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EP0741335B1

Laser apparatus and process of use

Abstract

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EP0741335B1, drawing sheet 1
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Expired 12 April 2016, 10.5 years ago.

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  1. 1
    An apparatus for imagewise exposing an infra-red sensitive layer, the apparatus comprising:a support assembly including: a rotatable cylindrical surface having a longitudinal axis, the layer adapted to be externally mounted on the cylindrical surface, anda motor assembly for rotating the cylindrical surface;a laser assembly for producing an image modulated beam;an optical assembly including: a lens for focusing the directed beam at the layer on the cylindrical surface, anda focusing motor assembly for moving the lens with respect to the layer on the cylindrical surface to focus the modulated beam such that the focused modulated beam is adapted to engrave the layer;a modulated beam delivery carriage assembly including: a carriage for supporting the optical assembly,a linear track along which the carriage is adapted to move, the track parallel to the longitudinal axis, anda translator motor assembly for transporting the carriage along the track to scan the image modulated beam along the layer on the cylindrical surface at a carriage advance rate of about an exposing width of the modulated beam on the layer on the cylindrical surface;a computer assembly for (i) receiving, generating and/or storing image data representing an image to be exposed on the layer, and (ii) selecting exposure parameters from a set consisting of the cylindrical surface speed, the carriage advance rate, image placement coordinates on the layer, focusing position and amplitude modulation level;andan electronic control assembly for receiving the image data and the exposure parameters from the computer assembly and processing the image data and the exposure parameters to control the support assembly, the laser assembly, the optical assembly, and the modulated beam delivery carriage assembly to expose the image in a spiral fashion in the layer;characterized in that said apparatus is capable of providing a focused modulated beam comprising infra-red radiation having a peak power density of 0.1 to 17 MW/cm2 and is adapted to provide an energy density of 0.5 to 5 J/cm2 on said layer sufficient to ablate the infra-red sensitive layer. Appareil pour exposer selon une image une couche sensible aux infrarouges, l'appareil comprenant : - un ensemble de support comprenant : - une surface cylindrique rotative ayant un axe longitudinal, la couche étant à même d'être montée extérieurement sur la surface cylindrique, et- un ensemble moteur pour faire tourner la surface cylindrique,- un ensemble à laser pour produire un faisceau modulé en image,- un ensemble optique comprenant ;- une lentille pour focaliser le faisceau dirigé sur la couche sur la surface cylindrique, et- un ensemble moteur de focalisation pour déplacer la lentille par rapport à la couche sur la surface cylindrique afin de focaliser le faisceau modulé de manière que le faisceau modulé focalisé soit à même de graver la couche;- un ensemble à chariot délivrant le faisceau modulé comprenant : - un chariot pour supporter l'ensemble optique,- une piste linéaire le long de laquelle le chariot est à même de se déplacer, la piste étant parallèle à l'axe longitudinal, et- un ensemble moteur de translation pour transporter le chariot le long de la piste afin de balayer le faisceau modulé en image le long de la couche sur la surface cylindrique à une vitesse d'avancement du chariot d'environ une largeur d'exposition du faisceau modulé sur la couche de la surface cylindrique;- un ensemble informatique pour (i) recevoir, générer et/ou stocker des données d'image représentant une image à exposer sur la couche, et (ii) sélectionner des paramètres d'exposition dans un ensemble constitué de la vitesse de la surface cylindrique, de la vitesse d'avancement du chariot, des coordonnées d'emplacement de l'image sur la couche, de la position de focalisation et du niveau de modulation d'amplitude;et- un ensemble de commande électronique pour recevoir les données d'image et les paramètres d'exposition- de l'ensemble informatique et traiter les données d'image et les paramètres d'exposition pour commander l'ensemble de support, l'ensemble à laser, l'ensemble optique et l'ensemble à chariot pour la délivrance du faisceau modulé pour exposer l'image en mode spiralé dans la couche;caractérisé en ce que ledit appareil est à même de délivrer un faisceau modulé focalisé comprenant un rayonnement infrarouge ayant un pic de densité de puissance de 0,1 à 17 MW/cm2 et qui est à même d'offrir une densité d'énergie de 0,5 à 5 J/cm2 sur ladite couche suffisante pour assurer l'ablation de la couche sensible aux infrarouges. Vorrichtung zum bildweisen Belichten einer infrarotempfindlichen Schicht, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Trägereinheit, die einschließt: eine drehbare zylindrische Oberfläche mit einer Längsachse, wobei die Schicht außen an der zylindrischen Oberfläche befestigt wird, undeine Motoreinheit zum Drehen der zylindrischen Oberfläche;eine Lasereinheit zum Erzeugen eines Bild-modulierten Strahls;eine optische Einheit, die einschließt: eine Linse zum Fokussieren des gerichteten Strahls auf der Schicht auf der zylindrischen Oberfläche, undeine fokussierende Motoreinheit zum Bewegen der Linse in bezug auf die Schicht auf der zylindrischen Oberfläche, um den modulierten Strahl so zu fokussieren, daß der modulierte Strahl die Schicht graviert;eine Transporteinheit für den modulierten Strahl, die einschließt: einen Schlitten zum Tragen der optischen Einheit,eine lineare Spur, entlang der der Schlitten bewegt wird, wobei die Spur zur Längsachse parallel ist, und eine Umsetzungs-Motoreinheit zum Transportieren des Schlittens entlang der Spur, damit der Bild-modulierte Strahl die Schicht auf der zylindrischen Oberfläche abtasten kann, mit einer Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens, die etwa einer Belichtungsbreite des modulierten Strahls auf der Schicht auf der zylindrischen Oberfläche entspricht;eine Rechnereinheit zum (i) Empfangen, Erzeugen und/oder Speichern von Bilddaten, die ein Bild darstellen, das auf die Schicht exponiert werden soll, und zum (ii) Auswählen von Exponierungsparametem aus einer Gruppe, die aus der Geschwindigkeit der zylindrischen Oberfläche, der Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens, der Bildkoordinaten auf der Schicht, der Fokussierungsposition und dem Amplituden-Modulationsgrad besteht;undeine elektronische Steuerungseinheit zum Empfangen der Bilddaten und der Belichtungsparameter von der Rechnereinheit und zum Verarbeiten der Bilddaten und der Belichtungsparameter, um die Trägereinheit, die Lasereinheit, die optische Einheit und die Transporteinheit für den Bild-modulierten Strahl zu steuern, um spiralförmig ein Bild in der Schicht zu exponieren;dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in der Lage ist, einen fokussierten modulierten Strahl bereitzustellen, der Infrarotstrahlung mit einer Spitzenleistungsdichte von 0,1 bis 17 MW/cm2 umfaßt, und eine Energiedichte von 0,5 bis 5 J/cm2 auf der Schicht bereitstellt, die ausreicht, um die infrarotempfindliche Schicht zu ablatieren.
  2. 2
    Appareil selon la revendication 1, dans lequel :l'ensemble à laser comprend : - un laser pour émettre un faisceau de rayonnement infrarouge de sortie ayant une valeur de qualité de faisceau M2 de 4 à 8 et une puissance maximale de 50 à 70 W;- une source d'alimentation laser pour exciter le laser;et- un ensemble modulateur acousto-optique pour moduler le faisceau de sortie laser par des données d'image et pour produire un faisceau modulé en image de premier ordre ayant une puissance maximale de 22 à 32 W;et l'ensemble de commande électronique est à même de commander l'ensemble modulateur acousto-optique. The apparatus of claim 1, wherein: the laser assembly comprises: a laser for emitting an output infra-red radiation beam having an M2 beam quality value of 4 to 8 and a maximum power of 50-70 W;a laser power supply for energizing the laser;andan acousto-optic modulator assembly for modulating the laser output beam with image data and for producing an image modulated first order beam having a maximum poser of 22 to 32 W;andthe electronic control assembly is adapted to control the acousto-optic modulator assembly. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei:    die Lasereinheit umfaßt: einen Laser zum Aussenden eines Infrarotstrahls mit einem M2-Wert des Strahls von 4 bis 8 und einer maximalen Leistung von 50 - 70 W;eine Laserenergiequelle zum Versorgen des Lasers mit Energie;und eine akustisch-optische Modulationseinheit zum Modulieren des ausgesendeten Laserstrahls mit Bilddaten und zum Erzeugen eines Bild-modulierten Strahls erster Ordnung mit einer maximalen Leistung von 22 bis 32 W;und die elektronische Steuerungseinheit die akustisch-optische Modulationseinheit steuert.
  3. 3
    Appareil selon la revendication 2, dans lequel l'ensemble modulateur acousto-optique comprend :- un modulateur acousto-optique pour diffracter une partie de premier ordre du faisceau de sortie laser et pour laisser passer une partie d'ordre zéro du faisceau de sortie laser;et- un piège à faisceau pour bloquer la partie de faisceau du premier ordre ou la partie de faisceau d'ordre zéro. The apparatus of claim 2, wherein the acousto-optic modulator assembly comprises: an acousto-optic modulator for diffracting a first order beam portion of the laser output beam and passing a zero order beam portion of the laser output beam;anda beam dump for blocking either the first order beam portion or the zero order beam portion. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die akustisch-optische Modulationseinheit umfaßt: einen akustisch-optischen Modulator, um einen Strahlabschnitt erster Ordnung des ausgesendeten Laserstrahls zu beugen und einen Strahlabschnitt nullter Ordnung des ausgesendeten Laserstrahls durchzuleiten;undeinen Strahlendump zum Blockieren von entweder dem Strahlabschnitt erster Ordnung oder dem Strahlabschnitt nullter Ordnung.
  4. 4
    Appareil selon la revendication 1, comprenant par ailleurs un système d'extraction de débris pour évacuer le matériau éliminé par ablation, le système de commande électronique étant par ailleurs à même de commander le système d'extraction de débris. The apparatus of claim 1, further comprising a debris extraction system for removing ablated material, the electronic control assembly further adapted to control the debris extraction system. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Abrieb-Absaugungssystem zum Entfernen des ablatierten Materials, wobei die elektronische Steuerungseinheit zusätzlich das Abrieb-Absaugungsssystem steuert.
  5. 5
    A process for making a flexographic printing plate, comprising:(1) providing a photosensitive printing element comprising in the order listed: (a) a support layer,(b) at least a photopolymerizable layer comprising an elastomeric binder, at least a monomer and at least an initiator having sensitivity to non-infrared actinic radiation, said photopolymerizable layer being soluble, swellable or dispersable in a developer solution;(c) optionally at least a barrier layer which is substantially transparent to non-infrared actinic radiation;and(d) at least a layer of infra-red radiation sensitive material which is substantially opaque to non-infrared actinic radiation;(2) imagewise ablating layer (d) with an infra-red laser radiation beam having a peak power density of 0.1 to 17 MW/cm2 and adapted to provide an energy density of 0.5 to 5 J/cm2 from a laser ablating apparatus to form a mask, the apparatus comprising a support assembly, a laser assembly, an optical assembly, a modulated beam delivery carriage assembly, a computer assembly, and an electronic control assembly;(3) overall exposing the photosensitive element to non-infrared actinic radiation through the mask;and(4) treating the product of step (3) with at least one developer solution to remove (i) the infrared-sensitive layer which was not removed during step (2), (ii) at least areas of the barrier layer, if present, which were not exposed to non-infrared actinic radiation, and (iii) areas of the photopolymerizable layer (b) which were not exposed to non-infrared actinic radiation. Procédé de préparation d'une plaque d'impression flexographique, comprenant les étapes consistant : (1) à mettre en oeuvre un élément d'impression photosensible comprenant dans l'ordre énuméré : (a) une couche de support,(b) au moins une couche photopolymérisable comprenant un liant élastomère, au moins un monomère et au moins un initiateur ayant une sensibilité au rayonnement actinique non infrarouge, ladite couche photopolymérisable étant soluble, gonflable ou dispersable dans une solution révélatrice;(c) en option au moins une couche barrière qui est sensiblement transparente au rayonnement actinique non infrarouge;et(d) au moins une couche de matériau sensible aux rayons infrarouges qui est sensiblement opaque au rayonnement actinique non infrarouge;(2) à procéder à l'ablation selon une image de la couche (d) par un faisceau de rayonnement laser infrarouge ayant un pic de densité de puissance de 0,1 à 17 MW/cm2 et qui est à même d'offrir une densité d'énergie de 0,5 à 5 J/cm2 à partir d'un appareil d'ablation à laser pour former un masque, l'appareil comprenant un ensemble de support, un ensemble à laser, un ensemble optique, un ensemble à chariot délivrant le faisceau modulé, un ensemble informatique et un ensemble de commande électronique;(3) à exposer globalement l'élément photosensible à un rayonnement actinique non infrarouge à travers le masque;et(4) à traiter le produit de l'étape (3) par au moins une solution révélatrice pour éliminer (i) la couche sensible aux infrarouges qui n'a pas été éliminée au cours de l'étape (2), (ii) au moins des zones de la couche barrière, si elle est présente, qui n'ont pas été exposées au rayonnement actinique non infrarouge, et (iii) des zones de la couche photopolymérisable (b) qui n'ont pas été exposées au rayonnement actinique non infrarouge. Verfahren zum Erzeugen einer Flexodruckplatte, umfassend: (1) Bereitstellen eines lichtempfindlichen Druckelements, das in der angegebenen Reihenfolge enthält: (a) eine Trägerschicht,(b) wenigstens eine photopolymerisierbare Schicht, die ein elastomeres Bindemittel, wenigstens ein Monomer und wenigstens einen Initiator, der gegenüber aktinischer Strahlung empfindlich ist, aufweist, wobei die photopolymerisierbare Schicht in einer Entwicklerlösung löslich, quellfähig oder dispergierbar ist;(c) optional wenigstens eine Sperrschicht, die im wesentlichen durchlässig für nicht-infrarote aktinische Strahlung ist;und(d) wenigstens eine Schicht aus für aktinische Infrarotstrahlung undurchlässigem Material;(2) bildweises Ablatieren der Schicht (d) mit einem Infrarot-Laserstrahl mit einer Spitzenleistungsdichte von 0,1 bis 17 MW/cm2, der eine Energiedichte von 0,5 bis 5 J/cm2 aus einer Laser-Ablationsvorrichtung bereitstellt, um eine Maske zu bilden, wobei die Vorrichtung eine Trägereinheit, eine Lasereinheit, eine optische Einheit, eine Transporteinheit für den modulierten Strahl, eine Rechnereinheit und eine elektronische Steuerungseinheit umfaßt;(3) Belichten des gesamten lichtempfindlichen Elements mit nicht-infraroter aktinischer Strahlung durch die Maske hindurch;und(4) Behandeln des Produkts von Schritt (3) mit wenigstens einer Entwicklerlösung, um (i) die infrarotempfindliche Schicht, die während Schritt (2) nicht entfernt worden war, (ii) mindestens die Bereiche der Sperrschicht, die nicht mit nicht-infraroter aktinischer Strahlung belichtet worden waren, falls vorhanden, und (iii) die Bereiche der photopolymerisierbaren Schicht (b), die nicht mit nicht-infraroter aktinischer Strahlung belichtet worden waren, zu entfernen.
  6. 6
    Procédé selon la revendication 5, comprenant par ailleurs les étapes consistant :- à éliminer une feuille de recouvrement de l'élément;et,- après l'étape d'élimination et avant l'étape d'ablation, à monter l'élément sur une surface cylindrique rotative de l'ensemble de support. The process of claim 5, further comprising: removing a coversheet from the element;andafter the removing step and prior to the ablating step, mounting the element on a rotatable cylindrical surface of the support assembly. Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend:    Entfernen der Deckfolie von dem Element;und, nach dem Schritt des Entfernens und vor dem Ablationsschritt, Befestigen des Elements auf einer drehbaren zylindrischen Oberfläche auf der Trägereinheit.
  7. 7
    Procédé selon la revendication 5, comprenant par ailleurs l'étape consistant :- à utiliser le faisceau de rayonnement laser infrarouge ayant une valeur de qualité de faisceau M2 de 4 à 8 et une puissance maximale de 50 - 70 W. The process of claim 5, further comprising:    providing the infra-red laser radiation beam having a M2 beam quality value of 4 to 8 and a maximum power of 50-70 W. Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend:    Bereitstellen des Infrarot-Laserstrahls mit einem M2-Wert des Strahls von 4 bis 8 und einer maximalen Leistung von 50 - 70 W.
  8. 8
    Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'étape d'ablation est réalisée :- en faisant tourner la surface cylindrique à une vitesse de 500 à 2500 tours par minute tout en déplaçant simultanément l'ensemble optique de manière générale parallèlement à un axe longitudinal de la surface cylindrique pour éliminer par ablation une image en mode spiralé dans la couche (d) à une vitesse d'avancement d'environ une largeur d'ablation sur la couche par tour de la surface cylindrique. The process of claim 5, wherein the ablating step is performed by:    rotating the cylindrical surface at a speed of 500 to 2500 revolutions per minute while simultaneously moving the optical assembly generally parallel to a longitudinal axis of the cylindrical surface to ablate an image in a spiral fashion in the layer (d) at an advance rate of about an ablating width on the layer per revolution of the cylindrical surface. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Ablationsschritt durchgeführt wird, indem man:    die zylindrische Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von 500 bis 2500 Umdrehungen pro Minute dreht, während man gleichzeitig die optische Einheit im wesentlichen parallel zur Längsachse der zylindrischen Oberfläche bewegt, um durch spiralförmiges Ablatieren ein Bild in der Schicht (d) zu erzeugen bei einer Vorschubgeschwindigkeit, die etwa einer Ablationsbreite auf der Schicht pro Umdrehung der zylindrischen Oberfläche entspricht.
  9. 9
    Procédé selon la revendication 5, comprenant par ailleurs l'étape de focalisation du faisceau de rayonnement laser infrarouge pour qu'il ait un diamètre d'irradiation de 1/e2 de 15 µm à 30 µm sur la couche (d). The process of claim 5, further comprising focusing the infra-red laser radiation beam to have a 1/e2 irradiance diameter of 15 µm to 30 µm at the layer (d). Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend das Fokussieren des Infrarot-Laserstrahls, um eine Bestrahlungsstärke 1/e2 mit einem Durchmesser von 15 µm bis 30 µm auf der Schicht (d) zu erhalten.