專利名稱：一種激光掃描直接制版系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一種激光掃描直接制版系統(tǒng)屬于印刷技術(shù)領(lǐng)域。
隨著激光技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，第四代排字技術(shù)即計(jì)算機(jī)-激光照排技術(shù)已流行世界。其制版過程分兩步第一步是將文、圖信息存入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按文、圖信息輸出點(diǎn)陣去控制激光束，掃描系統(tǒng)使受控激光束在照相底片上掃描形成潛象，經(jīng)膠片顯影機(jī)顯影，得到照排底片第二步用紫外燈將該底片上信息曬制在一種預(yù)涂式平版(Presensitized plate，簡(jiǎn)稱PS版)上，供印刷使用。
為了將第四代照排機(jī)和制版工序兩步過程合并，從70年代起國(guó)際上又開始研制第五代排版系統(tǒng)即激光掃描直接制版系統(tǒng)，使受控激光束直接在印刷用版材上掃描成象。
據(jù)《當(dāng)代國(guó)際印刷技術(shù)的發(fā)展概況與水平》[印刷雜志，國(guó)外專輯(總69期)，1985年12月 介紹，按所用版材可將激光掃描直接制版系統(tǒng)分為兩類。一類使用非感光性材料，如Log E Scan系統(tǒng)(Log E tronic公司生產(chǎn))使用一種非感光性的熱成象材料(Laser mask)，用釔鋁石榴石激光作掃描光源。另一類使用感光性材料，大多以氬離子激光作掃描光源。如Scitex公司的勒斯特/2系統(tǒng)，采用重氮鹽感光樹脂涂層的PS版，需用大功率(10瓦)氬離子激光光源Eocom公司的Laserite 200系統(tǒng)，采用有機(jī)光導(dǎo)體為涂層的靜電型PS版，用小功率氬離子激光掃描。
關(guān)于感光性版材，特別要提到的是日本富士公司研制的高速PS版，它涂有兩層感光材料，上層為高感光靈敏度涂層，下層為感光樹脂層。先用小功率激光在版材的第一涂層掃描成象，溶解第一涂層未感光部分，然后用強(qiáng)紫外光對(duì)版材進(jìn)行二次曝光，經(jīng)顯影脫膜后成印版。
日本寫研公司的SAPLS-N系統(tǒng)就是上述那類高速PS版激光直接制版系統(tǒng)，其掃描光源仍為小功率氬離子激光。
大、中功率氬離子激光器耗電耗水量大，體積大，維護(hù)困難，設(shè)備成本高，即使是小功率氬離子激光器也比He-Ne激光器貴得多。
北京大學(xué)在“華光”計(jì)算機(jī)-激光漢字編輯排版系統(tǒng)研制成功的基礎(chǔ)上，開展了激光掃描直接制版系統(tǒng)的研究開發(fā)工作，已發(fā)明一種可以用He-Ne小功率激光作掃描光源的高速PS版(中華人民共和國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?9107537.2)。
本發(fā)明的目的是要建立一種激光掃描直接制版系統(tǒng)，它以小功率He-Ne激光作掃描光源，以高速PS版為適用版材，具有行對(duì)齊、多種掃描密度選擇、可等待掃描、明室操作、由微機(jī)控制自動(dòng)運(yùn)行等特點(diǎn)。
本發(fā)明的激光掃描直接制版系統(tǒng)(圖1)，由激光排版機(jī)(100)、顯象處理裝置甲流程(200)和乙流程(300)以及微機(jī)控制(400)組成。激光排版機(jī)(圖2)由以小功率(5mw)He-Ne激光作掃描光源的光學(xué)系統(tǒng)(110)、床身(120)、工作臺(tái)(130)、左機(jī)械手(140)、右機(jī)械手(150)、機(jī)械手橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(160)、工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(170)、暗盒(180)、版材傳送機(jī)構(gòu)(190)、電子和電氣控制系統(tǒng)等組成，除微機(jī)控制部分外，其余部件都安置在光密封的箱體之內(nèi)。激光排版機(jī)(100)接收計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)(500)發(fā)來的掃描啟停命令和文圖信息，由本地微機(jī)控制，自動(dòng)運(yùn)行，在高速PS版的第一涂層銀鹽感光層上掃描形成潛象，然后由版材傳送機(jī)構(gòu)(190)喂入顯象處理裝置。顯象處理裝置甲流程(200)對(duì)版材的銀鹽感光層作顯影、定影處理，顯象處理裝置乙流程(300)對(duì)PS版的感光樹脂層作紫外光曝光和顯影脫膜處理，最后輸出供印刷用的印版。
激光排版機(jī)(100)也可用作以銀鹽膠片為適用版材的照排機(jī)，顯象處理裝置甲流程(200)也可用作一般的膠片顯影定影機(jī)，它們與乙流程組成的整體成了一種以高速PS版和高速Napp版為適用版材的激光掃描直接制版系統(tǒng)。國(guó)外激光掃描直接制版系統(tǒng)，由于版材感光性能限制，均不以He-Ne激光作掃描光源，所以以小功率He-Ne激光作直接制版系統(tǒng)的掃描光源是本發(fā)明的一個(gè)顯著特征。
實(shí)施例下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)敘述本發(fā)明的技術(shù)特征，為具體起見而標(biāo)出的數(shù)字不應(yīng)視作對(duì)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)的特殊限定。
激光排版機(jī)的工作臺(tái)(130)與床身(120)均為大質(zhì)量鑄件，兩者之間為雙“V”形鋃鋼塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌(圖3)，即床身導(dǎo)軌上鋃鋼(20Cr淬火)，工作臺(tái)導(dǎo)軌上貼塑料，并經(jīng)精密刮研。這種導(dǎo)軌抗振性能好，摩擦系數(shù)小，耐磨性高，使用壽命長(zhǎng)。導(dǎo)軌的平直度要求高，例如每毫米優(yōu)于0.5微米，這是保證掃描光點(diǎn)定位精度的重要條件之一。
工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(170)由步進(jìn)電機(jī)和減速器(171)以及滾珠絲杠螺母付(172)組成(圖2與圖5)。
工作臺(tái)面上開溝槽與其內(nèi)腔的真空室相通，用真空泵向外抽氣可使版材吸附于工作臺(tái)臺(tái)面上，去真空后版材可移離工作臺(tái)面。
為使被掃描版材置于工作臺(tái)面的正確位置上，工作臺(tái)上設(shè)有版材撥正定位裝置，它可由步進(jìn)電機(jī)、帶輪、齒形帶、凸輪和定位銷組成。
每個(gè)機(jī)械手(圖4)上設(shè)有吸盤(141)4個(gè)，吸盤旁有頂桿(142)，機(jī)械手中央有頂桿(144)，它比吸盤多下伸25mm。左機(jī)械手(140)的吸盤旁還設(shè)有吹氣嘴(143)，左機(jī)械手抓版時(shí)，吹氣嘴吹氣以防止抓起兩張版材。右機(jī)械手抓版時(shí)，為防止版材與工作臺(tái)吸附過緊而抓不起版，故采取向工作臺(tái)內(nèi)腔吹氣的措施。
左機(jī)械手(140)與右機(jī)械手(150)分別經(jīng)氣缸(145)與(146)一同固定在機(jī)械手橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑板(161)上，滑板(161)沿雙園柱水平導(dǎo)軌由交流電機(jī)(162)、減速齒輪(163)和絲杠螺母付(164)驅(qū)動(dòng)使機(jī)械手作橫向(與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向垂直)移動(dòng)。機(jī)械手的上下移動(dòng)分別由氣缸(145)(146)驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)滑板(161)在左邊設(shè)定位置(圖4)時(shí)，左機(jī)械手(110)位于暗盒上方，右機(jī)械手位于工作臺(tái)上方。當(dāng)滑板(161)移到右邊設(shè)定位置時(shí)，左機(jī)械手位于工作臺(tái)上方，而右機(jī)械手位于傳送帶(191)上方。
左機(jī)械手(140)負(fù)責(zé)從暗盒(180)中抓版與向工作臺(tái)面上放版，右機(jī)械手(150)負(fù)責(zé)從工作臺(tái)面上抓版與向版材傳送裝置(190)的傳送帶(191)上放版。
版材傳送裝置(190)(圖4)由電機(jī)(192)、皮帶輪、減速器(193)和傳送帶(191)組成。在與顯象處理裝置的接口附近有送版監(jiān)測(cè)裝置(微動(dòng)開關(guān))。若由于發(fā)生故障，版送不出去，本地微機(jī)得不到微動(dòng)開關(guān)跳開的信息，將不允許下一塊版放到傳送帶上，只有當(dāng)微動(dòng)開關(guān)每發(fā)出一次接通、跳開信息后，才允許下一塊版材放到傳送帶上。
暗盒(180)是一個(gè)光密封的合金鋁構(gòu)件，具有插拔式盒蓋，盒內(nèi)底部裝有8個(gè)彈簧，彈簧上有一托板。彈簧彈性系數(shù)是這樣確定的;當(dāng)托版上面放上一張厚0.31mm的PS版時(shí)，彈簧被壓縮約0.3mm。每個(gè)暗盒可盛放100張PS版。
激光掃描光學(xué)系統(tǒng)(110)(圖5)由He-Ne激光器(111)、聲光調(diào)制器(112)、反射鏡(113)、擴(kuò)束鏡(114)、轉(zhuǎn)鏡(例如由4面錐鏡組成)(115)、園光柵(116)、電機(jī)(117)、Fθ物鏡(118)等組成，轉(zhuǎn)鏡與園光柵聯(lián)在同一轉(zhuǎn)軸上由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
二維平面掃描是這樣實(shí)現(xiàn)的版材幅面橫向掃描由轉(zhuǎn)鏡(115)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)(500)發(fā)出的文圖信息通過聲光調(diào)制器(112)對(duì)激光器(111)發(fā)出的激光束進(jìn)行調(diào)制，聲光調(diào)制器輸出的受控激光束經(jīng)反射鏡(113)反射、再經(jīng)擴(kuò)束鏡(114)擴(kuò)束后射到轉(zhuǎn)鏡(115)上，轉(zhuǎn)鏡的反射光經(jīng)Fθ物鏡(118)會(huì)聚在版材上，當(dāng)電機(jī)(117)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，受控光束在感光版材上掃描打點(diǎn)形成潛象。為保證掃描光點(diǎn)的定位精度，轉(zhuǎn)鏡的軸隙宜限于微米量級(jí)。版材幅面縱向掃描由步進(jìn)電機(jī)(171)通過絲杠螺母付(172)拖動(dòng)工作臺(tái)載著版材緩慢平移實(shí)現(xiàn)。
縱橫掃描必須同步協(xié)調(diào)。為此可利用園光柵。由于園光柵與轉(zhuǎn)鏡具有相同的轉(zhuǎn)速，所以園光柵輸出的光柵脈沖信號(hào)其頻率(設(shè)為178.6KHZ)反映了轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)速，即反映了橫向掃描的速度?？紤]到運(yùn)行中轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)速可能有抖動(dòng)，為保證掃描行(線)間距和橫向點(diǎn)間距一致均勻，除成像透鏡采用Fθ物鏡使像高與轉(zhuǎn)角θ成線性關(guān)系外，電路上采取以下措施(圖6)(1).工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)(171)的驅(qū)動(dòng)脈沖由光柵脈沖經(jīng)分頻器(401)分頻后得到，分頻器(401)的分頻系數(shù)設(shè)為d2。(2).用位同步脈沖束來控制計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)文圖信息的發(fā)出時(shí)刻，即計(jì)算機(jī)每接到一個(gè)位同步脈沖才相應(yīng)發(fā)出一個(gè)文圖信號(hào)脈沖。位同步脈沖是將光柵脈沖鎖相倍頻而得(圖6)。由4MHZ壓控振蕩器(402)、分頻器(403)和(404)、鑒相器(405)組成鎖相環(huán)。壓控振蕩器的輸出信號(hào)被光柵信號(hào)鎖相，經(jīng)分頻器(406)后得位同步脈沖，分頻器(406)的分頻系數(shù)設(shè)為d1。改變分頻系數(shù)d1與d2就可獲得不同的掃描線密度。設(shè)轉(zhuǎn)鏡由4面錐鏡組成，光柵脈沖頻率為178.6KHZ，壓控振蕩器頻率為4MHZ，則不同掃描線密度所對(duì)應(yīng)的分頻系數(shù)d1、d2如下掃描線密度 15線/mm 20線/mm 30線/mm 40線/mm 60線/mmd18 6 4 3 2d2103 137 205 273 410由4面錐鏡組成的轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)一周將在版材上掃出4條掃描線。由于存在加工誤差，各相鄰錐鏡間的夾角不可能完全相等，這必然導(dǎo)致4條掃描線的起點(diǎn)參差不齊。必須采取行對(duì)齊技術(shù)措施，使各面錐鏡在版材上的第一個(gè)有效掃描光點(diǎn)彼此對(duì)齊。本發(fā)明采用的技術(shù)措施如下(圖6)。(1)在分頻器(406)后設(shè)一阻擋門(407)。(2)設(shè)分頻器(408)對(duì)光柵脈沖分頻得相應(yīng)于各面錐鏡的掃描行起始脈沖信號(hào)。(3)預(yù)置數(shù)選擇電路(409)按各面錐鏡的掃描行起始脈沖選擇各自適當(dāng)?shù)念A(yù)置數(shù)給計(jì)數(shù)器(410)置初值。(4)計(jì)數(shù)器(410)計(jì)滿發(fā)出放行脈沖，打開阻擋門。這樣各面錐鏡得到的位同步脈沖發(fā)出時(shí)刻被相應(yīng)延遲。預(yù)置數(shù)改變±1，光點(diǎn)在象面上的位置相應(yīng)移動(dòng)±1/4光點(diǎn)間距。各面錐鏡的預(yù)置數(shù)是獨(dú)立可調(diào)的。調(diào)整時(shí)用顯微鏡觀察象平面上的掃描線，依次改變4條掃描線的預(yù)置數(shù)直到4條掃描線的有效起點(diǎn)對(duì)齊為止。
國(guó)內(nèi)已開發(fā)出多種計(jì)算機(jī)編輯排版系統(tǒng)，所用計(jì)算機(jī)的存貯容量各異。有的存貯量小，不能一次存取4開版面的信息。為與小存貯量編輯系統(tǒng)相兼容，本發(fā)明的激光掃描直接制版系統(tǒng)具有可等待掃描功能，即允許掃描中途停頓，經(jīng)任意長(zhǎng)時(shí)間后，恢復(fù)掃描，而暫時(shí)中斷的掃描處仍可保持原有的掃描定位精度。
可等待的掃描由D觸發(fā)器(411)、與門(412)、(413)、(414)實(shí)現(xiàn)。與門由D觸發(fā)器的Q端控制。在掃描進(jìn)行時(shí)，Q為高電位，與門打開，位同步脈沖經(jīng)與門(412)送計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)發(fā)來的文圖信息經(jīng)與門(413)送到聲光調(diào)制器(112)，分頻器(401)輸出的脈沖經(jīng)與門(414)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)(171)。D觸發(fā)器的CK端接收分頻器(408)發(fā)來的行起始脈沖，D端接收計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)發(fā)來的掃描啟(低電平)停(高電平)信號(hào)。D端收到掃描停信號(hào)后，Q端仍保持高電平，計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)繼續(xù)將該行文圖信息發(fā)完，直到分頻器(408)輸出的下一個(gè)行起始脈沖到來時(shí)，與門(412)、(413)和(414)關(guān)閉，掃描暫停。計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)撤除掃描停信號(hào)后，掃描恢復(fù)進(jìn)行。
激光排版流程如下工作臺(tái)與機(jī)械手在原始位置;機(jī)械手下降;機(jī)械手吸氣(版);側(cè)面吹氣;機(jī)械手上升;機(jī)械手右移;機(jī)械手下降;機(jī)械手放氣(版);機(jī)械手上升;機(jī)械手左移;版材在工作臺(tái)上撥正定位;工作臺(tái)吸氣(版);工作臺(tái)前進(jìn)(包括快速趨進(jìn)、降速、勻速前進(jìn)掃描，掃描完畢);工作臺(tái)快退返回原始位置;工作臺(tái)放氣。
至此，一張版材的照排即告完成，需時(shí)約5分鐘。
上述流程在計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)和本地微機(jī)(TP801單板機(jī))的控制管理下自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行。若暗盒盛有100張高速PS版，則一次可連續(xù)排版100張版材。
激光排版機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格激光掃描部分1.掃描光源 小功率(5mw)He-Ne激光2.掃描幅度 530×390mm23.4開版面所需掃描時(shí)間 3分鐘4.掃描線密度(線/mm) 15，20，30，40，605.轉(zhuǎn)鏡 4面錐鏡6.Fθ物鏡 焦距 f＝250mm機(jī)械部分1.工作臺(tái)面積 658×500mm22.工作臺(tái)行程有效行程 775mm最大行程 790mm3.機(jī)械手行程橫向行程 580mm垂直行程 40mm4.工作臺(tái)縱向移動(dòng)速度快速 2500mm/min慢速 179.164mm/min5.機(jī)械手橫向移動(dòng)速度 300mm/min控制部分1.光柵鎖相光柵信號(hào) 178.6KHZ方波，鎖相頻率 4MHZ，位同步打點(diǎn)脈沖可為2MHZ，1MHZ，1.333MHZ，0.667MHZ，0.5MHZ2.微機(jī)控制TP801單板機(jī)，1.2K條指令，傳感器31個(gè)，執(zhí)行元件55個(gè)3.版材種類高速PS版，膠片等4.PS版耐印率10萬(wàn)印次照排好的版材經(jīng)版材傳送機(jī)構(gòu)(190)喂入顯象處理裝置。顯象處理裝置(圖7)由甲流程(200)和乙流程(300)串接組成。甲流程對(duì)版材的銀鹽感光層(第一涂層)作顯影定影處理。乙流程對(duì)版材的感光樹脂層(第二涂層)作紫外光曝光和顯影脫膜處理。
顯象處理裝置(圖7)用對(duì)滾膠輥沿水平方向傳送版材。上膠輥(201)和下膠輥(202)有相同的直徑和數(shù)公斤自重。各膠輥對(duì)處于同一水平高度。
膠輥對(duì)的傳動(dòng)裝置(圖8)由直流電機(jī)(215)、諧波減速器(216)、鏈輪(217)、蝸桿(218)、蝸輪(219)、下膠輥齒輪(220)、上膠輥齒輪(221)組成。上下膠輥以相同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度對(duì)滾，調(diào)節(jié)直流電機(jī)的電樞電壓就可調(diào)節(jié)上下膠輥的對(duì)滾速度。
運(yùn)行時(shí)(圖9)，上膠輥(201)的支撐完全放松，上下膠輥壓緊，當(dāng)有版材(181)通過時(shí)，上膠輥的重量壓在版材上，產(chǎn)生足夠大的滾動(dòng)摩擦力使版材沿水平方向運(yùn)動(dòng)。壓緊的膠輥還阻止工作液流向膠輥的另一邊，防止不同工作液體的相互污染。
顯象處理裝置甲流程(200)(圖7)有顯影、水沖、定影、水沖、擠干等工作區(qū)。顯影工作區(qū)有銀鹽顯影液貯液箱(203)、泵(204)、供液管(205)、分布于上膠輥上方的噴淋頭(206)、位于相鄰下膠輥間的淺底自溢式液槽(207)、集液槽(208)、通到貯液箱的回液管(209)，貯液箱經(jīng)閥門(210)通排放管(211)。
定影工作區(qū)有銀鹽定影液貯液箱(212)、泵(213)、供液管、噴淋頭、淺底自溢式液槽、集液槽、回液管，定影液貯液箱經(jīng)閥門通排放管。
顯影區(qū)后及定影區(qū)后各設(shè)有水沖區(qū)，水沖區(qū)的噴淋頭直接接在自來水管上，而集水槽(214)則直接與排放管(211)相連通。
擠干是用對(duì)滾膠輥完成的。
由于高速PS版和高速Napp版銀鹽層以及感光膠片對(duì)可見光的感光靈敏度很高，明室操作下要求嚴(yán)格的光密封。因此甲流程被置于光密封的箱體之內(nèi)。
乙流程(圖7)是紫外光曝光、顯影、脫膜、水沖、擠干等工作區(qū)。
紫外光曝光區(qū)裝有紫外燈管(301)、按曝光強(qiáng)度需要可選裝1-8根紫外燈管。
顯影區(qū)有感光樹脂顯影液貯液箱(302)、泵、供液管和分布于膠輥對(duì)上方的噴淋頭，集液槽以及通到貯液箱的回液管，貯液箱經(jīng)閥門通排放管。
脫膜是在稀堿水顯影的后階段邊顯影邊脫膜下完成的，脫膜后又顯影10-20秒，然后用溫水沖洗，滾刷刷洗凈顯影液。沖洗用的熱水箱，它分加熱區(qū)(303)和回水區(qū)(304)兩部分，由過濾網(wǎng)(305)隔開。加熱區(qū)的補(bǔ)水管(306)與自來水管相連，熱水由泵經(jīng)管道到分布于膠輥對(duì)上方的噴淋頭。集水槽經(jīng)管道與回水區(qū)(304)相連?；厮畢^(qū)經(jīng)閥門與排放管相連。
在脫膜區(qū)用尼龍刷(307)剝除覆蓋在高速PS版表面的明膠薄膜(圖10)。尼龍刷固定在聚四氟乙烯模塊(308)下部。兩根光杠(309)穿過模塊作為導(dǎo)向軌，脫膜區(qū)橫向兩側(cè)設(shè)有直徑相同的園柱輪(313)、(314)，其上纏繞兩根鋼絲(或尼龍絲)，模塊(308)固定在鋼絲(或尼龍絲)某處。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(315)驅(qū)動(dòng)園柱輪(313)和(314)同作順時(shí)針與反時(shí)針來回轉(zhuǎn)動(dòng)使尼龍刷作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。尼龍刷下方有支撐板(316)，版材(181)在尼龍刷與支撐板間通過，支撐板兩端有收集廢膜的網(wǎng)袋(317)。
有泵控器控制顯影液、定影液、熱水等工作液體的噴淋流量和循環(huán)使用，溫控器控制各工作液體于設(shè)定的工作溫度，液位控制器控制各貯液箱中液體的液位使得液量不足時(shí)禁止機(jī)器啟動(dòng)或自動(dòng)停機(jī)。調(diào)節(jié)版材輸運(yùn)速度以控制顯影、定影、紫外光曝光、脫膜等工序時(shí)間。
顯象處理裝置的工藝參數(shù)如下1.可處理版材面積 ≤600×500mm22.處理版材種類 高速PS版、高速Napp版和膠片3.版材傳送速度 18.8～339mm/min4.甲流程顯影液 D-11或廣東No.201套藥顯影液溫度 20～25℃顯影時(shí)間 30～150s5.甲流程定影液 F-5定影液溫度 20～25℃定影時(shí)間 90～225s6.乙流程紫外曝光強(qiáng)度 1～8根紫外燈管(30w～240w)紫外曝光時(shí)間 2.5min7.乙流程顯影液 稀堿溶液顯影溫度 26～35℃顯影時(shí)間 120s8.乙流程脫膜后熱水沖洗溫度 25～35℃按本發(fā)明制成的激光掃描直接制版系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是以小功率He-Ne激光作掃描光源，以高速PS版為適用版材，有多種掃描分辨率(線密度)供選擇和可等待掃描功能，使得本發(fā)明可與不同排版軟件和存貯容量不同的計(jì)算機(jī)相匹配，顯象處理在版材行進(jìn)中完成，明室操作，在微機(jī)控制下自動(dòng)運(yùn)行，每隔5分鐘可制作一張印版，一次可連續(xù)制版100張。
除上所述可將高速PS版制作成供膠印機(jī)用的PS版以外，本系統(tǒng)還可以感光膠片為版材輸出照排膠片供制作樹脂版或曬制PS版用;也可使用高速Napp版，系統(tǒng)輸出凸印用的樹脂版，供鉛印輪轉(zhuǎn)機(jī)印刷;輸出凹印用的銅(鋅)版供凹印機(jī)印刷;制作印刷電路版等。


圖1是本發(fā)明激光掃描直接制版系統(tǒng)框圖，其中100是激光排版機(jī)，200是顯象處理裝置甲流程，300是顯象處理裝置乙流程，400是微機(jī)與控制。
圖2是激光排版機(jī)示意圖，其中110是光學(xué)系統(tǒng)，120是床身，130是工作臺(tái)，140是左機(jī)械手，150是右機(jī)械手，160是機(jī)械手橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，170是工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，180是暗盒，181是版材，190是版材傳送機(jī)構(gòu)。
圖3是工作臺(tái)與床身之間的導(dǎo)軌示圖。
圖4是機(jī)械手及其橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、暗盒、工作臺(tái)和版材傳送機(jī)構(gòu)示圖。其中140表示左機(jī)械手，141是機(jī)械手吸盤，142是吸盤旁的頂桿，143是左機(jī)械手側(cè)面吹嘴，144是中央頂桿，145是左機(jī)械手氣缸，146是右機(jī)械手氣缸，150表示右機(jī)械手，161是滑板，162是電機(jī)，163是減速齒輪，164是絲杠螺母付，191是傳送帶，192是電機(jī)，193是減速器和皮帶輪，194是微動(dòng)開關(guān)。
圖5是激光掃描光學(xué)系統(tǒng)示圖。其中111是He-Ne激光器，112是聲光調(diào)制器，113是反射鏡，114是擴(kuò)束鏡，115是4面錐鏡，116是園光柵，117是電機(jī)，118是Fθ物鏡，171是步進(jìn)電機(jī)及減速器，172是絲杠螺母付，401是分頻器，450是鎖相環(huán)電路，500是計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)。
圖6是掃描控制電路框圖，其中116是園光柵，401是分頻器，402是壓控振蕩器，403、404、406均是分頻器，405是鑒相器，407是阻擋門，408是分頻器，409是預(yù)置數(shù)選擇電路，410是計(jì)數(shù)器，411是D觸發(fā)器，412、413、414均為與門。112是聲光調(diào)制器，171是驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的步進(jìn)電機(jī)。
圖7是顯象處理裝置示圖，其中201是上膠輥，202是下膠輥，203是銀鹽顯影液貯液箱，204是泵，205是供液管，206是噴淋頭，207是淺底自溢式液槽，208是集液槽，209是回液管，210是閥門，211是排放管，212是銀鹽定影液貯液箱，213是泵，214是集水箱，301是紫外燈管，302是稀堿溶液貯液箱，303是熱水箱加熱區(qū)，304是熱水箱回水區(qū)，305是過濾網(wǎng)，306是供水管，307是尼龍刷。
圖8是膠輥對(duì)的傳動(dòng)裝置示圖，其中215是直流電機(jī)，216是諧波減速器，217是鏈輪，218是蝸桿，219是蝸輪，220是下膠輥齒輪，221是上膠輥齒輪。
圖9是版材通過膠輥對(duì)示圖。
圖10是脫膜裝置示圖，其中307是尼龍刷，308是模塊，309是光杠，313是左園柱輪，314是右園柱輪，315是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，316是支撐板，317是網(wǎng)袋，181是版材。
權(quán)利要求
1.一種由激光排版機(jī)和顯象處理裝置組成的激光直接制版系統(tǒng)，其特征在于(1.1).激光排版機(jī)(圖2)由光學(xué)掃描系統(tǒng)(110)、床身(120)、工作臺(tái)(130)、左、右機(jī)械手(140)、(150)、機(jī)械手橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(160)、工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(170)、暗盒(180)、版材輸送機(jī)構(gòu)(190)、電子和電氣控制系統(tǒng)等部分組成，各部件安置在光密封的箱體之內(nèi)，(1.2).以小功率He-Ne激光作掃描光源，以高速PS版和高速Napp版或鹵化銀膠片等為適用版材，(1.3).激光排版機(jī)接收編輯計(jì)算機(jī)發(fā)來的掃描啟停命令和文圖信號(hào)，在本地微機(jī)的控制下自動(dòng)運(yùn)行，(1.4).顯象處理裝置由甲流程(200)和乙流程(300)串接組成，甲流程對(duì)版材的銀鹽感光層作顯影定影處理，乙流程對(duì)PS版或Napp版的感光樹脂層作紫外光曝光和顯影脫膜處理。
2.按權(quán)利要求1所述的激光直接制版系統(tǒng)，其特征在于所說的顯象處理裝置(圖7)，(2.1).用對(duì)滾膠輥沿水平方向傳遞版材，(2.1.1).上膠輥(201)與下膠輥(202)具有相同的直徑，膠輥有數(shù)公斤自重，各膠輥對(duì)處于同一水平高度，(2.1.2).傳動(dòng)裝置(圖8)為直流電機(jī)(215)、諧波減速器(216)、鏈輪(217)、蝸桿(218)、蝸輪(219)、下膠輥齒輪(220)、上膠輥齒輪(221)，上、下膠輥以相同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度對(duì)滾，(2.1.3).運(yùn)行時(shí)(圖9)，上膠輥(201)的支撐完全放松，上下膠輥壓緊，當(dāng)版材(181)通過時(shí)，上膠輥(201)的重量壓在版材上，產(chǎn)生足夠大的滾動(dòng)摩擦力使版材沿水平方向運(yùn)動(dòng)，壓緊的膠輥還阻止工作液體流向膠輥的另一邊，防止不同工作液的相互污染，(2.2).甲流程(圖7)有顯影、水沖、定影、水沖、擠干等工作區(qū)，(2.2.1).顯影工作區(qū)有銀鹽顯影液貯液箱(203)、泵(204)、供液管(205)、分布于上膠輥上方的噴淋頭(206)、位于相鄰下膠輥之間的淺底自溢式液槽(207)、集液槽(208)、連到貯液箱的回液管(209)，貯液箱經(jīng)閥門(210)通排放管(211)，(2.2.2).定影工作區(qū)有銀鹽定影液貯液箱(212)、泵(213)、供液管、噴淋頭、淺底自溢式液槽、集液槽、回液管，定影液貯液箱經(jīng)閥門通排放管，(2.2.3).水沖區(qū)的噴淋頭直接接在自來水管上，集水槽(214)直接與排放管相連，(2.2.4).擠干是用對(duì)滾膠輥完成的，(2.2.5).甲流程置于光密封箱體內(nèi)，(2.3).乙流程(圖7)有紫外光曝光、顯影、脫膜、水沖、擠干等工作區(qū)，(2.3.1).版材在進(jìn)行中完成曝光過程。紫外光曝光區(qū)裝有紫外燈管(301)，按曝光強(qiáng)度需要可選擇1到8根紫外燈管，(2.3.2).顯影區(qū)有感光樹脂顯影液貯液箱(302)、泵、供液管和分布于膠輥對(duì)上方的噴淋頭，集液槽和連到貯液箱的回液管，貯液箱經(jīng)閥門通排放管，(2.3.3).脫膜是在稀堿水顯影的后階段進(jìn)行的，脫膜后又顯影10-20秒，然后用熱水沖洗，滾刷刷洗凈顯影液，沖洗用的熱水箱，它分加熱區(qū)(303)和回水區(qū)(304)兩部分，由過濾網(wǎng)(305)隔開，加熱區(qū)的補(bǔ)水管(306)與自來水管相連，熱水由泵經(jīng)管道到分布于膠輥對(duì)上方的噴淋頭，集水槽經(jīng)管道與熱水箱的回水區(qū)(304)相連，回水區(qū)經(jīng)閥門與排放管相連，(2.3.4).在脫膜區(qū)用尼龍刷(307)剝除覆蓋在高速PS版表面的明膠薄膜(圖10)，尼龍刷固定在聚四氟乙烯模塊(308)下部，兩根光杠(309)穿過模塊作導(dǎo)向軌，脫膜區(qū)橫向兩側(cè)設(shè)有直徑相同的園柱輪(313)和(314)，其上纏繞兩根尼龍絲(或鋼絲)，模塊固定在尼龍絲某處，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(315)驅(qū)動(dòng)園柱輪(313)(314)同作順時(shí)針與逆時(shí)針來回旋轉(zhuǎn)使尼龍刷作橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，尼龍刷下方有支撐板(316)，版材(181)在尼龍刷和支撐板材間通過、支撐板兩端有收集廢膜的網(wǎng)袋(317)，(2.4).有泵控器控制顯影液、定影液、熱水等工作液體的噴淋流量和循環(huán)使用，溫控器控制各工作液體于設(shè)定的使用溫度、液位控制器控制各貯液箱中的液位使得液量不足時(shí)禁止機(jī)器啟動(dòng)或自動(dòng)停機(jī)，調(diào)節(jié)版材輸運(yùn)速度以控制顯影、定影、紫外曝光、脫膜等工序時(shí)間。
3.按權(quán)利要求1、2所述的激光直接制版系統(tǒng)，其特征在于(3.1).工作臺(tái)(103)與床身(102)之間為雙“V”型鋃鋼塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌(圖3)，即床身導(dǎo)軌上鋃鋼(20Cr淬火)，工作臺(tái)導(dǎo)軌上粘貼塑料，導(dǎo)軌的平直度每毫米優(yōu)于0.5微米，(3.2).工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)(170)由步進(jìn)電機(jī)-減速器-滾珠絲杠螺母付組成，(3.3).工作臺(tái)面上有溝槽與工作臺(tái)內(nèi)腔的真空室相通，由真空泵向外抽氣使版材吸附于工作臺(tái)面上，(3.4).有步進(jìn)電機(jī)、帶輪、齒形帶、凸輪、定位銷組成的版材撥正定位裝置。
4.按權(quán)利要求1、2所述的激光直接制版系統(tǒng)，其特征在于(圖4)(4.1).左機(jī)械手(140)與右機(jī)械手(150)分別經(jīng)氣缸(145)與(146)一同固定在滑板(161)上，滑板由交流電機(jī)(162)、減速齒輪(163)、絲杠螺母付(164)驅(qū)動(dòng)沿雙園柱導(dǎo)軌作橫向(垂直于工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向)移動(dòng)，(4.2).左機(jī)械手(140)負(fù)責(zé)從暗盒(180)抓版與向工作臺(tái)放版，右機(jī)械手(150)負(fù)責(zé)從工作臺(tái)抓版與向傳送帶(191)上放版，(4.3).每個(gè)機(jī)械手上設(shè)有吸盤(141)4個(gè)，吸盤旁有頂桿(142)，機(jī)械手中央有頂桿(144)，左機(jī)械手側(cè)面還設(shè)吹嘴(143)。
5.按權(quán)利要求1、2所述的激光直接制版系統(tǒng)，其特征在于暗盒(180)是一個(gè)光密封的合金鋁構(gòu)件，具有插拔式盒蓋，盒內(nèi)底部裝有8個(gè)彈簧，彈簧上有一托板，彈簧彈性系數(shù)是這樣確定的當(dāng)放上一張厚0.31mm的高速PS版時(shí)，彈簧被壓縮約0.3mm，每盒可盛放100張高速PS版。
6.按權(quán)利要求1、2所述的激光直接制版系統(tǒng)，其特征在于激光掃描的動(dòng)態(tài)定位，(6.1).主掃描(橫向掃描)由轉(zhuǎn)鏡(115)反射激光束實(shí)現(xiàn)(圖5)從He-Ne激光器(111)發(fā)出的激光射入聲光調(diào)制器(112)，聲光調(diào)制器輸出的受控光束擴(kuò)束后再射到轉(zhuǎn)鏡上，轉(zhuǎn)鏡的反射光經(jīng)Fθ物鏡(118)會(huì)聚在版材上，當(dāng)轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，受控光束在感光版材上掃描打點(diǎn)形成潛象，轉(zhuǎn)鏡的軸隙限于微米量級(jí)，(6.2).副掃描(縱向掃描)由步進(jìn)電機(jī)(171)拖動(dòng)工作臺(tái)載著感光版材緩慢平移實(shí)現(xiàn)，(6.3).轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)軸上固連一個(gè)園光柵(116)，其輸出的光柵脈沖信號(hào)頻率由轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，(6.4).光柵脈沖(圖6)經(jīng)分頻器(401)，其分頻系數(shù)為d2，然后經(jīng)與門(414)去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(171)拖動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，(6.5).由壓控振蕩器(402)，分頻器(403)與(404)，鑒相器(405)組成鎖相環(huán)(圖6)使壓控振蕩器的振蕩信號(hào)被光柵脈沖信號(hào)鎖相，壓控振蕩器的輸出信號(hào)經(jīng)分頻系數(shù)為d1的分頻器(406)得位同步脈沖，改變分頻系數(shù)d1與d2可得到不同的掃描線密度，設(shè)轉(zhuǎn)鏡由4面錐鏡組成，光柵脈沖頻率為178.6KHZ，壓控振蕩器頻率為4MHZ，則不同d1與d2相應(yīng)的掃描線密度如下掃描線密度 15線/mm 20線/mm 30線/mm 40線/mm 60線/mmd18 6 4 3 2d2103 137 205 273 410(6.6).行對(duì)齊由阻擋門(407)控制各行第一個(gè)位同步脈沖發(fā)出的時(shí)間而實(shí)現(xiàn)，光柵脈沖經(jīng)分頻器(408)后給出相應(yīng)于各面錐鏡的掃描行起始信號(hào)，行起始信號(hào)通過預(yù)置數(shù)選擇電路(409)給計(jì)數(shù)器(410)設(shè)置初值，計(jì)數(shù)器(410)計(jì)滿給出放行信號(hào)打開阻擋門(407)，阻擋門輸出信號(hào)經(jīng)與門(412)送計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)(500)，計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)接到一個(gè)同步脈沖就相應(yīng)發(fā)出一文圖點(diǎn)信息經(jīng)與門(413)到聲光調(diào)制器(112)，(6.7).可等待掃描由D觸發(fā)器(411)、與門(412)(413)(414)實(shí)現(xiàn)(圖6)，D觸發(fā)器的Q端控制與門(412)(413)(414)的開與關(guān)(掃描的啟與停)，計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)(500)發(fā)出的掃描停(高電平)啟(低電平)信號(hào)接到D觸發(fā)器的D輸入端，分頻器(408)輸出的行起始信號(hào)接到D觸發(fā)器的CK端。
全文摘要
一種激光掃描直接制版系統(tǒng)屬于印刷技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以小功率He-Ne激光作掃描光源，以高速PS版為適用版材。有多種掃描分辨率供選擇，激光掃描有等待功能，故可與不同存貯容量的計(jì)算機(jī)和排版軟件相匹配。顯象處理在版材行進(jìn)中完成。明室操作。制版過程在微機(jī)控制下自動(dòng)進(jìn)行，一次可連續(xù)制版100張。制版速度4′45″/張。
文檔編號(hào)B41B19/00GK1052449SQ891091
公開日1991年6月26日 申請(qǐng)日期1989年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月14日
發(fā)明者李新章, 虞寶珠, 譚國(guó)英, 楊竟云, 李峰, 王樹元, 李林 申請(qǐng)人:北京大學(xué)