本發(fā)明涉及絲網(wǎng)印刷技術領域，具體涉及一種絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)及制版方法。

背景技術：

絲網(wǎng)印刷屬于孔版印刷，它與平印、凸印、凹印一起被稱為四大印刷方法?？装嬗∷ㄖ`寫版、鏤孔花版、噴花和絲網(wǎng)印刷等。孔版印刷的原理是：印版（紙膜版或其它版的版基上制作出可通過油墨的孔眼）在印刷時，通過一定的壓力使油墨通過孔版的孔眼轉移到承印物（紙張、陶瓷等）上，形成圖象或文字。

印刷時通過刮板的擠壓，使油墨通過圖文部分的網(wǎng)孔轉移到承印物上，形成與原稿一樣的圖文。絲網(wǎng)印刷設備簡單、操作方便，印刷、制版簡易且成本低廉，適應性強。絲網(wǎng)印刷應用范圍廣常見的印刷品有：彩色油畫、招貼畫、名片、裝幀封面、商品標牌以及印染紡織品等。

傳統(tǒng)的絲網(wǎng)制版系統(tǒng)是通過曬板機使用菲林進行制版。菲林與早期的照相機底片類似。使用菲林進行制版流程如下：將帶有圖像的菲林貼在已涂敷感光膠的絲網(wǎng)網(wǎng)版上，使用汞燈照射菲林，菲林上有圖形部分可以透射光線，使網(wǎng)版的感光膠感光，將感光的網(wǎng)版進行顯影，顯影之后未感光的部分會被顯影液溶解，從而在網(wǎng)版上形成圖形。

傳統(tǒng)的利用菲林制版的方法存在如下缺陷：

1、耗材成本高昂，傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制版方法需要使用照排機制作菲林，多色印刷需要多張菲林，曬版后菲林即遭廢棄，與直接制版相比耗材成本較高；

2、增加工序，導致制版效率低下：傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制版過程需首先制作圖案底片，再經曬版機制版工藝周期較長，制版效率低下，由此還可能導致更多的問題點出現(xiàn)以及人工成本、時間成本的增加；

3、菲林易損壞：菲林本身易變形易被劃傷，導致其使用壽命大大受影響；

4、無法制作超大網(wǎng)版：受菲林本身面積的限制，傳統(tǒng)的制版方法無法制作超大網(wǎng)版；

5、圖像精度差，無法滿足小線寬圖形的制版：由于傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制版方法是通過圖案底片與感光膠接觸曝光復制而完成的，因而復制過程中會造成圖像細節(jié)的損失，圖像精度低于原稿，該現(xiàn)象在厚感光膠的曬版過程中尤為明顯，因此傳統(tǒng)菲林制版通常僅適用于50μm以上的線寬。

近年來，研究者們也進行了一些直接制版的嘗試。一種直接制版的方法是采用數(shù)字微鏡器件(DMD)進行曝光處理實現(xiàn)直接制版。但在實際應用中，由于受絲網(wǎng)印刷制版標準數(shù)據(jù)格式的限制，使用DMD的直寫式絲網(wǎng)制版系統(tǒng)其曝光產能受到很大的限制：由于絲網(wǎng)印刷的制版的標準數(shù)據(jù)格式是1BIT-TIF格式——1BIT-TIF是一種壓縮后的單色位圖，由專業(yè)的RIP（raster image process）軟件生成所得。采用這種格式的版圖，當使用DMD進行掃描曝光時，受限于DMD可接受的光能量和DMD的刷新率，導致曝光產能受到極大的限制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)使用菲林帶來的成本高、工序多、精度低等問題以及現(xiàn)有的直接制版方法產能低、適應圖像格式單一等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種直寫式(DIS)絲網(wǎng)制版系統(tǒng)以及使用該系統(tǒng)制版的方法。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)，用于絲網(wǎng)制版過程中在網(wǎng)版上進行圖形曝光，包括主機、運動系統(tǒng)、微LED陣列控制器、微LED陣列、主動聚焦模塊和光學鏡頭；

所述運動系統(tǒng)由步進平臺、掃描平臺以及平臺驅動器組成，其中平臺驅動器與主機相連并驅動步進平臺和掃描平臺運動；

所述微LED陣列控制器與主機相連，在主機的控制下驅動微LED陣列完成曝光任務；

所述主動聚焦模塊控制光學鏡頭與網(wǎng)版間的距離。

其中，所述主機是個人計算機、服務器或工控機中的一種。

其中，所述步進平臺承載網(wǎng)版并帶動網(wǎng)版運動，所述掃描平臺承載主動聚焦模塊和光學鏡頭并帶動主動聚焦模塊和光學鏡頭運動。

其中，所述微LED陣列控制器由數(shù)據(jù)接收單元、ARM處理器、現(xiàn)場可編程門陣列和數(shù)據(jù)存儲單元組成。

進一步地，所述數(shù)據(jù)接收單元是網(wǎng)口或USB口。

其中，所述微LED陣列發(fā)出的光線波長介于365nm至405nm之間。

其中，所述主動聚焦模塊由電機、高速微動部件、距離傳感器和控制單元組成。

進一步地，所述高速微動部件是壓電陶瓷電機或音圈馬達。

本發(fā)明還提供一種利用上述絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)在網(wǎng)版上進行圖形曝光的方法，包括如下步驟：

(1)網(wǎng)版準備步驟，主機向平臺驅動器發(fā)出指令，平臺驅動器驅動步進平臺移動到上版位置，由人工或自動上板裝置將網(wǎng)版放置到步進平臺上，再由設于步進平臺-的網(wǎng)版固定裝置對網(wǎng)版進行固定；

(2)曝光準備步驟，主機控制平臺驅動器-驅動步進平臺-和掃描平臺-移動到初始曝光點位置，準備開始曝光；

(3)版圖條帶化處理步驟，主機讀取待曝光的圖像數(shù)據(jù)，然后按照微LED陣列的寬度進行切割獲得條帶圖像；

(4)版圖發(fā)送步驟，主機將條帶圖像數(shù)據(jù)經無損壓縮后傳輸至微LED陣列控制器；

(5)啟動主動聚焦步驟，主機控制主動聚焦模塊開始進行主動聚焦操作；

(6)正方向的單次掃描步驟，平臺驅動器-接受主機發(fā)出的控制指令，驅動掃描平臺-按指定速度勻速運動到單次掃描的結束位置，掃描過程中，掃描平臺-持續(xù)向微LED陣列控制器反饋位置信號，微LED陣列控制器根據(jù)接收的位置信號控制微LED陣列中LED單元的開關，實現(xiàn)相應的圖形曝光；

(7)步進移動步驟，平臺驅動器-接受主機發(fā)出的控制指令，驅動步進平臺-向待曝光區(qū)域移動微LED陣列有效掃描寬度的距離；

(8)反方向的單次掃描步驟，平臺驅動器-接受主機發(fā)出的控制指令，驅動掃描平臺-按指定速度反方向勻速運動到反方向的結束位置，掃描過程中，掃描平臺-持續(xù)向微LED陣列控制器反饋位置信號，微LED陣列控制器根據(jù)接收的位置信號控制微LED陣列中LED單元的開關，實現(xiàn)相應的圖形曝光；

(9)步進移動步驟，平臺驅動器-接受主機發(fā)出的控制指令，驅動步進平臺-向待曝光區(qū)域移動微LED陣列有效掃描寬度的距離；

(10)重復步驟(6)-步驟(9)，直至所有圖形均被轉移，曝光過程完成。

其中，啟動主動聚焦步驟中主動聚焦操作的過程如下：主動聚焦模塊中的距離傳感器實時測量光學鏡頭到網(wǎng)版間的距離，當距離的值超過光學鏡頭的誤差范圍時，首先由主動聚焦模塊中的控制單元驅動電機進行粗調節(jié)，然后由控制單元驅動高速微動部件對光學鏡頭的位置進行細調節(jié)，使得光學鏡頭的焦面始終保持在網(wǎng)版平面上。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)，制版過程不需要菲林，有效降低了成本，且工序簡單、圖像精度高，可適用于制作超大網(wǎng)版；采用微LED陣列替代DMD進行直寫式制版，曝光過程不再受限于DMD可接受的光能量以及DMD刷新率，產能顯著提高。由于應用了微LED陣列，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)曝光時無需額外的光源以及控制單元，系統(tǒng)結構更為簡化，成本也相應降低。

此外，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)不再受限于絲網(wǎng)印刷制版行業(yè)的圖像數(shù)據(jù)格式，對于其他格式的圖像，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)通過將其按微LED陣列的寬度沿圖的水平或垂直方向進行切分成條帶，然后按條帶控制微LED陣列中LED單元的開關，沿掃描的方向移動鏡頭，達到曝光的目的。因此，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)可使用的版圖數(shù)據(jù)格式更加多樣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的一種絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)的模塊組成圖；

圖2是本發(fā)明另一實施例的的一種絲網(wǎng)印刷直接制版裝置的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明另一實施例的一種絲網(wǎng)印刷直接制版裝置的立體結構示意圖；

圖4是應用本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)在網(wǎng)版上進行圖形曝光的方法流程圖。

附圖標記說明：

1——主機，2——運動系統(tǒng)，2-1——步進平臺，2-2——掃描平臺，2-3——平臺驅動器，3——微LED陣列，4——微LED陣列控制器，5——主動聚焦模塊，6——光學鏡頭，7——網(wǎng)版，8——大理石框架，8-1——底座，8-2——龍門，8-2-1——龍門支架，8-2-2——龍門橫梁，9——網(wǎng)版固定裝置，10——光學成像系統(tǒng)。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述。

實施例1

本發(fā)明提供一種絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)，用于絲網(wǎng)制版過程中在網(wǎng)版上進行圖形曝光。圖1所示是本發(fā)明一個具體實施例的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)的模塊組成圖。該系統(tǒng)包括主機1、運動系統(tǒng)2、微LED陣列控制器3、微LED陣列4、主動聚焦模塊5和光學鏡頭6。

主機1可以是PC、各類服務器或各類工控機。主機1的主要作用是接收版圖、緩存版圖和預處理版圖以及總控主動聚焦模塊、微LED陣列控制器和運動系統(tǒng)協(xié)同工作。所涉及的版圖一般由CAM軟件負責生成，其格式可以是PDF、GDSII、GERBER、ODB++、TIF、BMP、DWG或DPF等。在曝光時，主機首先將版圖按微LED陣列的掃描寬度進行條帶切分，然后將條帶圖像通過網(wǎng)絡、光纖、USB等傳輸?shù)轿ED陣列控制器3。

運動系統(tǒng)2由步進平臺2-1、掃描平臺2-2以及平臺驅動器2-3組成，其中平臺驅動器2-3與主機1相連并驅動步進平臺2-1和掃描平臺2-2運動。步進平臺2-1承載網(wǎng)版并帶動網(wǎng)版在步進方向運動，掃描平臺2-2承載主動聚焦模塊5和光學鏡頭6并帶動主動聚焦模塊5和光學鏡頭6在掃描方向連續(xù)運動。掃描方向和步進方向相互垂直，但均平行于網(wǎng)版平面。掃描平臺上還設有位置編碼器，用于發(fā)送實時位置信息。

微LED陣列控制器3與主機1相連，由數(shù)據(jù)接收單元、ARM處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和數(shù)據(jù)存儲單元(一般是DDR)組成。其中，數(shù)據(jù)接收單元可以是網(wǎng)口、USB口等。微LED陣列控制器的作用有：接收主機發(fā)送的條帶圖像；預先生成不同曝光位置的圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)運動系統(tǒng)位置編碼器的信號，計算實時位置；根據(jù)實時位置和相應的圖像數(shù)據(jù)，驅動微LED陣列器中LED單元的開或關，實施曝光。

微LED陣列4用于提供曝光使用的光能量。微LED陣列由一排緊密相鄰的微型LED組成，由微LED陣列控制器3按照計算機提供的條帶圖像控制單顆LED的開或關。微LED陣列4發(fā)出的光線波長介于385nm－405nm之間。

主動聚焦模塊5控制光學鏡頭6與網(wǎng)版間的距離，使鏡頭的焦面始終保持在網(wǎng)版平面上；主動聚焦模塊7由電機、高速微動部件、距離傳感器和控制單元組成，其中高速微動部件可以是壓電陶瓷電機或音圈馬達。主動聚焦可以是旁軸或同軸模式。主動聚焦模塊的工作過程如下：主動聚焦模塊5中的位置傳感器實時測量光學鏡頭6到網(wǎng)版間的距離，當所述距離的值超過光學鏡頭6的誤差范圍時，首先由控制單元驅動電機進行粗調節(jié)，然后由控制單元驅動高速微動部件對光學鏡頭6的位置進行細調節(jié)，使得光學鏡頭8的焦面保持在網(wǎng)版平面上。

本實施例的直寫式絲網(wǎng)制版系統(tǒng)中，由微LED陣列、光學鏡頭和主動聚焦模塊組成了光學成像系統(tǒng)10。

實施例2

本實施例給出了應用本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)的一種具體裝置。

如圖2是本實施例的一種絲網(wǎng)印刷直接制版裝置的結構示意圖；圖3是本實施例的絲網(wǎng)印刷直接制版裝置的立體結構示意圖。從圖中可以看出，步進平臺2-1和掃描平臺2-2均承載于大理石框架8上，該大理石框架包括底座8-1和龍門8-2，底座8-1平行于水平面，龍門8-2包括龍門支架8-2-1和龍門橫梁8-2-2，龍門支架8-2-1垂直于水平面且固定在底座8-1上，龍門橫梁8-2-2位于龍門支架8-2-1頂端

其中，步進平臺2-1固定于底座8-1上，位于龍門橫梁8-2-2正下方，步進方向與龍門橫梁8-2-2相垂直；

掃描平臺2-2固定于龍門橫梁8-2-2上，掃描平臺2-2上承載有光學成像系統(tǒng)10，包括微LED陣列4、光學鏡頭6和主動聚焦模塊5。光學鏡頭6位于主動聚焦模塊5的下方。

本實施例中的網(wǎng)版固定裝置9是網(wǎng)版夾具。網(wǎng)版7通過網(wǎng)版夾具固定于步進平臺上，網(wǎng)版夾具可有效避免網(wǎng)版在運動時滑動或跳動，從而避免曝光圖形錯亂。

實施例3

本實施例提供應用本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)在網(wǎng)版上進行圖形曝光的方法。圖4是應用本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷直接制版系統(tǒng)在網(wǎng)版上進行圖形曝光的方法流程圖。該方法具體包括如下步驟：

在網(wǎng)版準備步驟S1中，主機1向平臺驅動器2-3發(fā)出指令，平臺驅動器2-3驅動步進平臺2-1移動到上版位置，由人工或自動上板裝置將網(wǎng)版7放置到步進平臺2-1上，再由設于步進平臺2-1的網(wǎng)版固定裝置9對網(wǎng)版7進行固定；

在曝光準備步驟S2中，主機1控制平臺驅動器2-3驅動步進平臺2-1和掃描平臺2-2移動到初始曝光點位置，準備開始曝光；

在版圖條帶化處理步驟S3中，主機1讀取待曝光的圖像數(shù)據(jù)，然后按照微LED陣列4的寬度對圖像進行切割獲得條帶圖像；

在版圖發(fā)送步驟S4中，主機1將條帶圖像數(shù)據(jù)經無損壓縮后傳輸至微LED陣列控制器3；傳輸方式可以是網(wǎng)線、光纖或USB傳輸。

在啟動主動聚焦步驟S5中，主機1控制主動聚焦模塊5開始進行主動聚焦操作；操作過程是：主動聚焦模塊5中的距離傳感器實時測量光學鏡頭6到網(wǎng)版7間的距離，當所述距離的值超過光學鏡頭6的誤差范圍時(這種情況稱為離焦)，主動聚焦模塊5中的控制單元通過驅動主動聚焦模塊5中的電機和高速微動部件調節(jié)光學鏡頭6的位置，使得光學鏡頭6的焦面保持在網(wǎng)版平面上。

主動聚焦模塊7是一個自主模塊，主機1控制它開始主動聚焦后，該模塊將不再接受主機1命令，直到主機下達停止主動聚焦的命令。

在正方向的單次掃描步驟S6中，平臺驅動器2-3接受主機1發(fā)出的控制指令，驅動掃描平臺2-2按指定速度勻速運動到單次掃描的結束位置，掃描過程中，掃描平臺2-2持續(xù)向微LED陣列控制器3反饋位置信號，微LED陣列控制器3根據(jù)接收的位置信號計算實時位置，然后獲取相應的圖像數(shù)據(jù)，控制微LED陣列4中LED單元的開或關，實現(xiàn)當前位置的圖形曝光。其中，掃描速度由網(wǎng)版7上的光敏劑的種類及厚度以及微LED陣列4發(fā)出光線的光強和波長等共同決定；單次掃描的結束位置由給定的版圖的尺寸、邊緣曝光方式等決定；單次掃描中，掃描平臺2-2的行進距離等于版圖沿掃描方向上的徑向尺寸。假設版圖尺寸為A*B，其中A為沿步進方向的長度，B為沿掃描方向的長度，則單次掃描中的掃描距離為B，單次掃描的結束位置為由起始曝光點沿掃描方向的射線方向上與起始曝光點距離為B的點。

在步進移動步驟S7中，平臺驅動器2-3接受主機1發(fā)出的控制指令，驅動步進平臺2-1向待曝光區(qū)域移動微LED陣列4有效掃描寬度的距離；有效掃描寬度的定義是：假設微LED陣列4在單次掃描中曝光的圖形寬度為d，則d即為微LED陣列4的有效掃描寬度。

在反方向的單次掃描步驟S8中，平臺驅動器2-3接受主機1發(fā)出的控制指令，驅動掃描平臺2-2按指定速度反方向勻速運動到反方向的結束位置，掃描過程中，掃描平臺2-2持續(xù)向微LED陣列控制器3反饋位置信號，微LED陣列控制器3根據(jù)接收的位置信號計算實時位置，然后獲取相應的圖像數(shù)據(jù)，控制微LED陣列4中LED單元的開或關，實現(xiàn)當前位置的圖形曝光。同樣，掃描速度由網(wǎng)版7上的光敏劑的種類及厚度以及微LED陣列4發(fā)出光線的光強和波長等共同決定；單次掃描的結束位置由給定的版圖的尺寸、邊緣曝光方式等決定?；诓襟ES6-S7中的假設，此時反方向的結束位置為距離起始曝光點沿步進方向距離為d的位置；通過S6-S8，正、反方向的總計掃描距離為2*B，步進平臺的行進距離為d。

在步進移動步驟S9中，平臺驅動器2-3接受主機1發(fā)出的控制指令，驅動步進平臺2-1向待曝光區(qū)域移動微LED陣列4有效掃描寬度的距離；

重復步驟S6-步驟S9，直至所有圖形均被轉移，曝光過程完成。

曝光過程完成后，主機1控制主動聚焦模塊5停止工作，同時控制步進軸運動至上版位置，完成制版過程。

以上應用具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行了詳細闡述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。同時，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。因此，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。