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Diese
Erfindung betrifft Lithografie-Drucken. Insbesondere betrifft diese
Erfindung eine überschreibbare
Lithografie-Flachdruckplatte und Systeme und Verfahren zum Überschreiben
der Platte durch Kontrollieren der reversiblen hydrophoben/hydrophilen
Eigenschaften der Oberfläche
der Platte.
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Herkömmliche
Lithografie-Flachdruckplatten werden mit bildweisen hydrophoben/hydrophilen Flächen vorbereitet.
Danach wird Wasser mit den hydrophoben/hydrophilen Oberflächen der
Platte in Kontakt gebracht. Das Wasser meidet alle hydrophoben Flächen, haftet
aber an allen hydrophilen Flächen.
Die Oberfläche
der Platte wird dann mit einer Tinte auf Ölbasis in Kontakt gebracht.
Da die Tinte auf Ölbasis
und das Wasser nicht mischbar sind, meidet die Tinte auf Ölbasis die
Flächen,
die mit Wasser beschichtet sind und haftet an den restlichen Flächen. Die
Tinte auf Ölbasis
und das Wasser werden dann auf einen Gummizylinder übertragen
und anschließend
auf ein aufnehmendes Medium, wie beispielsweise Papier.
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Herkömmliche
Lithografie-Flachdruckplatten werden im Allgemeinen außerhalb
der Druckerpressen vorbereitet. Daher muss eine Platte zuerst unter
Verwendung einer zweckbestimmten Flachdruckplatten-Vorbereitungsmaschine
vorbereitet und anschließend
in einer Lithografie-Druckerpresse installiert werden. Diese Vorbereitung
und Installation verschwenden wertvolle Zeit und müssen für jedes Bild
durchgeführt
werden, das gedruckt werden soll. Dieses Problem verschlimmert sich
bei Farblithografie-Drucksystemen, bei denen für jede Farbe eines Bilds eine
andere Platte vorbereitet und installiert werden muss. Außerdem können neu
vorbereitete Platten nicht installiert werden, ohne vorher alle
Platten zu entfernen und zu entsorgen, die sich bereits in der Presse
befinden, und die ersetzt werden. Die ersetzten Platten können nicht überschrieben
werden und stellen daher eine beträchtliche Verschwendung von
Materialien, Energie und Zeit dar.
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Die
Vorbereitungszeit von herkömmlichen
Lithografie-Flachdruckplatten ist also sehr langwierig. Jede Platte
erfordert eine Vorbereitung von mehreren Minuten. Typischerweise
besitzen leere Lithografie-Flachdruckplatten eine hydrophobe Oberfläche, die
so aufbereitet wird, dass sie hydrophile Bereiche bereitstellt,
die auf der Oberfläche
in bildweiser Art verteilt sind. Ein Beispiel eines Vorbereitungsprozesses
einer Lithografie-Flachdruckplatte
umfasst eine leere Lithografie-Flachdruckplatte mit einer Oberfläche, die
mit einem hydrophoben Fotopolymer-Film beschichtet ist. Dieser Film
wird mit einem Laser belichtet. Das Polymer reagiert auf das Licht,
und die belichteten Flächen
des hydrophoben Fotopolymer-Films werden entfernt, indem die Oberfläche mit einem
chemischen Lösungsmittel
in Kontakt gebracht wird. Dieser Prozess ist verschwenderisch, weil
der hydrophobe Fotopolymer-Film nicht wiederherstellbar ist, und
das Lösungsmittel
spezielle Handhabung und Kontrolle erfordert.
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Ein
weiteres Beispiel eines Vorbereitungsprozesses einer herkömmlichen
Lithografie-Flachdruckplatte
umfasst eine leere Lithografie-Flachdruckplatte mit einer Oberfläche, die
mit einem hydrophilen Silikonkautschuk-Film beschichtet ist. Die leere
Lithografie-Flachdruckplatte
wird ebenfalls mit Licht von einem Laser bildweise belichtet. Allerdings entfernt
der Laser den Silikonkautschuk-Film, und der Schritt, ihn mit chemischem
Lösungsmittel
in Kontakt zu bringen, wird vermieden.
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Eine
weitere herkömmliche
Lithografie-Flachdruckplatte besitzt eine Oberfläche mit einem ölabweisenden
Silikonkautschuk-Film, der bildweise verteilt ist. Diese Art von
Platte kann in einem Lithografie-Druckprozess ohne Wasser verwendet werden,
was insofern einen Vorteil aufweist, als die Tinte und das Wasser
nicht sorgfältig
im Gleichgewicht gehalten werden müssen. Die Lithografie-Flachdruckplatte
ohne Wasser weist zwei verschiedene Flächen auf. Eine erste Fläche weist
einen ölabweisenden
Silikonkautschuk-Film
auf, mit dem sich die Tinte nicht bindet, und eine zweite Fläche, von
welcher der ölabweisende
Silikonkautschuk-Film entfernt wurde, und die ein darunter liegendes
Substrat freilegt, mit dem sich die Tinte bindet. Die Tinte wird
dann mit der Oberfläche
der Platte in Kontakt gebracht, und die Tinte bedeckt nur die Flächen, von denen
der Silikonkautschuk entfernt worden ist. Danach wird die Tinte
auf einen Gummizylinder übertragen
und anschließend
auf ein aufnehmendes Medium.
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Keine
dieser Platten weist reversible hydrophobe/hydrophile Eigenschaften
auf der Oberfläche der
Platte auf. Daher können
die Platten nicht überschrieben
oder wiederverwendet werden. Außerdem müssen die
herkömmlichen
Lithografie-Flachdruckplatten außerhalb der Druckerpresse in
einem langwierigen Vorbereitungsprozess vorbereitet und dann in
der Druckerpresse installiert werden.
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Diese
Erfindung stellt Systeme und Verfahren bereit, die eine Lithografie-Flachdruckplatte rasch
beschreiben und überschreiben,
wobei ein Prozess verwendet wird, für den kein chemisches Lösungsmittel
erforderlich ist.
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Diese
Erfindung stellt insbesondere Systeme und Verfahren zum Beschreiben,
Löschen
und Überschreiben
einer Lithografie-Flachdruckplatte bereit.
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Diese
Erfindung stellt insbesondere eine beschreibbare, löschbare
und überschreibbare
Lithografie-Flachdruckplatte bereit.
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Diese
Erfindung stellt insbesondere eine beschreibbare, löschbare
und überschreibbare
Lithografie-Flachdruckplatte bereit, die unter Verwendung eines
Fotoempfängers
beschreibbar und löschbar
ist, der ladungsabhängige
hydrophile und hydrophobe Eigenschaften besitzt.
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Diese
Erfindung stellt insbesondere eine beschreibbare, löschbare
und überschreibbare
Lithografie-Flachdruckplatte unter Verwendung eines Fotoempfängers bereit,
der ladungsabhängige ölanziehende
und ölabweisende
Eigenschaften besitzt.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
der Systeme und Verfahren gemäß dieser
Erfindung wird ein Bild auf die Platte geschrieben, während sie
sich in einer Lithografie-Druckerpresse
befindet und das Bild mit einer Geschwindigkeit auf die Platte schreibt, die
annähernd
der Druckgeschwindigkeit der Presse entspricht.
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Die
Systeme und Verfahren und die Lithografie-Flachdruckplatte dieser
Erfindung stellen viele der wirtschaftlichen Vorzüge der herkömmlichen
Lithografie-Druckverfahren bereit, wie beispielsweise kostengünstige Tinten,
die mögliche
Verwendung einer großen
Bandbreite von Papiersorten und die mögliche Verwendung von anderen
aufnehmenden Substraten.
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Die
Systeme und Verfahren und die Lithografie-Flachdruckplatte dieser
Erfindung lassen sich auch mit digitalen Druckprozessen kombinieren,
um kundenspezifische Anpassungen bei kleinen Auflagen bereitzustellen.
In diesem Fall kann jede Seite kundenspezifisch angepasst werden,
während
sie mit der hohen Betriebsgeschwindigkeit der Druckerpresse gedruckt
wird.
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In
einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Systeme und
Verfahren dieser Erfindung werden Fotoempfänger in Kombination mit anderen
Schichten auf einer Lithografie-Flachdruckplatte verwendet, um eine
bildweise Laserstrahl-Bemusterung von hydrophoben und hydrophilen
Flächen auf
der Oberfläche
der Lithografie-Flachdruckplatte zu ermöglichen. Die hohe Lichtempfindlichkeit
vom Fotoempfängern
ermöglicht
das Beschreiben und Überschreiben
der Lithografie-Flachdruckplatten dieser Erfindung bei Geschwindigkeiten
in Größenordnungen,
die schneller sind als diejenigen, die bisher normalerweise zur
Verfügung
standen.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
der Lithografie-Flachdruckplatte dieser Erfindung wird die lokale
Oberflächenenergie
der Lithografie-Flachdruckplatte kontrolliert, um die hydrophobe/hydrophile
Natur der Oberfläche
der Platte bildweise zu kontrollieren, indem auf der Oberfläche geladene
und neutrale Bereiche für
lithografisches Drucken geschaffen werden. In anderen beispielhaften
Ausführungsformen
der Lithografie-Flachdruckplatte dieser Erfindung werden Fotoempfänger oder
geladene Empfängerschichten
mit anderen Schichten kombiniert, um eine kontrollierbare und reversible
Hydrophobie oder Hydrophilie der Oberfläche der Lithografie-Flachdruckplatte
dieser Erfindung bereitzustellen.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren
detailliert beschrieben:
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1 stellt schematisch eine
erste beispielhafte Ausführungsform
eines Lithografie-Drucksystems
in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar;
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2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der
beispielhaften Ausführungsform
von einer ersten Oberfläche
der Lithografie-Flachdruckplatte des Lithografie-Drucksystems von 1;
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3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer
zweiten beispielhaften Ausführungsform
einer Oberfläche
von einer Lithografie-Flachdruckplatte in Übereinstimmung mit der Erfindung
mit einem Wassertropfen auf der Oberfläche;
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4 zeigt die zweite beispielhafte
Ausführungsform
der Oberfläche
der Lithografie-Flachdruckplatte
und den Wassertropfen von 3,
nachdem der Tropfen einen Teil der Oberflächenladung aufgenommen hat;
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5 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer
dritten beispielhaften Ausführungsform
einer Oberfläche
von einer Lithografie-Flachdruckplatte in Übereinstimmung mit der Erfindung;
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6 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer
sechsten beispielhaften Ausführungsform
einer Oberfläche
von einer Lithografie-Flachdruckplatte, die in Übereinstimmung mit der Erfindung
Polyelektrolyt-Bürsten
aufweist;
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7 stellt schematisch eine
zweite beispielhafte Ausführungsform
eines Lithografie-Drucksystems
in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar;
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8 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer
beispielhaften Ausführungsform
einer Oberfläche
von einer Lithografie-Flachdruckplatte des Systems von 7;
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9 stellt schematisch eine
dritte beispielhafte Ausführungsform
eines Lithografie-Drucksystems
in Übereinstimmung
mit der Erfindung dar; und
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10 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer
beispielhaften Ausführungsform
einer Oberfläche
von einer Lithografie-Flachdruckplatte des Systems von 9.
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Die
Verfahren und Systeme dieser Erfindung kontrollieren die Oberflächenenergie
einer Lithografie-Flachdruckplatte, um die hydrophilen und hydrophoben
Eigenschaften der Flachdruckplatte zu beeinflussen. Diese Eigenschafen
ermöglichen
es, dass die Tinte auf die Flachdruckplatte gemäß dieser Erfindung bildweise
aufgetragen werden kann, und gewährleisten
eine rasche Erzeugung von Bildern auf einem aufnehmenden Medi um.
Die Lithografie-Flachdruckplatte gemäß dieser Erfindung kann zwischen
Druckaufträgen
wiederholt überschrieben werden
oder kann sogar zwischen einzelnen aufnehmenden Medien überschrieben
werden.
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Diese
hydrophoben/hydrophilen Eigenschaften stehen in Beziehung mit der
Oberflächen-Leitungsenergie
(surface free energy) der Lithografie-Flachdruckplatte gemäß dieser
Erfindung. Die Oberflächen-Leitungsenergie
ist die Energie, die erforderlich ist, um eine Einheitenfläche (unit
area) der Oberfläche
auszubilden. Die Oberflächen-Leitungsenergie
misst die Selbst-Anziehungskraft, die durch vernetzte, nach innen
gerichtete Kräfte
(net inward forces) verursacht wird, die von Oberflächenmolekülen ausgeübt werden.
Bei Flüssigkeiten
ist die Oberflächen-Leitungsenergie äquivalent
zur Oberflächenspannung.
Ein dazugehöriger
Mechanismus ist die Grenzflächen-Leitungsenergie
(interfacial free energy), welche die Energie ist, die zum Ausbilden
einer weiteren neuen Grenzfläche
zwischen zwei Substanzen erforderlich ist. Die Grenzflächen-Leitungsenergie
wird den chemischen Unterschiedlichkeiten zwischen zwei Materialien
zugeschrieben, und ist eine Maßeinheit
der Abstoßung
zwischen diesen zwei Materialien. Die Grenzflächen-Leitungsenergie ist im Allgemeinen
auch als Netzfähigkeit
bekannt. Wenn die Grenzflächen-Leitungsenergie
hoch ist, ist die Netzfähigkeit
gering, und die Flüssigkeit
haftet nicht an der Oberfläche.
Wenn im Gegensatz dazu die Grenzflächen-Leitungsenergie niedrig
ist, haftet die Flüssigkeit
an der Oberfläche,
und die Netzfähigkeit ist
hoch. Die Verfahren und Systeme dieser Erfindung kontrollieren die
Grenzflächen-Leitungsenergie zwischen
der Oberfläche
einer Lithografie-Flachdruckplatte und den Flüssigkeiten, um die Netzfähigkeit
von Tinten auf Ölbasis
zu kontrollieren.
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1 zeigt eine erste beispielhafte
Ausführungsform
eines Lithografie-Drucksystems 10 in Übereinstimmung mit dieser Erfindung.
Das Lithografie-Drucksystems 10 umfasst eine Flachdruckplatte 12,
eine Offsetwalze 14 und eine Andruckrolle 16. Wie
in 1 gezeigt, dreht
sich jede der Flachdruckplatte 12, der Offsetwalze 14 und
der Andruckrolle 16 in die Richtung der entsprechenden
Pfeile A, B und C. Die Flachdruckplatte 12 weist eine Oberfläche 18 auf,
die sich durch eine Reihe von Verarbeitungsstationen dreht, die
um den Umfang der Flachdruckplatte 12 positioniert sind.
Die Oberfläche 18 der
Lithografie-Platte 12 dreht sich durch eine Ladestation 20, die
geladene Ionen gleichförmig
auf der Oberfläche 18 der
Flachdruckplatte 12 verteilt. Die Ladestation 20 kann
alle bekannten oder später
entwickelten Ladevorrichtungen umfassen, wie bei spielsweise eine Koronarentladungsvorrichtung 22.
Daher kann die Ladestation 20 jede Art von Ladevorrichtung
umfassen, solange die Ladevorrichtung eine gleichförmige Verteilung
von geladenen Ionen auf der Oberfläche 18 bereitstellt.
Die Oberfläche 18 dreht
sich von der Ladestation 20 zu einer Belichtungsstation 24.
An der Belichtungsstation 24 wird die Oberfläche 18 Licht
in einer bildweisen Art ausgesetzt. Die Belichtungsstation 24 kann
alle bekannten oder später
entwickelten Belichtungsvorrichtungs-Arten umfassen, wie beispielweise
eine Laserrasterausgabe-Abtastvorrichtung (laser raster output scanner)
(ROS), einen eine Seite breiten Leuchtdioden-Druckbalken oder Ähnliches.
Die Belichtungsstation 24 belichtet die Fotoempfänger auf
der Oberfläche 18,
um ein latentes Ladungsbild bereitzustellen, das wiederum die Verteilung
von hydrophoben und hydrophilen Flächen auf der Oberfläche 18 definiert.
Die Oberfläche 18 dreht sich
dann zu einer Wasserkontaktstation 26. An der Wasserkontaktstation 26 wird
die Oberfläche 18 mit Wasser 28 in
Kontakt gebracht. Insbesondere haftet Wasser 28 nur an
den hydrophilen Flächen
der Oberfläche 18.
Daher haftet Wasser 28 an der Oberfläche 18 in einer bildweisen
Art. Die Oberfläche 18 dreht sich
danach zur Tintenkontaktstation 30. An der Tintenkontaktstation 30 berührt die
hydrophobe Tinte 32 die Oberfläche der Flachdruckplatte 12.
Die Tinte 32 haftet dann an den hydrophoben Flächen der
Oberfläche 18,
wird aber von den hydrophilen Flächen
auf der Oberfläche 18,
die mit Wasser beschichtet sind, abgestoßen und haftet nicht an ihnen
an. An diesem Punkt wird die Oberfläche 18 mit Öl und Wasser
in einer bildweisen Art bedeckt.
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Die
Oberfläche 18 dreht
sich danach in Kontakt mit der Offsetwalze 14. Die Tinte
von der Flachdruckplatte 12 haftet an der Offsetwalze 14 in
einer bildweisen Art. Die Offsetwalze 14 dreht sich anschließend in
Kontakt mit einem aufnehmendem Medium 34, das die Tinte
aufnimmt.
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Nachdem
die Flachdruckplatte 12 die Oberfläche 18 mit der Offsetwalze 14 berührt hat,
dreht sich die Oberfläche 18 zu
einer Reinigungsstation 36. Die Reinigungsstation 36 entfernt
alle Tinten- und Wasserreste von der Oberfläche 18 der Flachdruckplatte 12.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die unter Bezugnahme auf 8 detaillierter beschrieben
wird, dreht sich die Oberfläche 18 zu
einer Auffüllstation 38.
Die Auffüllstation 38 füllt ein wässriges
Medium an der Oberfläche 18 wieder
auf.
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Die
Oberfläche 18 dreht
sich anschließend von
der Auffüllstation
zu einer Löschstation 40.
Die Löschstation 40 entlädt jede
restliche Ladung von der Oberfläche 18.
Alternativ dazu, wie im Folgenden beschrieben, kann die Löschstation 40 Teile
der geladenen Flächen
auf der Oberfläche 18 selektiv
entladen. Alternativ braucht die Löschstation 40 keinen
Teil der Oberfläche
zu entladen, so dass die bildweise Ladung auf dem Fotoempfänger bleibt,
um eine weitere identische Lithografie-Druckfarbenabgabe und Übertragung
zu veranlassen.
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Danach
dreht sich die Oberfläche 18 zu
der Ladestation 20 zurück
und der Prozess wird wiederholt.
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2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der
Oberfläche 18 der
Flachdruckplatte 12. Die Oberfläche 18 umfasst ein
elektrisch geerdetes Substrat 50, eine ladungserzeugende
Schicht 52 und eine Elektronentransportschicht 54.
Die Oberfläche 18 bewegt
sich durch die in 1 dargestellten
Verarbeitungsstationen in Übereinstimmung
mit Pfeil A. Die Ladestation 20 verteilt geladene Ionen 56 gleichförmig auf
der Oberfläche 18,
wie dargestellt. In der in 2 gezeigten
Ausführungsform
hat die Ladestation 20 positive Ladungen 56 auf
der Oberfläche 18 verteilt.
Diese positiven Ladungen 56 ziehen negative Ladungen 51 in
dem elektrisch geerdeten Substrat 50 an, so dass sie an
die Oberfläche
des elektrisch geerdeten Substrats 50 steigen. Allerdings
werden die negativen Ladungen 51 unter der ladungserzeugenden
Schicht 52 gefangen, da die ladungserzeugende Schicht 52 nichtleitend
ist.
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Wenn
die Oberfläche 18 von
der Belichtungsvorrichtung 24 belichtet wird, erzeugt das
Volumen der ladungserzeugenden Schicht, die dem Licht 58 ausgesetzt
wird, Ladungspaare, welche die positiven Ladungen 56 auf
der Oberfläche
und die negativen Ladungen 51 in dem elektrisch geerdeten
Substrat 50 in einer bildweisen Art aufteilen. Auf diese Weise
werden bildweise geladene und entladene Bereiche auf der Oberfläche 18 gebildet.
Die geladenen und entladenen Bereiche auf der Oberfläche wirken sich
auf die hydrophobe/hydrophile Natur der Oberfläche aus. Die Oberfläche 18 bewegt
sich danach weiter zur Tintenkontaktstation 30, wo die
Oberfläche 18 einer
polarisierten Flüssigkeit
ausgesetzt wird, die an den hydrophilen Bereichen der Oberfläche 18 anhaftet,
wie unter 60 gezeigt. Die polarisierte Flüssigkeit
benetzt die entladenen Bereiche nicht. In einer beispielhaften Ausführungsform
ist die polarisierte Flüssigkeit
eine polarisierte Tinte. Alternativ dazu ist die polare Flüssigkeit
transparent und wird dazu verwendet, eine anschließend aufgetragene
Tinte auf Öl-Basis
abzustoßen.
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3 zeigt den Anfangszustand
einer polarisierten Flüssigkeit,
wie beispielsweise Wasser 28, unmittelbar nachdem sie mit
den geladenen Bereichen 42 der Oberfläche 18 in Kontakt
gebracht wurde. Wie in 3 gezeigt,
sind Ionen mit einer Ladung, die derjenigen des Fotoempfängers entgegengesetzt
ist, an der Grenzfläche
angelagert, wodurch die Grenzflächenenergie
ausreichend reduziert wird, um eine Flüssigkeitsbindung zu ermöglichen.
Die Verteilung von Wasser 28 stimmt genau mit der Verteilung
der geladenen Flächen 42 der
Oberfläche 18 der
Flachdruckplatte 12 überein.
Außerdem
zeigt 3, dass Wasser
in dem geladenen Bereich 42 gut an der Oberfläche 18 anhaftet. 4 zeigt allerdings ein potenzielles
Problem, das auftritt, wenn Ladungen 56 vom Wasser 28 aufgenommen
werden. Wenn die Ladungen 56 vom Wasser 28 aufgenommen
werden, erhöht
sich die Grenzflächenenergie
an der Oberfläche 18,
und Wasser 28 haftet nicht mehr gut an der Oberfläche 18 der
Flachdruckplatte 12. Daher kann Wasser 28 an der
Oberfläche 18 entlang wandern.
Eine thermodynamische Analyse zeigt, dass es energiebezogen für die Ladungen 56 von Vorteil
sein kann, in das Innere des Wassertropfens 28 einzudringen
und sich dort auszubreiten. Wenn die Ladungen 56 die Oberfläche 18 verlassen,
wird die Oberfläche 18 wieder
hydrophob. Allerdings kann die Kinetik jeder Ladungsaufnahme durch
Wasser 28 und das sich daraus ergebende Nicht-Benetzen der Oberfläche 18 langsam
genug sein, um die Ausführung
eines Druckvorgangs zu ermöglichen.
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5 zeigt eine zweite beispielhafte
Ausführungsform
der Struktur der Oberfläche 18.
Die in 5 gezeigte Struktur
der Oberfläche 18 spricht das
potenzielle Problem der Ladungsaufnahme durch Wasser 28 an.
Wie in 5 gezeigt, enthält die Oberfläche 18 das
elektrisch geerdete Substrat 50, die ladungserzeugende
Schicht 52 und die Elektronentransportschicht 54,
die vorher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben
wurden. Allerdings weist die Oberfläche 18 in 5 auch eine Schicht 62 auf, die
doppelte untergeordnete Gemischtstruktur-Schichten (double heterostructure
sublayers) oder Ladungsfangstellen sowie eine obere Lochtransportschicht 64 (hole
transport layer) enthält.
Die in 5 gezeigte Oberfläche 18 durchläuft die
gleichen Verarbeitungsstationen, die vorher unter Bezugnahme auf
die 1 und 2 beschrieben wurden. Wie
in 5 gezeigt, werden
die Ladungen 56, die durch die Ladestation 20 aufgebracht werden,
allerdings durch die obere Transportschicht 64 gezogen und
in den Ladungsfangstellen 62 gesammelt. Die Ladungsfangstellen-Schicht 62 ist
ebenfalls als eine Bindeschicht bekannt. Die Bindeschicht verhindert die
Ladungsaufnahme durch Wasser 28 und dient auch dazu, eine
seitliche Leitfähigkeit
der Ladungen 56 durch die Oberfläche 18 zu verhindern,
um eine Unschärfe
des Bilds zu verhindern.
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6 zeigt eine weitere beispielhafte
Ausführungsform
der Oberfläche 18,
wobei die hydrophoben und hydrophilen Merkmale der Oberfläche einer
Flachdruckplatte unter Verwendung einer Polyelektrolyt-Bürste 74 geändert werden.
Die Polyelektrolyt-Bürste 74 ist
auf die Lochtransportschicht 64 aufgepfropft. Während des
Druckens ist die Polyelektrolyt-Bürste mit einer wässrigen
Lösung 76 aufgequollen.
Jede Borste (strand) der Polyelektrolyt-Bürste 74 weist einen
hydrophoben Kopf 78 auf, der an der Oberfläche der
wässrigen
Lösung 76 gehalten wird.
Der Stachel (spine) jeder Borste der Polyelektrolyt-Bürste 74 enthält negative
Ionen, die dazu neigen, einander abzustoßen. Diese Abstoßungskraft hält die Stachel
relativ steif und dient auch dazu, die hydrophoben Köpfe 78 zu
stützen.
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Nachdem
die Polyelektrolyt-Bürste 74 mit der
wässrigen
Lösung 76 aufgequollen
ist, werden die hydrophoben Köpfe 78 an
der Ladestation 20 gleichförmig mit negativen Ladungen 57 beschichtet. Die
negativen Ladungen 57 auf dem hydrophoben Kopf ziehen positive
Ladungen 56 an die Oberfläche des elektrisch geerdeten
Substrats 50. Danach wird die Oberfläche 18 durch die Belichtungsstation 24 gedreht.
Die ladungserzeugende Schicht 52 erzeugt geladene Paare,
welche die positiven Ladungen 56 von der Oberfläche des
elektrisch geerdeten Substrats 50 abbauen, baut die negativen
Ladungen 57 auf der Oberfläche der hydrophoben Köpfe 78 ab
und wirkt ebenfalls der Abstoßungskraft
der negativen Ionen in jeder Borste der Polyelektrolyt-Bürste 74 entgegen,
indem positive Ladungen mit diesen negativen Ionen gepaart werden.
Infolgedessen neigt der Stachel jeder Borste der Polyelektrolyt-Bürste 74 in den
belichteten Flächen
dazu, zusammenzufallen und damit die hydrophoben Köpfe 78 unter
die Oberfläche
des wässrigen
Mediums 76 zu ziehen. Daher stellt die bildweise Belichtung
der Polyelektrolyt-Bürste 74 ein
bildweises Untertauchen der hydrophoben Köpfe 78 der Polyelektrolyt-Bürste 74 bereit. Daher
ist die Oberfläche 18 bildweise
mit hydrophoben und hydrophilen Flächen versehen, und der Lithografie-Druck
auf Öl-Basis
kann ausgeführt
werden.
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Um
die ursprüngliche
hydrophobe Oberfläche
wiederzugewinnen, werden negative Ionen auf die Bürste-Luft-Grenzfläche aufgebracht,
wodurch verursacht wird, dass positive Ladungen von dem negativen
Kern (backbone) jeder Borste der Polyelektrolyt-Bürste 74 abgezogen
werden, und die ursprüngliche
Kettensteifigkeit (chain stiffness) wieder hergestellt wird, und
es dem hydrophoben Kopf 78 ermöglicht wird, sich zur Bürsten-Luft-Grenzfläche zu erheben.
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Wenn
in einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Oberfläche 18 das
wässrige
Medium 76 fotoionisierbare kleine Moleküle enthält, können die Gegenionen, die erforderlich
sind, um die Entspannung der Bürste
zu ermöglichen,
im Allgemeinen durch Licht direkt in der aufgequollenen Bürste erzeugt
werden.
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Vorzugsweise
ist die Polyelektrolyt-Bürste 74 nicht
dicker als ein paar zig Nanometer. Eine so dünne Schicht mit aufgepfropften
Polymermolekülen
ist sehr widerstandsfähig
dagegen, von der Trommel abgequetscht oder abgewischt zu werden.
Eine aufgepfropfte Polymer-Bürste 74 wie
diese ist zum Schutz von Plattenlaufwerk-Köpfen verwendet worden. Der
isolierende Film des Fotoempfängers
muss eine nadelstichfreie (pinhole free) hydrophile Oberfläche sein.
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Nach
dem Ausführen
des Lithografie-Drucks unter Verwendung der in 6 gezeigten Oberfläche 18, kann die hydrophobe
Natur der Oberfläche 19 wieder
hergestellt werden, indem der Oberfläche des wässrigen Mediums negative Ladungen 57 zugeführt werden.
Die negativen Ladungen 57 ziehen die positiven Ladungen 56 von
dem negativen Kern jeder Borste der Polyelektrolyt-Bürste 74 ab,
wodurch die Steifigkeit jeder der Borsten der Polyelektrolyt-Bürste 74 wieder
hergestellt wird und dem hydrophoben Kopf 78 gestattet
wird, sich an die Oberfläche
des wässrigen
Mediums 76 zu erheben. Folglich wird die bildweise Verteilung
von hydrophoben und hydrophilen Bereichen "gelöscht".
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In
einer anderen Ausführungsform
der Oberfläche 18 kann
das wässrige
Medium 76 mit fotoionisierbaren Molekülen versehen werden, die positive Ladungen 56 für die Entspannung
der Bürste
bereitstellen.
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In
einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Oberfläche 18 wird
die hydrophile Natur einer Oberfläche durch Azoverbindungen kontrolliert.
Diese Azoverbindungen be finden sich in einer Wasserlösung und
werden einem abgestimmten Laser zum Entfernen von Ionen ausgesetzt,
um ihre hydrophilen Eigenschaften in hydrophobe zu ändern. Die
hydrophobe Azoverbindung steigt dann an die Oberfläche der
Wasserlösung
und verbindet sich mit einer Tinte auf Öl-Basis und unterstützt sie.
Danach kann die Tinte in Kombination mit der modifizierten Azoverbindung
mit der Wasserlösung
auf eine Lithografie-Gummiwalze übertragen
werden und wird anschließend
auf ein aufnehmendes Medium übertragen.
Die Azoverbindungen, die auf diese Weise entfernt werden, können wieder
aufgefüllt
werden, indem zusätzliche
Wasserlösung
mit nichtmodifizierten Azoverbindungen bereitgestellt wird. Eine
Beschreibung von Azoverbindungen, die für diese Ausführungsform
der Oberfläche 19 nützlich sein
können,
ist in Water-Soluble Photoresins Based On Polymeric AZO Compounds,
P. Matusche und andere, Reactive Polymers 24 (1995), S. 271–278 zu
finden.
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7 zeigt eine zweite beispielhafte
Ausführungsform
eines Lithografie-Drucksystems 100 in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Wie in 7 gezeigt, ist
für das
Lithografie-Drucksystem 100 die
Ladestation 20 oder die Auffüllstation 38 des Lithografie-Drucksystems 10 nicht
erforderlich. Statt dessen besitzt das Lithografie-Drucksystem 100 von 13 eine Belichtungsstation 124,
welche die Oberfläche 118 der
Lithografie-Flachdruckplatte 112 in einem elektrischen
Hochintensitätsfeld 182 belichtet.
Die Belichtungsstation ist detaillierter in 8 dargestellt.
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8 zeigt einen Querschnitt
der Oberfläche 118 der
Flachdruckplatte 112, wenn sie die Verarbeitungsstationen
des Lithografie-Drucksystems 100 durchläuft. Die Oberfläche 118 der
Flachdruckplatte 112 umfasst ein elektrisch geerdetes Substrat 150,
eine ladungserzeugende Schicht 152, eine Elektronentransportschicht 154 und
eine isolierende Schicht 170. Wenn die Oberfläche 118 die
Belichtungsstation 124 durchläuft, erzeugt die Belichtungsstation 124 in
einer bildweisen Art Licht 158. Das Licht 158 gelangt
durch die isolierende Schicht 170 und die Elektronentransportschicht 154 und
verursacht, dass die ladungserzeugende Schicht 152 Ladungspaare
erzeugt. Das Hochintensitätsfeld 182 verursacht,
dass die Ladungspaare getrennt werden und die positiven Ladungen 156 dazu
gebracht werden, durch die Elektronentransportschicht 154 zu
migrieren, während
die negativen Ladungen an der Grenzfläche zwischen der ladungserzeugenden Schicht 152 und
dem elektrisch geerdeten Substrat 150 bleiben.
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Nachdem
die Oberfläche 118 die
Belichtungsstation 124 verlassen hat, weist die Oberfläche 118 hydrophobe
und hydrophile Flächen
auf, die bildweise angeordnet sind. Wenn die Oberfläche 118 die Wasserkontaktstation 126 durchläuft, wird
Wasser 128 auf die hydrophilen Flächen in der bildweisen Art angezogen.
Die Oberfläche 118 durchläuft die
Farbauftragsstation 130, wo Tinte auf Öl-Basis 132 von den
wasserbedeckten Flächen
abgestoßen
wird und an den hydrophoben Flächen
haftet. Wenn sich die Oberfläche 118 danach
weiter zum Kontakt mit der Offset-Walze 114 bewegt, wird
die Tinte von der Oberfläche 118 auf
die Offsetwalze 114 übertragen.
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Danach
durchläuft
die Oberfläche 118 eine Löschstation 140,
die entweder die Oberfläche 118 mit
Licht selektiv löschen
oder vollkommen löschen kann,
um die Ladungspaare abzubauen und die Oberfläche 118 für weitere
Arbeitsgänge
vorzubereiten. Die Löschstation 140 kann
einen Abtast-Laser umfassen, der nur die Teile des Bildes ändert, an
denen Daten geändert
wurden, um das Überschreiben des
gleichen Bilds oder das Modifizieren und Schreiben eines neuen Bilds
zu ermöglichen.
Alternativ braucht die Löschstation 140 keinen
Teil der Oberfläche
zu löschen,
so dass die bildweise Ladung auf dem Fotoempfänger bleibt, um eine weitere
identische Lithografie-Druckfarbenabgabe und Übertragung zu veranlassen.
In ähnlicher
Weise kann das Hochintensitätsfeld 182 bildweise
moduliert werden, damit Daten nur nach Bedarf gelöscht und
geschrieben werden können.
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9 zeigt eine dritte beispielhafte
Ausführungsform
eines Lithografie-Drucksystems 200 in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Das Lithografie-Drucksystem 200 ist dem in 1 beschriebenen Lithografie-Drucksystem ähnlich.
Allerdings enthält das
Lithografie-Drucksystem 200 von 9 eine vorgeschaltete Gummiwalzen-Ladestation 284 (blanket precharging
station), auf die eine Belichtungsstation 224 folgt, die
für eine
bildweise Entladung sorgt.
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10 zeigt einen Querschnitt
der Oberfläche 218 der
Flachdruckplatte 212 von 9 beim Durchlaufen
der Verarbeitungsstationen des Lithografie-Drucksystems 200.
Die Oberfläche 218 umfasst
ein elektrisch geerdetes Substrat 250, eine ladungserzeugende
Schicht 252, eine Elektronentransportschicht 254 und
eine isolierende Schicht 270. Die Oberfläche 218 trifft
zunächst
auf die vorgeschaltete Gummiwalzen-Ladestation 284, die
ein Flutbeleuchtungs-Licht 286 (flood illumination light) und
ein Hochintensitätsfeld 282 umfasst.
Das Flutbeleuchtungs-Licht 286 erzeugt Ladungspaare in
der ladungserzeugenden Schicht 252. Das Hochintensitätsfeld 282 trennt
die Ladungspaare und bringt die positive Ladung 256 von
jedem der Ladungspaare an die Oberfläche unter der isolierenden
Schicht 270. Die Oberfläche 218 bewegt
sich dann weiter zu der Belichtungsstation 224, wo das
Licht 258 die Oberfläche 218 bildweise
belichtet und die geladenen Paare an den Stellen abbaut, an denen
das Licht auf die Oberfläche 219 auftrifft.
Die Oberfläche 218 umfasst an
diesem Punkt geladene und ungeladene Flächen, die sich auf die hydrophobe
und hydrophile Natur der Oberfläche
in einer bildweisen Art auswirken.
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Nachdem
die Oberfläche 218 die
Belichtungsstation 224 verlassen hat, weist die Oberfläche 218 hydrophobe
und hydrophile Flächen
auf, die bildweise angeordnet sind. Wenn die Oberfläche 218 die Wasserkontaktstation 226 durchläuft, wird
Wasser 228 auf die hydrophilen Flächen in der bildweisen Art angezogen.
Die Oberfläche 218 bewegt
sich weiter zur Farbauftragsstation 230, wo Tinte auf Öl-Basis 232 von
den wasserbedeckten Flächen
abgestoßen wird
und an den hydrophoben Flächen
haftet. Wenn sich die Oberfläche 218 danach
weiter zum Kontakt mit der Offset-Walze 214 bewegt, wird
die Tinte von der Oberfläche 218 auf
die Offsetwalze 214 übertragen.
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Wie
in 9 gezeigt, kann sich
die Oberfläche 219 danach
durch eine Löschstation 240 drehen, die
eine Flutbeleuchtungsquelle oder Ähnliches enthalten kann, und
danach durch eine Reinigungsstraße 236, die ein Abstreifmesser
oder Ähnliches
enthalten. Der Zyklus kann danach wiederholt werden.
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Es
sollte verstanden werden, dass, obwohl die vorher beschriebenen
Ausführungsformen
alle Lithografie-Drucksysteme sind, die Lithografie-Flachdruckplatte
mit jedem Typ von Lithografie-Druckerpresse und/oder -Technik verwendet
werden kann.