лазерное сканирующее устройство

Формула изобретения

Лазерное сканирующее устройство, содержащее лазер, соединенные зубчатой передачей цилиндрический барабан с основным зеркалом и цилиндрический барабан с промежуточным зеркалом, средства фокусировки лазерного излучения, средства для закрепления обрабатываемого материала, снабженные приводом, и привод вращения зеркал, соединенный с барабаном, при этом зеркала выполнены в виде выступов, охватывающих барабаны по винтовой спирали, отличающееся тем, что угол охвата барабана основным зеркалом равен 360^o n, оси вращения барабанов расположены под углом менее 90^o, барабаны с основным и промежуточным зеркалами соединены конической зубчатой передачей с отношением 1 : n, где n - число витков спирали основного зеркала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лазерной технологии и может быть использовано для воспроизведения схем печатных плат на фотографических материалах.

Известно лазерное сканирующее устройство, содержащее лазер, зеркало, выполненное в виде цилиндрического барабана со спиральной отражающей поверхностью, средства фокусировки лазерного излучения, средство для закрепления обрабатываемого материала, снабженное приводом, и привод вращения зеркала [1].

В таком устройстве используется длина только одного витка отражающего зеркала с углом охвата барабана 360^o, что значительно ограничивает длину строки сканирования. Для увеличения длины строки сканирования необходимо увеличивать диаметр барабана зеркала, что, в свою очередь, снижает точность работы и скорость вращения барабана.

Известно лазерное сканирующее устройство, содержащее лазер, зеркало, выполненное в виде цилиндрического барабана со спиральной отражающей поверхностью, средства фокусировки лазерного излучения, средства для закрепления обрабатываемого материала, снабженные приводом, и привод вращения зеркала, причем в устройство введено второе зеркало, выполненное в виде цилиндрического барабана со спиральной отражающей поверхностью, угол подъема которой равен 22^o30", второе зеркало снабжено средствами для синхронного вращения в направлении, противоположном направлению вращения первого зеркала, угол подъема спиральной поверхности которого равен 22^o30" и имеет направление спирали, противоположное направлению спирали отражающей поверхности второго зеркала, причем оси вращения первого и второго зеркал параллельны, а торцы барабанов зеркал смещены на величину, равную расстоянию между осями барабанов [2] . В таком устройстве увеличивается длина строки сканирования без увеличения диаметра барабана, но только на 1/3 общей длины. Это устройство выбрано в качестве прототипа.

В предлагаемом устройстве повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Это достигается тем, что угол охвата барабана основным зеркалом равен 36^on, оси вращения барабанов расположены под углом менее 90^o, барабаны с основным и промежуточным зеркалами соединены конической зубчатой передачей с отношением 1 :n, где n - число витков спирали основного зеркала.

Предлагаемое устройство схематически изображено на чертежах, где фиг. 1 - общий вид устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 3; на фиг. 5 - оптическая система.

Устройство содержит средство 1 для закрепления обрабатываемого материала с приводом 2 перемещения, над которым в подшипниковых узлах 3 - 5 смонтированы цилиндрические барабаны 6 и 7. Барабан 6 снабжен основным зеркалом 8, барабан 7 снабжен промежуточным зеркалом 9. Зеркала 8 и 9 выполнены в виде выступов, охватывающих барабаны по винтовой спирали. Угол охвата барабана 6 основным зеркалом 8 равен 360^on, где n - число полных витков спирали; угол охвата барабана 7 промежуточным зеркалом 9 равен 360^o с углом подъема спирали 45^o. Оси вращения барабанов 6 и 7 расположены под углом менее 90^o. Барабаны 6 и 7 соединены конической зубчатой передачей 10 и 11 с передаточным отношением 1 : n. Барабан 6 соединен с приводом 12 вращения. Кроме того, устройство содержит средство 13 для фокусировки, расположенное между основным зеркалом 8 и средством 1 параллельно оси вращения барабана 6. Средство 13 для фокусировки выполнено в виде двояковыпуклой линзы. Со стороны зеркала 9 смонтирована оптическая система 14, выполненная в виде двух линз 15 и 16, модулятор 17, подключенный к нему блок 18 управления и лазер 19 непрерывного действия. Обрабатываемый материал 20 закрепляется на средстве 1. Угол между осями вращения барабанов 6 и 7 выбран с таким расчетом, что каждый предыдущий виток зеркала 8 не перекрывает проекции лазерного излучения на последующий виток зеркала (фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

Вращение от привода 12 передается на барабан 6 и через коническую передачу 10 и 11 на барабан 7. Непрерывное излучение лазера 19, пройдя через модулятор 17, управляемый блоком 18, преобразуется в импульсное в соответствии с программой, а с помощью оптической системы 14 сечение лазерного луча преобразуется в узкую полоску (фиг. 4). Отраженный от зеркала 9 лазерный луч претерпевает дополнительное отражение от зеркала 8 и фокусируется с помощью линзы 13 на обрабатываемый материал 20 под углом 90^o к его поверхности. В процессе вращения барабанов 6 и 7 зона отражения лазерного излучения перемещается по поверхностям зеркала 8 и 9 таким образом, что с одного витка зеркала 9 проекция излучения осуществляется последовательно на все витки зеркала 8. Это достигается за счет разности угловых скоростей вращения барабанов 6 и 7. Таким образом, сфокусированный луч перемещается по обрабатываемому материалу 20 на длину L (фиг. 2). За время сканирования одной строки средство 1 перемещает материал 20 на ширину строки сканирования.