DE4225946C2 - Vorrichtung zur Laser-Belichtung eines Druckformträgers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laserbelichtung eines Druckformträgers, insbesondere einer Druckplatte, mit wenigstens einer Laserquelle, wenigstens einer dieser zugeordneten Modulationseinrichtung und wenigstens einer den Druckformträger entlang wenigstens einer Belichtungslinie belichtenden Drehspiegelanordnung mit mehreren, über die Länge einer Belichtungslinie verteilten, synchron antreibbaren Drehspiegeln, denen jeweils ein Abschnitt einer Belichtungslinie auf dem zumindest in Belichtungslinienrichtung gestreckt angeordneten, quer hierzu transportierbaren Druckformträger zugeordnet ist.

Eine Vorrichtung dieser Art, abgesehen von der speziellen Verwendung für Druckformträger, ist aus der US-A 4 260 899 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist jedem Drehspiegel ein eigener Antriebsmotor zugeordnet. Diese Antriebsmotoren werden mittels einer elektrischen Synchronisiereinrichtung synchronisiert. Dies erweist sich als sehr aufwendig. Außerdem ist die bekannte Anordnung infolge der Vielzahl der bekannten Antriebsmotoren für einen Einbau in eine Druckmaschine nicht geeignet. Zudem können sich auf unterschiedlichen Antriebsfehlern beruhende Ungenauigkeiten ergeben. Zum einen können elektrische Phasenverschiebungen auftreten. Zum anderen können sich aufgrund von unterschiedlichem Spiel im Antriebszug unterschiedliche Verschiebungen ergeben.

Die EP 0 433 054 A2 zeigt eine Vorrichtung zur Laser-Belichtung eines Druckformträgers, bei der lediglich ein Drehspiegel vorgesehen ist. Hierbei können zwar keine Synchronisierungsfehler auftreten. Es ergeben sich jedoch sehr große Unterschiede der pro Drehwinkeleinheit des Drehspiegels auf der Druckplatte überstrichenen Strecken. Dies führt zu Belichtungs­ ungenauigkeiten, die insbesondere bei Druckplatten für Mehrfarbendruck zu ungenügenden Ergebnissen führen.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß eine hohe Antriebsgenauigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehspiegelanordnung ein Räderzug zugeordnet ist, der auf den Spiegelachsen angeordnete Antriebsräder und diese verbindende Zwischenräder aufweist und mittels einer hierzu parallelen, antreibbaren Torsionswelle in sich verspannt ist, die mit einem äußeren Rad des Räderzugs getriebemäßig fest verbunden und mit dem anderen äußeren Rad des Räderzugs unter Zwischenschaltung einer Kupplung lösbar verbindbar ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise einen spielfreien und lediglich einen Antriebsmotor benötigenden Antrieb für alle Drehspiegel der Drehspiegelanordnung. Mit der erfindungsgemäßen Kombination lassen sich damit die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen vermeiden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Belichtungsvorrichtung mit einer Laserquelle,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Belichtungsvorrichtung mit mehreren Laserquellen,

Fig. 3 ein Beispiel für eine Mehrfachübertragungsein­ richtung,

Fig. 4 ein Einbaubeispiel der erfindungsgemäßen Be­ lichtungsvorrichtung in eine Rollen-Rotationsdruckmaschine,

Fig. 5 eine der Anordnung gemäß Fig. 4 zugrundelie­ gende Drehspiegelanordnung und

Fig. 6 eine der Anordnung gemäß Fig. 5 zugrundelie­ gende Antriebseinrichtung.

Die der Fig. 1 zugrundeliegende Belichtungsvorrichtung enthält einen Tisch 1 mit ebener Auflagefläche, auf der eine Druckplatte 2 aufspannbar ist. Der Tisch 1 ist par­ allel zu einer Tischkante verschiebbar gelagert und mit­ tels einer Vorschubeinrichtung 3 schrittweise verschieb­ bar. Die Druckplatte 2 wird durch Beaufschlagung mit La­ serstrahlen belichtet, welche die Druckplatte 2 entlang einer zugeordneten, quer zur Vorschubrichtung verlaufen­ den Belichtungslinie überstreichen. Nach jeder Belichtung einer über die zu belichtende Breite B sich erstreckenden Belichtungslinie bzw. nach gleichzeitiger Fertigstellung mehrerer, derartiger Belichtungslinien erfolgt ein ent­ sprechender Vorschub des Tisches 1.

Die Laserstrahlen werden durch Drehspiegel 4 auf die Druckplatte 2 übertragen. Die Drehspiegel 4 sind mit je­ weils tischparalleler Achse drehbar angeordnet und wer­ den, wie durch Drehpfeile angedeutet ist, gleichförmig angetrieben. Die Drehspiegel 4 besitzen einen polygona­ len, hier sechseckigen Querschnitt und werden durch je­ weils einen Laserstrahl 5 beaufschlagt, der in Form eines Reflektionsstrahls 5a auf die Druckplatte 2 reflektiert wird. Bei jeder Drehung der Drehspiegel 4 um einen ihren Umfangsflächen zugeordneten Winkel durchläuft der Reflek­ tionsstrahl 5a einen Winkel α und dementsprechend auf der Druckplatte 2 einen vom Winkel α und dem Abstand A der Drehspiegel 4 von der Druckplatte 2 entsprechende Be­ lichtungslänge. Über der Breite B sind in gleichmäßiger Verteilung mehrere Drehspiegel 4 vorgesehen. Die jedem Drehspiegel 4 zugeordnete Belichtungslänge entspricht dementsprechend lediglich einem Abschnitt der Breite B, der sich durch Teilung der Breite B durch die Zahl n der über der Breite B vorhandenen Drehspiegel 4 ergibt. Diese sind so angeordnet, daß sich die von ihrem Reflektions­ strahl 5a jeweils überstrichenen Linien aneinander an­ schließen und dementsprechend insgesamt eine über die Breite B reichende Belichtungslinie ergeben. Durch eine entsprechend große Anzahl von Drehspiegeln 4 über der Breite B lassen sich sowohl der Abstand A als auch der Reflektionswinkel α verkleinern. Dadurch verkleinert sich automatisch auch der infolge der ebenen Plattenauf­ lage und dementsprechend der in Richtung der Belichtungs­ linie gestreckten Plattenanordnung sich ergebende Fehler, der in der Differenz zwischen den jeweils einer Winkel­ einheit Δα zugeordneten Strecken b bzw. b′ auf der Be­ lichtungslinie besteht.

Der vom Reflektionsstrahl 5a zurückzulegende Weg zwischen Drehspiegel 4 und Druckplatte 2 nimmt von der hier senk­ recht unterhalb des jeweils zugeordneten Drehspiegels sich befindenden Mitte des jeweils zugeordneten Belich­ tungslinienabschnitts B/n nach außen zu und ist am Rand des Reflektionswinkelfelds am größten, wie durch a ange­ deutet ist. In der Mitte ist dieser Weg um Δa kleiner als a. Bei jeder Bewegung des Reflektionsstrahls 5a um die Winkeleinheit Δα nimmt dementsprechend auch die auf der Druckplatte 2 überstrichene Strecke von der Mitte, wo diese Strecke b′ beträgt, nach außen zu, wo diese Strecke b beträgt. Infolge der Drehspiegel-Mehrfachanordnung über der Breite B wird der Betrag der Differenz zwischen b und b′ und damit der Fehlerbetrag jeweils so klein, daß die­ ser Fehler innerhalb der bei Mehrfarbendruck zulässigen Toleranzen liegt. In Einzelfällen, in denen eine beson­ ders hohe Genauigkeit verlangt wird, kann den Drehspie­ geln 4 eine hier durch eine Linse angedeutete Ausgleichs­ optik 6 nachgeordnet sein, die mittig und randseitig un­ terschiedliche Strahlablenkungen ergibt und damit den Fehlerbetrag weiter verringern kann. In Fig. 1 ist le­ diglich eine Ausgleichsoptik 6 angedeutet. Selbstver­ ständlich kann jedem Drehspiegel 4 eine Ausgleichsoptik nachgeordnet sein. Es wäre aber auch denkbar, lediglich ausgewählten Drehspiegeln 4 zur Erzielung einer lokalen Supergenauigkeit Ausgleichsoptiken 6 zuzuordnen.

Zur Erzeugung der Laserstrahlen 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine den Drehspiegeln 4 gemeinsame Laserdiode 7 vorgesehen, der ein Strahlteiler 8 nachge­ ordnet ist, der eine der Anzahl n der jeweils zugeordne­ ten Drehspiegel 4 entsprechende Anzahl von Ausgängen auf­ weist. Zwischen der Laserdiode 7 und dem nachgeordneten Stahlteiler 8 kann eine die gewünschte Strahlform erzeu­ gende Optik 9 vorgesehen sein. Die den Strahlteiler 8 verlassenden, jeweils einen Drehspiegel 4 beaufschlagen­ den Laserstrahlen 5 werden durch jeweils einen zugeordne­ ten Modulator 10 moduliert, d. h. so durchgelassen bzw. ausgelöscht, daß auf der Druckplatte 2 entlang der jewei­ ligen Belichtungslinie das gewünschte Belichtungsbild er­ zeugt wird. Die Modulatoren 10 werden durch eine hier nicht näher dargestellte Steuereinrichtung angesteuert, wie durch die Steuereingänge 11 angedeutet ist. Bei der genannten Steuereinrichtung kann es sich um eine elektro­ nische Datenverarbeitungsvorrichtung handeln, durch wel­ che ein mittels eines Scanners oder einer Tastatur etc. eingebbares und/oder von einem Speicher abrufbares Druck­ bild in die entsprechenden Befehle für die Modulatoren 10 umgesetzt wird.

Bei dem der Fig. 1 zugrundeliegenden Beispiel sind drei gleiche Drehspiegel 4 vorgesehen, die gleichmäßig über die Breite B verteilt und mit gleichem Abstand A von der Druckplatte 2 angeordnet sind. Dementsprechend ergeben sich gleich große Belichtungsabschnitte B/n. Der Antrieb der Drehspiegel 4 erfolgt synchron, was eine zeitsparende Taktung der Vorschubeinrichtung 3 ermög­ licht.

Die der Fig. 2 zugrundeliegende Belichtungsvorrichtung entspricht hinsichtlich der Drehspiegel-Mehrfachanordnung der oben beschriebenen Vorrichtung gemäß Fig. 1. Nach­ stehend wird daher in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen, wobei dieselben Bezugszeichen Verwendung finden wie oben. Im Gegensatz zur Anordnung gemäß Fig. 1 ist bei der Anordnung gemäß Fig. 2 jedem Drehspiegel 4 eine eigene Laserdiode 7 mit nachgeordneter Optik 9 zuge­ ordnet. Ein Strahlteiler wird dabei entbehrlich. Der Mo­ dulator 10 könnte bei einer derartigen Ausführung direkt in die Laserdiode 7 integriert sein. Eine derartige An­ ordnung ohne Strahlteiler ergibt einen besonders kompak­ ten Aufbau und ist deshalb vor allem dort zu bevorzugen, wo der Strahlteiler nicht untergebracht werden kann. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, die Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2 zu kombinieren, d. h. mehrere Grup­ pen von Drehspiegeln zu bilden und jeder Gruppe eine La­ serdiode zuzuordnen. Dies könnte insbesondere da von Vor­ teil sein, wo die Breite B besonders groß und der Abstand A besonders klein sein sollen, beispielsweise im Falle einer Integration einer erfindungsgemäßen Belichtungsvor­ richtung in eine Druckmaschine.

Jeder von einem Drehspiegel 4 abgegebene Reflektions­ strahl 5a überstreicht die Druckplatte 2 entlang einer Belichtungslinie. Zur Herstellung einer Zeile eines Druckbild werden mehrere Belichtungslinien, beispielswei­ se achtundzwanzig aufeinanderfolgende Belichtungslinien, benötigt. Um jeweils mehrere Belichtungslinien gleichzei­ tig herstellen zu können, können die Drehspiegel 4, wie am besten aus Fig. 3 erkennbar ist, in Achsrichtung eine über den Abstand mehrerer Belichtungslinien gehende Länge aufweisen. Diese Drehspiegel 4 können jeweils mit mehre­ ren, über ihre Länge verteilten Laserstrahlen 5 beauf­ schlagt werden, so daß sich auch mehrere, über ihre Länge verteilte Reflektionsstrahlen 5a ergeben und dementspre­ chend die Druckplatte entlang mehrerer Linien belichtet wird. Jedem Laserstrahl muß ein Modulator 10 zugeordnet sein, so daß entlang jeder Belichtungslinie das gewünsch­ te Belichtungsbild erzeugt wird. Bei dem der Fig. 3 zu­ grundeliegenden Beispiel wird jeder Drehspiegel 4 mit vier gleichmäßig über seine Länge verteilten Laserstrah­ len 5 beaufschlagt und gibt vier Reflektionsstrahlen 5a ab, so daß mittels einer über die Breite B sich erstrec­ kenden Reihe derartiger Drehspiegel 4 jeweils vier Be­ lichtungslinien gleichzeitig erzeugt werden.

Die gleichzeitig erzeugten Belichtungslinien können, wie im dargestellten Beispiel einander direkt benachbart sein, so daß sich vergleichsweise große Schritte der Vor­ schubeinrichtung 3 ergeben. Es wäre aber auch denkbar, die Länge der Drehspiegel 4 so zu wählen, daß die jeweils gleichzeitig erzeugten Belichtungslinien verschiedenen Zeilen des Druckbilds zugeordnet sind, was die Rechenope­ rationen zur Steuerung der Modulatoren 10 vereinfachen kann. Bei Platten, deren Fläche in mehrere Teilflächen unterteilt ist bzw. bei der gleichzeitigen Herstellung mehrerer Platten, die gemeinsam auf einen Tisch 1 aufge­ spannt sein können, könnte die Länge der Drehspiegel 4 auch so sein, daß die einzelnen Reflektionsstrahlen 5a jeweils einer Plattenteilfläche bzw. einer Einzelplatte zugeordnet sind. In der Regel genügt es, wenn eine über die Breite B sich erstreckende Spiegelreihe vorgesehen ist. Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, mehre­ re derartige Spiegelreihen hintereinander anzuordnen, wie in Fig. 3 weiter angedeutet ist. Mittels einer derar­ tigen Mehrreihenausführung lassen sich besonders kurze Herstellungszeiten erreichen. Der Abstand der jeweils hintereinander angeordneten Reihen kann dabei einstellbar sein, was die Vielseitigkeit erhöht. Die Einstellung kann durch Spindeltriebe oder dergleichen erfolgen.

Bei dem der Fig. 3 zugrundeliegenden Beispiel ist jedem, mehrere Strahlen verarbeitenden Drehspiegel 4 ein Strahl­ teiler 12 vorgeordnet, der eine der Anzahl der jedem Drehspiegel 4 zugeordneten Strahlengänge entsprechende Anzahl von nebeneinander liegenden Ausgängen aufweist. Pro Drehspiegel 4 wird hier dementsprechend lediglich ein eingehender Laserstrahl benötigt, der mittels einer zuge­ ordneten Laserdiode 7 erzeugt werden kann. Pro Drehspie­ gel 4 wird dementsprechend lediglich eine Laserdiode 7 mit nachgeordneter Optik 9 benötigt. Es wäre aber auch denkbar, auf den Strahlteiler 12 zu verzichten und jedem einzelnen Strahlengang eine Laserdiode mit nachgeordneter Optik zuzuordnen. Ebenso wäre es aber auch denkbar, durch weitere Strahlteilungen jeweils einer Gruppe von mehreren Drehspiegeln vorliegender Art jeweils eine Laserdiode mit nachgeordneter Optik zuzuordnen.

Die durch die Drehspiegel-Mehrfachanordnung sich ergeben­ de, kompakte Bauweise bietet die Möglichkeit zur Integra­ tion einer Belichtungsvorrichtung vorliegender Art in ei­ ne Druckmaschine und damit zur Druckformherstellung in der Druckmaschine. Eine Anordnung dieser Art liegt der Fig. 4 zugrunde. Diese zeigt eine Rollenrotations-Offsetdruckmaschine 13 mit einem aus zwei Gummizylindern 14 und zwei Plattenzylindern 15 bestehenden Doppeldruckwerk. Jedem Plattenzylinder 15 ist eine Laser-Belichtungsvorrichtung 16 zugeordnet, der eine Entwicklungseinrichtung 17 in Form einer Auftragseinrichtung zum Auftragen eines Fixiermittels nachgeordnet ist. Diese Auftragseinrichtung kann in das jedem Plattenzylinder zugeordnete Farb- bzw. Feuchtwerk 18 integriert sein. Bei Verwendung langgestreckter Drehspiegel 4 gemäß Fig. 3 sind hier die Reflektionsstrahlen 5a jedes Drehspiegels 4 aufeinanderfolgenden Belichtungslinien zugeordnet, so daß die Zylinderkrümmung im Belichtungsbereich vernachlässigbar ist. Sofern hierbei mehrere, hintereinander angeordnete Drehspiegelreihen vorgesehen sind, können die Achsen der hintereinander angeordneten Drehspiegel zum Ausgleich der Zylinderkrümmung zweckmäßig so gegeneinander geneigt sein, daß sich ein tangentenparalleler Verlauf ergibt.

Die Belichtungsvorrichtung 16 enthält, wie in Fig. 5 dargestellt ist, wenigstens eine Reihe von gleichmäßig über die Länge des jeweils zugeordneten Plattenzylinders 15 verteilten Drehspiegeln 4. Die Drehspiegel 4 jeder Reihe werden gleichsinnig und zweckmäßig synchron angetrieben. Zur Erzielung der erforderlichen Genauigkeit ist dabei absolute Spielfreiheit in Drehrichtung erforderlich. Hierzu werden die Drehspiegel 4 einer Drehspiegelreihe mittels eines Räderzugs angetrieben, der, wie Fig. 6 zeigt, aus auf den Spiegelachsen angeordneten Antriebsrädern 19 und diese verbindenden Zwischenrädern 20 besteht. Zur Erzielung der erwünschten Spielfreiheit kann der gesamte Räderzug in sich verspannt sein.

Hierzu ist im dargestellten Beispiel eine parallel zum Räderzug angeordnete, antreibbare Torsionswelle 21 vorgesehen, die durch eine Kupplung 22 unterteilt ist und über im Bereich ihrer Enden vorgesehene Kegelradvorgelege 23 mit dem ersten und dem letzten Antriebsrad 19 des Räderzugs antriebsmäßig verbunden ist. Die Torsionswelle 21 ist in sich entgegen der Antriebsrichtung so verdreht, daß der gesamte Räderzug in sich verspannt wird, d. h. die Flanken sämtlicher in gegenseitigem Eingriff sich befindender Zähne in gegenseitiger Anlage gehalten werden. Hierzu werden die beiden Kegelradvorgelege 23 bei gelöster Kupplung 22 entsprechend gegeneinander verdreht. Im dargestellten Beispiel ist die Kupplung etwa in der Mitte der Torsionswelle 21 vorgesehen. Selbstverständlich könnte die Kupplung 22 auch direkt dem von der Antriebsseite der Torsionswelle 21 abgewandten, hier dem oberen Kegelradvorgelege 23 zugeordnet sein. Zusätzlich können auch noch den Zwischenrädern 20 zugeordnete, federnde Beiläufer oder dergleichen Verwendung finden.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Laser-Belichtung eines Druckformträ­ gers, insbesondere einer Druckplatte (2), mit wenigstens einer Laserquelle (7), wenigstens einer dieser zugeord­ neten Modulationseinrichtung (10) und wenigstens einer den Druckformträger entlang wenigstens einer Belichtungs­ linie belichtenden Drehspiegelanordnung mit mehreren, über die Länge einer Belichtungsquelle verteilten, synchron antreibbaren Drehspiegeln (4), denen jeweils ein Abschnitt einer Belichtungslinie auf dem zumindest in Belichtungslinienrichtung gestreckt angeordneten, quer hierzu transportierbaren Druckformträger zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegelanordnung ein Räderzug zugeordnet ist, der auf den Spiegelachsen angeordnete Antriebsräder (19) und diese verbindende Zwischenräder (20) aufweist und mittels einer hierzu parallelen, antreibbaren Torsionswelle (21) in sich verspannt ist, die mit einem äußeren Rad des Räderzugs getriebemäßig fest verbunden und mit dem anderen äußeren Rad des Räderzugs unter Zwischenschaltung einer Kupplung (22) lösbar verbindbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Drehspiegeln (4) gleiche Belichtungslinienabschnitte (B/n) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehspiegel (4) mit gleichem Abstand (A) vom Druckformträger angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehspiegel (4) mit gleicher Verteilung über der Länge (B) einer Belichtungslinie angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Drehspiegel (4) gleich ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Drehspiegeln (4) zumindest teilweise eine Ausgleichsoptik (6) nachgeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Reflektionsstrahl (5a) wenigstens ein mittels einer Steuereinrichtung steuerbarer Modulator (10) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer vorzugsweise als Laserdiode (7) ausgebildeten Laserquelle ein Strahlteiler (8) mit einer der Anzahl von zugeordneten Drehspiegeln (4) entsprechenden Zahl von Ausgängen nachgeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Drehspiegel (4), eine Laserquelle (7) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehspiegel (4) eine zumindest über den Abstand mehrerer Belichtungslinien gehende Länge aufweisen und mit mehreren, jeweils einer Belichtungslinie zugeordneten, mittels eines zugeordneten Modulators (10) modulierbaren Laserstrahlen (5) beaufschlagbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, hintereinander angeordnete Reihen von Drehspiegeln (4) vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Drehspiegel (4) ein Strahlteiler (12) mit mehreren, vorzugsweise nebeneinander liegenden, jeweils einem Laserstrahl (5) zugeordneten Ausgängen vorgeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in eine Druckmaschine (13) mit Zuordnung zu einem Plattenzylinder (15) eingebaut ist, dem gleichzeitig eine Entwicklungseinrichtung (17) zugeordnet ist.