Verbundprojekt Mikro-CtcP. Entwicklung eines schnellen UV-Mikrospiegel-Außentrommelbelichters zur Bebilderung konventioneller Offsetdruckplatten

Forschungsmethoden/Ergebnisse:

Als bildgebendes Element wurde ein sogenannter Digital Light Processor, kurz DLP®, von Texas Instruments eingesetzt. Das mikroelektromechanische Bauteil stammt aus der Unterhaltungselektronik und wird hauptsächlich in Videoprojektoren eingesetzt. Es besteht aus rund 800.000 Mikrospiegeln, die auf einer Fläche von 10 x 14 mm angeordnet sind. Die Spiegel können einzeln um ± 12° gekippt werden und reflektieren, je nach Stellung, Licht durch die nachfolgende Abbildungsoptik auf die Druckplatte (helles Pixel) oder in eine Strahlfalle (dunkles Pixel). Das auf der Druckplatte entstehende Bild hat eine Größe von 7 x 10 mm bei einer Auflösung von 2500 dpi. Um das maximale Plattenformat von 95 x 105 cm bebildern zu können, müssen entsprechen viele kleine Bilder nahtlos aneinander gesetzt werden.

Die Druckplatte wird dazu auf die Mantelfläche eines rotierenden Zylinders gespannt. Mit dem sogenannten Außentrommelprinzip können Streifen parallel zur Rotationsrichtung auf den Zylinder bebildert werden. Um nicht nach jedem Teilbild den Zylinder stoppen zu müssen, wird das Bild im Scroll-Modus, wie der Rolltext im Abspann eines Films, synchron zur Zylinderoberfläche bewegt. Ein präziser Drehgeber in Verbindung mit einer speziell entwickelten Synchronisationshardware sorgt für die nötige Genauigkeit. Eine eigens entwickelte, telezentrische Abbildungsoptik projiziert das Bild randscharf und verzerrungsfrei auf die zylindrische Plattenoberfläche.

Nachdem ein Streifen belichtet wurde, wird das optische System parallel zur Zylinderachse verschoben und der nächste Streifen wird passgenau neben den ersten belichtet, bis der gesamte Zylinder bebildert ist. Nach der Belichtung erfolgt das automatische Abspannen der Druckplatten und optional die Übergabe an eine Entwicklungsmaschine.

Bei der Lichtquelle wurden ebenfalls neue Wege eingeschlagen. Üblicherweise werden Metalldampflampen in Zusammenhang mit DLP®-Projektoren verwendet. Diese liefern zwar eine ausreichende Menge an UV-Strahlung für die Plattenbelichtung, enthalten aber Quecksilber, produzieren eine Menge Abwärme und haben zudem eine begrenzte Lebensdauer von rund tausend Stunden. Zum Lampentausch wären im industriellen Dauerbetrieb mehrere Serviceeinsätze im Jahr erforderlich. Im Vorhaben wurden daher verschiedene, langlebige Lichtquellen auf Halbleiterbasis auf ihre Eignung untersucht. Die Wahl fiel schließlich auf ein UV-LED-Array, welches die nötige Leistung im ultravioletten Spektralbereich zur Verfügung stellt.