NO842421L - Fremgangsmaate og apparat for frembringelse av et latent bilde - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å generere et latent bilde på en substratoverflate ved bruk av en elektrisk utlad-. ning med lav strøm (f.eks. under omkring 2x10 3 amp). Fremgangsmåten kan f.eks. benyttes til å frembringe "et latent bilde på litografi-plater som kan inneholde eller ikke inneholde et lysfolsomt materiale, fra en digital kilde av billed-data.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for frembringelse av

et latent bilde på et substrat med et belegg som kan transfor-meres ved hjelp av en elektrisk utladning med forholdsvis lav strøm. En utførelse av oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for billig, elektronisk frembringelse av et latent bilde på alminnelig tilgjengelige litografiske plater, som senere kan brukes i konvensjonelle litografiske trykkeprosesser uten det konvensjonelle skritt av fotokomposisjon eller foto-typesetting.

I de fleste litografiske trykkesystemer som brukes i dag blir et latent bilde påført den litografiske trykkeplate ved hjelp av en fotografisk prosess under hvilken det blir ut-ferdiget en foto-generert, positiv eller negativ filmtransparent med det ønskede latente bilde, som så blir projisert på eller eksponert i kontakt med platens lysfølsomme overflate.

I visse systemer kan platen eksponeres direkte på original-kopien uten behov for filmtransparent (dvs. ved refleksjon),

men slike systemer krever også først en "kamera-klar" kopi.

Man har forsøkt å eliminere behovet for utlegg- og kopiforberedelse, såvel som behovet for forskjellige skritt i en foto-konverteringsprosess, ved å generere en billed-bærer,

dvs. en litografisk trykkeplate påført et latent bilde, direkte fra elektronisk lagrede eller genererte data. Slike systemer kan f.eks. være basert på en laser-stråle som faller på en lys-følsom plate-overflate, eller på en elektrisk gnist eller bue, eller andre energikilder, som fjerner en eller flere lag av materiale fra overflaten av en litografisk plate, ofte en plate med en spesiell konstruksjon, eller ved bruk av elektrostatiske ladninger for å definere det ønskede latente bilde.

Disse typer systemer for frembringelse av et latent bilde på en litografisk plate har flere viktige ulemper, hvorav en av de viktigste er den følgende: den relative kompleksitet og derfor høye kostnad og lave pålitelighet av apparatene som er nødvendig for å benytte slike systemer, og den høye kostnad for spesial-utformede litografiske plater som vanligvis må brukes i slike systemer, eller den generelt lave kvalitet av det resulterende trykte bilde.

Prosessen ifølge den foreliggende oppfinnelse overvinner disse ulempene ved å frembringe et effektivt, billig system for å generere et latent bilde av meget høy kvalitet på en varia- sjon av relativt billige litografiske plater av diazo-harpiks av konvensjonell konstruksjon, uten behov for det spesielle platebelegg, eller behov for fotokomposisjon, "kamera-klar" utlegg- eller kopiforberedelse, eller fotokonverterings-skritt, og fortrinnsvis ved bruk av billeddata som blir elektronisk generert eller lagret. Fotopolymer- eller andre plater kan også bli påført latent bilde ved bruk av denne teknikk, skjønt diazo-harpikstypen av plater er foretrukket. En elektrisk utladning av forholdsvis lav strøm blir brukt til å produsere et latent bilde som kan fremkalles på konvensjonell måte på plate-overflaten ved å indusere en kjemisk endring i materialet i platens overflate, som endrer den relative løsbarhet av platens belegg i de områder som tegnes av utladningen, uten å forskyve eller å fjerne betydelige mengder av beleggs-materiale, som vanligvis blir gjort ved systemer av gnist-typen, og uten å bli avhengig av foto-induserte prosesser som vanligvis blir møtt i laser-systemer.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere, under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 viser skjematisk et apparat som kan brukes til å frembringe et latent bilde på en trykke-plate ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et tverrsnitt-riss av apparatet på figur 1, tatt langs linjene II-II, som viser detaljene av stylus-enheten; Figur 3 er et tverrsnitt-riss av stylus-enheten på figur 2, tatt langs linjene III-III; Figur 4 er et skjematisk diagram av en svitsje-krets som kan brukes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse.

Et apparat og en prosess for anvendelse av den foreliggende oppfinnelse på plater i vanlig bruk i konvensjonell offset-litografi er vist skjematisk på figur 1. Valsen 10 tjener som støtte for en konvensjonell litografisk plate 20. En hensiktsmessig festeanordning 12, 14 kan benyttes til å feste platen 20 til valsen 10 under påføringen av det latente bilde som beskrevet nedenfor. Anordningen 12, 14 kan være enhver anordning som er istand til å feste og holde en litografisk plate av konvensjonell konstruksjon på en valse-overflate, f.eks. en anordning med et system av pinner, som blir brukt av mange produ-senter av offset-litografipresser for å feste litografiske plater med en rekke hull for å feste pinnene langs hver ende. Det foretrekkes at selve platen er i det minste moderat elektrisk ledende, slik at platen kan jordes elektrisk under prosessen. For å lette jordingen, kan anordningen 12, 14 være konstruert med en jordledning fra platen 20, f.eks. ved å jorde valsen 10, og å sikre at anordningen 12, 14 er i elektrisk kontakt både med valsen 10 og den ledende plate 20. Andre an-ordninger for elektrisk jording av platen 20 kan benyttes etter ønske.

For å lette plasseringen av det ønskede latente bilde på valsen, kan valsen 10 bli rotert ved hjelp av en motor 5 og et beltedrev 7. En vinkelforskyvnings-sensor 16 kan også bli forbundet med valsen 10. En slik sensor kan bli brukt til å indi-kere den nøyaktige rotasjons-stilling av valsen 10, og er spesielt ønskelig hvis mønsteret skal plasseres på platen automatisk ved en elektronisk anordning, som diskutert nedenfor.

Overfor overflaten på valsen 10 og platen 20 er det plassert en elektrisk billed-overføringsenhet 30. I utførelsen som er vist på figur 1, består enheten 30 av: (1) elektrisk ledende stylus-enhet 32, omfattende en elektrode eller stylus 31 for å etablere en elektrisk utladning innenfor en utladnings-region mellom elektrode eller stylus 31 og den motsatte overflate av platen 20, (2) en gassinnretning 36 for å forsyne utladningsregionen med gass, og (3) en ioniserings-frembringende anordning 34, rettet inn i utladningsregionen mellom enden av stylusen 31 og den motsatte overflate av platen 20. En primær funksjon av den elektriske billed-overføringsenheten 30 er å etablere og å avbryte eller modulere, i henhold til ekstern mønster-informasjon, en elektrisk utladning innenfor regionen mellom overflaten av platen 20 og enden av stylusen 31, for å utforme et latent bilde på overflaten av platen 20 som beskrevet her.

Man har også vurdert å variere utladningens intensitet, som f.eks. ved å variere den elektriske strømmen i utladningen, for derved å innføre variasjoner i de kjemisk omformede områder på overflaten av platen 20. Man har forutsett at intensiteten kan bli variert inne i det spesifiserte området ved å variere strøm-men til en eksisterende utladning, eller ved raskt å starte og ende en utladning med det ønskede strøm-nivå.

Stylusen 31 kan konstrueres av ethvert passende elektrisk ledende materiale, fortrinnsvis et materiale som ikke er utsatt for sterk slitasje når stylusen 31 blir brukt som en elektrode under billed-overføringsprosessen, som f.eks. stål. Ende-radier på fra 0,0127 mm til 0,0254 mm har vært benyttet med hell, men man kan forutse at andre ende-radier, utenfor dette området, kan være fordelaktig i visse anvendelser. Stylusen 31 kan være delvis innkapslet i en skjede av et be-skyttende, elektrisk isolerende materiale, som vist ved 33 på figur 3, for å isolere elektrisk og å lette behandlingen og plasseringen av stylus-tippen.

Enden av stylusen 31 er fortrinnsvis plassert radielt i rett vinkel med overflaten av platen 20, i en avstand på fra 0,025 til 0,25 mm, men det skal understrekes at man vet at større og mindre avstander er brukbare. Heretter skal området mellom enden av stylusen 31 og den motstående overflate av platen 20 kalles utladningsåpningen. For å lette stylusens avsøking av overflaten av platen 20, kan stylusen være festet til et translerende stativ 38, med nøyaktig styrbar bevegelse langs rotasjonsaksen av valsen 10; hvor data som spesifiserer den relative stilling av stativet 38 fortrinnsvis blir levert til en mønster-dataprosessor for å styre den relative stilling av stylusen 31 over overflaten av platen 20 og for å sikre korrekt synkronisering av strømmen av mønster-data til stylusen for å opprettholde nøyaktig billedoverføring til platens overflate.

Gassanordningen 36 tjener som en kilde for å levere til-strekkelige mengder av en ioniserbar gass som er forholdsvis uaktiv i forhold til platens overflate i fravær av en elektrisk utladning i utladningsåpningen. I en elémentær form behøver det ikke å være mer enn den åpne enden av et rør som leder fra en kilde av den ønskede gass, og som har en ende plassert nær og rettet mot utladningsåpningen. Selvfølgelig kan andre, mer forseggjorte innretninger bli anvendt om det er ønsket eller om det finnes fordelaktig. Som vist i detalj på figurene 2 og 3, kan stylusen 31 bli montert i en krave 33 i hvilken en smal gasskanal kan anordnes nær og parallell med aksen av stylusen 31 for å anordne en lokal plassering av den ønskede gass i nærheten av stylus-tippen. Kommersielt tilgjengelige, forholdsvis uaktive gasser som leveres for anvendelse i gnistkammeret, har vært funnet generelt passende og tilfredsstillende. Slike gasser kan ha helium og neon som de viktigste bestanddeler. Nærvær av oksygen i utladningsåpningen later til å hindre billedoverførings-prosessen ifølge denne oppfinnelsen. Den ioniserings- eller nedbrytningsfrembringende anordning 34 kan være enhver anordning som er effektiv i å frembringe elektrisk nedbrytning av gassen i utladningsåpningen. I en utførelse av oppfinnelsen kan anordningen 34 være en skjermet corotron-innretning, omfattende en kort lengde av volfram-tråd, plassert i en halvsylinderformet, elektrisk jordet skjerm. Tråden er påtrykt en relativt høy negativ spenning (i størrelsesorden flere kilovolt) ved forholdsvis lav strøm (i størrelsesorden milliamp) fra høyspenningskilden 80. Slike corona-utladnings-anordninger er vanligvis brukt i elektrostatiske kopierings-maskiner som en ioniserings-kilde for å lade den xerografiske plate. Man tror at bruken av en slik anordning 54 kan mini-malisere visse tidsforsinkelser forbundet med elektriske utladninger i gasser ved å virke som en kilde eller generator for frie elektroner eller negative ioner som starter den etter-følgende sekundær-ioniseringsprosess som til slutt er ansvar-lig for den ras-lignende virkning som fører til nedbrytning. Ved bruk av en slik anordning 34, kan tidsforsinkelsen mellom tilføringen av den elektriske spenning mellom stylusen og platen og etableringen av den elektriske utladningen som forårsakes av denne (som indikerer at nedbrytning har funnet sted) kan bli dramatisk redusert. Det skal bemerkes at spenningen som er nød-vendig for å starte en slik nedbrytning også er senket ved aksjonen av anordningen 34. En forholdsvis lav-effekt ultraviolett lyskilde rettet inn i utladningsregionen, og ikke slik at den skinner direkte på plate-overflaten, kan bli brukt istedenfor corotron-innretningen. Som et valg kan man unnlate å benytte noen ioniserings- eller nedbrytningsfremmende anordning .

Man tror at det elektriske utladnings-fenomen som benyttes i denne oppfinnelsen er separat og forskjellig fra lysbue eller gnist-utladningsfenomener som er beskrevet i litteraturen. Mye av litteraturen dreier seg om elektriske utladningsfenomener som forekommer ved lave eller meget lave trykk, og hvor en for holdsvis anode er plassert i en betydelig avstand fra en forholdsvis stor katode. I den foreliggende oppfinnelse kan imidlertid den elektriske utladning forekomme ved eller nær atmosfærisk trykk, og den forekommer mellom en nål-lignende stylus og en i det vesentlige flat plate, med en åpning på bare 0,025 til 0,25 mm eller deromkring. Typiske gjennomsnittlige strømverdier over tid kan ligge i områo det fra ca. 2x10 — 6 amp til omkring 2x10 -3 amp, selv om operasjonen over dette området, men nedenfor gnist-utladningsområdet kan foretrekkes under noen forhold. Med alminnelig tilgjengelig diazo-harpiksplater, er gjennomsnittlige strømverdier i området fra 2x10 -5 til 2x10<-3>amp foretrukket. Det er derfor ikke mulig å finne noe direkte forhold mellom noen av de fysiske parameter-verdier som er nevnt her og alle referanser som finnes i litteraturen.

Det later imidlertid til å være klart at elektriske lysbuer, som uttrykket i alminnelighet blir forstått i elektrisk utladningsteknikk, ikke er involvert. Lysbuer kan i alminnelighet klassifiseres som høy-strøms elektriske utladninger, med strømmer på mer enn 1 amp, istedenfor de forholdsvis lave gjennomsnitts-strømmer som er diskutert her. (Se f.eks. Gaseous Electronics, Volume 1, redigert ved Hirsch and Oskam, sidene 294-295) .

Man tror at den elektriske utladning som benyttes i denne oppfinnelsen ikke er tilstrekkelig intens til å forskyve eller å fjerne betydelige mengder av platens belegg. Ingen fysiske endringer i den underliggende plate-overflate har vært observert. Transformerings-mekanismens natur er ikke kjent. I hvilken utstrekning de samme kjemiske reaksjoner som forekommer i konvensjonelle billedoverførings-prosesser (f.eks. fotografiske) også forekommer under billedoverførings-prosessen ifølge denne oppfinnelsen er ikke kjent. Det bare later til at etterbehandlings-oppførselen av det resulterende latente bilde er generelt lik det latente bilde på en konvensjonelt overført plate. Man tror at den elektriske utladningen utformer en strøm av ioner som er rettet inn i platebelegget. Interaksjon-en av disse ioner med de kjemiske forbindelser i belegget antas å forårsake en kjemisk omformning i belegget, som modifiserer den relative oppløsbarhet i belegget. Uttrykket "uoppløsbar-hets-effekt" blir brukt her til å bety de kjemiske (eller andre) effekter som slike utladningsbehandlinger har på platene, som tillater at slike plater blir fremkalt og brukt på samme måte som konvensjonelle plater som har vært eksponert eller overført ved konvensjonelle (f.eks. fotografiske) metoder.

Strømbegrensnings-motstanden 40 kan brukes for å hindre at den elektriske strøm mellom stylusen 31 og overflaten av platen 20 blir for høy. For høy strøm kan resultere i en omforming av utladnings-fenomenet mellom stylusen 31 og platen 20 fra en normal lav-strøms elektrisk utladning ifølge denne oppfinnelsen til en lysbue-utladning som beskrevet i litteraturen. For høy strøm kan også resultere i uønsket omplassering eller fjerning av betydelige deler av belegget på overflaten av platen 20.

Man skal bemerke at den elektriske utladning som er foretrukket for bruk i denne oppfinnelsen erkarakterisert veden negativ differensial-motstand. Dette betyr at en økning (minkning) i den gjennomsnittlige utladningsstrøm er ledsaget av en minkning (økning) i spenningen målt over utladningsåpningen. F.eks., med en åpning på 0,0381 mm og den gassen som blir brukt i eksempel 1 nedenfor, i en innretning i likhet med den som er vist på figur 1, økte spenningen fra 159 volt ved en utladnings-strøm på 3 milliamp til 190 volt ved en utladningsstrøm på 50 mikroamp. Bruk av en strømbegrensnings-motstand hindrer at ut-ladningsstrømmen nærmer seg verdier som ville karakterisere en lysbue-type av utladning. Fordi økning av den gjennomsnittlige strøm i utladningsåpningen også har en tendens til å øke bredden av linjene i bildet, vil endring av verdien av en slik motstand tillate justering av bredden av linjene som kommer frem på den ferdige billedplate.

Blokkene merket 50, 55, 60 og 65 omfatter sammen elektron-iske kretser som fremmer generering av et latent bilde på overflaten av platen 20 på en betimelig måte fra elektronisk ladede/ genererte, eller sendte mønster-data. Blokken 60 viser skjematisk en spenningskilde innrettet til å frembringe spenninger i området fra omkring 200 til omkring 2000 volt, ved strømnivåer i området mellom omkring 2x10 — 6 og omkring 2x10 —3 amp. Blokken 65 viser en høy-hastighetssvitsj som er istand til å svitsje spenningen som blir generert av spenningskilden 60 ved de fre-kvenser som er nødvendig for den ønskede billed-oppløsning eller trykk-tetthet. Den nødvendige svitsjefrekvens er selvfølgelig en funksjon av den hastigheten med hvilken overflaten av platen 20 blir avsøkt ved stylusen 31, den ønskede billedoppløsning, såvel som andre faktorer såsom påtrykningen av den ønskede spenning og begynnelsen av elektrisk utladning. Man har funnet at for å frembringe latente bilder på små litografiske plater (f.eks. 25x38 cm) med en valse-hastighet på omkring 30 cm pr. sekund ved omkretsen, og en trykningstetthet på omkring 40 linjer pr. cm, er det nødvendig med svitsjefrekvenser i området på omkring 1,0 til omkring 1,5 kHz.

Et eksempel på en krets som kan brukes for denne anvend-elsen er vist skjematisk på figur 4. Kretsen virker som følger: datainngang ved knutepunktene A,B i form av en serie av +5 volt pulser blir skiftet fra jord-referanse til en forspennings-referanse over knutepunktene C,D ved spenningsnivå-skifter-kretsen 100. MOSFET-kretsen Q2 forsterker så utgangen av nivå-skifteren 100, i forhold til forspenningen. Dette resulterer i et signal hvor de +5 volt datapulser nå er i størrelsesorden +400 volt, referert til +250 volt forspenning. MOSFET-kretsen Q2 virker som en spennings-følger, og avkobler utgangen fra MOSFET-driverkretsen Ql fra utladningsåpningen og belastnings-motstanden R . Spenningen UT1_, representerer den buffererte,

Li Jr

forsterkede skiftede datautgang fra høy-hastighets-svitsjen 65. Utgangsspenningen på omtrent 650 volt blir delt mellom strøm-begrensnings-motstanden R og åpningen som dannes mellom stylus-tippen og plate-overflaten.

Kretsen som er vist på figur 4 kan være enhver krets med hvilken et logikk-signal med beskjeden spenning (f.eks. 5 volt) fra mønster-generatoranordningen kan bli påtrykt en forholdsvis høy forspenning (f.eks. 250 volt likespenning). Man kan f.eks. benytte en optisk koblerkrets av den typen som er tilgjengelig fra Texas Instruments, Dallas, Texas, som modell TIL 111.

Bi?uk av en slik forspennings-anordning tillater det trinnet som er vist på figur 4 å oppnå svitsjing av omkring 650 volt (til jord) med bare omkring 400 volt over utgangs-transistorene.

Det skal bemerkes, at selv om det er mulig å benytte vek-selstrøm for å etablere og styre den nødvendige elektriske utladning, er det ikke nødvendig å gjøre dette, da dette kan resultere i redusert effektivitet fordi utladnings-polariteten bare blir korrekt for å etablere et bilde under en del av

vekselstrøms-perioden.

Mønster-dataprosessoren representert ved blokken 55 representerer den innretningen ved hvilken den nødvendige svitsje-instruksjon som dikteres av mønsterdata fra blokken 50 blir sendt til høy-hastighetssvitsjen 65 slik at de ønskede mønsterdata blir synkronisert med den korrekte relative posi-sjon av stylusen på overflaten av platen 20, og i samsvar med det latente bilde som tidligere er generert på overflaten av platen 20, og dermed resulterer i korrekt starting og avbryt-ing av den elektriske utladning mens stylusen sveiper over de områder av platen som skal bære mønsteret. Enhver passende innretning for å generere eller å hente ut slike instruksjoner kan bli benyttet. Mønsterdata kan selvfølgelig genereres manuelt, men i de fleste situasjoner vil elektronisk generering og uthenting av mønsterdata eller svitsje-instruksjoner være foretrukket, f.eks. gjennom bruk av analoge eller digitale datalagrings-innretninger såsom magnet- eller papirbånd, en ROM-, RAM- eller EPROM-hukommelse, en boble-hukommelse osv. Aktuelle data fra vinkelforskyvnings-sensoren 16 forbundet med valsen 10 kan tilføres prosessoren 55 for å lette den nødvendige oppgaven å omforme mønsterdataene til en serie svitsje-instruksjoner til svitsje-anordningen 65, og translasjons-instruksjoner til translasjons-anordningen 38 som vil resultere i en serie av korrekt tids-styrte og sekvenserte elektriske utladninger mellom stylusen 31 og den relativt bevegelige overflate av platen 20.

Man har vurdert, at man i tillegg til bare å generere en serie "av-på" svitsje-instruksjoner som ville sekvensielt etablere og slukke den elektriske utladning på digital måte, i strengt samsvar med mønsterdata, kunne ønske å modulere den elektriske utladning ved å variere utladnings-strømmen over et område av verdier som ligger i det vesentlige innenfor det ut-ladningsstrøm-området som er nevnt her. Området av verdier kan defineres ved en serie forutbestemte, diskret nivåer, eller kan alternativt benytte et mer eller mindre kontinuerlig sett av verdier innenfor forutbestemte grenser. I begge tilfeller er det ønskelige resultat at man er istand til å variere det effektive området i hvilket den billed-formende kjemiske omforming finner sted inne i overflaten av platen 20 som tegnes av stylusen, og dermed å variere den effektive oppløsning eller den effektive tryknings-tetthet av billedformingsprosessen. I alminnelighet vil lavere gjennomsnitts-strømverdier resultere i at smalere linjer utformes på platens overflate. Ved å benytte denne fremgangsmåte til diskret eller kontinuerlig modu-lasjon av strømmen for å etablere eller opprettholde en lav-strøms elektrisk utladning, kan det oppnås latente bilder inne-holdende velformede linjer eller prikker med et stort område av bredder eller diametere. Linjer av ypperlig kvalitet og jevnhet, med bredder på omkring 0,127 mm eller mer har f.eks. vært generert på vanlig diazo-harpiksplater (se f.eks. eksempel III). Videre kan man generere en eller flere prikker av nesten enhver ønsket diameter innenfor systemets område, uten behov for å begrense trykk-størrelsen til en av noen få tilgjengelige valg, eller for å bygge større prikker ved å samle eller kombi-nere mindre prikker av jevn størrelse, som blir gjort med mange konvensjonelle laser-systemer. Denne evne er fordelaktig for å generere latente bilder hvor man ønsker meget fin detalj eller halvtone-grafikk.

Som det vil fremgå av en grundig inspeksjon av dataene fra eksempel III, vil en elektrisk utladning med en strømverdi under en minimumsverdi (f.eks. omkring 10 mikroamp) ikke vise noe synlig bilde på platen i eksempel III. Man har observert at, sammenlignet med total avbrytning av elektrisk utladning, kan hevning av strømnivået fra et lavt nivå som f.eks. 10 mikroamp til et nivå som gir et synlig bilde av god kvalitet (f.eks. 30-40 mikroamp) redusere den ønskede tidsforsinkelse (dvs. tiden mellom påtrykning av den nødvendige elektriske spenning mellom stylus og plate og etablering av den følgende elektriske utladning) over de reduksjoner som er observert under bruk av bare en corotron-innretning eller en ultraviolett lyskilde.

Mens de ovennevnte plater er konvensjonelle, fotofølsomme litografiske plater som kan bli påført latente bilder på konvensjonell måte ved bruk av en lyskilde av høy intensitet, tror man ikke at det lyset som genereres ved en lav-energi elektrisk utladning som brukt i denne oppfinnelsen bidrar vesentlig til billedformings-prosessen. Lysintensiteten som avgis ved den elektriske utladningen benyttet her er meget beskjeden i forhold til konvensjonell eksponering. Den tilsynelatende diameter av den synlige elektriske utladning er meget større enn den

resulterende linjebredde som blir generert av utladningen.

Det er ikke nødvendig å maske av områder som ikke har bilde

fra det lyset som genereres ved utladningen. Skarpe, mikro-skopisk vel-definerte grenser kan observeres mellom de linjer som tegnes av den elektriske utladningen og områder i den u-middelbare nærhet av slike linjer, hvilke områder har vært utsatt for lyset fra utladningen, men ikke for selve utladningen. Man tror at eksperimentet som er beskrevet i eksempel II indikerer at lyset fra utladningen ikke bidrar vesentlig til den uoppløsbarhets-effekt som utladningen har på konvensjonelle diazo-harpiksplater.

Etter operasjonen ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse, blir datainformasjon generert eller lagret i data-kilden 50 matet til mønsterdata-prosessoren 55, som mottar in-struksjonene sammen med data om rotasjons-stillingen av valsen 10 fra vinkelforskyvnings-sensoren 16. Prosessoren 55 genererer så to sett instruksjoner. Ett sett instruksjoner blir sendt til translasjons-stativet 38 for å sikre riktig plassering av stylusen langs aksen av valsen 10. Et annet sett instruksjoner blir sendt til høyhastighets-svitsjen 65 for å generere den serie av spenningspulser som er nødvendig for å etablere sekvensen av elektriske utladninger som tjener til å overføre et latent bilde med et ønsket mønsterinformasjon til platen.

Strømmen som sendes fra svitsjen 65 går gjennom R J_j, en be-lastningsmotstand som tjener til å begrense likestrømmen til stylusen 31. Stylusen kan bli nøyaktig adskilt fra overflaten av platen 20 ved hjelp av en mikrometer-enhet 37 eller ved andre midler. For billedoverføring til de fleste plater med bruk av den foreliggende prosess, er spenningen på stylusen 31 elektrisk positiv i forhold til platen, skjønt en negativ stylus-polaritet kan foretrekkes i noen tilfeller.

Billedoverføringsenheten 30 blir ført tvers over overflaten av platen 20 av det translerende stativ 38. Som en del av billedoverføringsenheten 30, leverer gassanordningen 36 en styrt mengde av relativ inaktiv gass, såsom argon eller en blanding av helium og neon, inn i utladningsåpningen, dvs. regionen mellom stylusen 31 og overflaten av platen 20. Den ioniserings-fremmende innretning 34 er også rettet mot regionen mellom stylusen 31 og overflaten av platen 20 for grunner som er nevnt ovenfor. Motoren 5 blir brukt til å dreie valsen 10 med en konstant hastighet via drivbeltet 7, og tillater derved stylusen 31 å avsøke hele overflaten av platen 20, som er midler-tidig men fast forbundet med overflaten av valsen 10, og tillater den elektriske utladning å sveipe over alle mønster-områder på platen. Ved å etablere og styre den nødvendige elektriske utladning i mønster- eller billedområder av f.eks. diazo-harpiksplater under disse forhold, blir plateoverflaten i disse områder motstandskrafig mot (dvs. forholdsvis uoppløs-bart i) fremkallingsmaterialene som blir brukt til å fremkalle slike plater. Platene, med det latente bilde overført ved hjelp av den elektriske utladnings-prosess ifølge denne oppfinnelsen, kan deretter bli fremkalt ved hjelp av konvensjonell fremkallingsteknikk.

Den elektriske utladning benyttet ifølge denne oppfinnelsen har vært brukt til å plassere et latent bilde på flere kommersielt tilgjengelige, litografiske trykkeplater under forskjellige driftsforhold, som man kan se fra de følgende illu-strerende eksempler, som på ingen måte er begrensende. Plater av den additive typen er funnet å være spesielt gunstige for bruk i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

Et apparat i likhet med det som er vist skjematisk på figur 1 ble brukt i henhold til den følgende spesifikasjon: Plate: 3M "R", en negativt virkende, additiv type foto-følsom plate levert av 3M Corporation, St. Paul, Minnesota, montert på vanlig måte med den metalliske plate-overflate elektrisk jordet til den elektrisk ledende valsen med konvensjonelle, ledende festepinner som holder platen til valsen.

Stylus: Avsmalende, skjerpet stålnål med en maksimum diameter på 0,635 mm og en tippradius på omtrent 0,0254 mm. Stylus-tippen er adskilt omtrent 0,0762 mm fra platens overflate. Stylus-skaftet er innkapslet i en plastskjede med en kanal for tilføring av gass til utladningsområdet, som vist på figurene 2 og 3.

Gass: Blanding av 10% helium, 90% neon, matet gjennom an ordningen som er vist på figurene 2 og 3 med en strøm-hastighet på 1,6 gram pr. minutt.

Nedbrytnings-fremmedanordning: En corotron-innretning, omfattende en seksjon av volframtråd, 3,3 cm lang og 0,1 mm i diameter, i sentrum av en halvert seksjon aluminiums-rør omtrent 3,8 cm i lengde. Tråden blir energisert med 2 milliamp ved 7 kilovolt. Corotron-innretningen er plassert i nærheten av (omtrent 2h cm fra) stylus-tippen og plate-overflaten.

Strømbegrensende motstand (R ): 6,3 Megohm, 0,5 watt.

Høyhastighetssvitsj: lik den som er vist på figur 4.

Mønsterdata-kilde: EPROM, med hensiktsmessig tilhørende elektronikk av konvensjonell konstruksjon.

Med det ovenfor spesifiserte apparat ble platen kontinuerlig rotert på en valse, med en omkretshastighet av valsen på omtrent 30 cm pr. sekund. Omgivelses-lys i nærheten av apparatet ble dempet for å hindre "tåkelegging" av den fotofølsom-me platen. Påtrykt spenning og gjennomsnittlig strømverdier under den elektriske utladningsperiode ble opprettholdt ved 650 volt og 80 mikroamp, med polariteten av spenningen på stylusen positiv i forhold til den jordede platevalsen. Stylusen ble langsomt og automatisk ført langs valsens rotasjonsakse med en hastighet på omkring 5 mm pr. minutt, slik at stylusen be-skrev en tett spiralbane på plateoverflaten. Det ønskede møn-ster ble tildempet fra et standard litografisk diagnose-mønster, som krever både solide områder og en minimum trykkdiameter på ca. 0,127 mm. Maksimum svitsje-frekvens var omkring 2,5 kHz.

Etter at det latente bilde med det ønskede mønster var plassert på platens belagte overflate med kontakt med den elektriske utladning, ble platen fjernet fra valsen og fremkalt på konvensjonell måte, dvs. at platen ble behandlet med prosess-gummi (R Process Gum, et produkt fra 3M Corporation of St. Paul, Minnesota), og så med lakk-fremkaller (Reliable Red Lacquer Developer, forhandlet av Anchor/Lithkemco of Hicksville, New York) for billed-forsterkning. Under fremkallingsprosessen reagerte de områder som har vært i kontakt med den elektriske utladning på samme måte som områder på lignende plater som hadde vært utsatt for konvensjonell billedoverføring, dvs. fotografisk via actinisk lys. Den fremkalte plate hadde frem-ragende synlige detaljer, med ypperlige solide områder, tyde-lige linjer med en bredde på ca. 0,2 mm, og ingen bakgrunn. Platen ble så plassert på en ark-matet offset-kopieringsmaskin

av konvensjonell konstruksjon. Det valgte blekk var Multilith SF Ink, Standard Black (SF-10-C), levert av AM Multigraphics

of Mt. Prospect, Illinois. Demper-oppløsningen var 3M Dupli-cator Fountain Concentrate, levert av 3M Corporation of St. Paul, Minnesota, fortynnet i henhold til bruksanvisning (1-15 deler etter volum). Det valgte papir var vanlig hvitt forretnings-papir med en basevekt på 10 kg, levert av International Paper Company.

De første ark som ble trykt hadde et usedvanlig klart og detaljert bilde som tilsvarte de områder på platen som var i kontakt med den elektriske utladning, med jevne, mettede solide områder, velformede prikker av ønsket størrelse, og ingen bakgrunn. Maskinen ble kjørt med vanlige justeringer til 20.000

ark var trykt. De siste arkene som ble trykt skilte seg ikke synlig fra de som ble trykt ved begynnelsen av kjøringen.

Eksempel II

Platen i eksempel I ble rotert på innretningen i eksempel I, unntatt at stylusen ble erstattet med et par styli, og plassert omkring 0,08 mm fra platens overflate og omkring 0,05 mm fra hverandre. En enkelt 2,2 Megohm motstand ble plassert i serie med hver stylus. En spenning på omkring 1.000 volt ble påtrykt stylus/motstand-paret, noe som resulterte i en sterk, synlig glødning mellom stylus-tippene, men ingen synlig utladning til platen. Platen ble fremkalt som i eksempel I (dvs. konvensjonelt, som om den hadde vært eksponert med actinisk lys). Intet bilde ble observert på platen, noe som indikerer at lyset fra den observerte, synlig glødende utladning ikke var tilstrekkelig til å overføre et bilde til platen.

Eksempel III

Platen i eksempel I ble eksponert og fremkalt som spesifi- sert i eksempel I, unntatt at motstandsverdien for strøm-begrensningsmotstanden R J_i ble variert over et område som til-lot overvåkning av strømmen i utladnings-området. Den til-hørende billedkvalitet og linjebredde som ble oppnådd (basert på reproduksjon av en serie adskilte, parallelle linjer) er gitt nedenfor.

Eksempel IV

Fremgangsmåten i eksempel I ble fulgt, unntatt at platen som ble brukt var av typen LKK "wipe-on", med bruk av LKK "Wipe-O" Sensitizer Base og LKK "Wipe-O" Sensitizer Powder, alt levert av Anchor/Lithkemco av Lynbrook, New York. Platen ble fremkalt i henhold til leverandørens bruksanvisning, med bruk av leverandørens fremkallings-kjemikalier. Bildet på platen var vel definert, med ypperlig kontrast og oppløsning. Platen ble brukt til å trykke flere hundre kopier, som hver hadde et ypperlig trykt bilde.

Eksempel V

Fremgangsmåten i eksempel I ble fulgt, unntatt at platen som ble brukt var Citiplate Custom 10, levert av Citiplate Inc. of Jackson, Tennessee. Man benyttet negativ polaritet på stylusen. Platen ble fremkalt i henhold til leverandørens bruksanvisning, og ved bruk av leverandørens fremkallings-kjemikalier. Bildet på platen var vel definert, med ypperlig kontrast og oppløsning. Platen ble brukt til å trykke flere hundre kopier som hver hadde et ypperlig trykt bilde.

Eksempel VI

Fremgangsmåten i eksempel V ble fulgt, unntatt at man brukte positiv polaritet på stylusen, og prosess-gummi ble brukt som en del av fremkallingsprosessen. Resultatene ble generelt lik de resultatene som ble oppnådd i eksempel V.

Eksempel VII

Fremgangsmåten i figur 1 ble fulgt, unntatt at platen som ble brukt var en Kodak Polymatic S plate, en fotopolymer-plate levert av Eastman Kodak Co., of Rochester, New York. Platen ble fremkalt i henhold til leverandørens bruksanvisning, og ved bruk av leverandørens spesifiserte kjemikalier. Bildet på platen var vel definert med god kontrast.

Eksempel VIII

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble fulgt, unntatt at platen som ble brukt var en Agfa Gevaert Copyrapid diffusjons-over-føringsplate, levert av Agfa Gevaert Inc. av Teterboro, New Jersey. Platen, som bruker konvensjonelle billedoverførings-teknikker, blir ikke utsatt for lys under billedoverføring eller fremkallingsprosess. Et latent bilde ble plassert på platen ifølge den foreliggende oppfinnelse og ble fremkalt i henhold til leverandørens bruksanvisning og ved bruk av leverandørens spesifiserte kjemikalier. Bildet på platen var vel definert, med ypperlig kontrast og oppløsning.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å skape et ønsket latent bilde på et substrat, hvor substratet har et lag uten bilde, karakterisert ved at laget er istand til å gjennomgå en endring i relativ oppløsbarhet når det påvirkes av en elektrisk utladning med lav strøm, til å utforme et latent bilde som deretter kan bli fremkalt for bruk i en trykkingsprosess ved konvensjonelle, litografi-type fremkallingsprosesser som omfatter at områder av laget som tilsvarer det ønskede bilde bringes i kontakt med en elektrisk utladning av lav strøm i nærheten av en relativt inaktiv gass, hvor utladningen er av tilstrekkelig energi-tetthet til å indusere en endring i den relative oppløsbarhet i konvensjonelle litografi-type fremkallingsmaterialer, av det nevnte belegg i de områder som har vært i kontakt med utladningen.

2. Fremgangsmåte for å skape et ønsket latent bilde på en ueksponert, elektrisk ledende substratoverflate med et ueksponert, fotofølsomt materiale, karakterisert ved at belegget er istand til å gjøres uoppløselig når det påvirkes av en elektrisk utladning med lav strøm, til å utforme et latent bilde som deretter kan bli fremkalt for bruk i en trykke-prosess ved konvensjonelle litografi-type fremkallingsprosesser som omfatter sveiping av områder av belegget som tilsvarer det ønskede bilde med en elektrisk utladning med lav strøm i nærvær av en relativt inaktiv gass, hvor utladningen er av tilstrekkelig energitetthet til å gjøre belegget uoppløselig i konvensjonelle litografi-type fremkallingsmaterialer, bare i områder som har vært sveipet ved utladningen.

3. Fremgangsmåte for å skape et ønsket latent bilde på en additiv type litografi-trykkeplate av konvensjonell konstruksjon og som har et ueksponert vannoppløselig belegg innehold-ende en diazo-harpiks, karakterisert ved at man bringer områder av det ueksponerte belegg som tilsvarer det ønskede latente bilde, og i nærvær av en forholdsvis uaktiv gass, med en elektrisk utladning av lav strøm og av tilstrekkelig energi til å indusere en effekt som gjør belegget uoppløse- lig i vann i de nevnte områder, og som dermed skaper det ønskede latente bilde.

4. Fremgangsmåte for å skape et latent bilde på en ueksponert trykkplate, hvor platen har et ueksponert belegg som kan gjøres uoppløselig ved en elektrisk utladning med lav strøm, karakterisert ved at den omfatter de følgende skritt: a) plassering av en elektrode nær den belagte overflaten av platen, slik at det utformes en utladningsåpning; b) tilføring av en forholdsvis uaktiv gass i den nevnte åpning; c) starting av en elektrisk utladning med lav strøm mellom elektroden og plate-overflaten i den nevnte utladningsåpning; og d) regulering av gjennomsnitts-strømmen i utladningsåpningen til en verdi som er tilstrekkelig til å indusere en effekt som gjør belegget uoppløselig etter kontakt med utladningen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at gjennomsnitts-strømmen i utladningsåpningen er mellom 2x10 ^ og 2x10 ^ amp.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at elektroden blir ført over plate-overflaten ved hjelp av den relative bevegelse mellom elektroden og plate-overflaten, og at gjennomsnitts-strømmen blir opprettholdt ved den nevnte verdi bare mens elektroden er overfor områder av plate-overflaten hvor den nevnte uoppløselighets-effekt er ønsket.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at strømmen er begrenset til en maksimumsverdi som er utilstrekkelig til å forskyve belegget slik at den vesentlig avdekker platen under belegget.

8. Apparat for å skape et latent bilde på en ueksponet substratoverflate, karakterisert ved at det omfatter : (a) en spenningskilde; (b) en elektrode-anordning forbundet med spenningskilden; (c) en svitsjeanordning forbundet med spenningskilden for å styre spenningen på elektrode-anordningen; (d) en gassanordning for å tilføre en egnet gass inn i regionen mellom elektrode-anordningen og substrat-overflaten; (e) en strømbegrensnings-anordning for å begrense den elektriske strøm som flyter gjennom elektroden til verdier på -3 under omkring 2x10 amp; (f) en bærer-anordning for å plassere den nevnte belagte substratoverflate overfor og i nærheten av elektrode-anordningen, og (g) en transportanordning for å forårsake relativ bevegelse mellom elektroden og substrat-overflaten.

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at det omfatter en mønster-databehandlingsanordning for å generere svitsje-instruksjoner for svitsjeanordningen.

10. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at elektrode-anordningen er plassert under omkring 0,25 mm fra substrat-overflaten.