一种激光直写成像设备的制作方法

1.本技术涉及激光直写成像设备技术领域，尤其涉及一种激光直写成像设备。


背景技术：

2.相关技术中的激光直写成像设备(例如申请号为：201310084860.3中公开的平面丝网印刷网版用激光直接制版装置)，通过控制激光阵列在预设水平方向来回往复扫描曝光面上的感光涂层，在往复移动过程中检测激光可照射的位置，以对各个像素行中的像素曝光点在曝光面上的映射位置进行曝光。
3.相关技术中的激光直写成像设备，其激光阵列在水平方向的扫描速度越快，扫描所需的时间越少，生产效率就越高。申请人发现，为提高现有的激光阵列的扫描速度，在有限的加速距离内需要提高加速度，必然需要电动机在短时间内提供更高的瞬时输出功率。然而电动机瞬时功率扩大化导致机械振动扩大，导致需要加重机身以减弱振动，增加了设备成本，且更高的瞬时功率的电机的成本也更高。为适应激光直写成像设备提高生产效率下的提速需求，有必要对现有的激光直写成像设备进行改进。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种激光直写成像设备，将减速阶段存储的势能为加速阶段提供动力，从而在不改变电机功率和设备自身重量的情况下提高了出射光阵列的扫描速度，提高了激光直写成像设备的生产效率和稳定性。
5.本技术实施例中提供了一种激光直写成像设备，可包括：
6.控制器、扫描组件、第一磁力储能组件以及第二磁力储能组件；其中，
7.所述扫描组件上设置有出射光阵列，且所述出射光阵列在水平方向和竖直方向可移动；
8.所述第一磁力储能组件以及第二磁力储能组件包含一组或多组储能组件，每一组所述储能组件均包含导向柱、套设在所述导向柱上的一个或多个磁力滑块以及固定磁极块；
9.所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的导向柱分别设置于所述扫描组件的两侧；当所述第一磁力储能组件或所述第二磁力储能组件中的磁力滑块与所述固定磁极块之间的间距被压缩时，所述磁力滑块在所述固定磁极块施加磁力的作用下促进所述扫描组件加速或减速运动；
10.所述控制器与所述出射光阵列的驱动器电连接，用于在出射光阵列移动过程中，根据出射光阵列中光束的实时位置生成控制光束开关状态的控制信号，以对所述曝光面上的感光涂层上的像素点进行选择性曝光。
11.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的固定磁极块与最近的磁力滑块的相对侧的磁极相同，以对最近的磁力滑块产生互斥的磁力。
12.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的磁力滑块为圆柱环状或棱柱环状。
13.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的固定磁极块的中心设有与所述导向柱相匹配的凹孔。
14.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的靠近所述固定磁极块的一侧设置有限位块以防止所述磁力滑块脱离所述导向柱。
15.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述扫描组件包含水平导轨、水平移动平台以及竖直移动平台；所述水平移动平台设置在所述水平导轨上，且可沿所述水平导轨移动，所述水平移动平台上设置有竖直导轨；所述竖直移动平台设置在所述竖直导轨上，且可沿所述竖直导轨移动，所述竖直移动平台上设置有多个沿直线分布的一列激光器。
16.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述水平移动平台上设置有至少两组水平导轨。
17.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述出射光阵列由多颗沿竖直方向的垂直投影点不重叠排列的激光器组成。
18.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述出射光阵列是基于dmd数字微镜器件对激光光源调制形成的多束光阵列。
19.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
20.本技术实施例中，激光直写成像设备中的第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的磁力滑块与所述固定磁极块之间的间距被压缩时，磁力滑块在固定磁极块施加磁力的作用下促进扫描组件加速或减速运动。由此，第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件可以将扫描组件减速阶段的动能转换为势能，进而可以在反向运动期间释放势能对扫描组件进行反向加速，从而在不改变电机功率和设备自身重量的情况下提高了出射光阵列的扫描速度，提高了激光直写成像设备的生产效率。其次，本技术实施例中的激光直写成像设备采用不直接连接的磁力滑块与固定磁极之间的作用力促进扫描组件加速或减速运动，避免了直接接触导致的机械振动，提高了激光直写成像设备的稳定性。
附图说明
21.图1为本技术实施例中激光直写成像设备的一个实施例示意图；
22.图2为本技术实施例中激光直写成像设备中一组储能组件一种可能的结构实施例示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
24.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中，术语“中心”、、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.为了便于理解，下面对本技术实施例中的激光直写成像设备进行描述，请参阅图1，本技术实施例中一种激光直写成像设备的一个实施例可包括：控制器(未示出)、扫描组件10(包含图1中所示的101、102、103、104及1031)、第一磁力储能组件20以及第二磁力储能组件30。
27.其中，扫描组件上设置有出射光阵列，且出射光阵列在水平方向和竖直方向可移动。需要说明的是，本技术实施例中的水平方向是指在曝光面或与曝光面平行的平面上的与所需形成的图像的像素行平行的方向，竖直方向是指在曝光面或与曝光面平行的平面上与选定的水平方向垂直的方向。因此，本技术中的水平方向和竖直方向是随曝光面所在的位置以及曝光面上的所需形成的图像的像素行所在的方向的变化而变化的，具体方向此处不做限定。
28.示例性的，作为一种可能的实施方式，出射光阵列可以包含多颗沿竖直方向排布的激光器101(如图1所示)，且组成该出射光阵列的激光器沿竖直方向的垂直投影点(即激光光斑在竖直方向的投影点，需保证激光光斑在竖直方向的扫描痕迹不重叠)不重叠排列。示例性的，作为一种可能的实施方式，出射光阵列还可以是基于dmd(数字微镜器件)对激光光源调制形成的多束光阵列。实际应用中，控制器可以控制出射光阵列沿水平方向多次往复扫描曝光面，一次扫描过程中出射光阵列中的多束光以固定间距(该固定间距由安装位置决定而固定)并行对曝光面上多个像素行同时进行扫描，以对各个像素行中的像素点进行选择性曝光。在上一次扫描完成之后，控制器可以控制出射光阵列沿扫描方向的垂直方向以固定的移动步距移动出射光阵列，再沿着水平相反方向扫描，使得出射光阵列中的光束可以对各自曝光面上相邻光束的各段扫描间隙中未扫描的像素行进行并行扫描曝光。其中，一次往复扫描过程中包含由左向右和由右向左，两个水平方向的扫描过程中分别扫描不同像素行。具体的扫描曝光过程可参照相关技术，此处不做赘述。
29.示例性的，作为一种可能的实施方式，请参阅图1，扫描组件包含水平导轨102、水平移动平台103以及竖直移动平台104；水平移动平台103设置在水平导轨102上，且可沿水平导轨102移动，水平移动平台103上设置有竖直导轨1031；竖直移动平台104设置在竖直导轨1031上，且可沿竖直导轨1031移动，竖直移动平台104上设置有多颗激光器101组成的出射光阵列。可选的，为保持运动平稳，水平导轨102可以为两组或多组。
30.请参阅图1或图2，第一磁力储能组件20以及第二磁力储能组件30均包含导向柱a、套设在导向柱a上的一个或多个磁力滑块b以及固定磁极块c。其中，当导向柱a上套设有多个磁力滑块时，相邻磁力滑块之间相对侧的磁极相同以产生互斥的磁力。第一磁力储能组件20和第二磁力储能组件30中的导向柱分别设置于扫描组件10的两侧；第一磁力储能组件20和第二磁力储能组件30中的固定磁极块c与最近的磁力滑块b的相对侧的磁极相同，以对最近的磁力滑块b产生互斥的磁力。优选的，导向柱a、磁力滑块b以及固定磁极块c的中心轴位于同一直线(该直线与水平方向平行)上，当扫描组件10在水平往复运动过程中的减速阶段时，第一磁力储能组件20或第二磁力储能组件30中的磁力滑块b与固定磁极块c之间的间距被压缩，使得磁力滑块b在固定磁极块c施加磁力的作用下促进扫描组件10减速运动；当扫描组件10在水平往复运动过程中的加速阶段时，第一磁力储能组件20或第二磁力储能组件30中的磁力滑块与固定磁极块之间的间距已提前被压缩，使得磁力滑块在固定磁极块施加磁力的作用下促进扫描组件加速运动。如此，第一磁力储能组件20和第二磁力储能组件30可以将扫描组件10在减速阶段的动能转换为势能，进而可以在反向运动期间释放势能对扫描组件10进行反向加速，只需在启动阶段使用额外的驱动获得初始的势能，即可使得整个运动期间在保持较小的驱动功率(相对于无势能驱动场景)进行加、减速运动。而且，激光直写成像设备采用不直接连接的磁力滑块与固定磁极之间的作用力促进扫描组件加速或减速运动，避免了直接接触导致的机械振动，提高了激光直写成像设备的稳定性。
31.激光直写成像设备中的控制器与出射光阵列的驱动器电连接，在出射光阵列移动过程中，可以根据扫描组件上的每个激光器的实时位置生成控制激光器开关的控制信号，以对曝光面上的感光涂层上的像素点进行选择性曝光。
32.本技术中的控制器在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit，cpu)、微处理器或其他数据处理芯片(例如fpga、plc等)，可以运行存储器中存储的程序代码或处理数据，执行计算机程序等，以实现设置的功能，具体的实现方式本技术不做限定。
33.本技术中的激光直写成像设备的成像控制过程，具体如下：将需要在待加工件的曝光面上成像的图像进行栅格化处理(具体栅格化过程为现有技术)，得到曝光面上激光曝光点的位置信息。在扫描组件上的激光器移动的过程中，检测扫描组件上的激光器的实时位置，判断激光可以曝光的位置与激光曝光点在曝光面上的映射位置是否一致；若一致，即可开启对应的激光器进行曝光，直到完成整个曝光面的曝光。具体的栅格化过程及出射光束(激光器)的开关控制过程可参照相关技术，此处不做赘述。
34.由以上公开内容可知，激光直写成像设备中的第一磁力储能组件和第二磁力储能组件分别设置于扫描组件的两侧，调整其安装位置，第一磁力储能组件和第二磁力储能组件中的磁力滑块与固定磁极块之间的间距被压缩时，磁力滑块在固定磁极块施加磁力的作用下促进扫描组件加速或减速运动。由此，第一磁力储能组件和第二磁力储能组件可以将扫描组件减速阶段的动能转换为势能，进而可以在反向运动期间释放势能对扫描组件进行反向加速，从而在不改变电机功率和设备自身重量的情况下提高了出射光阵列的扫描速度，提高了激光直写成像设备的生产效率。其次，本技术实施例中的激光直写成像设备采用不直接连接的磁力滑块与固定磁极之间的作用力促进扫描组件加速或减速运动，避免了直接接触导致的机械振动，提高了激光直写成像设备的稳定性。
35.示例性的，作为一种可能的实施方式，请参阅图2，为减小摩擦力，第一磁力储能组件20和第二磁力储能组件30中的磁力滑块b优选为圆柱环状，也可以是棱柱环状。
36.示例性的，作为一种可能的实施方式，请参阅图2，第一磁力储能组件和第二磁力储能组件中的固定磁极块c的中心设有与导向柱a相匹配的凹孔o，使得固定磁极块c与磁力滑块b在运动过程中不发生撞击。
37.在上述任一相关实施例的基础上，作为一种可能的实施方式，第一磁力储能组件和第二磁力储能组件中的靠近固定磁极块的一侧设置有限位块以防止磁力滑块脱离导向柱。该限位块可以是挡板，也可以是其他类型的固定装置(将最外侧的磁力滑块固定)，具体实现方式此处不做限定。
38.以上公开的内容，仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种激光直写成像设备，其特征在于，包括：控制器、扫描组件、第一磁力储能组件以及第二磁力储能组件；其中，所述扫描组件上设置有出射光阵列，且所述出射光阵列在水平方向和竖直方向可移动；所述第一磁力储能组件以及第二磁力储能组件包含一组或多组储能组件，每一组所述储能组件均包含导向柱、套设在所述导向柱上的一个或多个磁力滑块以及固定磁极块；所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的导向柱分别设置于所述扫描组件的两侧；当所述第一磁力储能组件或所述第二磁力储能组件中的磁力滑块与所述固定磁极块之间的间距被压缩时，所述磁力滑块在所述固定磁极块施加磁力的作用下促进所述扫描组件加速或减速运动；所述控制器与所述出射光阵列的驱动器电连接，用于在出射光阵列移动过程中，根据出射光阵列中光束的实时位置生成控制光束开关状态的控制信号，以对所述曝光面上的感光涂层上的像素点进行选择性曝光。2.根据权利要求1所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的固定磁极块与最近的磁力滑块的相对侧的磁极相同，以对最近的磁力滑块产生互斥的磁力。3.根据权利要求2所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的磁力滑块为圆柱环状或棱柱环状。4.根据权利要求2所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的固定磁极块的中心设有与所述导向柱相匹配的凹孔。5.根据权利要求2所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述第一磁力储能组件和所述第二磁力储能组件中的靠近所述固定磁极块的一侧设置有限位块以防止所述磁力滑块脱离所述导向柱。6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述扫描组件包含水平导轨、水平移动平台以及竖直移动平台；所述水平移动平台设置在所述水平导轨上，且可沿所述水平导轨移动，所述水平移动平台上设置有竖直导轨；所述竖直移动平台设置在所述竖直导轨上，且可沿所述竖直导轨移动，所述竖直移动平台上设置有多个沿直线分布的一列激光器。7.根据权利要求6所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述水平移动平台上设置有至少两组水平导轨。8.根据权利要求1至7中任一项所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述出射光阵列由多颗沿竖直方向的垂直投影点不重叠排列的激光器组成。9.根据权利要求1至7中任一项所述的激光直写成像设备，其特征在于，所述出射光阵列是基于dmd数字微镜器件对激光光源调制形成的多束光阵列。

技术总结
本申请实施例提供的激光直写成像设备中的第一磁力储能组件和第二磁力储能组件中的磁力滑块与固定磁极块之间的间距被压缩时，磁力滑块在固定磁极块施加磁力的作用下促进扫描组件加速或减速运动。第一磁力储能组件和第二磁力储能组件可以将扫描组件减速阶段的动能转换为势能，进而可以在反向运动期间释放势能对扫描组件进行反向加速，从而在不改变电机功率和设备自身重量的情况下提高了出射光阵列的扫描速度，提高了激光直写成像设备的生产效率。其次，本申请实施例中的激光直写成像设备采用不直接连接的磁力滑块与固定磁极之间的作用力促进扫描组件加速或减速运动，避免了直接接触导致的机械振动，提高了激光直写成像设备的稳定性。设备的稳定性。设备的稳定性。


技术研发人员：陈乃奇 丘明基
受保护的技术使用者：深圳市先地图像科技有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/24