Presse-Belichtung und Auf-der-Presse-Reinigung des Masters sind kommerziell reizvoll, da sie im Gegensatz zu konventionellem lithographischem Drucken ohne spezialisiertes Training oder Erfahrung ausgeführt werden können. Solche Pressen bzw. Druckmaschinen erfordem weniger menschlichen Eingriff als konventionelle Pressen.
Wie aus dem Vorhergehenden ersehen werden kann, hat die Technologie des Auf-der-Presse- Belichtens und der Vor-Ort-Plattenherstellung große Fortschritte gemacht und repräsentiert einen wesentlichen Vorteil für die Industrie. Ein Problem jedoch, verbunden mit dem Beschichten von lithographischen Basismaterialien, sowohl bei on-press- bzw. Auf-der-Presse- als auch bei bestimmten off-press- bzw. Entfernt-von-Presse-Beschichtungs- und -Belichtungsequipment, ist, dass das Verfahren eine unzureichende Beschichtungsqualität erzeugt, charakterisiert durch eine geringe Konsistenz und eine hohe Frequenz von Beschichtungsartefakten.
Wie beschrieben von Gelbart im US-Patent 6,266,080 ist der Grad der Belichtung entscheidend bei der Belichtung von thermischen oder Hitzemodus-Materialien. Die optischen Eigenschaften solcher Materialien bestimmen den Grad zu welchem thermische Energie absorbiert wird und infolge dessen wie das Bild erstellt wird. Die optischen Eigenschaften werden durch Parameter wie die Lithographische-Basis-Material- und Oberflächen-Eigenschaften die Zusammensetzung und Dicke der thermischen Beschichtung, und die Oberflächenbehandlung der thermischen Beschichtung, bestimmt. Wenn thermische Medien off-site, d. h. entfernt auf einer großen Beschichtungsanlage hergestellt werden, werden diese Parameter streng eingehalten, dass die Belichtungseigenschaften des thermischen Mediums sehr konstant gehalten werden. Bei Vor-Ort-Beschichtungstechnologien ist eine solche strenge Einhaltung bzw. feste Kontrolle der Parameter nicht erreichbar aufgrund von Effekten wie Veränderungen der Oberfläche der lithographischen Basis, resultierend von wiederholter Reinigung, sowie Veränderungen in der Beschichtungsdicke, und Oberflächenbeschaffenheit, aufgrund des Aufbringungs- bzw. Anwendungsverfahrens. Folglich besitzen thermische Medien, beschichtet vor Ort, oder Auf-der-Presse von Natur aus weniger konsistente, bzw. gleichmäßige Belichtungscharakteristiken. Dies kann sogar noch entscheidender sein, wenn Vor-Ort-Beschichtung und die Wiederverwendung der lithographischen Basis direkt auf der Druckmaschine oder Druckpresse durchgeführt werden, da die normale Plattenzylindertemperatur drastisch variieren kann (z. B. 5 bis 60°C abhängig davon, ob die Presse kalt oder heiß ist) was in einem variablen Beitrag zu dem thermischen Reaktionsprozess resultiert. Die Verfahrensbedingungen vor Ort sind auch ziemlich variabel bzw. veränderlich, aufgrund von beispielsweise verschiedenen Feuchtmitteln, Druckwalzentyp und -nummer, verschiedene Tinten- und Druckbedingungen. Diese Komplexitäten der Vor-Ort-Plattenherstellung führen zu Inkonsistenzen in dem mit der resultierenden lithographischen Druckoberfläche durchgeführten Druck, aufgrund von z. B. schlechter Widerstandsfähigkeit, variabler Tonwertzunahme und Farbtonveränderungen, da die Druckoberfläche Abnutzungen ausgesetzt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufnahmeverfahren bereitzustellen, mit welchem ein konsistentes, bzw. gleichmäßiges Druckleistungsverhalten erhalten werden kann, mit einer Druckoberfläche, die hergestellt wurde durch Beschichten eines belichtbaren Materials auf eine lithographische Oberfläche und die anschließend belichtet wurde, während die lithographische Oberfläche auf einer Presse oder in einem Entfernt-von der-Presse Plattenherstellungsgerät befestigt ist. Dieses gleichmäßige Druckleistungsverhalten kann beispielsweise erreicht werden durch resultierende Verbesserungen in der Widerstandsfähigkeit oder Haltbarkeit, variablen Tonwertzunahme und Farbtonverschiebungen, da die Druckoberfläche Abnutzung ausgesetzt ist. Dies wird die kommerzielle Anwendung des vollintegrierten Auf-der- Presse-Beschichtungs-, -Belichtungs- und des -Druck-Verfahrens neben der Wiederverwendung der lithographischen Basen, sowohl auf als auch entfernt von der Presse, ermöglichen.
Es wird ein Verfahren bereitgestellt für die Vor-Ort-Herstellung einer lithographischen Druckoberfläche durch bildweises Beleuchten eines Belichtungselements, basierend auf thermisch belichtbarem Material, welches selbst vor Ort aufgebracht und vorbereitet wird, mit einem geformten Laser-Aufzeichnungsspot. Der geformte Laser-Aufzeichnungsspot hat ein Energieprofil mit einem sehr scharfen Übergang zwischen dem Schreib- und Nichtschreibbereich in beiden Dimensionen und wird erzeugt durch Formen der Laserenergie in eine Linie, schmaler als die gewünschte Spot- bzw. Punktgröße, und Scannen bzw. sequenzielles Abtasten dieser Linie, um einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Punkt zu erzeugen. Der scharfe Übergang ist weniger sensibel auf Veränderung in den Belichtungscharakteristiken des Belichtungselements. Das Belichtungselement wird vor Ort durch Beschichten eines belichtbaren Materials auf eine lithographische Fläche und Durchführen aller Schritte des Härtens, Belichtens und der Entwicklung auf der Presse und/ oder in einem entfernt von der- Presse Plattenherstellungsgerät, bereitet. Anschließende Reinigung der Druckoberfläche, um die lithographische Basis wiederzuverwenden, kann auch auf der selben Ausrüstung durchgeführt werden. Die lithographische Oberfläche kann eine Druckplatten-Lithographie-Basis, der Druckzylinder einer Druckpresse, oder eine Hülse, befestigt um den Druckzylinder einer Druckpresse herum, sein. Dieser Zylinder kann konventionell oder nahtlos sein. Die lithographische Druckoberfläche kann für den Druck von langen Drucklauflängen auf Papier niedrigerer Qualität und in der Anwesenheit von Druckraum-Chemikalien verwendet werden.
Die Erfindung stellt auch ein Gerät für die Herstellung einer lithographischen Druckoberfläche bereit. Eine Lichtquelle, vorzugsweise ein Laser, wird bereitgestellt für das Bestrahlen einer Oberfläche eines thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers auf einer Presse. Ein Gerät, wie eine lineare Lichtquelle oder ein anderes optisches System, wird verwendet, um eine schmale, im Wesentlichen gleichförmige Linie von Strahlung bereitzustellen, die die Vorläuferoberfläche beaufschlagt. Ein Gerät erzeugt Relativbewegung zwischen dem thermisch konvertierbarem, lithographischen Druckvorläufer und der Strahlungslinie.
Fig. 1a zeigt das Scannen, eingesetzt von Belichtungssystemen des Standes der Technik.
Fig. 1b zeigt das Energieprofil der Scan-Spots bzw. Abtastpunkts von Systemen des Standes der Technik.
Fig. 2a zeigt das Scannen, eingesetzt in der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2b zeigt das Energieprofil einer Markierung, erzeugt unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die Lichtquelle direkt auf ein zu markierendes Medium abgebildet wird.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher ein Fernfeldraster der Lichtquelle auf das zu markierende Medium abgebildet wird.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher ein Lichtleiter verwendet wird, um das Licht von der Lichtquelle zu formen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Aufder-Presse-Herstellung einer lithographischen Druckoberfläche durch bildweises Belichten mit einem geformten Laseraufzeichnungsspot eines thermisch konvertierbaren bzw. umwandelbaren lithographischen Druckprecursors bzw. -vorläufers, welcher auf der Presse bereitet wird. Auf Grund von praktischen Aspekten des Auf-der-Presse-Beschichtens von belichtbaren Materialien können die Eigenschaften des thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers, wie aufgeschichtet, wesentlich über dessen Oberfläche variieren. Die Formen des Laseraufzeichnungsspot können quadratisch, rechteckig oder parallelogrammförmig sein. Er kann ein Energieprofil mit einem sehr scharfen Übergang zwischen dem Schreib- und dem Nichtschreibbereich in beiden Dimensionen besitzen. Die Laserenergie wird in eine Linie, schmaler als die gewünschte Spotgröße, geformt, und die Linie wird gescannt, um einen geformten Spot bzw. Punkt auszubilden. Die US 6,121,996 (Gelbart) beschreibt ein Verfahren zur Gewährleistung eines geformten Laserspot zur Herstellung von Druckrasterpunkten auf einer lithographischen Druckoberfläche.
Die vorliegende Erfindung gestattet die Verwendung eines Lasers zur Erzeugung einer Markierung, mit scharfen Übergängen an all ihren Kanten, selbst wenn eine Relativbewegung zwischen dem Laseraufzeichnungsspot und dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer, der für die Dauer des Markierens markiert ist, existiert. Im Allgemeinen ist die Markierung das kleinste Bildelement, auch bekannt als "Pixel" oder "Pel". Der Laseraufzeichnungsspot ist geformt in eine Linie mit einem Querschnitt, gezeigt durch Form 1" von Fig. 2a. Der Begriff "Laseraufzeichnungsspot" wird hierin verwendet, um den Laserspot bzw. -punkt zu beschreiben, wie erzeugt von dem Laser ohne irgendein Scannen bzw. Abtasten, weder des Laserstrahls noch des thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers.
Fig. 2a ist ein Querschnitt durch den thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer 3, der entsprechend der Erfindung markiert wird, aufgenommen in Richtung der Relativbewegung zwischen dem Laserabtastpunkt und dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer 3. Die Breite der Form 1" muss geringer sein als die Länge der gewünschten Markierung in Richtung der Relativbewegung. Typischerweise sollte die Breite der Form 1" von 10% bis 50% der Breite der gewünschten Markierung sein. Die Laserlinie wird durch eine Linse 2 auf den thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer 3 abgebildet.
Während das Bild von der Laserlinie über den thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer 3 (durch die Relativbewegung) gescannt wird, bewegt sich das Bild von Position 5" zu Position 4" während der Dauer des Schreibens der Markierung. Die Summe der Belichtung erzeugt das Energieprofil 6". Wenn die Breite von Form 1" null wäre, wäre die Form des Energieprofils 6" perfekt quadratisch. Auf Grund von physikalischen Beschränkungen hat die Form 1" eine endliche Breite, welche die Übergangszeit (auch bekannt als "optische Anstiegszeit") des Profils 6" bestimmt. Für eine Linie mit der Querschnittsform 1" mit einer signifikant geringeren Breite als die Breite des gewünschten Profils 6", wird eine Belichtungsfunktion, immun gegen Verfahrensänderungen, erzeugt. Dies ist in Fig. 2b gezeigt. Wenn der Grenzwert bzw. Schwellwert, bei welchem der thermisch konvertierbare, lithographische Druckvorläufer 3 markiert wird, sich von einer Energiedichte, angezeigt durch Linie 7", zu einer niedrigeren Energiedichte, angezeigt durch Linie 8", ändert, ändert sich die Größe der Markierung von "a" nach "b". Diese Änderung ist viel geringer als im Verfahren des Standes der Technik und erlaubt eine bessere Kontrolle bzw. Steuerung des Belichtungsprozesses.
Die vorliegende Erfindung kann in vielen verschiedenen Weisen durchgeführt werden. Drei davon sind gezeigt in Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5. In Fig. 3 wird eine schmale Linie durch direktes Abbilden einer linearen Lichtquelle auf das aufgezeichnete Material erzeugt. Die Linearlichtquelle bzw. lineare Lichtquelle kann der Emitter (Facette) 10 einer Mehrfachmoden-Laserdiode 9, abgebildet in Linie 12 durch eine Linse 11, sein. Das Scannen von Linie 12 für die Dauer eines Pixels auf dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer 3 erzeugt einen viereckigen oder quadratischen Punkt 13 mit einem scharfen Übergang im Energieprofil an allen vier Seiten. Offensichtlich kann jede lineare Lichtquelle, wie beispielsweise eine lineare Lichtglühbirne oder eine lineare Lichtröhre an die Stelle der Laserdiode 9 gesetzt werden. Der Ausdruck "Lichtquelle" wird hierin verwendet, um eine beliebige Lichtquelle zu bezeichnen, die verwendet werden kann, um den thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer 3 zu belichten bzw. zu bebildern, kombiniert mit einem beliebigen zusätzlichen optischen Subsystem, beinhaltend eine beliebige Form eines Lichtventils, eines räumlichen Lichtmodulators oder deformierbaren Spiegelgeräts, benötigt, um eine linear geformte Lichtquelle zu erzeugen.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass jede Ungleichförmigkeit im Emitter 10 in der Linie 12 reproduziert sein wird. Ein anderes Verfahren, mit größerer Immunität gegen die Ungleichförmigkeit des Laseremitters, ist in Fig. 4 gezeigt. Anstatt den Emitter 10 direkt zu belichten, wird das Fernbereichs- bzw. Fernfeld-Raster bzw. -Muster 15 des Emitters, wie an der Sammellinse 14 ausgebildet, in die Linie 12 belichtet bzw. abgebildet.
Eine dritte Art und Weise der Erzeugung eines Linienbildes wird in Fig. 5 gezeigt. Die Laserdiode 9 ist mit einer Lichtleitfaser 16 gekoppelt, unter Verwendung konventioneller Mittel, wie beispielsweise einer Linse 14. Die Faser 16 besitzt einen rechteckigen Kern 17. Das beleuchtete Ende des Kerns 17 wird durch eine Linse 11 auf das Material 3 abgebildet, um die Linie 12 und den rechteckigen bzw. quadratischen Punkt 13 auszubilden. Der Vorteil dieses Verfahrens ist der hohe Grad an Immunität gegenüber Unförmigkeit im Strahlungsraster von Laser 9. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Kopplungseffizienz, die erreicht wird, wenn ein rechteckiger Emitter mit einem rechteckigen Faserkern gekoppelt wird, verglichen zum Stand der Technik, der Kopplung eines rechteckigen Emitters mit einen runden Kern. Fasern mit rechteckigem Kern werden durch das selbe Verfahren wie Fasern mit rundem Kern hergestellt, nämlich durch Beginnen mit einer Vorform mit rechteckigem Kern. Während der Laser 9 in den Fig. 3 bis 5 jede beliebige Wellenlänge haben kann, ist die Erfindung insbesondere nützlich bei thermischem Aufzeichnen mit nahen Infrarotlasern.
Der Ausdruck "lithographischer Druckvorläufer" wird hierin verwendet, um eine beliebige Druckplatte, einen Druckzylinder, eine Druckzylinderhülse oder -hülle, oder eine beliebige andere Oberfläche, die eine Schicht von belichtbarem Material aufweist, zu beschreiben, der oder die entweder bildweise umgewandelt bzw. konvertiert oder entfernt werden kann, um eine Oberfläche zu erzeugen, die selektiv mit Tinte versehen und für lithographisches Drucken verwendet werden kann. Der Ausdruck "lithographische Druckoberfläche" wird hierin verwendet, um die so erzeugte selektiv färbbare Oberfläche zu beschreiben. Der Begriff "belichtbares Material" wird verwendet, um ein Material zu beschreiben, geeignet, innerhalb dessen oder auf dessen Oberfläche eine bildweise verteilte Änderung wiedergegeben zu haben, in Erwiderung bzw. ansprechend darauf, bildweise in den entsprechenden Bereichen beleuchtet oder bestrahlt worden zu sein.
Der Ausdruck "thermisch konvertierbarer, lithographischer Druckvorläufer" wird hierin verwendet, um einen lithographischen Druckvorläufer bzw. -precursor zu beschreiben, in welchem das Umwandeln oder Entfernen mittels Hitze oder Wärme durchgeführt wird. Beispiele solcher Vorläufer beinhalten Medien, die ihre Hydrophilie und/oder Oliophilie ändern, durch bzw. auf Aussetzen an Hitze, hierin bezeichnet als "thermische Oberflächenänderungsmedien", Medien, die durch Hitze abgetragen bzw. Ablation ausgesetzt werden, hierin bezeichnet als "thermisch ablative Medien" und Medien, die durch Hitze belichtbar bzw. bebilderbar und unter Verwendung verschiedener Entwickler entwickelbar sind, beinhaltend wässerige Entwickler, wie beispielsweise Feuchtmittel, hierin bezeichnet als "entwickelbare thermische Medien".
Jeder der thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer hat eine Anzahl verschiedener thermischer Belichtungseigenschaften. Der Begriff "thermische Belichtungseigenschaft" wird hierin verwendet, um jede Eigenschaft zu beschreiben, die den Grad der Reaktion in Form von Änderung, Konvertierung bzw. Umformung oder Ablation bewirkt, induziert in den Vorläufer durch eine gegebene Menge thermischer Energie, transferiert auf den oder erzeugt in dem Vorläufer mittels der Laserbestrahlung auf den Spot bzw. Punkt. Thermische Belichtungseigenschaften beinhalten die Dicke des belichtbaren Materials, die Rauigkeit der Oberfläche des belichtbaren Materials, die Rauigkeit der Oberfläche der lithographischen Basis, auf welche das belichtbare Material beschichtet ist, die Zusammensetzung des belichtbaren Materials, das Alter des belichtbaren Materials nach der Bereitung, die Reflektivität des belichtbaren Materials und Absorbtionseigenschaften des belichtbaren Materials, sowie dessen inhärente Empfindlichkeit gegenüber der Strahlung, des verwendeten Lasers. Alle diese Faktoren können über die Oberfläche des beschichteten, thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers variieren und verursachen, dass die Reaktion des Vorläufers variiert.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der thermisch konvertierbare, lithographische Druckvorläufer auf der Presse zubereitet, durch Schichten bzw. Aufbringen eines thermisch belichtbaren Mediums auf eine hydrophile Oberfläche und durchführen aller Schritte des Härtens, Belichtens und der Entwicklung auf der Presse. Bevor die belichtbare Schicht auf die lithographische Basis aufgebracht wird, kann die lithographische Basis behandelt werden, um die Entwicklungsfähigkeit oder Adhäsion der belichtbaren Schicht zu steigern. Nach der Verwendung kann das belichtbare Material von der lithographischen Basis für einen anderen Lauf gereinigt werden. Dieser Reinigungsschritt kann auch auf der Presse durchgeführt werden. Diese verschiedenen Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung sind auch beschrieben von Gelbart in dem US Patent 5,713,287.
Die hydrophile Oberfläche kann eine lithographische Basis einer Druckplatte, der Druckzylinder einer Druckplatte, oder eine Hülse um den Druckzylinder einer Druckpresse sein. Dieser Zylinder kann herkömmlich oder nahtlos sein. Der scharfe Übergang im Energieprofil des viereckig, bzw. rechteckig oder quadratisch geformten Laseraufzeichnungsspots ist weniger empfindlich auf Veränderungen in den Belichtungscharakteristiken des Belichtungselements, resultierend von Vor-Ort-Beschichtung des belichtbaren Materials zusätzlich zu der Wiederverwendung der lithographischen Basen. Die lithographische Basis kann ein integraler Teil der Presse oder Druckmaschine sein, oder sie kann entfernbar auf der Presse montiert sein. Der spezielle Begriff "lithographische Basis" wird hierin verwendet, um die Basis zu beschreiben, auf welche das belichtbare Material geschichtet ist. Manche belichtbaren Materialien können ein Härten vor der Belichtung erfordern. Die Schicht aus belichtbarem Material kann mittels einer Härteeinheit, innerhalb der Presse, wie beschrieben durch Gelbart in dem US Patent 5,713,287, gehärtet werden. Der Begriff "härten" soll hier verstanden werden, dass er das Aushärten bzw. Verfestigen des belichtbaren Mediums, speziell beinhaltend die Trocknung dessen, entweder mit oder ohne Quervernetzung eines eingearbeiteten Polymers beinhaltet.
Die lithographischen Basen, verwendet entsprechend der vorliegenden Erfindung, werden vorzugsweise aus Aluminium, Zink, Stahl oder Kupfer gebildet. Diese beinhalten die bekannten Bimetall- und Trimetallplatten, wie beispielsweise Aluminiumplatten mit einer Kupfer- oder Chromschicht; Kupferplatten mit einer Chromschicht, und Stahlplatten mit Kupfer- oder Chromschichten bzw. -lagen. Weitere bevorzugte lithographische Basen beinhalten metallisierte bzw. metallbedampfte Kunststoffblätter, wie beispielsweise Polyethylenterephtalat. Jedes dieser lithographischen Basismaterialien kann mit polymeren oder keramischen Beschichtungen vorbeschichtet werden, um Eigenschaften wie Adhäsion, Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Korrosionsangriff zu verbessern.
Insbesondere bevorzugte lithographische Basen sind granulierte, oder granulierte und eloxierte Aluminiumplatten, wo die Oberfläche mechanisch, chemisch (z. B. elektrochemisch), oder durch eine Kombination von Aufrauungsbehandlungen aufgeraut (granuliert) ist. Die Eloxierungsbehandlung kann in einer wässerigen Säure-Elektrolytlösung, wie beispielsweise Schwefelsäure oder einer Kombination von Säuren, wie beispielsweise Schwefel- und Phosphorsäure, durchgeführt werden. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die eloxierte Aluminiumoberfläche der lithographischen Basis behandelt werden, um die hydrophilen Eigenschaften deren Oberflächen zu verbessern. Beispielsweise wird eine Phosphatlösung, die auch ein anorganisches Fluorid enthalten kann, auf die Oberfläche der eloxierten Schicht aufgebracht. Die Aluminiumoxidschicht kann auch mit Natriumsilikatlösung bei einer erhöhten Temperatur, z. B. 90°C behandelt werden. Alternativ kann die Aluminiumoxidfläche mit Zitronensäure oder Citratlösung bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperaturen von ungefähr 30 bis 50°C gespült werden. Eine weitere Behandlung kann durch Spülen der Aluminiumoxidfläche mit einer Bicarbonatlösung durchgeführt werden.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung umfasst die lithographische Basis, mit einer hydrophilen Oberfläche, einen flexiblen Träger, wie beispielsweise Papier oder einen Kunststofffilm, bereitgestellt mit einer quervernetzten hydrophilen Schicht. Eine insbesondere bevorzugte zu verwendende lithographische Basis ist ein Polyesterfilm, auf welchem eine adhäsionsfördernde Schicht hinzugefügt wurde. Geeignete adhäsionsfördernde Schichten zur Verwendung entsprechend der Erfindung umfassen ein hydrophiles (Co-) Polymer und kolloidale Silica wie offenbart in der EP 619524 und der EP 619525. Vorzugsweise liegt die Menge an Silica in der adhäsionsfördernden Schicht zwischen 0,2 und 0,7 mg pro m². Ferner ist das Verhältnis von Silica zu hydrophilem Bindemittel vorzugsweise größer als 1 und der Oberflächenbereich der kolloidalen Silica ist vorzugsweise zumindest 300 m² pro Gramm.
Für den Fall, dass entwickelbare thermische Medien eingesetzt werden, kann der thermisch konvertierbare, lithographische Druckvorläufer anschließend nach dem Belichten unter Verwendung eines geeigneten Entwicklers entwickelt werden. Dieses Verfahren kann wieder, wie beschrieben von Gelbart in dem US Paten 5,713,287, direkt auf der Presse durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das gesamte Verfahren der Herstellung der lithographischen Druckoberfläche entfernt von der Presse auf einer separaten Plate-Setter- bzw. Plattensetzermaschine durchgeführt werden. Dies beeinhaltet zumindest die Schritte des Aufschichtens bzw. Aufbringens des belichtbaren Materials auf die lithographische Basis, sowie das Belichten des so erzeugten thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers. Manche belichtbaren Materialien können einen Härtungsschritt erfordern, welcher dann auch auf der Plate-Setter-Maschine vor der Belichtung durchgeführt werden muss. Offensichtlich schließt diese spezielle Ausführungsform keine Beschichtung auf der Presse ein.
Die Vorteile des Verfahrens der vorliegenden Erfindung befinden sich in der Verwendung der Belichtung, mittels eines geformten Laserspots bzw. eines Laserspots mit Formgebung, einer Schicht eines thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers, zubereitet auf der Presse oder auf dem Plate-Setter unter Pressenraumbedingungen, wo die Bedingungen von Natur aus suboptimal für die Herstellung lithographischer Platten sind.
Es wurden also die wichtigen Eigenschaften der Erfindung umrissen, damit diese besser verstanden werden kann und damit der vorliegende Beitrag zum Stand der Technik besser gewürdigt werden kann. Fachmänner werden es schätzen, dass die Konzeption, auf welcher diese Offenbarung basiert, leicht als Basis für den Entwurf anderer Geräte und Verfahren verwendet werden kann, um die verschiedenen Zwecke der Erfindung auszuführen. Es ist deshalb am Wichtigsten, dass diese Offenbarung dahingehend betrachtet wird, dass sie solche äquivalenten Geräte und Verfahren beinhaltet, die nicht vom Gedanken und der Reichweite der Erfindung abweichen.

Claims

1. Verfahren zum Erhalten einer lithographischen Druckoberfläche, umfassend die Schritte:

a) Bereiten eines thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers, umfassend, Beschichten einer lithographischen Basis mit einem thermisch belichtbaren Medium, und

b) Bildweises Aussetzen des thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers, bezüglich Laserstrahlung, wobei das bildweise Aussetzen umfasst:

a) Betreiben des Lasers, um eine Fläche des thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers mit einer schmalen, im Wesentlichen kontinuierlichen Linie von Laserstrahlung zu beleuchten; und

b) Erzeugen von Relativbewegung zwischen dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer und der Linie von Laserstrahlung in einer Richtung, im Wesentlichen quer zu einer Ausrichtung der Linie, so dass die Linie über einen Bereich auf dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer streicht und eine Eigenschaft des thermisch belichtbaren Mediums in diesem Bereich verändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Beschichten durchgeführt wird, während die lithographische Basis auf einer Presse montiert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Beschichtung eine im Wesentlichen uneinheitliche thermische Belichtungseigenschaft besitzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das thermisch belichtbare Medium ausgewählt ist aus der Gruppe aus thermischen Oberflächenveränderungsmedien, thermisch ablativen Medien und entwickelbaren thermischen Medien.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die entwickelbaren thermischen Medien entwickelbar sind unter Verwendung eines wässerigen Mediums, beinhaltend Feuchtmittel.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Strahlung Licht, insbesondere Infrarotlicht ist.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Laser ein Infrarotlaser ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Bereich auf dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer ein Rechteck, insbesondere ein Quadrat ist.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Linie eine Breite besitzt, die nicht mehr als 50% einer Breite des Rechtecks ist, insbesondere in einem Bereich liegend von 10% bis 50% der Breite des Rechtecks.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Laser einen Linearemitter besitzt und das Betreiben das Abbilden des Linearemitters auf die Oberfläche umfasst.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Betreiben das Erzeugen eines Strahls von Laserstrahlung von dem Laser und das Formen dieses Strahls umfasst, um die schmale, im Wesentlichen kontinuierliche Linie von Laserstrahlung bereitzustellen, die die Oberfläche beaufschlagt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem das Formen des Strahls das Einleiten des Strahls in eine optische Faser mit einem rechteckigen Kern, und das Abbilden eines beleuchteten rechteckigen Endes des rechteckigen Kerns auf die Oberfläche, umfasst.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Laser einen rechteckigen Emitter umfasst.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welchem das Formen des Strahls das Beleuchten eines linearen Lichtventils mit dem Strahl, und das Abbilden des beleuchteten linearen Lichtventils auf die Oberfläche, umfasst.

15. Verfahren nach einem der Anspruche 11 bis 14, bei welchem das Formen des Laserstrahls das Abbilden eines Emitters des Lasers mit einer Linse, um ein Fernfeldraster zu erzeugen, und das Abbilden des Fernfeldrasters auf die Oberfläche, umfasst.

16. Verfahren zum Schreiben eines Pixel mit parallelen ersten und zweiten Kanten, auf einen thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer auf einer Presse, wobei das Verfahren umfasst:

a) Bereitstellen einer Presse, umfassend eine Lichtquelle und ein optisches System zum Fokussieren von Licht von der Lichtquelle,

b) Bereiten eines thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers auf der Presse, wobei das Bereiten das Beschichten einer lithographischen Basis mit einem thermisch belichtbaren Medium, während die lithographische Basis auf der Presse montiert ist, umfasst,

c) Fokussieren der Lichtquelle auf eine Linie auf der Oberfläche des thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers, wobei die Linie eine Breite, sowie erste und zweite Enden besitzt, die jeweils im Wesentlichen mit den ersten und zweiten Kanten des Pixels zusammenfallen;

d) Betreiben der Lichtquelle, um die Linie zu beleuchten, wenn die Linie im Wesentlichen mit einer dritten Kante des Pixels zusammenfällt;

e) Erzeugen von Relativbewegung zwischen der Linie und dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer in einer Richtung, parallel zu den ersten und zweiten Kanten des Pixels; und somit Führen der Linie über einen Bereich dieses Pixels; und

f) Beenden des Beleuchtens der Linie wenn die Linie im Wesentlichen mit einer vierten Kante des Pixels zusammenfällt;

g) Wobei die Breite der Linie nicht mehr als 50% eines Abstands zwischen der dritten und vierten Kante des Pixels ist.

17. Verfahren zum Schreiben eines Pixels mit parallelen ersten und zweiten Kanten auf einen thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer, wobei das Verfahren umfasst:

a) Bereiten eines thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers auf einer Platesettermaschine, wobei die Platesettermaschine eine Lichtquelle und ein optisches System zum Fokussieren von Licht von der Lichtquelle umfasst, wobei das Bereiten das Beschichten einer lithographischen Basis mit einem thermisch belichtbaren Medium mit im Wesentlichen variierender thermischer Belichtungseigenschaft, umfasst;

b) Fokussieren der Lichtquelle auf eine Linie auf der Oberfläche des thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers, wobei die Linie eine Breite und erste und zweite Enden umfasst, die jeweils im Wesentlichen mit den ersten und zweiten Kanten des Pixels zusammenfallen;

c) Betreiben der Lichtquelle, um die Linie zu Beleuchten, wenn die Linie im Wesentlichen mit einer dritten Kante des Pixels zusammenfällt;

d) Erzeugen von Relativbewegung zwischen der Linie und dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer in einer Richtung parallel zu der ersten und zweiten Kante des Pixels, und somit Führen der Linie über einen Bereich des Pixels; und

e) Beenden des Beleuchtens der Linie, wenn die Linie im Wesentlichen mit einer vierten Kante des Pixels zusammenfällt;

f) Wobei die Breite der Linie nicht mehr als 50% eines Abstands zwischen der dritten und vierten Kante des Pixels ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei welchem die Linie, wenn sie im Wesentlichen mit der vierten Kante des Pixels zusammenfällt, nicht wesentlich mit einem anderen Pixel, angrenzend an die vierte Kante des Pixels, überlappt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei welchem die Linie im Wesentlichen senkrecht zu der ersten und zweiten Kante ist und das Pixel im Wesentlichen rechteckig, insbesondere quadratisch ist.

20. Lithographische Druckoberfläche, bereitet durch das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.

21. Vorrichtung zur Herstellung einer lithographischen Druckoberfläche auf einem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer auf einer Presse, umfassend:

a) eine Lichtquelle zur Bestrahlung einer Oberfläche des thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufers;

b) eine Einrichtung zum Formen oder Formgeben eines Strahls von Strahlung von der Lichtquelle, um eine schmale, im Wesentlichen kontinuierliche Linie von Strahlung bereitzustellen, die die Oberfläche beaufschlagt; und

c) eine Einrichtung zum Erzeugen von Relativbewegung zwischen dem thermisch konvertierbaren, lithographischen Druckvorläufer und der Linie von Strahlung, in einer Richtung, im Wesentlichen quer zu einer Orientierung der Linie.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei welchem die Lichtquelle ein Laser ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, bei welcher die Einrichtung zum Formen oder Formgeben eines Strahls von Strahlung ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer Linse, einem linearen Lichtventil, einem speziellen Lichtmodulator, einer deformierbaren Spiegeleinheit und einem optischen Filter mit einem rechteckigen Kern.