CZ297292B6 - Zarízení a zpusob k bodovému ilustrování tiskových ploch - Google Patents

Abstract

Zarízení k bodovému ilustrování tiskových ploch má alespon jeden laserový paprsek (42), který se pohybuje relativne k tiskové plose (48), laserový svetelný zdroj (40) a rízení (426) laseru, které mení výkon laseru nebo dobu osvitu jako funkci odstupu laserového svetelného zdroje (40) od obrazového bodu (410). Zarízení má meric (414) vzdálenosti k urcování odstupu laserového svetelného zdroje (40)od obrazového bodu (410), pricemz je meric (414) vzdálenosti spojen s rízením (426) laseru. Pri zpusobu bodového ilustrování tiskových ploch pomocí alespon jednoho laserového paprsku (42) se poskytuje laserový svetelný zdroj (40) k vytvorení laserového paprsku (42) s místne závislým rozdelením intenzity ve dvou prostorových smerech kolmo k ose sírení a se stanovenou rozbíhavostí. Poskytuje se tisková plocha (48) v odstupu od laserového svetelného zdroje (40), a osvecuje se tisková plocha (48), nacházející se v urcitém odstupu od laserového svetelného zdroje (40) a mení se výkon laseru nebo doba osvitu rízením (426) laseru v závislosti na odstupu laserového svetelného zdroje (40) od obrazového bodu (410) na tiskové plose (48) ke zmene velikosti obrazového bodu (410) na tiskové plose (48). U zpusobu se stanovuje odstup laserového svetelného zdroje (40) od obrazového bodu (410) mericem (414) vzdálenosti spojeným s rízením (426) laseru.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch s pomocí alespoň jednoho laserového paprsku, který se pohybuje relativně k tiskové ploše, s laserovým světelným zdrojem a řízením laseru, které mění výkon laseru nebo dobu osvitu jako funkci odstupu laserového světelného zdroje od obrazového bodu.

Vynález se rovněž týká způsobu bodového ilustrování tiskových ploch pomocí alespoň jednoho laserového paprsku s kroky, že se poskytuje laserový světelný zdroj k vytvoření laserového paprsku s místně závislým rozdělením intenzity ve dvou prostorových směrech kolmo k ose šíření a se stanovenou rozbíhavostí, že se poskytuje tisková plocha v odstupu od laserového světelného zdroje, že se osvěcuje tisková plocha, nacházející se v určitém odstupu od laserového světelného zdroje, a že se mění výkon laseru nebo doba osvitu řízením laseru v závislosti na odstupu laserového světelného zdroje od obrazového bodu na tiskové ploše ke změně velikosti obrazového bodu na tiskové ploše.

Vynález se rovněž týká tiskařské soustavy a tiskařského stroje.

Dosavadní stav techniky

Při ilustrování tiskařských desek způsobem CtP (Computer-to-plate) nebo v tiskařských strojích typu Direct Imaging musí být odstup mezi tiskovou plochou a optickým systémem ilustrovacího zařízení dodržen velmi přesně, aby byl získán optimální výsledek. Například v důsledku chvění stroje při provozu však dochází k odchylkám od žádoucího odstupu mezi tiskovou plochou a ilustrovacím laserem. Jak silně závisí kvalita ilustrovacího výsledku od odchylky od žádoucího odstupu, je kromě jiného dáno kvalitou záření laseru a zvolenými parametry záření. Obecně vyplývá z odchylky od žádoucího odstupu deformovaný tiskový bod, který je podle parametrů záření buď větší nebo menší než stanovená žádoucí velikost. U velmi silných odchylek se dokonce na tiskové ploše nevytvoří žádný tiskový bod, protože se laserový paprsek tak silně rozšíří, že se na žádném místě tiskové plochy již nedosáhne ilustrovacího prahu.

V US 5 764 272 se popisuje systém automatického zaostřování pro laserové ilustrovací zařízení. Tento systém má laser a odpovídající optiku k tvarování světelného paprsku, který se zaostřuje na obrazovou rovinu. Prostřednictvím fotodiody se vytváří signál, charakteristický pro světlo odrážené od obrazové plochy, takže může být ohnisko laserového paprsku na obrazové ploše přizpůsobováno podle charakteristického signálu. Tím se vytváří úzká souvislost obrazové plochy a obrazové roviny laseru jeho odpovídající optikou. K posunutí ohniska ilustrovacího zařízení se může pohybovat laserem, odpovídající optikou nebo obrazovou plochou.

Systémy automatického zaostřování tohoto typu mohou pracovat pouze omezeně rychle. Přemisťuje-li se kupříkladu laserová optika, musí se nezanedbatelná hmota rychle zrychlit, přesně umístit a opět rychle zabrzdit. Pro vysoce časté poruchy, k nimž dochází kupříkladu v důsledku nečistot pod tiskovou plochou, zrnek prachu nebo v důsledku záhybů v tiskové ploše, jsou regulační doby, které takový systém potřebuje, příliš dlouhé. Často proto dochází k chybám v ilustrování.

V mnohokanálovém systému, tj. v ilustrovacím zařízení s více rovnoběžnými laserovými paprsky, nelze zpravidla zcela zaostřit každý jednotlivý paprsek, neboť se posunuje celá zobrazovací optika. Jinými slovy je třeba nalézt kompromis tak, aby byla odchylka od žádoucího odstupu všech současných paprsků celkově minimální. Obecně je konstrukce mechanického, automatického zaostřovacího systému, působícího pohybem zobrazovací optiky, technicky náročná, vyžaduje odpovídající konstrukční prostor a způsobuje relativně vysoké náklady.

-1 CZ 297292 B6

Z dokumentu WO 97/27065 je známo zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch na bubnu, se skupinou infračervených diod, jejichž vstupní proudy jsou měnitelné, takže se dá světelná intenzita během ilustrování selektivně měnit, aby se tak ovlivnila velikost vytvářených tiskových bodů. Selektivní změna závisí na předchozí kalibraci intenzity laserových diod tím, že se pro ně definuje korekční funkce v závislosti na změnách polohy povrchu bubnu relativně vůči zařízení. Korekční funkce se používá k stanovování korektury intenzity laserových diod během ilustrování, takže jsou aktuálně používané vstupní proudy stanovitelné v reálném čase.

Dále se v dokumentu EP 0 922 573 A2 popisuje, že se periodická kolísání odstupu zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch a tiskové plochy určené k ilustrování, způsobovaná excentricitou bubnu, který obsahuje tiskovou plochu určenou k ilustrování, kompenzují tím, že se provádí elektronická kompenzace. Výchozí intenzita světla zařízení k ilustrování se mění tím, že se mění adekvátně vstupní výkon. Korekční faktor, který se mění se stejnou periodou, jako kolísání, se vytváří v přizpůsobovacím spínacím okruhu.

Úkolem tohoto vynálezu je tedy poskytnout zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch s pomocí alespoň jednoho laserového paprsku, který se pohybuje relativně k tiskové ploše, kterým se dá provádět proměnlivé ilustrování, aniž by se muselo mechanicky pohybovat částmi zařízení, jako je například zobrazovací optika, aby se vyrovnalo kolísání v odstupu mezi zobrazovací optikou a tiskovou plochou.

Podstata vynálezu

Tento úkol se řeší zařízením k bodovému ilustrování tiskových ploch s pomocí alespoň jednoho laserového paprsku, který se pohybuje relativně k tiskové ploše, s laserovým světelným zdrojem a řízením laseru, které mění výkon laseru nebo dobu osvitu jako funkci odstupu laserového světelného zdroje od obrazového bodu, které podle vynálezu spočívá v tom, že má měřič vzdálenosti k určování odstupu laserového světelného zdroje od obrazového bodu, přičemž je měřič vzdálenosti spojen s řízením laseru.

U zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch je laserový světelný zdroj (40) s výhodou diodový laser.

U zařízení k bodovému ilustrováni tiskových ploch má laserový světelný zdroj s výhodou více prostorově od sebe oddělených světelných paprsků k současnému ilustrování více tiskových bodů.

U zařízení je laserový světelný zdroj s výhodou jednotlivě ovladatelná řada diodových laserů.

Tento úkol se dále řeší způsobem bodového ilustrování tiskových ploch pomocí alespoň jednoho laserového paprsku s kroky, že se poskytuje laserový světelný zdroj k vytvoření laserového paprsku s místně závislým rozdělením intenzity ve dvou prostorových směrech kolmo k ose šíření a se stanovenou rozbíhavostí, že se poskytuje tisková plocha v odstupu od laserového světelného zdroje, že se osvěcuje tisková plocha, nacházející se v určitém odstupu od laserového světelného zdroje, že se mění výkon laseru nebo doba osvitu řízením laseru v závislosti na odstupu laserového světelného zdroje od obrazového bodu na tiskové ploše ke změně velikosti obrazového bodu na tiskové ploše, přičemž se podle vynálezu stanovuje odstup laserového světelného zdroje od obrazového bodu měřičem vzdálenosti spojeným s řízením laseru.

U způsobu podle vynálezu se velikost bodu na tiskové ploše s výhodou nastavuje na předem danou hodnotu změnou výkonu laseru nebo doby osvitu.

-2CZ 297292 B6

Tento úkol se dále řeší tiskařskou soustavou, která má podle vynálezu alespoň jedno výše uvedené zařízení a tiskařským strojem podle vynálezu, který má alespoň jednu tiskařskou soustavu podle vynálezu.

Zobrazovací optika ilustrovacího zařízení je zpravidla nastavena tak, že v žádoucím odstupu ohnisko, tj. rovina, v níž má laserový paprsek svůj nejmenší průměr, leží přesně na povrchu tiskové plochy. Odchylka od žádoucího odstupu mezi laserem a tiskovou plochou má za následek zvětšení průměru paprsku na tiskové ploše a tím podle nastavení laserových parametrů výkonu a průměru ohniska zvětšení nebo zmenšení tiskového bodu. Prostřednictvím detektoru se zjišťuje skutečný odstup mezi tiskovou plochou a laserem, takže může být porovnán s žádoucí hodnotou. V závislosti na odchylce od žádoucí hodnoty se zvyšuje nebo snižuje světelný výkon, s nímž se ilustruje. Zvýšení výkonu laseru provází zvětšení tiskového bodu, neboť vzrůstá velikost skvrny, na níž je na tiskové ploše deponována energie, která překračuje práh ilustrování. Odpovídajícím způsobem doprovází snížení výkonu laseru zmenšení tiskového bodu, neboť se snižuje velikost skvrny, na níž je na tiskové ploše deponována energie, která překračuje práh ilustrování.

Další možnost měnit velikost tiskového bodu spočívá v cíleném prodlužování nebo zkracování doby osvitu. Rovněž je možná kombinace změny výkonu a doby osvitu.

Pomocí zařízení podle vynálezu může být zvětšení resp. zmenšení tiskového bodu vyrovnáno na základě odchylky odstupu. Prostřednictvím předpokládaného měnitelného výkonu laseru může dojít k přizpůsobování velikosti tiskového bodu, takže se dosahuje akceptovatelného ilustrovacího výsledku. Jinými slovy je velikost tiskových bodů proměnlivá. Hodnotu potřebného světelného výkonu nebo dobu osvitu lze vypočítat z naměřeného odstupu. Tato funkce může být realizována např. v rastrovém generátoru, který převádí vzor tiskových bodů na časový sled impulzů pro laserové ilustrování. Výhodným způsobem se předem funkční spojitostí vytváří a ukládá tabulka, tzv. Lookup-Table, takže je potřebná hodnota okamžitě in sítu k dispozici.

Ve výhodné formě provedení vynálezu vykazuje zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch více laserových paprsků, kterými se osvětluje současně. Přednost se dává obzvláště jednotlivě ovladatelným řadám diodových laserů. Pro každý jednotlivý laser v řadě lze měnit výkon nebo dobu ilustrování, neboť velikost každého laserem psaného tiskového bodu je proměnlivá a nezávisí na velikosti ostatních tiskových bodů.

Předkládaný vynález potřebuje podstatně méně pohyblivých dílů, než známé systémy se zařízením k automatickému nastavování ostrosti obrazu, a může tak na poruchy reagovat mnohem rychleji. Zároveň dociluje znatelně lepšího výsledku ilustrování než zařízení bez automatického nastavování ostrosti obrazu. Realizace kompaktního ilustrovacího zařízení v integrované formě je znatelně jednodušší a je spojena s nižšími náklady.

Zařízení tohoto typu může být používáno k bodovému ilustrování v rámci tiskařské soustavy nebo mimo tiskařskou soustavu resp. u tiskařského stroje.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a výhodné formy provedení vynálezu budou znázorněny na základě následujících obrázků ajejich popisu. Přitom jednotlivé obrázky ukazují následující:

obr. 1 změnu velikosti skvrn laserového paprsku, obr. 2 vytvoření tiskového bodu na tiskové ploše relativním pohybem laserového paprsku vůči tiskové ploše,

-3CZ 297292 B6 obr. 3 příklady napsaných tiskových bodů s rozdílnými parametry laseru, obr. 4 schematický pohled na ilustrování tiskové plochy prostřednictvím zařízení podle vynálezu.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna změna velikosti skvrn laseru k bodovému ilustrování tiskových ploch. Laserový paprsek se šíří podél optické osy JO, na níž se nachází rovněž i jeho maximum intenzity. V ohnisku 12 vykazuje laserový paprsek svůj nejmenší průměr. V tomto bodě přednostně provádí ilustrování. Jinými slovy ohnisko 12 definuje žádoucí odstup laseru k tiskovému bodu. Jak na bodu 14 před ohniskem tak i na bodu 16 za ohniskem se paprsek rozšiřuje. Linie 18 naznačují změnu ohraničení světelné skvrny jako funkci pozice podél směru rozšiřování.

V ohnisku 12 je v oblasti 110 dosaženo větší intenzity než je prahová intenzita k ilustrování. Díky rozšíření laserového paprsku před a za ohniskem 12 se oblast, v níž leží intenzita nad prahovou intenzitou, zmenší, neboť transportovaná energie protéká větší průřezovou plochou. Při trvalé intenzitě laseru tak vyvstává oblast 112, v níž je překročen práh ilustrování. Při zkráceném skutečném odstupu 114 od laseru k tiskové ploše je oblast 116, jež má být ilustrována, větší než při trvalé intenzitě dosažená oblast 112. Podle vynálezu je tedy intenzita laseru zvýšena, takže se oblast, v níž je prahová intenzita k ilustrování překročena, zvětší. Prahová intenzita je potom překročena v celé oblasti 118. Ve skutečném odstupu 114 se pak dosahuje prahová intenzita v celé oblasti 116.

Obr. 2 znázorňuje vytvoření tiskového bodu relativním pohybem laserového paprsku vůči tiskové ploše. Na tiskovou plochu 20 dopadá laserový paprsek se skvrnou 22. Laser je skenován přes tiskovou plochu 20 tak, že je v celé oblasti 24 překročena prahová intenzita k ilustrování.

V přednostní formě provedení se jedná o eliptický Gaussův laserový paprsek, který vykazuje dvě rozdílné poloosy. Typicky přitom leží delší průměr skvrny w_x 26 kolmo ke směru pohybu. Kratší průměr skvrny w_y 28 leží ve směru pohybu. Pomocí takovéhoto zařízení mohou být psány jak linie, tak i body, neboť šířka tiskových bodů d_x 210 a výška tiskových bodů d_y 212 může být stanovena odpovídajícím způsobem.

Na obr. 3a, 3b a 3c jsou ukázány příklady pro hraniční linie napsaných tiskových bodů rozdílných parametrů laseru. Jinými slovy je ukázána ona plocha, na níž je překročena prahová intenzita k ilustrování. Na obr. 3a je představena hraniční linie f tiskového bodu se vzdálenostmi d_x 9,3 mikrometrů a d_y 10,6 mikrometrů. Zobrazený tiskový bod s hraniční linií f je vytvořený eliptickým laserovým paprskem v ohnisku s průměrem skvrny w_x = 8,0 mikrometrů a w_y = 6,0 mikrometrů. Je rovněž vidět hraniční linie u tiskového bodu, jak vzniká při vychýlení o 100 mikrometrů od žádoucího odstupu při stabilizovaném výkonu laseru. Jeho šířka d_x činí 8,5 mikrometrů a jeho výška d_y činí 9,8 mikrometrů. Délka laserových vln činí 830 nanometrů adifrakční koeficient M² je 1,1. V tomto odstupu k ohnisku činí w_x a w_y 8,8 mikrometrů respektive 7,7 mikrometrů. Na obr. 3a je ukázána hraniční linie a tiskového bodu, jakého lze dosáhnout pomocí zařízení podle vynálezu. Aby bylo možné v daném skutečném odstupu, 100 mikrometrů od ohniska, vytvořit tiskový bod o šířce d_x 9,4 mikrometrů a výšce d_y 10,7 mikrometrů, je výkon laseru zvýšen o 10%. Délka laserových vln 830 nanometrů a difrakční koeficient M² = 1,1 jsou zvoleny jako v obou ostatních případech.

Pomocí zařízení podle vynálezu může být velikost tiskových bodů utvářena proměnlivě. Na obr. 3b je například ukázáno, jak může přizpůsobení výkonu vést ke zmenšenému tiskovému bodu. Se sníženým výkonem, který je optimalizován k psaní linie, je vytvořena hraniční linie 1 tiskového bodu o šířce d_x 8,1 mikrometrů a výšce d_y 9,5 mikrometrů. Skutečný odstup se opět odchyluje od žádoucího odstupu v ohnisku laseru o 100 mikrometrů. Tam činí průměry skvrn w_x

8,8 mikrometrů a w_y 7,7 mikrometrů.

-4CZ 297292 B6

Na obr. 3c je příkladně představeno, jak vede prodloužení doby osvitu, jinými slovy časové doby trvání laserového paprsku, ke zvětšení tiskových bodů jak ve směru x, tak i ve směru y. Vedle hraničních linií fa u (osvit v ohnisku a 100 mikrometrů mimo ohniska) je vidět hraniční linii v tiskového bodu, který je vytvořen při prodloužení osvitu z 10 mikrovtenn na 11 mikrovteřin. Takto vytvořený bod má délky d_x 9,5 mikrometrů a d_y 10,8 mikrometrů. Parametry vytvořeného paprsku jsou stejné jako u paprsku, který vytváří tiskový bod s hraniční linií u, jak je ukázáno také na obr. 3a.

Představená série na obr. 3a, 3b představuje příkladně, jak se dosahuje bodového ilustrování tiskových ploch pomocí alespoň jednoho laserového paprsku s proměnlivou velikosti tiskových bodů prostřednictvím měnitelného výkonu laseru nebo doby osvitu. Změny odstupu mezi tiskovou plochou a ohniskem laseru jsou namísto pohybem zobrazovací optiky, laseru samotného nebo tiskové plochy, jak je tomu běžné v systémech se zařízením k automatickému nastavování ostrosti obrazu, vyrovnávány přizpůsobením výkonu laseru.

Na obr. 4 je představena výhodná forma provedení vynálezu k ilustrování tiskové plochy, která se nachází na otočném válci. Takováto forma provedení může být uskutečněna obzvláště v tiskařské sestavě nebo v tiskařském stroji. Světelný laserový zdroj 40 vytváří laserový paprsek 42, který je prostřednictvím zobrazovací optiky 44 zobrazován na tiskovou plochu 48, jež se nachází na válci 46, v bodě 410. Válec 46 je otočný kolem své osy symetrie. Toto otáčení je naznačeno dvojitou šipkou B. Laserový světelný zdroj 40 se může pohybovat paralelně k ose symetrie válce 46 lineární cestou, což je naznačeno dvojitou šipkou A. K. ilustrování rotuje válec 46 s tiskovou plochou 48 podle rotačního pohybu B, a laserový světelný zdroj 40 se pohybuje podél válce podle translačního pohybu A. Vzniká ilustrování, které šroubovicovitě obíhá symetrickou osu válce 46. Cesta obrazového bodu 410 je dána linií 412. Měřič 414 vzdálenosti vysílá světelný paprsek 416, který dosáhne tiskovou plochu 48 v obrazovém bodě 418. Tím lze získat nutnou informaci o odstupu laserového světelného zdroje 40 s obrazovým bodem 410, která slouží k ilustrování, k tiskové ploše 48. Prostřednictvím spojení 420 k výměně dat a/nebo řídicích signálů je měřič 414 vzdálenosti spojený se zařízením 422 k výpočtu nutného výkonu laseru. Přes spojení 424 je zařízení 422 k výpočtu nutného výkonu laseru nebo doby osvitu spojeno s řízením 426 laseru, které obzvláště určuje výkon laseru. Data a/nebo řídicí signály mezi řízením 426 laseru a laserovým světelným zdrojem 40 jsou přenášeny přes spojení 428.

V přednostní formě provedení vynálezu může být řízení 426 laseru navíc přes spojení 430 spojeno s řízením 432 stroje.

Ve výhodné další vývojové formě vynálezu sestává laserový světelný zdroj 40 z řady laserových diod, jejichž jednotlivé lasery mohou být řízeny separátně. Může se tak realizovat současné ilustrování více tiskových bodů, jejichž velikost je proměnlivá. Pro každý jednotlivý tiskový bod může být odchylka skutečné polohy od žádoucí polohy tiskové plochy k ohnisku laseru vyrovnána prostřednictvím měnitelného výkonu laseru nebo doby osvitu.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch s pomocí alespoň jednoho laserového paprsku (42), který se pohybuje relativně k tiskové ploše (48), s laserovým světelným zdrojem (40) a řízením (426) laseru, které mění výkon laseru nebo dobu osvitu jako funkci odstupu laserového světelného zdroje (40) od obrazového bodu (410), v y z n a č u j í c í se t í m, že má měřič (414) vzdálenosti k určování odstupu laserového světelného zdroje (40) od obrazového bodu (410), přičemž je měřič (414) vzdálenosti spojen s řízením (426) laseru.
2. 2. Zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch podle nároku 1, vyznačující se t í m , že je laserový světelný zdroj (40) diodový laser.
3. 3. Zařízení k bodovému ilustrování tiskových ploch podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že má laserový světelný zdroj (40) více prostorově od sebe oddělených světelných paprsků (42) k současnému ilustrování více tiskových bodů.
4. 4. Zařízení podle jednoho z výše uvedených nároků, vyznačující se tím,žeje laserový světelný zdroj (40) jednotlivě ovladatelná řada diodových laserů.
5. 5. Způsob bodového ilustrování tiskových ploch pomocí alespoň jednoho laserového paprsku (42) s kroky, že se poskytne laserový světelný zdroj (40) k vytvoření laserového paprsku (42) s místně závislým rozdělením intenzity ve dvou prostorových směrech kolmo k ose šíření a se stanovenou rozbíhá vostí, že se poskytne tisková plocha (48) v odstupu od laserového světelného zdroje (40), že se osvítí tisková plocha (48), nacházející se v určitém odstupu od laserového světelného zdroje (40), že se mění výkon laseru nebo doba osvitu řízením (426) laseru v závislosti na odstupu laserového světelného zdroje (40) od obrazového bodu (410) na tiskové ploše (48) ke změně velikosti obrazového bodu (410) na tiskové ploše (48), vyznačující se tím, že se stanoví odstup laserového světelného zdroje (40) od obrazového bodu (410) měřičem (414) vzdálenosti spojeným s řízením (426) laseru.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se velikost bodu na tiskové ploše (48) nastaví na předem danou hodnotu změnou výkonu laseru nebo doby osvitu.
7. 7. Tiskařská soustava, vyznačující se tím, že má alespoň jedno zařízení podle jednoho z nároků 1 až 4.
8. 8. Tiskařský stroj, vyznačující se tím, že má alespoň jednu tiskařskou soustavu podle nároku Ί.