EP1750334B1 - Vorrichtung zur Temperierung eines Lasermoduls in einen Druckplattenbelichter - Google Patents

Vorrichtung zur Temperierung eines Lasermoduls in einen Druckplattenbelichter Download PDF

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EP1750334B1
EP1750334B1 EP06116601A EP06116601A EP1750334B1 EP 1750334 B1 EP1750334 B1 EP 1750334B1 EP 06116601 A EP06116601 A EP 06116601A EP 06116601 A EP06116601 A EP 06116601A EP 1750334 B1 EP1750334 B1 EP 1750334B1
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EP
European Patent Office
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laser module
peltier element
heat
laser
cooling liquid
Prior art date
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EP06116601A
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English (en)
French (fr)
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EP1750334A1 (de
Inventor
Jörg-Achim FISCHER
Michael Schöple
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Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
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    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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    • B41J2/471—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror
    • B41J2/473—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror using multiple light beams, wavelengths or colours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00—Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/377—Cooling or ventilating arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device according to the preambles of claims 1 and 12.
  • print templates for printed pages are generated. These print templates already contain all the elements to be printed, such as texts, graphics and images. For color printing, a separate artwork is created for each ink. For four-color printing, these are the printing colors cyan magenta yellow and black (CMYK). But it can also be any additional or other printing inks.
  • CMYK cyan magenta yellow and black
  • the printed originals separated by printing inks are also called color separations.
  • electronic printing data z. B. present in the form of rasterized bitmaps generated on the basis then the printing plates, such as. B. printing plates are imaged. In this way, a printing plate is imaged for each color separation. These printing plates are then clamped in printing presses and then transfer the respective underlying printing ink to the paper.
  • the print data describes different screen dots on the printing plate.
  • the grid width describes the spacing of individual grid points, while the grid angle represents a measure of the different angles that occupy the grid of the different color separations to each other.
  • a halftone dot is formed by several pixels. These pixels are the smallest elements that are imaged by an imagesetter on the printing plate can. Depending on the tonal value of the corresponding point of the artwork, more or less pixels of a halftone dot are imaged. The halftone dot then appears lighter or darker.
  • the imaging of the printing plates takes place pixelwise by means of a laser beam emitted by laser diodes.
  • the illustration itself takes place in an imagesetter. This can be an external drum imagesetter, internal drum imagesetter or a flatbed platesetter.
  • a corresponding platesetter comprises for imaging the printing plates an exposure head, such as. B. a laser module comprising different laser diodes. Each individual laser diode of the laser module then emits a laser beam in the direction of the printing plate as a function of the print data. By appropriate optical elements of this laser beam is then focused on the surface of the printing plate.
  • the printing plate is clamped on the exposure drum of the imagesetter.
  • One or more laser modules are located on one or more exposure head carriers which are moved axially parallel to the drum by a feed screw.
  • the feed spindle is driven by a stepper motor.
  • the corresponding laser module is moved along the printing plate and exposed, depending on the printing data, the surface of the printing plate with one or more image lines.
  • This imaging takes place in the form of a helix.
  • the laser module can for this exposure one or more generally several laser diodes z.
  • B. 64 include.
  • the laser module additionally has optical elements for focusing the laser beams on the printing plate surface.
  • the laser diodes of the laser modules are generally semiconductor devices, these are excited to emit laser beams by means of electrical energy.
  • heat is generated as a function of the respective efficiency. With an ordinary efficiency of 30%, 70% of the electrical energy consumed is converted into heat. Due to this power loss, the laser module as a whole and the individual laser diodes themselves are heated on the one hand. By heating the laser module as a whole, it may cause shifts of the individual laser diodes to each other. As a result, the generated image may suffer on the printing plate.
  • the exposed image lines must have a well-defined distance from each other for a high quality print image. If the distance between individual image lines deviates from one another by about one ⁇ m, this is clearly recognizable as a loss of quality.
  • the laser modules are cooled. This can be done for example by means of a Peltier element.
  • a corresponding arrangement of such a cooling device is in the EP 1 398 655 A1 proposed.
  • Such Peltier elements require a heat sink with a relatively large surface area. Through this surface, the heat is convected to the Ambient air discharged. The more heat that has to be emitted, ie the more heat that has to be transported away from the laser modules, the greater the design-related space requirement of the Peltier element.
  • the space in the region of the laser modules is generally not sufficient to provide Peltier elements here, which cool the laser modules accordingly.
  • the object of the present invention is achieved by the characterizing features of claim 1 in method view and by the characterizing features of claim 12 in device view.
  • the laser module is cooled by passing heat from the laser module via a heat conduction to the Peltier element.
  • the Peltier element is provided in a region of the imagesetter which is suitable for its provision, spatially separated from the laser module and thermally coupled to the laser module via a corresponding heat transport device for heat conduction so that the laser module can be cooled and / or heated.
  • the Peltier element directly to the laser module.
  • the heat can first be transported away via a corresponding heat transport device of the laser module. At a certain distance in a place that provides sufficient space then the Peltier element can be made available. This may, for example, be an area in the vicinity of the outer panel of the printing platesetter. The heat can then be transported away from the laser module and released via a heat sink of the Peltier element to the environment.
  • the laser module can both be cooled and heated by passing heat from and / or to the laser module via a heat conduction to and / or from the Peltier element.
  • a controllable, bipolar power supply unit clocked digitally with a digital control device is used with analog output signals for the analog control of the Peltier element.
  • This digital control device may be, for example, a CPU which, depending on the outside temperature or the temperature of the laser diodes, controls the power supply of the Peltier element accordingly. Particularly favorable as the power supply is controlled digitally clocked. This is a power supply that is digitally controlled according to the principle of pulse width modulation and finally outputs analog output signals. The Peltier element itself is then driven by these analog signals which extends the life of the Peltier element and its efficiency is higher than when it is controlled clocked in some way. By providing a bipolar power supply, it is also possible to use the Peltier element for both cooling and heating.
  • a heat sink of the Peltier element is actively cooled by a fan.
  • the Peltier element acts as a control element in a control loop and although the Peltier element is controlled in response to temperature changes of the laser module to be controlled.
  • the Peltier element is controlled in response to temperature changes of the laser module to be controlled.
  • This control of the digital control device is controlled by a pilot control unit.
  • the Peltier element can already be controlled by appropriate consideration of the modulation so that it can respond to these occurring thermal fluctuations of the laser diodes.
  • the pilot control unit is connected directly to the modulation device for modulating the laser diode signals.
  • an analog-to-digital converter for the feedback of the analog output signals of the power supply is provided on the digital drive means.
  • a cooling liquid circuit in the heat transport device is a cooling liquid circuit in the heat transport device.
  • a coolant for example, water can be used.
  • the cooling liquid itself should be cooled only by means of the Peltier element. The use of a compressor is not necessary. As a result, in particular noise can be avoided and vibrations by a possible compressor do not occur.
  • a low-pressure pump is provided for circulating the liquid of the coolant circuit.
  • this low-pressure pump may be particularly advantageously a pump with a magnetically mounted rotor or impeller, the rotor or the impeller should be advantageously formed spherical. As a result, a low wear of the pump is possible. By the Magnetic storage is less likely to block the pump, since the rotor / impeller automatically evades smaller dirt.
  • the Peltier element itself has an optimum operating point for cooling or for heating the cooling liquid. If cooling liquid or the laser module or the laser diodes is to be further heated or cooled beyond this operating point, the efficiency of the Peltier element is reduced. In order to improve the efficiency of the Peltier element and to be able to dissipate or supply more heat, it is particularly favorable provided that at least two Peltier elements are operated for the supply or release of heat or to the cooling liquid circuit in parallel or in series , For this purpose, at least two Peltier elements are provided accordingly.
  • At least three Peltier elements connected in parallel and in series are provided for applying and / or releasing heat from and / or to the cooling liquid circuit.
  • the Fig. 1 shows a tempering device according to the invention for a laser module of a whotrommelplattenbelichters.
  • a printing plate 1 is mounted on a drum 2 of an outer drum exposure unit not shown here.
  • the drum 2 is rotated in accordance with the rotation arrow 3.
  • laser diodes of laser mode 4 emit laser beams 5 as a function of print data.
  • the laser beams 5 are focused by optical elements not shown here on the surface of the printing plate 1 and thereby write image lines 22 on the surface of the printing plate. 1
  • Each laser module 4 includes a plurality of laser diodes, z.
  • 64 laser diodes may be provided for a laser module 4.
  • the laser module 4 is located on an exposure head carrier 28.
  • This exposure head carrier 28 is moved via a stepping motor 8 by means of a feed screw 9 parallel to the axis of the drum 2 during the exposure of the printing plate 1 in the direction of the feed direction 7.
  • the feed rate of the exposure head carrier 28 is controlled via the stepper motor 8 so that the printing plate 1 is imaged as intended.
  • the individual image lines 22 are thereby exposed helically on the printing plate 1.
  • the laser diodes of the laser modules 4 are controlled by a modulation drive 6 as a function of their relative position to the surface of the printing plate 1 and in dependence on printing data.
  • the laser beams 5 are modulated accordingly.
  • the laser diodes heat up. Accordingly, the entire laser module 4 is heated. By this heating, the relative positions of the laser diodes change with each other and the life of the laser diode decreases.
  • the laser module 4 and thus also the laser diodes included are cooled by means of a coolant circuit 10.
  • this cooling liquid circuit 10 for example, pure water or a mixture of pure water and glycol can be located.
  • This cooling liquid is circulated by means of a low pressure pump 11 in the cooling liquid circuit 10 along the arrows 12.
  • the coolant circuit 10 is designed so that it meanders in the region of the laser module 4. In this way, it takes over the heat loss performance of the laser diodes of the laser module 4 and transports this heat away from the laser module 4.
  • the cooling liquid in the cooling liquid circuit 10 is heated accordingly. This heating of the coolant can be detected by a temperature sensor 13 in the coolant circuit 10.
  • a Peltier element 14 is provided to dissipate the heat from the coolant circuit 10.
  • the coolant itself is transported along a cooling side of the Peltier element.
  • the Peltier element 14 has a heat sink 15, which can be cooled by means of a fan 16. In this way, the heat is released from the cooling side of the Peltier element 14 to the heat sink 15 and then by convection to the ambient air.
  • the Peltier element 14 can remove heat from the coolant in response to an applied current.
  • a driving device in the form of a CPU 17 is provided for driving the Peltier element.
  • the control of the Peltier element 14 takes place in dependence on the temperature of the cooling liquid, which is determined by means of the temperature sensor 13. This temperature is transferred to the CPU 17.
  • the CPU 17 itself then controls the power supply 19 of the Peltier element 14. This is done by means of a drive signal 18.
  • the power supply unit 19 generates, as a function of the drive signals 18, output signals 20 whose values determine the cooling power of the Peltier element 14. In this way, the cooling liquid is cooled by means of the Peltier element 14 so far that it has a temperature suitable for cooling the laser module 4.
  • the low-pressure pump 11 is adjusted so that the flow rate of the cooling liquid sufficient for a sufficient to cool the laser module 4 to a constant temperature and that the cooling liquid itself, the heat can be completely transferred to the Peltier element 14.
  • the low-pressure pump is controllably connected to the CPU 17. Further control instruments can z. Belly Be temperature sensors in the range of the laser module 4. These are not shown here.
  • FIG. 2 a particular embodiment of the control of the Peltier element 14 is shown. These are in particular the elements in section A of Fig. 1 are shown.
  • the laser module 4 is controlled by means of the modulation drive 6 in such a way that the individual laser diodes are modulated and expose image lines 22 as a function of existing print data.
  • This modulation of the laser diodes 4 is now transferred from the modulation drive 6 to a pilot control unit 21, which forwards a corresponding control signal 22 to the CPU 17.
  • This control signal 22 reflects the entirety of the modulation signals of the laser diodes of the laser module 4 again.
  • the cooling liquid of the cooling liquid circuit 10 is heated in response to these modulation signals.
  • the control signals of the CPU 17, which are transferred to the power supply 19 can then consider in advance this transfer to the cooling liquid power.
  • the control signals 18 are intended to be modulated here and thus represent a digital signal form for controlling the power supply 19.
  • the power supply 19 is a bipolar, clocked power supply and is switched as a function of the pulse width of the drive signals 18.
  • Analog output signals 20 are then generated. This may be, for example, a current or else a voltage that is applied to the Peltier element 14.
  • the power supply 19 generates the output signals 20 in response to the drive signals 18. This may be a non-linear actuator, that is, the Power supply 19 at least at relatively large duty cycles of the pulse width modulation of the drive signals 18 no longer linearly as a function of the pulse width generates a current as an output signal 20.
  • a feedback 23 is provided, which feeds back the analog output signal 20 to the CPU 17, so that a linearization can be performed here.
  • the analog feedback signal is first digitized by means of an analog-to-digital converter 24 for transfer to the CPU 17.
  • linear output signals 20 can be generated by means of the power supply 19.
  • the output signals 20 are a continuously adjustable current. The magnitude of the current and the direction then indicates whether the Peltier element 14 more or less cools or warms. The fact that a current with different signs can be generated by the power supply 19, the Peltier element 14 can ensure a constant temperature of the coolant.
  • the relative distances of the laser diodes of the laser module 4 also change by cooling the cooling liquid below a predetermined value, a deterioration of the resulting printed image on the printing plate 1 is also achieved by excessively cooling the cooling liquid or the laser module 4 itself.
  • This can be advantageously avoided by a temperature of the cooling liquid by means of the Peltier element 14.
  • the Peltier element 14 can be used as an active control element.
  • the cooling liquid can be heated or cooled.
  • the control of the power supply 19 can advantageously via the CPU 17 also be such that the modulation signals of the laser diodes are already taken into account here early a constant temperature of Laser module 4 of eg. 25 ° C to ensure.
  • this control circuit can be improved.
  • the power supply 19 outputs as an output signal an analog current value. This can take on positive and negative values continuously.
  • the Fig. 3 shows a practical embodiment of the power supply 19.
  • a positive or negative current I P to be set At the Peltier element a positive or negative current I P to be set.
  • the CPU 17 generates a pulse width modulated drive signal 18. This gives the size of the desired current I P again.
  • the current I P is in this case the output signal 20 of the power supply unit 19.
  • This pulse-width-modulated signal 18 should have a period in the kilohertz range and have a pulse duty factor of approximately 5 to 100%.
  • the power supply 19 can be controlled over a very large current range.
  • the CPU 17 transmits a direction signal 25 to the power supply unit 19. This direction signal indicates whether the current I P should be positive or negative.
  • the output signal 20 is a voltage U P. The control then takes place accordingly.
  • a bridge driver IC B1 For generating the output signal 20, a bridge driver IC B1 is provided. This controls in response to the drive signals 18 and the direction signals 25, the output transistors T1 and T2. Depending on the applied direction signal 25, either the output transistors T1 for a positive output signal 20 or the output transistors T2 for a negative output signal 20 d. H. controlled for a negative current IP. Depending on the driven transistors T1 or T2, a direct current is generated via the coils and capacitors L1, C1 or L2, C2. This DC then controls the Peltier element 14 accordingly.
  • the DC current is supplied via a feedback circuit 23 to an analog-to-digital converter 24, which converts this analog DC current into a digital signal and transfers it to the CPU 17.
  • the CPU 17 can then make a linearization of the output signal 20 when driving the power supply 19. In this way, a particularly uniform output signal 20 can be achieved.
  • the Fig. 4 shows a specific embodiment of the tempering device for a laser module 4.
  • the same reference numerals designate here again the same elements as in the preceding drawings.
  • the coolant circuit 10 is split here, so that several Peltier elements 14 can be connected in series and in series and so the Coolant circuit 10 can cool accordingly. Heating of the cooling liquid may be provided as well.
  • the control of the different Peltier elements 14 takes place as in the preceding drawings, in particular by means of a control as in Fig. 2 has been described in more detail.
  • two Peltier elements 14 in series and these in turn connected in parallel with a further series-connected pair of Peltier element 14.
  • an advantageous redundancy of the Peltier elements can be achieved as a result, in addition, as a result, a higher cooling or heat output of the Peltier elements 14 is achieved as well.
  • Each Peltier element 14 may have its own heat sink 15 with a corresponding fan 16. In this way, the performance of the tempering device can be increased accordingly.
  • the efficiency of a Peltier element 14 is dependent on the current I P used for driving.
  • the efficiency itself has a maximum at an optimal current I optimal. If the current intensity of the current I P exceeds this value, the efficiency of the Peltier element decreases again.
  • the efficiency is to be understood as the quotient of heat flow to the supplied electrical power.
  • a typical course of the efficiency as a function of the current I P is in Fig. 5 shown.
  • each Peltier element 14 is operated in the region of optimum efficiency.
  • a particularly efficient cooling is possible.
  • a particularly efficient warming of course.
  • the temperature control devices described here it is possible to achieve a constant temperature of the laser modules 4.
  • the heat is transported away from the laser modules 4 and transferred to the Peltier elements 14.
  • a heating is also possible.
  • a constant temperature can then be maintained.
  • the Peltier elements 14 can be located in a region of the printing platesetter, where sufficient space and a corresponding convection can be made possible by means of a fan.
  • the Peltier elements 14 can not be operated directly on the laser modules 4, especially in an external drum imagesetter. It is then sufficient to circulate the coolant of the coolant circuit 10 by means of a low-pressure pump 11. As a result, little interference can be expected.
  • the cooling liquid itself does not have to be cooled by a compressor.
  • a compressor would at least affect a Berithungs spur the printing plate 1 by its vibrations. Furthermore, by the simultaneous use of multiple Peltier elements 14 in series and or in parallel to each other a cooling capacity for the laser modules 4 can be achieved, which would otherwise be achieved only via a compressor-cooled cooling circuit 10. As a result, a better print image can be achieved because vibrations are avoided. Also, more efficient cooling is possible.
  • the Peltier elements 14 can be located directly in the area of the outer walls of the printing platesetter. As a result, the waste heat can be led out by means of the fan 16 directly to the outside of the platesetter.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 12.
  • In der Reproduktionstechnik werden Druckvorlagen für Druckseiten erzeugt. Diese Druckvorlagen enthalten dabei schon alle zu druckenden Elemente, wie Texte, Grafiken und Bilder. Für den farbigen Druck wird für jede Druckfarbe eine separate Druckvorlage erzeugt. Für den Vierfarbdruck sind das die Druckfarben cyan magenta gelb und schwarz (CMYK). Es kann sich aber auch um beliebige zusätzliche oder andere Druckfarben handeln.
  • Die nach Druckfarben separierten Druckvorlagen werden auch Farbauszüge genannt. Aus Ihnen werden elektronische Druckdaten die z. B. in Form von gerasterten Bitmaps vorliegen erzeugt auf deren Basis dann die Druckformen, wie z. B. Druckplatten bebildert werden. Auf diese Weise wird für jeden Farbauszug eine Druckplatte bebildert. Diese Druckplatten werden dann in Druckmaschinen eingespannt und übertragen dann die jeweils zugrunde liegende Druckfarbe auf das Papier.
  • Mit den Druckdaten werden unterschiedliche Rasterpunkte auf der Druckplatte beschrieben. Die Rasterweite beschreibt den Abstand einzelner Rasterpunkte, während der Rasterwinkel ein Maß der unterschiedlichen Winkel darstellt, die die Raster der unterschiedlichen Farbauszüge zueinander einnehmen. Ein Rasterpunkt wird dabei durch mehrere Pixel gebildet. Diese Pixel sind die kleinsten Elemente die von einem Belichter auf die Druckplatte bebildert werden können. Je nach Tonwert des entsprechenden Punktes der Druckvorlage werden mehr oder weniger Pixel eines Rasterpunktes bebildert. Der Rasterpunkt erscheint dann heller oder dunkler. Die Bebilderung der Druckplatten erfolgt dabei Pixelweise mittels eines Laserstrahls der von Laserdioden emittiert wird. Die Bebilderung selber findet dabei in einem Belichter statt. Hierbei kann es sich um einen Außentrommelbelichter, Innentrommelbelichter oder auch einen Flachbettbelichter handeln.
  • Ein entsprechender Plattenbelichter umfasst zur Bebilderung der Druckplatten einen Belichtungskopf, wie z. B. ein Lasermodul, welches unterschiedliche Laserdioden umfasst. Jede einzelne Laserdiode des Lasermoduls emittiert dann in Abhängigkeit von den Druckdaten einen Laserstrahl in Richtung Druckplatte. Durch entsprechende optische Elemente wird dieser Laserstrahl dann auf die Oberfläche der Druckplatte fokussiert.
  • Zur Bebilderung einer Druckplatte in einem Außentrommelbelichter wird die Druckplatte auf der Belichtungstrommel des Belichters eingespannt. Ein oder mehrere Lasermodule befinden sich auf ein oder mehreren Belichtungskopfträgern welche durch eine Vorschubspindel axial, parallel zur Trommel bewegt werden. Die Vorschubspindel wird hierfür mit einem Schrittmotor angetrieben. Während die Trommel rotiert wird das entsprechende Lasermodul an der Druckplatte entlang bewegt und belichtet, in Abhängigkeit von den Druckdaten die Oberfläche der Druckplatte mit einer oder mehreren Bildlinien. Diese Bebilderung erfolgt dabei in Form einer Schraubenlinie. Das Lasermodul kann für diese Belichtung eine oder im Allgemeinen mehrere Laserdioden z. B. 64 umfassen. Zur Bebilderung weist das Lasermodul zusätzlich optische Elemente zum Fokussieren der Laserstrahlen auf die Druckplattenoberfläche auf.
  • Bei den Laserdioden der Lasermodule handelt es im Allgemeinen um Halbleiterbauelemente, diese werden zur Emission von Laserstrahlen mittels elektrischer Energie angeregt. Bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Laserstrahlung wird in Abhängigkeit des jeweiligen Wirkungsgrades Wärme erzeugt. Bei einem gewöhnlichen Wirkungsgrad von 30% wird also 70% der verbrauchten elektrischen Energie in Wärme umgewandelt. Durch diese Verlustleistung wird zum einen das Lasermodul als Ganzes und zum anderen die einzelnen Laserdioden selber erhitzt. Durch die Erhitzung des Lasermoduls als Ganzes kann es zu Verschiebungen der einzelnen Laserdioden zueinander kommen. Hierdurch kann das erzeugte Bild auf der Druckplatte leiden. Die belichteten Bilderlinien müssen für ein qualitativ hochwertiges Druckbild einen genau definierten Abstand zueinander aufweisen. Weicht der Abstand einzelner Bilderlinien zueinander um etwa einen µm ab, so ist dieses durchaus als Qualitätsverlust erkennbar.
  • Des Weiteren wird die Lebensdauer der Laserdioden durch entsprechendes Erhitzen stark verkürzt.
  • Um ein möglichst gleichmäßiges Druckbild zu erzeugen, und um die Lebensdauer der Laserdiode zu erhöhen ist es vorgesehen, dass die Lasermodule gekühlt werden. Dieses kann beispielsweise mittels eines Peltier-Elements geschehen. Eine entsprechende Anordnung so einer Kühleinrichtung ist in der EP 1 398 655 A1 vorgeschlagen.
  • Solche Peltier-Elemente benötigen einen Kühlkörper mit einer relativ großen Oberfläche. Über diese Oberfläche wird die Wärme per Konvektion an die Umgebungsluft abgegeben. Je mehr Wärme abgegeben werden muss d. h. je mehr Wärme von den Lasermodulen weg transportiert werden muss, desto größer ist dieser bauartbedingter Platzbedarf des Peltier-Elements.
  • Bei einem Außentrommelbelichter mit Lasermodulen die axial entlang der Oberfläche der Druckplatten bewegt werden, reicht der Raum im Bereich der Lasermodule im Allgemeinen nicht aus um hier Peltier-Elemente vorzusehen, die die Lasermodule entsprechend abkühlen.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung die Nutzbarmachung von Peltier-Element zur Temperierung von Lasermodulen eines Außentrommelbelichters zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die kennzeichnen Merkmale des Anspruches 1 in Verfahrenshinsicht und durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 12 in Vorrichtungshinsicht gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist dafür vorgesehen, dass das Lasermodul gekühlt wird indem Wärme von dem Lasermodul über eine Wärmeleitung zu dem Peltier-Element geleitet wird. Das Peltier-Element wird dafür in einem zu seiner Bereitstellung geeigneten Bereich des Belichters, räumlich getrennt von dem Lasermodul bereitgestellt und über eine entsprechende Wärmetransporteinrichtung zur Wärmeleitung mit dem Lasermodul thermisch so gekoppelt, dass das Lasermodul gekühlt und/oder geheizt werden kann.
  • Auf diese Weise ist es nicht mehr notwendig das Peltier-Element direkt mit dem Lasermodul zu verbinden. Die Wärme kann zunächst über eine entsprechende Wärmetransporteinrichtung von dem Lasermodul wegtransportiert werden. In einem gewissen Abstand an einem Platz der ausreichend Raum zur Verfügung stellt kann dann das Peltier-Element zur Verfügung gestellt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Bereich in der Nähe der Außenverkleidung des Druckplattenbelichters handeln. Die Wärme kann dann von dem Lasermodul wegtransportiert werden und über einen Kühlkörper des Peltier-Element an die Umwelt abgegeben werden.
  • Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, dass das Lasermodul sowohl gekühlt als auch geheizt werden kann, indem Wärme von und/oder zu dem Lasermodul über eine Wärmeleitung zu und/oder von dem Peltier-Element geleitet wird.
  • Durch diese vorteilhafte Weiterentwicklung ist es möglich, die Lasermodule, insbesondere die einzelnen Laserdioden auf einer konstanten Temperatur zu halten. Die geometrische Verformung des Lasermodus findet auch bei einer Abkühlung des Lasermoduls statt. Es ist somit nicht nur notwendig das Lasermodul bei Bedarf zu kühlen sondern es bei Bedarf auch zu erwärmen, um eine gleichmäßige Bebilderung der Druckplatte zu gewährleisten.
  • Um das Lasermodul möglichst günstig kühlen oder heizen zu können, ist es außerdem vorgesehen, dass ein über eine digitale Ansteuerungseinrichtung digital getaktetes ansteuerbares, bipolares Netzteil mit analogen Ausgangssignalen zur analogen Ansteuerung des Peltier-Element verwendet wird.
  • Bei dieser digitalen Ansteuerungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine CPU handeln, die in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder der Temperatur der Laserdioden das Netzteil des Peltier-Elements entsprechend ansteuert. Besonders günstiger weise ist das Netzteil dafür digital getaktet ansteuerbar. Es handelt sich hierbei um ein Netzteil, das nach dem Prinzip der Pulsweitenmodulation digital angesteuert wird und schließlich analoge Ausgangssignale ausgibt. Das Peltier-Element selber wird dann durch diese analogen Signale angesteuert wodurch die Lebensdauer des Peltier-Elements verlängert wird und sein Wirkungsgrad höher ist als wenn es selber in irgendeiner Art und Weise getaktet angesteuert wird. Dadurch dass ein bipolares Netzteil vorgesehen ist, ist es außerdem möglich das Peltier-Element sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen zu verwenden.
  • Um das Peltier-Element möglichst gut in seinem Wärmetransport zu unterstützen ist es außerdem vorgesehen, dass für den Wärmeaustausch mit der Umgebung ein Kühlkörper des Peltier-Elements aktiv von einem Lüfter gekühlt wird.
  • In einer besonders günstigen erfinderischen Weiterbildung ist es vorgesehen, dass das Peltier-Element als Stellelement in einem Regelkreis fungiert und zwar soll das Peltier-Element in Abhängigkeit von Temperaturänderungen des Lasermoduls geregelt angesteuert werden. Hierfür ist es insbesondere vorgesehen, dass das Peltier-Element aktiv in Abhängigkeit der Modulation der einzelnen Laserdioden des Lasermoduls angesteuert wird. Diese Ansteuerung der digitale Ansteuerungseinrichtung wird durch eine Vorsteuereinheit geregelt.
  • Da die Verlustleistung der Laserdioden in Abhängigkeit von ihrer Modulation in Abhängigkeit von den Druckdaten anfällt, kann durch eine entsprechende Berücksichtigung der Modulation das Peltier-Element schon so angesteuert werden, dass es auf diese auftretenden Wärmeschwankungen der Laserdioden reagieren kann. Hierfür ist dann insbesondere die Vorsteuereinheit direkt mit der Modulationseinrichtung zur Modulierung der Laserdiodensignale verbunden.
  • Um eine möglichst lineare Ansteuerungskurve des Peltier-Elements zu gewährleisten ist vorteilhafterweise ein Analog-Digitalwandler zur Rückkopplung der analogen Ausgangssignale des Netzteils auf die digitale Ansteuerungseinrichtung vorgesehen.
  • Um einen möglichst gleichmäßigen Wärmetransport zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass es bei der Wärmetransporteinrichtung um einen Kühlflüssigkeitskreislauf handelt. Als Kühlflüssigkeit kann beispielsweise Wasser verwendet werden. Vorteilhafterweise soll die Kühlflüssigkeit selber nur mittels des Peltier-Elements gekühlt werden. Die Verwendung eines Kompressors ist nicht notwendig. Hierdurch kann insbesondere Lärm vermieden werden und Vibrationen durch einen möglichen Kompressor treten auch nicht auf.
  • Besonders vorteilhafter weise ist vorgesehen, dass eine Niedrigdruckpumpe zur Umwälzung der Flüssigkeit des Kühlflüssigkeitskreislaufes vorgesehen ist. Bei dieser Niedrigdruckpumpe kann es sich besonders vorteilhafterweise um eine Pumpe mit einem magnetisch gelagerten Rotor oder Laufrad handeln, wobei der Rotor oder das Laufrad vorteilhafterweise sphärisch geformt sein sollen. Hierdurch wird ein geringer Verschleiß der Pumpe ermöglicht. Durch die magnetische Lagerung kommt es auch seltener zu Blockierungen der Pumpe, da der Rotor/das Laufrad kleineren Verschmutzungen automatisch ausweicht.
  • Das Peltier-Element weist selber zur Kühlung bzw. zur Erwärmung der Kühlflüssigkeit einen optimalen Arbeitspunkt auf. Soll über diesen Arbeitspunkt hinaus Kühlflüssigkeit bzw. das Lasermodul oder die Laserdioden weiter erhitzt oder gekühlt werden so verringert sich der Wirkungsgrad des Peltier-Elements. Um den Wirkungsgrad des Peltier-Elements zu verbessern und um auch mehr Wärme abführen oder zuführen zu können, ist es besonders günstiger weise vorgesehen, dass wenigstens zwei Peltier-Elemente zur Auf- oder Abgabe von Wärme oder an den Kühlflüssigkeitskreislauf parallel oder in Reihe betrieben werden. Hierfür sind wenigstens zwei Peltier-Elemente entsprechend vorgesehen.
  • In einer besonders günstigen Ausführungsform sind wenigstens drei parallel und in Reihe geschaltete Peltier-Elemente zur Auf- und/oder Abgabe von Wärme von und/oder an den Kühlflüssigkeitskreislauf vorgesehen.
  • Allgemein kann durch die Verwendung mehrerer Peltier-Elemente eine Kühl-/Wärmeleistung erreicht werden, die sonst nur mittels eines kompressorregulierten Kühlflüssigkeitskreislaufes und den damit verbundenen Nachteilen möglich wäre.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung auf die diese im Umfang aber nicht beschränkt ist und aus denen sich weitere erfinderische Merkmale entnehmen lassen können, sind in den Zeichnungen dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Temperierungsvorrichtung für ein Lasermodul eines Außentrommelbelichters,
    Fig. 2
    eine besondere Ausführungsform der Ansteuerung des Peltier-Elements nach Ausschnitt A von Fig. 1,
    Fig. 3
    ein skizzierter Aufbau des Netzteils des Peltier-Elements,
    Fig. 4
    eine spezielle Ausführungsform der Temperierungsvorrichtung,
    Fig. 5
    einen typischer Verlauf des Wirkungsgrades eines Peltier-Elements in Abhängigkeit vom Ansteuerungsstrom.
  • Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Temperierungsvorrichtung für ein Lasermodul eines Außentrommelplattenbelichters. Eine Druckplatte 1 ist auf einer Trommel 2 eines hier nicht weiter dargestellten Außentrommelbelichters aufgespannt. Während der Belichtung der Druckplatte 1 wird die Trommel 2 entsprechend des Rotationspfeils 3 in Rotation versetzt. Gleichzeitig emittieren Laserdioden des Lasermodus 4, Laserstrahlen 5 in Abhängigkeit von Druckdaten. Die Laserstrahlen 5 werden durch hier nicht weiter dargestellte optische Elemente auf die Oberfläche der Druckplatte 1 fokussiert und schreiben dabei Bildlinien 22 auf der Oberfläche der Druckplatte 1.
  • Zur Bebilderung der Druckplatte 1 ist hier ein Lasermodul 4 dargestellt, es können auch mehrere Lasermodule 4 gleichzeitig verwendet werden, um parallel nebeneinander die Druckplatte 1 zu belichten. Jedes Lasermodul 4 umfasst dabei eine Vielzahl von Laserdioden, z. B. können 64 Laserdioden für ein Lasermodul 4 vorgesehen sein. Das Lasermodul 4 befindet sich auf einem Belichtungskopfträger 28. Dieser Belichtungskopfträger 28 wird über einen Schrittmotor 8 mittels einer Vorschubspindel 9 parallel zur Achse der Trommel 2 während der Belichtung der Druckplatte 1 in Richtung der Vorschubsrichtung 7 bewegt. Die Vorschubsgeschwindigkeit des Belichtungskopfträgers 28 wird dabei über den Schrittmotor 8 so geregelt, dass die Druckplatte 1 wie vorgesehen bebildert wird. Die einzelnen Bildlinien 22 werden dabei schraubenförmig auf die Druckplatte 1 belichtet.
  • Die Laserdioden der Lasermodule 4 werden durch eine Modulationsansteuerung 6 in Abhängigkeit von ihrer relativen Position zur Oberfläche der Druckplatte 1 und in Abhängigkeit von Druckdaten angesteuert. Die Laserstrahlen 5 werden entsprechend moduliert. Je nach der Modulationsfrequenz erhitzen sich dabei die Laserdioden. Entsprechend wird das gesamte Lasermodul 4 erhitzt. Durch diese Erhitzung verändern sich die relativen Positionen der Laserdioden zueinander und die Lebensdauer der Laserdioden nimmt ab. Das Lasermodul 4 und damit auch die umfassten Laserdioden werden mittels eines Kühlflüssigkeitskreislaufs 10 gekühlt. In diesem Kühlflüssigkeitskreislauf 10 kann sich z.B. reines Wasser oder ein Gemisch aus reinem Wasser und Glykol befinden. Diese Kühlflüssigkeit wird mittels einer Niedrigdruckpumpe 11 in dem Kühlflüssigkeitskreislauf 10 entlang der Pfeile 12 umgewälzt. Der Kühlflüssigkeitskreislauf 10 ist dabei so ausgelegt, dass er im Bereich des Lasermoduls 4 mäandriert. Auf diese Weise übernimmt er die Verlustwärmeleistung der Laserdioden des Lasermoduls 4 und transportiert diese Wärme von dem Lasermodul 4 weg. Die Kühlflüssigkeit in dem Kühlflüssigkeitskreislauf 10 wird dabei entsprechend erhitzt. Diese Erwärmung der Kühlflüssigkeit kann durch einen Temperatursensor 13 im Kühlflüssigkeitskreislauf 10 erkannt werden. Zur Abführung der Wärme aus dem Kühlflüssigkeitskreislauf 10 ist ein Peltier-Element 14 vorgesehen. Die Kühlflüssigkeit selber wird dabei entlang einer kühlenden Seite des Peltier-Elements transportiert. Das Peltier-Element 14 weist einen Kühlkörper 15 auf, der mittels eines Lüfters 16 gekühlt werden kann. Auf diese Weise wird die Wärme von der kühlenden Seite des Peltier-Elements 14 zum Kühlkörper 15 und dann mittels Konvektion an die Umgebungsluft abgegeben.
  • Das Peltier-Element 14 kann Wärme von der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von einem angelegten Strom bzw. angelegten Spannung abtransportieren. Zur Ansteuerung des Peltier-Elements ist eine Ansteuerungseinrichtung in Form einer CPU 17 vorgesehen. Die Ansteuerung des Peltier-Elements 14 erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlflüssigkeit, die mittels des Temperatursensors 13 ermittelt wird. Diese Temperatur wird an die CPU 17 übergeben. Die CPU 17 selber steuert dann das Netzteil 19 des Peltier-Elements 14 an. Dies erfolgt mittels eines Ansteuerungssignals 18. Das Netzteils 19 erzeugt in Abhängigkeit von den Ansteuerungssignalen 18, Ausgangssignale 20, deren Werte die Kühlleistung des Peltier-Elements 14 bestimmen. Auf diese Weise wird die Kühlflüssigkeit mittels des Peltier-Elements 14 so weit abgekühlt, dass diese eine zur Kühlung des Lasermoduls 4 geeignet Temperatur aufweist. Die Niederdruckpumpe 11 wird dafür so eingestellt, dass die Durchflussgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit zum einen ausreicht um das Lasermodul 4 entsprechend auf eine konstante Temperatur abzukühlen und dass die Kühlflüssigkeit selber die Wärme vollständig an das Peltier-Element 14 übergeben werden kann. Es kann dafür insbesondere auch vorgesehen sein, dass die Niedrigdruckpumpe mit der CPU 17 steuerbar verbunden ist. Weiter Kontrollinstrumente können z. B. auch Temperatursensoren im Bereich des Lasermoduls 4 sein. Diese sind hier nicht dargestellt.
  • In der Figur 2 ist eine besondere Ausführungsform der Ansteuerung des Peltier-Elements 14 dargestellt. Es handelt sich hierbei insbesondere um die Elemente die im Ausschnitt A von Fig. 1 dargestellt sind.
  • Gleiche Bezugszeichen beschreiben gleiche Elemente wie in Fig. 1. Wie bereits beschrieben wird das Lasermodul 4 mittels der Modulationsansteuerung 6 so angesteuert, dass die einzelnen Laserdioden moduliert werden und Bildlinien 22 in Abhängigkeit von vorliegenden Druckdaten belichten. Diese Modulierung der Laserdioden 4 wird nun von der Modulationsansteuerung 6 an eine Vorsteuereinheit 21 übergeben, welche ein entsprechendes Regelsignal 22 an die CPU 17 weitergibt. Dieses Regelsignal 22 spiegelt die Gesamtheit der Modulationssignale der Laserdioden des Lasermoduls 4 wieder. Die Kühlflüssigkeit des Kühlflüssigkeitskreislaufes 10 wird in Abhängigkeit von diesen Modulationssignalen erhitzt. Die Ansteuerungssignale der CPU 17, die an das Netzteil 19 übergeben werden können dann diese an die Kühlflüssigkeit übergebende Leistung bereits im Vorwege berücksichtigen. Die Ansteuerungssignale 18 sollen hierbei moduliert sein und so eine digitale Signalform zur Ansteuerung des Netzteils 19 darstellen. Das Netzteil 19 ist ein bipolares, getaktetes Netzteil und wird in Abhängigkeit von der Pulsweite der Ansteuerungssignale 18 geschaltet. Es werden dann analoge Ausgangssignale 20 erzeugt. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Strom oder aber auch um eine Spannung handeln, die an das Peltier-Element 14 angelegt wird. Das Netzteil 19 erzeugt die Ausgangsignale 20 in Abhängigkeit von den Ansteuerungssignalen 18. Es kann sich hierbei um ein nicht lineares Stellelement handeln, das heißt, dass das Netzteil 19 zumindest bei relativ großen Tastverhältnissen der Pulsweitenmodulation der Ansteuerungssignale 18 nicht mehr linear in Abhängigkeit von der Pulsweite ein Strom als Ausgangssignal 20 erzeugt. Um diesen Effekt zu kompensieren, ist eine Rückkoppelung 23 vorgesehen, die das analoge Ausgangssignal 20 auf die CPU 17 rückkoppelt, so dass hier eine Linearisierung vorgenommen werden kann. Das analoge Rückkopplungssignal wird mittels eines Analog-Digitalwandlers 24 zur Übergabe an die CPU 17 zunächst digitalisiert. Auf diese Weise können lineare Ausgangssignale 20 mittels des Netzteils 19 erzeugt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass es sich bei den Ausgangsignalen 20 um einen kontinuierlich einstellbaren Strom handelt. Die Höhe des Stromes und die Richtung gibt dann an, ob das Peltier-Element 14 mehr oder weniger kühlt bzw. wärmt. Dadurch dass ein Strom mit unterschiedlichen Vorzeichen von dem Netzteil 19 erzeugt werden kann, kann das Peltier-Element 14 eine konstante Temperatur der Kühlflüssigkeit gewährleisten.
  • Da sich die relativen Abstände der Laserdioden des Lasermoduls 4 auch durch eine Abkühlung der Kühlflüssigkeit unterhalb eines vorgegebenen Wertes verändern, wird auch durch eine zu starke Abkühlung der Kühlflüssigkeit bzw. des Lasermoduls 4 selber eine Verschlechterung des resultierenden Druckbildes auf der Druckplatte 1 erreicht. Dieses kann vorteilhafter weise durch eine Temperierung der Kühlflüssigkeit mittels des Peltier-Elements 14 vermieden werden. Hierfür kann das Peltier-Element 14 als aktives Regelelement verwendet werden. Je nach gemessener Temperatur der Kühlflüssigkeit mittels des Temperatursensors 13 kann die Kühlflüssigkeit erwärmt oder gekühlt werden. Dieses wird über CPU 17 entsprechend gesteuert. Die Ansteuerung des Netzteils 19 kann vorteilhafter weise über die CPU 17 auch so erfolgen, dass die Modulationssignale der Laserdioden bereits berücksichtigt werden um hier frühzeitig eine konstante Temperatur des Lasermoduls 4 von bspw. 25°C zu gewährleisten. In Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung der Niederdruckpumpe 11 mittels der CPU kann dieser Regelkreislauf noch verbessert werden. Das Netzteil 19 gibt als Ausgangssignal einen analogen Stromwert aus. Dieser kann kontinuierlich positive und negative Werte annehmen.
  • Durch diese lineare analoge Ansteuerung des Peltier-Elements wird ein besonders günstiger Wirkungsgrad des Peltier-Elements 14 erreicht. Wird nämlich das Peltier-Element 14 mittels einer hochfrequenten Spannung oder eines hochfrequenten Stromes mit einer Frequenz oberhalb von 10 KHz angesteuert, so ergibt sich ein geringer Wirkungsgrad auf Grund kapazitiven Verhaltens. Bei sehr niedrigen Frequenzen unterhalb von 1 KHz ergeben sich Lebensdauerprobleme des Peltier-Elements. Erst bei einer analogen linearen Ansteuerung d. h. mittels eines Gleichstromes wird hier ein optimierter Wirkungsgrad erzielt. Dieses ist durch das bipolare Netzteil 19 gewährleistet.
  • Die Fig. 3 zeigt eine praktische Ausführung des Netzteils 19.
  • Am Peltier-Element soll ein positiver oder negativer Strom IP eingestellt werden. Dazu erzeugt die CPU 17 ein pulsweitenmoduliertes Ansteuerungssignal 18. Dieses gibt die Größe des gewünschten Stroms IP wieder. Der Strom IP ist hierbei das Ausgangssignal 20 des Netzteils 19. Dieses pulsweitenmodulierte Signal 18 soll eine Periode im Kilo-Herz-Bereich besitzen und ein Tastverhältnis von ca. 5 bis 100% aufweisen. Darüber kann das Netzteil 19 über einen sehr großen Strombereich gesteuert werden. Zusätzlich zur Information über die Größe des Stroms IP ist es vorgesehen, dass die CPU 17 ein Richtungssignal 25 an das Netzteil 19 übergibt. Dieses Richtungssignal gibt an, ob der Strom IP positiv oder negativ sein soll. Statt eines Stromes IP kann auch vorgesehen sein, dass das Ausgangssignal 20 eine Spannung UP ist. Die Steuerung erfolgt dann entsprechend.
  • Zur Erzeugung des Ausgangssignal 20 ist ein Brückentreiber IC B1 vorgesehen. Dieser steuert in Abhängigkeit von den Ansteuerungssignalen 18 und den Richtungssignalen 25 die Ausgangstransistoren T1 und T2. Je nach angelegtem Richtungssignal 25 werden entweder die Ausgangstransistoren T1 für ein positives Ausgangssignal 20 oder die Ausgangstransistoren T2 für ein negatives Ausgangssignal 20 d. h. für einen negativen Strom IP angesteuert. Je nach angesteuerten Transistoren T1 oder T2 wird über die Spulen und Kondensatoren L1, C1 bzw. L2, C2 ein Gleichstrom erzeugt. Dieser Gleichstrom steuert dann das Peltier-Element 14 entsprechend.
  • Der Gleichstrom wird über eine Rückkopplung 23 jeweils an einen Analog-Digitalwandler 24 übergeben, der diesen analogen Gleichstrom in ein digitales Signal umwandelt und an die CPU 17 übergibt. Die CPU 17 kann dann bei der Ansteuerung des Netzteils 19 eine Linearisierung des Ausgangssignals 20 vornehmen. Auf diese Weise kann ein besonders gleichförmiges Ausgangssignal 20 erreicht werden.
  • Die Fig. 4 zeigt eine spezielle Ausführungsform der Temperierungsvorrichtung für ein Lasermodul 4. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen hier auch wieder gleiche Elemente wie in den vorangegangenen Zeichnungen.
  • Der Kühlflüssigkeitskreislauf 10 wird hier aufgespalten, so dass mehrere Peltier-Elemente 14 in Serie und in Reihe geschaltet werden können und so den Kühlflüssigkeitskreislauf 10 entsprechend kühlen können. Eine Erwärmung der Kühlflüssigkeit kann genauso vorgesehen sein. Die Ansteuerung der unterschiedlichen Peltier-Elemente 14 erfolgt dabei wie in den vorangegangenen Zeichnungen insbesondere mittels einer Ansteuerung wie sie in Fig. 2 genauer beschrieben wurde. In dem hier dargestellten Fall sind jeweils zwei Peltier-Elemente 14 in Reihe und diese wiederum mit einem weiteren in Reihe geschaltetem Paar von Peltier-Element 14 parallel geschaltet. Zum einen kann hierdurch eine vorteilhafte Redundanz der Peltier-Elemente erreicht werden, zusätzlich wird hierdurch auch eine höhere Kühl- bzw. Wärmeleistung der Peltier-Elemente 14 erreicht. Jedes Peltier-Element 14 kann einen eigenen Kühlkörper 15 mit einem entsprechenden Lüfter 16 aufweisen. Auf diese Weise kann die Leistungsfähigkeit der Temperierungsvorrichtung entsprechend gesteigert werden.
  • Die Unterbringung so einer Temperierungsvorrichtung mit einem oder wie hier mit mehreren in Reihe und parallel geschalteten Peltier-Elementen 14 direkt im Bereich eines Lasermoduls 4 ist im Allgemeinen bauartbedingt nicht möglich. Das Lasermodul 4 kann nicht direkt mit mehreren Peltier-Elementen 14 temperiert werden. Dieses wird erst durch die Verwendung des Kühlkreislaufes 10 zum Transport der Wärme von und zu den Peltier-Elementen 14 ermöglicht.
  • Der Wirkungsgrad eines Peltier-Element 14 ist abhängig von dem Strom IP, der zur Ansteuerung verwendet wird. Der Wirkungsgrad selber hat ein Maximum bei einem optimalen Strom Ioptimal. Geht die Stromstärke des Stromes IP über diesen Wert hinaus, so nimmt der Wirkungsgrad des Peltier-Elements wieder ab. Als Wirkungsgrad ist hierbei der Quotient aus Wärmestrom zu der zugeführten elektrischen Leistung zu verstehen. Ein typischer Verlauf des Wirkungsgrades in Abhängigkeit von dem Strom IP ist in Fig. 5 dargestellt.
  • Durch die Verwendung von mehreren Peltier-Elementen 14 zur Temperierung der Kühlflüssigkeit des Kühlflüssigkeitskreislaufes 10 kann idealer weise erreicht werden, dass jedes Peltier-Element 14 im Bereich des optimalen Wirkungsgrades betrieben wird. Hierdurch ist eine besonders effiziente Kühlung möglich. Eine besonders effiziente Erwärmung natürlich auch.
  • Es kann dabei insbesondere natürlich auch vorgesehen sein, dass je nach notwendiger Wärmeleistung der Temperierungsvorrichtung nicht alle Peltier-Elemente 14 verwendet werden, sondern jeweils verschiedene angesteuert werden. Diese können dann im Bereich des optimalen Wirkungsgrades betrieben werden.
  • Durch die hier beschriebenen Temperierungsvorrichtungen ist es möglich eine konstante Temperatur der Lasermodule 4 zu erreichen. Mittels der Kühlflüssigkeit in dem Kühlflüssigkeitskreislauf 10 wird die Wärme von den Lasermodulen 4 wegtransportiert und an die Peltier-Elemente 14 übergeben. Eine Heizung ist ebenso möglich. Eine konstante Temperatur kann dann gehalten werden. Die Peltier-Elemente 14 können sich in einem Bereich des Druckplattenbelichters befinden, wo ausreichend Platz und eine entsprechende Konvektion mittels Lüfter ermöglicht werden kann. Die Peltier-Elemente14 können gerade in einem Außentrommelbelichter nicht direkt auf den Lasermodulen 4 betrieben werden. Es reicht dann aus, die Kühlflüssigkeit des Kühlflüssigkeitskreislaufes 10 mittels einer Niederdruckpumpe 11 umzuwälzen. Hierdurch sind wenig Störungen zu erwarten. Die Kühlflüssigkeit selber muss auch nicht über einen Kompressor gekühlt werden. Ein Kompressor würde durch seine Schwingungen ein Bebilderungsergebnis der Druckplatte 1 zumindest beeinträchtigen. Des Weiteren kann durch die gleichzeitige Verwendung von mehreren Peltier-Elementen 14 in Reihe und oder parallel zueinander eine Kühlleistung für die Lasermodule 4 erreicht werden, die sonst nur über einen kompressorgekühlten Kühlkreislauf 10 erreichbar wären. Hierdurch kann ein besseres Druckbild erreicht werden da Erschütterungen vermieden werden. Auch ist eine effizientere Kühlung möglich. Die Peltier-Elemente 14 können sich direkt im Bereich der Außenwandungen des Druckplattenbelichters befinden. Hierdurch kann die Abwärme mittels der Lüfter 16 direkt nach Außen aus dem Druckplattenbelichter herausgeleitet werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Druckplatte
    2
    Trommel
    3
    Rotationspfeil
    4
    Lasermodul
    5
    Laserstrahl
    6
    Modulationsansteuerung
    7
    Vorschubpfeil
    8
    Schrittmotor
    9
    Vorschubspindel
    10
    Kühlfüssigkeitslauf
    11
    Niedrigdruckpumpe
    12
    Richtungspfeil
    13
    Temperatursensor
    14
    Peltier-Element
    15
    Kühlkörper
    16
    Lüfter
    17
    CPU
    18
    Ansteuerungssignal
    19
    Netzteil
    20
    Ausgangssignal
    21
    Vorsteuereinheit
    22
    Regelsignal
    23
    Rückkopplung
    24
    Analog Digital-Wandler
    25
    Richtungssignal
    26
    Brückentreiber IC
    27
    Bildlinien
    28
    Belichtungsträger
    A
    Ausschnitt

Claims (15)

  1. Verfahren zur Temperierung eines Lasermoduls (4) mit wenigstens einer moduliert angesteuerten Laserdiode zur Bebilderung einer Druckform (1) in einem Belichter und einem Peltier-Element (14),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Lasermodul (4) gekühlt wird, indem Wärme von dem Lasermodul (4) über Kühlflüssigkeitskreislauf als Wärmeleitung (10) zu dem Peltier-Element (14) geleitet wird, das Peltier-Element (14) von dem Lasermodul (4) entfernt in einem Bereich in der Nähe der Außenverkleidung des Belichters bereitgestellt ist, das Lasermodul in Abhängigkeit von Druckdaten moduliert wird und die Erhitzung des Lasermoduls in Abhängigkeit von den Druckdaten im Vorwege dadurch berücksichtigt wird, dass das Peltier-Element (14) aktiv in Abhängigkeit der Modulation der Laserdioden des Lasermoduls (4) angesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Lasermodul (4) sowohl gekühlt, als auch geheizt werden kann, indem Wärme von und/oder zu dem Lasermodul (4) über eine Wärmeleitung (10) zu und/oder von dem Peltier-Element (14) geleitet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Peltier-Element (14) für den Wärmeaustausch mit der Umgebung ein Kühlkörper (15) aufweist, der aktiv von einem Lüfter (16) gekühlt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Peltier-Element (14) mittels eines bipolaren, digital nach dem Prinzip der Pulsweitenmodulation getaktet angesteuertes Netzteil (19) analog angesteuert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Peltier-Element (14) in Abhängigkeit von Temperaturänderungen des Lasermoduls (4) geregelt angesteuert wird.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens zwei Peltier-Elemente (14) zur Auf- oder Abgabe von Wärme von oder an den Kühlflüssigkeitskreislauf (10) parallel oder in Reihe betrieben werden.
  7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens drei Peltier-Elemente (14) zur Auf- oder Abgabe von Wärme von oder an den Kühlflüssigkeitskreislauf (10) parallel und in Reihe betrieben werden.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kühlflüssigkeitsreislauf (10) mittels einer Niederdruckpumpe (11) umgewälzt wird.
  9. Vorrichtung zur Temperierung, eines Lasermoduls (4) mit wenigstens einer moduliert angesteuerten Laserdiode zur Bebilderung einer Druckform (1) in einem Belichter, umfassend wenigstens ein Peltier-Element (14), zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Peltier-Element (14) in einem Bereich in der Nähe der Außenverkleidung des Belichters, räumlich getrennt von dem Lasermodul (4) bereitgestellt und über einen Kühlflüssigkeitskreislauf als Wärmetransporteinrichtung (10) zur Wärmeleitung mit dem Lasermodul (4) thermisch so gekoppelt ist, dass das Lasermodul (4) gekühlt und/oder geheizt werden kann,
    das Lasermodul im Betrieb mittels einer Modulationsansteuerung (6) in Abhängigkeit von Druckdaten moduliert wird, und
    eine Vorsteuereinheit (21) zur Regelung der Ansteuerung des Peltier-Elements (14) vorgesehen ist, die die Erhitzung und/oder Abkühlung des Lasermoduls (4) in Abhängigkeit von den Druckdaten im Vorwege dadurch berücksichtigt, dass das Peltier-Element (14) aktiv in Abhängigkeit der Modulation der Laserdioden des Lasermoduls (4) angesteuert wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein, über eine digitale Ansteuerungseinrichtung (17) digital getaktet ansteuerbares, bipolares Netzteil (19) mit analogen Ausgangssignalen (20) zur analogen Ansteuerung des Peltier-Elements (14) vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein Analog/Digitalwandler (24) zur Rückkopplung der analogen Ausgangssignale (20)des Netzteils (19) auf die digitale Ansteuerungseinrichtung (17) zur Linearisierung der analogen Ausgangssignale (20) vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Niedrigdruckpumpe (11) zur Umwälzung der Flüssigkeit des Kühlflüssigkeitskreislaufs (10) vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekenntzeichnet,
    dass als Niedrigdruckpumpe (11) eine Pumpe mit einem sphärisch geformten, magnetisch gelagerten Rotor- oder Laufrad vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens zwei parallel oder in Reihe geschaltete Peltier-Elemente (14) zur Auf- und/oder Abgabe von Wärme von und/oder an den Kühlflüssigkeitskreislauf (10) vorgesehen sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens drei parallel und in Reihe geschaltete Peltier-Elemente (14) zur Auf- und/oder Abgabe von Wärme von und/oder an den Kühlflüssigkeitskreislauf (10) vorgesehen sind.
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