DE2446962B2

DE2446962B2 - Vorrichtung zum gravieren von druckformen mittels laserlicht

Info

Publication number: DE2446962B2
Application number: DE19742446962
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Phys. Dr 2300 Rammsee; Wellendorf Klaus Dipl.-Ing. Dr 2305 Kitzeberg Gast
Original assignee: Dr.-Ing. Rudolf Hell Gmbh, 2300 Kiel
Priority date: 1974-10-02
Filing date: 1974-10-02
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE2446962A1; GB1477949A; JPS5517702B2; JPS5161096A; CH589515A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gravieren von Druckformen mittels Laserlicht mit einem Laserstrahlgenerator, dessen Strahl auf die Oberfläche der Druckform fokussierbar und relativ zur Druckformoberfläche bewegbar ist und mit einem optischelektrischen Abtastorgan, durch das der Laserstrahlgenerator in Abhängigkeit von Helligkeits- und/oder Farbwerten einer abgetasteten Vorlage steuerbar ist.

In dem CH-PS Nr. 4 01 689 und dem US-PS Nr. 74 311 wird bereits ein Verfahren zur Herstellung von Druckformen, insbesondere Tiefdruckformen beschrieben, bei dem in die Oberfläche einer Druckform mittels eines energiereichen Laserstrahls näpfchenförmige Vertiefungen graviert werden.

Ein optoelektrisches Abtastorgan, das die Helligkeits- und/oder Farbwerte einzelner Bildpartien einer ein- oder mehrfarbigen Vorlage abtastet, steuert den Laserstrahlgenerator.

Entsprechend der relativen Abtastbewegung zwischen Abtastorgan und Vorlage findet eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl, der auf die Druckformoberfläche fokussiert wird, und der Druckformoberfläche statt. Durch proportionale Änderung der Relativbewegung zwischen Abtastung und Gravur kann eine Maßstabänderung zwischen Original und Druckform erreicht werden. Es können sowohl flache als auch zylindrische Druckformen hergestellt werden.

Es hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren nicht zur völligen Zufriedenheit arbeitet.

Der Laserstrahl hat bei den bekannten Graviereinrichtungen im Auftreffpunkt auf die Oberfläche der Druckform eine vom Zentrum zum Rand des Strahlprofils abnehmende Energiedichte (Gaußsche Energieverteilung).
Die mit einem Laserstrahl eines solchen Energieprofils gravierten Näpfchen haben nicht die Form, wie sie für eine genaue Wiedergabe der Helligkeits- oder Farbwerte der abgetasteten Vorlage beim nachfolgenden Druckprozeß erforderlich sind, denn sie weisen eine zu große Graviertiefe, Wülste am Rande oder

is ungleichmäßige Innenflächen auf. Da aber das Volumen des gravierten Näpfchens ein direktes Maß für die beim Druck aufgebrachte Farbmenge und damit für den wiedergegebenen Tonwert ist, hängt es im hohen Maße von der Form und dem Volumen des gravierten Näpfchens ab, ob der abgetastete Tonwert beim Druck genau getroffen wird oder nicht. Diese Tonwertverfälschungen erweisen sich als äußerst nachteilig, da sie zu einer geringen Druckqualität führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gravieren von Druckformen zu schaffen, mit der eine bessere Gravur der gewünschten Näpfchen ermöglicht und eine Wulstbildung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im zentralen Bereich des Laserstrahls zwischen Druckformoberfläche und Laserstrahlgenerator ein lichtundurchlässiger oder lichtabsorbierender oder reflektierender Körper angeordnet ist, durch den die Energieverteilung des auf die Oberfläche der Druckform auftreffenden fokussierten Laserstrahls in seinem zentralen Bereich beeinflußbar ist.

Die in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegebenen Merkmale stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes dar.

In der DT-OS 19 60 959 wird ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen von Druckformen beschrieben, bei dem ein Laserstrahlgenerator einen Laserstrahl konstanter Leistung und mit einer Gaußschen Energieverteilung im Strahlprofi! aussendet. Es wird also nicht wie beim Anmeldungsgegenstand von diesem Energieverlauf abgewichen.

Es befindet sich dort zwar auch ein Körper zwischen Laserstrahlgenerator und Druckformoberfläche, dieser Körper ist aber als Maske oder Schablone ausgebildet und hat die Aufgabe, eine Intensitätsmodulation des Laserstrahls durchzuführen und das auf der Schablone befindliche Zeichen auf der Druckformoberfläche abzubilden. Eine Änderung der Intensitätsverteilung zur Vermeidung von Wulstbildungen wie beim Anmeldungsgegenstand erfolgt nicht.

Das Problem der Wulstbildung wird in der Offenlegungsschrift zwar angesprochen, aber keine allgemein gültige Lösung angegeben, sondern lediglich die Aussage gemacht, daß Wülste bei der Verwendung bestimmter Werkstoffe für die Druckformen vermieden werden können, wodurch das Verfahren eine nachteilige Einschränkung erfährt.

Bei dem in der DT-OS 22 07 CSO angegebenen Elektronenstrahl-Gravierverfahren ist der Strahlquerschnitt mittels eines Stigmators elliptisch verformbar. Bei der Aufzeichnung eines kreisförmigen Näpfchens werden nacheinander unterschiedliche elliptische Strahlquerschnitte eingestellt, so daß die Umhüllung der

Ellipsen die Kreisform ergeben. Die Aufzeichnung rhombischer Näpfchen erfolgt durch eine entsprechende Verzerrung von Haupt- und Nebenachse der Ellipsen.

Auch hier erfolgt keine Änderung der Intensitätsverteilung innerhalb des Strahlprofils, sondern lediglich eine Strahlbegrenzung oder Verformung des Strahlquerschnittes.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert. Es zeigt ι ο

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung einer bekannten Graviereinheit,

F i g. 2 eine grafische Darstellung der Energieverteilung des fokussierten Laserstrahls bei dem bekannten Gravierverfahren,

F i g. 3 eine PrimJpdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 4 eine grafische Darstellung der Energieverteilung des fokussierten Laserstrahls bei der Erfindung,

Fig.5—7 Ausführungsformen für den Körper zur Beeinflussung des Strahlprofils,

Fig.8 eine verbesserte Vorrichtung zur Beeinflussung des Strahlprofils.

Fig. 1 zeigt einen rotierenden Druckzylinder 1, der mittels eines fokussierten Laserstrahls 2 graviert wird. Der Laserstrahl 2 kommt über eine Fokussiereinrichtung 3 von einem Laserstrahlgenerator 4 genügend hoher Leistung an.

Der Laserstrahl 2 hat bei einer solchen Anordnung im Auftreffpunkt auf die Oberfläche der Druckform ein Strahlprofil, d. h. eine von seinem Zentrum zum Rand verlaufende Energiedichte I, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist. Aufgrund dieser Energieverteilung tritt im Zentrum eines zu gravierenden Näpfchens ein wesentlich stärkerer Verdampfungsprozeß als in den Randzonen auf, mit der Folge, daß durch die übermäßige Materialverdampfung im Zentrum des Näpfchens auch am Rand aufgeschmolzenes Material zu Randwülsten aufgeworfen wird.

Bei der vorliegenden Erfindung hat es sich nun gezeigt, daß man im Falle, daß von der Gaußschen Energieverteilung des Strahlprofils abgewichen und Energie in dem zentralen Bereich des Strahls abgeschwächt wird, wesentlich exakter geformte Näpfchen erhält.

Wie in Fig.3 dargestellt, erreicht man dies, indem man einen lichtundurchlässigen oder lichtabsorbierenden Körper 5 in den zentralen Bereich des Laserstrahls einbringt. Man erhält dann z. S. eine Energieverteilung I innerhalb des Strahlquerschnittes, wie F i g. 4 zeigt. Die F i g. 5,6 und 7 zeigen Querschnitte 51,52 und 53 für den Körper 5, die sich als vorteilhaft erwiesen haben.

In F i g. 8 wird eine vorteilhafte Ausführungsform für die Einbringung des Körpers 5 in den zentralen Bereich des Laserstrahls gezeigt. Der vom Laserstrahlgenerator 4 ankommende Strahl wird mittels einer Zerstreuungslinse 6 und einer Sammellinse 7 aufgeweitet. Der Körper 5, der vorteilhafterweise als Spiegel ausgebildet ist, wird dann in einem durchsichtigen Körper 8 eingebettet und in den aufgeweiteten Strahl gebracht, Da der Körper 8 durchsichtig ist, kann so auf einfache Art die Halterung des Spiegels vorgenommen werden, ohne daß ein Schatten entsteht. Der ausgeblendete Teilstrahl wird nicht mehr benutzt und kann z. B. durch einen Strahlabsorber 9 vernichtet werden. Es sind aber auch andere Halterungen des Körpers 5 mittels eines durchsichtigen Stiftes od. dgl. möglich. Der Strahl wird anschließend über die Fokussiereinrichtung 3 auf die Oberfläche der Druckform 1 gerichtet.

Die so gravierten Näpfchen haben eine gleichmäßigere Form, und ihr Volumen ist durch die Wahl des Querschnittes des Körpers 5 beeinflußbar. Auch kann so leicht eine Anpassung des Strahlprofils an verschiedene Druckformmaterialien, wie unterschiedliche Metalle oder Kunststoffe, vorgenommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Gravieren von Druckformen mittels Laserücht mit einem Laserstrahlgenerator, dessen Strahl auf die Oberfläche der Druckform fokussierbar und relativ zur Druckformoberfläche bewegbar ist und mit einem optischelektrischen Abtastorgan, durch das der Laserstrahlgenerator in Abhängigkeit von Helligkeits- und/oder Farbwerten einer abgetasteten Vorlage steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im zentralen Bereich des Laserstrahls zwischen Druckformoberfläche (1) und Laserstrahlgenerator (4) ein lichtundurchlässiger oder lichtabsorbierender Körper oder reflektierender Körper (5) angeordnet ist, durch den die Energieverteilung des auf die Oberfläche der Druckform auftreffenden fokussieren Laserstrahls in seinem zentralen Bereich beeinflußbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper einen symmetrischen Querschnitt aufweist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein Spiegel ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel quer zur Strahlachse angeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel in einem Glaskörper eingebettet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Körper und dem Laserstrahlgenerator optische Mittel zur bereichsweisen Vergrößerung des Strahlquerschnittes vorgesehen sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper rechteckig, kreis- oder sternförmig ist.