專利名稱：用于印版成象的緊湊型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于印版的成象裝置，具有一定數(shù)目的光源及用于在印版上產(chǎn)生一定數(shù)目的光源的象(像)點(diǎn)的投影光學(xué)組件，其中投影光學(xué)組件包括至少一個(gè)由折射光學(xué)部件組成的宏光學(xué)組件。
背景技術(shù)：
為了形成印刷模、尤其是印版的結(jié)構(gòu)，在其接收油墨及排斥油墨的區(qū)域上通常首先在未形成結(jié)構(gòu)時(shí)的一個(gè)狀態(tài)、例如接收油墨的狀態(tài)中，使印版現(xiàn)有表面部分地受到電磁射線的作用、尤其是不同波長的熱或光的作用，以便在受到作用的位置上產(chǎn)生另一狀態(tài)、例如排斥油墨的狀態(tài)。為了合乎目的地、精密及快速地進(jìn)行印版的曝光，通常使一定數(shù)目各自可控的光源、尤其是激光器光源并行運(yùn)行，它們以排的陣列或矩陣布置，及通過投影光學(xué)組件投影到印版的表面上，它被設(shè)置在投影光學(xué)組件的成象區(qū)中。
在所述類型裝置的投影光學(xué)組件上為了一個(gè)印版的成象，在印版曝光裝置或印刷裝置中，將對其提出應(yīng)滿足不同功能的一系列要求。一方面，一部分投影光學(xué)組件具有盡可能將一定數(shù)目的光源無誤地投影到象點(diǎn)上的全局性目標(biāo)。該部分在表達(dá)上將被稱為“宏光學(xué)組件”(Makrooptik)。另一方面，投影光學(xué)組件的其它部分或宏光學(xué)組件的部分具有自身的另外功能、例如滿足焦點(diǎn)位置適配的可能性。
通常光源陣列由一定數(shù)目的各自可控二極管激光器、最好由單波模二極管激光器組成，它們相互以一定距離、典型地隔開相等距離地布置在半導(dǎo)體襯底上及具有在晶體斷裂面上被精確定義的共同出射面(IAB，各自可控的二極管激光器棒)。因?yàn)樵摱O管激光器的光發(fā)射錐角在兩個(gè)相互基本正交的對稱面中具有不同的張度，因此具有光學(xué)校正的必要性，以便減小出射光的不對稱發(fā)散?？梢赃M(jìn)行張角比例的個(gè)別適配。該校正在各個(gè)光源上相對一部分投影光學(xué)組件進(jìn)行，這部分也被稱為微光學(xué)組件(Mikrooptik)。
現(xiàn)有技術(shù)公開了一系列投影光學(xué)系統(tǒng)，它們專用于實(shí)現(xiàn)圖象載體成象的二極管激光器列的投影。例如由文獻(xiàn)US4,428,647公開了一種具有半導(dǎo)體激光器陣列的成象裝置，對于它的每個(gè)激光器分別配置了一個(gè)位于附近的用于發(fā)散校正的透鏡。接著，半導(dǎo)體激光器的光通過一個(gè)物鏡聚光及被聚焦在一個(gè)圖象載體上。由文獻(xiàn)EP 0 878773 A2公開了一種具有各自可控二極管激光器陣列的成象裝置。其投影光學(xué)組件具有一個(gè)微光學(xué)組件及一個(gè)宏光學(xué)組件。該宏光學(xué)組件是兩側(cè)上遠(yuǎn)心的共焦點(diǎn)透鏡結(jié)構(gòu)。由在先申請的DE 101 15 875.0公知了一種具有一個(gè)光源陣列的成象裝置。其投影光學(xué)組件包括一個(gè)產(chǎn)生光源中間虛擬圖象的微光學(xué)組件及一個(gè)宏光學(xué)組件，后者包括具有共同曲率中心點(diǎn)的一個(gè)凸反射鏡及一個(gè)凹反射鏡、即所謂的開路型(Offner-Typ)的組合及它產(chǎn)生中間虛擬圖象的真實(shí)圖象。
這些由現(xiàn)有技術(shù)公知的方案是共同的，即與它們的功能相比需要大的結(jié)構(gòu)空間。很難實(shí)現(xiàn)改動(dòng)或附加另外的功能。因?yàn)橐环矫嬖谶@種機(jī)器中結(jié)構(gòu)空間非常有限，另一方面印版曝光裝置或用于實(shí)現(xiàn)成象裝置的印刷裝置的結(jié)構(gòu)或構(gòu)型很少可以變更，需要減小投影光學(xué)組件所需的結(jié)構(gòu)空間，而不限制其必要的功能。此外，在印刷機(jī)上或印版曝光裝置上的投影光學(xué)組件遭受震動(dòng)或振動(dòng)，由此現(xiàn)有技術(shù)中公知的光學(xué)結(jié)構(gòu)通常不能簡單地轉(zhuǎn)用在印版曝光裝置上或一個(gè)印刷機(jī)的印刷裝置中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于印版成象的緊湊型裝置，它允許簡單地組合在印刷機(jī)的印刷裝置所提供的結(jié)構(gòu)空間中。
根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)將通過具有權(quán)利要求1特征的印版成象裝置來解決。本發(fā)明的進(jìn)一步有利構(gòu)型是從屬權(quán)利要求中的特征。
根據(jù)本發(fā)明，用于印版的成象裝置具有一定數(shù)目的光源及用于在印版上產(chǎn)生一定數(shù)目的光源的象點(diǎn)的投影光學(xué)組件。投影光學(xué)組件包括至少一個(gè)由折射光學(xué)部件或光學(xué)元件、尤其是一定數(shù)目的透鏡組成的宏光學(xué)組件，從光源到象點(diǎn)的光束路徑兩次經(jīng)過宏光學(xué)組件。在表達(dá)方面，光束路徑一詞應(yīng)理解為該一定數(shù)目的光源的所有光束路徑。尤其是折射光學(xué)部件被兩次地經(jīng)過。它們是這樣的折射光學(xué)部件，即實(shí)際有助于產(chǎn)生該一些數(shù)量象點(diǎn)的折射光學(xué)部件。與具有一次光束路徑的宏光學(xué)組件相比，通過光束路徑的多次經(jīng)過或重新經(jīng)過宏光學(xué)組件就可以在相同功能的情況下使宏光學(xué)組件更緊湊及節(jié)省結(jié)構(gòu)空間。光源的數(shù)目也可為1，但最好設(shè)有多個(gè)光源。光源可布置成一維(最好為直線)或兩維陣列，特別是均勻的布置、最好是笛卡兒坐標(biāo)布置。光源及象點(diǎn)彼此形成單值的函數(shù)關(guān)系。象點(diǎn)位于彼此分離的位置上。象點(diǎn)可密集地或最好彼此非密集地布置，即它們的距離可大于待設(shè)置的印刷點(diǎn)的最小距離。在印版上彼此以最小印刷點(diǎn)距離單位相鄰的象點(diǎn)的距離最好是一個(gè)自然數(shù)，它與象點(diǎn)(光源)的數(shù)目互質(zhì)(teilerfremd)。印版最好是一個(gè)膠版印版。
在此，光束路徑可是非中心地通過宏光學(xué)組件。尤其是，在第一路徑上通過宏光學(xué)組件的光束路徑是不同于在第二路徑上通過宏光學(xué)組件的光束路徑。此外，光束路徑與宏光學(xué)組件的光軸對稱地延伸，尤其是第一路徑可以相對于第二路徑對稱地延伸。
光束路徑可這樣地兩次通過宏光學(xué)組件，即宏光學(xué)組件的第一主平面及第二主平面位于宏光學(xué)組件的一側(cè)上。宏光學(xué)組件可這樣地實(shí)施物(一定數(shù)目的光源)及圖象位于宏光學(xué)組件的一側(cè)上。換句話說，光束路徑在第一路徑上以第一方向通過宏光學(xué)組件及在第二路徑中以與第一方向相反的方向通過宏光學(xué)組件。
在印版的成象裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式中，宏光學(xué)組件配置有至少一個(gè)反射鏡，尤其是平面反射鏡。該宏光學(xué)組件可這樣地實(shí)施，即光束路徑在第一路徑中以第一方向通過宏光學(xué)組件，直到光到達(dá)至少一個(gè)反射鏡上，然后在其第二路徑中以與第一方向相反的方向通過宏光學(xué)組件。該宏光學(xué)組件近似地相應(yīng)于雙倍大的光學(xué)裝置。換句話說，由一定數(shù)目的光學(xué)元件組成的宏光學(xué)組件由于一個(gè)或多個(gè)反射鏡在光學(xué)上倍增或加倍，其中該一個(gè)或多個(gè)反射鏡使光反射到一個(gè)對稱的通過宏光學(xué)組件的第二通路中。
在根據(jù)本發(fā)明的印版的成象裝置中，宏光學(xué)組件可包括至少一個(gè)作成自適應(yīng)(adaptiv)光學(xué)組件的部分或相配的反射鏡的至少一個(gè)可被作成自適應(yīng)的。尤其是所配置的反射鏡中至少一個(gè)作成自適應(yīng)的，即作成具有可變的曲率半徑或可變的表面結(jié)構(gòu)。通過曲率半徑的變化其圖象寬度可被改變。曲率半徑的變化相對自適應(yīng)反射鏡的延伸尺度是小的。該自適應(yīng)反射鏡也可實(shí)現(xiàn)對通過宏光學(xué)組件的光束路徑上的光波前的操作，例如達(dá)到聚焦/散焦的軸向變化。自適應(yīng)反射鏡可為補(bǔ)償投影誤差的可調(diào)節(jié)元件。自適應(yīng)反射鏡可為膜片反射鏡、靜電反射鏡、雙態(tài)壓電反射鏡、壓電驅(qū)動(dòng)的(例如拋光銑削的)金屬反射鏡或類似的反射鏡。
在根據(jù)本發(fā)明的印版成象裝置的一個(gè)有利實(shí)施形式中，宏光學(xué)組件至少包括一個(gè)可移動(dòng)的透鏡，對此變換地，可包括一個(gè)可移動(dòng)的反射鏡?？梢苿?dòng)的透鏡尤其有利，因?yàn)楸M管透鏡運(yùn)動(dòng)仍可保持宏光學(xué)組件遠(yuǎn)心。當(dāng)印?；蛴“姹粡埦o在滾筒上，該固定經(jīng)常導(dǎo)致干擾的凸面(“plate bubble”)，它的量級可達(dá)若干個(gè)100微米。由于凸面該印版表面可處于激光束的有用聚焦區(qū)域以外，以致這種對聚焦位置的遠(yuǎn)離使激光束的功率密度不足以達(dá)到可接收的成象結(jié)果。
通過在宏光學(xué)組件中可移動(dòng)的透鏡能以簡單的方式作到激光束的聚焦位置在光軸方向上移動(dòng)(變焦點(diǎn))。對變焦點(diǎn)的精確度要求由激光束的景深清晰度產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的裝置可作到簡單結(jié)合焦點(diǎn)移動(dòng)的功能。該裝置在最后的光學(xué)部件與印版之間具有確定的距離，其中該距離通過焦點(diǎn)的移動(dòng)不會改變。同時(shí)可達(dá)到可移動(dòng)透鏡的移動(dòng)路徑與焦點(diǎn)位置改變之間的良好變換比例。
在印版的成象裝置的一個(gè)有利實(shí)施形式中，光源是各自可控的激光器。每個(gè)光源相應(yīng)于單個(gè)可尋址的具有成象光束的成象通道。這些光源尤其可發(fā)射紅外(優(yōu)選)、可見光或紫外范圍中的光。在有利的進(jìn)一步構(gòu)型中激光器可被調(diào)節(jié)和/或脈動(dòng)地工作在納(10-9)秒、皮(10-12)秒或飛(10-15)秒范圍中。尤其，各自可控的激光器可為二極管激光器或固體激光器。各自可控的激光器可被組合在一個(gè)或多個(gè)棒中，尤其可涉及一個(gè)或多個(gè)各自可控的二極管激光棒(IAB)、最好是單光模的。一個(gè)典型的IAB包括4至1000個(gè)激光器，尤其是30至260個(gè)激光器。激光器優(yōu)選基本上均勻間隔地設(shè)在IAB中，尤其在一個(gè)直線(一維陣列)中或在一個(gè)柵格(兩維陣列)上。
在本發(fā)明印版的成象裝置中，可沿光束路徑在一定數(shù)目的光源的后面設(shè)有一個(gè)微光學(xué)組件，沿光束路徑，該微光學(xué)組件設(shè)在宏光學(xué)組件的前面。對于二極管激光器、尤其在一個(gè)棒中的二極管激光器，微光學(xué)組件主要用于光束直徑的適配由于在IAB前側(cè)的各個(gè)激光束的直徑很小，典型地，在水平方向即慢軸上為幾個(gè)微米及在垂直方向即快軸上為幾個(gè)微米，在兩個(gè)軸上光束直徑的適配需要彼此無關(guān)地進(jìn)行，以便達(dá)到印版上所需的直徑，典型地在水平或垂直方向上為幾個(gè)微米。將力圖達(dá)到在基模上的盡可能理想的高斯激光束，因?yàn)樗哂凶罡叩淖匀痪吧钋逦燃坝纱藢τ诮裹c(diǎn)移動(dòng)或凸面(“plate bubble”)最不敏感。最好激光器工作在單模方式中。在各自可控的激光器的后面可設(shè)置一個(gè)微光學(xué)組件，由激光器射出的光束的光束直徑通過該微光學(xué)組件在兩個(gè)相互正交的軸中可彼此無關(guān)地被影響、即可彼此無關(guān)地被調(diào)節(jié)。微光學(xué)組件的象點(diǎn)(中間圖象)可為真實(shí)的或虛擬的。尤其是，微光學(xué)組件產(chǎn)生一定數(shù)目光源的一個(gè)虛擬的、放大的中間圖象，該圖象通過宏光學(xué)組件被投影。
尤其有利的是，在根據(jù)本發(fā)明的印版的成象裝置中，一定數(shù)目光源的光通過至少一個(gè)光偏轉(zhuǎn)元件入射到宏光學(xué)組件中。通過該措施其結(jié)構(gòu)可作得更緊湊。最好使用一個(gè)帕羅棱鏡代替反射鏡對作為光偏轉(zhuǎn)元件，以便使一定數(shù)目的光源的光入射到宏光學(xué)組件中。借助帕羅棱鏡也可實(shí)現(xiàn)對通過宏光學(xué)組件的光束路徑的調(diào)節(jié)。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的裝置的宏光學(xué)組件是兩側(cè)上遠(yuǎn)心的(Telezentrisch)。在這方面應(yīng)指出，在聚焦時(shí)的遠(yuǎn)心例如可在根據(jù)本發(fā)明的裝置的宏光學(xué)組件中借助一個(gè)自適應(yīng)反射鏡或一個(gè)可移動(dòng)透鏡來保持。換句話說，借助上述焦點(diǎn)移動(dòng)將改變物-象距離，其中目標(biāo)距離是固定的。通過在整個(gè)區(qū)域中遠(yuǎn)心的光束路徑可達(dá)到與光束傳播(光軸)正交的方向上的圖象大小不能或僅可以很小的容差、典型為±1微米被改變。此外，以有利的方式考慮了宏光學(xué)組件實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)無尺寸改變的投影，尤其優(yōu)選為1∶1的投影。宏光學(xué)組件的焦距最好是無限的。
在根據(jù)本發(fā)明裝置的一個(gè)有利實(shí)施例中，宏光學(xué)組件后面沿光束路徑設(shè)有一個(gè)用于調(diào)節(jié)圖象大小的校正光學(xué)組件。該校正光學(xué)組件可實(shí)現(xiàn)很高的象點(diǎn)位置精確度及最好也用于很精確地調(diào)節(jié)圖象尺寸。最好校正光學(xué)組件是由兩個(gè)透鏡組成的變焦物鏡。該變焦物鏡本身如宏光學(xué)組件那樣是兩側(cè)上遠(yuǎn)心的。在圖象尺寸適配時(shí)保持該遠(yuǎn)心。
在根據(jù)本發(fā)明裝置的一個(gè)有利實(shí)施例中，在印版上光源的一定數(shù)目的象點(diǎn)中相鄰的象點(diǎn)基本上具有均勻的距離a，其中距離a是最小印刷點(diǎn)距離p的整數(shù)倍。尤其在一個(gè)有利的方式中，光源的數(shù)目為n，其中n與數(shù)(a/p)互質(zhì)，由此可進(jìn)行印版成象的一種無冗余的隔行掃描方法。顯然n及(a/p)兩者不能同時(shí)為1。
在根據(jù)本發(fā)明的印版成象裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，待成象的印版可被接收在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的滾筒上。對此變換地，一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的滾筒的表面可構(gòu)成一個(gè)印版。換句話說，印版可為平板形(具有一個(gè)邊緣線)或套筒形(具有兩個(gè)邊緣線)的印版。它們可以是單次描繪(常規(guī)的)、可重新涂層或可重新描繪的印版。在根據(jù)本發(fā)明裝置的表達(dá)上，印版也可理解成所謂的數(shù)字式印版。數(shù)字式印版是一個(gè)表面，該表面用作印刷油墨的中間載體，當(dāng)它轉(zhuǎn)移到印刷材料上前。
在此，該表面本身被結(jié)構(gòu)化成接收油墨或排斥油墨的區(qū)域，或僅結(jié)構(gòu)化地通過成象設(shè)置印刷油墨。數(shù)字印版可通過與激光束的相互作用被結(jié)構(gòu)化成一些區(qū)域，它們使印刷油墨轉(zhuǎn)移到或不轉(zhuǎn)移到印刷材料上或中間載體上。數(shù)字印版的結(jié)構(gòu)形成可在印版上油墨前或后發(fā)生。印版例如也可對于在熱轉(zhuǎn)移方法中的使用基本上由印刷油墨本身形成。
根據(jù)本發(fā)明的成象裝置可特別有利地應(yīng)用在印版曝光裝置或印刷機(jī)的印刷裝置中。印刷裝置可包括一個(gè)或多個(gè)用于成象的裝置。多個(gè)裝置可這樣布置，以致它們在時(shí)間上可并列地曝光一個(gè)印版的一些部分區(qū)域。具有一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明印刷裝置的本發(fā)明印刷機(jī)可為成幅材料加工機(jī)或頁張加工機(jī)。頁張加工機(jī)通常包括續(xù)紙器、收紙器及一個(gè)或多個(gè)繼續(xù)加工站、如涂漆裝置或干燥裝置。成幅材料加工機(jī)的后面可設(shè)置折邊裝置。作為根據(jù)本發(fā)明印刷裝置或根據(jù)本發(fā)明印刷機(jī)基礎(chǔ)的印刷方法可為直接或間接的平版印刷方法，苯胺印刷方法，膠版印刷方法，數(shù)字式印刷方法或類似的印刷方法。
在根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思方面也涉及在印版的成象裝置中相對一個(gè)印版的位置改變象點(diǎn)的相對位置的方法，該成象裝置具有一定數(shù)目的光源及用于在印版上產(chǎn)生一定數(shù)目的光源的象點(diǎn)的投影光學(xué)組件，其中投影光學(xué)組件包括至少一個(gè)宏光學(xué)組件。根據(jù)本發(fā)明方法的特征在于移動(dòng)宏光學(xué)組件中的一個(gè)透鏡，光束路徑兩次經(jīng)過該宏光學(xué)組件。在使用由光束路徑兩次經(jīng)過的宏光學(xué)組件的情況下，可通過宏光學(xué)組件中的一個(gè)透鏡的移動(dòng)來改變物-象距離，其中物體距離是固定的。其中以有利方式保持遠(yuǎn)心。最好根據(jù)本發(fā)明的方法借助在該說明中描述的印版的成象裝置來實(shí)施。


現(xiàn)在將借助以下的附圖及對它們的描述來說明本發(fā)明的其它的優(yōu)點(diǎn)、有利的實(shí)施形式及進(jìn)一步構(gòu)型。附圖各為圖1根據(jù)本發(fā)明的印版成象裝置的投影光學(xué)組件的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的視圖，圖2根據(jù)本發(fā)明的印版成象裝置的宏光學(xué)組件的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的視圖，其中部分圖A表示垂直平面中的視圖及部分圖B表示水平平面中的視圖，圖3根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)印版滾筒上的印版成象裝置的一個(gè)優(yōu)選
具體實(shí)施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的印版成象裝置的投影光學(xué)組件的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的視圖。該投影光學(xué)組件18沿著其光束路徑22包括從一定數(shù)目的光源14-在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中為可個(gè)別控制的二極管激光棒(IAB)-出發(fā)的一個(gè)微光學(xué)組件34，一個(gè)帕羅棱鏡(Porroprisma)48，一個(gè)宏光學(xué)組件20，一個(gè)物鏡、它引起1∶1的影象，及一個(gè)校正光學(xué)組件50。投影光學(xué)組件18產(chǎn)生光源14數(shù)目的一些象點(diǎn)16。圖1的左上方表示出用于定量的毫米比例尺。
借助微光學(xué)組件34可使光束直徑在垂直于傳播方向(光軸)的兩個(gè)彼此正交的方向上相互無關(guān)地受影響。它可實(shí)現(xiàn)待成象點(diǎn)大小的適配。圖2用于詳細(xì)地說明微光學(xué)組件34，它包括一個(gè)快速軸向透鏡36及一個(gè)慢速軸向透鏡38。所述數(shù)目的光源14及微光學(xué)組件34可被共同地封裝在一個(gè)殼體內(nèi)。帕羅棱鏡48、或兩個(gè)反射鏡用于使光入射到宏光學(xué)組件20的多透鏡的1∶1物鏡及用于校準(zhǔn)圖象平面中的光束。帕羅棱鏡48的內(nèi)側(cè)面通過全部反射用作光偏轉(zhuǎn)元件46。宏光學(xué)組件20包括第一透鏡56，第二透鏡58，第三透鏡60，第四透鏡62，第五透鏡64，一個(gè)可移動(dòng)透鏡32(移動(dòng)方向由雙箭頭表示)及一個(gè)反射鏡30。宏光學(xué)組件的各透鏡及反射鏡30圍繞光軸24軸向?qū)ΨQ地設(shè)置。光束路徑22不是沿光軸24延伸，而是非中心或偏離軸線的。通過優(yōu)選的高反射率鍍層的反射鏡30可反射光及通過宏光學(xué)組件20相對第一路徑重新但對稱地在光軸24旁反射。換句話說，光束路徑22折疊地通過宏光學(xué)組件20。宏光學(xué)組件20的第一主平面26及第二主平面28-尤其對稱地-位于宏光學(xué)組件20的一側(cè)上。在圖1所示的優(yōu)選實(shí)施形式中，宏光學(xué)組件20的前面設(shè)有一個(gè)帕羅棱鏡48。結(jié)果是光源14所在的反射主平面27的點(diǎn)被投影到宏光學(xué)組件20的第二主平面28上。
為了象點(diǎn)16焦點(diǎn)位置的適配，將合乎目的地改變兩次被光束路徑穿過的宏光學(xué)組件20的物-圖象距離。這在該實(shí)施形式中是通過可移動(dòng)透鏡32的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。由于兩次通過及宏光學(xué)組件20的適當(dāng)設(shè)計(jì)將達(dá)到可移動(dòng)透鏡32的移動(dòng)與象點(diǎn)16的焦點(diǎn)位置改變之間的良好變換比，一個(gè)距離s的移動(dòng)將引起m*s的位置改變，其中m＞＞1。通過宏光學(xué)組件20的光束路徑是遠(yuǎn)心的。為了精細(xì)地校正圖象大小，在圖1所示的實(shí)施形式中在宏光學(xué)組件20的后面設(shè)置了一個(gè)具有第一透鏡52及第二透鏡54的遠(yuǎn)心校正光學(xué)組件50。該遠(yuǎn)心校正光學(xué)組件50是一個(gè)兩透鏡變焦物鏡，它允許在正、負(fù)不大的百分之幾如0.9至1.1的范圍中無級地調(diào)節(jié)圖象大小。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的印版成象裝置的宏光學(xué)組件的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的視圖。在部分圖A中表示垂直平面中的視圖，其中示出垂直方向42及從圖紙平面中出來的水平方向40；而部分圖B表示水平平面中的視圖，其中示出水平方向40及進(jìn)入圖紙平面的垂直方向42。圖2A及2B的左上方各表示出用于定量的毫米比例尺。在優(yōu)選實(shí)施形式中，微光學(xué)組件34由一個(gè)快速軸向透鏡36及一個(gè)慢速軸向透鏡38組成?？焖佥S向透鏡36是一個(gè)單面拋光的玻璃纖維，它用于減小其快速軸向上一定數(shù)目的光源14的所有光束的發(fā)散。慢速軸向透鏡38是由一定數(shù)目的圓柱形透鏡組成的陣列，它的數(shù)目與光源數(shù)目一致，其中每個(gè)單透鏡用于減小與透鏡對應(yīng)的光源14的光束的發(fā)散。該微光學(xué)組件34是這樣設(shè)計(jì)的，即它產(chǎn)生一個(gè)虛擬的中間圖象44。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)印版滾筒上的印版的成象裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的概要視圖。圖3中示出被接收在印版滾筒66上的一個(gè)印版12的成象裝置10。一些光源14-這里是單個(gè)棒型可控二極管激光器-的光束借助一個(gè)微光學(xué)組件34被整形，然后借助一個(gè)帕羅棱鏡48被入射到具有反射鏡30的宏光學(xué)組件20中。光束路徑22兩次穿過宏光學(xué)組件20及接著通過一個(gè)校正光學(xué)組件50。光源14將以象點(diǎn)16投影在印版12上。為了比較成象裝置10的投影光學(xué)組件的焦點(diǎn)位置來確定印版12的位置，其中組合了一個(gè)三角測量傳感器68。該傳感器光70在印版12的表面上被反射，由此可確定距離。印版表面可具有若干100微米量級的明顯凸面(“platebubble”)，由此將通過可移動(dòng)透鏡32來進(jìn)行焦點(diǎn)位置的改變。三角測量傳感器68可在印版12的一個(gè)位置上進(jìn)行測量，它通過在轉(zhuǎn)動(dòng)方向80上印版滾筒66的轉(zhuǎn)動(dòng)在較后的時(shí)刻才達(dá)到象點(diǎn)16的圖象區(qū)。它也可涉及這樣一個(gè)位置，即沿印版滾筒66的軸向相對象點(diǎn)16錯(cuò)開的位置。一定數(shù)目的光源14與一個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器72相連接，后者與一個(gè)控制單元形成功能連接。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)印刷機(jī)的印刷裝置中的印版成象裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的概要視圖。在印刷機(jī)90的一個(gè)印刷裝置88中配置有一個(gè)用于印版滾筒66上的印版12的成象裝置10。例如三個(gè)成象光束76在印版12的一個(gè)圖象區(qū)82中產(chǎn)生三個(gè)象點(diǎn)16。印版滾筒66可繞其軸78在轉(zhuǎn)動(dòng)方向80上轉(zhuǎn)動(dòng)，該成象裝置10可在平行于軸78的平移方向86上移動(dòng)。通過各象點(diǎn)16張緊的直線最好基本上與印版滾筒66的軸78平行地定向。印刷點(diǎn)在印版12上由象點(diǎn)16產(chǎn)生，這些象點(diǎn)在印版滾筒66的轉(zhuǎn)動(dòng)及成象裝置10平移的共同作用下將沿螺旋狀路徑84(螺旋線)在印版12的兩維表面上被引導(dǎo)。
在平移方向86上的進(jìn)給量及轉(zhuǎn)動(dòng)方向80上的轉(zhuǎn)動(dòng)最好這樣來協(xié)調(diào)，即印版12無冗余地這樣被掃過，以致可設(shè)置密集布置的印刷點(diǎn)。為了使其上通過象點(diǎn)16設(shè)置印刷點(diǎn)的一個(gè)印版12的兩維表面的這些部位用一些成象光束76(與設(shè)置在一個(gè)還是多個(gè)成象裝置上無關(guān))無冗余地被掃過，對于從在時(shí)間上安排在前的步驟中被成象的位置到在時(shí)間上隨后的步驟中被成象的位置的通過，需考慮一定的進(jìn)給量調(diào)節(jié)。尤其當(dāng)在一個(gè)成象步驟中通過n個(gè)成象光束76在非緊密地位于印版12上的一些位置上設(shè)置n個(gè)印刷點(diǎn)時(shí)，進(jìn)給量調(diào)節(jié)需特別嚴(yán)格地滿足，所述非緊密即為它們的距離不是最小的印刷點(diǎn)距離p(典型為10微米)。如果考慮印版的方位角，當(dāng)在已成象的印刷點(diǎn)之間在時(shí)間上隨后的步驟中設(shè)置印刷點(diǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)緊密的成象。該方案也被以概念“隔行掃描(interleaving)方法”公知。例如給出在文獻(xiàn)DE100 31 915 A1或文獻(xiàn)US2002/0005890A1中，它的公開內(nèi)容結(jié)合于此作為參考，用于印版曝光的隔行掃描方法的特征是在給定最小印刷點(diǎn)距離p的情況下，對于在一個(gè)張緊直線上的一排n個(gè)成象通道彼此具有均勻的間距，它們的在印版上的相鄰象點(diǎn)具有間距a，該間距是最小印刷點(diǎn)距離p的多倍，當(dāng)自然數(shù)n及(a/p)互質(zhì)(teilerfremd)時(shí)，可保證在張緊直線方向上無冗余地進(jìn)給距離(np)?？紤]內(nèi)插規(guī)則將導(dǎo)致彼此交錯(cuò)的象點(diǎn)的螺旋狀路徑84。沿著一個(gè)方位角的張緊直線，一個(gè)螺旋狀路徑84上的象點(diǎn)16將被設(shè)置在在先時(shí)刻已被設(shè)置的另外的螺旋狀路徑84的象點(diǎn)16之間。最好在根據(jù)本發(fā)明的印刷裝置88中使用根據(jù)本發(fā)明的成象裝置10以隔行掃描方法、尤其是文獻(xiàn)DE100 31 915 A1中所述的隔行掃描方法來成象印版12。
權(quán)利要求
1.用于印版(12)的成象裝置(10)，具有一定數(shù)目的光源(14)及用于在印版上產(chǎn)生一定數(shù)目的光源(14)的象點(diǎn)(16)的投影光學(xué)組件(18)，其中投影光學(xué)組件(18)包括至少一個(gè)由折射光學(xué)部件(32，56，58，60，62，64)組成的宏光學(xué)組件(20)，其特征在于從光源(14)到象點(diǎn)(16)的光束路徑(22)兩次通過宏光學(xué)組件(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于光束路徑(22)是非中心的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于光束路徑(22)與宏光學(xué)組件(20)的光軸(24)對稱地延伸。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于宏光學(xué)組件的第一主平面(26)及第二主平面(28)位于宏光學(xué)組件(20)的一側(cè)上。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于為宏光學(xué)組件(20)配置有至少一個(gè)反射鏡(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于宏光學(xué)組件(20)包括至少一個(gè)作成自適應(yīng)光學(xué)組件的部分或至少一個(gè)反射鏡(30)被作成自適應(yīng)的。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于宏光學(xué)組件(20)至少包括一個(gè)可移動(dòng)的透鏡(32)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于光源(14)是各自可控的激光器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于各自可控的激光器(14)是二極管激光器或固體激光器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于各自可控的激光器(14)被組合在一個(gè)棒中。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于在一定數(shù)目的光源(14)的后面設(shè)有一個(gè)微光學(xué)組件(34)，該微光學(xué)組件設(shè)在宏光學(xué)組件(20)的前面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8，9或10所述的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于在各自可控的激光器(14)后面設(shè)有一個(gè)微光學(xué)組件(34)，由激光器射出的光束的光束直徑通過該微光學(xué)組件后在兩個(gè)相互正交的軸中可彼此無關(guān)地被影響。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于微光學(xué)組件(34)產(chǎn)生一個(gè)虛擬中間圖象(44)，該圖象通過宏光學(xué)組件(20)被投影。
14.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于一定數(shù)目的光源(14)的光通過至少一個(gè)光偏轉(zhuǎn)元件(46)入射到宏光學(xué)組件(20)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于一定數(shù)目的光源(14)的光通過一個(gè)帕羅棱鏡(48)入射到宏光學(xué)組件(20)中。
16.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于宏光學(xué)組件(20)是兩側(cè)遠(yuǎn)心的。
17.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于宏光學(xué)組件(20)實(shí)現(xiàn)基本上1∶1的投影。
18.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于在宏光學(xué)組件(20)后面設(shè)有一個(gè)用于調(diào)節(jié)圖象大小的校正光學(xué)組件(50)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于校正光學(xué)組件(50)是由兩個(gè)透鏡(52，54)組成的變焦物鏡。
20.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于在印版(12)上光源(14)的一定數(shù)目的象點(diǎn)(16)中相鄰的象點(diǎn)(16)基本上具有均勻的距離a，其中距離a是最小印刷點(diǎn)距離p的整數(shù)倍。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的印版(12)的成象裝置(10)，其特征在于光源(14)的數(shù)目為n，其中n與數(shù)(a/p)互質(zhì)。
22.印刷裝置(88)，其特征在于設(shè)有至少一個(gè)根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)。
23.印刷機(jī)(90)，其特征在于設(shè)有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求22的印刷裝置(88)。
24.在印版(12)的成象裝置(10)中相對一個(gè)印版(12)的位置改變象點(diǎn)(16)的位置的方法，該成象裝置具有一定數(shù)目的光源(14)及用于在印版上產(chǎn)生一定數(shù)目的光源(14)的象點(diǎn)(16)的投影光學(xué)組件(18)，其中投影光學(xué)組件(18)包括至少一個(gè)宏光學(xué)組件(20)，其特征在于移動(dòng)宏光學(xué)組件(20)中的一個(gè)透鏡(32)，從光源(14)到象點(diǎn)(16)的光束路徑(22)兩次經(jīng)過該宏光學(xué)組件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的相對一個(gè)印版(12)的位置改變象點(diǎn)(16)的位置的方法，其特征在于使用根據(jù)權(quán)利要求1至21中一項(xiàng)的印版(12)的成象裝置(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種緊湊的用于印版(12)的成象裝置(10)，具有一定數(shù)目的光源(14)及用于在印版上產(chǎn)生一定數(shù)目的光源(14)的象點(diǎn)(16)的投影光學(xué)組件(18)，其中投影光學(xué)組件(18)包括至少一個(gè)由折射光學(xué)部件(32，56，58，60，62，64)組成的宏光學(xué)組件(20)，其特點(diǎn)在于，從光源(14)到象點(diǎn)(16)的光束路徑(22)兩次經(jīng)過宏光學(xué)組件(20)。該節(jié)省結(jié)構(gòu)空間的成象裝置(10)可使用在印刷機(jī)(90)的印刷裝置(88)中。
文檔編號G03F9/02GK1470900SQ03145088
公開日2004年1月28日 申請日期2003年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者馬丁·福雷爾, 阿克塞爾·格布哈特, 埃克哈德·朗根巴赫, 拉爾斯·保爾森, 托馬斯·魯普, 保爾森, 魯普, 爾 格布哈特, 德 朗根巴赫, 馬丁 福雷爾 申請人:海德堡印刷機(jī)械股份公司