CH694159A5 - Verfahren zum Gravieren von Gravurzylindern. - Google Patents

Description

  



   



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gravieren von  Gravurzylindern. Im Speziellen benutzt die vorliegende Erfindung  eine neue Kombination des Abbildens und Plattierens, um gewünschte  Text- und/oder Bildermuster auf Gravurzylindern zu erzeugen, die  dem Tiefdruck dienen.  Stand der Technik  



   Zurzeit ist die Technologie des Druckens mit Gravurzylindern für  qualitativ hoch stehende Druckanwendungen mit grossen Mengen weit  verbreitet in der Druckindustrie. Beim Drucken mit Gravurzylindern  wird eine Druckpresse eingesetzt, welche mit ein oder mehreren Gravurzylindern  bestückt ist, die alle mit einer Text- und/oder Bilder-Gravur versehen  sind. Die Gravurzylinder wurden mit einem Gravurkopf einer Maschine,  wie z.B. einem Helio-Klischograf, graviert, die von der Firma Dr.  Ing. Rudolf Hell GmbH hergestellt werden. Der Gravurkopf des Helio-Klischografen  benutzt einen Diamantgriffel, um kleine Vertiefungen, bekannt als  Zellen, in die Oberfläche des Gravurzylinders zu machen. Während  des Vorgangs werden Zellen in Muster in den Gravurzylinder eingraviert  und formen so den Text und/oder Bilder, welche gedruckt werden sollen.

    Ist einmal ein Gravurzylinder wie gewünscht graviert, wird er in  die Druckpresse geladen. Um zu drucken, wird die äussere Oberfläche  des Zylinders mit Druckerfarbe und/oder Druckerschwärze bedeckt.  Die überschüssige Druckerfarbe und/oder Druckerschwärze, d.h. Druckerfarbe,  welche nicht durch die Zellen zurückbehalten wird, wird mit einer  Rakel (Doctor Blade) entfernt, um zu verhindern, dass Druckerfarbe  und/oder Druckerschwärze auf eine Fläche kommt, die dazu bestimmt  war, nicht bedruckt zu werden. 



   Obwohl Verbesserungen im Drucken mit Gravurzylindern wünschenswert  wären, werden Verbesserungen im Druckverfahren mit Gravurzylinder  leider durch die zurzeit limitierten Möglichkeiten zur schnellen  Herstellung von Gravurzylindern signifikant beschränkt. Die heutigen  Methoden, um    Gravurzylinder zu gravieren, z.B. wie oben erwähnt  mit der Verwendung eines Helio-Klischografen, sind relativ langsam  und zeitaufwändig. Ausserdem braucht es eine höhere Auflösung, um  eine höhere Druckqualität zu erreichen. Um eine höhere Auflösung  (Zelldichte) mit dem Helio-Klischografen zu erreichen, braucht es  leider umso mehr Zeit, um den Gravurzylinder mit den zusätzlichen  Zellen voll zu gravieren.

   Des Weitern, auch wenn der Graveur über  den Luxus von Zeit verfügt, bleibt die Zelldichte beschränkt durch  die der Technik des Helio-Klischografen innewohnenden mechanischen  Aspekte, welche voraussetzten, dass die Maschine die Grösse der Zellen  und ihre Zwischenräume kontrolliert, während der Gravurgriffel über  die Oberfläche des Gravurzylinders bewegt wird. Dementsprechend wäre  es wünschenswert, wenn es möglich wäre, die Gravurzylinder viel schneller  gravieren zu können. Es wäre ebenso wünschenswert, Gravurzylinder  mit einer viel höheren Auflösung gravieren zu können, als heutige  Methoden es praktisch erlauben. Ausserdem wäre es wünschenswert,  Gravurzylinder mit einer hohen Auflösung gravieren zu können, ohne  dafür signifikant an Geschwindigkeit einbüssen zu müssen.  Darstellung  der Erfindung  



   Die vorliegende Erfindung überwindet die beschriebenen Limitationen  von mechanisch gravierten Gravurzylindern, indem Verfahren zur Gravierung  von Gravurzylindern verwendet werden, welche viel schneller bei einer  höheren Auflösung gravieren, und gleichzeitig die Gravierungskosten  senken. 



   Der Gegenstände der vorliegenden Erfindung entsprechen den im Anspruchsteil  angegebenen Definitionen. 



   Die hier beschriebenen Ausführungsvarianten verwenden einen Resist,  welcher sich auf der Oberfläche des Gravurzylinders befindet. Der  Resist besitzt die Fähigkeit, dass er physikalisch und/oder chemisch  verändert werden kann, wenn er einer Form von actinischer Energie  ausgesetzt (belichtet) wird, wie z.B. einem Laserstrahl. Die der  actinischen Energie ausgesetzten Flächen des Resist erlauben einem  Material, wie z.B. Chrom, auf die Oberfläche des Gravurzylinders  plattiert (in diesem Fall also verchromt) zu werden, um    Wände  zu bilden, welche Zellen zwischen sich definieren. In Gebrauch beinhalten  die Zellen Druckerfarbe oder Druckerschwärze, um das gewünschte Text-  und/oder Bildermuster zu drucken. 



   Eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung benutzt ein Verfahren  zum Plattieren (d.h. galvanisch bzw. elektrochemisch Beschichten).  In dieser Ausführungsvariante ist das Substrat des Gravur-zylinders  mit einer dünnen Schicht eines thermisch empfindlichen, elektrisch  isolierenden Resists bezogen. Teile der Abdeckschicht werden einem  Laser ausgesetzt, welcher im Resist Muster entsprechend dem Text  und/oder den Bildern bildet, welche endgültig abgebildet werden sollen.  Entweder die dem Laser ausgesetzten oder die nicht dem Laser ausgesetzten  Teile des Resists werden entfernt, abhängig davon, ob ein positiver  oder negativer Resist verwendet wurde. Die entfernten Teile des Resist  legen eine äussere Nickeloberfläche des Gravurzylinders frei. Der  Zylinder wird dann in ein galvanisches (d.h. elektrochemisches) Bad  gelegt.

   Ein elektrischer Strom wird zwischen einer Elektrode, welche  Chrom enthält, und dem Gravurzylinder angelegt, was dazu führt, dass  Chrom auf die elektrisch leitenden Teilen der Oberfläche des Gravurzylinders  plattiert wird. D.h. das Chrom wird von den offen gelegten Flächen  der Nickeloberfläche auf dem Gravurzylinder angezogen und bleibt  an diesen Flächen haften, jedoch nicht auf den Flächen, welche immer  noch bedeckt sind mit dem elektrisch isolierenden Resist. Die Menge  des plattierten Chroms auf den offen gelegten Teilen der Oberfläche  des Gravurzylinders wird durch die Regulierung der Menge und der  Dauer des elektrischen Stroms bestimmt, welcher durch das galvanische  Bad fliesst. Das plattierte Chrom auf dem Gravurzylinder wird, um  die Chromwände zu bilden, bis zur gewünschten Dicke plattiert, welche  Wände die Zellen zwischen sich definieren. 



   Eine andere Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung benutzt  ein Verfahren zum galvanoplastischen Plattieren. In dieser Ausführungsvariante  ist das Substrat des Gravurzylinders mit einer dicken Schicht einem  thermisch empfindlichen, elektrisch isolierenden Resist bezogen.  Die Dicke des Resists ist genügend, um in Kontakt zu bleiben mit  den Chromwänden, wenn diese aufplattiert werden auf den Gravurzylinder.  In dieser Ausführungsvariante wird ein kegelförmiger Laserstrahl  verwendet, um    im Wesentlichen trapezoidförmige Flächen in der  Abdeckschicht zu erzeugen. Wie im weiter oben zitierten Verfahren  wird die Resistschicht einem Laser ausgesetzt, welcher die Muster  mit dem entsprechenden, endgültig gewünschten Text und/oder Bilder  erzeugt.

   Die dem Laser ausgesetzten Teile des Resists werden entfernt,  womit die äussere Nickel-oberfläche des Gravurzylinders freigelegt  wird. Der Zylinder wird dann in ein galvanisches (d.h. elektrochemisches)  Bad gelegt. Ein elektrischer Strom wird zwischen einer Elektrode,  welche Chrom enthält, und dem Gravurzylinder angelegt, was dazu führt,  dass Chrom auf die elektrisch leitenden Teilen der Oberfläche des  Gravurzylinders plattiert wird. Das plattierte Chrom auf dem Gravurzylinder  wird bis zur gewünschten Dicke aufplattiert, um die Chromwände zu  bilden. Der übrige Resist wird dann entfernt. um das gewünschte Muster  der Zellen freizulegen. 



   Noch eine andere Ausführungsvariante benutzt ein umgekehrtes Plattierverfahren.  In dieser Ausführungsvariante wird das Substrat des Gravurzylinders  in ein galvanisches (d.h. elektrochemisches) Bad gelegt. Ein elektrischer  Strom bewirkt, dass der Zylinder mit Chrom bis zu einer gewünschten  Dicke auf den Zylinder plattiert wird. Das Chrom bildet eine plattierte  Chromschicht. Als Nächstes wird eine dünne Schicht eines thermisch  empfindlichen, elektrisch isolierenden Resists über der plattierten  Chromschicht aufgetragen. Teile der Abdeckschicht werden einem Laser  ausgesetzt, welcher die Muster im Resist erzeugt, die dem endgültig  gewünschten Text und/oder Bildern entspricht. Entweder die dem Laser  ausgesetzten oder die nicht dem Laser ausgesetzten Teile des Resists  werden entfernt, abhängig davon, ob ein positiver oder negativer  Resist verwendet wurde.

   Die entfernten Teile des Resists legen die  plattierte Chromschicht frei. Der Zylinder wird dann wieder in ein  galvanisches Bad gelegt, wobei der elektrische Strom jedoch umgekehrt  wird und das Chrom von der plattierten Schicht entfernt wird, welches  Chrom sich wieder an der Chrom enthaltenden Elektrode anlegt. Die  Menge des elektrischen Stroms, der zwischen der Chrom enthaltenden  Elekt-rode und der Chrom enthaltenden Schicht des Zylinders verläuft,  wird sorgfältig kontrolliert, um die korrekte Menge Chrom zu entfernen.  Als Alternative dazu kann das Chrom so lange entfernt werden, bis  die darunter liegende Nickelschicht des Gravurzylinders freigelegt  ist, wobei die Nickelschicht als Ätz-Stopp dient, wel   cher ein  zusätzliches Ätzen in den Gravurzylinder hinein verhindert.

   Die Wirksamkeit  des Ätz-Stopps kann durch eine elektrochemische Beschichtung der  Nickelschicht mit einer Schicht Edelmetall, wie z.B. Rhodium oder  Gold, zusätzlich erhöht werden. Das Edelmetall neigt weniger dazu,  durch den umgekehrten Plattierstrom angegriffen zu werden. 



   Bei allen Verfahren müssen die Wände nach dem Druck wieder entfernt  werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Zylinder in ein  galvanisches (d.h. elektrochemisches) Bad gelegt wird und durch umgekehrtes  Plattieren das Chrom der Wände wieder an der Plattierelektrode angelagert  wird, wobei die zur Chromschicht verschiedene darunter liegende Schicht,  z.B. Nickel, als Ätz-Stopp dient. Die Entfernung der Wände kann auch  durch andere Ätzmethoden erreicht werden, insbesondere durch Plasma-ätzen,  wobei die darunter liegende Schicht als Ätz-Stopp dienen kann. Die  Wände können auch durch Abschleifen oder andere Bearbeitungsmethoden  entfernt werden. 



   Die vorliegende Erfindung löst eine Menge Probleme und bietet signifikante  Vorteile, verglichen mit bestehenden mechanischen Graviermethoden.  Z.B. wenn ein kommerziell erhältlicher Lasergravurkopf mit einem  830 nm (Nanometer) Infrarotlaser (thermischer Laser), wie z.B. solche  die im Trendsetter System der Firma Creo Corporation, 3700 Gilmore  Way, Burnaby, British Columbia, Kanada erhältlich sind, verwendet  wird, dann kann der Resist weit schneller als mit den kommerziell  erhältlichen mechanischen Gravurköpfen gemustert werden. Der thermische  Laser kann den Resist etwa 30-mal schneller belichten und mustern,  als dies mit einem Standardgravurkopf möglich wäre, der in einem  Helio-Klischografen verwendet wird.

   Ausserdem können einer oder mehrere  thermische Laserköpfe an Stelle eines Kopfes mit einem Diamantgravurgriffel  auf einem vorhandenen Helio-Klischografen aufgesetzt werden. Diese  enorme Steigerung in der Geschwindigkeit verändert die Druckqualität  nicht negativ. Tatsächlich wird dagegen mit der vorliegenden Erfindung  eine signifikant höhere Auflösung erreicht. Zudem ist die höhere  Auflösung beinahe unabhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher  der Zylinder graviert wird. Dies erlaubt der vorliegenden Erfindung,  die Limitationen der herkömmlichen Graviersysteme zu überwinden,  d.h. die Limitation, dass eine höhere    Druckauflösung auch eine  höhere Zeit beanspruchte, die dazu verwendet werden musste, um die  gewünschten Muster auf dem Gravurzylinder zu bilden.  Kurze Beschreibung  der Zeichnungen  



   Andere Objekte und Vorteile der Beschreibung werden ersichtlich werden  bei der Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang  mit den Zeichnungen.      Fig. 1 ist eine zweidimensionale Seitenansicht  -eines Teils von einem Gravurzylinder. Die Figur zeigt einen gemusterten  Resist, wobei einige Flächen des gemusterten Resists von dem genannten  Gravurzylinder entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung zum  Plattieren (d.h. galvanisch bzw. elektrochemisch Beschichten) entfernt  wurden, um Teile des Gravurzylinders freizulegen.     Fig. 2 ist  eine zweidimensionale Seitenansicht -eines Teils des Gravurzylinders  von Fig. 1 und zeigt das aufplattierte Chrom, das die Wände bildet,  welche eine Zelle definieren.

       Fig. 3 ist eine zweidimensionale  Seitenansicht -eines Teils von einem Gravurzylinder und zeigt den  gemusterten Resist, wobei einige Flächen des gemusterten Resists  entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung zum galvanoplastisch  hergestellten Aufplattieren entfernt wurden.     Fig. 4 ist eine  zweidimensionale Seitenansicht -eines Teils des Gravurzylinders von  Fig. 3 und zeigt das aufplattierte Chrom zuoberst auf dem Resist  vor der Entfernung des Resists.     Fig. 5 ist eine zweidimensionale  Seitenansicht -eines Teils des Gravurzylinders von Fig. 3 und zeigt  die Chromwände anschliessend an das Entfernen des Resists.

        Fig. 6 ist eine zweidimensionale Seitenansicht -eines Teils von einem  Gravurzylinder und zeigt die plattierte Chromschicht unter einem  gemu  sterten Resist, wobei einige Flächen des Resists gemäss dem  umgekehrten Plattierverfahren und -vorrichtung entfernt wurden.     Fig. 7 ist eine zweidimensionale Seitenansicht -eines Teils des  Gravurzylinders von Fig. 6 und zeigt die plattierte Chromschicht,  welche unter dem gemusterten Resist teilweise entfernt wurde.   Wege zur Ausführung der Erfindung  



   Da die Erfindung auf verschiedene Modifikationen und alternative  Formen anfällig ist, werden eine Anzahl spezieller Ausführungsvarianten  davon als Beispiele in den Zeichnungen gezeigt und werden hier detailliert  beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, dass damit nicht beabsichtigt  wird, die Erfindung auf eine bestimmte offenbarte Form einzuschränken.  Im Gegenteil wird damit beabsichtigt, alle Modifikationen, Äquivalente  und Alternativen abzudecken, welche in den Umfang und Rahmen der  Erfindung fallen, wie er in den angefügten Ansprüchen definiert wird.                                                          



   Die vorliegende Erfindung mustert den Resist viel schneller als kommerziell  erhältliche mechanische Gravurköpfe, wobei die Erfindung eine Form  actinischer Energie, wie z.B. fokussiertes sichtbares Licht, ein  Elektronenstrahl oder ein Laserstrahl, verwendet, um den Resist zu  verändern, z.B. chemisch, physikalisch oder durch Entfernung oder  Vernichtung, d.h. der Resist wird in einem Schritt verändert und  entfernt, indem der in einem Schritt dieser Form von actinischer  Energie ausgesetzt wird. Ein kommerziell erhältlicher Lasergravurkopf,  welcher einen 830 nm (Nanometer) kegelförmigen Infrarotlaser (thermischer  Laser) besitzt, ist im Trendsetter System der Firma Creo Corporation,  3700 Gilmore Way, Burnaby, British Columbia, Canada erhältlich.

   Laserthermisches  Abbilden kann für das Plattierverfahren, das galvanoplastische Plattierverfahren  und das umgekehrte Plattierverfahren, welche Verfahren hier beschrieben  wurden, verwendet werden, um dem Laserstrahl ausgesetzte (belichtete)  und dem Laserstrahl nicht ausgesetzte (unbelichtete) Flächen in der  Abdeckschicht zu bewirken. Als Alternative dazu können andere Verfahren  oder Kombinationen von Verfahren dazu benutzt werden, der actinischen  Energie ausgesetzte und nicht ausgesetzte Flächen zu erzeugen, abhängig    davon, welcher Resist verwendet wurde, wie z.B. jede Art von actinischer  Energie, insbesondere Teilchenstrahlen, elektromagnetische Strahlung  und Infrarotlaserstrahlen. 



   Die drei Verfahren können so aufgebaut sein, dass sie mit Ballard-Shell-Technologie  verwendet werden können, was ermöglicht, mechanische Mittel zu verwenden,  um den Gravurzylinder vom alten Bild freizumachen, um ein anderes  Bild zu bilden. 



   Es werden jetzt die Plattiervorrichtung und das Plattierverfahren  bezogen auf Fig. 1 und 2 beschrieben. Fig. 1 illustriert spezifischer  einen Teil von einem teilweise gemusterten oder entwickelten Gravurzylinder  10. Nur ein Teil der äusseren Oberfläche 12 eines Gravurzylinder  10 wird gezeigt. In einer Ausführungsvariante ist der Teil der äusseren  Oberfläche 12 des Gravurzylinders 10 aus Nickel gemacht, obwohl auch  ein anderes Material wie z.B. Kupfer verwendet werden kann. Die Oberfläche  des Gravurzylinders 10 ist mit einem thermisch empfindlichen, elektrisch  isolierenden Resist 14 beschichtet. Gemäss der vorliegenden, hier  beschriebenen Erfindung kann jedes zweckmässige Verfahren zum Anbringen  des Resists verwendet werden. Zum Beispiel kann der Resist auf den  Zylinder gesprüht werden, oder durch Beschichtung mit Eintauchen  oder Spritzen angebracht werden.

   Der Resist 14 wird in einer Dicke  von etwa 1 um (Mikrometer) aufgetragen, um genügend elektrische Isolation  zu erzeugen. Der Resist 14 wird in hoher Auflösung gemustert (das  Muster darauf abgebildet). Z.B. mit einer Auflösung von 2540 dpi  (dots per inch) und mit z.B. einem thermischen Laser (nicht dargestellt).  Dies wird erreicht, indem gemäss dem gewünschten Text- und/oder Bildermuster  einige Flächen des Resists z.B. einem Laser ausgesetzt werden, andere  Flächen jedoch nicht. Die Anwendung des Lasers kann direkt die Entfernung  des Resist bewirken oder der Resist kann chemisch, mechanisch oder  auf andere Art entfernt werden. Entweder die dem Laser ausgesetzten  oder die nicht dem Laser ausgesetzten Flächen werden entfernt, aber  nicht beide.

   Ob die dem Laser ausgesetzten oder die nicht dem Laser  ausgesetzten Flächen entfernt werden, ist davon abhängig, ob ein  positiver oder negativer Resist verwendet wird und welches Verfahren  benutzt wird. Der Resist wird in Fig. 1 gezeigt, wobei einige Flächen  entfernt wurden, während andere Flächen    auf dem Nickelsubstrat  12 verbleiben. Der Resist 14 ist also der verbleibende Resist. Auf  den Resist 14, wie er in Fig. 1 illustriert wird, wird sich als gemustert  oder entwickelt bezogen. 



   In Fig. 2 wird ein gravierter Gravurzylinder gezeigt. Der Gravurzylinder  10, welcher in Fig. 1 gezeigt wird, wurde gemustert und in ein galvanisches  Chrombad gelegt (nicht dargestellt). Im galvanischen Bad wird ein  elektrischer Strom zwischen der Chrom enthaltenden Elektrode und  den dem Laser ausgesetzten Flächen des Gravurzylinders 10 angelegt,  um die Chromwände 22 zu bilden. Durch Mittel, welche dem relevanten  Fachmann bekannt sind, wird das Chrom von dem leitenden, dem Laser  ausgesetzten Nickel auf dem Gravurzylinder 20 angezogen, wodurch  selektiv Chrom auf den Zylinder plattiert wird, um einen fertigen  Gravurzylinder 20 zu erzeugen. Falls gewünscht, kann der übrige Resist  chemisch, mechanisch oder anderweitig entfernt werden, wie z.B. durch  ein Lösungsmittel in einer auf Lösungsmittel basierenden Druckerschwärze  oder Druckerfarbe, wie z.B.

   Steinkohlenteeröl. Die Beschränkungen,  welche durch die dicken Resists gegeben sind, erzeugen die im Wesentlichen  trapezoidförmigen Chrom-Wände 22, wie sie in Fig. 2 gezeigt werden.  Die Flächen zwischen den Chromwänden bilden die Zellen 26, welche  die Druckerschwärze oder die Druckerfarbe für das Drucken der gewünschten  Text-und/oder Bildermuster hält. In Abhängigkeit von der bestimmten,  gewünschten Druckanwendung wird eine mögliche, physikalische Schwäche  zwischen den Chrombasisteilen 24 der Chromwände 22 und dem Nickelsubstrat  12 durch das galvanoplastische Plattierverfahren vermindert, welches  weiter unten beschrieben wird. 



   Bezogen jetzt auf Fig. 3, 4 und 5, dort wird ein Verfahren zum galvanoplastischen  Plattieren beschrieben. Fig. 3 illustriert spezifischer einen Teil  eines teilweise gemusterten oder entwickelten Gravurzylinders 30.  Nur ein Teil der äusseren Oberfläche 12 des Gravurzylinders 30 wird  gezeigt. In einer Ausführungsvariante ist ein Teil der äusseren Oberfläche  12 des Gravurzylinders 30 aus Nickel hergestellt, obwohl auch andere  Materialien wie z.B. Kupfer benutzt werden können. Die Oberfläche  des Gravurzylinders 30 ist mit einer dicken Schicht eines thermisch  empfindlichen, elektrisch isolierenden Resists 34 beschichtet. Der  Resist 34 wird mit einer Dicke gemacht, die grösser    oder gleich  der gewünschten Höhe der zu bildenden Chromwände ist.

   Natürlich wird  man erkennen, dass auch dickere Schichten des Resists im Wesentlichen  den gleichen Begrenzungseffekt auf das plattierte Chrom bewirken.  Der Resist 34 wird in hoher Auflösung gemustert (das Muster darauf  abgebildet). Z.B. mit einer Auflösung von 2540 dpi (dots per inch)  und mit z.B. dem 830 nm kegelförmige Infrarotlaser (thermischen Laser),  wie oben beschrieben. Dies wird erreicht, indem vordefinierte Flächen  des Resists 34 belichtet (d.h. einer Form von actinischer Energie  ausgesetzt) werden, z.B. einem Laserstrahl. Ein defokussierter (kegelförmiger,  konischer) Laser wird die belichteten Flächen 36 erzeugen, welche  im Wesentlichen ein trapezoidförmiges Profil aufweisen, wie es in  Fig. 3 illustriert ist.

   Fig. 3 zeigt die belichteten Flächen des  Resists 36, wie sie entfernt sind, während die unbelichteten Flächen  des Resists 34 an der äusseren Oberfläche 12 des Gravurzylinders  30 haften bleiben. 



   Bezogen jetzt auf Fig. 4 wird der Gravurzylinder, wie in Fig. 3 beschrieben,  in ein galvanisches Chrombad gelegt, wie es oben beschrieben wurde.  In dem galvanischen Bad wird ein elektrischer Strom zwischen einer  Chrom enthaltenden Elektrode und den unbedeckten elektrisch leitenden  Flächen 42 des Gravurzylinders 40, welche den belichteten Flächen  36 des Resist 34 von Fig. 3 entsprechen, angelegt, um die Chromwände  44 zu bilden. Indem man die Menge und die Dauer des durch die Chrom  enthaltende Elektrode fliessenden Stroms genau kontrolliert, kann  die Menge des auf dem Gravur-zylinder 12 plattierten Chroms präzise  kontrolliert werden. Die Begrenzungen, wie sie durch den dicken Resist  gegeben werden, erzeugen Chromwände, welche im Wesentlichen trapezoidförmig  sind, wie es in Fig. 4 gezeigt wird.

   Das Chrom wird aufplattiert,  indem der Resist als Führung benutzt wird, um eine weite, stabile  Basis zu bilden. In Abhängigkeit von der speziellen, gewünschten  Druckanwendung wird die Möglichkeit einer möglichen physikalischen  Schwäche zwischen dem Chrombasisteil 42 der Chromwände 44 und dem  Nickelsubstrat 12 des Gravurzylinders 40 durch das galvanoplastische  Plattierverfahren vermindert. Der verbleibende Resist wird chemisch,  mechanisch oder anderweitig entfernt, um die offenen Zellen 52 zu  bilden, wie sie in Fig. 5 illustriert sind. Fig. 5 illustriert den  fertig gestellten Gravurzylinder 50, welcher mit dem galvanoplastischen  Plattierverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. 



     Bezogen jetzt auf Fig. 6 und 7 ist ein umgekehrtes Plattierverfahren  beschrieben. Fig. 6 illustriert spezifischer einen Teil des teilweise  gemusterten oder entwickelten Gravurzylinders 60. In einer Ausführungsvariante  ist ein Teil der äusseren Oberfläche 12 des Gravurzylinders 60 aus  Nickel hergestellt, obwohl auch andere Materialien, wie z.B. Kupfer  benutzt werden können. Eine Chromschicht 62 wird auf die Oberfläche  des Gravurzylinders 60 in einem galvanischen Bad zur endgültigen,  gewünschten Dicke plattiert, wie es oben beschrieben ist. Eine dünne  Schicht eines thermisch empfindlichen, elektrisch isolierenden Resists  64 wird über die Chromschicht 62 gelegt.

   Der Resist 64 wird in hoher  Auflösung gemustert (das Muster darauf abgebildet), z.B. mit einer  Auflösung von 2540 dpi (dots per inch) und mit z.B. dem 830 nm kegelförmigen  Infrarotlaser (thermischen Laser), wie oben beschrieben. Dies wird  erreicht, indem vordefinierte Flächen des Resists belichtet (d.h.  einer Form von actinischer Energie ausgesetzt) werden, z.B. einem  Laser, jedoch andere Flächen entsprechend dem gewünschten Text- und/oder  Bildermuster nicht. Darauf werden entweder die belichteten oder die  unbelichteten Flächen, jedoch nicht beide, chemisch, mechanisch oder  anderweitig entfernt. Ob die belichteten Flächen oder die unbelichteten  Flächen entfernt werden, ist vom Typ des verwendeten Resists und  dem verwendeten Verfahren zur Entfernung der Flächen abhängig.

   Es  ist festzustellen, dass der Resist 64 von der Art eines Resists sein  kann, welcher entfernt wird, oder vom Typ eines Resists, welcher  nicht entfernt wird. Auf dem Resist 64 gemäss Fig. 6 sind einige  Flächen entfernt, während andere auf dem Nickelsubstrat 12 verbleiben.  Auf diese Weise wird der Resist 64 auf dem Gravurzylinder 60 entwickelt  oder gemustert. 



   Wendet man sich jetzt Fig. 7 zu, dort wird der Gravurzylinder 70,  nachdem der Resist 64 gemustert wurde, in ein galvanisches Plattierbad  gelegt, wie es oben beschrieben ist. An diesem Punkt wird die Polarität  des elektrischen Stroms umgekehrt, wodurch das Chrom von den Flächen  entfernt wird, von welchen der Resist 64 entfernt wurde. Das Chrom  kehrt dabei wieder zur Chrom enthaltenden Elektrode zurück. Dieser  umgekehrte Plattierprozess unterhöhlt den Resist, wobei im Wesentlichen  trapezoidförmige Flächen erzeugt werden, da die obere Chromschicht  62 längere Zeit dem umgekehrten Plattierprozess ausgesetzt ist als  die tieferen Teile der Chromschicht 62. Als eine Alternative zum  umgekehrten Plattieren kann ein Ätzprozess verwendet    werden. Das  ungleiche Material des Substrates gewährt präzise Zelltiefen, z.B.  erzeugt Nickel einen soliden Ätz-Stopp.

   Umgekehrtes Plattieren hat  jedoch den Vorteil, dass es für die Umwelt sauber ist und das wertvolle  Chrom zurückbehält. Das Entfernen des Resists 64 stellt den Gravurzylinder  70 fertig, indem er offene Flächen zurücklässt, um als Zellen 66  für das Halten der benutzten Tinte zu dienen, welche die gewünschten  Text- und/oder Bildermuster drucken. 



   Nach dem Drucken werden die Text- und/oder Bildermuster durch zusätzliches  umgekehrtes Chromplattieren entfernt. Der Zylinder ist damit bereits  im Chromplattierbad und bereit für den nächsten Plattiereinsatz. 



   In den drei hier beschriebenen Verfahren bilden die resultierenden  Zellen eine Oberfläche, welche eine Rakel oder ein Abstreichmesser  tragen kann. Nachdem der Druckvorgang fertig ist, entfernt ein Umkehrplattieren  (Plattieren vom Zylinder zurück zur Chromelektrode durch Umkehren  der Polarität) das Chrom vom Zylinder und bereitet die Zylinderoberfläche  für ein neues Bild vor. Dies ist eine Alternative zum Ballard-Shell-Verfahren.  Der Gravurzylinder wird zurück in den Chromplattiertank gelegt, wie  im weiter oben beschriebenen Umkehrplattierverfahren, um das Chrom  zurück zur Chromelektrode zu führen. 



   Die vorliegende Erfindung bietet mehrere Vorteile bezüglich des herkömmlichen  mechanischen Gravierens. Die vorliegende Erfindung graviert einen  Gravurzylinder etwa 30-mal schneller als ein herkömmlicher Helio-Klischograf,  wobei eine höhere Auflösung erreicht wird. Ausserdem bringt das Wegfallen  des Einrichtens des Diamantgriffels Einsparungen an Zeit und Arbeit.  Die vorliegende Erfindung wird nicht beeinflusst durch Unterschiede  in der mechanischen Gravierbarkeit von Kupfer, da Kupfer nicht wie  im Helio-Klischografen mechanisch manipuliert wird. Damit wird die  Konsistenz verbessert. 



   Andere Materialien als Chrom und/oder Nickel können verwendet werden  um die äussere Oberfläche und/oder Wände zu bilden. Zusätzlich kann  auch mehr als ein Material benutzt werden, um die Wände zu bilden.  Als Alternative können die Nickel- oder Kupferwände mit z.B. einer  Chrom- oder    Chrom-legierungsschicht fertig gestellt werden, um  eine harte und dauerhafte Oberfläche abzugeben. Ebenso können alternative  Plattierverfahren verwendet werden, um die Materialschichten anzulagern  und sie zu entfernen. Diese alternativen Verfahren können auch Vakuumanlagerung,  CVD (chemical vapor deposition), Plasmaätzen und Schleifen umfassen.

                                                             

 Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf eine oder mehrere bestimmte  Ausführungsvariationen beschrieben wurde, wird der Fachmann auf dem  Gebiet erkennen, dass viele Änderungen gemacht werden können, ohne  dass man sich vom Umfang und dem Rahmen der vorliegenden in den Patentansprüchen  definierten Erfindung entfernt. Es sollen folglich für die vorliegende  Erfindung nur solche Einschränkungen gelten, wie sie durch die folgenden  Ansprüche angezeigt werden.

Claims (22)

1. Verfahren zum Gravieren eines Gravurzylinders, gekennzeichnet durch: Ablagern einer Schicht eines Resists auf einem Gravurzylinder; Bilden eines Musters aus ersten Flächen und zweiten Flächen in der genannten Schicht eines Resists; und Ablagern einer genügenden Menge von mindestens einem wandbildenden Material, ausgewählt aus der Gruppe von Metallen und Metalllegierungen, auf freigelegten Flächen des genannten Gravurzylinders, um mit dem Material Wände zu bilden, welche fähig sind, eine genügende Menge von Druckfarbe und/oder Druckerschwärze zu halten, um eine Abbildung auf einem Medium zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner einen Schritt zum Entfernen eines verbleibenden Teils vom genannten Resist umfasst, um die genannten freigelegten Flächen des genannten Zylinders zu bilden.

3.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei die genannten Wände eine Mehrzahl von Zellen zwischen sich definieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das genannte Muster der ersten Flächen und der zweiten Flächen dadurch gebildet wird, dass die ersten Flächen und/oder die zweiten Flächen einem Laserstrahl ausgesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das genannte Muster der ersten Flächen und der zweiten Flächen dadurch gebildet wird, dass die ersten Flächen oder die zweiten Flächen einer Form actinischer Energie ausgesetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter einen Schritt zum Entfernen des genannten wandbildenden Materials umfasst, bis eine darunter liegende Schicht des Gravurzylinders aufgedeckt wird, wobei die genannte darunter liegende Schicht als Ätz-Stopp dient.

7.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei die genannten Wände ein im Allgemeinen trapezoidförmiges Profil aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei weiter eine Schicht eines zweiten wandbildenden Materials, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Chrom, Nickel, Chromlegierungen, wie Chrom-Nickel, und Kupfer, auf dem genannten Gravurzylinder abgelagert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das genannte wandbildende Material hauptsächlich ausgewählt ist aus der Gruppe Chrom, Chrom-Nickel und Nickel.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das genannte wandbildende Material eine äussere Oberfläche umfasst, die hauptsächlich Material besitzt, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe Chrom und Chromlegierungen.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das genannte wandbildende Material auf den genannten Gravurzylinder durch Plattieren zugefügt wird.

12.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das genannte Metall Chrom, Nickel, Chrom-Nickel oder Kupfer ist und die genannte Metalllegierung eine Chromlegierung ist.

13. Ein Verfahren zum Gravieren eines Gravurzylinders, welches Verfahren folgende Schritte umfasst: Ablagern einer Schicht eines wandbildenden Mate-rials auf dem genannten Gravurzylinder, wobei das Material aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche Metall und Metalllegierungen umfasst; Auftragen einer Schicht eines Resists auf der Schicht eines wandbildenden Materials; Bilden eines Musters aus ersten Flächen und zweiten Flächen in der genannten Schicht des Resists; Entfernen der ersten Flächen um freigelegte Flächen, der genannten Schicht des genannten wandbildenden Materials zu erzeugen;

Entfernen eines Teils der genannten Schicht des genannten wandbildenden Materials angrenzend zu den genannten freigelegten Flächen, bis eine darunterliegende Schicht freigelegt ist, welche als Ätz-Stopp dient, und der entfernte Teil des genannten Gravurzylinders Teile freilegt, die ungefähr den genannten freigelegten Flächen entsprechen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das genannte Muster der ersten Flächen oder zweiten Flächen gebildet wird, indem die ersten Flächen oder die zweiten Flächen einem Laserstrahl ausgesetzt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das genannte Muster der ersten Flächen oder zweiten Flächen gebildet wird, indem die ersten Flächen oder die zweiten Flächen einer Form actinischer Energie ausgesetzt werden.

16.

Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren weiter den Schritt umfasst, dass der genannte Gravurzylinder in ein galvanisches Bad gelegt wird und die Polarität des elektrischen Stroms umgekehrt wird, um das genannte wandbildende Material angrenzend zu den genannten freigelegten Flächen zu entfernen.

17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die genannten Wände ein im Allgemeinen trapezoidförmiges Profil aufweisen.

18. Verfahren nach Anspruch 13, wobei weiter eine Schicht eines zweiten wandbildenden Materials auf den genannten Gravurzylinder zugefügt werden, wobei das Material aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche Chrom, Nickel, Chrom-Nickel, Chromlegierungen und Kupfer umfasst.

19.

Verfahren nach Anspruch 13, wobei das genannte wandbildende Material hauptsächlich Material umfasst, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Chrom, Chrom-Nickel und Nickel umfasst.

20. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das genannte wandbildende Material eine äussere Oberfläche umfasst, die hauptsächlich Material umfasst, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Chrom und Chromlegierungen umfasst.

21. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das genannte wandbildende Material auf den genannten Gravurzylinder durch Plattieren zugefügt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das genannte Metall Chrom, Nickel, Chrom-Nickel oder Kupfer ist und wobei die genannte Metalllegierung eine Chromlegierung ist.