絲網(wǎng)印曬版機鏑燈（碘鎵燈）的機電設(shè)計與維護

中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 高級工程師 蒲 濤

深圳市盛陽科技有限公司 工程師 蒲松洋

絲網(wǎng)印曬版機鏑燈（碘鎵燈）的機電設(shè)計與維護

中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 高級工程師 蒲 濤

深圳市盛陽科技有限公司 工程師 蒲松洋

在絲網(wǎng)印或膠印機行業(yè)中，曬版機是必備的設(shè)備，如何設(shè)計一臺曬版機是很多人關(guān)心的問題，本文作者曾在2010年第2期《網(wǎng)印工業(yè)》雜志刊載《印刷制版設(shè)備——曬版機的自制設(shè)計與技術(shù)性能》，有不少讀者來信說曬版機的機電控制講的太少，本文就主要對曬版機的機電配套設(shè)計問題，以及鏑燈電子觸發(fā)器、碘鎵燈的工作原理等電路控制原理與維護進行討論。

曬版機是用于制作印版的一種接觸曝光成像設(shè)備，利用壓力（包括大氣壓力和機械壓力），使原版與感光版緊密貼合，以便通過光化學(xué)反應(yīng)，將原版上的圖像精確地曬制在感光版上。曬版機主要由光源裝置、曝光室、真空室、電器部分、機座等部分組成，曬版機特點：

1．使用硬質(zhì)的金屬感光版或軟質(zhì)硫酸紙等；

2．使用大功率冷色光源在亮室下操作；

3．原版與感光材料密附原版成像，把菲林和PS版緊密貼合，再用紫外光定時曝光的過程。

曬版機用途及特點

A．主要用于平面曬版。

B．光源采用鏑燈或碘鎵燈紫外光譜。該燈管紫外線成份在360～460nm段（PS版感光段）極為豐富，在420nm峰值最高，無用紫外線含量只有420nm峰值的4%以下，有效地避免了無用紫外線所引起的種種不利。對曬制各種版材，不但速度快，而且質(zhì)量好，網(wǎng)點層次均勻。

C．通常自動化為手動與程控式。

D．真空泵均采用雙缸1升左右的風(fēng)泵，負壓高。

E．抽氣、曝光采用定時控制。

主要結(jié)構(gòu)

曬版機通常采用框式結(jié)構(gòu)，分為機架體、曬框、燈具三部分。圖1為曬版機主要結(jié)構(gòu)外形圖。

機體由冷板與三角架體加工焊接而成，呈現(xiàn)立式；具有抽屜，以裝電控裝置及軟片，曬框由5mm、8mm雙面磨光玻璃及橡皮組成。燈具在機體的上方，由立柱和橫梁支撐，四周有遮光布，以免紫外光影響工作人員的健康。

操作程序

1．拉開鎖拴，提起曬框，放置好版材，打開總電源（紅色）指示燈，風(fēng)機開始工作，調(diào)好抽氣、曝光時間。（一般抽氣時間為30“S”，網(wǎng)線版需120“S”，通常PS版曬版為120“S”，網(wǎng)線版約90“S”。）

2．重新鎖上曬框，此時，整個程序已開始，真空泵抽氣時間到后，燈管自動點亮，曝光進行，曬版時間到后，真空泵停止抽氣，燈管自動熄滅，機器自動放氣，待曬版框內(nèi)氣全部放完后，再拉開鎖拴，風(fēng)機開始工作，冷卻燈管（冷卻時間為2～3分鐘）一次曬版結(jié)束。 需連續(xù)曬版時，只需壓下曬框，一切進入自動狀態(tài)。

燈控觸發(fā)器和程控曬版機基本控制電路

1．鏑燈燈控觸發(fā)器：絲網(wǎng)曬版機中通常鏑燈與碘鎵燈兩種結(jié)構(gòu)各不同，鏑燈系統(tǒng)與觸發(fā)器價格較低，安裝也簡便，鏑燈和碘鎵燈電子觸發(fā)器，在后續(xù)主控電路中的連線接線結(jié)構(gòu)基本相同，鏑燈電子觸發(fā)器工作原理見圖2A和圖2B。

鏑燈是絲網(wǎng)制版中應(yīng)用較多的新型電光源，它是一種金屬鹵化物的氣體放電光源，管內(nèi)充以鏑、鈥、汞、碘等元素，也稱鏑鈥燈。鏑燈管狀為長管狀，其中間做成圓球形。光色近氙燈，光效較氙燈高1倍約801m/W，亮度極高，色溫在5000～6000K。

由于鏑燈的電離電位低，故觸發(fā)電壓較氙燈低，較易觸發(fā)點亮。其觸發(fā)電路較為簡單，通常采用振子型觸發(fā)電路。

輸出功率為1～3kW的鏑燈觸發(fā)電路，如圖2B所示，圖中T為高頻高壓變壓器，L1為振子線圈，L4為鎮(zhèn)流器，也稱扼流線圈；C1為諧振電容，它與高頻變壓器原繞組L2組成諧振回路，KA是電流繼電器，C2為高頻旁路電容。

圖2B的電路工作原理是：當(dāng)?shù)堕_關(guān)Q接通電源后，燈管EL的兩端就加上220V的交流電壓，但這個電壓并不能使鏑燈點亮。在電源接通時，電磁振子觸點G斷開時，電源對C1充電；G接通時，諧振頻率為f=1/2π (C1·L2) 1/2，由于L2內(nèi)有高頻電流通過，高頻高壓變壓器T的副繞組L3內(nèi)將感應(yīng)產(chǎn)生高頻高壓，并通過高頻旁路電容C2加在燈管的兩端，使鏑燈起輝。由于燈管電極的迅速升溫，使其逐漸過渡為弧光放電。當(dāng)電流上升到一定數(shù)值時，電流繼電器KA動作，其常閉觸點斷開觸發(fā)電路電源，在交流220V電壓作用下，使鏑燈進入正常點亮爆光工作狀態(tài)。

其中，高頻旁路電容C2，用以防止高頻串入電源。L4為鎮(zhèn)流器，也稱扼流線圈，對大電流的啟動與斷開有較強的抑制作用。

鏑燈電子觸發(fā)器，主要使用于：400～3500W管形鏑燈在冷態(tài)時啟輝，鏑燈電子觸發(fā)器具有觸發(fā)性能高、可靠性強、體積小、質(zhì)量輕、使用方便等優(yōu)點。使用注意事項如下：

A．按供應(yīng)商中接線圖正確接線，注意B、LP、N三點接線位置，特別是LP端到燈泡的接線要絕緣良好，不能靠近其它電線及導(dǎo)體，距離必須大于或等于30mm 。

B．觸發(fā)器必須固定安裝，且應(yīng)安裝在防水、防風(fēng)處，通風(fēng)良好的環(huán)境中，使用環(huán)境溫度不得大于40℃，安裝觸發(fā)器的周圍無腐蝕、易燃易爆的介質(zhì)及導(dǎo)電塵埃。

C．觸發(fā)器斷電后必須5分鐘后才能重新啟動。

D．觸發(fā)器與燈泡距離不得超過1.5米，以免高頻高壓輻射損耗。無法啟動燈泡。

E．要檢查觸發(fā)器引出線到鎮(zhèn)流器、電源、燈泡接線點位置是否擰緊接觸好，以防高壓、大電流通過時發(fā)熱，引起接觸不良。

F．使用一段時間后要檢查觸發(fā)器的接線，接線點的位置是否良好，及時去除水氣、塵埃等，使觸發(fā)器在良好的環(huán)境中使用，保證其正常使用壽命。

2．碘鎵燈的燈室與工作原理：碘鎵燈是在石英玻璃燈管內(nèi)，充入碘化鎵、定量的汞及稀有氣體，兩端有鎢絲電極。金屬鎵的共振輻的譜線在350～450nm區(qū)間內(nèi)較強，光色為藍紫色，與重氮醌類和重鉻酸鹽感光劑的分光感度完全吻合。圖3為碘鎵燈的燈室外形與碘鎵燈管圖形。

碘鎵燈作曬版光源，效率高，質(zhì)量好。特別在梅雨季節(jié)，空氣中濕度高，光束穿透力強，顯影時不易脫膠，成品率高；在目前各種曬版光源，碘鎵燈比同功率氙燈、鏑燈曝光時間短，且網(wǎng)點光潔、層次豐富，是目前曬版光源的主流。

但是碘鎵燈在熱狀態(tài)下啟動困難，啟動后的光色穩(wěn)定時間及熄燈后再點燃時間長。熄燈后要待燈體完全冷卻后再重新啟動，且頻繁關(guān)閉影響壽命。為此，碘鎵燈一般配有一個燈室，由反光罩、風(fēng)機、快門、濾紫外線玻璃等組成，如圖3所示，采用快門裝置，燈在整個曬版過程中不熄滅，曬版時，打開快門即可，反光罩為旋轉(zhuǎn)拋物面，燈管置于拋物面焦點上，可反射出近似的平行光束，燈室內(nèi)裝有一塊濾紫外線玻璃，吸收300nm以下有害光譜線。

在工作中，要注意開動燈室頂部的風(fēng)機以冷卻和排除臭氧。燈管在工作時產(chǎn)生的熱量必須迅速排除，以免聚集在管周圍而影響壽命。又因燈點燃時有大量的紫外線輻射，雖然大部分被濾紫外線玻璃吸收，但仍有部分透出燈室，因此對紫外線也要注意防護，避免直射人眼和皮膚，造成傷害。

碘鎵燈的壽命約500小時，并與其制造工藝過程及發(fā)光物質(zhì)純度有關(guān)，在使用中要注意燈管的水平狀態(tài)，斜度不超過±5%。它的工作電壓約500伏，并要求穩(wěn)定性好，電壓變化允許在10%以內(nèi)。最好使用調(diào)壓變壓器供電。燈管、燈具表面應(yīng)定期用酒精等揮發(fā)性溶劑擦拭。

3．2010年第2期《網(wǎng)印工業(yè)》雜志刊載《印刷制版設(shè)備——曬版機的自制設(shè)計與技術(shù)性能》的圖9程控曬版機基本控制電路。經(jīng)修改如圖4程控曬版機基本控制電路圖，增添了L扼流圈串接在燈控觸發(fā)器的前面，即圖3中的由KD-3繼電器觸點閉合，扼流圈（L）串接在燈控觸發(fā)器輸入端口有較強的抑制大電流變化作用，防于回路中大電流的沖擊的保護的功效。

注意事項

1．在絲網(wǎng)制版使用前，擦凈玻璃上面的污漬，以免影響曬版質(zhì)量。

2．真空泵每半年加油一次，缺油時嚴(yán)禁抽氣，否則易燒壞真空泵。

3．機器發(fā)生故障，應(yīng)即時停機修理，更換燈管時，松開燈管兩頭的螺絲，再接好燈管即可。

常見故障排除維護技巧

電源開關(guān)按下后，指示燈不亮，風(fēng)機不工作。

檢查：電源保險絲可能燒斷，換保險管。

燈管不亮

檢查：控制觸發(fā)器與燈管的保險絲是否斷開或更換一下燈管，燈亮，再檢查引線插座、燈控連接端口引線是否松動。

抽氣時間長，但真空表沒有明顯變化，真空度達不到

檢查：真空泵是否缺油；檢查曬框部位是否漏氣，用耳朵聆聽，有明顯的漏氣響聲，解決的辦法，在該處橡皮邊框帶下墊上2mm厚的橡皮為宜。

曬版機的選擇使用環(huán)境及維護技巧

曬版機在印前設(shè)備中占有極其重要的地位，其性能的優(yōu)劣直接影響到制版的質(zhì)量，而對其實施保養(yǎng)在印刷生產(chǎn)工藝的環(huán)節(jié)中有著舉足輕重的作用。如果對所需曬版機選擇正確、保養(yǎng)得當(dāng)、及時維護，不僅可提高曬版機的使用壽命，更可以提高曬版質(zhì)量。依據(jù)國家對曬版機技術(shù)條件的規(guī)范要求，要選擇使用的曬版機必須是按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的曬版機，一臺性能優(yōu)良的曬版機應(yīng)滿足以下要求。

1．工作環(huán)境溫度應(yīng)在0～40℃之間，相對濕度要小于80%，在有效工作面內(nèi)不得有劃痕、磨毛、發(fā)霉等現(xiàn)象，玻璃內(nèi)不得有影響曬版質(zhì)量的氣泡；工作面的照度均勻度不得小于85%。具體檢測方法如下；在無干擾光源的情況下，將曬版機的曝光光源調(diào)整到正常工作位置，把精度不低于±4%的照度計探測頭放在曬版機的工作玻璃面上檢測適宜為止。

2．在工作過程中網(wǎng)版或PS版應(yīng)保持與玻璃表面的完全接觸。真空系統(tǒng)的真空調(diào)節(jié)的最小范圍為0～86.6kPa（0～650mmHg）；曬版機應(yīng)能在60s內(nèi)獲得80kPa（650mmHg）的真空；關(guān)閉曬版機電源后5分鐘曬版機的真空度不得降低2 0 k P a（150mmHg）。

檢測方法如下：將與機器規(guī)格相對應(yīng)的最大尺寸的印版放在曬版機內(nèi)，閉合真空系統(tǒng)，開啟真空泵，用秒表測量真空系統(tǒng)中真空表所顯示的真空度達到80kPa（650mmHg）所需時間；然后關(guān)閉電源，用秒表計時5分鐘，觀察真空表所示的真空系統(tǒng)的密封性能。

3．曬版機的工作玻璃表面溫升應(yīng)不大于20℃。檢測方法：將曝光光源置于正常工作位置，用分度值不小于0.5℃的點溫度計測量工作玻璃表面溫度。以光源開啟6分鐘關(guān)閉3分鐘為一周期，循環(huán)工作10次與曬版機工作之前室溫下的工作玻璃表面溫度相比較，計算玻璃表面溫升。

4．曬版機的重要曝光時間誤差應(yīng)小于5%。檢測方法：用秒表測量曬版機的實際曝光，5分鐘的時間3次，記錄曬版機的實際曝光時間Ti，計算3次曝光時間平均值T，按公式Pj=(1-（|Li-L|max）/ L)×100%計算重得曝光時間誤差。

碘鎵燈的波長分布在350～450nm范圍內(nèi)，對多數(shù)曬版感光層有效，這種光源有較強的輻射熱，因此曬版機應(yīng)具備良好的散熱裝置。

5．曬版機在電源電壓波動±10%的情況下應(yīng)能可靠工作；工作噪聲應(yīng)小于70dB；機殼與電源線間的絕緣電阻應(yīng)大于2MΩ，曬版機要有可靠的防紫外線裝置。

曬版機的保養(yǎng)

由于制版工藝的特殊性，使得制版環(huán)境有相對較高的要求，制版車間要求密封良好，避免強光的直接照射。這樣做的結(jié)果是：

1．可起到防塵的作用；

2．可避免網(wǎng)版或PS版的存放或者曬版過程中曝光和漏光。若在曬版過程中空氣中彌漫著大量的灰塵，較大顆粒的灰塵可能落在網(wǎng)版或PS版表面或由于膠片的靜電吸附作用而粘附在膠片的表面，在曬版機曝光前的抽氣過程中，會直接影響到PS版與膠片的緊密結(jié)合程度，顯影后就可觀察到曬出的網(wǎng)版或PS版局部發(fā)虛或出現(xiàn)顆粒狀臟點，影響原稿網(wǎng)線密度的再現(xiàn)。由此可見，環(huán)境的衛(wèi)生狀況對制版尤其是彩色制版的影響非常大。

曬版機在絲網(wǎng)印或其它平板印刷機的印前設(shè)備中占有極其重要的地位，其性能的優(yōu)劣直接影響到制版的質(zhì)量，而對其實施保養(yǎng)在絲網(wǎng)印的生產(chǎn)工藝的環(huán)節(jié)中有著舉足輕重的作用。如果對所需曬版機選擇正確，保養(yǎng)得當(dāng)，及時維護，不僅可提高曬版機的使用壽命，更可以提高曬版質(zhì)量，為企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量做提供保障。

10.3969/j.issn.1007-2160.2012.11.02