DE69219697T2 - Fokussierung eines aufzeichnungs lichtstrales mit hilfe von licht verschiedener wellenlänge - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Farbproofs, die mit elektronischer Signaleingabe arbeitet, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fokussieren eines Schreibstrahls eines Thermodruckers, bei dem mittels Lasern Wärmeenergie auf ein Farbgeberelement aufgebracht wird, wodurch zum Erzeugen eines Farbproofs selektiv Farbe auf ein Empfangselement übertragen wird.
• Zum Erzeugen von repräsentativen Bildern, die das Aussehen von gedruckten Bildern wiedergeben, ohne daß hierzu die Kosten und der Zeitaufwand für das tatsächliche Einrichten einer Hochleistungsdruckmaschine zur Ausdrucken eines Exemplars der gewünschten Bilder erforderlich wäre, wird heute in der Druckindustrie das Farbproofing-Verfahren eingesetzt. Im Idealfall werden diese repräsentativen Bilder oder Proofs mit Hilfe derselben Farbauszüge erstellt, die auch zur Herstellung der einzelnen, in den Druckmaschinen zu verwendenden Farbdruckplatten eingesetzt werden, so daß Abweichungen in den damit hergestellten Bildern minimiert werden können. Für die Herstellung von Proofs wurden bereits verschiedene Farbproofing-Systeme entwickelt, unter anderem solche, die mit kleineren, langsameren Druckmaschinen sowie auch statt mit Druckmaschinen mit anderen Einrichtungen, zum Beispiel fotografischen, elektrofotografischen und nicht fotografischen Verfahren arbeiten.
• Die hergestellten Proofs werden auf Gestaltung, Rasterung, Auflösung, Farbe, Editierung und ihren weiteren sichtbaren Inhalt hin überprüft. Je genauer der Proof das auf der Druckmaschine herzustellende endgültige Bild wiedergibt und je einheitlicher die Wiedergabe von Bild zu Bild, zwischen verschiedenen Maschinen und verschiedenen Druckereien ist, umso besser wird ein Proofing-System von der Druckindustrie angenommen. Weitere Faktoren für die Beurteilung von Proofing- Systemen sind zum Beispiel die Wiederholbarkeit, die Kosten des Systems sowie die Kosten des einzelnen Proofs, ferner Schnelligkeit und Umweltverträglichkeit. Und da fast alle Druckmaschinen für die Bildrzeugung mit dem Rasterverfahren arbeiten, bei dem das Originalbild aufgerastert, d.h. durch ein Raster fotografiert wird, so daß man eine oder mehr Druckplatten erhält, die jeweils ein aus einer Vielzahl feiner Punkte gebildetes Bild enthalten, wobei die Punkte die unterschiedliche Dichte des Originalbildes simulieren, sind der Druckindustrie Proofing-Verfahren, bei denen das Bild mittels eines Rasterprozesses hergestellt wird, willkommener als Halbtonsysteme.
• JP-A-2.304.515 beschreibt eine in eine Abtasteinrichtung integrierte automatische Fokussiereinrichtung. Ein angestrahlter Körper wird mit dem Lichtstrahl einer Lichtquelle abgetastet, um das gewünschte Bild zu erzeugen, und eine vorgesehene automatische Fokussiereinrichtung nutzt das vom angestrahlten Körper kommende Licht zur Steuerung des Fokussierzustandes des Abtast-Lichtstrahls auf dem angestrahlten Körper, wobei ein Abtastlichtstrahl mit einer Wellenlänge Lambda 1 für die gewünschte Bilderzeugung und ein Abtastlichtstrahl mit einer dazu unterschiedlichen Wellenlänge Lambda 2 für die automatische Fokussierung verwendet werden. Dies bedeutet, daß der angestrahlte Körper von einer Art ist, daß die gewünschte Bilderzeugung ausschließlich mit dem Licht der Wellenlänge Lambda 1 erfolgt. Somit erfolgt die automatische Fokussierung an beliebiger Stelle des wirksamen Abtastbereichs des angestrahlten Körpers unmittelbar mit dem Lichtstrahl der anderen Wellenlänge Lambda 2, die für die gewünschte Bilderzeugung nicht verwendet wird. Dies geschieht sicher und mit hoher Präzision.
• Die US-Patentanmeldungen Nr.451.655 und 451.656 beschreiben einen Drucker, der als digitaler Direktfarbproofer mit Rastermöglichkeit einsetzbar ist. Bei diesem Drucker wird ein Bild in der Weise auf einem Thermodruckmedium oder Schreibelement ausgebildet, daß ein Farbgeberelement unter Einwirkung einer ausreichenden Wärmeenergie Farbe auf ein Empfangselement überträgt. Dieser Drucker weist eine Vielzahl von Diodenlasern auf, die einzeln derart moduliert werden können, daß sie entsprechend einem Informationssignal Energie auf ausgewählte Bereiche des Mediums aufbringen. Der Druckkopf des Druckers enthält ein Ende einer Lichtwellenleiteranordnung mit einer Vielzahl mit den Diodenlasern gekoppelter Lichtwellenleiter. Das Thermodruckmedium ist auf einer drehbaren Walze gehalten, und der Druckkopf mit der Lichtwellenleiteranordnung ist relativ zur Walze bewegbar. Durch die Umwandlung der von den Diodenlasern über die Lichtwellenleiter auf das Farbgeberelement übertragenen Strahlung in Wärmeenergie wird die Farbe durch Sublimation auf das Empfangselement übertragen.
• Ein mit einem Thermodrucker der soeben beschriebenen Art arbeitender digitaler Direktfarbproofer muß in der Lage sein, Minipixel mit einer Rate von mindestens 1800 Punkten pro Zoll (dpi) (1 Zoll = 25,4 mm) gleichbleibend und präzise aufzuzeichnen, um Rasterproofs mit einer Auflösung von mindestens 150 Zeilen pro Zoll zu erzeugen, die erforderlich ist, um grafische Abbildungen hoher Qualität, wie sie in hochwertigen Zeitschriften und Anzeigen vorkommen, richtig prüfen zu können. Außerdem muß jeder Punkt bzw. jedes Minipixel innerhalb einer Dichtetoleranz von unter 0,1 Dichteeinheiten mit der vorgeschriebenen Dichte übereinstimmen, um sichtbare Abweichungen zwischen Original und Probedruck zu vermeiden.
• Diese Dichtetoleranz muß von Bild zu Bild und zwischen unterschiedlichen Maschinen wiederholbar sein. Außerdem muß sie auch für alle Farben eingehalten werden, die bei mehrfachen Durchgängen durch den Proofer für die Herstellung eines Vierfarbenbildes verwendet werden.
• Zu den Faktoren der Vorrichtung, die die Dichte der das Bild ausbildenden Punkte beeinflussen, gehören Schwankungen und nicht kontrollierbare Veränderungen der Stärke und Frequenz der Laserausgangsstrahlung sowie Schwankungen der Ausgangsleistung der Lichtwellenleiter, wobei diese von Faser zu Faser und selbst innerhalb einer Faser variieren kann, wenn die Faser während des Aufzeichnungsprozesses bewegt wird. Abweichungen in der Oberflächenbeschaffenheit der Walze und Rundlauffehler der Walze sowie der Walzenlager sowie Parallelitätsschwankungen bei der Längsbewegung des Druckkopfes relativ zur Walzenachse wirken sich ebenfalls auf die Dichte der Bildpunkte aus. Auch der unterschiedliche Abstand zwischen den Enden der einzelnen Lichtwellenleiter und der Walzenoberfläche beeinflußt die Bilddichte, da ja das Ende des Faserbündels eben, die Walzenoberfläche aber gekrümmt ist. Ferner wird die Bilddichte durch Temperaturschwankungen im Druckkopf beeinflußt, die bedingt sind durch die Umgebungstemperatur der Maschine sowie den Umstand, daß der Druckkopf durch das Aufzeichnungsverfahren selbst erwärmt wird.
• Daneben können Schwankungen in den Druckmedien, zum Beispiel in der Dicke der Geber- und Empfangselemente sowie der verschiedenen Schichten derselben, ebenfalls die Bilddichte während des Aufzeichnungsprozesses beeinflussen.
• Es hat sich daher als notwendig erwiesen, den Schreibstrahl während des Erzeugens des Bildes kontinuierlich zu fokussieren, damit Schwankungen in der Dicke der Geber- und Empfangselemente sowie andere systembedingte Störungen den Schreibstrahl nicht defokussieren und die Bilddichte oder Bildschärfe nicht nachteilig beeinflussen können. Hierzu hat man versucht, mittels des von der Oberfläche des Geberelements reflektierten Schreibstrahls eine automatische Fokussierung des Schreibstrahls zu bewirken, wegen Schwankungen in der Dicke des Geberelements selbst konnten jedoch keine befriedigenden Ergebnisse erzielt werden. Versuche, den Schreibstrahl durch Erfassen der Reflexion einer anderen Oberfläche des Schreibelements, zum Beispiel der Oberfläche eines Empfangselements, zu fokussieren, waren bisher wegen der starken Absorptionsfähigkeit des Geberelements für den Schreibstrahl, die für die Erzeugung der nötigen Wärme für die Farbstoffsublimation zur Erzeugung des Bildes erforderlich ist, nicht erfolgreich. Infolge der Absorptionsfähigkeit des Geberelements bleibt kein ober nur wenig Licht für die Reflexion auf eine Fokussiereinrichtung übrig. Außerdem steigt im Zuge der Ausbildung der einzelnen Farbbilder die Menge des vorhandenen absorbierenden Materials, das die Oberfläche des Empfangsmediums gegen den Fokussierstrahl abschirmt. Außerdem wird durch die Gesamtleistung, die von der mit vielen Kanälen, zum Beispiel 20 Kanälen mit jeweils einer Leistung von 200 mW, arbeitenden Mehrkanal-Schreibanordnung erzeugt wird, ein vom Schreibelement reflektierter Fokussierstrahl leicht überdeckt.
• Daher wäre ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, schnellen und präzisen Fokussieren des Schreibstrahls bei einer digitalen Proofingvorrichtung dieser Art technisch wünschenswert und wirtschaftlich vorteilhaft.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 7.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung, wobei Teile zur besseren Sicht verdeckter Bereiche weggelassen wurden;
• Fig. 2 einen Schnitt durch den Schreibkopf und die Optik entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
• Fig. 3 eine Stirnansicht des Schreibkopfs; und
• Fig. 4 eine Draufsicht eines Lichtwellenleiter tragenden Substrats.
• In Fig. 1 ist ein Thermodrucker 10 mit einem um eine Achse 15 in einem Rahmen 14 drehbar gelagerten Walzenelement 12 zu erkennen. Das Walzenelement 12 kann ein - nicht dargestelltes - Thermodruckmedium der Art aufnehmen, bei dem infolge Erwärmung einer Farbe in einem Geberelement die Farbe durch Sublimation von dem Geberelement auf ein Empfangselement übertragen wird. Das Farbgeberelement und das Empfangselement werden in relativ engem Kontakt übereinandergelegt und durch geeignete Mittel, zum Beispiel einen aus dem Walzeninneren auf die übereinanderliegenden Elemente aufgebrachten Unterdruck, an der Umfangsfläche des Walzenelements in Anlage gehalten. Als Thermodruckmedium für den Drucker 10 geeignet ist zum Beispiel das in US-A-4.772.582 beschriebene Medium, das ein Geberblatt umfaßt, dessen Material bei der Wellenlänge der belichtenden Lichtquelle ein starkes Absorptionsvermögen aufweist. Wenn Strahlung auf das Geberelement auftrifft, wandelt dieses absorbierende Material die Lichtenergie in Wärmeenergie um und überträgt die Wärme auf den im unmittelbar angrenzenden Bereich befindlichen Farbstoff, wodurch dieser auf seine Verdampfungstemperatur erhitzt und auf das Empfangselement übertragen wird. Das absorbierende Material kann sich entweder in einer Schicht unterhalb des Farbstoffs befinden oder mit dem Farbstoff vermischt sein und weist ein hohes Absorptionsvermögen für Licht im Wellenbereich von 800 - 880 nm auf. Ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendbaren Empfangselements ist in der US-Patentanmeldung Nr.606.404 beschrieben. Das dort beschriebene Empfangselement besitzt eine die Wirksamkeit der Farbübertragung auf das Empfangselement verbessernde reflektierende Schicht.
• Die Lichtquelle ist relativ zum Walzenelement beweglich und so angeordnet, daß sie einen Strahl aktinischen Lichts auf das Farbgeberelement richtet. Vorzugsweise umfaßt die Lichtquelle eine Vielzahl von Laserdioden, die durch für die Form und Farbe der Vorlage repräsentative elektronische Signale derart einzeln moduliert werden können, daß die einzelnen Farbstoffe jeweils so erwärmt werden, daß eine Verdampfung nur in den Bereichen stattfindet, in denen der betreffende Farbstoff zur Wiedergabe der Farbe auf dem Empfangselement benötigt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Laserdioden vom Walzenelement 12 entfernt am feststehenden Bereich des Rahmens 14 angeordnet und richten jeweils das von ihnen erzeugte Licht auf das Eingangsende eines entsprechenden Lichtwellenleiters, der sich bis zu einem angrenzend an das Walzenelement vorhandenen bewegbaren Schreibkopf 20 erstreckt und das Licht an diesen überträgt. Die Laserdioden sind derart gewählt, daß sie einen ersten Lichtstrahl im Wellenlängenbereich von 800-880 nm, vorzugsweise überwiegend im Wellenlängenbereich von 830 nm, erzeugen.
• Der Schreibkopf 20 ist angrenzend an das Walzenelement 12 beweglich auf einem bewegbaren Verschiebeelement 16 gelagert, das seinerseits gleitend auf Stangen 22 und 24 gehalten ist. Die Stangen 22 und 24 sind so steif, daß sie sich zwischen den Befestigungspunkten an ihren Enden nicht durchbiegen, und sind möglichst genau parallel zur Achse des Walzenelements angeordnet. Mittels der oberen Stange 22 wird der Schreibkopf präzise auf der Walzenachse positioniert, wobei die Achse des Schreibkopfs sich jedoch senkrecht zur Walzenachse erstreckt. Die obere Stange 22 positioniert das Verschiebeelement sowohl vertikal als auch horizontal zur Achse des Walzenelements. Die untere Stange 24 positioniert das Verschiebeelement nur in Verschwenkrichtung des Verschiebeelements um die Stange 22, so daß das Verschiebeelement nicht überbelastet wird, was zum Festsetzen oder Rattern führen könnte oder in anderer Weise unerwünschte Vibrationen des Schreibkopfs während der Bilderzeugung verursachen könnte. Das Verschiebeelement 16 wird mittels eines (nicht dargestellten) Motors angetrieben, der eine sich parallel zu den Stangen 22 und 24 erstreckende Leitspindel 26 in Drehbewegung versetzt und damit den Schreibkopf parallel zur Achse des Walzenelements bewegt. Die das Verschiebeelement mit der Leitspindel verbindende (nicht dargestellte) Kupplung ist sorgfältig daraufhin ausgewählt, daß die von der Leitspindel auf das Verschiebeelement ausgeübte Kraft ausschließlich parallel zur Walzenachse wirkt.
• Der Schreibkopf 20 ist abnehmbar auf dem Verschiebeelement 16 befestigt, so daß er automatisch die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausrichtung relativ zur Walzenachse annimmt. Relativ zum Verschiebeelement und damit zur Walzenoberfläche und Walzenachse ist der Schreibkopf bezüglich des Abstandes von der Walzenoberfläche und seiner Drehstellung um seine Achse selektiv positionierbar. Um den Schreibkopf bezüglich dieser beiden Achsen am Verschiebeelement 16 präzise zu positionieren, ist ein Paar einstellbarer Positioniereinrichtungen vorgesehen. Dargestellt ist jedoch nur eine einstellbare Positioniereinrichtung in Form einer Mikrometer-Einstellschraube 25. Zum Andrücken des Schreibkopfs an diese Positioniermittel ist eine Torsions- und Druckfeder 27 vorgesehen.
• Das an das Walzenelement 12 angrenzende Ende des Schreibkopfs 20 ist mit einem auf die Oberfläche des Walzenelements gerichteten Paar Fotosensoren 29 ausgestattet. Die Fotosensoren können jeweils eine Infrarotquelle aufweisen oder aber mit einer externen Lichtenergiequelle arbeiten. Die Fotosensoren sind auf diametral gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse des Schreibkopfs in fester Beziehung zu letzterem angeordnet.
• Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Schreibkopfs 20 mit einem im wesentlichen zylindrischen Mantelbereich 50, der an seinem der Walze zugewandten Ende einen Flansch 52 aufweist. Im Inneren des Mantelbereichs ist am Aufzeichnungsende eine feststehende Objektivfassung 54 mit einer darin angebrachten feststehenden Linse 56 aufgenommen. Innerhalb des Mantelbereichs und an seinem dem Aufzeichnungsende gegenüberliegende Ende wird ein Druckkopf 58 selektiv ausgerichtet. Der Druckkopf umfaßt ein innerhalb des Mantelbereichs 50 selektiv ausgerichtetes rohrförmiges Element und enthält eine lineare Anordnung von Lichtwellenleitern, die ein die Lichtwellenleiter lagerndes planparalleles Substrat 34 aufweist, auf dem eine Vielzahl von Lichtwellenleitern 60 angeordnet sind. Am gegenüberliegenden Ende des Mantelbereichs weisen die Lichtwellenleiter ein zum Walzenelement hin gerichtetes Schreibende 36 auf. Die Lichtwellenleiter erstrecken sich am Ende des Druckkopfs aus dem Druckkopf heraus durch ein Schutzrohr 64 bis zu den nicht dargestellten Diodenlasern.
• Passend zum Flansch 52 des Schreibkopf-Mantelbereichs so ist ein topfförmiges Verschlußelement 66 vorgesehen, das - wie weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird - ein Gehäuse für die Fokussier-Treibermittel bildet. Das an das Walzenelement 12 angrenzende Ende des Verschlußelements ist mit einer axial angeordneten Öffnung versehen, die von einem Paar Blattbiegeelementen 68 und 70 überspannt wird, die an ihrem äußeren Rand mittels ringförmiger Plattenelemente 72 und 74 am Verschlußelement 66 befestigt sind. Die mittleren Bereiche der Blattbiegeelemente sind an einem bewegbaren, starren zylindrischen Linsengehäuse 76 befestigt, das die bewegbare Linse 80 enthält. Um das Ende der feststehenden Objektivfassung 54 herum ist eine zylindrische Spule 82 angeordnet, die über sich in gleichem Abstand zwischen den Schenkeln der Biegeelemente 68 und 70 erstreckende Arme 84 mit dem beweglichen Linsengehäuse 76 verbunden ist. Um den zylindrischen Bereich der Spule 82 herum ist eine Schwingspule 86 gewickelt, die mit einer nachstehend noch im einzelnen zu beschreibenden Treiberschaltung verbunden ist.
• Außerdem sind zwischen dem Endverschluß 66 und dem Flansch 52 ein starker Ringmagnet 90 und eine ringförmige Magnetplatte 92 aufgenommen, die beide um das Ende der feststehenden Objektivfassung 54 herum und in einem Abstand zu dieser angeordnet sind. Der Schwingspulenbereich der Spule 82 ist im Spalt zwischen dem Innenumfang der Platte 92 und dem Außenumfang der feststehenden Objektivfassung 54 angeordnet. Die Abmessungen des Magneten, der ringförmigen Platte, der feststehenden Objektivfassung und der Spule sind derart gewählt, daß die Spule sich in Axialrichtung zur Objektivfassung frei bewegen kann. Im Spalt ist die Spule durch ihre Befestigung an dem beweglichen Linsengehäuse 76 gehalten, das seinerseits durch die Plattenbiegeelemente 68 und 70 gehalten ist. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß der Mantelbereich 50, der Flansch 52, die feststehende Objektivfassung 54 und die Ringplatte 92 sämtlich aus magnetischem Material, zum Beispiel normalem Stahl, bestehen, so daß in Verbindung mit dem Ringmagneten 90 ein starkes magnetisches Feld zwischen dem Innenumfang der Ringplatte 92 und dem Ende der feststehenden Objektivfassung 54 erzeugt wird. Wenn ein Strom an die Schwingspule 86 der Spule 82 angelegt wird, zum Beispiel mittels eines (nicht dargestellten) Linsen-Fokussierkreises, wird infolgedessen auf die Spule und das bewegliche Linsengehäuse 76 eine axiale Kraft ausgeübt, die die bewegliche Linse 80 selektiv entlang der optischen Achse der Einrichtung bewegt. Mit Hilfe eines geeigneten Fokuserfassungssystems, das im folgenden noch beschrieben werden soll, kann die bewegliche Linse daher derart bewegt werden, daß der Ausgang der Lichtwellenleiteranordnung stets auf die richtige Stelle auf dem Walzenelement 12 oder auf oder in dem darauf befestigten (nicht dargestellten) Aufzeichnungselement fokussiert wird.
• Die Lichtwellenleiteranordnung (s. Fig. 2 und 3) umfaßt eine Vielzahl von jeweils mit entsprechenden, entfernt angebrachten, nicht dargestellten Diodenlasern verbundenen Lichtwellenleitern 60. Die Diodenlaser können einzeln derart moduliert werden, daß sie selektiv Licht vom Aufzeichnungsende 36 der Lichtwellenleiter durch die aus der feststehenden Linse 56 und der beweglichen Linse 80 bestehende Optik hindurch auf das auf dem Walzenelement 12 befindliche Thermodruckmedium projizieren. Bei der Lichtwellenleiteranordnung kann es sich um eine solche der in Fig. 3 dargestellten Art handeln, bei der Lichtwellenleiter 60 auf dem Substrat 34 angebracht sind. Eine Anordnung dieser Art ist zum Beispiel in der US- Anmeldung SN 451.656 dargestellt. Die Lichtwellenleiter weisen in an sich bekannter Weise jeweils einen Mantel, einen Überzug und einen Kern auf. Wie in der vorgenannten Anmeldung beschrieben, erstrecken sich die Lichtwellenleiter von den Laserdioden zu der Anordnung und sind satzweise in auf dem Substrat ausgebildeten Nuten 100 (Fig. 4) befestigt, so daß die Lichtwellenleiter am Aufzeichnungsende 36 im wesentlichen parallel und sehr dicht nebeneinander angeordnet sind, wobei ihre Enden in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu den Lichtwellenleiterachsen liegen.
• Wie in der vorstehend genannten Anmeldung beschrieben, sind die Lichtwellenleiter in den im Substrat 34 ausgebildeten Nuten 100 aufgenommen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung sind zwanzig Schreib-Lichtwellenleiter 60 vorgesehen. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist das Substrat 34 in einem rohrförmigen Element des Druckkopfs 58 vorgesehen. Das rohrförmige Element weist eine Nut 59 auf, die mit einer entsprechenden (nicht dargestellten) Feder an der Innenfläche des Mantelbereichs 50 derart zusammenwirkt, daß die lineare Anordnung 60 in einem vorbestimmten Winkel θ relativ zur Walzenachse 15 ausgerichtet wird. Die Ausrichtungen der Nuten 59 in der Außenfläche des Druckkopfs 58, der entsprechenden Feder an der Innenfläche des Mantelbereichs 50 und der auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Schreibkopfachse angeordneten Fotosensoren 29 sind sämtlich so gewählt, daß wenn die beiden Fotosensoren 29 exakt parallel zur Achse 15 des Walzenelements 12 liegen, der Aufzeichnungswinkel der linearen Anordnung 60 dem für die betreffende Vorrichtung vorbestimmten Winkel entspricht. Die Festlegung dieser Beziehung ist bei dem vorliegenden Aufbau insofern relativ leicht erreichbar, als auf der Walzenoberfläche eine sichtbare Linie 61 vorhanden ist, die sehr sorgfältig parallel zur Walzenachse angebracht wird. Wenn also die Fotosensoren 29 beide die Linie 61 gleichzeitig erfassen, weist der Schreibkopf die richtige Winkelstellung auf, die dem gewünschten Winkel der linearen Anordnung bezüglich der Walzenachse entspricht. Auch die Einstellung der Winkelstellung des Schreibkopfes ist gleichermaßen einfach zu bewirken. Hierzu löst man die Halteklemmen 102, die den Schreibkopf 20 auf dem Verschiebeelement 16 verriegeln, und stellt die Mikrometer-Stellschraube 25 relativ zu einem Anschlag auf dem Verschiebeelement derart ein, daß das Kopfelement sich gegen die Kraft einer Torsionsfeder 27 dreht oder, falls dies nötig sein sollte, die Torsionsfeder den Schreibkopf in entgegengesetzter Richtung drehen kann. Wenn die Fotosensoren 29 die Linie 61 beide gleichzeitig erfassen, was sowohl bei bewegter als auch bei stehender Walze, mit oder ohne darauf angebrachtem Schreibelement der Fall sein kann, ist der gewünschte Winkel θ zwischen der linearen Anordnung und der Walzenachse erreicht. Bei dieser Bauweise ist es möglich, den Schreibkopf an Ort und Stelle durch einen neuen Schreibkopf zu ersetzen, ohne daß hierzu umfangreiche Einricht- oder Einstellarbeiten erforderlich sind, da ja die vorbestimmte Beziehung zwischen den Fotosensoren 29 und der linearen Anordnung bereits bei der Montage des Schreibkopfes hergestellt wurde.
• Das Fokuserfassungssystem umfaßt eine zweite Anordnung von Lichtwellenleitern 62, die bezüglich der Schreibanordnung 60 auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 34 angebracht ist. Für die Fokussieranordnung 62 ist nur ein einzelner Lichtwellenleiter erforderlich; in der Praxis können aber drei Lichtwellenleiter vorgesehen werden, wobei zwei als Ersatzleiter für den Fall des Ausfalls des ersten Leiters dienen. Der Fokussier-Lichtwellenleiter ist an seinem Eingangsende mit einer (nicht dargestellten) Laserdiode verbunden, die im gleichen Bereich wie die Schreibdioden vorgesehen sein kann, aber so ausgewählt wird, daß sie einen zweiten Lichtstrahl erzeugt, der eine gegenüber der Wellenlänge des Aufzeichnungslichtstrahls unterschiedliche und vorzugsweise außerhalb des Bereichs von 800 - 880 nm liegende Wellenlänge aufweist. Bei der bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Fokussierlichtquelle einen Lichtstrahl mit einer überwiegenden Wellenlänge von 960 nm. Es hat sich gezeigt, daß ein Fokussierstrahl mit einer Wellenlänge von 960 nm von sämtlichen der verschiedenen Farbstoffgebermaterialien im wesentlichen nicht absorbiert wird. Infolgedessen durchdringt im wesentlichen der gesamte Fokussierstrahl dieser Wellenlänge das Gebermaterial unabhängig vom verwendeten Farbstoff und wird von der zum Empfangselement gehörenden reflektierenden Oberfläche reflektiert. Da diese Oberfläche der Farbschicht, auf die der Schreibstrahl fokussiert werden soll, wesentlich näher liegt als die obere Fläche der Geberschicht, ist es möglich, sowohl den Schreibstrahl als auch den Fokussierstrahl mit größerer Annäherung auf dieselbe Oberfläche zu richten als dies möglich wäre, wenn der Fokussierstrahl von der oberen Fläche des Geberelements reflektiert würde. Infolgedessen kann der Schreibstrahl eine wesentlich geringere Schärfentiefe und somit eine größere numerische Apertur aufweisen, wodurch das Schreibelement eine höhere Schreibleistung erhalten kann als in dem Fall, in dem der Fokussierstrahl und der Schreibstrahl auf weiter entfernten Oberflächen fokussiert werden müssen.
• Der Fokussier-Lichtstrahl wird dann auf die Walzenoberfläche oder das darauf angebrachte Schreibelement projiziert. Die Erfindung bezieht sich auf die Positionierung des Fotodetektors hinter einer transparenten Oberfläche des Trägerelements derart, daß er auf den direkten Einfall des Fokussierstrahls reagiert, ohne daß dieser hierzu reflektiert werden muß.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der Fotodetektor vorzugsweise eine Wellenlängenempfindlichkeit entsprechend der Wellenlänge des Fokussierstrahls, d.h. 960 nm, auf. Das Signal des Fotodetektors 130 wird einer nicht dargestellten Fokussierschaltung zugeführt, die dann einen entsprechenden Strom erzeugt, der der Schwingspule 86 auf der am beweglichen Linsenelement 80 befestigten Spule zugeführt wird. Auf diese Weise überwacht das Fokuserfassungssystem laufend die Position einer Oberfläche dicht neben der Oberfläche des Schreibelements, auf die der Schreibstrahl konzentriert werden soll.
• Gemäß der bevorzugten Ausführungsform hat der Fokussierstrahl vorzugsweise eine Wellenlänge von 960 nm; es versteht sich jedoch, daß auch andere Wellenlängen gewählt werden können. Zum Beispiel arbeitet auch Licht mit Wellenlängen von 670 nm, 1180 nm, 1200 nm, 1300 nm und 1500 nm zufriedenstellend, solange diese Wellenlängen von der vorherrschenden Wellenlänge des Schreibstrahls ausreichend abweichen, um ohne weiteres davon unterschieden werden zu können. Außerdem können diese alternativen Lichtstrahl-Wellenlängen von den Farbschichten mehr oder weniger absorbiert werden, solange am Fotodetektor eine ausreichende Lichtmenge für die Funktion des Fokus-Erfassungssystems erfaßt werden kann und die Absorption des Fokussierlichts nicht ausreicht, Farbstoff vom Geber- auf das Empfangselement zu übertragen. Außerdem versteht es sich, daß es bei Verwendung eines Fokussierstrahls mit einer der vorstehend genannten höheren Wellenlängen nötig werden kann, statt Silikon-Fotodetektoren zum Beispiel solche aus InGaAS oder Germanium einzusetzen. Bei Einsatz solcher Detektoren kann der Unterschied zum Schreibstrahl weiter verbessert werden.
• Die Erfindung stellt daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fokussieren eines Schreibstrahls für einen digitalen Farb-Thermodrucker bereit, die von der starken Absorption des Geberelements für den Schreibstrahl, welche für die Erzeugung der erforderlichen Wärme für die Farbstoffsublimation und die Bilderzeugung nötig ist, nicht beeinträchtigt werden. Die Absorptionsfähigkeit des Geberelements hat daher nur geringe oder keine Auswirkung auf die Menge des zu einem Fokusdetektor durchgelassenen Fokussierlichts. Außerdem wird der Fokussierstrahl durch die mit jeder Erzeugung eines Farbbildes wachsende Menge des auf dem Empfangselement vorhandenen Farbstoffs nicht beeinträchtigt Und die Empfindlichkeit des Fotodetektors für den durch das Schreibelement hindurchgelassenen Fokussierstrahl wird auch durch die von der Mehrkanal-Hochleistungs- Schreibanordnung erzeugte Gesamtleistung nicht überdeckt.
• Ferner wird durch die Verwendung eines vom Schreibstrahl getrennten Fokussierstrahls, der auch eine andere Wellenlänge als letzterer aufweist, der Fokus ständig und auch dann überwacht, wenn gerade kein Bild aufgezeichnet wird. Andererseits braucht man sich über die Belichtung des Schreibelements in bildfreien Bereichen keine Gedanken zu machen, wenn der Fokussierstrahl bezüglich des Schreibelements nicht aktinisch ist. Außerdem ermöglicht die Verwendung eines Fokussierstrahls einer gegenüber dem Schreibstrahl unterschiedlichen Wellenlänge die Optimierung des optischen Systems für beide Zwecke.
• Die Erfindung gibt daher ein Verfahren und eine Vorrichtungen zum kontinuierlichen, schnellen und präzisen Fokussieren des Schreibstrahls eines digitalen Proofers an und ermöglicht somit die Herstellung präziser Proof-Abbildungen.

Claims (7)

1. Bilderzeugungsvorrichtung (10) mit

einer Lichtquelle,

einer Halterung (12) mit einer Oberfläche zum Aufnehmen eines Schreibelements, wobei die Lichtquelle bezüglich der Halterung (12) bewegbar und das Licht von der Lichtquelle darauf projizierbar ist, um im Schreibelement ein Bild zu erzeugen, und

Mitteln zum Fokussieren der Lichtquelle bezüglich des Schreibelements, wobei die Lichtquelle einen ersten Lichtstrahl erzeugt und die Fokussiermittel einen zweiten Lichtstrahl erzeugen, von denen der erste Lichtstrahl eine Wellenlänge aufweist, die sich im wesentlichen von der Wellenlänge des zweiten Lichtstrahl unterscheidet, derart, daß, wenn ein Schreibelement, das bezüglich des ersten Lichtstrahls aktinisch und bezüglich des zweiten Lichtstrahls nicht aktinisch ist, auf der Halterung (12) positioniert ist, der erste Lichtstrahl auf dem Schreibelement ein Bild erzeugt und der zweite Lichtstrahl zum Steuern der Fokussiermittel verwendbar ist, und mit

einem Mittel, das auf den zweiten Lichtstrahl anspricht und ein Signal zum Steuern der Fokussiermittel erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den zweiten Lichtstrahl ansprechende Mittel hinter einer transparenten Fläche der Halterung (12) positioniert ist und auf den durch die transparente Fläche und durch das auf der Halterung (12) positionierte Schreibelement durchgelassenen zweiten Lichtstrahl anspricht.

2. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den zweiten Lichtstrahl ansprechende Mittel einen Lichtsensor aufweist, der auf die Wellenlänge des zweiten Lichtstrahls anspricht.

3. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schreibelement ein Geberelement aufweist, das in relativ geringem Abstand ein Empfangselement überlagert.

4. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lichtstrahl eine Wellenlänge in einem Bereich von 800 bis 880 nm aufweist.

5. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lichtstrahl eine Wellenlänge außerhalb des Bereichs von 800 bis 880 nm aufweist.

6. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtquelle eine Vielzahl optischer Laserdioden und eine Vielzahl von Lichtwellenleitern (60) aufweist, die die Laserdioden mit einem der Halterung (12) benachbarten Schreibkopf verbinden, wobei die Lichtwellenleiter am Schreibkopf als lineare Anordnung (60) vorgesehen sind und die Laserdioden einen ersten Lichtstrahl mit einer Wellenlänge erzeugen, die bezüglich des Geberelements aktinisch ist, und daß mindestens ein Teil des Lichts absorbiert wird, um Farbstoff auf ein zweites Element zu übertragen, damit ein Bild erzeugt wird, wobei das Mittel zum Erzeugen des zweiten Lichtstrahls eine Wellenlänge aufweist, die sich im wesentlichen von der Wellenlänge des ersten Lichtstrahls unterscheidet, und eine Laserdiode sowie eine hinter der Halterung (12) angeordnete Fotozelle umfaßt, die den durchgelassenen zweiten Lichtstrahl aufnimmt und ein Signal zum Steuern der Fokussiermittel erzeugt.

7. In einer Bilderzeugungsvorrichtung ist ein Empfangselement verwendbar, auf das ein Bild durch Sublimation eines von einem Geberelement abgegebenen Farbstoffs unter dem Einfluß von Wärme aus einer Lichtquelle schreibbar ist, wobei das Geber- und das Empfangselement auf einer drehbaren Trommel (12) einander in relativ geringem Abstand überlagern, das Geberelement mindestens einen Anteil hat, der Licht einer Wellenlänge im Bereich von 800 bis 880 nm absorbiert, die Lichtquelle Licht mit einer Wellenlänge von 800 bis 880 nm erzeugt und bezüglich der Trommel (12) bewegbar und derart angeordnet ist, daß sie einen ersten Lichtstrahl zum Geberelement lenkt, wo er zumindest teilweise absorbiert wird, um zur Erzeugung eines Bildes Farbstoff zum Empfangselement zu übertragen, die Lichtquelle eine Vielzahl von Laserdioden und eine Vielzahl von Lichtwellenleitern (60) aufweist, die die Laserdioden mit einem der Trommel (12) benachbarten, bewegbaren Schreibkopf verbinden und am Schreibkopf (20) als lineare Anordnung (60) vorgesehen sind, und wobei Fokussiermittel ein ortsfestes Linsenelement und ein bewegbares Linsenelement (80) aufweisen und Mittel (76, 82, 84, 86) zum Bewegen des bewegbaren Linsenelements (80) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zum Fokussieren des von der linearen Anordnung (62) abgegebenen ersten Lichtstrahls bezüglich des Geberelements folgende Schritte umfaßt: Erzeugen eines zweiten Lichtstrahls mit einer Wellenlänge außerhalb des Bereichs von 800 bis 880 nm und Lenken des zweiten Lichtstrahls durch die Fokussiermittel zur Trommel (12) hin, wo zumindest ein Teil des zweiten Lichtstrahls vom Geberelement nicht absorbiert wird, Leiten des nicht absorbierten Teils des zweiten Lichtstrahls durch die erste transparente Fläche des Empfangselements, Lenken des durchgelassenen Teils des zweiten Lichtstrahls durch die Trommel, Abtasten des durchgelassenen zweiten Lichtstrahls mittels einer Fotozelle, die hinter der transparenten Trommel angeordnet ist und eine bevorzugte Empfindlichkeit gegenüber der Wellenlänge des zweiten Lichtstrahls hat, und Erzeugen eines Signals der Fotozelle zum Steuern der Mittel (76, 82, 84, 86) zum Bewegen des bewegbaren Linsenelements (80), um die Fokussierung des ersten Lichtstrahls bezüglich des Geberelements aufrechtzuerhalten.