CN100593469C - 模块化曝光系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化曝光系统，该曝光系统包括：用于对具有光敏介质层的曝光基体进行曝光的曝光机构；用于使曝光基体与曝光机构进行相对运动的传动机构，其中曝光机构包括多个曝光模块，该曝光系统进一步包括用于对曝光机构中的曝光模块进行检测的故障检测机构以及用于根据故障检测机构的检测结果替换故障曝光模块或故障曝光模块的可替换元件的替换机构。通过采用上述结构，对曝光系统的曝光机构实现可替换模块化设计，并利用实时在线检测以及替换式修复保证整个曝光系统的可靠应用。

Description

模块化曝光系统

【技术领域】

本发明涉及一种曝光系统，尤其涉及一种适用于制版以及排照系统的模块化曝光系统。

【背景技术】

在计算机直接制版(Computer To Conventional Plate，CTcP)系统中，通常采用扫描式曝光或阵列式曝光技术。目前，扫描式曝光技术通常采用价格昂贵的激光器作为光源，并且其整体曝光速度受单一光源及扫描机构的限制而无法提高。阵列式曝光技术解决了扫描式曝光技术存在的整体曝光速度慢的问题。随着发光二极管(LED)器件价格的降低，基于LED光源的阵列式曝光技术逐渐受到了广泛关注。

例如，中国专利第95117835.0号中公开了一种平板式光纤扫描照排制版机，其中采用多个LED作为光源，利用多根光纤与各发光二极管直接耦合，将光纤的出光端按直线密排，由此组装成扫描头。

中国专利第200480014357.X号中公开了一种采用紫外或近紫外LED阵列组成低成本照明源并利用该照明源来预曝光(撞击)印刷版的方法。

在上述专利中，曝光系统由大量LED器件组成，如果其中单个或者多个LED器件出现故障则会影响曝光系统的工作性能，并需要对整个曝光系统进行更换或离线维修，大大降低了系统的可靠性，从而影响了该阵列式曝光技术的产品化应用。

【发明内容】

为了解决现有技术曝光系统无法方便快速处理曝光机构中个别曝光单元损坏的问题，本发明提出了一种能够对曝光机构中的曝光模块进行在线检测并根据检测结果进行替换性修复的模块化曝光系统。

本发明解决现有技术曝光系统无法方便快速处理曝光机构中个别曝光单元损坏的问题所采用的技术方案是：提供一种模块化曝光系统，该曝光系统包括：用于对具有光敏介质层的曝光基体进行曝光的曝光机构；用于使曝光基体与曝光机构进行相对运动的传动机构，其中曝光机构包括多个曝光模块，该曝光系统进一步包括用于对曝光机构中的曝光模块进行检测的故障检测机构以及用于根据故障检测机构的检测结果替换故障曝光模块或故障曝光模块的可替换元件的替换机构。

根据本发明一优选实施例，曝光模块包括可替换的光源器件。

根据本发明一优选实施例，光源器件为发光二极管、有机发光二极管或激光二极管。

根据本发明一优选实施例，曝光模块进一步包括用于导引光源器件的输出光线的光纤。

根据本发明一优选实施例，曝光模块进一步包括位于光纤的输出端用于聚集或扩散光纤的输出光线的微透镜。

根据本发明一优选实施例，曝光模块包括用于将所接收的光线选择性照射到曝光基体上的光控制器件。

根据本发明一优选实施例，光控制器件是可替换的。

根据本发明一优选实施例，光控制器件为数字微镜器件。

根据本发明一优选实施例，数字微镜器件的多个微镜单元对应于曝光基体上的一个象素。

根据本发明一优选实施例，曝光机构中的曝光模块的曝光输出端错位排列。

根据本发明一优选实施例，曝光机构进一步包括将曝光模块输出的光线成像到曝光基体的成像透镜。

根据本发明一优选实施例，故障检测机构包括用于检测曝光模块的光信号的光电传感器。

根据本发明一优选实施例，故障检测机构进一步包括用于相对曝光机构传动光电传感器的传感器传动机构。

根据本发明一优选实施例，替换机构包括用于拾取故障曝光模块的拾取机构。

根据本发明一优选实施例，替换机构进一步包括用于相对曝光机构传动拾取机构的拾取传动机构。

根据本发明一优选实施例，曝光系统进一步包括备用模块存放机构、故障模块存放机构以及模块进出替换窗口。

根据本发明一优选实施例，曝光机构包括用于消耗光敏介质层中的溶解氧的预曝光机构、用于进行曝光的主曝光机构以及用于调节预曝光机构与主曝光机构之间距离的调节机构。

上述结构的有益效果是：通过采用上述结构，对曝光系统的曝光机构实现可替换模块化设计，并利用实时在线检测以及替换性修复保证整个曝光系统的可靠应用。

【附图说明】

图1是本发明的模块化曝光系统的曝光模块第一实施例的结构示意图；

图2是本发明的模块化曝光系统的曝光模块第二实施例的结构示意图；

图3是本发明的模块化曝光系统的结构示意图；

图4是本发明的模块化曝光系统的曝光机构第三实施例的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图1所示，图1是本发明的模块化曝光系统的曝光模块第一实施例的结构示意图。在本实施例中，曝光结构包括多个曝光模块，各曝光模块包括发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode，OLED)或激光二极管(Laser Diode，LD)等光源器件11、光纤12以及微透镜13。该光源器件11产生的曝光所需波段的紫外、可见以及红外光线经光纤12导引到涂有光敏介质材料的曝光基体10上方，并由设置在光纤12输出端的微透镜13对光纤12的输出光线进行适当的聚集或扩散。由微透镜13聚集或扩散的光线由成像透镜14成像于基体10的表面上。在本实施例中，光源器件11为可替换的，或者将包括光源器件11、光纤12以及微透镜13的曝光模块设计成可替换的。

如图2所示，图2是本发明的模块化曝光系统的曝光模块第二实施例的结构示意图。在本实施例中，光源20所产生的光线经光纤束21的光纤传导到相应的曝光模块23。曝光模块23包括用于将所接收的光线选择性照射到曝光基体22上的光控制器件231，例如数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)。曝光模块23还优选包括用于使光纤束21的光纤输出光线照射到光控制器件231上的光学镜片232以及将光控制器件231的输出光线成像到曝光基体22上的成像透镜233。其中，可以将光控制器件231设置成可替换的，或者将曝光模块23设计成替换的。此外，在采用DMD作为光控制器件的情况下，DMD的多个微镜单元可对应曝光基体上的一个象素，由此实现对该象素点的冗余曝光，以便在某个或某几个微镜单元损坏的情况下也可以由其它微镜单元实现正常曝光。另外，本领域技术人员还可以根据实际需要设置出各种曝光模块结构，以实现曝光模块或者曝光模块的部分元件的可替换性。

如图3所示，图3是本发明的模块化曝光系统的结构示意图。图3所示的模块化曝光系统包括用于对具有光敏介质层的曝光基体(未图示)进行曝光的曝光机构31；用于使曝光基体与曝光机构31进行相对运动的传动机构(未图示)。曝光机构31包括多个曝光模块311，而曝光系统进一步包括用于对曝光机构31中的曝光模块311进行检测的故障检测机构32以及用于根据故障检测机构32的检测结果替换故障曝光模块或故障曝光模块的可替换元件(例如，可替换光源器件或者可替换光控制器件)的替换机构33。

在本实施例中，故障检测机构32包括：用于检测各曝光模块3 11输出的光信号的光电传感器321以及用于相对曝光机构31传动光电传感器321的传感器传动机构322。替换机构33包括：用于拾取故障曝光模块或故障曝光模块的可替换元件的拾取机构331以及用于相对曝光机构31传动拾取机构33 1的拾取传动机构332。该曝光系统包括备用模块存放机构34、故障模块存放机构35以及模块进出替换窗口36。其中，传感器传动机构322和拾取传动机构332可采用目前公知各种传动机构。而光电传感器321可采用CCD、CMOS等感光器件。拾取机构331可设计成各种机械手形式。此外，本发明的故障检测机构32和替换机构33还存在着各种变型。例如，在曝光机构31可相对光电传感器321移动，而曝光机构31、模块存放机构34、故障模块存放机构35可相对拾取机构331移动的情况下，传感器传动机构322和拾取传动机构332则不是必要元件，因而可以省略。

在实际使用时，首先传感器传动机构122沿曝光机构11传动光电传感器321，光电传感器321对各曝光模块311输出的光信号进行检测并将检测信号输入到相连接的控制系统(电脑或单片机)中。控制系统根据输入的检测信号判断故障曝光模块，并控制拾取传动机构332传动拾取机构331，使之定位到故障曝光模块。拾取机构331拾取故障曝光模块(或可替换元件)，并由拾取传动机构332传动到故障模块存放机构35并释放故障曝光模块(或可替换元件)。随后，拾取机构331从备用模块存放机构34拾取备用模块(或备用元件)，并将该备用模块(或备用元件)放置到原来位置，由此实现在线检测以及修复。用户可从模块进出替换窗口36访问备用模块存放机构34、故障模块存放机构35。

参见图4，图4是本发明的模块化曝光系统的曝光机构一实施例的结构示意图。在图4中，曝光机构包括主曝光机构41和预曝光机构42。主曝光机构41的曝光模块的输出端错位排列，由此实现曝光点的密度调节。在本实施例中预曝光机构42的作用是照射光敏材料，以便消除光敏材料中的溶解氧。主曝光机构41和预曝光机构42之间设置有距离调节机构44，由此调节预曝光以及曝光两个动作之间的时间间隔。其中，主曝光机构41和预曝光机构42均可以进行模块设计，并利用上述故障检测和替换方式进行在线检测和替换式修复。

综上所述，通过采用上述结构，对曝光系统的曝光机构实现可替换模块化设计，并利用实时在线检测以及替换式修复保证整个曝光系统的可靠应用。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在不脱离本发明所保护的范围和精神的情况下，可根据不同的实际需要设计出各种实施方式。

Claims (16)

1.一种模块化曝光系统，所述曝光系统包括：用于对具有光敏介质层的曝光基体进行曝光的曝光机构；用于使所述曝光基体与所述曝光机构进行相对运动的传动机构，其特征在于：所述曝光机构包括多个曝光模块，所述曝光系统进一步包括用于对所述曝光机构中的曝光模块进行检测的故障检测机构以及用于根据所述故障检测机构的检测结果替换故障曝光模块或所述故障曝光模块的可替换元件的替换机构。

2.如权利要求1所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光模块包括可替换的光源器件。

3.如权利要求2所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述光源器件为发光二极管、有机发光二极管或激光二极管。

4.如权利要求3所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光模块进一步包括用于导引所述光源器件的输出光线的光纤。

5.如权利要求4所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光模块进一步包括位于所述光纤的输出端用于聚集或扩散所述光纤的输出光线的微透镜。

6.如权利要求1所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光模块包括用于将所接收的光线选择性照射到所述曝光基体上的光控制器件。

7.如权利要求6所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述光控制器件是可替换的。

8.如权利要求6或7所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述光控制器件为数字微镜器件。

9.如权利要求8所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述数字微镜器件的多个微镜单元的输出光线成像到所述曝光基体上的一个象素。

10.如权利要求1所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光机构中的曝光模块的曝光输出端错位排列。

11.如权利要求1所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光机构进一步包括将所述曝光模块输出的光线成像到所述曝光基体的成像透镜。

12.如权利要求1所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述故障检测机构包括用于检测所述曝光模块的光信号的光电传感器。

13.如权利要求12所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述故障检测机构进一步包括用于相对所述曝光机构传动所述光电传感器的传感器传动机构。

14.如权利要求12所述的模决化曝光系统，其特征在于：所述替换机构包括用于拾取所述故障曝光模块或所述可替换元件的拾取机构。

15.如权利要求14所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述替换机构进一步包括用于相对所述曝光机构传动所述拾取机构的拾取传动机构。

16.如权利要求12所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光系统进一步包括备用模块存放机构、故障模块存放机构以及模块进出替换窗口。

17如权利要求1所述的模块化曝光系统，其特征在于：所述曝光机构包括用于消耗所述光敏介质层中的溶解氧的预曝光机构、用于进行曝光的主曝光机构以及用于调节所述预曝光机构与所述主曝光机构之间距离的调节机构。

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