DE102005041751B4 - Vorrichtung zur Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsmaterial, mit einer Mehrzahl individuell elektrisch ansteuerbaren Einzelstrahlungsquellen, deren Strahlen auf eine strahlungsempfindliche Schicht des Aufzeichnungsmaterials gerichtet sind, mit einem Antrieb zur Relativbewegung des Aufzeichnungsmaterials zu den Strahlungsquellen, mit einem Gehäuse zur Aufnahme der Strahlungsquellen, wobei das Gehäuse auf der Austrittsseite der Strahlen mit einem strahlungsdurchlässigen Fenster verschlossen ist, mit einer Steuereinrichtung zum bildgemäßem Einschalten der Strahlungsquellen, wobei Bauelemente der Steuereinrichtung auf einer Leiterplatte angeordnet sind, mit einer Mehrzahl elektrischer Leitungen zwischen den Bauelementen, wobei die Leitungen untrennbar mit der Leiterplatte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (7) hermetisch abgedichtet in das Gehäuse (1) geführt ist und das Gehäuse (1) hermetisch dicht ausgeführt und mit einem unter Überdruck stehenden, wasserfreien Gas (22) gefüllt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Herstellung von Druckformen ist es bekannt, Laserdiodenarrays zu verwenden, deren Laserstrahlen auf einen Druckformrohling gerichtet werden, um Druckfarbe annehmende oder Druckfarbe abstoßende Bildpunkte zu erzeugen. Die Laserstrahlen durchlaufen eine strahlformende und fokussierende Optik. Die Laserdioden eines Laserdiodenarrays liegen dicht gepackt mit einem definierten Abstand zueinander. Insbesondere beim Erzeugen von Bildpunkten oder Nichtbildpunkten durch Abtragen von Material auf einem Druckformrohling werden hohe Leistungen benötigt, so dass beim bildgemäßen Ansteuern der Laserdioden hohe Verlustleistungen auf engem Raum auftreten. Ungewollte Änderungen der Strahlungsleistung eines Laserstrahles führen zu Bebilderungsfehlern. Deshalb werden die Laserdiodenarrays in einem Gehäuse untergebracht und gekühlt. Das Gehäuse bietet einen Schutz vor Verschmutzung und Beschädigung der Laserdioden und der optischen und elektrischen Elemente. Wenn ein Bebilderungskopf in eine Druckmaschine integriert werden soll, dann muss ein Gehäuse für den Bebilderungskopf den engen Platzverhältnissen angepasst werden. Wenn eine Vielzahl von Laserdioden, z. b. 64 Laserdioden, einzeln ansteuerbar vorgesehen werden, dann müssen eine Vielzahl von Versorgungs- und Steuerleitungen in das Gehäuse führen, was einer Forderung nach Dichtheit des Gehäuses entgegensteht. Eine Möglichkeit besteht darin, dichtende Steckverbinder zu verwenden, die aber relativ voluminös sind.
  • In der US 6,027,256 A ist ein hermetisch dichtes Gehäuse für eine einzelne Laserdiode gezeigt. In dem Gehäuse befinden sich neben der Laserdiode eine Zylinderlinse zum Einkoppeln der Laserstrahlung in ein aufgefächertes Lichtleitkabel und eine Kupferplatte als Kühlkörper. In den Wandungen des Gehäuses sind Öffnungen zur Durchführung des Lichtleitkabels, des an Anoden- und Kathodenanschlußes und Bohrungen zum Auskoppeln von Messlicht und Einführung von Temperatursensoren vorgesehen. Das Gehäuse ist auf einer Leiterplatte angeordnet, die Bauelemente zur Stromversorgung, zur Ansteuerung der Laserdioden und zur Sensorsignalverarbeitung trägt.
  • Die US 5,818,499 A offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung von Bogen photographischen Aufzeichnungsmaterials. Die Vorrichtung umfaßt ein sogenanntes LED-Array, das auf einem Kupferblock als Wärmesenke und Anode aufgenommen ist. Die Ansteuerung des Arrays erfolgt über Leiterbahnen, welche auf einem flexiblen Polyimid-Träger aufgenommen sind. Die Einheit aus Array und Polyimid-Träger wird durch einen Glasträger mit einer Klebedichtung gegen die Umgebung abgedichtet.
  • Die JP 60-182782 A offenbart einen LED-Kopf, welcher evakuiert, mit Stickstoff befüllt und gegen die Umgebung abgedichtet wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsmaterial zu entwickeln, welche mit geringem Aufwand die Zuführung von Leitungen für den Betrieb eines Laserdiodenarrays in einem Gehäuse ermöglicht und dabei die im Gehäuse liegenden Elemente schützt.
  • Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Leiterplatte aus einem gasdichten Trägerwerkstoff für eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen durch einen Schlitz in einem Gehäuse geführt, wobei der verbleibende Schlitz zwischen Gehäuse und Leiterplatte hermetisch abgedichtet ist. Als Dichtmittel dient ein Kleber, wobei die eng tolerierte Klebenaht dreidimensional gebildet ist. Insbesondere ist ein Epoxydharzkleber geeignet, der eine hohe Langzeitstabilität aufweist und nicht ausgast.
  • Das Gehäuse bietet Schutz für mechanisch empfindliche Bauelemente und Leitungen, deshalb sind zum Verbinden der Bauelemente, wie z. B. integrierter Schaltkreise, mit der Leiterplatte und mit den Strahlungsquellen isolationsfreie Bonddrähte geeignet, die eine hohe Packungsdichte erlauben. Weil beim Betrieb der Laserdioden im Gehäuse viel Wärme entsteht, ist es vorteilhaft, im Gehäuse eine Wärmesenke, z. B. als Kupferblock, vorzusehen. Auf der Wärmesenke sind die Laserdioden bzw. dass die Laserdioden tragende Substrat und bei Bedarf ein die Laserdioden ansteuernder Schaltkreis angeordnet. Aus schaltungstechnischen Gründen kann die Wärmesenke gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert angeordnet sein. Um die Wärme aus dem Gehäuse zu führen, kann die Wärmesenke mit fließendem Wasser gekühlt sein. Die notwendigen Wasseranschlüsse sind dann ebenfalls hermetisch dicht durch eine Gehäusewand geführt. Zum Schutz aller im Gehäuse hegenden optischen, mechanischen und elektrischen Elemente ist das Gehäuse mit einem unter Überdruck stehenden, wasserfreien Gas gefüllt.
  • Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, es zeigen:
  • 1 und 2: ein Schema eines Bebilderungskopfes in Seitenansicht und Draufsicht.
  • Der Bebilderungskopf besteht aus einem Gehäuse 1, welches mit einem abgewinkelten Deckel 2 verschlossen ist. Der Deckel 2 ist auf das Gehäuse aufgeklebt. 2 zeigt eine Draufsicht mit abgenommenem Deckel 2. In einer Seitenwand des Gehäuses 1 befinden sich eine Lichtdurchtrittsöffnung 3 für Laserstrahlen 4. Die Lichtdurchtrittsöffnung 3 ist mit einer Glasplatte 5 verschlossen, die in das Gehäuse 1 eingeklebt ist. In einer weiteren Seitenwand des Gehäuses ist eine schlitzförmige Öffnung 6 für eine Leiterplatte 7 eingebracht. Die Leiterplatte 7 trägt elektrische Bauelemente 8 zur Stromversorgung und zur Steuerung einer Bebilderung. Die Leiterplatte 7 besteht aus einem isolierenden und gasdichten Trägermaterial 9 und aus in mehreren Ebenen angeordneten Leitungen 10. Die Leitungen 10 sind fest mit dem Trägermaterial 9 verbunden. Im Durchführungsbereich der Leiterplatte 7 durch die Öffnung 6 im Gehäuse 1 befinden sich keine Bauelemente 8 auf der Leiterplatte 7. Die Leiterplatte 7 ist in die Öffnung 6 eingeklebt. Der Spalt zwischen Leiterplatte 7, und der Öffnung 6 bzw. dem Deckel 2 ist eng toleriert und vollständig mit Kleber ausgefüllt. Die auf den Oberflächen der Leiterplatte 7 liegende Leitungen 10 sind im Spalt vollständig vom Kleber umgeben.
  • Im Gehäuse 1 befinden sich weiterhin Laserdioden 11 auf einem Substrat 12, ein Steuerschaltkreis 13 eine Zylinderlinse 14, und ein Zylinderlinsenarray 15 die auf einem Kühlkörper 16 angeordnet sind. Der Kühlkörper 16 ist mit einer elektrisch isolierenden und wärmeleitenden Platte 17 am Boden des Gehäuses 1 durch Schrauben mit einer definierten Pressung befestigt. Im Kühlkörper 16 verläuft ein Kanal 18, in dem beim Betrieb der Laserdioden 11 Kühlwasser 19 zirkuliert. Durch den Boden des Gehäuses 1 hindurch sind für den Zufluss und Abfluss des Kühlwassers 18 Bohrungen 20 in der Platte 17 und in dem Kühlkörper 16 vorhanden. In einer Seitenwand des Gehäuses 1 ist eine Gewindebohrung eingebracht die hermetisch dicht mit einer Schraube 21 verschlossen ist.
  • Nach dem Einbau aller Elemente in das Gehäuse 1 und dem Aufbringen des Deckels 2 wird das Gehäuse 1 über die Gewindebohrung vakuumiert, wobei gleichzeitig die Temperatur im Innenraum des Gehäuses 1 erhöht wird. Anschließend wird das Gehäuse 1 mit einem wasserfreien Gas 22 mit Überdruck gefüllt und mit der Schraube 21 verschlossen. An dem Gehäuse 1 kann eine Messanordnung für den Innendruck angeordnet sein, wobei ein Signal generiert wird, wenn der Innendruck unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsmaterial, mit einer Mehrzahl individuell elektrisch ansteuerbaren Einzelstrahlungsquellen, deren Strahlen auf eine strahlungsempfindliche Schicht des Aufzeichnungsmaterials gerichtet sind, mit einem Antrieb zur Relativbewegung des Aufzeichnungsmaterials zu den Strahlungsquellen, mit einem Gehäuse zur Aufnahme der Strahlungsquellen, wobei das Gehäuse auf der Austrittsseite der Strahlen mit einem strahlungsdurchlässigen Fenster verschlossen ist, mit einer Steuereinrichtung zum bildgemäßem Einschalten der Strahlungsquellen, wobei Bauelemente der Steuereinrichtung auf einer Leiterplatte angeordnet sind, mit einer Mehrzahl elektrischer Leitungen zwischen den Bauelementen, wobei die Leitungen untrennbar mit der Leiterplatte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (7) hermetisch abgedichtet in das Gehäuse (1) geführt ist und das Gehäuse (1) hermetisch dicht ausgeführt und mit einem unter Überdruck stehenden, wasserfreien Gas (22) gefüllt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) in eine Öffnung des Gehäuses (1) eingeklebt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) eine integrierte Schaltung (13) angeordnet ist, und dass zwischen der Schaltung (13) und den Strahlungsquellen (11) und zwischen der Schaltung (13) und der Leiterplatte (7) drahtförmige Leitungen (10) bestehen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (10) drahtgebondet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (11) auf einem gemeinsamen Substrat (12) angeordnet sind, und dass das Substrat (12) mit einer metallischen Wärmesenke (16, 17) gekoppelt ist, die elektrisch isoliert zum Gehäuse (1) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (13) auf der Wärmesenke (16) angeordnet ist.
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