[發(fā)明專利]一種藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)及其雕版方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210061068.1
• 申請(qǐng)日: 2012-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN102602127A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 方平
• 主分類號(hào): B41C1/05
• 分類號(hào): B41C1/05
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)及其雕版方法，特別是一種基于反射式光柵光閥的藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)及其雕版方法，主要適用于高品質(zhì)印刷與防偽包裝制版。

背景技術(shù)

激光雕刻系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于印刷和壓紋等領(lǐng)域，而高品質(zhì)印刷和防偽包裝要求激光雕刻系統(tǒng)的解析度高、掃描速度快。現(xiàn)有技術(shù)的激光雕刻系統(tǒng)主要有大功率燒蝕型、紅外激光型和藍(lán)紫激光型三種。

大功率燒蝕型激光雕刻系統(tǒng)采用CO₂激光器、YAG激光器或光纖激光器，直接燒蝕感光材料，雕刻邊緣比較粗糙，不適用于雕刻質(zhì)量要求很高的高品質(zhì)印刷和防偽包裝。加拿大Creo公司、日本Think公司以及浙江大學(xué)研制的紅外激光雕刻系統(tǒng)(中國(guó)專利200510060983.9)采用830nm激光器和光柵光閥(GLV)，其主要優(yōu)點(diǎn)是雕刻質(zhì)量較高、掃描速度快、輥筒轉(zhuǎn)速低，但激光波長(zhǎng)較大，解析度受到限制；而且光柵光閥(GLV)的光效率和消光比較低，激光器的功率大，壽命較短，系統(tǒng)的功耗較大。

現(xiàn)有技術(shù)的藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)采用半導(dǎo)體點(diǎn)狀激光光源，每個(gè)激光光源均需單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，并需要光纖耦合傳輸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其激光通道數(shù)通常只能達(dá)32路以下。現(xiàn)有技術(shù)的藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)的雕版方法包括以下步驟：輥筒涂布紫外感光膠；原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成位圖數(shù)據(jù)；根據(jù)位圖數(shù)據(jù)控制點(diǎn)狀激光器；光纖傳輸和處理；激光掃描加工；顯影；腐蝕。現(xiàn)有技術(shù)的藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)及其雕版方法主要有以下缺陷：(1)掃描速度慢、效率低；(2)輸出的激光光斑呈圓形，所加工的圖像邊緣呈鋸齒狀，雕刻質(zhì)量差；(3)體積大、功耗大、冷卻方法復(fù)雜、維修困難等問(wèn)題，限制了輸出激光的通道數(shù)；(4)對(duì)輥筒轉(zhuǎn)速、加工精度和動(dòng)靜平衡要求高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種性能穩(wěn)定，雕版質(zhì)量高，高效方便的藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)及其雕版方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，它主要包括：一主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一橫移機(jī)構(gòu)，一光電編碼器，一帶有控制程序的計(jì)算機(jī)以及控制器，所述的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主電機(jī)、減速器和主軸，主軸與減速器相連，減速器與主電機(jī)相連，輥筒與主軸相連；所述的橫移機(jī)構(gòu)包括橫移電機(jī)、絲杠和導(dǎo)軌，一光學(xué)引擎與絲杠相連，絲杠與橫移電機(jī)相連，光學(xué)引擎安裝在導(dǎo)軌上并可以移動(dòng)；所述的控制器與光學(xué)引擎、橫移電機(jī)、主電機(jī)、光電編碼器、以及計(jì)算機(jī)分別相連；所述的輥筒上噴涂有感光材料。

所述的光學(xué)引擎包括藍(lán)紫激光器、反射式光柵光閥、光闌和透鏡組；所述的藍(lán)紫激光器發(fā)生波長(zhǎng)為405nm的線狀激光，經(jīng)反射式光柵光閥調(diào)制后，由透鏡組聚焦后對(duì)涂布于輥筒表面上的感光材料進(jìn)行掃描。

所述的反射式光柵光閥的工作頻率達(dá)300kHz，消光比為50∶1，光效率為75％，其可移動(dòng)光柵條的寬度為50μm，長(zhǎng)度為200μm，數(shù)量為512；藍(lán)紫激光器發(fā)生波長(zhǎng)為405nm，寬度為50μm，長(zhǎng)度為28mm的線狀激光，入射在反射式光柵光閥上，未加電可移動(dòng)光柵條之反射光線的絕大部分被光闌擋住，加電后發(fā)生形變的可移動(dòng)光柵條形成柱面反射鏡，其反射光線的絕大部分穿過(guò)光闌上的狹縫，由透鏡組聚焦后形成多通道激光束對(duì)涂布于輥筒7表面上的感光材料進(jìn)行掃描。

一種利用如上所述藍(lán)紫激光雕刻系統(tǒng)的雕版方法，其特征在于該雕版方法包括以下步驟：

1)、在輥筒7上涂布有感光材料；

2)、將原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成位圖數(shù)據(jù)；

3)、位圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成反射式光柵光閥的控制信號(hào)并加載到光學(xué)引擎上；

4)、激光掃描；

5)、顯影；

6)、腐蝕。

本發(fā)明優(yōu)選的雕版方法包括：

步驟1)中，所述的感光材料為速干型材料；

步驟2)中，所述原始圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的控制程序中的光柵圖像處理器處理后形成位圖數(shù)據(jù)，并送到控制器中；

步驟3)和4)中，控制器控制橫移電機(jī)、主電機(jī)工作，橫移電機(jī)通過(guò)絲杠控制光學(xué)引擎在導(dǎo)軌上的位置，主電機(jī)通過(guò)減速器和主軸控制輥筒及涂布于其上的感光材料轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，控制器取樣光電編碼器的信號(hào)作為同步信號(hào)，并將位圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與反射式光柵光閥的驅(qū)動(dòng)電路相匹配的數(shù)據(jù)串并送入反射式光柵狀光閥的寄存器中，同步地控制光學(xué)引擎按照設(shè)定的圖像對(duì)涂布于輥筒的感光材料進(jìn)行激光掃描加工；

步驟5)和6)中，經(jīng)過(guò)激光加工的輥筒7再進(jìn)行顯影和腐蝕加工，完成雕刻制版工作。