[发明专利]激光无版印刷方法及系统

说明书

本发明涉及印刷技术领域，一种激光无版印刷方法及系统。

近几年来，在印刷技术领域出现了“激光印刷”新技术，其特点是利用可见光频段的激光作信息载体，由计算机选择字符发生器中的存贮单元信息，调制于信息载体，逐字将字符信息转移给光导硒鼓，再利用静电吸附磁性墨粉，将墨粉转印于纸面，加热固化完成印刷过程。其存在问题是：1、字符发生器存贮字符容量有限，限制了印刷内容。2、逐字调制不利于汉字印刷的实现。3、光导硒鼓无法再现层次灰度信息，造成信息丢失，不利于形成层次丰富的画面及彩色印刷。至此，它给现代计算机技术信息处理功能在纸面上体现出来造成一定困难。使办公自动化设备至今无法实现高质量汉字及日文、阿拉伯文、朝鲜文等文字及彩色信息的印刷。

而传统印刷工艺无法满足小批量、多品种、高效益、低成本、短周期、及柔性加工、计算机辅助的设计CAD（制版），计算机辅助制造CAM（印刷）的需求。

本发明的目的是为将现代电子计算机技术卓越的信息处理功能充分地体现在纸面输出上，解决办公自动化设备及传统印刷工艺遇到的困难和麻烦、设计出集光、机、电、计算机硬、软件技术于一身的现代印刷系统。

为完成设计目的，首先要寻找一种能将信息负载于其上的载体，并利用载体本身的声、光、电、磁、热等作用，将调制于载体上的信息（色度、色调、亮度、灰度等）转移给印刷媒介，再由印刷媒介转移到纸张。

为完成上述设计目的，采取了三项主要技术解决方案：

1、选择可见光及红外频段的激光作为信息载体。因为激光除具有单色性、高色纯度，单向性，容易进行声光，电光调制、偏转聚焦等控制，形成分辨率高，清晰度好的激光信息光栅等特点外，还具有加热效应，可以使墨粉受热熔化固着于纸面。形成质密墨粉层。

3、利用光学系统或声光偏转系统将载有信息的激光栅作用于印刷媒介，墨粉在象点处熔化、永久固着于纸面，无象点处墨粉末经激光加热，经收集装置放电回收，从而完成印刷过程。

彩色实现原理与彩电及胶印相同，用四色墨粉（品红、兰、黄、黑）分别进行上述扫描过程，一个象素由上述四色墨点表示即可。

下面详细说明该发明的实施方案：

图1是激光无版印刷方法的系统方框原理图。

1、激光器：

采用连续输出的CO₂分子激光器或GaAs半导体激光器，及Nd₃YAG掺钕钇铝石榴石调Q脉冲激光器，输出波长为300nm至10.6μm，平均输出功率～10W级。

2、调制器：

①采用Te玻璃，TeO₂、PbMoO₄、α-HIO₃等声光介质做红外波段及可见光波段上的声光调制元件。其工作原理如下：物理依据是布里渊提出的声光衍射效应。调整入射光束使它与声光晶体中的声波前成布喇格角θb，输出的调制光束则出现在相对于入射光的两倍布喇格角2θb处。信号经驱动电路加到压电陶瓷换能器上，把电信号转换成声光介质的声（行）波，于是在介质中产生了弹性应变，使声光介质的折射率产生周期变化，从而引起光的布喇格衍射，即通过声光相互作用信息信号调制了入射光束。

②采用GaAs砷化镓，PLZT掺镧锆钛酸铅陶瓷、KH₂PO₄、KD₂PO₄、KD₄PO₄等晶体做电光调制元件。电光调制原理是基于晶体在电场作用下折射率发生变化，即普克尔斯效应。

3、偏转聚焦器：

①用铝合金制造多镜面体，安装在磁转子上，用同步电机驱动，驱动电源由压控振荡器（VCO）对水平同步信号锁相、相位信号由磁转速计得到。

②声光偏转器：原理及材料同声光调制器。

③检流计型偏转器：

由安装在电磁驱动的电枢及检流计线圈上的小镜等组成。电枢固定在扭力弹簧上，电枢的偏转正比于线圈电流。

4、驱动电路：

信息驱动及同步驱动电路由晶体管宽带视频放大器电路组成。

图2为激光无版印刷装置系统原理图。

如图中所示：

1、激光器  2、反射镜  3、图象信息调制器  4、多棱镜  5、光学系统  6、同步器  7、印刷滚筒  8、电晕给墨  9、消电灯  10、清洁纸系统  11、同步电机  12、同步驱动器  13、信息驱动器  14、信息接口  15、冷却器

本发明的特点及采用可望获得的经济社会效益。