专利名称：线阵或面阵制版曝光头的制作方法
技术领域：
本发明涉及感光制版设备，特别是感光制版打印机或感光制版绘图仪等使用的线阵或面阵制版曝光头。
点阵打印机是目前电子计算机最常用的外部设备，工作时在计算机程序的控制下，其上的撞针式点阵打印头可沿横向往、返并在纵向移动的输出介质例如打印纸上依照原稿内容输出打印结果。打印结果更准确地说是由撞针式点阵打印头里的打印电磁铁驱动打印针撞击打印色带将打印色带上的油墨涂染在输出介质例如打印纸上形成的，由于色带扩张、油墨浸润等因素的影响，实际输出分辨率较打印针或机械定位系统能给出的分辨率指标要低很多，例如现在市场上稍好一点的点阵打印机的标称分辨率为每25.4毫米360点，但打印输出的实际效果尚不如标称分辨率为每25.4毫米240点的激光打印机或液晶打印机的打印输出效果清晰，这限制了点阵打印机在诸如图文印刷制版、印刷电路制版等那样的要求高分辨率、高清晰度的应用领域的深入应用。
本发明的任务是提出感光制版打印机或感光制版绘图仪等感光制版设备用的线阵或面阵制版曝光头。用本发明提出的线阵或面阵制版曝光头简单地取代先前点阵打印机中的撞针式点阵打印头便可构成实用的感光制版打印机，类似的也可以构成实用的感光制版绘图仪，或者是根据本发明另行设计新的感光制版打印机或感光制版绘图仪等，它们用于感光制版时可在感光胶片等光敏介质上同时输出满足高分辨率、高清晰度要求的多根曝光光束，对感光胶片的曝光格式为一维线阵或二维面阵，适合于图文印刷制版、印刷电路制版等那样的要求输出高分辨率、高清晰度的胶片底版或光敏掩膜的场合作为输出设备使用。
本发明提出的线阵或面阵制版曝光头主要由电光源、光学整形会聚器件和外壳等组成。电光源具有模拟或脉冲或模拟脉冲复合的可控特性，这样在完整的制版系统中感光制版设备就可在计算机程序的控制下依照原稿内容通过接口和驱动电路对电光源进行调节与控制，比如调制输出光束的亮度、色调或开、关时刻等;电光源发出的光束对感光胶片的曝光格式为高分辨率、高清晰度的一维线阵或二维面阵形式，如果电光源不能直接满足该要求则需配用合适的光学整形会聚器件，例如用光导纤维将任意排列、任意大小的电光源的输出光束整形重排成对感光胶片的曝光格式为高分辨率、高清晰度的一维线阵或二维面阵的形式，用光学会聚透镜将原本分辨率较低甚至很低的电光源的输出光束会聚缩小到满足制版要求的高分辨率、高清晰度水平等。除此之外，一个合适的外壳连同完成与主机之间连接的电缆或光缆或接插件也是必要的。
下面结合具体示例和附图对本发明的结构与实现作进一步的说明附
图1是用发光二极管实现本发明提出的线阵制版曝光头的示意图;
附图2是用发光二极管实现本发明提出的面阵制版曝光头的示意图;
附图3是改进的准线阵曝光面的示意图;
附图4是用液晶光阀板实现本发明提出的面阵制版曝光头的示意图;
附图5是本发明提出的线阵制版曝光头配合现有点阵打印机构成一个可用的线阵制版打印机的实施例示意图。
附图1中的发光二极管原本是专为光纤通讯设计的，除了象普通结构的发光二极管那样具有模拟或脉冲或模拟脉冲复合的可控的电气输入端(1)和管芯管壳(2)外，自身还带有能高效率输出管芯发出的光线的光导纤维输出端(3)。这里(1)、(2)是电光源，(3)是光学整形会聚器件，(1)、(2)、(3)在结构上是一体化的。将多个这样的发光二极管的光导纤维输出端(3)在曝光面(5)上排成线阵(4)，便构成了一种线阵制版曝光头。
附图2是附图1沿线阵(4)的垂线方向经扩展得出的，各发光二极管的光导纤维输出端(3)在曝光面(7)上排成面阵(6)，从而构成了一种面阵制版曝光头。
发光二极管的发光光谱特性要求尽量与胶片的光谱特性相一致或相近，必要时可在曝光面上加校光片或通过校光软件等进行校正。发光二极管驱动控制方式的确定主要考虑作业性质和电路复杂程度等因素，例如，制作两调黑白版或有色版时发光二极管可选用脉冲的开关驱动控制方式、制作具有两级以上灰度的黑白版或具有两级以上色度的有色版时发光二极管可选用模拟的连续驱动控制方式等。采用变色二极管及模拟驱动控制方式是制作彩色照片或彩色幻灯片或彩色负版的推荐方案。激光二极管是发光二极管的一种变种，也可以使用，产品有带光导纤维输出端的也有不带光导纤维输出端的，配合红外感光胶片很适合快速制作两调黑白版或有色版。当使用按集成电路工艺制造的集成线阵发光二极管或集成面阵发光二极管时如果分辨率够高则无需额外的光学整形会聚器件便可直接配合外壳等构成线阵或面阵制版曝光头。变色发光二极管和激光二极管也可用集成电路工艺制做成集成线阵或集成面阵的结构形式，使用上可参照按集成电路工艺制造的集成线阵发光二极管或集成面阵发光二极管的使用方法使用。普通发光二极管作为电光源也可以使用，只是和光导纤维之间的光耦合效率很差;采用聚光透镜可以显著改善光耦合效率，但在和内芯直径10微米以下的单模光纤耦合时工艺要求高了一些。
电光源的选用并不局限于发光二极管之类的半导体产品。场致发光器件或等离子体发光器件也可用以构成本发明提出的线阵或面阵感光制版曝光头;白炽灯泡和先前用于大屏幕显示的象元管及它们的派生器件也可使用，例如根据彩色电视技术中的三基色原理用一端分为三条分枝的光纤将三个红、绿、蓝三基色的白炽灯泡或三个红、绿、蓝三基色的象元管的输出耦合到一起构成线阵或面阵制版曝光头等。具体实施时其它的电光源或电光源组件仿照上述示例都可考虑选用。
光学会聚透镜作为光学整形会聚器件可单独使用，也可与光导纤维相互换用或混用。例如前面提到的发光二极管、集成线阵发光二极管、集成面阵发光二极管、场致发光器件、等离子体发光器件、白炽灯泡、象元管以及它们的派生器件等和后面将要提到液晶光阀板的分辨率如果不够高则可用光学会聚透镜将其会聚缩小到满足所要求的高分辨率水平;又如原本分辨率较低甚至可以说很低的5×7点阵的发光二极管显示板组件即可用光导纤维对其整形重排、也可用光学会聚透镜将其会聚缩小到满足所要求的高分辨率水平等;
普通光导纤维是由内芯(8)和包层(9)构成的，请参看附图3。通过卷曲光纤短距离内也能让进入包层的光线基本上不反映到曝光面上，这意味着分辨率主要是由内芯决定的。但在附图1、附图2中包层的存在将影响最好分辨率的获得，解决的办法是采用改进的准线阵曝光面，如附图3所示按相邻两列光纤的内芯与同一条水平直线相切的原则将先前的线阵抽点、重组、再排成尽量少的几列，使得各光导纤维的内芯在水平方向上的投影不留空也不重叠，工作时通过软件补偿、校正因重组再排引入的相位差，使得对感光胶片的曝光在格式上仍为一维线阵。当然，准线阵曝光面中如果对给定的光导纤维无需追求其最好的分辨率等，则各光导纤维的内芯在水平方向上的投影可以留空、也可以重叠;为便于加工装配，先前的线阵重组再排的列数也可以多一些。
准线阵曝光面沿线阵的垂线方向经扩展可得到准面阵曝光面。
附图4中用具有两维排列的许多液晶光阀单元(12)组成的面阵液晶光阀板(11)和背射摄影碘钨灯(10)实现本发明提出的面阵制版曝光头。用具有一维排列的许多液晶光阀单元组成的线阵液晶光阀板和背射摄影碘钨灯可以实现本发明提出的线阵制版曝光头。液晶光阀不能主动发光因而需借助于摄影碘钨灯作为背射光源才能工作，调制是针对液晶光阀进行的，其它环节与前面的考虑类同。背射摄影碘钨灯可换用其它的电光源或电光源组件，它们与液晶光阀板之间必要时加有柔光板或隔热板。采用彩色液晶光阀板及模拟驱动控制方式是制作具有丰富色彩的彩色照片或彩色幻灯片或彩色负版的推荐方案。
选用不同种类的电光源和光学整形会聚器件还可组合出除上述示例以外的许多种结构，具体实施时可参照上述示例进行合理的选择，不再一一介绍。
本发明提出的线阵或面阵制版曝光头可用以构成线阵或面阵制版打印机或线阵或面阵制版绘图仪等感光制版设备。从电子计算机外部设备和联机所需的软硬件来看它们分别与先前技术中的点阵打印机和笔墨绘图仪或光学绘图仪对偶。当本发明提出的线阵或面阵制版曝光头的线阵长度或面阵的长和宽大于或等于当前工作幅面的长度或长和宽时，本发明提出的线阵或面阵制版曝光头将可以特有的单位移自由度或零位移自由度的输出模式工作，这样本发明用于感光制版时较先前技术或者速度明显加快，或者可有较简单的机架结构，或两者兼而有之。
以下介绍本发明提出的发光二极管线阵制版曝光头配合现有点阵打印机构成一个实用的线阵制版打印机的实施例，请看附图5附图5中(13)、(14)、(16)分别对应于附图1中的(1)、(2)、(3)，是光纤通讯用的双异质结高亮度发光二极管，能很好地配合红外感光胶片(18)(20)工作。借用拆去打印针和打印电磁铁后的原点阵打印机的撞针式点阵打印头的外壳，各发光二极管的电气输入线(13)经一限流电阻焊接在与原打印电磁铁的引线对应位置，各管芯和外壳(14)占用原打印电磁铁的对应空间，各光导纤维输出端(16)顺原撞针式点阵打印头外壳前挡板上的各小孔穿出，内侧用胶粘牢，外侧修光磨平，便成了一个线阵制版曝光头。线阵制版曝光头的机械固定方式同先前一样，和主机之间的电气连接仍通过先前的带状电缆完成，工作时原点阵打印机的摩擦走纸胶辊(19)按箭头(22)所示的方向转动并带动红外感光胶片(18)(20)按箭头(17)(21)所示的方向移动，线阵制版曝光头按箭头(15)所示的方向往、返移动并在先前主机及接口驱动电路的控制下依照原稿内容对红外感光胶片曝光，曝光后经显影、定影等工序便可得到所需的胶片底版。
权利要求
1.一种感光制版设备用的线阵制版曝光头，特征是主要由电光源、光学整形会聚器件和外壳等组成，具有多根曝光光束，对感光胶片等光敏介质的曝光格式为线阵。
2.根据权利要求1所述的线阵制版曝光头，其特征在于对感光胶片等光敏介质的曝光格式为准线阵。
3.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源和光学整形会聚器件是一体化结构的发光二极管。
4.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源和光学整形会聚器件是一体化结构的激光二极管。
5.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的发光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
6.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的发光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
7.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的激光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
8.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的激光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
9.根据权利要求1或2或3所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是变色发光二极管。
10.根据权利要求1或2或5或6所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是变色发光二极管。
11.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵发光二极管并不含光学整形会聚器件。
12.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵变色发光二极管并不含光学整形会聚器件。
13.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵发光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
14.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵发光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
15.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵变色发光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
16.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵变色发光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
17.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵激光二极管并不含光学整形会聚器件。
18.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵激光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
19.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成线阵激光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
20.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是场致发光器件并不含光学整形会聚器件。
21.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是等离子发光器件不含光学整形会聚器件。
22.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是场致发光器件，光学整形会聚器件是光导纤维。
23.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是等离子发光器件，光学整形会聚器件是光导纤维。
24.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是场致发光器件，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
25.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是等离子发光器件，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
26.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是白炽灯泡，光学整形会聚器件是光导纤维。
27.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是白炽灯泡，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
28.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是象元管，光学整形会聚器件是光导纤维。
29.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是象元管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
30.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色白炽灯泡，光学整形会聚器件是光导纤维。
31.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色白炽灯泡，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
32.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色象元管，光学整形会聚器件是光导纤维。
33.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色象元管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
34.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是由背射光源和液晶光阀板等组成的并不含光学整形会聚器件。
35.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是由背射光源和液晶光阀板等组成的，光学整形会聚器件是光导纤维。
36.根据权利要求1或2所述的线阵制版曝光头，其特征在于电光源是由背射光源和液晶光阀板等组成的，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
37.一种感光制版设备用的面阵制版曝光头，特征是主要由电光源、光学整形会聚器件和外壳等组成，具有多根曝光光束，对感光胶片等光敏介质的曝光格式为面阵。
38.根据权利要求37所述的面阵制版曝光头，其特征在于对感光胶片等光敏介质的曝光格式为准面阵。
39.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源和光学整形会聚器件是一体化结构的发光二极管。
40.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源和光学整形会聚器件是一体化结构的激光二极管。
41.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的发光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
42.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的发光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
43.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的激光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
44.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是普通结构的激光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
45.根据权利要求37或38或39所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是变色发光二极管。
46.根据权利要求37或38或41或42所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是变色发光二极管。
47.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵发光二极管并不含光学整形会聚器件。
48.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵变色发光二极管并不含光学整形会聚器件。
49.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵发光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
50.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵发光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
51.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵变色发光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
52.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵变色发光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
53.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵激光二极管并不含光学整形会聚器件。
54.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵激光二极管，光学整形会聚器件是光导纤维。
55.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是集成面阵激光二极管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
56.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是场致发光器件并不含光学整形会聚器件。
57.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是等离子发光器件不含光学整形会聚器件。
58.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是场致发光器件，光学整形会聚器件是光导纤维。。
59.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是等离子发光器件，光学整形会聚器件是光导纤维。
60.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是场致发光器件，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
61.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是等离子发光器件，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
62.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是白炽灯泡，光学整形会聚器件是光导纤维。
63.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是白炽灯泡，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
64.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是象元管，光学整形会聚器件是光导纤维。
65.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是象元管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
66.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色白炽灯泡，光学整形会聚器件是光导纤维。
67.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色白炽灯泡，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
68.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色象元管，光学整形会聚器件是光导纤维。
69.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是三基色象元管，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
70.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是由背射光源和液晶光阀板等组成的并不含光学整形会聚器件。
71.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是由背射光源和液晶光阀板等组成的，光学整形会聚器件是光导纤维。
72.根据权利要求37或38所述的面阵制版曝光头，其特征在于电光源是由背射光源和液晶光阀板等组成的，光学整形会聚器件是光学会聚透镜。
73.根据权利要求1直到权利要求36所述的线阵制版曝光头，其特征在于多根曝光光束所形成的线阵或准线阵的长度大于或等于当前工作幅面的长度，支持单自由度工作模式。
74.根据权利要求37直到权利要求72所述的面阵制版曝光头，其特征在于多根曝光光束所形成的面阵或准面阵的长度和宽度大于或等于当前工作幅面的长度和宽度，支持零自由度工作模式。
全文摘要
本发明提出的线阵或面阵制版曝光头主要由电光源、光学整形会聚器件和外壳等组成。用于图文印刷制版、印刷电路制版等那样的要求输出高分辨率、高清晰度的胶片底版或光敏掩膜的场合作为输出设备较先前技术或速度明显加快，或可有较简单的机架结构，或者两者兼而有之。当本发明提出的线阵或面阵制版曝光头的线阵长度或面阵的长和宽大于或等于当前工作幅面的长度或长和宽时，本发明提出的线阵或面阵制版曝光头将可以特有的单位移自由度或零位移自由度的输出模式工作。
文档编号G03F7/20GK1062982SQ9110935
公开日1992年7月22日 申请日期1991年9月28日 优先权日1991年9月28日
发明者温建红 申请人:温建红