DE3008176C2

DE3008176C2 - Gravieren von Druckzylindern

Info

Publication number: DE3008176C2
Application number: DE3008176A
Authority: DE
Inventors: Bryan Basil Layer-de-la-Haye Essex Chase; Alberto London Yi
Original assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON GB
Current assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON GB
Priority date: 1979-03-07
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE3008176A1; US4347785A; JPS55123469A; JPS6255501B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gravieren einer Fläche mit einem Laserstrahl mit den im Oberbegriff des Patentanspruches angeführten Merkmalen.

Es ist bekannt (US-PS 41 70 726), ein rotierendes zylindrisches Werkstück mittels eines Laserstrahls zu bearbeiten, wobei der Laserstrahl etwa tangential auf das Werkstück gerichtet ist, und den entstehenden Abfall mittels eines Gasstroms zu entfernen, der schräg zum Laserstrahl auf die Bearbeitungsstelle gerichtet wird.

Zum Herstellen einer Trennlinie an einer Halbleiterplatte ist es ferner bekannt (US-PS 36 26 141) Druckluft durch einen schräg gerichteten Kanal auf die Abtragungsstelle des Laserstrahls auf der Halbleiterplatte zu richten und durch ein ebenfalls schräg angeordnetes Saugrohr abzuführen. Auch hier wird die Druckluft direkt auf die Abtragungsstelle geleitet, um die aufgeschmolzenen Bestandteile zuverlässig zu entfernen.

Mit dem Gegenstand der Erfindung soll dagegen ein Druckzylinder graviert werden, wobei es entscheidend auf die Tiefe der gravierten Näpfchen ankommt, die unter Umständen sehr gering sein kann.

So liegt die Tiefe der zu gravierenden Näpfchen eines Druckzylinders im Bereich von einigen Mikron bis etwa 50 M:kron.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, für das eine sehr hohe Genauigkeit erfordernde Gravieren eines Druckzylinders die eingangs geschilderte Vorrichtung (US-PS 36 26 141) so auszubilden, daß der beim Gravieren entstehende Abfall zuverlässig entfernt wird und Ablagerungen auf der den Laserstrahl zum Gravieren fokussierenden Linse vermieden werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs ! angeführten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung schafft einen Luftvorhang, der den Eintritt von Abfall in das Linsengehäuse und die Ablagerung von Partikeln aus der Linse wirksam verhindert. Ferner wird der vom Gravieren des Druckzylinders herrührende Abfall zuverlässig entfernt, ohne daß der Luftstrom auf die Druckzylinderoberfläche gerichtet wird, was zu einer übermäßigen Kühlung der Oberfläche führen und die Tiefe der gravierten Näpfchen beeinträchtigen könnte.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So wird insbesondere mit den die Saugkammer betreffenden Merkmalen des Patentanspruchs 2 der Druckzylinder in der Nachbarschaft des Gravierkopfes vor turbulenten Luftströmen besser geschützt, die von der Drehung des Druckzylinders herrühren. Ferner hilft diese Maßnahme, ein übermäßiges Kühlen der Druckzylinderoberfläche zu vermeiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Reproduktionseinrichtung und

Fig.2 einen Schnitt durch das einem Druckzylinder zugekehrte Ende eines Gravierkopfes.

In Fig. 1 ist ein zu kopierendes Transparent 1 um einen transparenten Zylinder 2 herumgewickelt und wird mit dem Licht einer Lampe 3 nach Reflexion an einem Spiegel 4 auf der Achse des Zylinders beleuchtet. Das reflektierte Licht geht durch das Transparent hindurch zu einem fotoelektrischen Analysierkopf 5, der auf Leitungen 6,7 und 8 Signale liefert, welche die Farbkomponentenwerte des Elements des Transparents darstellen, durch welche der Lichtstrahl hindurchgeht. Auf einen zu gravierenden Druckzylinder 11 fällt ein kohärenter Lichtstrahl eines Lasers in einem Gravierkopf 12, der durch ein Signal auf der Leitung 13 gesteuert wird.

In diesem Beispiel sind die Zylinder 2 und 11 auf einer gemeinsamen Welle 20 gelagert, die von einem Motor 22 angetrieben wird.

Eine Leitspindel 23, auf welcher der Analysierkopf 5 gelagert ist, wird von einem Motor 24 angetrieben, dessen Drehbewegung durch eine Steuereinheit 25 geregelt wird, welche Signale von einem Fotodetektor 26 empfängt. Der Fotodetektor empfängt Licht von einer Quelle 27 über eine Schlitzscheibe 28. In ähnlicher Weise ist der Gravierkopf 12 auf einer Leitspindel 30 angeordnet, die von einem Motor 31 angetrieben wird, dessen Drehrichtung von einer Steuereinheit 32 mit Hilfe einer Fotozelle 33, einer Lichtquelle 34 und einer Schlitzscheibe 35 bestimmt wird.

Auf diese Weise werden der Analysier- und Gravierkopf veranlaßt, sich auf ihren Leitspindeln entlang zu bewegen, während die Zylinder bei hoher Geschwindigkeit umlaufen. Als Folge davon tastet jeder Kopf seinen Zylinder in einer spiralförmigen Linie ab.

Die Farbkomponentensignale auf den Leitungen 6, 7

15

20

25

und 8 werden in einem Analog-Digitalwandler 40 in Digitalform konvertiert und auf eine Farbkorrektureinheit 41 übertragen, die durch einen Suchspeicher dargestellt wird. Dieser Speicher wird mit einer Matrix korrigierter Werte entsprechend den möglichen Kombinationen von Eingangswerten des Analog/Digitalwandlers 40 beschickt Die Eingangswerte stellen Adressen in der Farbkorrektureinheit 41 dar, an denen die korrigierten Werte zu finden sind. Ein Kanalwähler 42 wählt die korrigierten Werte für eine Farbkompor.ente (unter der Annahme, daß jeweils eine einzige Trennung durchgeführt wird); dies kann beispielsweise die Cyan-Komponente sein. Diese Werte werden über einen Digital-Analogwandler 45 übertragen, um auf Leitung 13 ein Analogsignal zum Modulieren des Lasers in dem Gravierkopf vorzusehen.

Es wird nunmehr auf F i g. 2 Bezug genommen, bei welcher der Gravierkopf in einem rohrförmigen Gehäuse 50 endet, in das ein Linsengehäuse 51 eingesetzt ist, welches eine Linse 52 trägt. Der Laserstrahl wird durch die Linse 52 auf einen Punkt 53 auf oder in der Nähe der Oberfläche des Druckzylinders 54 fokussiert.

Zwischen dem Linsengehäuse 51 und dem Druckzylinder 54 ist ein rohrartiges Gehäuseteil 55 vorgesehen, der eine Kammer 60 koaxial zu dem Linsengehäuse 51 aufweist. Das Gehäuseteil 55 ist mit einem Lufteinlaß 56 zum Anschluß an eine Druckluftquelle versehen und mündet in sechs gleichmäßig beabstandete Kanäle 57, die parallel zu der Kammer 60 ausgebildet sind. Die Kanäle 57 münden in eine ringförmige Luftkammer 58, von welcher die Luft durch einen Kanal 59 und längs der durch den gestrichelten Pfeil angedeuteten schrägen Bahn in die Kammer 60 eintritt. An dem Ende des die ringförmige Luftkammer 58 bildenden Ringes 64 ist mittels Bolzen eine Abdeckung 61 befestigt, welche eine offenendige Saugkammer bildet. Ein Saugrohr 62 ist mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) verbunden. Die Wirkung des schräg gerichteten Luftstroms und der Saugeinrichtung besteht darin, die Luft zum Herausziehen von Plasma und Abfall aus dem Bereich der Zylinderoberfläche ohne übermäßige Kühlung der Oberfläche zu veranlassen.

Wie dargestellt, ist der Ring 64, an welchem die Saugkammer mit Bolzen befestigt ist, einstellbar auf dem Gehäuseteil 55 gelagert. Er wird an einer Bewegung zu nahe an den Druckzylinder 54 heran durch die Einwirkung von Lippen auf dem Ring 64 und einem geriefelten Ring 65 gehindert, welcher starr an dem Ring 63 befestigt ist. Bei dieser Anordnung kann, wenn der Gravierkopf nicht im Betrieb ist, die Saugkammer relativ zu der Linse angehoben werden (wodurch die ringförmige Luftkammer 58 verkleinert wird), um die Satigkammer von der Zylinderoberfläche auf Abstand zu bringen und so eine Inspektion dieser Oberfläche zu ermöglichen. Sobald die Luftzufuhr angeschaltet ist, schiebt der Luftdruck die ringförmige Luftkammer 58, und somit die Saugkammer 61 bis zur Grenze ihres Bewegungsbereichs in Richtung auf die Zylinderoberfläche. Diese Grenze kann durch Drehen des Ringes 63 mittels des geriefelten Ringes 65 eingestellt werden.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung ist ein Beispiel für zahlreiche Ausführungsformen des Abtasters, für den der Gravierkopf angewendet werden kann; beispielsweise kann der Abtaster unabhängig voneinander gelagerte Analysier- und Druckzylinder enthalten, und die b5 von dein Analysierzylinder empfangenen Daten können vor ihrer Verwendung zum Gravieren beispielsweise in einem Plattenzwischenlager gelagert werden. Es können auch Vorkehrungen getroffen werden, daß das Abziehen von Daten aus dem Lager mit einer Geschwindigkeit stattfindet, die so auf die Umlaufgeschwindigkeit des Druckzylinders und auf die Bewegung des Gravierkopfes abgestimmt ist, daß das entstehende gravierte Bild mit bezug auf das Original auf dem Analysiertaster vergrößert oder verkleinert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

b0

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Gravieren einer Fläche mit einem Laserstrahl, der durch eine Fokussierlinse auf die zu gravierende Fläche gerichtet ist, mit einem die Linse aufnehmenden Gehäuse, dessen der Fläche zugekehrter Rand unmittelbar über der Fläche angeordnet ist und eine Kammer abgrenzt, in die ein an einer Druckmittelquelle angeschlossener schräg zur Achse des Laserstrahls in die Kammer gerichteter Kanal mündet und bei der die Kammer an ein Saugrohr angeschlossen ist, von dem die in die Kammer eingeführte Luft zusammen mit dem beim Gravieren entstehenden Abfall absaugbar ist, dadurcü gekennzeichnet, daß sich die Fläche auf einem Druckzylinder (54) befindet und der Winkel des in die Kammer (60) mündenden Kanals (59) so bemessen ist, daß die aus dem Kanal austretende Druckluft den Laserstrahl durchquerend in einem Abstand von dem rotierenden Druckzylinder schräg von der Linsenachse wegführend in das Saugrohr (62) strömt, wobei die Strömungsrichtung der Druckluft in der Kammer (60) und die Drehrichtung des rotierenden Druckzylinders annähernd gleich sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (59) in einem rohrartigen Gehäuseteil (55) angeordnet ist und eine an dem Gehäuseteil (55) zwischen diesen und dem Druckzylinder (54) angeordnete, eine offenendige Saugkammer bildende Abdeckung (61) kleiner als die axiale Länge des Gehäuseteils (55) aber größer als sein Durchmesser ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (61) gegenüber der Linse (52) in Achsrichtung des Laserstrahls verschiebbar ist und bei Einführen von Druckluft in den Kanal (59) in Richtung auf den Druckzylinder bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse der Linse (52) außerhalb von durch die Achse des Druckzylinders gehenden Ebenen liegt.