DE4428865A1 - Druckformloses Druckverfahren - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß die drucktechnischen Verfahren mit Druckformen arbeiten um, über den Druck zum Druckerzeugnis zu kommen. Die Produktion dieser Druckformen erfordert in jedem Fall Zeit und materiellen Aufwand. Die technische Alternative sind druckformlose Verfahren, die auf elektrostatischen Weg (Kopierer, Laserdrucker) oder über Tintenstrahl (Ink Jet) direkt vom latenten Sujet zum Druckergebnis kommen. Diese druckformlosen Verfahren arbeiten im Vergleich zu den klassischen Drucktechniken bei höheren Auflagen zu langsam.

Diese Probleme der obengenannten technischen Vorgehensweisen sollen durch die in Anspruch 1 bis 6 aufgeführten Merkmale gelöst werden.

Eine praktische Möglichkeit der Ausgestaltung des in Anspruch 1 und 2 dargestellten Verfahrens stellt folgendes Beispiel dar.

Der Duktorkern mit der in Anspruch 1 beschriebenen Form besteht aus Glas. Dieser Duktorkern ist an seiner Oberfläche mit einem sehr dünnen n-dotierten Halbleiter beschichtet. Darauf folgt eine p-dotierte Halbleiterschicht. Diese Halbleiterbeschichtungen umschließen den Glaskörper als lichtempfindlichen fotovoltaischen Mantel. Von der Stirnseite des rotierenden zylindrisch hohlen Glaskörpers tastet ein Laserstrahl zweckmäßigerweise von roter Farbe, die Innenseite der sich drehenden Walze zeilenweise ab. Die zeilenweise Abtastung wird ermöglicht durch einen optischen Modulator, der den Laserstrahl moduliert und einen sich drehenden Polygonspiegel, die wie bei Laserdruckern bekannt die Zeilen erzeugen. Diese Teile der Lichtstrahlerzeugung und Modulation sind so außerhalb der Walze angebracht, daß der, von einer der Stirnseiten eindringende Lichtstrahl, nachdem er von einem Spiegel im Duktor abgelenkt wird, die Länge der Walze von innen möglichst vollständig zeilenweise bestreichen kann.

Der äußerste Mantel der Walze, das heißt die Schicht die sich an die Halbleiterschichten anschließt, ist keramisch, um Beschädigungen des Halbleiters durch die Stahlrakel der Kammerrakel zu verhindern und, wie in Anspruch 1 dargestellt, mit Näpfchen versehen. Die Druckfarbe wird mit Kammerrakel, in der in Anspruch 1 dargestellten Form, auf den Duktor aufgetragen. Die Kammerrakel haben eine möglichst vollständige Einfärbung des Duktors zu gewährleisten. Die Druckfarbe ist kurz und niederviskos damit die sehr kleinen Näpfchen problemlos befüllt werden. Um die Abstoßung der Druckfarbe vom Duktor zu ermöglichen, ist die Druckfarbe positiv ionisiert. Die keramische Beschichtung des Halbleiters, hat so dünn zu sein, daß der Abstand der Farbe zum Halbleiter so gering wie möglich ist, so daß die Ladungen der ionisierten Druckfarbe und die Raumladung der p-dotierten Halbleiterzone (bei Lichteinfall durch den Laserstrahl) möglichst stark aufeinander wirken. Diese Näpfchen werden über Kammerrakel bei Drehung des Duktors mit der positiv ionisierten Druckfarbe befüllt. Der weitere Aufbau entspricht den im Antrag 1 und 2 gemachten Ausführungen. Der Offsetgummizylinder richtet sich in seiner Länge nach dem Duktor. Durch den obigen Aufbau wird folgende Funktion ermöglicht.

Der Abtastlichtstrahl erzeugt in der p-dotierten Halbleiterschicht an der, der keramischen Beschichtung zugewandten Seite, eine positive Raumladungszone. Es findet eine Abstoßungsreaktion zwischen der ionisierten Druckfarbe und der Raumladung statt. Der Offsetgummizylinder trägt eine Ladung, die der positiv ionisierten Druckfarbe und der Raumladungszone, entgegengesetzt, also negativ ist. Die Ladung muß gleichmäßig über die gesamte zu nutzende Länge, in der Verlängerung der Abtastlichtstrahlen über den Duktor hinaus, auf dem Offsetgummizylinder verteilt sein, damit die Ladungen maximal in folgender Weise aufeinander wirken können.

Wenn kein Licht die Halbleiterbeschichtung trifft, ist auf dem Duktor die Adhäsionskraft der Farbe größer der Anziehungskraft der ungleichnamigen Ladungen von Druckfarbe und Offsetgummizylinder. Dadurch soll die ionisierte Druckfarbe bei der Drehung des Duktors in den Näpfchen gehalten werden. Bei Auftreffen des Lichtstrahls des Lasers auf der Halbleiterbeschichtung entsteht, wie oben beschrieben, eine positive Raumladung auf der dem Duktorkern abgewandten Seite der Halbleiterbeschichtung. Dadurch wird die Adhäsionskraft der ionisierten Druckfarbe in den Näpfchen kleiner der Abstoßung aus ionisierter Druckfarbe, der obigen Raumladung und der Anziehungskraft aus ionisierter Druckfarbe und der Ladung des Ladungsträgers des Offsetgummizylinders. Die ionisierte Druckfarbe springt auf den Offsetgummizylinder.

Tastet der Lichtstrahl in beschriebener Weise das Innere des Duktors bei seiner Drehung ab, so wird durch die obengenannten Effekte, entsprechend der Steuerung des Lichtstrahls und der Drehungen von Duktor und Offsetgummizylinder, ein vorgegebenes latentes Sujet, in ein seitenverkehrtes Abbild auf dem Offsetgummizylinder und weiter, durch übliche Offsetdrucktechnik, in ein Druckerzeugnis auf Bogen oder Bahn münden.

Die in Anspruch 3 bis 6 gemachten Ausführungen stellen bei gleichem Duktoraufbau eine Anpassung an unterschiedliche Bedruckstoffe oder Produktionsbedingungen dar.

Dieses Druckverfahren stellt, durch diesen in Anspruch 1 dargestellten spezifischen Duktor, eine Verbindung aus klassischen Druckverfahren und neuen elektrostatischen Verfahren dar. Es soll die Vorzüge beider Verfahren, Geschwindigkeit auf der einen und immaterielle Druckform auf der anderen Seite, miteinander verbinden. Die Anpassung dieses neuen Druckverfahrens, für das Schutz begehrt wird, an unterschiedliche Produktionsformen und Ansprüche, soll durch die unterschiedliche Ausgestaltung des Druckverfahrens aus Anspruch 1 in den Ansprüchen 2 bis 6 Rechnung getragen werden.

Die weiteren Vorteile ergeben sich aus der Möglichkeit Produktionen schneller einzurichten und umzustellen. Weiter ist die Möglichkeit während des Drucks gegeben, das Sujet vollständig (in Farbe, Passer, Größe und Format) praktisch ohne Makulaturanfall zu verändern. Die Maschine muß dabei nicht mechanisch verstellt werden. Die bekannten Schwierigkeiten des Offsetdrucks, wie z. B. Farb-und Wasserführung oder die Farb-und Feuchtwerksjustierung, um nur einige wenige Probleme des Offsetdrucks zu nennen, entfallen bei dem in Anspruch 2 und 5 dargestellten Verfahren.

Bei den in Anspruch 3 und 6 dargestellten Merkmalen, die in ihrer technischen Art ein direktes Druckverfahren zu sein, dem Tiefdruck ähnlich sind, liegt der Vorteil ohne Druckform zu drucken und damit viel kostengünstiger und schneller zu sein nahe. Außerdem bedeutet der fehlende Zylinder eine weitere technische Vereinfachung des Verfahrens.

Claims (6)

1. Druckformloses Druckverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierender Duktor so beschaffen ist, daß sich unter seinem, mit Näpfchen versehenem Mantel eine Halbleiterbeschichtung befindet. Die Halbleiterbeschichtung ist so dotiert, daß p- und n-leitende Halbleiterbeschichtungen, von der Duktorachse aus gesehen, aufeinanderfolgen. Zweckmäßigerweise wird die dünnere n-dotierte Halbleiterschicht am Duktorkern anliegen. Der Duktorkern ist ein für Licht durchlässiger, zylindrischer Körper, dessen Material und seine innere Form es zulassen, daß moduliertes Licht die Halbleiterbeschichtung zeilenweise und parallel zur Duktorachse abtasten kann. Die Materialien der Halbleiterschicht und die Frequenz des Lichts sind so aufeinander abzustimmen, daß an der Oberfläche der Halbleiterbeschichtung Raumladungszonen entstehen können. Trifft Licht an einer Stelle auf die Halbleiterbeschichtung entsteht an ihrer Oberfläche, an der vom Licht getroffenen Stelle, bei zweckmäßiger Dotierung eine Raumladungszone, die an der dem Duktorkern abgewandten Oberfläche des Halbleiters positiv ist. Der Duktor wird bei seiner Rotation über Kammerrakel mit ionisierter Farbe bestrichen, so daß ausschließlich die Näpfchen mit der Farbe befüllt sind. Die Näpfchen sind in Größe und Form so zu wählen, daß sie die Farbe halten. In bestimmtem Abstand zum Duktor befindet sich ein Ladungsträger, der eine der Ladung der Farbe und der Raumladungszone entgegengesetzte (ungleichnamige) Ladung trägt, zweckmäßigerweise negativ. Der Ladungsträger und die Verteilung seiner Ladung sind zweckmäßigerweise parallel zur Achse des Duktors und in der gedachten Verlängerung des oder der Abtastlichtstrahlen über die Halbleiterschicht hinaus angeordnet. Zwischen dem Duktor und dem Ladungsträger befindet sich eine Fläche, die die vom Duktor wegspringenden Farbtropfen laufend aufnimmt. Diese Fläche kann der vorbeigeführte Bedruckstoff sein, der direkt bedruckt wird oder ein Zwischenmedium, (wie bei indirekten Druckverfahren z. B. der Offsetgummizylinder etc.) das die Farbtropfen erst auf das Zwischenmedium und dann das Sujet auf den Bedruckstoff aufträgt. Die Adhäsionskraft, die die Farbe in den Näpfchen hält, muß größer der Anziehungskraft der ionisierten Farbe und der Ladung des Ladungsträgers sein. Die Näpfchen im Duktor haben so klein gewählt zu werden, daß das Gewicht der sich in den Näpfchen befindlichen Farbe den Vorgang der Abstoßung der Farbe aus den Näpfchen nicht behindert. Die Näpfchen haben so dicht zu liegen und so viel Volumen zu haben, daß sie für das Druckverfahren genug Farbe bereit stellen. Die Position der Abtastzeile im Duktor, die Position des Ladungsträgers und die Position der Kammerrakel am Duktor haben so gewählt zu sein, daß die Funktion der einzelnen Komponenten des Druckverfahrens sich nicht gegenseitig stören. Die Abtastzeile im Duktor darf sich nicht auf der Höhe der Kammerrakel am Duktor befinden, da sonst keine Funktion vorhanden ist.
Die einzelnen Komponenten der Erfindung, ihre Materialien, Stärken und Ladungen etc. sind so zu wählen, daß die ionisierte Farbe an den vom Licht getroffenen Stellen der Halbleiterschicht, in der gedachten Verlängerung des Abtastlichtstrahls, aus den Näpfchen des Duktors in Richtung dem Ladungsträgers springt und von der zwischen Duktor und Ladungsträger vorbei laufenden Fläche als direktes oder indirektes Sujet aufgenommen wird. Dies geschieht durch die vom Licht hervorgerufene Raumladungszone und deren Abstoßung auf die gleichnamig ionisierte Farbe auf der einen, der Anziehung durch die ungleichnamige Ladung des Ladungsträgers, auf der anderen Seite.
Die Maße, Abstände, spezifische Formen der Ausführung, Materialien, deren Stärke und die physikalischen Größen haben sich nach den Gegebenheiten im konkreten Anwendungsfall des Druckverfahrens zu richten.

2. Druckformloses Druckverfahren nach Anspruch 1. Hier ist die oben beschriebene Fläche, die die Farbtropfen laufend aufnehmen soll ein Offsetgummizylinder. Die Achse des Offsetgummizylinders verläuft parallel zur Duktorachse. Im Offsetgummizylinder befindet sich ein Ladungsträger der in seiner Funktion dem oben beschriebenen Ladungsträger aus Anspruch 1 zu entsprechen hat. Der Offsetgummizylinder muß in Material, Aufbau und Ausrichtung, das Wirken der Ladungen aufeinander so ermöglichen, daß die Farbtropfen von dem Duktor auf den Offsetgummizylinder überspringen. Dort hat mit der Rotation von Duktor und Offsetgummizylinder ein indirektes Sujet zu entstehen, das dann nach dem Stand der Offsetdrucktechnik auf den Bedruckstoff abgegeben wird.
Der weitere Aufbau der Druckmaschine und der Einheit zur Erzeugung der modulierten Lichtstrahlen zum Abtasten der Halbleiterschicht hat gebräuchlichen Konstruktionen der Drucktechnik bzw. Technik zu entsprechen.

3. Druckformloses Druckverfahren nach Anspruch 1. Hier läuft der Bedruckstoff direkt als Bahn oder Bogen, zwischen dem in Anspruch 1 beschriebenen Duktor und dem Ladungsträger, über eine geeignete Bedruckstofführung, laufend durch. Dies hat so zu geschehen, daß der Duktor, in Funktion, während seiner Rotation ein Sujet direkt auf den Bedruckstoff auftragen kann. Der weitere Aufbau der Druckmaschine und der Einheit zur Erzeugung der modulierten Lichtstrahlen zum Abtasten der Halbleiterschicht hat gebräuchlichen Konstruktionen der Drucktechnik bzw. Technik zu entsprechen.

4. Druckformloses Druckverfahren nach Anspruch 1, ohne den Ladungsträger und die damit verbundene Ladung. Hier genügt die Abstoßung der Raumladung und der ionisierten Farbe in den Näpfchen des Duktors bei der Abtastung der Halbleiterschicht des Duktors durch den Lichtstrahl, damit die ionisierte Farbe auf die in Anspruch 1 beschriebene Bedruckstoffläche überspringt. Die Stärke der Ionisierung der Farbe und die Stärke der Raumladung in den Näpfchen des Duktors hat entsprechend hoch zu sein.

5. Druckformloses Druckverfahren nach Anspruch 4. Hier ist die oben beschriebene Fläche, die die Farbtropfen laufend aufnehmen soll ein Offsetgummizylinder. Die Achse des Offsetgummizylinders verläuft parallel zur Duktorachse. Der Offsetgummizylinder muß in Material, Aufbau und Ausrichtung das Wirken der Ladungen aufeinander so ermöglichen, daß die Farbtropfen von dem Duktor auf den Offsetgummizylinder überspringen. Dort hat mit der Rotation von Duktor und Offsetgummizylinder ein indirektes Sujet zu entstehen, das dann nach dem Stand der Offsetdrucktechnik auf den Bedruckstoff abgegeben wird.
Der weitere Aufbau der Druckmaschine und der Einheit zur Erzeugung der modulierten Lichtstrahlen zum Abtasten der Halbleiterschicht hat gebräuchlichen Konstruktionen der Drucktechnik bzw. Technik zu entsprechen.

6. Druckformloses Druckverfahren nach Anspruch 4. Hier läuft der Bedruckstoff direkt als Bahn oder Bogen, an dem in Anspruch 4 beschriebenen Duktor, über eine geeignete Bedruckstofführung, laufend vorbei. Dies hat so zu geschehen, daß der Duktor, in Funktion, während seiner Rotation ein Sujet direkt auf den Bedruckstoff auftragen kann.
Der weitere Aufbau der Druckmaschine und der Einheit zur Erzeugung der modulierten Lichtstrahlen zum Abtasten der Halbleiterschicht hat gebräuchlichen Konstruktionen der Drucktechnik bzw. Technik zu entsprechen.