CN102481775A - 用于三维成像的成像头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将图像写到基底上的成像头，该成像头包括由发射器组构成的发射器阵列；将来自每组发射器的光聚焦于基底的成像透镜；并且其中来自每组的光相对于基底表面在不同深度上聚焦。通过利用被配置为在不同时间段期间在柔性印刷版的相同区域进行雕刻的多个发射器，该成像头可以用于柔性印刷版的三维成像。

Description

用于三维成像的成像头

技术领域

本发明涉及利用多个发射器进行柔性印刷版的三维成像。多个发射器构造为在不同时间段内雕刻柔性印刷版(flexographic plate)的相同区域。

背景技术

在详细地阐述本发明的背景之前，阐述在下文中将使用的某些术语的定义是有用的。如此处所使用的术语计算机直接制版技术(CTP)涉及在现代印刷过程中使用的成像技术。在该技术中，桌面出版系统应用中产生的图像直接输出至印刷版。在下文中使用的CTP也涉及执行将计算机存储的图像输出至印刷版的过程的成像装置。

CTP成像装置使用不同类型的印刷版。大多数印刷版需要后处理步骤产生二维或三维特征。本发明涉及被称为柔性印刷版的印刷版类型。更具体地，本发明涉及CTP成像装置，其用于利用由多个发射器构造的光源直接雕刻柔性印刷版。

柔性印刷版的直接雕刻是指通过应用的诸如激光的光源能量在版材上进行三维(3D)雕刻。直接雕刻的概念与二维成像技术显著不同，二维成像技术需要后处理步骤以便在可应用于柔性印刷术市场的版上产生三维特征。

图1示出了直接雕刻柔性印刷版的现有技术CTP机；多发射器阵列104与柔性印刷版表面108平行对齐。柔性印刷版连接旋转鼓轮。为了讨论的简洁起见，多发射器阵列104包含九个发射器。多发射器阵列104是由三组发射器112、116和120构成的，每组发射器包含三个发射器。

组112在第一圈鼓轮旋转124期间将光136发射至版表面108，组116在第二圈鼓轮旋转128期间发射光140，并且组120在第三圈鼓轮旋转132期间发射光144。先前示例中的这三组112、116和120中的每组均将光发射至版表面108的相同区域，即像素阵列160的像素p1、p2和p3均受这三组的影响。

此外，在第二圈鼓轮旋转128期间，第一组发射器112将光148发射至像素p4-p6。在第三圈鼓轮旋转132期间，像素p4-p6均受到发射光152的第二组发射器116的影响，同时第一组发射器112将光156发射至像素p7-p9。现有技术所描述的发射器均只在柔性印刷版的表面平面上成像。

本发明提出关于CTP机的新的实施例概念，其中由多个发射器构造的光源相对于柔性印刷版的表面平面被调整为倾斜或阶梯结构。该倾斜或阶梯结构能够同时在表面平面和印刷版内的不同深度同时成像不同的发射器。然后，以增强直接雕刻和融蚀(ablating)效果的方式触发多个发射器。

发明内容

简言之，根据本发明的一个方面，成像头将图像写到基底上。该成像头包括由发射器组构成的发射器阵列；将来自每组发射器的光聚焦在基底上的成像透镜；以及其中以相对于基底表面在不同的深度聚焦来自每组发射器的光。

在下面呈现的对优选实施例的详细说明中，本发明及其目标和优势将变得更加明显。

附图说明

通过参照附图阅读下面对实施例的描述之后将更清晰地理解本发明的主题，这些实施例是通过示例给出的且仅仅是为了举例说明本发明，在附图中：

图1是相对于版成像系统平行构造的现有技术发射器阵列的示意图；

图2是划分为组的发射器阵列的示意图，其中每组发射器相对于其他组偏移(阶梯结构)；

图3是相对于版成像系统倾斜的发射器阵列的示意图；

图4是作为构造为成像固定在旋转鼓轮上的印刷版的成像头的一部分的发射器阵列的示意图；

图5基于由光纤耦合二极管构造的倾斜光学头的概念示意性地描述了优选的实施例。

零件列表

104多发射器阵列

108版表面(基底)

112第一组发射器

116第二组发射器

120第三组发射器

124第一圈鼓轮旋转

128第二圈鼓轮旋转

132第三圈鼓轮旋转

136第一组发射器在第一圈鼓轮旋转期间发射

140第二组发射器在第二圈鼓轮旋转期间发射

144第三组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

148第一组发射器在第二圈鼓轮旋转期间发射

152第二组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

156第一组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

160由多次成像形成的版上的像素

204多发射器阵列布置成阶梯结构

236第一组发射器在第一圈鼓轮旋转期间发射

240第二组发射器在第二圈鼓轮旋转期间发射

244第三组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

248第一组发射器在第二圈鼓轮旋转期间发射

252第二组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

256第一组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

336第一组发射器在第一圈鼓轮旋转期间发射

340第二组发射器在第二圈鼓轮旋转期间发射

344第三组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

348第一组发射器在第二圈鼓轮旋转期间发射

352第二组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

356第一组发射器在第三圈鼓轮旋转期间发射

404成像头

408成像透镜

412成像鼓轮

416印刷版

504倾斜角

508间距

具体实施方式

在下面的详细说明中，为了提供对本公开更透彻的理解，阐述了许多具体的细节。然而，本领域的技术人员将理解，在没有这些具体细节的情况下也可以实施本公开的教导。在其他实例中，为了避免模糊本公开的教导，并未详细地描述众所周知的方法、步骤、部件和电路。

图4描述了使用多发射器阵列的CTP印刷机的一般概念。

示出多发射器阵列104作为成像头404的部分，成像头404至少包括多发射器阵列104和诸如焦阑透镜的成像透镜408。发射器阵列将由成像透镜408聚焦的光发射至印刷版416的像素160上。印刷版416覆盖在成像鼓轮412周围，当鼓轮旋转时由成像头404成像印刷版416。

图1中的结构示出了基本与版表面108平行或与例如由发射光136产生的光轴垂直定位的多发射器阵列104。发射器阵列可以包括纤维耦合发射器或可以由纤维激光器构造。由于该几何形状，发射光(例如136、140和144)在不同圈次的鼓轮旋转(revolution)期间施加到像素p1-p3上，并聚焦于相同的焦平面。这导致在相邻圈次的鼓轮旋转之间版表面108上出现边际增量雕刻(marginal incremental engraving)。

为了实现在版表面108上更有效地雕刻，对于相邻的每圈鼓轮旋转，施加于相同区域的发射光的焦平面应当基本不同。图2示出了发射器阵列204，其中每组发射器112、116和120相对于其他组被增量偏移地定位。与图1中所示的多发射器阵列104相似，多发射器阵列204平行于版表面108定位。所建议的多发射器阵列204的结构能够在成像期间在相邻圈次的鼓轮旋转之间产生更深的雕刻。例如，第一组112在第一圈滚轮旋转124期间将光236发射至像素p1-p3。随后，第二组116在第二圈鼓轮旋转128期间将光240发射至相同的像素p1-p3，且第三组120在第三圈鼓轮旋转期间132期间将光244发射至相同的像素p1-p3。发射光236、240和244中的每一个在随后每圈鼓轮旋转中由成像透镜408聚焦于更深的焦平面，由此在版表面108中产生更深的雕刻。

相似地，图2示出了第一组发射器112在第二圈鼓轮旋转期间将光248发射至像素p4-p6上。第二组发射器116在第三圈鼓轮旋转期间将光252发射至像素p4-p6，且第一组发射器112在第三圈鼓轮旋转期间将光256发射至像素p7-p9。

难以制造具有彼此偏移的多组发射器的阵列204。图3示出了相对于光轴以斜角倾斜的阵列104。该结构将引起在相邻圈次的鼓轮旋转之间更深的雕刻。例如，组112、116和120将在相邻圈次的鼓轮旋转期间将光336、340和344发射至像素p1-p3。由于多发射器阵列104相对于版表面108倾斜的结构，对于随后的每圈鼓轮旋转，光336、340和344中的每一个均由成像透镜408聚焦于更深的平面，因此将导致在成像期间在像素p1-p3上的更深的雕刻。

相似地，图3示出了第一组发射器112在第二圈鼓轮旋转期间将光348发射在像素p4-p6上。第二组发射器116在第三圈鼓轮旋转期间将光352发射在像素p4-p6上，且第一组发射器112在第三圈鼓轮旋转期间将光356发射在像素p7-p9上。尽管图2和图3示出了专利应用的概念，但是基于图3所示的概念图5描述了CTP机的能执行的实施例。

图5描述了具有由纤维耦合激光二极管构造的发射器阵列104的光学头，其相对于印刷版416平行地以Y方向移动。预定倾斜角504和间距508能够聚焦激光源；在印刷版416的上表面下面的纤维远端，在由至少一个先前的激光源照射和融蚀的位置上。可以在CTP机内利用充分的机械组件以相对于版416的期望倾斜角504和距离调整光学头。该结构提高了不同类型的柔性印刷版的雕刻。

Claims (11)

1.一种用于将图像雕刻在基底上的成像头，其包含：

由发射器组构成的发射器阵列；

适用于将来自每组发射器的光聚焦到所述基底上的成像透镜；

其中来自每组发射器的光相对于所述基底的表面在不同深度上聚焦。

2.根据权利要求1所述的成像头，其中所述发射器组包含一个发射器或更多的发射器。

3.根据权利要求1所述的成像头，其中所述成像透镜是由一个成像透镜或多个成像透镜构成的。

4.根据权利要求1所述的成像头，其中至少两个所述发射器组被配置为在相邻成像周期期间在所述基底的相同区域上成像。

5.根据权利要求1所述的成像头，其中所述成像透镜是焦阑透镜。

6.根据权利要求1所述的成像头，其中所述发射器是纤维耦合的。

7.根据权利要求1所述的成像头，其中所述发射器是纤维激光器。

8.根据权利要求1所述的成像头，其中所述成像头相对于所述基底倾斜一个角度。

9.根据权利要求1所述的成像头，其中所述多发射器阵列相对于所述基底倾斜一个角度。

10.根据权利要求4述的成像头，其中所述成像周期发生在不同圈次的鼓轮旋转中。

11.根据权利要求1所述的成像头，其中每个所述组相对于相邻的组偏移。

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