DE10323112A1

DE10323112A1 - Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform

Info

Publication number: DE10323112A1
Application number: DE10323112A
Authority: DE
Inventors: Andreas Detmers; Claus Harbach; Bernd Lassen; Sven Mader; Christian Meier; Burkhard Paasch; Lars Paulsen; Markus Uihlein; Bernhard Zintzen
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2003-12-11
Also published as: CA2429904A1; US20030222970A1; JP4382390B2; JP2004004866A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform. Aufgabe der Erfrindung ist es, eine Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform zu entwickeln, die mit geringem Aufwand einen zuverlässigen Schutz von optischen Bebilderungselementen ermöglicht. Die Erfindung besteht darin, dass bei einer Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform, bestehend aus einer mindestens einen Bebilderungsstrahl aussendenden Strahlungsquelle, die auf ein zu bebilderndes Material gerichtet ist, bestehend weiterhin aus einer Positioniereinrichtung für die Strahlungsquelle relativ und parallel zur Oberfläche des Materials, und bestehend aus einem Verschluss, der beim Nichtbebildern abschirmend zwischen der Strahlungsquelle und dem Material positionierbar ist, der Verschluss (19, 26, 36) durch die Wirkung eines beim Bebildern in Aktion tretenden Elementes (11, 24, 34) positionierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Schutz einer Bebilderungsoptik vor Verschmutzung, insbesondere bei abtragenden Bebilderungsverfahren, ist in DE 100 13 454 A1 eine Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform beschrieben, bei der ein parallel zur Oberfläche eines Druckformrohlings positionierbarer Schieber vorgesehen ist, der beim Nichtbebildern abschirmend vor eine Strahlungsquelle geschoben wird. Die Positionierung des mit Lichtdurchtrittsöffnungen versehenen Schiebers geschieht mit einem Nocken, der an ein Mitnahmeelement angreift.

Bei einer Einrichtung nach US 5,936,652 wird zum Schutz eines Linsenarrays ein ebener Verschluss verwendet, der mit einem separaten Aktuator quer zu in Längsrichtung angeordneten Lichtquellen positionierbar ist.

Bei einer in JP 60-44194 (A) offenbarten Bebilderungsvorrichtung sind einer Reihe von Lichtdurchtrittsöffnungen einzelne ebene Blendenelemente zugeordnet, die jeweils mit einem horizontal wirkenden Aktor gekoppelt sind. Die Aktoren sind unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass wahlweise einzelne Lichtdurchtrittsöffnungen verschlossen werden können.

Die bekannten Vorrichtungen besitzen Verschlusselemente, die einen hohen konstruktiven Aufwand haben und die material- und kostenaufwendig sind.

Es sind weiterhin Bebilderungsvorrichtungen bekannt, bei denen zum Schutz von optischen Elementen Gasströmungen verwendet werden.

In DE 298 16 107 U1 ist eine Variante gezeigt, bei der ständig eine geringe Menge eines Schutzgases durch ein Gehäuse strömt und aus Öffnungen am Gehäuse entweicht. Es entsteht eine Gasströmung, die eine Verunreinigung einer Objektivlinse durch Schmutzpartikel verhindert, welche bei einem Bearbeitungsvorgang mit einer Laserstrahlungsquelle freigesetzt werden.

Bei einem Laserbebilderungssystem nach JP 2001-56569 (A) wird eine dem Strahlengang angepasste Abschirmung verwendet, um eine Kondenslinse vor abgetragenen Partikeln zu schützen. Dabei kann das Innere der Abschirmung unter Druck gesetzt werden, so dass die Partikel nicht auf die Oberfläche der Sammellinse gelangen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform zu entwickeln, die mit geringem Aufwand einen zuverlässigen Schutz von optischen Bebilderungselementen ermöglicht.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Positionierung eines oder mehrerer Verschlüsse mit einer Antriebsenergie vorgenommen wird, die von Elementen stammt, welche für die Durchführung des Bebilderungsprozesses bereits mit Energie versorgt sind. Das bedeutet, dass keine zusätzliche Energie für die Positionierung eines Verschlusses bereit gestellt werden muss.

Bei einer vorteilhaften Variante wird dieselbe Druckluft zum Positionieren eines Verschlusses verwendet, die auch zum Anblasen der Oberfläche eines zu bebildernden Materials verwendet wird, um einen Bebilderungsbereich frei von Verschmutzungen zu halten. Hierzu kann ein Pneumatikzylinder mitbetätigt werden, der mit dem Verschluss gekoppelt ist. Der Verschluss gibt immer dann den Bebilderungsstrahlengang frei, wenn die Druckluft bereitgestellt ist. Zu allen anderen Zeiten bleibt der Bebilderungsstrahlengang verschlossen, so dass die Bebilderungsstrahlen nicht frei austreten können.

Bei einer weiteren Variante wird ein Gehäuse für die Führung eines Schutzgasstromes gleichzeitig als Verschluss ausgebildet. Hierzu sind das Gehäuse bzw. mit dem Gehäuse verbundene mechanische Elemente in Führungen verschiebbar oder verschwenkbar aufgenommen. Wenn beim Bebildern der Schutzgasstrom eingeschaltet wird, dann wird das Gehäuse bzw. besagte Elemente in eine Position gebracht, die den freien Durchtritt von Bebilderungsstrahlen gestattet. Wie bei der ersten Variante kann der Antrieb des Gehäuses pneumatisch mit dem unter Druck stehenden Schutzgas geschehen. Es ist aber auch möglich, das Gehäuse mit einem separaten Aktor, wie z. B. einem pneumatischen Arbeitszylinder oder einem elektromagnetischen Aktor, in eine Bebilderungsposition und in eine Ruheposition zu positionieren.

Bei einer weiteren Variante wird die Kraft einer Feder und ein Aktor für die Positionierung einer Strahlungsquelle benutzt, einen Verschluss zu positionieren.

Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen noch näher erläutert werden, es zeigen:
Fig. 1 und 2 ein Schema einer Bebilderungsvorrichtung mit einem pneumatisch positionierbaren Verschluss beim Nichtbebildern und beim Bebildern,
Fig. 3 und 4 ein Schema einer Bebilderungsvorrichtung mit einem positionierbaren Absauggehäuse als Verschluss, und
Fig. 5.1 bis 5.4 ein Schema einer Bebilderungsvorrichtung mit einem gegen eine Feder wirkenden Verschluss.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Bebilderungsvorrichtung mit einem Bebilderungskopf 1, der mehrere Laserdiodenarrays 2 und optisch abbildende Elemente 3 enthält. Die Laserdiodenarrays 2 sind zeilenförmig aufgebaut und entlang einer Linie ausgerichtet, die parallel zur Drehachse eines Druckformzylinders 4 liegt, auf dem sich ein Druckformrohling 5 befindet. Die Laserdiodenarrays 2 strahlen in Richtung der Drehachse des Druckformzylinders 4. Die Strahlen 6 einer Laserdiode werden mittels dem optischen abbildenden Element 3 auf die Oberfläche des Druckformrohlings 5 fokussiert, um dort einen druckfarbeannehmenden Bildpunkt zu erzeugen. Um die gesamte Oberfläche des Druckformrohlings 5 erfassen zu können, ist der Bebilderungskopf 1 auf einem Schlitten 7 in Richtung der Drehachse positionierbar, während der Druckformzylinder 4 rotiert. Der Schlitten 7 ist in einer Linearführung gehalten und mit einem Schrittmotorenantrieb gekoppelt. Der Druckformzylinder 4 ist mit einem Einzelantrieb gekoppelt, wobei dessen Drehstellung von einem Drehgeber erfasst wird.
Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Strahl 6 auf den Druckformrohling 5 auftrifft, wird die oberste Schicht des Druckformrohlings 5 bildgemäß abgetragen. Damit keine abgetragenen Partikel auf die optischen Elemente 3 gelangen, ist gegenüber einer Linie mit den Brennpunkten 8 auf dem Druckformrohling 5 eine Blas- und Saugvorrichtung 9 vorgesehen. Die Blas- und Saugvorrichtung 9 besteht aus einem Gehäuse 10 mit einer Blasluftkammer 11, einer Saugluftkammer 12 und einem dazwischenliegenden Lichtdurchtrittsschlitz 13, der sich über die gesamte Breite des Druckformzylinders 4 erstreckt. Eng beim Lichtdurchtrittsschlitz 13 befinden sich ein Luftaustrittsschlitz 14 und ein Lufteintrittsschlitz 15 in der Blasluftkammer 11 und der Saugluftkammer 12. In senkrechter Richtung zur optischen Achse 16 sind an der Blasluftkammer 11 mehrere Arbeitszylinder 17 angeordnet. Die Arbeitszylinder 17 ragen in die Blasluftkammer 11 hinein und bilden eine vertikale Längsführung für Arbeitskolben 18. An den Arbeitskolben 18 ist ein streifenförmiger Schieber 19 angekoppelt.
In Fig. 1 ist die Position des Schiebers 19 in einer unteren Position dargestellt. Die Blasluftkammer 11 steht nicht unter Druck, so dass die Arbeitskolben 18 mit dem Schieber 19 durch die Wirkung der Schwerkraft oder die Wirkung einer Feder nach unten gefahren sind, so dass der Lichtdurchtrittsschlitz 13 durch den Schieber 19 abgedeckt ist und keine Laserstrahlen 6 auf die Oberfläche des Druckformrohlings 5 gelangen können. Weil in dieser Position des Schiebers 19 keine Bebilderung geschieht, ist auch kein schützender Luftvorhang zwischen dem Luftaustrittsschlitz 14 und dem Lufteintrittsschlitz 15 vor dem Lichtdurchtrittsschlitz 13 erforderlich.
In Fig. 2 ist die Position des Schiebers 19 während dem Bebilderungsbetrieb dargestellt. Die Blasluftkammer 11 ist unter Druck gesetzt, so dass die Arbeitskolben 18 vertikal nach oben gedrückt werden, bis sie mit den Anschlägen 20 am unteren Bund der Arbeitszylinder 17 anliegen. Der Schieber 19 befindet sich in seiner oberen Position und gibt den Durchgang der Strahlen 6 durch den Lichtdurchtrittsschlitz 13 auf die Oberfläche des Druckformrohlings 5 frei. Beim Aktivieren einer Laserdiode des Laserdiodenarrays 2 wird Material von der Oberfläche des Druckformrohlings 5 abgetragen, so dass ein Bildpunkt im Brennpunkt 8 erzeugt wird. Durch die unter Druck gesetzte Blasluftkammer 11 tritt Luft aus den Luftaustrittsschlitzen 14 aus, wobei gleichzeitig Luft aus der Saugluftkammer 12 abgesaugt wird. Die Luftströmung zwischen dem Luftaustrittsschlitz 14 und dem Lufteintrittsschlitz 15 verhindert, dass abgetragene Partikel zu dem optischen Element 3 gelangen können.
Das System aus Gehäuse 10 und Schieber 19 kann über die Breite des Druckformzylinders 4 mehrfach vorgesehen sein. Die Schieber 12 können zusätzlich in Seitenführungen sitzen.
Nachstehend werden bereits zu den Fig. 1 und 2 beschriebene Elemente mit äquivalenter Funktion mit denselben Bezugszeichen benannt.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Variante mit einem verschieblichen Gehäuse 21 zum Bilden eines optische Bauteile 3 schützenden Luftvorhanges gezeigt. Im Unterschied zu der Variante nach den Fig. 1 und 2 erfüllt das Gehäuse 21 eine Doppelfunktion.
Wie in Fig. 3 dargestellt, wirkt das Gehäuse 21 als Verschluss für Laserstrahlen 6. Das Gehäuse 21 ist mit einer Verstellvorrichtung, bestehend aus einem Arbeitszylinder 22, einem Arbeitskolben 23 und einer Druckluftquelle 24, verbunden. Das Gehäuse 21 ist in vertikalen Längsführungen 25 gelagert. Im Gehäuse 21 befindet sich ein bezüglich der optischen Achse 16 unsymmetrischer Lichtdurchtrittsschlitz 13. Die dem Lichtdurchtrittsschlitz 13 zugewandte Wand 26 der Blasluftkammer 11 ist abgewinkelt vorgesehen. In Fig. 3 ist die untere Position des Gehäuses 21 dargestellt, welche durch Positionieren des Arbeitskolbens 23 im Arbeitszylinder 22 mittels der Druckluftquelle 24 erreicht wird. Bei dieser Position des Gehäuses 21 treffen die Strahlen 6 auf den abgewinkelten Teil der Wand 26. Die Neigung des abgewinkelten Teils der Wand 26 gegen die optische Achse 16 ist so bemessen, dass keine direkten und reflektierten Strahlen 6 durch den Lichtdurchtrittsschlitz 13 auf die Oberfläche des Druckformrohlings 5 gelangen. Um die Reflektionen zu unterdrücken, sind die der optischen Achse 16 zugewandten Teile des Gehäuses 21 schlecht reflektierend ausgebildet.
Fig. 4 zeigt das Gehäuse 21 in Bebilderungsposition. Mit dem Arbeitszylinder 22 und dem Arbeitskolben 23 wurde das Gehäuse 21 in den Längsführungen 25 nach oben bewegt, so dass die Strahlen 6 ungehindert durch den Lichtdurchtrittsschlitz 13 auf die Oberfläche des Druckformrohlings 5 treffen können. Die Blasluftkammer 11 wird mit Druckluft beaufschlagt, während in der Saugluftkammer Unterdruck erzeugt wird. Dadurch bildet sich ein Luftvorhang vor dem Lichtdurchtrittsschlitz 13, der eine Ablagerung von abgetragenen Partikeln auf den optischen Elementen 3 verhindert.
Gemäß den Fig. 3 und 4 wird das Gehäuse in der Längsführung 25 in vertikaler Richtung verschoben. Selbstverständlich sind auch Verschiebungen und Verdrehungen in anderen Richtungen und um verschiedene Achsen möglich, solange das Gehäuse 21 beim Erreichen der Bebilderungsposition den Strahlengang freigibt und beim Erreichen der Verschlussposition die Strahlen 6 blockiert.
In den Fig. 5.1-5.4 ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform gezeigt, bei der ein Bebilderungskopf 27 in einer Linearführung 28 mit einem Schraubtrieb 29 zwischen 2 Seitenwänden 30, 31 positionierbar ist. Der Schraubtrieb 29 ist in Lagern 32, 33 in den Seitenwänden 30, 31 aufgenommen und mit einem Schrittmotor 34 gekoppelt. Die nicht dargestellte Mutter des Schraubtriebes 29 ist mit dem Bebilderungskopf 27 gekoppelt, d. h., bei Drehung des Schraubtriebes 29 mit dem Motor 34 bewegt sich der Bebilderungskopf 27 in seitlicher Richtung 35. Der Bebilderungskopf 27 enthält ein Laserdiodenarray 2 und ein optisch abbildendes Element 3 zur Fokussierung der Strahlen 6 einer Laserdiode auf die Oberfläche eines Druckformrohlings 5, der auf einem Druckformzylinder 4 aufgespannt ist. Die Besonderheit bei dieser Variante ist, dass am Bebilderungskopf 27 ein Verschlussteil 36 verschieblich angeordnet ist. Zur Führung des Verschlussteiles 36 am Bebilderungskopf 27 in Richtung 35 sind am Bebilderungskopf 27Führungselemente 37, 38 ausgebildet. Das Verschlussteil 36 besitzt eine Ausnehmung 39, in der eine Feder 40 sitzt. Die Feder 40 stützt sich an einer Halterung 41 des Bebilderungskopfes 27 ab und übt eine Kraftwirkung in Richtung 35 auf das Verschlussteil 36 aus. In der Nähe der Seitenwand 30 befindet sich ein fester Anschlag 42 für eine Anschlagschraube 43, die justierbar am Verschlussteil 36 sitzt. Das Verschlussteil 36 besitzt eine Strahldurchgangsöffnung 44, deren Symmetrieachse 45 parallel zur optischen Achse 16 der vom Laserdiodenarray 2 ausgehenden Strahlen 6 liegt.
In Fig. 5.1 ist der Bebilderungskopf 27 mit dem Schrittmotor 34 in eine Stopposition gefahren. In dieser Position ist die Anschlagschraube 43 auf den Anschlag 42 aufgelaufen. Das Verschlussteil 36 wird gegen die Kraft der Feder 40 in Richtung der Halterung 41 gedrückt. Die Symetrieachse 45 und die optische Achse 16 besitzen einen Abstand, der größer als die Öffnungsweite der Strahldurchgangsöffnung 44 ist, so dass die Strahlen 6 gehindert sind, auf die Oberfläche des Druckformrohlings 5 zu treffen.
Wie in Fig. 5.2 dargestellt, verbleibt die Anschlagschraube 43 durch die Wirkung der Feder 40 am Anschlag 42, wenn der Bebilderungskopf 27 aus der Stop-Position herausbewegt wird.
Wie in Fig. 5.3 dargestellt, wurde der Bebilderungskopf 27 in Richtung 35 soweit aus der Stop-Position herausbewegt, dass die Anschlagschraube 43 durch die Wirkung der Feder 40 gerade noch am Anschlag 42 anliegt und die Symetrieachse 45 der Strahldurchgangsöffnung 44 mit der optischen Achse 16 fluchtet.
Wie in Fig. 5.4 dargestellt, verbleibt das Verschlussteil 36 in der relativen Position zum Bebilderungskopf 27, wenn der Bebilderungskopf 27 noch weiter vom Anschlag 42 wegbewegt wird und damit die Anschlagschraube 43 vom Anschlag 42 abhebt. Die Feder 40 drückt das Verschlussteil 36 mit einem Ansatz 46 gegen das Führungselement 38, welches in Richtung 35 als Anschlag bzw. als Mitnehmer wirkt.
Eine derartige in Fig. 5.1-5.4 gezeigte Verschlussanordnung kann über die Breite eines Druckformzylinders 4 bei Bedarf zwei oder mehrfach vorgesehen werden. In jedem Fall sind die Strahlengänge von Laserdiodenarrays 2 nur dann freigegeben, wenn der oder die Bebilderungsköpfe aus der schützenden Stop-Position herausbewegt werden. Bezugszeichenliste 1 Bebilderungskopf
2 Laserdiodenarray
3 optisches Element
4 Druckformzylinder
5 Druckformrohling
6 Strahl
7 Schlitten
8 Brennpunkt
9 Blas- und Saugvorrichtung
10 Gehäuse
11 Blasluftkammer
12 Saugluftkammer
13 Lichtdurchtrittsschlitz
14 Luftaustrittsschlitz
15 Lufteintrittsschlitz
16 optische Achse
17 Arbeitszylinder
18 Arbeitskolben
19 Schieber
20 Anschlag
21 Gehäuse
22 Arbeitszylinder
23 Arbeitskolben
24 Druckluft
25 Längsführung
26 Wand
27 Bebilderungskopf
28 Linearführung
29 Schraubtrieb
30, 31 Seitenwand
32, 33 Lager
34 Schrittmotor
35 Richtung
36 Verschlussteil
37, 38 Führungselement
39 Ausnehmung
40 Feder
41 Halterung
42 Anschlag
43 Anschlagschraube
44 Strahlendurchgangsöffnung
45 Symmetrieachse
46 Ansatz

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform,
bestehend aus einer mindestens einen Bebilderungsstrahl aussendenden Strahlungsquelle, die auf ein zu bebilderndes Material gerichtet ist,
bestehend weiterhin aus einer Positioniereinrichtung für die Strahlungsquelle relativ und parallel zur Oberfläche des Materials,
und bestehend aus einem Verschluss, der beim Nichtbebildern abschirmend zwischen die Strahlungsquelle und das Material positionierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschluss (19, 26, 36) durch die Wirkung eines beim Bebildern in Aktion tretenden Elementes (11, 24, 34) positionierbar ist.

2. Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einrichtung (9) zum Erzeugen einer abschirmenden Gasströmung zwischen der Strahlungsquelle (1) und dem Material (5) vorgesehen ist,
und dass der Verschluss (19) durch die Wirkung einer die Gasströmung erzeugenden Druckgasquelle (11) positionierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss als streifenförmiger Schieber (19) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (19) mit mindestens einem pneumatischem Arbeitszylinder (17, 18) gekoppelt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung des Materials (5) auf der Oberfläche eines rotierenden Zylinders (4) der Verschluss (19) senkrecht zur Rotationsachse des Zylinders (4) positionierbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer horizontal ausgerichteten Rotationsachse der Verschluss (19) vertikal positionierbar ist.

7. Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einrichtung (21) zum Erzeugen einer abschirmenden Gasströmung zwischen der Strahlungsquelle (1) und dem Material (5) vorgesehen ist,
und dass die Einrichtung (21) zum Erzeugen der Gasströmung mindestens ein mechanisches Element (26) aufweist, das als Verschluss ausgebildet und beim Nichtbebildern abschirmend zwischen die Strahlungsquelle (1) und das Material (5) positionierbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung des Materials (5) auf der Oberfläche eines rotierenden Zylinders (4) das Element (26) senkrecht zur Rotationsachse des Zylinders (4) positionierbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, das bei einer horizontal ausgerichteten Rotationsachse das Element (26) vertikal positionierbar ist.

10. Vorrichtung zum Herstellen einer Druckform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass ein mit mindestens einer Strahldurchlassöffnung versehener Verschluss (36) vorgesehen ist, der durch die Wirkung der Positioniereinrichtung (34, 28, 29) beim Nichtbebildern abschirmend zwischen die Strahlungsquelle (27) und das Material (5) positionierbar ist und der parallel zur Positionierrichtung (35) der Positioniereinrichtung (34, 28, 29) geführt ist,
dass der Verschluss (36) in einer Stop-Position der Strahlungsquelle (27) gegen die Wirkung einer Feder (40) an einem gestellfesten Anschlag (42) anliegt, wobei der Durchtritt von Strahlen (6) auf das Material (5) verhindert ist,
und dass der Verschluss (40) in Arbeitsposition der Strahlungsquelle (27) durch die Kraft der Feder (40) gegen einen an der Strahlungsquelle (27) ausgebildeten Anschlag (38) anliegt, wobei der Durchtritt von Strahlen (6) auf das Material (5) ermöglicht ist.