CN108628110B - 一种直写式丝网封边制版机及封边方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供了一种直写式丝网封边制版机及封边方法，采用DMD激光直接制版与大面积曝光LED模组结合的制版方式，对丝网版上需要制版的丝印图像区域与封边空白区域分别生成路径文件，先通过LED模组按照LED封边路径实现快速曝光封边，再通过激光成像系统按照DMD激光制版路径完成精确制版；该过程中采用了图像扩充处理方法，以将丝印图像区域进行扩充，避免了LED光辐射覆盖丝印图像边缘区域造成丝印图像制版部分精度下降的问题。本发明缩短了制版时间，既不会影响丝印图像的制版效果，又减轻了激光成像系统的负荷，同时也延长了DMD光学微镜阵列的使用寿命，结构简单，易于控制，有效提升制版效率。

Description

一种直写式丝网封边制版机及封边方法

技术领域

本发明涉及丝网印刷制版技术领域，更具体的说是涉及一种直写式丝网封边制版机及封边方法。

背景技术

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，丝网印刷的传统晒版制版的方法日显落后。其中一种直接制版的方法是采用数字微镜器件(DMD)进行曝光处理实现直接制版，能够节约时间、降低生产成本。

但在实际应用中，由于受丝网印刷制版幅面中丝印图像比例影响，使用DMD的直写式丝网制版系统其曝光产能受到很大的限制，具体原因是，丝网版网框包含丝印图像区域与封边空白区域，而普遍封边空白区域面积较大，DMD作为制版机的核心部件，属于高精密器件，若对整幅丝网版采用DMD直写式曝光工艺，不仅增大数字微镜器件的工作负荷，同时会降低整体制版效率。

因此，如何提供一种制版效率高、快速实现封边制版的直写式丝网封边制版机及封边方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种直写式丝网封边制版机及封边方法，采用DMD激光直接制版与大面积曝光LED模组结合的制版方式，快速封边的同时，保证丝印图像的曝光制版不受影响，有效提升制版效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：包括：主机、直线电机、印版控制系统、激光成像系统和大功率LED模组；

所述主机用于获取丝网版上的封边空白区域生成LED封边路径，获取丝印图像区域生成DMD激光制版路径；

所述印版控制系统包括与所述主机连接的主控器一，所述主控器一驱动直线电机按照所述LED封边路径或所述DMD激光制版路径移动；

所述直线电机与所述主控器一相连接，并根据所述LED封边路径带动所述大功率LED模组沿轨道移动，根据所述DMD激光制版路径带动所述激光成像系统沿轨道移动；

所述大功率LED模组用于对丝网版的封边空白区域进行大面积曝光固化处理。

优选的，所述激光成像系统用于对丝网版进行曝光制版，包括激光器、DMD光学微镜阵列；所述激光器发出的光束经所述光学镜头处理后折射至所述DMD光学微镜阵列；所述DMD光学微镜阵列根据丝印图像折射所述激光器光束至投影透镜进行曝光制版；所述激光成像系统和所述大功率LED模组均固定在安装台上。

优选的，所述直线电机包括X轴电机、Y轴电机和Z轴电机，分别带动所述安装台沿X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道移动。

优选的，所述印版控制系统还包括与所述主机连接的主控器二和DMD驱动板；

所述DMD驱动板用于接收主机发送的丝印图像，并根据丝印图像控制所述DMD光学微镜阵列的翻转；

所述主控器二用于根据投影镜头动态聚焦的焦距实时调节所述激光成像系统与丝网版之间的距离；

所述主控器一用于向所述Y轴电机发送丝印图像纵向像素的总长度脉冲数，并驱动Y轴电机沿Y轴轨道向下行进，所述主控器一每驱动Y轴电机行进一个像素长度，反馈一个同步差分脉冲给所述主控器二和所述DMD驱动板；所述主控器一还向所述X轴电机发送一列图像的宽度脉冲数。

优选地，所述主控器二控制Z轴电机沿Z轴轨道移动，对投影镜头进行焦距微调。

优选地，所述主控器一控制Y轴电机沿Y轴轨道向上回到丝印图像第二列图像的起始位置。

优选地，所述所述印版控制系统还包括主控器三，所述主控器三与所述主机连接，用于制版机的辅助控制。

本发明提供了一种直写式丝网封边制版机，采用DMD激光直接制版与大面积曝光LED模组结合的制版方式，通过LED模组实现快速封边，既不会影响丝印图像的制版效果，又减轻了激光成像系统的负荷，同时也延长了DMD光学微镜阵列的使用寿命，二者通过同一组直线电机驱动完成曝光路径移动，结构简单，易于控制，有效提升制版效率。

本发明还提供了一种直写式丝网制版封边方法，包括如下步骤：

步骤一，确定丝网版上的丝印图像区域与封边空白区域；

步骤二，对所述丝印图像区域进行图像扩充处理，根据剩余的封边空白区域，即LED曝光区域，生成LED封边路径；根据扩充后的丝印图像区域，即DMD激光制版区域，生成DMD激光制版路径；

步骤三，直线电机按照所述封边路径带动大功率LED模组，对所述LED曝光区域的丝网版进行大面积曝光固化处理；

步骤四，直线电机按照所述DMD激光制版路径带动激光成像系统，对所述DMD激光制版区域进行激光成像制版。

优选的，所述步骤一具体为：主机获取丝网版尺寸及丝印图像位于所述丝网版的位置坐标，得到丝网版上的丝印图像区域的坐标范围与封边空白区域的坐标范围。

优选的，所述图像扩充处理的具体步骤为：

将所述丝印图像区域的边缘向四周扩展特定距离值；

重新标定所述丝印图像区域扩展部分的逻辑值，使得所述LED曝光区域具有相同的逻辑值，所述DMD激光制版区域具有相同的逻辑值。

优选的，所述步骤二中LED封边路径为通过识别所述LED曝光区域的逻辑值计算得出的最高效率的行进照射路径。

优选的，所述步骤四具体包括：

1)所述主机向DMD驱动板发送图像数据流指令，所述DMD驱动板下载一列图像，同时所述主机控制投影透镜聚焦；

2)主控器一驱动Y轴电机带动所述激光成像系统沿Y轴轨道向下行进，Y轴电机每行进一个像素长度，所述主控器一同时反馈同步差分脉冲至主控器二和所述DMD驱动板；

3)所述DMD驱动板每收到一个脉冲后控制所述激光成像系统滚动显示一行像素；所述主控器二每收到一个脉冲后，根据所述激光成像系统的投影镜头动态聚焦的焦距实时驱动Z轴电机调节所述激光成像系统与丝网版之间的距离，直到所述Y轴电机沿所述Y轴轨道行进完成，所述激光成像系统停止显示；

4)所述主控器一驱动所述X轴电机沿X轴轨道向丝网版另一侧行进一列图像的宽度距离，并驱动Y轴电机沿Y轴轨道向上回到丝印图像第二列图像的起始位置；

5)所述主机控制DMD驱动板下载第二列图像。

优选地，所述步骤1)包括：

主控器一根据所述路径文件向Y轴电机发送丝印图像纵向像素的总长度脉冲数；

所述Y轴电机在脉冲驱动下沿Y轴轨道向下行进；

所述Y轴电机每行进一个像素长度，主控器一同时反馈同步差分脉冲至所述主控器二和所述DMD驱动板。

优选的，所述步骤3)中，所述DMD驱动板每收到一个脉冲后控制DMD光学微镜阵列翻转，从而折射激光器发射到其上面的光束，达到滚动显示丝印图像的一行像素的目的。

优选地，所述步骤4)包括：

所述主控器一根据所述路径文件向所述X轴电机发送一列图像的宽度脉冲数；

所述X轴电机在脉冲驱动下沿X轴轨道向丝网版另一侧行进一列图像的宽度距离；

所述主控器一根据所述路径文件发送丝印图像纵向像素的总长度脉冲数；

Y轴电机沿Y轴轨道向上回到丝印图像第二列图像的起始位置。

经由上述的技术方案可知，本发明提供一种制版效率高、快速实现封边制版的直写式丝网封边方法。具体有益效果如下：

本发明对丝网版上需要制版的丝印图像区域与封边空白区域分别生成路径文件，先通过LED模组按照LED封边路径实现快速曝光封边，再通过激光成像系统按照DMD激光制版路径完成精确制版。由于封边空白区域对于边缘处理的精度要求并不高，因此采用大面积LED照射实现丝网版的曝光固化；该过程中为了防止LED光辐射至丝印图像区域的边缘处，因此采用了图像扩充处理方法，以将丝印图像区域进行扩充，避免了LED光辐射覆盖丝印图像边缘区域造成丝印图像制版部分精度下降的问题。该封边工艺缩短了制版时间，既不会影响丝印图像的制版效果，又减轻了激光成像系统的负荷，同时也延长了DMD光学微镜阵列的使用寿命，二者通过同一组直线电机驱动完成曝光路径移动，结构简单，易于控制，有效提升制版效率。

并且本发明的激光制版过程控制简单，制版精度和效率较高。第一、制版过程仅需在主机导入丝印图像，即可自动获取生成路径，并且多个电机控制激光成像系统投射扫描路径切换流畅，智能化高；在投射扫描的同时利用同一同步差分脉冲反馈信号即可实现透射镜头的实时调焦过程，简化了控制工艺，进而提升了制版效率。第二、通过丝印图案获取投射扫描对应的像素数，以此为基础确定驱动电机行进脉冲数，可以有效把握打印的具体位置，并且以Y轴电机行进单位像素为判断条件向控制调焦的主控器二和控制激光成像的DMD驱动板反馈脉冲控制信号，该方式有效避免了成像和制版在时间或空间上的错位，保证了制版控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明直写式丝网封边制版机的工作原理示意图；

图2附图为本发明直写式丝网封边制版机的通讯原理图；

图3附图为本发明图像扩充及DMD激光制版路径示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1公开了本发明直写式丝网封边制版机的工作原理示意图。本发明采用DMD激光直接制版与大面积曝光LED模组结合的制版方式，具体方法如下：

S1，主机获取丝网版尺寸及丝印图像位于丝网版的位置坐标，得到丝网版上的丝印图像区域的坐标范围与封边空白区域的坐标范围。

参见附图3，丝网版的四周具有网框，封边空白区域不包括网框所占面积。

S2，对丝印图像区域进行图像扩充处理，图像扩充处理的具体步骤为：

1)将丝印图像区域的边缘向四周扩展特定距离值，例如在原始丝印图像的基础上扩展几公分；

2)重新标定丝印图像区域扩展部分的逻辑值，使得LED曝光区域具有相同的逻辑值，DMD激光制版区域具有相同的逻辑值。图3所示将扩展部分的逻辑值填充为“0”，使之与原始丝印图像区域相融合，图中填充后的区域外缘所示虚线框框选部分为DMD激光制版区域；虚线框以外，网框以内为LED曝光区域。

主机根据LED曝光区域，生成LED封边路径；根据DMD激光制版区域，生成DMD激光制版路径。其中，LED封边路径为通过识别LED曝光区域的逻辑值计算得出的最高效率的行进照射路径。

S3，直线电机按照封边路径带动大功率LED模组，对LED曝光区域的丝网版进行大面积曝光固化处理。具体实现方式为：

激光成像系统和大功率LED模组均固定在安装台上，与主机连接的主控器一驱动直线电机，直线电机带动安装台按照LED封边路径路径移动。直线电机包括X轴电机、Y轴电机和Z轴电机，分别带动安装台沿X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道移动。

S4，与主机连接的主控器一驱动直线电机按照DMD激光制版路径带动激光成像系统，对DMD激光制版区域进行激光成像制版。具体实现方式为：

1)开始打印时，主机向DMD驱动板发送图像数据流指令，把缓存的图像数据流下载到DMD驱动板的内存里，同时向主控器二发送聚焦指令控制投影透镜开始聚焦。

这里需要对本发明的激光成像系统加以说明，激光成像系统包括激光器、光学透镜、DMD光学微镜阵列以及投影透镜。激光器发出的光束经光学镜头的散光，矫正，滤波等处理后通过棱镜折射至DMD光学微镜阵列；DMD光学微镜阵列根据丝印图像折射激光器光束至投影透镜进行曝光制版。其中，DMD微镜阵列上每个微镜单元为一个图像的像素点，通过控制DMD的微镜阵列上每个微镜单元±12°翻转，有图像的微镜把光反射到边上，无图像的微镜把光反射到投影镜头里，投影镜头直接照射在涂好丝网胶的丝网版上，有光的地方丝网胶发生固化化学反应，无光的地方则不发生反应，全部照射完成后，经过冲洗显影，发生固化反应的胶留下，无反应的胶被冲洗掉，制版就完成了，整个控制实现全自动打印执行操作极为简单，此制版为激光成像直接制版，省去了CTP制版(电脑直接制版)菲林片的中间环节。大大提高整体的工艺流程的效率，而且降低了菲林片的成本。

2)聚焦完成后，主机向主控器二发送同步伴随聚焦指令，并且DMD驱动板控制DMD光学微镜阵列开始显示，而后主控器一根据路径文件向Y轴电机发送丝印图像纵向像素的总长度脉冲数，并驱动Y轴电机沿Y轴轨道向下行进，丝印图像纵向像素的总长度脉冲数即确定了Y轴目标位移量，主控器一每驱动Y轴电机行进一个像素长度，同时反馈一个同步差分脉冲给主控器二和DMD驱动板。

3)DMD驱动板每收到一个脉冲后滚动显示一行像素；主控器二每收到一个脉冲后，根据投影镜头动态聚焦的焦距实时控制Z轴电机调节激光成像系统与丝网版之间的距离，直到Y轴电机沿Y轴轨道行进完成。主控器二还连接激光位移传感器，用于实时检测激光成像系统与丝网版之间的距离，通过检测距离值和投影镜头动态焦距计算得到Z轴电机调节的距离值，满足投影镜头实施聚焦在丝网版上。

4)Y轴电机沿Y轴轨道行进完成后，主机向DMD驱动板发送停止显示指令，向主控器二发送停止伴随聚焦指令，此时，主控器一根据路径文件向X轴电机发送一列图像的宽度脉冲数；X轴电机在脉冲驱动下沿X轴轨道向丝网版另一侧行进一列图像的宽度距离，该宽度距离即为X轴目标位移量；主控器一根据路径文件发送丝印图像纵向像素的总长度脉冲数；Y轴电机沿Y轴轨道向上回到丝印图像第二列图像的起始位置。

5)主机向DMD驱动板下载下一列的图像数据流指令，并下载第二列图像。图像下载完并且Y轴到达图像起始位置后，主机重新向主控器二发送修正焦距指令，然后向主控器二发送同步伴随聚焦指令，DMD驱动板再次控制DMD光学微镜阵列开始显示。主控器一根据路径文件发送第二列丝印图像纵向像素的总长度脉冲数，往复直到结束。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种直写式丝网封边制版机，其特征在于，包括：主机、直线电机、印版控制系统、激光成像系统和大功率LED模组；

所述主机用于获取丝网版上的封边空白区域生成LED封边路径，获取丝印图像区域生成DMD激光制版路径；

所述印版控制系统包括与所述主机连接的主控器一，所述主控器一驱动直线电机按照所述LED封边路径或所述DMD激光制版路径移动；

所述直线电机与所述主控器一相连接，并根据所述LED封边路径带动所述大功率LED模组沿轨道移动，根据所述DMD激光制版路径带动所述激光成像系统沿轨道移动；

所述大功率LED模组用于对丝网版的封边空白区域进行大面积曝光固化处理。

2.根据权利要求1所述的一种直写式丝网封边制版机，其特征在于，所述激光成像系统用于对丝网版进行曝光制版，包括激光器、DMD光学微镜阵列；所述激光器发出的光束经光学镜头处理后折射至所述DMD光学微镜阵列；所述DMD光学微镜阵列根据丝印图像折射所述激光器光束至投影透镜进行曝光制版；所述激光成像系统和所述大功率LED模组均固定在安装台上。

3.根据权利要求2所述的一种直写式丝网封边制版机，其特征在于，所述直线电机包括X轴电机、Y轴电机和Z轴电机，分别带动所述安装台沿X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道移动。

4.根据权利要求3所述的一种直写式丝网封边制版机，其特征在于，所述印版控制系统还包括与所述主机连接的主控器二和DMD驱动板；

所述DMD驱动板用于接收主机发送的丝印图像，并根据丝印图像控制所述DMD光学微镜阵列的翻转；

所述主控器二用于根据投影镜头动态聚焦的焦距实时调节所述激光成像系统与丝网版之间的距离；

所述主控器一用于向所述Y轴电机发送丝印图像纵向像素的总长度脉冲数，并驱动Y轴电机沿Y轴轨道向下行进，所述主控器一每驱动Y轴电机行进一个像素长度，反馈一个同步差分脉冲给所述主控器二和所述DMD驱动板；所述主控器一还向所述X轴电机发送一列图像的宽度脉冲数。

5.一种直写式丝网制版封边方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，确定丝网版上的丝印图像区域与封边空白区域；

步骤二，对所述丝印图像区域进行图像扩充处理，根据剩余的封边空白区域，即LED曝光区域，生成LED封边路径；

步骤三，直线电机按照所述封边路径带动大功率LED模组，对所述LED曝光区域的丝网版进行大面积曝光固化处理；

步骤四，根据扩充后的丝印图像区域，即DMD激光制版区域，生成DMD激光制版路径；

步骤五，直线电机按照所述DMD激光制版路径带动激光成像系统，对所述DMD激光制版区域进行激光成像制版。

6.根据权利要求5所述一种直写式丝网制版封边方法，其特征在于，所述步骤一具体为：主机获取丝网版尺寸及丝印图像位于所述丝网版的位置坐标，得到丝网版上的丝印图像区域的坐标范围与封边空白区域的坐标范围。

7.根据权利要求5所述一种直写式丝网制版封边方法，其特征在于，所述图像扩充处理的具体步骤为：

将所述丝印图像区域的边缘向四周扩展特定距离值；

重新标定所述丝印图像区域扩展部分的逻辑值，使得所述LED曝光区域具有相同的逻辑值，所述DMD激光制版区域具有相同的逻辑值。

8.根据权利要求5所述一种直写式丝网制版封边方法，其特征在于，所述步骤三中封边路径为通过识别所述LED曝光区域的逻辑值计算得出的最高效率的行进照射路径。

9.根据权利要求6所述一种直写式丝网制版封边方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

1)所述主机向DMD驱动板发送图像数据流指令，所述DMD驱动板下载一列图像，同时所述主机控制投影透镜聚焦；

2)主控器一驱动Y轴电机带动所述激光成像系统沿Y轴轨道向下行进，Y轴电机每行进一个像素长度，所述主控器一同时反馈同步差分脉冲至主控器二和所述DMD驱动板；

3)所述DMD驱动板每收到一个脉冲后控制所述激光成像系统滚动显示一行像素；所述主控器二每收到一个脉冲后，根据所述激光成像系统的投影镜头动态聚焦的焦距实时驱动Z轴电机调节所述激光成像系统与丝网版之间的距离，直到所述Y轴电机沿所述Y轴轨道行进完成，所述激光成像系统停止显示；

4)所述主控器一驱动X轴电机沿X轴轨道向丝网版另一侧行进一列图像的宽度距离，并驱动Y轴电机沿Y轴轨道向上回到丝印图像第二列图像的起始位置；

5)所述主机控制DMD驱动板下载第二列图像。

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