SE504487C2 - Kopieringsmaskin med fixerat inställbar laserenhet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 504 487 mot filmen eller tryckplåten, och den får med nödvändighet en allt längre sträcka ju längre utvinklad strålen blir från sin brännpunkt. Om laser- punkten ställs in skarp vid den centrala ljusstrålen kommer skärpan att imaginärt falla ovanför plåten vid sidan av den centrala ljusstrâlen, och allt längre ovanför plåten ju längre ut från centrum som laserljusstrålen är utvinklad. För att såvitt möjligt kompensera för denna bristande skärpa hos strålarna vid sidan av centrum har man brukat ställa in laserkanonen så att de centrala stålarna har sin bästa skärpa virtuellt någon under plåten, medan de yttersta sidostrålarna har sin bästa skärpa något ovanför tryckplåten, dvs att lasern ställs in med en medelvärdesskärpa för strålens hela svepningsrörelse. bl Någon fullständig skärpa i alla delar av laserexponeringen kan alltså inte erhållas, och till detta kommer att laserpunkten får varierande form längs svepvägen, nämligen cirkulär form vid centrum och en alltmer elliptisk form ju längre ut från centrum som laserpunkten faller. Även denna skillnad i form bidrar till att försämra exponeringskvaliteten. cl För att minska skillnaden i fokalavstånd och olikheten i punktform utefter laserstrålens svepnlngsbana har man vid vissa kopieringsmaskiner monterat laserkanonen på ett relativt långt avstånd frän den film eller plåt som skall exponeras, vilket innebär att svepningsvinkeln har kunnat begränsas till 20-300, vilket har betraktats som ett svepningsomfång som ger en acceptabel skillnad i fokalavstånd och olikhet i formen på laserpunkten. Det långa avståndet mellan laserkanonen och tryckplåten medför emellertid en risk att relativrörelser kan uppkomma mellan laserkanonen och tryckplåten, och minsta lilla vibration eller relativrörelse ger, på grund av det långa avståndet mellan laserkanonen och tryckplåten ofelbart en markant skaknings-oskärpa. Risken för sådan skakningsoskärpa blir givetvis större ju längre avståndet är mellan laserkanonen och tryckplåten.

Försök har gjorts att minska åtminstone det nämnda problemet med varierande punktform längs svepningslinjen genom att laserljuskällan eller -kanonen placerats relativt nära tryckplåten, och genom att man monterat in någon typ av korrektionslins, t ex en lins av den typ som brukar kallas "banan|ins", mellan laserkanonen och tryckplåten, vilken lins bryter laserstrålarna så att alla strålar, såvitt möjligt, infaller vinkelrätt mot tryckplåten. Detta visas t ex i det amerikanska patentet US 4,821,048 eller 10 15 20 25 30 35 504 487 det tyska patentet DOS 27 25 308.

Genom denna åtgärd kan skillnaderna i punktform över strålens svepningslängd reduceras i viss utsträckning, men fortfarande kvarstår problemet med att Iaserpunkten med bästa skärpa faller (imaginärtl ovanför och/eller under tryckplåten vid olika ställen av svepningsbanan beroende på den ovan nämnda "mede|värdesinställningen" av fokalavståndet.

Anordningen med banalins är också mycket dyrbar, och den försvårar eller omöjliggör en alternerande kopiering med laserljus respektive med konventionellt lampljus i en och samma kopieringsmaskin, dvs en blandad exponering av text och bilder med laser direkt från en dator och en exponering från befintliga filmoriginal.

I sökandens egen patentpublikation WO 92/21517 föreslås att laserkanonen skall placeras relativt nära tryckplåten, och att tryckplåten exponeras i ett flertal steg genom att endast ett begränsat stycke av tryckplåten exponeras åt gången, och att laserenheten förflyttas stegvis mellan varje delexponering av tryckplåten. Eftersom inte några Iinssystem sitter hindrande i vägen skulle det vid denna kända anordning vara möjligt att genomföra en blandad exponering med laserljus respektive konventionellt lampljus. Även vid denna senast nämnda patentpublikation kan dock problem uppkomma med att laserpunktens brännpunkt vid exponeringen inte faller exakt på tryckplåten. För att kunna förflytta laserenheten vid den stegvisa exponeringen av tryckplåten, och för att kunna föra in respektive ta ut en tryckplåt ur exponeringsläget måste laserenheten, eller åtminstone vissa delar därav, kunna höjas och sänkas, och detta skapar problem med att ställa in laserenhetens bränpunkt till det nödvändiga mycket exakta avståndet av maximalt :t50 um i förhållande till tryckplåten. Det kan också vara så, att kopieringsbordet, på vilket tryckplåten ligger under exponeringen, kan vara något ojämnt, och att ojämnheterna överskrider de t ex 20-50 um som krävs för laserexponering med fullgod skärpa. Det kan också inträffa att tryckplåten själv är något ojämn eller att plåten inte anligger fullständigt dikt mot kopieringsbordet.

Vidare kan även mycket obetydliga vibrationer uppkomma mellan laserenheten och tryckplåten, vilka försämrar exponeringsresultatet.

Sådana vibrationer kan lätt uppkomma på grund av att laserenheten måste kunna höjas och sänkas, och att laserenheten måste kunna förskjutas vid 10 15 20 25 30 35 504 487 4 den stegvisa exponeringen av tryckplåten.

Till grund för uppfinningen har därför legat problemet att åstadkomma en kopieringsmaskin förstegvis laserexponering av filmer och tryckplåtar mm för den grafiska industrin, vilken ger en optimalt skarp laserkopieringspunkt över hela det kopierade området, vilken är utformad på sådant sätt att risken för vibrationer mellan laserenheten och tryckplåten praktiskt helt kunnat elimineras, och vilken är utformad så att laserenheten vid exponering fixeras stumt mot tryckplåten och att tryckplåten samtidigt trycks dikt mot kopieringsbordet. Kopieringsmaskinen är företrädesvis också utformad så att den i en och samma maskin medger en blandad kopiering med laserljus och med konventionellt lampaljus. uppfinningen skall nu beskrivas mer i detalj under hänvisning till bifogade ritningar. På ritningarna illustrerar figur 1 schematiskt problemet med formvariationer hos laserpunkten, och figur 2 illustrerar på samma sätt problemet med laserfokuspunkternas olika förläggning i förhållande till kopieringsytan. Figur 3 visar ett exempel på känd teknik avsedd att lösa de beskrivna problemen vid kopiering. Figur 4 visar schematiskt hur laser- kopiering enligt uppfinningen går till. Figur 5 visar en laserkopieringsmaskin utformad i enlighet med uppfinningen i delvis uppskuret tillstånd. Figur 6 visar en första utföringsform av en laserenhet använd vid kopierings- maskinen i figur 5, och figur 7 visar en alternativ utföringsform av laserenheten. Figur 8 visar ett snitt genom laserenheten enligt figur 6, och figur 9 visar fragmentariskt och i förstorad skala den undre delen av laserenheten i figur 8. l figur 1 illustreras hur en laserexponeringsenhet 1 riktar laser- exponeringsstrålar 2 mot ett med ett ljuskänsligt skikt belagt material 3, t ex en film eller en tryckplåt. Det visas att de laserstrålar 2a som inträffar väsentligen vinkelrätt mot plåten 3 får en liten cirkulär exponeringspunkt, medan de utvinklade strålar 2b som träffar plåten i spetsig vinkel på vardera sidan om den centrala strålen 2a får formen av en ellips med en storaxel som ökar med avståndet från de centrala strålarna 2a.

Laserpunkterna visas vid de streckade pilarna i förstorad och överdriven skala i ritningen.

På motsvarande sätt visar figur 2 en laseranordning som monterats så att de centrala strålarnas 2a fokuspunkter 4a imanigärt träffar under plåten 3, medan de skarpa fokuspunkterna 4b för de yttre strålarna 2b 10 15 20 25 30 35 504 487 imaginärt träffar ovanför plåten 3. Endast vid något ställe mellan de centrala och de yttersta strålarna infaller fokuspunkten exakt på tryckplåten 3. I figuren antyds att avståndet mellan laserpunkternas fokalpunkter inte skall tillåtas vara större än maximalt 50 um för att inte otillåtet stor oskärpa skall uppträda. Av detta skäl kan inte heller laserstrålen tillåtas vinkla ut för långt. Utvinklingen bör inte överstiga i100.

Figur 3 visar en känd anordning, där man sökt minska de problem som illustreras i figurerna 1 och 2 genom användning av en korrektionslins, en s k "bananlins" 5. Denna anordning är dock behäftad med en del problem och olägenheter, så som diskuterats ovan.

Såsom antyds schematiskt i figur 4 är kopieringsmaskinen enligt uppfinningen utformad så att den åstadkommer en stegvis exponering av tryckplåten 3 med mindre avsnitt av plåten åt gången. Genom denna åtgärd kan laserenheten 1 placeras betydligt närmare tryckplåten 3 än vad som är möjligt vid många kända laserkopierings-maskiner. På känt sätt består laserenheten av en laserljuskälla 6 som via ett första linssystem 7a skickar en laserstråle mot ett roterande, snedställt deflektionsprisma, en s k hologon 8, vilken bryter strålen och skapar pendel-rörelsen hos laserstrålen, och där strålen via ett andra linssystem 7b riktar en skarp punkt mot tryckplåten 3, varvid text och bilder laserexponeras in i plåtens ljuskänsliga skikt. Alternativt kan laserljuset projiceras mot tryckplåten genom reflektion, genom opto-akustisk modulation eller annan vinkling av ljuset. Det antyds i figuren att exponeringen sker stegvis, t ex i 4-8 steg per tryckplåt, mellan vilka steg laserenheten förflyttas i två mot varandra vinkelräta riktningar, antytt med pilarna i figuren.

Figur 5 visar en komplett kopieringsmaskin utformad enligt uppfinningen, delvis i uppskuret tillstånd. Kopieringsmaskinen är uppbyggd på ett kopierings-bord 9, på vilket en eller flera oexponerade tryckplåtar 10 är upplagda i ett bestämt läge, vanligen ett noga definierat läge bestämt av (icke visade) registerstift. I bordets 9 längdled är en undervagn 11 förskjutbart styrd i prismaskenor eller gejdrar 12 på bordets kanter.

Undervagnen 11 uppbär i sin tur en övre vagn 13, vilken på motsvarande sätt är förskjutar i gejdrar 14 tvärs mot undervagnens 11 förskjutnings- riktning. På övervagnen 13 är ett belysningshus 15, innefattande en laserenhet 1 monterad. Laserenheten 1 är höj- och sänkbar i belysningshuset 15, styrd i vertikalgejdrar 16, vilka bara antyds 504 487 10 15 20 25 30 35 schematiskt i figuren.

Belysningshuset 15 är på sin ovansida utformad med styrskenor 17, på vilka ett laserhus 18 kan förskjutas, i detta fall i kopieringsbordets längdled. Laserhuset 18 måste kunna förskjutas för att åstadkomma Iaserstrålarnas förflyttning över exponeringsytan på tryckplåten. l belysningshuset 15, t ex vid ett ställe nära dess botten, eller möjligen i laserhuset 18 kan ett antal förskjutbara masker 19 vara anordnade, vilka endast antyds schematiskt i figuren, och vilka har till ändamål att, under en delexponering med vanligt ljus av en viss del av tryckplåten 3, skärma av de delar av tryckplåten 3 som inte skall exponeras.

Kopieringsmaskinen arbetar på så sätt att undervagnen 11 med alla därvid monterade delar förskjuts från sitt i figur 5 visade exponeringsläge till ett läge över de oexponerade plåtarna 10, vilka är upplagda i korrekt läge på bordet; en plåt hämtas upp, t ex med hjälp av vakuumsugare; undervagnen 11 med plåten 10 förs tillbaka; och plåten släpps ned och sugs fast i visst givet läge på kopieringsbordet, det läge som visas med tryckplåten 3 i figur 5. Exponering sker nu stegvis av tryckplåten med en liten del av plåten åt gången. Exponeringen sker med hjälp av laserenheten 1, under det att laserhuset 18 förskjuts på sina gejdrar 17 och laserstrålen utför sin pendlande och oscillerande rörelse. Det har visat sig att en laserstrålens pendlingsrörelse inte bör överstiga +/- 100 från den vertikala laserstrålen för att ett gott resultat skall erhållas.

För att möjliggöra en hantering även av filmoriginal är kopierings- maskinen utformad med ett övre fllmmagasin 20 för icke-använda filmer 21 och ett undre magasin 22 för använda filmer. Magasinen arbetar växelvis för införing av en film 21 i läge över tryckplåten 3 respektive uttagning av en använd film och nedläggning av densamma i det undre magasinet.

Exponering av filmoriginal sker genom att maskerna 19 ställs in så att de skärmar av de delar av tryckplåten som inte skall exponeras, och genom att exponering sker med glödlampsljus eller annat icke modulerat ljus.

För exponering av tryckplåten 3 med laserljus finns en i och för sig känd laserljusenhet 23 i laserhuset 18, och för exponering av filmoriginal 21 finns en belysningslampa i ett glödlampshus 24, som kan anordnad inuti belysnings-huset 15 eller vid sidan av laserhuset 18.

Det är mycket viktigt att laserljusenheten 23 är monterad och anordnad på sådant sätt att Iaserstrålens fokalavstånd vid exponering är 10 15 20 25 30 35 504 487 mycket exakt definierat i förhållande till tryckplåten 3 på kopieringsbordet, och enligt uppfinningen är därför de vitala delarna i laserljusenheten monterade l en höj- och sänkbar ljusbox 25, vilken är styrd i de ovan nämnda, schematiskt antydda vertikalgejdrarna 16 i belysningshuset 15.

Ljusboxen 25 måste kunna höjas under det att tryckplåtar 10 hämtas upp och lämnas av, och under det att eventuella filmoriginal 21 hämtas upp och lämnas av. Före exponering sänks ljusboxen 25 ned till stum kontakt med tryckplåten 10, och den kommer därför att med sin underkant skapa ett mycket noga bestämt läge mot tryckplåten, varför differenserna i fokalpunktsavstånd för Iaserljusstrålarna, vid den nämnda pendingsvinkeln om 1100 mycket väl kan hållas under den kritiska gränsen av 50 pm, och i många fall ännu mindre differenser.

I figur 6 visas laserljusboxen 25 mer i detalj. Det visas att laserhuset 18 innehåller en laserljuskälla 6, som via speglar och Iinssystem 7 riktar laserstrålen mot en hologon 8, vilken speglar ned ljusstrålen mot tryckplåten 3 på kopieringsbordet. Ljusboxen 25 hålls under förflyttning av undervagnen 11 med alla därpå monterade delar något upplyftad, t ex under upphämtning och införing av en oexponerad tryckplåt 10 och avlämning av en exponerad tryckplåt 3. När exponering skall ske sänks ljusboxen 25 till kontakt med tryckplåten 3, varefter laserljuset tänds.

Kontakten mellan ljusboxen 25 och tryckplåten 3 kan åstadkommas genom att boxen av egen tyngd anligger mot tryckplåten, eller att den med kraft trycks mot plåten, eller att den medelst vakuum sugs fast mot plåten.

Genom att ljusboxen 25 trycks mot tryckplåten på kopieringsbordet erhålls en stum kontakt både mellan laserljusenheten 23 med ljusboxen 25 och tryckplåten 3 och även mellan tryckplåten 3 och kopierings-bordet 9, och en utjämning av alla ojämnheter och en mycket noggrann inställning erhålls därmed av laserenheten 23 i förhållande till tryckplåten 3.

Under kopieringen förskjuts laserhuset 18 på sina gejdrar 17 under en mycket stabil förskjutning. Efter exponering av ett första delparti av tryckplåten förskjuts undervagnen 11 eller övervagnen 13, eller bådadera, till ett nytt inställníngsläge för laserenheten och nästa delparti av tryckplåten 3 exponeras på samma sätt som angivits ovan.

För att möjliggöra en hantering även av filmoriginal 21 är ett glödlamphus 24 monterat på eller i laserhuset 18. Vid exponering av filmoriginal 21 förskjuts laserhuset 18 så långt åt endera hållet, att 10 15 504 487 glödlampshuset befinner sig över ett Ijusschakt 26 i ljusboxen 25.

I figur 7 visas en alternativ utföringsform av belysningsenheten. I detta fall är Iaserkanonen i laserljusenheten 23' monterad mot en sida på ljusboxen 25. I övrigt är beslysningsenheten lika med den som visas i figur 6. Alla utföringsformer av ljusboxen 25 uppvisar företrädesvis runt om gående sidor med en bottenkant 27 anordnad att kunna tryckas eller sugas fast mot tryckplåten 3 på kopieringsbordet. Ljusboxen 25 har en längd eller bredd som endast obetydligt överstiger den maximala pendelvidden (2b +-> 2bl för laserstrålen.

Det är vid laserkopiering väsentligt att laserljusenheten 23 är stabilt lagrad i förhållande till den på kopieringsborden 9 befintliga tryckplåten 3 så att ingen skaknings-oskärpa kan uppkomma under exponeringen, och så att laserstrålarna med exakt skärpa (med den medelvärdes-approximation som diskuteras i anslutning till figur 2l faller exakt på ytan till tryckplåten .

Eftersom undervagnen 11, övervagnen 13 och belysningshuset 15 är styrda med extrem noggrannhet i sina gejdrar 12, 14 och 17 kan helheten anses ha sådan stabilitet, att Iaserkanonen t o m kan monteras direkt mot en kant på kopieringsbordet 9 så som antyds med siffran 23" i figur 5, eller någonstans ovanpå kopieringsbordet. 10 15 20 25 Hänvisningssiffror fiflmflmšflåwN-fl _: O N N ...a N _: (J) _\ å 01 *J _\ O? _: \| _: æ _: (D N O N ._\ N N N (JJ N -P N UI N O) N \| Iaserenhet laserstràlar (2a, 2b) tryckplåt fokuspunkt (4a. 4b) bananprisma (känd teknik) laser-ljuskälla (-kanon) Iinssystem (7a, 7D) hologon kopieringsbord tryckplåt (oexponerad) undervagn gejder ovre vagn gejder belysningshus vertikalgejder styrskena Iaserhus mask övre filmmagasin film undre filmmagasin Iaserljusenhet glödlampshus üusbox Ijusschakt bottenkant 504 487

Claims (6)

504 487 10 15 20 25 30 35 10 PATENTKRAV

1. Kopieringsmaskin för exponering med laserljus eller annat modulerat ljus av film eller plåtar (3), speciellt film och tryckplåtar för den grafiska industrin, såsom offsetplåtar, och bestående av ett kopieringsbord (9) på vilket tryckplåtar (3) kan apteras i bestämda lägen, en undervagn (1 1) som är förskjutbar på kopieringsbordet (9), en övervagn (13) som är förskjutbar på undervagnen (1 1) vinkelrätt mot undervagnens förskjut- ningsriktning, samt ett belysningshus (15) som är monterat på övervagnen (13) förskjutbart i en mot laserstrålens svepriktning vinkelrät riktning, och som uppbär ett laserhus (18) med en laserljusenhet (23), vilken är anordnad att kunna höjas och sänkas, kännetecknad av att laserhuset (18) är monterat på en ljusbox (25) med sidor och bottenkanter (27) samt utformat med ett ljusschakt (26), vilket laserhus (18) är anordnat att vid exponering kunna tryckas eller sugas fast till stum kontakt med sina bottenkanter (27) mot en på kopieringsbordet (9) befintlig film eller tryckplåt (3) som skall exponeras, varvid det säkras i ett ytterst exakt vertikalläge i förhållande till filmen eller tryckplåten (3), och av att höjden på ljusboxen (25) med en därpå monterad laserhologon (8) är anpassad så att avståndet mellan fokuseringslinsen i det optiska systemet och filmen eller tryckplåten (3) på kopieringsbordet (9) med mycket stor noggrannhet överensstämmer med medelfokaldjupet för en över filmen eller tryckplåten (3) svepande laserljusstråle (2a, 2b).

2. Kopieringsmaskin enligt krav 1, kännetecknad av att laserenheten (23) är anordnad att ge laserstrålarna ett svepningsomfång (2a <-> 2b) av omkring i10° från en central, vinkelrätt mot filmen eller plåten (3) infallande laserstråle (2a).

3. Kopieringsmaskin enligt kraven 1 och 2, kännetecknad av att höjddifferensen mellan laserljusstrålens (2a) brännpunkt för en laserstråle infallande vinkelrätt mot tryckplåten respektive för laserstrålen (2b) vid pendlingsrörelsernas utvinklade ändlägen är högst 50um.

4. Kopieringsmaskin enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknad av att laserhuset (18) är förskjutbart på gejdrar (17) på belysningshuset (15).

5. Kopieringsmaskin enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kopieringsmaskinen är utformad för blandad digital exponering med laserljus (18) och exponering av befintliga filmoriginal (21) med lampljus 504 487 11 (24), varvid belysningshuset (15) för ändamålet uppbär dels ett laserhus (18), dels också ett lamphus (24).

6. Kopieringsmaskin enligt krav 4 och 5, kännetecknad av att lamphuset (24) är monterat inuti eller vid sidan av laserhuset (18), och att lamphuset (24) kan förskjutas till exponeringsläge genom förskjutning av laserhuset (18) på sina gejdrar (17).