絲網印曬版機鏑燈（碘鎵燈）的機電設計與維護

中山火炬職業技術學院 高級工程師 蒲 濤

深圳市盛陽科技有限公司 工程師 蒲松洋

絲網印曬版機鏑燈（碘鎵燈）的機電設計與維護

中山火炬職業技術學院 高級工程師 蒲 濤

深圳市盛陽科技有限公司 工程師 蒲松洋

在絲網印或膠印機行業中，曬版機是必備的設備，如何設計一臺曬版機是很多人關心的問題，本文作者曾在2010年第2期《網印工業》雜志刊載《印刷制版設備——曬版機的自制設計與技術性能》，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計問題，以及鏑燈電子觸發器、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，以便通過光化學反應，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．使用硬質的金屬感光版或軟質硫酸紙等；

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，而且質量好，網點層次均勻。

C．通常自動化為手動與程控式。

D．真空泵均采用雙缸1升左右的風泵，負壓高。

E．抽氣、曝光采用定時控制。

主要結構

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

機體由冷板與三角架體加工焊接而成，呈現立式；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，風機開始工作，調好抽氣、曝光時間。（一般抽氣時間為30“S”，網線版需120“S”，通常PS版曬版為120“S”，網線版約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，待曬版框內氣全部放完后，再拉開鎖拴，風機開始工作，冷卻燈管（冷卻時間為2～3分鐘）一次曬版結束。 需連續曬版時，只需壓下曬框，一切進入自動狀態。

燈控觸發器和程控曬版機基本控制電路

1．鏑燈燈控觸發器：絲網曬版機中通常鏑燈與碘鎵燈兩種結構各不同，鏑燈系統與觸發器價格較低，安裝也簡便，鏑燈和碘鎵燈電子觸發器，在后續主控電路中的連線接線結構基本相同，鏑燈電子觸發器工作原理見圖2A和圖2B。

鏑燈是絲網制版中應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，故觸發電壓較氙燈低，較易觸發點亮。其觸發電路較為簡單，通常采用振子型觸發電路。

輸出功率為1～3kW的鏑燈觸發電路，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：當刀開關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內有高頻電流通過，高頻高壓變壓器T的副繞組L3內將感應產生高頻高壓，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。當電流上升到一定數值時，電流繼電器KA動作，其常閉觸點斷開觸發電路電源，在交流220V電壓作用下，使鏑燈進入正常點亮爆光工作狀態。

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

鏑燈電子觸發器，主要使用于：400～3500W管形鏑燈在冷態時啟輝，鏑燈電子觸發器具有觸發性能高、可靠性強、體積小、質量輕、使用方便等優點。使用注意事項如下：

A．按供應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體，距離必須大于或等于30mm 。

B．觸發器必須固定安裝，且應安裝在防水、防風處，通風良好的環境中，使用環境溫度不得大于40℃，安裝觸發器的周圍無腐蝕、易燃易爆的介質及導電塵埃。

C．觸發器斷電后必須5分鐘后才能重新啟動。

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

F．使用一段時間后要檢查觸發器的接線，接線點的位置是否良好，及時去除水氣、塵埃等，使觸發器在良好的環境中使用，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，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區間內較強，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，質量好。特別在梅雨季節，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下啟動困難，啟動后的光色穩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，且頻繁關閉影響壽命。為此，碘鎵燈一般配有一個燈室，由反光罩、風機、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機以冷卻和排除臭氧。燈管在工作時產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光物質純度有關，在使用中要注意燈管的水平狀態，斜度不超過±5%。它的工作電壓約500伏，并要求穩定性好，電壓變化允許在10%以內。最好使用調壓變壓器供電。燈管、燈具表面應定期用酒精等揮發性溶劑擦拭。

3．2010年第2期《網印工業》雜志刊載《印刷制版設備——曬版機的自制設計與技術性能》的圖9程控曬版機基本控制電路。經修改如圖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．在絲網制版使用前，擦凈玻璃上面的污漬，以免影響曬版質量。

2．真空泵每半年加油一次，缺油時嚴禁抽氣，否則易燒壞真空泵。

3．機器發生故障，應即時停機修理，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

電源開關按下后，指示燈不亮，風機不工作。

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境及維護技巧

曬版機在印前設備中占有極其重要的地位，其性能的優劣直接影響到制版的質量，而對其實施保養在印刷生產工藝的環節中有著舉足輕重的作用。如果對所需曬版機選擇正確、保養得當、及時維護，不僅可提高曬版機的使用壽命，更可以提高曬版質量。依據國家對曬版機技術條件的規范要求，要選擇使用的曬版機必須是按國家標準生產的曬版機，一臺性能優良的曬版機應滿足以下要求。

1．工作環境溫度應在0～40℃之間，相對濕度要小于80%，在有效工作面內不得有劃痕、磨毛、發霉等現象，玻璃內不得有影響曬版質量的氣泡；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．在工作過程中網版或PS版應保持與玻璃表面的完全接觸。真空系統的真空調節的最小范圍為0～86.6kPa（0～650mmHg）；曬版機應能在60s內獲得80kPa（650mmHg）的真空；關閉曬版機電源后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：將與機器規格相對應的最大尺寸的印版放在曬版機內，閉合真空系統，開啟真空泵，用秒表測量真空系統中真空表所顯示的真空度達到80kPa（650mmHg）所需時間；然后關閉電源，用秒表計時5分鐘，觀察真空表所示的真空系統的密封性能。

3．曬版機的工作玻璃表面溫升應不大于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分鐘關閉3分鐘為一周期，循環工作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，對多數曬版感光層有效，這種光源有較強的輻射熱，因此曬版機應具備良好的散熱裝置。

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

曬版機的保養

由于制版工藝的特殊性，使得制版環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。這樣做的結果是：

1．可起到防塵的作用；

2．可避免網版或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版與膠片的緊密結合程度，顯影后就可觀察到曬出的網版或PS版局部發虛或出現顆粒狀臟點，影響原稿網線密度的再現。由此可見，環境的衛生狀況對制版尤其是彩色制版的影響非常大。

曬版機在絲網印或其它平板印刷機的印前設備中占有極其重要的地位，其性能的優劣直接影響到制版的質量，而對其實施保養在絲網印的生產工藝的環節中有著舉足輕重的作用。如果對所需曬版機選擇正確，保養得當，及時維護，不僅可提高曬版機的使用壽命，更可以提高曬版質量，為企業的產品質量做提供保障。

10.3969/j.issn.1007-2160.2012.11.02