CN103149801B - 平面丝网印刷网版用激光直接制版装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面丝网印刷网版用激光直接制版装置及方法，其装置包括丝网印刷用网框、绷在丝网印刷用网框上且底部涂覆有感光材料涂层的丝网、位于丝网印刷用网框下方且对感光材料涂层进行曝光处理的光学组件、带动光学组件在水平面上进行左右向往复移动的扫描小车和带动光学组件在水平面上进行前后移动的纵向移动件；光学组件包括多个布设于同一水平面上的激光器，多个激光器由前至后布设于与矩形网框纵向中心线平行的同一直线上；其方法包括步骤：一、机械结构控制参数确定；二、激光器控制参数确定；三、曝光成像。本发明设计合理、投入成本低、使用操作简便且使用效果好、应用范围广，能完成不同尺寸规格的网框网版制作过程。

Description

平面丝网印刷网版用激光直接制版装置及方法

技术领域

本发明涉及一种丝网印刷网版的制版方法，尤其是涉及一种平面丝网印刷网版用激光直接制版装置及方法。

背景技术

在现代印刷技术领域中，丝网印刷与平版印刷、凸版印刷和凹版印刷被称为四大印刷方法。其中，以丝网印刷的适应性最强，应用范围最为广泛。进入21世纪后，计算机直接制版（CTP:Computer to Plate）技术的问世，为在当代平版印刷行业带来了一场数字化变革。但平面丝网印刷领域的直接制版技术，即计算机直接制网（CTS:Computer to screen）才进入起步阶段。

目前，平面丝网印刷制版仍沿用照相底片对感光胶晒版复制的方法。其中，平面丝网印刷制版中晒版的基本流程大致如下：

第一步、根据设计图稿的要求，用照排机输出一张或多张印刷图案的底片，以备曝光复制；

第二步、晒版：将底片放置在已涂敷感光胶或感光膜的丝网网框上，放入丝网晒版机；之后，抽真空使底片与丝布紧密接触；然后，用晒版灯曝光复制；

第三步、经显影、烘干后便制成丝网印刷网版。

上述晒版方法已延续数十年，成为丝网印刷制版的传统标准工艺。

随着数字技术的突飞猛进，特别是近年来半导体激光技术的发展，平板计算机直接制版技术已得到广泛应用的环境下，丝网印刷的上述传统晒版制版的方法日显落后，主要原因在于传统晒版方法需要图案底片，实际操作过程中主要存在着以下缺陷：

第一、图像精度差：由于传统丝网印刷制版方法是通过图案底片与感光胶接触曝光复制而完成的，因而复制过程中会造成图像细节的损失，图像精度低于原稿，该现象在厚感光胶的晒版过程中尤为明显；

第二、耗材成本高昂：传统丝网印刷制版方法需要使用照排机制作底片，多色印刷需要多张底片，晒版后底片即遭废弃，与直接制版相比耗材成本较高；

第三、制版效率低下：传统丝网印刷制版过程需首先制作图案底片，再经晒版机制版工艺周期较长，制版效率低下；

第四、污染环境：传统丝网印刷制版中照排机输出的底片是一种银盐类感光胶片，本身含有大量的银和其他化学材料，曝光后需要化学显影、定影，这些胶片和化学制剂使用后即被丢弃和倾倒，因而造成相当大的环境污染；

第五、能耗大：传统丝网印刷制版所使用晒版机的光源为碘钾灯，由于光能利用率低下，其功率基本为1000瓦～5000瓦，而半导体激光器的功率仅为数百毫瓦，同时晒版机还需要大功率的真空泵。就长期使用而言，传统丝网印刷制版能耗较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、加工制作方便且投入成本较低、使用操作简便、使用效果好的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：包括安装在曝光平台上的丝网印刷用网框、绷在丝网印刷用网框上且底部涂覆有感光材料涂层的丝网、位于丝网印刷用网框下方且对所述感光材料涂层进行曝光处理并获得曝光成像图形的光学组件、带动所述光学组件在水平面上进行左右向往复移动的扫描小车和带动所述光学组件在水平面上进行前后移动的纵向移动件；所述丝网印刷用网框为呈水平向布设的矩形网框；所述光学组件包括多个布设于同一水平面上的激光器，多个所述激光器由前至后布设于同一直线L上，其中直线L与所述矩形网框的纵向中心线呈平行布设；多个所述激光器均安装于所述纵向移动件上，且所述纵向移动件安装于扫描小车上；所述扫描小车由小车驱动机构进行驱动，所述扫描小车与小车驱动机构之间通过传动机构一进行传动连接；所述纵向移动件为由纵向移动驱动机构进行驱动的水平梁，所述水平梁与纵向移动驱动机构之间通过传动机构二进行传动连接；所述小车驱动机构、纵向移动驱动机构和多个所述激光器均由控制器进行控制，且小车驱动机构、纵向移动驱动机构和多个所述激光器均与控制器相接；多个所述激光器呈均匀布设，且前后相邻两个所述激光器之间的间距为d，其中m×d≥D，式中D为所述丝网的纵向长度，m为多个所述激光器的数量。

上述平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征是：所述激光器包括前后两端均开口的外壳、安装在外壳内的激光管、位于激光管后侧且对激光管进行卡装的激光管压圈、位于激光管正前方的第一孔径光阑、位于第一孔径光阑正前方的聚焦透镜和位于聚焦透镜正前方的第二孔径光阑，所述激光管压圈、第一孔径光阑、聚焦透镜和第二孔径光阑均安装在外壳内。

上述平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征是：所述曝光平台、丝网印刷用网框、丝网和扫描小车均呈水平向布设。

上述平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征是：所述传动机构一为呈水平向布设的横向丝杠，所述扫描小车与横向丝杠之间以螺纹方式进行连接；所述传动机构二为呈水平向布设的纵向丝杠，且所述水平梁与纵向丝杠之间以螺纹方式进行连接；所述扫描小车的底部设置有与横向丝杠相配合使用的横向螺纹套，且水平梁的底部设置有与纵向丝杠相配合使用的纵向螺纹套。

上述平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征是：所述曝光平台包括水平底座和通过支杆支撑于水平底座上的水平台架，所述丝网印刷用网框安装在水平台架上；所述水平底座上设置有供所述扫描小车进行左右向水平移动的移动轨道，且所述扫描小车安装在所述移动轨道上；所述小车驱动机构为小车驱动电机，且所述纵向移动驱动机构为纵向移动驱动电机；所述横向丝杠的左右两端均通过第一轴承安装在水平台架上，所述横向丝杠的一端与所述小车驱动电机的动力输出轴进行传动连接且其另一端通过固定于水平台架上的限位件一进行限位固定；所述纵向丝杠的前后两端均通过第二轴承安装在所述扫描小车上，所述纵向丝杠的一端与所述纵向移动驱动电机的动力输出轴进行传动连接且其另一端通过固定于所述扫描小车上的限位件二进行限位固定。

上述平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征是：还包括对所述扫描小车的移动位置进行实时检测的位置检测单元一、对水平梁的移动位置进行实时检测的位置检测单元二和与控制器相接的控制主机，所述位置检测单元一和位置检测单元二均与控制器相接。

上述平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征是：所述激光管压圈、激光管、第一孔径光阑、聚焦透镜和第二孔径光阑均呈同轴布设；所述激光器还包括对激光管进行驱动控制的驱动控制器、对激光管的输出亮度进行实时检测并将所检测信号同步传送至驱动控制器的光电检测单元、对激光管的输出功率进行手动调节的调节电路和与驱动控制器相接的电源模块，所述光电检测单元和调节电路均与驱动控制器相接；所述驱动控制器通过控制信号输入接口与控制器相接。

上述平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征是：所述激光管为半导体激光器L1，所述光电检测单元为光电二极管D1，所述调节电路为可变电位器VR1，所述驱动控制器为控制芯片Maxim3263；

所述控制芯片Maxim3263的OUT+管脚经电阻R1后与半导体激光器L1的阳极相接，控制芯片Maxim3263的IPin管脚与光电二极管D1的阳极相接且光电二极管D1的阴极与半导体激光器L1的阳极相接，半导体激光器L1的阳极与阴极之间并接有电容C2，所述控制芯片Maxim3263的IBO管脚经电感L11后与半导体激光器L1的阴极相接，所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚经电阻R3后与半导体激光器L1的阴极相接，所述控制芯片Maxim3263的Fail管脚依次经电阻R4和电阻R2后与所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚相接，电阻R4和电阻R2之间的连接点与所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚之间并接有电容C5，所述控制芯片Maxim3263的IBI管脚和SLW管脚分别经电阻R5和电阻R7后均接地，所述控制芯片Maxim3263的IMI管脚与IMO管脚相接且经电阻R6后与控制芯片Maxim3263的Oadj管脚相接，控制芯片Maxim3263的Ref1管脚和Ref2管脚相接且经可变电位器VR1后与控制芯片Maxim3263的Oadj管脚相接，控制芯片Maxim3263的Oadj管脚与Ref1管脚和Ref2管脚之间并接有电容C4；控制芯片Maxim3263的VCC管脚分别经电容C1和电容C6后均接地，所述控制信号输入接口即控制接口J1的第1、第2、第3和第4管脚分别与控制芯片Maxim3263的IN+、IN-、EN+和EN-管脚相接，控制芯片Maxim3263的GND管脚和IP管脚均接地，控制接口J1的第5和第6管脚均接VCC电源端，控制接口J1的第7和第8管脚均接地；所述半导体激光器L1的阳极接VCC电源端且VCC电源端经电容C3后接地。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、控制简便、生产效率高且曝光成像图形精度高、图形质量易于控制的平面丝网印刷网版进行激光直接制版方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、机械结构控制参数确定：实际进行曝光处理过程中，所述光学组件由先至后分多次进行曝光处理，所述水平梁由先至后分多次向前移动，且所述光学组件的各次曝光处理过程与所述水平梁的各次向前移动过程交替进行；每一次所述水平梁向前移动过程中，所述扫描小车均停止移动，与此同时所述光学组件停止向外发射激光光束；且每一次所述水平梁向前移动到位后，所述扫描小车开始进行一次左右向往复移动，且扫描小车左右向往复移动过程中，所述光学组件在控制器的控制作用下在需进行曝光处理的曝光位置启动并向外发射激光光束；待所述扫描小车一次左右向往复移动过程结束后，所述光学组件同步完成一次曝光处理过程，且所述水平梁开始进行下一次向前移动；待所述光学组件完成n次曝光处理过程后，则完成平面丝网印刷网版的激光直接制版过程；

所述控制器根据预先设定的所述扫描小车的移动速度v₁，并结合丝网的横向宽度W，对所述扫描小车每次左右向往复移动所需时间t₁进行确定，且其中t₁相应为所述水平梁前后相邻两次向前移动之间的间隔时间；所述控制器根据前后相邻两个所述激光器之间的间距d和所述激光器所发出激光光束的纵向宽度d'，对所述光学组件的曝光处理次数n进行确定且并对所述水平梁每次向前移动的距离l'进行确定且l'=d'；同时，所述控制器根据预先设定的所述水平梁的移动速度v₂，对水平梁每次向前移动所需时间t₂进行确定，且其中t₂相应为所述扫描小车前后相邻两次左右向往复移动之间的间隔时间；

步骤二、激光器控制参数确定：所述控制器根据所述丝网印刷用网框上需加工的平面图形，对丝网印刷用网框底部所涂覆感光材料涂层上的所有曝光位置进行确定；之后，控制器根据所确定的丝网印刷用网框底部所涂覆感光材料涂层上的所有曝光位置，对每一次曝光处理过程中所述光学组件中各激光器输出激光光束的时间分别进行确定；

步骤三、曝光成像：在控制器的控制作用下，完成需加工平面图形的曝光成像过程；

且曝光成像过程中，所述控制器根据步骤一中所确定的机械结构控制参数对小车驱动机构和纵向移动驱动机构分别进行控制；与此同时，控制器根据步骤二中所确定的每一次曝光处理过程中所述光学组件中各激光器输出激光光束的时间和预先设定的激光器的输出功率，对所述光学组件中各激光器输出激光光束的时间和所输出激光光束的功率进行控制。

上述方法，其特征是：步骤一中前后相邻两个所述激光器之间的间距d为2mm～5mm，所述激光器所发出的激光光束为一个直径为10μm～15μm的光斑，且激光器所发出激光光束的纵向宽度d'为10μm～15μm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用平面丝网印刷网版用激光直接制版装置的结构简单、设计合理、加工制作方便、投入成本较低且使用操作方便、使用效果好。

2、所采用平面丝网印刷网版用激光直接制版装置的机械结构设计合理、安装布设方便且控制操作简易，通过电机驱动由布设在同一直线上的多个激光器组成的光学组件做渐进式往复移动，实现带动多路受控的激光光束对丝网上已涂敷的感光胶直接进行渐进式扫描曝光，最终形成丝网印刷网版。其中，渐进式往复移动指的是：光学组件不仅由先至后进行多次左右向往复移动（即完成多次扫描），并且还需在纵向上进行渐进式移动（即由先至后分多次进行向前移动），具体是在每一次扫描结束后，均在纵向上向前移动一次。同时，机械结构处于封闭环境下，因而维护方便且维修次数少。综上，本发明所采用光学组件中所有激光器沿直线等距分布，并在扫描电机的驱动下在导轨上做高速左右向往复扫描运动，同时渐进电机（即纵向移动驱动电机）在扫描运动的同时驱动光学组件沿扫描方向的垂直方向做渐进微量移动，两个方向的机械运动相结合完成丝网网版的平面扫描工作。

3、所采用平面丝网印刷网版用激光直接制版装置的机械结构控制精度高，每一次纵向上向前移动的距离可控制在微米级，因而能有效提高曝光处理图形的精度。

4、控制系统设计合理且接线方便、控制过程简易，通过控制器对小车驱动机构和纵向移动驱动机构进行协调控制，实现光学组件的渐进式往复移动控制过程；同时，通过控制器对光学组件中各激光器的输出功率和输出时间进行控制，简便且高精度完成丝网上平面图形的曝光处理过程。

5、曝光成像方法设计合理，以受控的激光光束对丝网底部已涂敷的感光抗蚀胶直接进行曝光，并通过机械结构实现光学组件的渐进式往复移动，从而使得光学组件所发出的激光光束完成对涂敷在丝网上的感光抗蚀胶进行曝光成像的过程，是一种全新的平网丝网印刷制版方法，改变了传统丝网印刷制版工艺，本发明将传统丝网印刷制版工艺中的照排输出胶片和网版晒版工序合并激光直接曝光制版这一工序，有效解决了现有丝网印刷制版工艺中存在的多种缺陷，且本发明相应具有以下优点：①提高了丝网印刷的制版精度：由于无需图案底片的复制过程，因而可明显提高制版精度；②降低耗材成本：无需传统丝网印刷制版方法中所使用的照排机制作底片，从而明显降低制版成本；③提高生产效率：由于减少了照排输出过程，相应缩短制版工艺周期，从而提高生产效率；④减少环境污染：在制版过程中无需额外的化学材料，同时完全免去对照排底片的依赖，因此减少了银盐胶片和其他化学制剂的环境污染；⑤能耗较低：整体功耗仅为晒版机的十分之一，因而可大大节省能耗。

6、本发明所采用激光器的光学系统工作性能稳定、可靠且使用成本低、可操作性强，能将激光器输出的能量最大限度地聚集在一个规定尺寸的光点内，同时尽量减少光点以外的杂散光的能量，以获得最佳的曝光效果。以激光二极管为光源的激光器是一种较为简单、传统的光学结构，所输出的激光光束为一个直径很小光强极大的光点，对回转面的感光涂层进行曝光。同时，调节光阑直径可调整曝光光点直径。另外，所采用的激光器经标定、校准后可长期使用。同时，激光器处于一个相对封闭的壳体内，因而维修次数少，且维修成本较低。

7、适用范围广，本发明能完成不同尺寸规格的网框网版制作过程且操作过程简便，只需根据网框尺寸对控制参数进行调整即可，因而推广应用前景广泛。而采用传统丝网印刷制版工艺时，针对不同尺寸规格的网框，需采用不同的胶片等设备和材料，因而投入成本较大。

综上所述，本发明设计合理、投入成本低、使用操作简便且使用效果好、应用范围广，能完成不同尺寸规格的网框网版制作过程，能有效解决传统丝网印刷印版存在投入成本较大、图形精度差、加工效率低下、废品率高等多种实际问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明平面丝网印刷网版用激光直接制版装置的使用状态参考图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明平面丝网印刷网版用激光直接制版装置的电路原理框图。

图4为本发明激光器的结构示意图。

图5为本发明激光器的电路原理图。

图6为本发明平面丝网印刷网版用激光直接制版方法的流程框图。

附图标记说明:

1—曝光平台；         1-1—水平底座；      1-2—支杆；

1-3—水平台架；       2—丝网印刷用网框；  3—激光器；

3-1—外壳；           3-2—激光管；        3-3—激光管压圈；

3-4—第一孔径光阑；   3-5—聚焦透镜；      3-6—第二孔径光阑；

3-7—驱动控制器；     3-8—光电检测单元；  3-9—调节电路；

3-10—电源模块；      4—扫描小车；        4-1—小车驱动机构；

5—水平梁；           5-1—纵向移动驱动机构；

6—控制器；           7—控制主机；        8—控制信号输入接口；

9—横向丝杠；         10—导轨；           12—丝杠安装座；

13—第一轴承；        14—纵向丝杠；       15—位置检测单元一；

16—位置检测单元二；  17—丝网。

具体实施方式

如图1、图2及图3所示的一种平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，包括安装在曝光平台1上的丝网印刷用网框2、绷在丝网印刷用网框2上且底部涂覆有感光材料涂层的丝网17、位于丝网印刷用网框2下方且对所述感光材料涂层进行曝光处理并获得曝光成像图形的光学组件、带动所述光学组件在水平面上进行左右向往复移动的扫描小车4和带动所述光学组件在水平面上进行前后移动的纵向移动件。所述丝网印刷用网框2为呈水平向布设的矩形网框。所述光学组件包括多个布设于同一水平面上的激光器3，多个所述激光器3由前至后布设于同一直线L上，其中直线L与所述矩形网框的纵向中心线呈平行布设。多个所述激光器3均安装于所述纵向移动件上，且所述纵向移动件安装于扫描小车4上。所述扫描小车4由小车驱动机构4-1进行驱动，所述扫描小车4与小车驱动机构4-1之间通过传动机构一进行传动连接。所述纵向移动件为由纵向移动驱动机构5-1进行驱动的水平梁5，所述水平梁5与纵向移动驱动机构5-1之间通过传动机构二进行传动连接。所述小车驱动机构4-1、纵向移动驱动机构5-1和多个所述激光器3均由控制器6进行控制，且小车驱动机构4-1、纵向移动驱动机构5-1和多个所述激光器3均与控制器6相接。多个所述激光器3呈均匀布设，且前后相邻两个所述激光器3之间的间距为d，其中m×d≥D，式中D为所述丝网17的纵向长度，m为多个所述激光器3的数量。

实际使用时，所述扫描小车4带动所述光学组件在丝网印刷用网框2的横向中心线方向上进行左右向往复移动，且所述纵向移动件带动所述光学组件在丝网印刷用网框2的纵向中心线方向上进行前后移动。

本实施例中，所述丝网17为金属丝网。

实际使用时，所述丝网17也可以为丝织物或合成纤维织物。

本实施例中，所述曝光平台1、丝网印刷用网框2、丝网17和扫描小车4均呈水平向布设。

本实施例中，所述传动机构一为呈水平向布设的横向丝杠9，所述扫描小车4与横向丝杠9之间以螺纹方式进行连接；所述传动机构二为呈水平向布设的纵向丝杠14，且所述水平梁5与纵向丝杠14之间以螺纹方式进行连接；所述扫描小车4的底部设置有与横向丝杠9相配合使用的横向螺纹套，且水平梁5的底部设置有与纵向丝杠14相配合使用的纵向螺纹套。

实际使用时，所述传动机构一和所述传动机构二也可以采用其它类型的传动机构。

本实施例中，所述曝光平台1包括水平底座1-1和通过支杆1-2支撑于水平底座1-1上的水平台架1-3，所述丝网印刷用网框2安装在水平台架1-3上。所述水平底座1-1上设置有供所述扫描小车4进行左右向水平移动的移动轨道，且所述扫描小车4安装在所述移动轨道上。

本实施例中，所述移动轨道包括两道呈平行布设的导轨10，两道所述导轨10布设在同一水平面上。实际布设安装时，所述横向丝杠9布设于两道所述导轨10之间的中部，且横向丝杠9与两道所述导轨10呈平行布设。

实际使用时，所述移动轨道也可以采用其它类型的平移轨道。

本实施例中，所述小车驱动机构4-1为小车驱动电机，且所述纵向移动驱动机构5-1为纵向移动驱动电机。所述横向丝杠9的左右两端均通过第一轴承13安装在水平台架1-3上，所述横向丝杠9的一端与所述小车驱动电机的动力输出轴进行传动连接且其另一端通过固定于水平台架1-3上的限位件一进行限位固定。所述纵向丝杠14的前后两端均通过第二轴承安装在所述扫描小车4上，所述纵向丝杠14的一端与所述纵向移动驱动电机的动力输出轴进行传动连接且其另一端通过固定于所述扫描小车4上的限位件二进行限位固定。

实际使用时，通过所述限位件一对横向丝杠9进行限位，防止横向丝杠9转动过程中进行左右向移动；相应地，通过所述限位件二对纵向丝杠14进行限位，防止纵向丝杠14转动过程中进行前后向移动。

本实施例中，所述水平台架1-3的左右两侧均设置有用于安装横向丝杠9的丝杠安装座12，所述横向丝杠9的左右两端通过第一轴承13安装在丝杠安装座12上；所述横向丝杠9的一端与所述小车驱动电机的动力输出轴进行同轴连接。

同时，本发明所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，还包括对所述扫描小车4的移动位置进行实时检测的位置检测单元一15、对水平梁5的移动位置进行实时检测的位置检测单元二16和与控制器6相接的控制主机7，所述位置检测单元一15和位置检测单元二16均与控制器6相接。

如图4所示，所述激光器3包括前后两端均开口的外壳3-1、安装在外壳3-1内的激光管3-2、位于激光管3-2后侧且对激光管3-2进行卡装的激光管压圈3-3、位于激光管3-2正前方的第一孔径光阑3-4、位于第一孔径光阑3-4正前方的聚焦透镜3-5和位于聚焦透镜3-5正前方的第二孔径光阑3-6，所述激光管压圈3-3、第一孔径光阑3-4、聚焦透镜3-5和第二孔径光阑3-6均安装在外壳3-1内。

本实施例中，所述激光管压圈3-3、激光管3-2、第一孔径光阑3-4、聚焦透镜3-5和第二孔径光阑3-6均呈同轴布设。所述激光器3还包括对激光管3-2进行驱动控制的驱动控制器3-7、对激光管3-2的输出亮度进行实时检测并将所检测信号同步传送至驱动控制器3-7的光电检测单元3-8、对激光管3-2的输出功率进行手动调节的调节电路3-9和与驱动控制器3-7相接的电源模块3-10，所述光电检测单元3-8和调节电路3-9均与驱动控制器3-7相接。所述驱动控制器3-7通过控制信号输入接口8与控制器6相接。

实际安装时，所述激光管3-2通过激光管压圈3-3被牢固安装在外壳3-1内，激光管3-2所发出的激光光束经第一孔径光阑3-4消杂光，之后再经聚焦透镜3-5聚焦光束，最后经第二孔径光阑3-6对光束再次消杂光后，激光束将在激光器3的前方聚焦成微小的光点，该光点将用于对感光材料涂层的曝光，其精度和强度至关重要。

结合图5，本实施例中，所述激光管3-2为半导体激光器L1，所述光电检测单元3-8为光电二极管D1，所述调节电路3-9为可变电位器VR1，所述驱动控制器3-7为控制芯片Maxim3263。

本实施例中，所述控制芯片Maxim3263的OUT+管脚经电阻R1后与半导体激光器L1的阳极相接，控制芯片Maxim3263的IPin管脚与光电二极管D1的阳极相接且光电二极管D1的阴极与半导体激光器L1的阳极相接，半导体激光器L1的阳极与阴极之间并接有电容C2，所述控制芯片Maxim3263的IBO管脚经电感L11后与半导体激光器L1的阴极相接，所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚经电阻R3后与半导体激光器L1的阴极相接，所述控制芯片Maxim3263的Fail管脚依次经电阻R4和电阻R2后与所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚相接，电阻R4和电阻R2之间的连接点与所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚之间并接有电容C5，所述控制芯片Maxim3263的IBI管脚和SLW管脚分别经电阻R5和电阻R7后均接地，所述控制芯片Maxim3263的IMI管脚与IMO管脚相接且经电阻R6后与控制芯片Maxim3263的Oadj管脚相接，控制芯片Maxim3263的Ref1管脚和Ref2管脚相接且经可变电位器VR1后与控制芯片Maxim3263的Oadj管脚相接，控制芯片Maxim3263的Oadj管脚与Ref1管脚和Ref2管脚之间并接有电容C4；控制芯片Maxim3263的VCC管脚分别经电容C1和电容C6后均接地，所述控制信号输入接口8即控制接口J1的第1、第2、第3和第4管脚分别与控制芯片Maxim3263的IN+、IN-、EN+和EN-管脚相接，控制芯片Maxim3263的GND管脚和IP管脚均接地，控制接口J1的第5和第6管脚均接VCC电源端，控制接口J1的第7和第8管脚均接地；所述半导体激光器L1的阳极接VCC电源端且VCC电源端经电容C3后接地。

实际使用过程中，控制芯片Maxim3263用于连接电源、接收控制主机9的控制信号以驱动半导体激光器L1，控制激光输出能量的大小和通断，其中半导体激光器L1为波长405nm的半导体激光器，可变电位器VR1用于调节半导体激光器L1上位输出功率，光电二极管D1监测半导体激光器L1的输出亮度。J1是控制接口，输入控制芯片Maxim3263用的155mpbs高速差模控制信号。

实际使用过程中，水平底座1-1承载所有的机械结构，所述小车驱动机构4-1通过横向丝杠9驱动扫描小车4沿扫描方向做左右往复运动；所述纵向移动驱动机构5-1通过纵向丝杠14驱动水平梁5在纵向上进行多次向前移动；扫描小车4每一次扫描移动后，水平梁5便在纵向上向前移动一个激光光点的距离。所述水平台架1-3与水平底座1-1之间的距离恒定，从而使得所述光学组件与丝网17底部涂覆的感光材料涂层（即曝光平面）之间的距离恒定。所述光学组件中各激光器3在控制器6的控制作用下进行曝光处理，从而形成网版图形。

如图6所示的一种平面丝网印刷网版进行激光直接制版方法，包括以下步骤：

步骤一、机械结构控制参数确定：实际进行曝光处理过程中，所述光学组件由先至后分多次进行曝光处理，所述水平梁5由先至后分多次向前移动，且所述光学组件的各次曝光处理过程与所述水平梁5的各次向前移动过程交替进行；每一次所述水平梁5向前移动过程中，所述扫描小车4均停止移动，与此同时所述光学组件停止向外发射激光光束；且每一次所述水平梁5向前移动到位后，所述扫描小车4开始进行一次左右向往复移动，且扫描小车4左右向往复移动过程中，所述光学组件在控制器6的控制作用下在需进行曝光处理的曝光位置启动并向外发射激光光束；待所述扫描小车4一次左右向往复移动过程结束后，所述光学组件同步完成一次曝光处理过程，且所述水平梁5开始进行下一次向前移动；待所述光学组件完成n次曝光处理过程后，则完成平面丝网印刷网版的激光直接制版过程。

所述控制器6根据预先设定的所述扫描小车4的移动速度v₁，并结合丝网17的横向宽度W，对所述扫描小车4每次左右向往复移动所需时间t₁进行确定，且其中t₁相应为所述水平梁5前后相邻两次向前移动之间的间隔时间；所述控制器6根据前后相邻两个所述激光器3之间的间距d和所述激光器3所发出激光光束的纵向宽度d'，对所述光学组件的曝光处理次数n进行确定且并对所述水平梁5每次向前移动的距离l'进行确定且l'=d'；同时，所述控制器6根据预先设定的所述水平梁5的移动速度v₂，对水平梁5每次向前移动所需时间t₂进行确定，且其中t₂相应为所述扫描小车4前后相邻两次左右向往复移动之间的间隔时间。

步骤二、激光器控制参数确定：所述控制器6根据所述丝网印刷用网框2上需加工的平面图形，对丝网印刷用网框2底部所涂覆感光材料涂层上的所有曝光位置进行确定；之后，控制器6根据所确定的丝网印刷用网框2底部所涂覆感光材料涂层上的所有曝光位置，对每一次曝光处理过程中所述光学组件中各激光器3输出激光光束的时间分别进行确定。

步骤三、曝光成像：在控制器6的控制作用下，完成需加工平面图形的曝光成像过程。

且曝光成像过程中，所述控制器6根据步骤一中所确定的机械结构控制参数对小车驱动机构4-1和纵向移动驱动机构5-1分别进行控制；与此同时，控制器6根据步骤二中所确定的每一次曝光处理过程中所述光学组件中各激光器3输出激光光束的时间和预先设定的激光器3的输出功率，对所述光学组件中各激光器3输出激光光束的时间和所输出激光光束的功率进行控制。

本实施例中，进行曝光处理之前，先通过扫描小车4将所述光学组件移动至所述丝网17的左端正下方，并且通过所述纵向移动件将所述光学组件中位于最后侧的激光器3移至所述丝网的后端正下方。每一次进行曝光处理过程中，所述扫描小车4进行左右向往复移动时，均先向右移动直至所述光学组件移至所述丝网17的右端正下方为止，之后所述扫描小车4再向左移动回到原位（此时，所述光学组件移至所述丝网17的左端正下方），便完成一次左右向往复移动。

实际使用时，进行曝光处理之前，也可以先通过扫描小车4将所述光学组件移动至所述丝网17的右端正下方，并且通过所述纵向移动件将所述光学组件中位于最后侧的激光器3移至所述丝网的后端正下方。每一次进行曝光处理过程中，所述扫描小车4进行左右向往复移动时，均先向左移动直至所述光学组件移至所述丝网17的右端正下方为止，之后所述扫描小车4再向右移动回到原位（此时，所述光学组件移至所述丝网17的右端正下方），便完成一次左右向往复移动。

本实施例中，所述感光材料涂层为感光胶涂层，具体是感光抗蚀胶涂层。

本实施例中，步骤一中前后相邻两个所述激光器3之间的间距d为2mm～5mm，所述激光器3所发出的激光光束为一个直径为10μm～15μm的光斑，且激光器3所发出激光光束的纵向宽度d'为10μm～15μm。

实际使用过程中，所述激光器3所发出激光光束的波长在375nm～435nm范围内进行调整，且所述激光器3的输出功率在50毫瓦～500毫瓦范围内进行调整。并且，所述扫描小车4的移动速度在0.5m/s～2.5m/s范围内进行调整。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：包括安装在曝光平台（1）上的丝网印刷用网框（2）、绷在丝网印刷用网框（2）上且底部涂覆有感光材料涂层的丝网（17）、位于丝网印刷用网框（2）下方且对所述感光材料涂层进行曝光处理并获得曝光成像图形的光学组件、带动所述光学组件在水平面上进行左右向往复移动的扫描小车（4）和带动所述光学组件在水平面上进行前后移动的纵向移动件；所述丝网印刷用网框（2）为呈水平向布设的矩形网框；所述光学组件包括多个布设于同一水平面上的激光器（3），多个所述激光器（3）由前至后布设于同一直线L上，其中直线L与所述矩形网框的纵向中心线呈平行布设；多个所述激光器（3）均安装于所述纵向移动件上，且所述纵向移动件安装于扫描小车（4）上；所述扫描小车（4）由小车驱动机构（4-1）进行驱动，所述扫描小车（4）与小车驱动机构（4-1）之间通过传动机构一进行传动连接；所述纵向移动件为由纵向移动驱动机构（5-1）进行驱动的水平梁（5），所述水平梁（5）与纵向移动驱动机构（5-1）之间通过传动机构二进行传动连接；所述小车驱动机构（4-1）、纵向移动驱动机构（5-1）和多个所述激光器（3）均由控制器（6）进行控制，且小车驱动机构（4-1）、纵向移动驱动机构（5-1）和多个所述激光器（3）均与控制器（6）相接；多个所述激光器（3）呈均匀布设，且前后相邻两个所述激光器（3）之间的间距为d，其中m×d≥D，式中D为所述丝网（17）的纵向长度，m为多个所述激光器（3）的数量。

2.按照权利要求1所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：所述激光器（3）包括前后两端均开口的外壳（3-1）、安装在外壳（3-1）内的激光管（3-2）、位于激光管（3-2）后侧且对激光管（3-2）进行卡装的激光管压圈（3-3）、位于激光管（3-2）正前方的第一孔径光阑（3-4）、位于第一孔径光阑（3-4）正前方的聚焦透镜（3-5）和位于聚焦透镜（3-5）正前方的第二孔径光阑（3-6），所述激光管压圈（3-3）、第一孔径光阑（3-4）、聚焦透镜（3-5）和第二孔径光阑（3-6）均安装在外壳（3-1）内。

3.按照权利要求1或2所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：所述曝光平台（1）、丝网印刷用网框（2）、丝网（17）和扫描小车（4）均呈水平向布设。

4.按照权利要求3所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：所述传动机构一为呈水平向布设的横向丝杠（9），所述扫描小车（4）与横向丝杠（9）之间以螺纹方式进行连接；所述传动机构二为呈水平向布设的纵向丝杠（14），且所述水平梁（5）与纵向丝杠（14）之间以螺纹方式进行连接；所述扫描小车（4）的底部设置有与横向丝杠（9）相配合使用的横向螺纹套，且水平梁（5）的底部设置有与纵向丝杠（14）相配合使用的纵向螺纹套。

5.按照权利要求4所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：所述曝光平台（1）包括水平底座（1-1）和通过支杆（1-2）支撑于水平底座（1-1）上的水平台架（1-3），所述丝网印刷用网框（2）安装在水平台架（1-3）上；所述水平底座（1-1）上设置有供所述扫描小车（4）进行左右向水平移动的移动轨道，且所述扫描小车（4）安装在所述移动轨道上；所述小车驱动机构（4-1）为小车驱动电机，且所述纵向移动驱动机构（5-1）为纵向移动驱动电机；所述横向丝杠（9）的左右两端均通过第一轴承（13）安装在水平台架（1-3）上，所述横向丝杠（9）的一端与所述小车驱动电机的动力输出轴进行传动连接且其另一端通过固定于水平台架（1-3）上的限位件一进行限位固定；所述纵向丝杠（14）的前后两端均通过第二轴承安装在所述扫描小车（4）上，所述纵向丝杠（14）的一端与所述纵向移动驱动电机的动力输出轴进行传动连接且其另一端通过固定于所述扫描小车（4）上的限位件二进行限位固定。

6.按照权利要求1或2所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：还包括对所述扫描小车（4）的移动位置进行实时检测的位置检测单元一（15）、对水平梁（5）的移动位置进行实时检测的位置检测单元二（16）和与控制器（6）相接的控制主机（7），所述位置检测单元一（15）和位置检测单元二（16）均与控制器（6）相接。

7.按照权利要求2所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：所述激光管压圈（3-3）、激光管（3-2）、第一孔径光阑（3-4）、聚焦透镜（3-5）和第二孔径光阑（3-6）均呈同轴布设；所述激光器（3）还包括对激光管（3-2）进行驱动控制的驱动控制器（3-7）、对激光管（3-2）的输出亮度进行实时检测并将所检测信号同步传送至驱动控制器（3-7）的光电检测单元（3-8）、对激光管（3-2）的输出功率进行手动调节的调节电路（3-9）和与驱动控制器（3-7）相接的电源模块（3-10），所述光电检测单元（3-8）和调节电路（3-9）均与驱动控制器（3-7）相接；所述驱动控制器（3-7）通过控制信号输入接口（8）与控制器（6）相接。

8.按照权利要求7所述的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置，其特征在于：所述激光管（3-2）为半导体激光器L1，所述光电检测单元（3-8）为光电二极管D1，所述调节电路（3-9）为可变电位器VR1，所述驱动控制器（3-7）为控制芯片Maxim3263；

所述控制芯片Maxim3263的OUT+管脚经电阻R1后与半导体激光器L1的阳极相接，控制芯片Maxim3263的IPin管脚与光电二极管D1的阳极相接且光电二极管D1的阴极与半导体激光器L1的阳极相接，半导体激光器L1的阳极与阴极之间并接有电容C2，所述控制芯片Maxim3263的IBO管脚经电感L11后与半导体激光器L1的阴极相接，所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚经电阻R3后与半导体激光器L1的阴极相接，所述控制芯片Maxim3263的Fail管脚依次经电阻R4和电阻R2后与所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚相接，电阻R4和电阻R2之间的连接点与所述控制芯片Maxim3263的OUT-管脚之间并接有电容C5，所述控制芯片Maxim3263的IBI管脚和SLW管脚分别经电阻R5和电阻R7后均接地，所述控制芯片Maxim3263的IMI管脚与IMO管脚相接且经电阻R6后与控制芯片Maxim3263的Oadj管脚相接，控制芯片Maxim3263的Ref1管脚和Ref2管脚相接且经可变电位器VR1后与控制芯片Maxim3263的Oadj管脚相接，控制芯片Maxim3263的Oadj管脚与Ref1管脚和Ref2管脚之间并接有电容C4；控制芯片Maxim3263的VCC管脚分别经电容C1和电容C6后均接地，所述控制信号输入接口（8）即控制接口J1的第1、第2、第3和第4管脚分别与控制芯片Maxim3263的IN+、IN-、EN+和EN-管脚相接，控制芯片Maxim3263的GND管脚和IP管脚均接地，控制接口J1的第5和第6管脚均接VCC电源端，控制接口J1的第7和第8管脚均接地；所述半导体激光器L1的阳极接VCC电源端且VCC电源端经电容C3后接地。

9.一种利用如权利要求1所述装置对平面丝网印刷网版进行激光直接制版的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、机械结构控制参数确定：实际进行曝光处理过程中，所述光学组件由先至后分多次进行曝光处理，所述水平梁（5）由先至后分多次向前移动，且所述光学组件的各次曝光处理过程与所述水平梁（5）的各次向前移动过程交替进行；每一次所述水平梁（5）向前移动过程中，所述扫描小车（4）均停止移动，与此同时所述光学组件停止向外发射激光光束；且每一次所述水平梁（5）向前移动到位后，所述扫描小车（4）开始进行一次左右向往复移动，且扫描小车（4）左右向往复移动过程中，所述光学组件在控制器（6）的控制作用下在需进行曝光处理的曝光位置启动并向外发射激光光束；待所述扫描小车（4）一次左右向往复移动过程结束后，所述光学组件同步完成一次曝光处理过程，且所述水平梁（5）开始进行下一次向前移动；待所述光学组件完成n次曝光处理过程后，则完成平面丝网印刷网版的激光直接制版过程，其中

所述控制器（6）根据预先设定的所述扫描小车（4）的移动速度v₁，并结合丝网（17）的横向宽度W，对所述扫描小车（4）每次左右向往复移动所需时间t₁进行确定，且其中t₁相应为所述水平梁（5）前后相邻两次向前移动之间的间隔时间；所述控制器（6）根据前后相邻两个所述激光器（3）之间的间距d和所述激光器（3）所发射激光光束的纵向宽度d'，对所述光学组件的曝光处理次数n进行确定且并对所述水平梁（5）每次向前移动的距离l'进行确定且l'=d'；同时，所述控制器（6）根据预先设定的所述水平梁（5）的移动速度v₂，对水平梁（5）每次向前移动所需时间t₂进行确定，且其中t₂相应为所述扫描小车（4）前后相邻两次左右向往复移动之间的间隔时间；

步骤二、激光器控制参数确定：所述控制器（6）根据所述丝网印刷用网框（2）上需加工的平面图形，对丝网印刷用网框（2）底部所涂覆感光材料涂层上的所有曝光位置进行确定；之后，控制器（6）根据所确定的丝网印刷用网框（2）底部所涂覆感光材料涂层上的所有曝光位置，对每一次曝光处理过程中所述光学组件中各激光器（3）发射激光光束的时间分别进行确定；

步骤三、曝光成像：在控制器（6）的控制作用下，对丝网印刷用网框（2）底部所涂覆的感光材料涂层进行曝光成像，并完成需加工平面图形的曝光成像过程；

且曝光成像过程中，所述控制器（6）根据步骤一中所确定的机械结构控制参数对小车驱动机构（4-1）和纵向移动驱动机构（5-1）分别进行控制；与此同时，控制器（6）根据步骤二中所确定的每一次曝光处理过程中所述光学组件中各激光器（3）发射激光光束的时间和预先设定的激光器（3）的输出功率，对所述光学组件中各激光器（3）发射激光光束的时间和所输出激光光束的功率进行控制。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤一中前后相邻两个所述激光器（3）之间的间距d为2mm～5mm，所述激光器（3）所发射激光光束为一个直径为10μm～15μm的光斑，且激光器（3）所发射激光光束的纵向宽度d'为10μm～15μm。