CN113934116A - 用于弹性印刷板的受控曝光的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用以用来自主面（顶部）的预定辐射密度和来自背面（底部）的预定辐射密度来曝光光敏印刷板的方法和装置。该方法包括以在背曝光之后的时间延迟来执行主曝光。优化在背曝光于主曝光之间的时间延迟以在处理之后在光敏印刷板上产生更小的稳定的单个点元素以及印刷在印刷基板上的更小的单个元素点尺寸。

Description

用于弹性印刷板的受控曝光的系统和方法

本申请是申请日为2016年10月26日，申请号为201680004544.2并且发明名称为“用于弹性印刷板的受控曝光的系统和方法”申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求来自提交于2015年10月26日的美国临时专利申请序列号62/246,276的优先权，通过引用将其整体并入到本文中。

背景技术

在本领域中已知用于准备聚合物印刷板的许多过程，所述聚合物印刷板诸如光敏聚合物弹性印刷（flexographic）板和涂有光敏聚合物材料的凸版印刷板。一个已知的过程以在其上具有可烧蚀材料的板开始，在数字成像器中对该板成像以根据成像数据烧蚀所述可烧蚀材料，并且然后通过使该板曝光于辐射（诸如光能，包括但不限于紫外（UV）光能）来加工处理被曝光的板。

用于通过曝光于功能性能量源而在该板的成像面和背面二者上加工处理该板的各种过程是已知的，包括用于（诸如用发射UV光的荧光灯管）提供全面曝光（blanketexposure）的方法、以及用于使用发光二极管（LED）技术来提供期望的辐射的方法，诸如在美国专利号8,389,203中所描述的，该专利被转让给了本申请的受让人并且通过引用被并入。在美国专利号8,578,854中示出并描述了一种特别有用的LED布置，该专利也通过引用并入本文中。

已知的过程包括曝光板的背面，然后在板的正面上执行激光烧蚀，然后执行正面曝光。其它过程包括激光烧蚀板的正面、然后使用全面曝光来加工处理板的一面、手动地翻转板、并且然后加工处理板的另一面。前述过程中的每一个都提出了在第一和第二曝光之间的未定义的可变的时间延迟，在第一过程中其取决于用于激光烧蚀步骤的时间量，或者在第二过程中其取决于手动翻转该板所花费的时间。在第一和第二曝光之间的过去时间中的该可变性导致了板的质量中的不合期望的可变性。其它过程还可以包括同时曝光板的背面和正面两者，虽然其比施加可变时间延迟的过程产生更可预测的结果，但仍然不是最优的，如本文中稍后更多地讨论的那样。

在印刷领域中，最小化印刷在基板上的点的尺寸是合期望的，但是越小的点对应于越小的印刷板元素，它们在使用期间更易于损坏。因此，本领域中一直需要减小印刷点的尺寸，同时还提供板上的印刷元素的最优稳定性以用于制造那些印刷点。

附图说明

图1是描绘了根据本发明的各方面的用于光敏印刷板的背曝光的示例性装置的示意性示图。

图2A描绘了如在本文中提及的“单个元素数64”，其包括8 x 8的单像素。

图2B描绘了如在本文中提及的“单个元素数144”，其包括12 x 12的单像素。

图3A是示例性印刷板元素的3D视角侧视图的照片。

图3B是图3A的示例性印刷版元素的顶视图的照片。

图3C是通过图3A的印刷版元素印刷在基板上的点的顶视图的照片。

图4是示出并用照片描绘出以从0至1500秒的各种时间延迟曝光的对应于64像素和144像素的单个元素结构的所产生的点直径的表格。在该表格中的数字使用逗号作为小数标记符来分离非整数的整数部分与小数部分。

图5是对应于图4的结果的图，其图示出针对示例性的一组处理条件的针对印刷板上的最小经处理的单个点元素的点地直径相对背曝光与主曝光之间的时间延迟。

图6是对应于图4的结果的图，其图示出针对示例性的一组处理条件的最小印刷点直径相对背曝光与主曝光之间的时间延迟。

图7是描绘了根据本发明的各方面的用于光敏印刷板的背曝光的具有圆柱配置的装置的示意性示图。

图8是描绘了根据本发明的各方面的用于光敏印刷板的背曝光的以平面辐射源为特征的装置的示意性示图。

图9是描绘了根据本发明的各方面的用于光敏印刷板的背曝光的以单线型辐射源为特征的装置的示意性示图。

图10是描绘本发明的示例性方法的流程图。

图11是描绘本发明的平板实施例的示意性图示。

图12是包括具有多行点源的多个单元的光源实施例的示意性图示。

图13是描绘了在曝光期间的板的一部分的示意性示图。

发明内容

本发明的一个方面包括一种用于曝光印刷板的装置，所述印刷板包括通过曝光于辐射来激活的光敏聚合物，所述印刷板具有非印刷背面和印刷正面，所述印刷正面具有用于定义要印刷的图像的掩模。所述装置包括一个或多个辐射源，所述一个或多个辐射源被共同布置成将所述印刷板的所述正面和所述背面曝光于辐射；保持器，其被配置成在一位置中接收所述印刷板以接收来自所述一个或多个辐射源的入射辐射；以及控制器，其被连接到所述一个或多个辐射源。所述装置被配置成，针对对应于所述板的横截面部分的每个特定坐标，

首先开始照射所述板的所述背面，然后自动施加精确定义的且可重复的时间延迟，以及然后在所述时间延迟过去之后立即开始照射所述板的所述正面，全然不将任何特定坐标同时曝光于正面和背面照射。

一些实施例包括至少一个正辐射源和至少一个背辐射源，其中，所述至少一个正源被定位成曝光所述板的所述正面，并且所述至少一个背源被定位成曝光所述板的所述背面。在一些实施例中，所述至少一个正源和所述至少一个背源中的每一个都具有覆盖至少与所述板的宽度扩及同空间但是不与所述板的完整长度扩及同空间的区域的照射场，其中，所述正源和背源与彼此间隔开沿着所述板的所述长度的侧向距离。这样的实施例还包括用于引起所述印刷板与所述正源和背源之间的相对移动的部件，其中，所述相对移动具有足以在所述侧向距离上引起所定义的时间延迟的速度。在这样的实施例中，所述背源的后沿可以与主源的前沿间隔开沿着所述板的所述长度的侧向距离。在其中固定所述印刷板的实施例中，用于引起相对移动的部件包括用于相对于所述基板移动所述正辐射源和背辐射源的部件。在其中固定所述正辐射源和背辐射源的实施例中，用于引起相对移动的部件包括用于相对于所述辐射源移动所述基板的部件。在一些实施例中，所述基板是圆柱形的并且所述速度是所述圆柱的旋转速度。

在其它实施例中，所述板、所述至少一个正源以及所述至少一个背源全部都是静止的，并且所述控制器被配置成通过施加激活所述至少一个背源与激活所述至少一个正源之间的时间差来实现所述时间延迟，包括在其中所述至少一个正源和所述至少一个背源中的每一个各自被配置成发射覆盖至少在所述板的长度和宽度二者上扩及同空间的区域的辐射场的实施例中。另一实施例还包括单个辐射源以及用于绕着静止的印刷板来回移动所述单个源的部件。

本发明的另一方面包括一种用于曝光印刷板的过程，所述印刷板包括通过曝光于辐射来激活的光敏聚合物，所述印刷板具有非印刷背面和印刷正面，所述印刷正面具有用于定义要印刷的图像的掩模。所述过程包括以下有顺序的步骤：（a）开始照射所述印刷板的所述背面；（b）自动施加精确定义的且可重复的时间延迟；以及（c）在所述时间延迟过去之后立即开始照射所述板的所述正面，而不将任何特定坐标同时曝光于正面和背面照射二者。在其中每个辐射步骤仅为期望的辐射的总量的一小部分的实施例中，所述方法包括重复步骤（a）到（c）直到已使所述板曝光于期望的总辐射量。

在用于优化在特定的一组曝光条件下针对特定类型的印刷板的时间延迟的过程中，所述方法包括针对多个不同的所定义的时间延迟、针对特定的一组曝光条件、针对特定类型的板的多个样本执行步骤（a）到（c），创建多个印刷，每个印刷对应于所述多个样本中的一个；以及将对应于具有最小稳定印刷点的印刷的时间延迟选为最优。用于识别最优时间延迟的示例性方法可以包括以不同的时间延迟、以同样的曝光重复数、背照射和正照射执行若干个曝光样本，然后印刷全部样本并选择对应于拥有最小的印刷点的印刷的时间延迟。在一些实例中，调节延迟时间的步骤可以包括针对时间延迟值的范围选择对应于针对与针对点地直径的最大值一致的最小印刷的最小值点直径的最小值的时间延迟。

可以使用本文中描述的装置中的任何来执行本过程。因此，在使用一种装置来执行的方法中，该装置包括被定位成照射所述板的正面的至少一个静止的正源、被定位成照射所述板的背面的至少一个静止背源以及静止的板的装置来执行的过程中，所述方法包括通过施加激活所述背源与激活所述正源之间的时间差来实现所述时间延迟。在使用包括被定位成照射所述板的正面的至少一个正源、被定位成照射所述板的背面的至少一个背源、所述至少一个正源和所述至少一个背源中的每一个都具有覆盖至少与所述板的宽度扩及同空间但是不与所述板的完整长度扩及同空间的区域的照射场，并且所述至少一个正源和所述至少一个背源与彼此间隔开沿着所述板的所述长度的侧向距离，所述方法还包括引起所述印刷板与所述至少一个正源和至少一个背源之间的相对移动的步骤，其中所述相对移动具有足以在所述侧向距离上引起所定义的时间延迟的速度。

在其中所述印刷板静止的实施例中，引起相对移动的步骤包括相对于所述基板移动所述至少一个正源和所述至少一个背源。在其中所述至少一个正源和所述至少一个背源静止的实施例中，引起相对移动的步骤包括相对于所述辐射源移动所述基板。

本发明的又一方面包括通过所述方法中的任何来准备的或使用本文中描述的装置中的任何的印刷板，其中，所述印刷板具有比使用不包括在背面和正面照射的开始之间定义的时间延迟的方法准备的板更小的稳定的印刷点。可以优化该延迟时间使得在所述印刷板的完全处理之后的加工处理结果相比于在没有这样的时间延迟的情况下曝光的板或者相比于在非常长的时间延迟的情况下曝光的板从该板的印刷产生更小且更稳定的点。

具体实施方式

本领域技术人员可理解的是，当通常处理聚合物板时氧气分布遍及聚合物板的光敏聚合物树脂，并且氧气是通常用于加工处理所述板的聚合反应的抑制剂。虽然由将聚合物曝光于光化学辐射所引起的聚合作用清除此分布的氧气，但是如果该板与大气接触的话周围环境的氧气将随着时间扩散回到树脂中。令人意外的是，在其中对板执行背曝光与主曝光二者的过程中，已经发现可以通过在执行背曝光与主曝光之间给予所定义的延迟来优化板上的精细细节。在不坚持任何特定的机制的情况下，认为：在背曝光之后的该定义的延迟时间中（其清除来自该板的背面部分的氧气），来自该板的正面的氧气开始扩散到背面，从而在最靠近板的底部的板的区域中产生稍微较低的富氧浓度，使得靠近板的底部的聚合反应在停止之前反应更长的时间，并且因此在主曝光之后在板上产生从板的底部朝向板的顶部逐渐减小的形状。应注意到，过长的延迟将会将整个板重置成氧饱和，而过短的延迟可能不允许充分的氧气扩散以产生最优结果。因此，虽然最优延迟的量可能取决于任何数目的特性而变化，但是重要的是延迟不过长或过短以便实现最优结果。可以以任何数目的方式来给予该延迟，这在本文中更详细地描述。

在图1中示意性地示出用于光敏印刷板130的背曝光的示例性装置100。如本领域中公知的，印刷板130包括其上部署掩模132的光敏聚合物134，掩模132定义相对于期望接收辐射曝光的该板的部分而被掩蔽以免受这样的曝光的该板的部分。在典型的实施例中，包括掩模132区域的聚合物134可透过氧气。

在装置100中，具有预定功率密度的光化学辐射的UV源120以特定速率（v）在板的底部下面扫描。针对光敏印刷板的主曝光或正曝光，具有预定功率密度（辐照度）的第二UV辐射源110以同一特定速率（v）在板的上面扫描。UV辐射源110和120被配置成以相同速率（v）扫描印刷板。这样的配置可以通过使用控制器来同步源110和120以具有相同的速率来提供，或者可以将两个源附连到横越板的共同托架（carriage），其中源110与120在托架行进的方向上与彼此间隔开适当的距离以在托架以预定速率移动时提供期望的延迟。针对主面和背面，预定辐照度可以是相同的，或者可以是不同的。优选地，后面的辐照度仅为正面曝光的辐照度的一小部分。通常，后面的辐照度是在正面的辐照度的10%或更小的范围中，但是本发明不限于任何特定的正背面辐照度比。预定辐照度通常是要曝光的特定类型的板的特性的函数，如本领域技术人员已知的，并且如这样的板的制造商所指定的。

可以由控制系统140通过调节源的速率和/或机械地通过设置在扫描过程期间的源之间的恒定距离（D）来调节用UV辐射源120的背曝光与用UV辐射源110的主曝光之间的时间延迟。时间延迟t =D/v。因此，机械地变化的D对延迟具有影响，如在曝光期间在板与源之间的相对速率一样。可以优化时间延迟以在处理之后在光敏印刷板上获得更小的单个点元素以及印刷在印刷基板上的更小的单个元素点尺寸。应理解的是，在图1中描述的布置在本质上仅为示意性的，以便示出光源之间的关系以及相对于板的距离D。在其中沿着水平面部署印刷板130的系统100（即，其中在图1中示出的X-Y轴的有向箭头Y表示有向重力牵引）中，可以将板130安装在透明基板160（诸如玻璃）上。在其中沿着竖直平面部署印刷板130的系统100（即，其中X-Y轴的有向箭头X表示有向重力牵引的系统）中，可以诸如从吊架170竖直地悬挂该板（使得在板之下不需要基板或者在辐射源与板之间不需要其它结构）。应理解的是，如图1中描绘的吊架仅意图为示意性的，并且不意图表示任何特定的吊架几何结构。此外，虽然被示出在平坦的定向中，但是应理解的是，印刷板可以足够柔韧以被围绕透明圆柱（诸如玻璃圆柱）部署，或者板可以是以具有在相对于圆柱的旋转方向布置的光源之间的距离的连续套筒的形式（如本领域中已知的那样），如在图7中一般性地描绘的且在本文中稍后更详细地描述的。

可以通过本领域中已知的用于相对于水平、竖直或以其它方式部署的静止表面来移动对象的任何机构来提供辐射源与板之间的相对移动。对于其中辐射源移动而板静止的配置来说，例如可以将源部署在具有臂的台架系统上，所述臂在安装在被配置成允许足够量的辐射通过的基板上的静止水平板上方和下方或者在竖直安装的板的任一面上传递各个源。对于其中辐射源静止而板可移动的配置来说，例如可以将板安装在本领域中已知的任何机构上，诸如被配置成相对于在平台的相对面上的固定源移动的可移动平台。用于相对于固定源旋转将板安装于其上的圆柱的机构在印刷领域中是公知的。类似地，用于相对于将静止对象安装于其上的固定圆柱来旋转源的机构诸如在医疗领域中也是公知的（例如，CAT扫描机器）。因此，用于相对于另一元件移动一个或多个元件的机构一般在本领域中是公知的，并且本发明不限于任何特定机构。

如图1中所示，应理解的是，正源110与背源120中的每一个都具有覆盖至少与所述板的宽度（其中，该“宽度”位于沿着未在图1的二维图像中示出的第三维度）扩及同空间但是不与所述板的完整长度（其中，该“长度”位于沿着如图1中所示的X轴）扩及同空间的区域的照射场。正源和背源中的每一个因此可以包括沿着平行于所述板的宽度的线发射辐射的线型源（诸如图11中所示的源1120和1120）。然而，每个线型源可以包括多个子源（诸如图12中所示的LED点源1112），其一起共同地产生具有小于印刷板的长度的所定义的长度以及跨越至少印刷板的整个宽度的宽度的线型辐射场。

在一个实施例中，如图11中所示，托架1130可以包括被布置成照射被安装在透明表面1112（诸如玻璃板）上的板1114的背面的第一线型源1122以及被布置成照射该板的顶面的第二线型源1120。每个线型源延伸以覆盖该板的一个维度，其在所示的示例中应被称为横向方向。托架在至少一个源且优选地两个源都激活的情况下在沿着箭头L的纵向（或侧向）方向上横越所述板。虽然可以以单遍执行曝光步骤，但是在一些实施例中，可以以多遍执行曝光，其中每一遍都使用两组源以提供期望的曝光量所需的总曝光的一小部分来给予辐射。如将理解的，托架在辐射源激活的情况下当沿着箭头L的方向横越所述板时可以具有第一速率，以及当以与箭头L相反的方向横越所述板时具有更快的第二速率以用来针对另一遍或者是在期望的遍数完成时重置。

用于产生曝光的整个机构可以包括具有保持透明（例如，玻璃）的内部部分1112的外框1110的工作台。上部1120和下部1122线型辐射源（例如，成组的LED点源，可选地安装在反射性外壳内）被安装在台架系统或托架1130上。辐射源被连接到电源，诸如具有足够的松弛度以延伸托架的整个运动范围的电源线。部署在外框部分上的轨道（未示出）提供了已定义的路径以便台架系统或托架用来回移动。可以通过本领域中已知的任何驱动机构（其也耦合到电源和控制器）来在轨道上移动托架，所述驱动机构包括链驱动、主轴驱动、齿轮驱动等。用于托架的驱动机构可以包括安装在托架内的一个或多个组件、固定到工作台的一个或多个组件或其组合。优选地将位置传感器（未示出）耦合到托架以向控制器提供关于托架在任何给定时间处的精确位置的反馈。可以经由有线或无线连接来提供从控制器输出的用于操作辐射源和用于控制托架运动的控制信号。控制器可以被安装在固定位置中，诸如用类似于电力线缆的附连到源的控制信号线缆连接到工作台，或者可以被安装在托架中或托架上。控制系统和驱动机构合作以引起来自辐射源的光与板之间的横向方向上的向后/向前相对运动。应理解的是，可以设想其中驱动机构被配置成将工作台的包含所述板的部分移动通过静止的上部线型辐射源和下部线型辐射源的其它实施例，以及其中辐射源覆盖小于板的整个宽度并且可在横向和纵向方向二者上移动以提供完整的板覆盖（或者板可在两个方向上移动、或者板可在所述两个方向中的一个上移动且源可在另一方向上移动以提供覆盖整个板所需的完整范围的运动）的实施例。

在一个工作流配置中，如上所述的用于进行曝光步骤的工作台（即，曝光工作台）可以被定位成自动从成像器接收成像板。例如，成像器可以被定位成使得从其排出的成像板到达第一位置，并且机器人操作设备可以被配置成自动拾取成像板并将其从第一位置移动到曝光工作台上的处理位置，然后在那里使用附连到纵向地横越所述板的托架的横向线型源来执行如本文中描述的曝光过程。

如美国专利号8,578,854中所讨论的并且在图12中示意性地图示出的，每组LED源1200可以包括在每个单元上具有多个单独LED点源1212的多个分立的单元1210，其中所述多个点源被布置在多个行1220、1222、1224、1226、1228、1230中。在每个单元上的全部点源可以一起控制，可以单独控制或者可以按群组控制。例如，在每个单元中的每行点源（例如，行1220、1222、1224、1226、1228、1230中的每一个）可以是可分离地控制的。提供这样的精细水平的控制可以具有若干优点。例如，来自每行LED的实际输出可能由于LED其本身、到电路板焊接、冷却、随时间腐朽或磨损等方面的变化而针对相同的输入能量的量而轻微变化，并且因此，可以通过适当因数表征每行LED和其相对于其它行的变化的强度，使得由每行产生的辐射输出尽可能地接近于均质。可以基于周期来执行表征和重新校准，以计及所述行随时间的变化。可以通过定位测量在距每行LED源的预定距离处的入射辐射的传感器来执行这样的表征。紧接在针对LED自身的输出强度方面的变化的补偿之后，可以针对位于源和印刷板之间的任何结构的透射率中的变化进行进一步补偿，所述任何结构诸如例如，在图11中示出的配置中的位于背源与印刷板之间的玻璃表面1112。可以通过基于托架位置改变LED的强度来抵制在发射辐射通过该玻璃表面的透射率中的任何可表征的变化，使得到达板的背面的辐射量尽可能在整个曝光板区域上接近于均质。

定义

如本文中使用的术语“单个元素结构数”指的是通过包括该正方形的总像素数定义的正方形。例如，“64像素单个元素结构”包括正方形200，其包括像素的8x8网格202，并且具有总共64个像素，如图2A中所图示的。类似地，“144像素单个元素结构”250包括12x12的像素网格202，产生总共144个像素，如图2B中所图示的。

术语“点顶直径”指的是印刷板元素或“点”的顶部的直径（即，接触印刷表面的元素部分），如图3A中所图示，示出了示例性印刷板元素300和其点顶直径310的三维视角侧视图的照片。术语“点地直径”指的是印刷板元素或“点”的基部的直径（即，在板的底层或“地面”处的元素的直径），如图3B中所图示，其为示例性印刷板元素300和其点地直径320的顶视图的照片。术语“印刷点直径”指的是通过印刷元素印刷在基板上的点的直径，如图3C中所图示，其为印刷点350和其印刷点直径330的顶视图的照片。

示例

为了优化时间延迟，由激光将各种尺寸的单个元素结构以4000dpi的分辨率成像到光敏印刷板的掩模中。针对该示例，使用由DuPont制造的型号DPR 045印刷板。

然后诸如通过使用UV辐射源120来背曝光以及诸如通过使用UV辐射源110来主曝光所述光敏印刷板，如图1中描绘的。针对该示例，每个源120和源110包括线型源，其包括一组单独的LED UV点源，如在本文中更详细地描述的。在1.25 mm/sec的相对板速率下使用以360 nm波长的230 mw/cm²的主面UV辐照度以及以相同波长的17 mw/cm²背面UV辐照度在单个曝光步骤中曝光所述板。针对该示例，以指定速率纵长地在每个光敏印刷板表面的上方和下方移动UV辐射源。改变时间延迟来优化经处理的光敏印刷板上的最小单个点元素，并印刷以优化印刷基板上的最小可印刷点尺寸。

在图4-6中示出了针对示例性单个元素结构数64和144的示例性时间延迟的结果。如图5中所示，针对任何一组条件的最小经处理的单个点元素的地直径相对背曝光和主曝光之间的时间延迟的绘图产生最大值500（即，针对所示绘图，在92秒时间延迟处的573.33μm直径）。因此，可以通过优化背曝光与主曝光之间的时间延迟来优化点的基部的尺寸以及因此的形状稳定性。如图6中所示，基板上的最小印刷点相对背曝光和主曝光之间的时间延迟的绘图产生最小值600（针对所示绘图，在近似92秒时间延迟处的29 μm直径）。一般来说，为了最高的分辨率，最小的印刷点尺寸是合期望的。一般来说，具有最大点地直径的最小印刷点尺寸是最优的。

在上面的图4-6中示出的优化结果特定于针对特别的印刷板系统和其它变量，诸如速率、能量密度等，例如本文中讨论的。本领域技术人员应理解的是，不同的印刷板系统、不同的速率、不同的能量密度以及其它变量可能影响可通过本文中描述的过程实现的最优结果，并且可以针对任何类型的印刷系统生成类似的图和最优解。然而，一般来说，后面曝光和正面曝光之间的延迟时间一般可以落在10与200秒之间的范围中，更优选地2与100秒之间的范围中，并且最优选地在5与20秒之间的范围中。最小化延迟时间使得总体处理时间最小化，并且因此对系统的总体吞吐量具有影响。相应地，优化其它条件来最小化时间延迟也可以是有益的。

虽然在图1中所示的示例性系统示意性地图示出在线型系统中的时间延迟，但是应理解的是，可以设想各种曝光系统来提供优化的时间延迟。在这样的示例性系统中，UV光源可以包括例如（而非限制）LED、LED阵列、荧光灯（诸如荧光灯管）、弧光放电灯、或者本领域中已知的任何其它UV光源。虽然在本文中结合UV系统进行描述并且称为“UV光”，但是应理解的是，本文中描述的技术并非特定于任何特别类型的辐射波长（可见的或不可见的），并且该系统可以利用任何类型的光化学辐射或运转以引起加工处理所使用的板的类型所必须的光化学反应的其它辐射。因此，如本文中使用的术语“光源”指的是任何类型的光化学辐射源。

在图7中描绘的一个实施例700中，印刷板730可以被安装在以预定速率旋转的透明（例如，玻璃）圆柱760上，其中主辐射源710被部署在沿着圆柱旋转路径邻近于圆柱外表面的第一位置中，并且背面辐射源720被部署在沿着圆柱旋转路径邻近于圆柱的内表面的第二位置中，其中所述源的各位置间隔开提供在该旋转速率处要求的时间延迟所需的距离。在这样的系统中，光源的位置和/或旋转速率可以是可变的，以提供不同的时间延迟。光敏印刷板730可以是套筒，诸如被设计成适用在上面描述的系统的透明圆柱760上的套筒，或者可以是平坦但是足够柔韧的，以允许将其部署在圆柱表面上并固定到该圆柱表面。应理解的是，如本文中使用的术语“透明”可以指的是允许以期望的波长的期望的辐射量穿过所选材料的任何材料。因此，如本文中使用的“透明”可以指的是对于人眼来说并非可见地透明或甚至半透明的材料。

在图8中描绘的另一示例性实施例800中，每个共同的辐射源810、820可以发射至少与板830的两个侧向维度扩及同空间的平面辐射场（例如，每个共同的辐射源810、820可以被配置成如果被配置成以该方式激活的话则在被激活时全部立刻就照射整个板表面），在该情况下控制器850可以被配置成通过在打开源820的一部分以便曝光背表面与打开源810的一部分以便曝光主表面之间产生时间差来产生延迟时间。印刷板830可以平躺在水平透明（例如，玻璃）板860上或者可以诸如从如图1中描绘的吊架170来悬挂在垂直定向中。虽然在图8中被示意性地描绘为单个连续源810、820，但是每个源810、820优选地包括多个单独的子源（未示出），诸如可单独控制或可以小于总体照射场的子集来控制的荧光灯管或LED点源。所述多个子源可以协作并被控制以充当单个源或以期望的模式单独激活。例如，在包括多个静止子源和静止板的配置中，可以独立地控制单独的子源使得同时打开包括源810的少于单独子源的全部并且同时打开包括源820的少于单独子源的全部。因此可以以提供期望的时间延迟并避免在空间上相对于板的相同坐标与彼此对齐的子源同时照射板的正面和背面的任何模式来控制共同的子源。

一个示例性控制模式可以以如下顺序来激活辐射子源：引起辐射场和板之间的相对运动，诸如本质上模拟被附连到托架的主线型源和背线型源将会提供的相同的光模式、但是具有没有移动零件的优点。照亮模式可以被配置成同时照亮正面和背面的多个部分（例如，诸如以模拟多个托架的模式，一个在板的一端处开始，并且一个在中间开始）。然而，在这样的配置中的照亮模式不被限制为模拟一个或多个托架的模式，并且可以以提供期望的时间延迟、总体曝光、且没有针对板的任何特定横截面坐标的来自正面和背面的同时曝光的任何模式来实现。该模式还可以包括针对每一面单次曝光或者以针对每一面的全部所需曝光的一小部分曝光立刻照亮整个背面并然后照亮整个正面，其中在每个正面和背面曝光之间施加期望的时间延迟。此外，虽然被示出在平坦配置中，但是应理解的是，板和源二者都静止的系统还可以被布置在圆柱配置中。

可选地，在图8中示出的实施例还可以包括光学器件（未示出）。这些光学器件可以包括透镜、镜子和/或其它光学硬件组件以将从多个单独的子源（例如LED）发射的辐射引导和/或限制到印刷板830上的特定区域。该配置可以产生印刷板830上的暗区域与照亮区域之间的更强的对比度，从而增加曝光过程的精度。

在又一示例性实施例900中，静止板930可以经受来自单个线型源915的照射，该线型源915被配置成采用控制器940以提供期望的时间延迟的速率越过板的正面和背面二者，所述控制器940例如可以在适当的时间打开和关闭源或按需调制主曝光强度与背面曝光强度之间的辐射量。所述板可以被部署在如在图9中描绘的水平系统中的基板960上，或者所述系统可以如在其它实施例中描述的那样被竖直地定向。应理解的是，所述源可以以任一方向行进，只要控制器首先开始照射背面的前沿处即可。用于移动源的结构可以包括例如保持器，其用于安装到在期望路径中移动的带或链的源。所述源可以在板的一面上对齐时以与在其在一面的后沿与另一面的前沿之间行进时相比不同的速率（例如，更低的速率）移动以引起曝光。在大多数实施例中，由于时间延迟一般是曝光板所需的总体曝光时间的一小部分，因此该实施例可能仅在其中通过多遍来传播总曝光的过程中是商业上可实践的。

应理解的是，本发明不限于任何特定物理实施例，并且本发明的在背面与正面曝光之间并入优化的延迟的方法可以在具有任何物理配置的任何系统中执行。

图10图示出根据本发明的用于准备印刷板的示例性方法，包括在步骤1000中开始照射印刷板的背面，在步骤1100中实现所定义的时间延迟，并且然后在步骤1200中在所述时间延迟结束时立即开始照射所述印刷板的正面。在一个实施例中，可以使用众多的连续曝光步骤来实现该曝光，其中每个步骤贡献完成板的加工处理所需的总能量剂量的一小部分，如本领域中已知的那样。然而，根据本发明，每个曝光步骤包括必需的时间延迟。因此，如图10中所描绘的，在这样的实施例中，每个辐射步骤1000和1200可以包括期望的总辐射的仅一小部分，并且可以重复步骤1000、1100和1200直到已将该板曝光于期望的总辐射量为止。

在用于在特定的一组曝光条件下针对特定类型的印刷板优化时间延迟的方法（也在图10中图示出）中，该方法还包括在步骤1300中创建第一样本，以该特定的一组曝光条件对该样本执行步骤1000、1100和1200，在步骤1400中创建对应于该样本的印刷，在步骤1500中改变时间延迟，并且然后在步骤1300中创建新的样本并对该新样本执行步骤1000、1100和1200。可以针对多个样本按顺序重复步骤1300、1000、1100、1200、1400和1500多达期望的次数。然后，在步骤1600中，选择最优时间延迟。在一些实施例中，对应于具有最小印刷点的印刷的时间延迟可以是最优的。在其它实施例中，最优时间延迟可以对应于针对时间延迟值的范围选择对应于针对与针对点地直径的最大值一致的最小印刷的最小值点直径的最小值的时间延迟。

尤其是，如在图1中图示出的，正面辐射源110与背面辐射源120在空间上不与彼此重叠。因此，在相对运动系统中，除了光源120的前沿122与光源110的前沿122之间的距离D（其可以是可调节的距离）之外，还优选地有在光源120的后沿124与光源110的前沿112之间的距离（d）。换言之，如图13中图示出的，板上的任何特定的横截面坐标A、B或C从不同时被从正面和背面二者曝光，并且因此，该装置作为整体被配置成防止板上的任何特定横截面坐标的同时照射。如在图13中所示，示出了在曝光期间的时间中的具体的时刻期间板的特定部分的快照，在其顶层具有烧蚀掩模1320的板1330的横截面A被顶源1310照射，横截面B未被任一源照射，并且横截面C被底源1312照射，但是没有同时被两个源照射的对应于平行于A、B或C的线的横截面坐标。然而，由于时间延迟是针对板的总体曝光时间的一小部分，因此针对大多数板尺寸在大多数系统中，两个源在曝光时间的至少一部分上主动地同时向板的某些部分提供辐射。通过使得图1中示出的距离D可调节，板和源之间的相对运动速度可以在不改变背曝光与正曝光之间的时间延迟的情况下在某一范围内变化，因为可以在该范围D之内调节以补偿相对速度中的改变。

可以通过如关于图1描绘的空间配置、通过控制器配置或者通过其组合来提供这样的配置。因此，在不使用主面辐射源与背面辐射源之间的空间距离结合相对移动、而是通过相对于静止的板脉动静止的源（诸如在系统800中描绘的）来产生时间延迟的系统中，背面辐射源820（或一个或多个子源）可以在空间上与正面辐射源810（或子源中的一个或多个）重叠，但是控制器被配置成使得这样的重叠源永不主动同时照射所述板。

最终，虽然时间延迟可以对于所述板的每个区域是相同的，但是应理解的是，如果期望的话，取决于辐射源、控制器和控制方案的配置，可以与板的一部分不同地照射板的另一部分。

虽然在本文中参考特定实施例描述并图示了本发明，但是本发明不意图被限制为所示出的细节。相反，可以在权利要求的等价物的范围和范畴内并且在不脱离本发明的情况下对细节进行各种修改。

虽然已经在本文中描述并示出了本发明的优选实施例，但是将理解的是，仅以示例的方式来提供这样的实施例。本领域技术人员将在不脱离本发明的精神的情况下想到众多的变型、改变和替换。因此，意图为随附的权利要求覆盖如落在本发明的精神和范围内的所有此类变型。

Claims (25)

1.一种用于曝光印刷板的装置，所述印刷板包括通过暴露于辐射而激活的光敏聚合物，所述印刷板具有非印刷背面和印刷正面，所述印刷正面具有用于定义要印刷的图像的掩模，所述装置包括：

- 一个或多个辐射源，共同布置成将所述印刷板的正面和背面暴露于辐射，以及

-保持器，被配置成在一位置中接收所述印刷板以接收来自所述一个或多个辐射源的入射辐射，以及

-控制器，连接到所述一个或多个辐射源，其中所述装置被配置为：针对对应于所述印刷板的横截面部分的每个特定坐标，首先开始照射所述印刷板的所述非印刷背面，然后自动施加精确定义的时间延迟，以及然后在所述时间延迟过去之后立即开始照射所述印刷板的所述印刷正面。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为在不将任何特定坐标同时暴露于正面和背面照射的情况下开始照射所述印刷板的所述非印刷背面和所述印刷板的印刷正面。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个辐射源包括背面辐射源和正面辐射源，所述背面辐射源在空间上与所述正面辐射源重叠，并且其中所述控制器被配置为使得所述背面辐射源和所述正面辐射源的重叠辐射源不同时照射所述印刷板。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为控制所述一个或多个辐射源同时照射所述印刷板的整个非印刷背面，并且然后照射所述印刷板的整个印刷正面。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述时间延迟在大约10秒和200秒之间的范围内，更优选地在大约2秒和100秒之间的范围内，并且最优选地在大约5秒和20秒之间的范围内。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个辐射源包括被配置为发射UV光的多个LED点源，并且其中所述控制器被配置为单独控制所述多个LED点源和/或按组控制所述多个LED 点源。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述控制器还被配置为：补偿一组的光输出相对于另一组的变化；补偿设置在所述多个LED点源和所述板之间的表面的透射率的变化；或上述两项的组合。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括基板，所述基板被配置为在一位置中接收所述印刷板以便从所述一个或多个辐射源接收入射辐射，其中所述印刷板在照射所述印刷板期间是静止的。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述基板对所述辐射至少部分透明。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述基板包括平面的透明水平表面。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的装置，其中所述背面辐射源具有覆盖与所述印刷板的长度和宽度扩及同空间的区域的辐射场。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述正面辐射源具有覆盖与所述印刷板的宽度扩及同空间的区域的辐射场。

13.根据权利要求12所述的装置，还包括用于引起所述印刷板和所述正面辐射源之间的相对移动的构件，其中所述构件包括安装所述正面辐射源的托架。

14.根据权利要求1所述的装置，其中背面曝光处的辐照度是正面曝光的辐照度的一小部分。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述装置被配置为在总板曝光时间的至少一部分期间同时提供来自所述正面辐射源和所述背面辐射源的辐射。

16.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述印刷板是固定的并且驱动机构被配置为移动所述正面辐射源。

17.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述背面辐射源是固定的，并且所述控制器被配置为通过按照一定模式激活所述背面辐射源的各部分来提供所述印刷板和所述背面辐射源的所述照射场之间的相对移动。

18.一种用于曝光印刷板的过程，所述印刷板包括通过暴露于辐射而激活的光敏聚合物，所述印刷板具有非印刷背面和印刷正面，所述印刷正面具有用于定义要印刷的图像的掩模，所述过程包括：

-控制一个或多个辐射源，所述一个或多个辐射源共同布置成将所述印刷板的正面和背面暴露于辐射，以便针对对应于所述印刷板的横截面部分的每个特定坐标，首先开始照射所述印刷板的所述非印刷背面，然后自动施加精确定义的时间延迟，以及然后在所述时间延迟过去之后立即开始照射所述印刷板的所述印刷正面。

19.根据权利要求18所述的过程，其中开始照射所述印刷板的所述非印刷背面和所述印刷板的所述印刷正面是在不将任何特定坐标同时暴露于正面和背面照射的情况下执行的。

20.根据权利要求18所述的过程，其中所述时间延迟在大约10秒和200秒之间的范围内，更优选地在大约2秒和100秒之间的范围内，并且最优选地在大约5秒和20秒之间的范围内。

21.根据权利要求20所述的过程，其中所述时间延迟是可调节的。

22.根据权利要求18所述的过程，其中所述一个或多个辐射源包括背面辐射源和正面辐射源，所述背面辐射源在空间上与所述正面辐射源重叠，并且其中所述背面辐射源和所述正面辐射源被控制为使得所述背面辐射源和所述正面辐射源的重叠辐射源不同时照射所述印刷板。

23.根据权利要求18的过程，其中印刷板是静止的。

24.根据权利要求18所述的过程，其中，所述印刷板具有小于使用在背面照射与正面照射的开始之间不包括所定义的时间延迟的方法准备的板的稳定印刷点。

25.根据权利要求18-24中任一项所述的过程，其中，所述控制器进一步被配置成引起所述多个正面辐射源和背面辐射源以连续照射步骤和延迟的交替模式施加总辐射曝光的一小部分量直至已将所述板曝光于期望的总辐射量。

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