[发明专利]对弹性印刷板和套筒进行多光束直刻的装置和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及印刷领域，并且特别涉及印刷板和套筒的直刻。

背景技术

计算机直接制板（CTP）是用于印刷工艺的成像技术，通过根据成像数据使印刷板暴露于光能量下，将该成像数据直接从计算机输出到印刷板。在外鼓式成像设备的情况下，将印刷板或套筒安放于成像器的成像滚筒上。随着鼓绕其纵轴旋转，成像头沿轴向移动并将用成像数据调制的一个或多个激光束聚焦于该板上，以在该印刷板的表面形成图案。

虽然描述是以对在外鼓式成像设备上的板进行成像而言，但是同样的原理也适用于对外鼓式成像设备上的套筒进行成像或使用平台成像设备。

在其上涂布有激光可烧蚀掩膜（LAMS）的光聚合物板上成像是公知的，在这种情况下，一个或多个激光束在LAMS材料上烧蚀图案以形成掩膜，该板可以通过该掩膜而暴露于紫外线下并通过加工来制作将图像图案间接刻于其上的印刷板。

在直刻中，一个或多个激光束直接在弹性印刷板上烧蚀图像图案。术语“弹性体”与形容词“弹性”在本文中广泛用于包括橡胶板和聚合物板。这些术语可以与术语“橡胶”互换使用。

直刻通常比烧蚀LAMS涂层需要的激光能量高得多。当LAMS涂层的典型厚度为3μm的量级时，直刻需要烧蚀板材料以产生深得多的图案，一般在500μm深的量级。因此，对弹性板进行直刻比烧蚀LAMS涂层需要的激光功率大约高三个数量级。

高功率激光器例如封离式二氧化碳（CO₂）激光器和光纤激光器可以提供的输出功率达到千瓦（kW）范围，例如500W至3kW。加利福尼亚州圣克拉拉的相干公司（Coherent,Inc.）提供现成的500W和1000W CO₂激光器。麻省牛津镇的IPG光子公司（IPG Photonics Corporation）提供现成的达到1000W的单模光纤激光器，并可以制造定制的达到3kW的光纤激光器。这类激光器可以得到质量满意的雕刻。然而，成像是相对慢的。现存的直刻系统的生产效率大约为每小时0.5平方米（m²/h），而光聚合物板的成像可以达到8m²/h的速度。

已知的直刻系统采用CO₂或光纤激光器和光束调制器例如声光调制器（AOM）以切换在该板上的激光光束功率打开和关闭。AOM的切换速度是受限制的。具有AOM的高功率激光器的切换速度仅在较低的千赫兹（kHz）范围内。然而，为了达到8m²/h的速度，需要兆赫兹（MHz）范围内的切换速度。一般情况下，激光功率越高，切换速度越慢。

一种针对于成像速度受到限制的昂贵的解决方案是并行使用若干个雕刻系统。然而，这种解决方案是昂贵的并需要大的空间来操作多个雕刻系统。

除了生产效率低之外，弹性板的直刻会产生大量蒸发的弹性体。该蒸汽会干扰激光束的聚焦并形成等离子体，这会引起该板的表面上的小细部熔化。

发明内容

本发明揭示了一种通过多个激光束来对弹性印刷板进行直刻的装置和方法。在一个实施例中，将弹性印刷板或套筒安放于成像鼓上以进行直刻。该成像鼓是可绕其纵轴旋转的。这种旋转限定了圆周方向，也称为横向。旋转轴限定了轴向，也称为纵向。该印刷板具有由弹性体制成（由聚合物或橡胶制成）的板体和表面。驱动结构在多个激光束和该板之间提供了横向和纵向上的相对运动。

另一个替代性的配置使用平台成像器。该平台具有横向和垂直于该横向的纵向。驱动结构提供了在多个激光束和该板之间横向和纵向上的相对运动。各调制光束根据成像数据的各部分进行调制。各部分称为该成像数据的“切片”以反映每个部分可操作为调制光束用于从雕刻的总深度的第一各自深度雕刻至第二各自深度。本发明详细地描述了鼓的版本。本领域的技术人员将会发现将本发明适用于平台成像器是简单明确的。