CN114586474B - 借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材上的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材(3)上的装置。本发明的目的，即提供一种将图案施加在卷绕的连续基材(3)上的新型方案，该方案在连续进行的卷对卷运动中实现图案施加，而不会发生材料滑动且材料变形程度最小，其解决方案为：在加工鼓(2)与解卷卷筒(41)之间以及与卷绕卷筒(44)之间设有各别的上下跳动卷筒(43)，用于沿该加工鼓(2)的至少一半周长的接触区域(36)张紧地导引该连续基材(3)，以便无滑动地驱动该连续基材(3)；所述上下跳动卷筒(43)适于以反向于该接触区域(36)的动作的恒定的力作用在该加工鼓(2)上对前进的及返回的基材幅面(31；32)进行张紧的导引，以及，定义的反作用力与作用于该上下跳动卷筒(43)的该恒定的力作用之间的平衡可借由稳定装置设定，且借由调节器单元(47)，基于测得的该上下跳动卷筒(43)的偏转，通过解卷及卷绕卷筒(41；44)的旋转速度调节将该平衡保持恒定。

Description

借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材上的装置
技术领域
本发明有关于一种借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材上的装置，其特别是用于曝光挠性的光敏电路薄膜，以便随后进行电路蚀刻。
背景技术
在现有技术中，为在挠性载体上制造电路，毫米至亚毫米范围内的薄膜所要求的定义的处理制程为需要以高空间精度实施的曝光的限制因素。其中，例如具有单侧或双侧光阻叠片的单侧或双侧金属层压薄膜或者不具有单侧或双侧光阻叠片的薄膜用作薄膜区段或卷绕的连续基材。特别是在对通过辊子或卷筒运输的挠性连续基材进行加工时，仅能以弯曲的方式实现对曝光的定义支承，因此，无法连续地实施常规的遮罩曝光工艺。
US 2012/0241419 A1描述过卷绕的挠性薄膜中的遮罩曝光问题的解决方案。其中，在两个卷筒(解卷及卷绕卷筒)之间通过其他卷筒及曝光鼓导引的准连续薄膜片逐段地运动来曝光遮罩图案。薄膜通过真空被吸在曝光鼓上，并通过受驱动的曝光鼓与曝光单元的运动同步地一起运动，以便借由镭射线将遮罩图案各沿曝光鼓的一母线逐行曝光至薄膜上。在薄膜在曝光鼓上进行该运动期间，在固定保持的卷绕与解卷卷筒中，设有两个交替强制导引的上下跳动卷筒，其用来将薄膜以张紧的方式朝向或背离曝光鼓导引，此等上下跳动卷筒在进入下一薄膜区域时通过受驱动的解卷及卷绕卷筒被动地切换。此系统的缺点在于，薄膜运动本身不连续，其因薄膜与曝光单元的精确的同步运动以及曝光期间的真空抽吸而对印刷电路，即所谓的PCBs(英文：Printed Circuit Boards)的高生产量造成阻碍。
EP 1 922 588 B1针对类似问题描述过用于在连续的薄膜运动中进行曝光的图案曝光工艺及装置。在该案中，具有规则的网格图案的光遮罩同样布置在曝光鼓附近但被刚性地保持，且曝光条通过通向曝光鼓的较窄间隙成像至在曝光鼓上受导引的薄膜上，其中曝光条将(均匀的)曝光图案的至少一周期照亮以实施近距离曝光。未对光遮罩上的非均匀或非周期性图案的处理方式进行描述。
此外，WO 2010/075158 A1揭露过一种作为数字卷对卷光刻工艺已知的制造挠性电路薄膜的方法，在此方法中，薄膜片连同输送鼓一起自第一位置运动至第二位置，并且对薄膜片在鼓的第一位置上的定向标记进行测量，以根据此等定向标记计算出薄膜片的变形，并且在薄膜片被自第一位置朝第二位置运输时实施曝光。在此过程中，用曝光图案进行曝光，此曝光图案针对视情况计算出的薄膜片变形根据定向标记的测得方位而得到校正。但其中，未公开过薄膜片是如何均匀、无滑动且低变形地运动的。
若薄膜片具有作为开孔嵌入连续基材的相应区域的标靶，则在薄膜片的对位及导引中会产生额外的问题。对薄膜片的对位而言，通过摄影机连接的光源实施入射光侦测较为困难，因此，较佳采用透射光侦测。为进行此种对位，要么必须照亮加工鼓本身，要么必须在薄膜片与加工鼓相接触之前，在该「飞速导引」的薄膜片上进行照明，因此，对连续基材的低张力及无负荷变化的导引提出特别高的要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材上的新型方案，该方案在连续进行的卷对卷运动中实现高精度的图案施加，而不会发生材料滑动且材料变形程度最小。作为另一目的，应实现与不同材料厚度及材料宽度的顺利配合，并且实现对加工鼓及目标标记侦测的简单且可靠的调整，且不需要过长的停止运行时间。此外，应实现对设在连续基材中的开孔目标标记的透射光对位，以及识别出基材幅面的局部左右变形并在加工或辐射时对其进行补偿。
在一种借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材上的装置中，其中该连续基材被可卷地自解卷卷筒经由加工鼓导引至卷绕卷筒，其中用于光学记录目标标记的对位单元及用于射入辐射图案的辐射源在两个不同的方向上对准加工鼓，且设有用于控制辐射图案与连续基材间的定向以及用于辐射图案的位置区分的控制单元，其中在该控制单元中设有用于将辐射图案与连续基材的由对位单元基于目标标记测得的位置偏差电子匹配的构件，本发明用以达成上述目的的解决方案为，在加工鼓与解卷卷筒之间以及加工鼓与卷绕卷筒之间设有各别的上下跳动卷筒，用于沿加工鼓的至少一半周长的定义接触区域张紧地导引连续基材，以便借由加工鼓的驱动器将输送运动自该加工鼓经由定义的接触区域无滑动地传递至连续基材，以及，上下跳动卷筒适于以反向于加工鼓上的接触区域的恒定的力作用对连续基材的前进的及返回的基材幅面进行张紧的导引，其中设有稳定装置，用于在定义的反作用力与于上下跳动卷筒上的恒定的力作用之间设定平衡并且与用于记录相应的上下跳动卷筒的偏转的变化的测量单元相互联系，以及，该解卷卷筒及该卷绕卷筒具有可调节的驱动器，该驱动器的旋转速度基于测量单元侦测到的上下跳动卷筒上的力平衡的扰动而受到调节。
有利地，该稳定装置具有杠杆装置，上下跳动卷筒铰接在该杠杆装置上用于实施枢转运动，且该稳定装置含有铰接在该杠杆装置上的气动或液压的压力控制气缸，以保持定义的反作用力与于上下跳动卷筒上的恒定的力作用之间的平衡，其中该杠杆装置能够使得该上下跳动卷筒沿圆弧偏转。
用于记录上下跳动卷筒的偏转的变化的测量单元较佳构建为用于测量杠杆装置的枢转轴中的角度变化的增量式角度感测器。
在另一较佳实施方案中，该测量单元构建为用于测量压力控制的气缸的推杆的线性位移变化的增量式位移感测器。
此外，用于记录上下跳动卷筒的偏转的变化的测量单元可有利地构建为光学角度感测器，使得杠杆装置的角度变化可借由通过杠杆装置的杆臂上的转向镜击中线感测器的光束在线感测器上被作为光束的位置变化而侦测到。
此外，该测量单元较佳可构建为用于测量杠杆装置的杆臂上的挠度的应变片。
用于相应上下跳动卷筒的位置的稳定装置较佳耦合在调节器单元上，该调节器单元具有处于测量单元与解卷卷筒或卷绕卷筒的旋转速度调节器之间的调节回路。
在基材导引单元中，在上下跳动卷筒旁边较佳还设有转向卷筒，其适于任意地改变解卷卷筒或卷绕卷筒的解卷或卷绕方向。
此外，特别有利地，在基材导引单元中，在上下跳动卷筒旁边还设有转向卷筒，其如此地被设为用于导引连续基材，使得朝加工鼓前进的基材幅面及返回的基材幅面被导引背离及朝向空间上相叠布置的解卷及卷绕卷筒。
有利地，在射束加工装置中，平行于加工鼓的旋转轴布置有具有线状加工射束的辐射源及具有条形扫描区域的对位单元，且该辐射源及该对位单元在不同的轴向平面内分别对准加工鼓的一母线。
在另一较佳射束加工装置中，平行于加工鼓的旋转轴布置有具有该线状加工射束的辐射源及具有该条形扫描区域的对位单元，且该辐射源及该对位单元在同一轴向平面内对准加工鼓的沿直径的对置侧。
此外，在另一有利的射束加工装置中，辐射源具有平行于旋转轴的线状加工射束且处于加工鼓的轴向平面内，具有条形扫描区域的对位单元在平行于轴向平面的对位平面内对准加工鼓的相对侧，其中对位平面反向于前进的基材幅面以一定距离布置在上游，从而产生用于在连续基材与加工鼓的接触区域的开端前供背侧照明射入的气隙。
加工鼓较佳如此地安装在可动滑块上，使得辐射源的加工射束及对位单元的条形扫描区域可通过滑块的运动切向地位移至加工鼓的另一更远的母线，从而对加工射束及对位单元相对处于加工鼓上的连续基材的对焦进行设定。
加工鼓较佳可在滑块上如此地位移，使其可自辐射源的轴向平面及对位单元的对位平面移出，以便将附加地安装在滑块上的调整构件定位在替代加工鼓的在对位平面及轴向平面内的母线的位置。
另一有利实施方案在于，该加工鼓在该二边缘区域内皆具原始校准标记及二次校准标记，其中至少所述二次校准标记可通过加工射束暂时地产生，且所述原始校准标记及所述二次校准标记适于校准对位单元与辐射源的坐标系间的空间关系。
其中，加工鼓的边缘区域配设有对加工射束的匹配的波长范围敏感的光致变色涂层，以便在一较佳实施方案中产生原始校准标记及二次校准标记。
在一种替代实施方案中，该加工鼓在边缘区域内施加有用于嵌入永久性嵌入的原始校准标记的钢带，其中该钢带具有对加工射束的匹配的波长范围敏感的光致变色涂层以产生二次校准标记。
本发明的一特别有利的实施方案通过如下方式实现：
-该辐射源构建为线状扫描的镭射器，且该加工射束可在加工鼓的边缘区域以外被扫描到，
-该对位单元具有至少两个用于记录连续基材的目标标记以及在加工鼓的边缘区域内的原始及二次校准标记的摄影机，以及
-至少一光侦测器沿轴向布置在加工鼓旁边，以便重复地对加工射束进行强度测量。
在相对上述方案有所变化的方案中，每个光侦测器皆平行于旋转轴地朝加工鼓方向定向，且各有一用于反射加工射束的在加工鼓旁边径向地射入的光的转向镜如此地定位在加工鼓与光侦测器之间，以便将加工射束的径向射入的光朝相应的光侦测器方向转向。
有利地，在加工鼓上安装有用于压紧连续基材的压力辊子。其中，该压力辊子可安装在加工射束的轴向平面前的区域内，其中该压力辊子同时与清洁卷筒相接触，以在射束加工前清洁连续基材。
此外，在该加工鼓上较佳安装有压力辊子，其同时配设有一高解析度的编码器，以对连续基材的基材表面实际在对位单元与加工射束之间所运输的长度进行测量。
本发明基于以下基本考虑：用于在挠性的连续基材上，特别是具有光敏涂层的薄膜上进行图案施加的连续辐射加工需要定向极佳且低张力的卷对卷基材导引。在现有技术中应用的包括在加工鼓上进行真空吸取，以及包括借由通常本身为用来预设定义的加工速度的主驱动器的加工鼓之前及之后的上下跳动卷筒对连续基材的基材幅面的施加预张力的方法会损害基材幅面在加工鼓的侧面上的均匀且无变形的导引。其原因在于附加地被驱动的解卷及卷绕卷筒，其必须视基材幅面的具体卷筒直径(因为数个层彼此卷绕)实现匹配的旋转速度，以使得基材幅面的速度保持恒定且尽可能不变形，其中通过马达及/或重力调节的上下跳动卷筒对解卷及卷绕卷筒上出现的振动进行补偿。
本发明以如下方式通过对上下跳动卷筒的路径追踪防止在解卷及卷绕速度发生变化时产生作用于基材幅面的不均匀拉力：上下跳动卷筒不实施任何与基材幅面的表面正交的单独的补偿运动，而是在卷对卷加工开始时一次性设定有用于基材幅面张紧的较小的力，随后以恒定的力保持(「冻结」)，其中将相应上下跳动卷筒的最小位置变化增量式地侦测为上下跳动卷筒支架的位移或角度变化，并且将其用于调节解卷及卷绕驱动器的旋转速度。为此，上下跳动卷筒的轴线较佳保持在杠杆装置中，使得上下跳动卷筒的轴线位置的最小变化可被高解析地侦测为位移或角度变化并用于调节解卷及卷绕卷筒。在此过程中，上下跳动卷筒近似保持不动且未引起任何应力变化，因此，亦可在连续基材的前进的基材幅面的区域内在与加工鼓的接触区域前不远处借由透射光照明来对位连续基材中的开孔的目标标记。
此外，该加工鼓可有利地借由滑块导引沿(横向于射束加工的扫描方向的)基材运动方向位移，从而用最小轴线位移使得辐射源及对位单元的对焦与不同的材料厚度相匹配，且以加工鼓的半径程度的位移便能对用于实施目标标记侦测的射束加工及对位单元的设定进行检查及调整。
此外，通过加工鼓的未设置基材幅面的边缘区域内的固定预设的及暂时的校准标记嵌入，可在卷对卷加工期间在加工鼓与射束加工装置之间实现线上校准。
前进及返回的基材幅面的低负荷及低变形的导引主要在加工鼓附近允许对开孔的目标标记实施对位，具体方式为，对位单元在到达加工鼓与连续基材之间的接触区域前便已对准前进的基材幅面，其中在楔形的气隙中对基材幅面实施背侧照明，因此，在透射光工艺中对开孔的目标标记的侦测比在入射光照明下精确得多。在连续基材的接触区域跨越加工鼓的程度大幅超过180°后，可基于低负荷及低变形的基材导引而不在接触区域的末端上设置常规的压力辊子。但压力辊子亦可装在对位单元与加工射束之间的位置上，且作为重要的附加功能与清洁卷筒耦合，以在将要进行射束加工前对连续基材进行再次或首次清洁。
借由本发明，实现一种借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材上的新型方案，该方案在连续进行的卷对卷运动中在基材幅面上实现高精度的图案施加，而不会发生材料滑动且材料变形程度最小。此外，实现与不同材料厚度及材料宽度的顺利配合、对具有开孔的目标标记的连续基材的高精度加工、以及对加工鼓及目标标记侦测的简单且可靠的调整，从而使得需要用于材料准备及其同步及变形修正以及用于调整或控制技术修正目标标记对位及射束加工的停止运行时间大幅缩短。
附图说明
下面结合实施例详细阐述本发明。图中：
图1：本发明的用于对挠性连续基材实施卷对卷加工的装置的示意图，该装置通过借由压力控制的气缸保持平衡的上下跳动卷筒确保对连续基材的基材幅面的恒定的力作用；
图2：本发明的用于借由基材幅面导引实施卷对卷加工的装置的一个有利实施方案，在该实施方案中，解卷及卷绕卷筒布置在相同的机器侧上并通过测量保持上下跳动卷筒的杆臂的挠度而被调节；
图3：本发明的装置的另一较佳实施方案，该装置具有调节器，其基于载有上下跳动卷筒的杠杆装置的光学测得的角度变化对解卷及卷绕卷筒进行调节，以及具有可在滑块上纵向地朝基材幅面运动方向位移的加工鼓，该实施方案在a)加工制程中以及b)用于调整对位单元及加工射束或者用于简单更换加工鼓的加工间隔中示出；
图4：本发明的图2或图3所示装置的另一较佳变型，其具有简单的对焦方案，该对焦方案基于可纵向地朝基材幅面运动方向位移的加工鼓，该变型在子图式a)中示出对最小对焦距离的设定，以及在b)中示出对有所增大的对焦距离的设定；
图5：图2或图3所示装置中的射束加工装置及加工鼓的有利实施方案，其中为在连续基材上光学对位目标标记，以及为在实施加工过程时对光学射束加工进行校准，在加工鼓的边缘区域内设有两个可动的摄影机，且在加工鼓旁布置有用于进行辐射测量的光侦测器；
图6：射束加工装置及加工鼓的相对于图5有所变化的实施方案，其中为在连续基材上光学对位目标标记，以及为在实施加工时对光学射束加工进行校准，设有三个固定的摄影机，用于在连续基材及加工鼓上进行标记扫描，以及为进行辐射测量，辐射源的光分量通过转向镜对准加工鼓旁的光侦测器；
图7：本发明的装置的一实施方案的视图，其中设有用于对位单元的入射光照明，并且可(视基材幅面的具体涂层/表面加工)针对基材幅面支承在加工鼓上的不同侧对解卷及卷绕卷筒的移动方向进行任意切换，且该实施方案具有测量单元的另一有利实施方案，该测量单元用于对解卷及卷绕卷筒的速度调节进行扰动变数侦测；
图8：图7所示装置中的射束加工装置及加工鼓的有利实施方案，其中为在连续基材上光学对位目标标记，以及为在实施加工过程时对光学射束加工进行校准，针对加工鼓的边缘区域设有两个可动的摄影机，且在加工鼓旁布置有用于进行辐射测量的光侦测器；
图9：本发明的另一有利实施方案，其中对位单元依次对具有至少四个目标标记的连续基材的各区段进行扫描，并且在控制单元中基于相应区域的侦测到的目标标记位置以及其他区段的目标标记的平均值来使得辐射图案与目标标记相关联，
图10：本发明的装置的另一有利实施方案，其中针对对位单元设有连续基材的背侧照明，且针对用于解卷及卷绕调节在压力控制的气缸上设有位移测量系统，
图11：本发明的相对于图10有所变化的有利实施方案，其中在对位单元与加工射束之间布置有压力辊子，其配设有高解析度编码器并与清洁卷筒相互联系，
图12：本发明的装置在部分打开的壳体内的有利实施方案的透视图。
具体实施方式
本发明的装置的一个实施方案在图1所示基本结构中包括：射束加工装置1，其具有被线状扫描的辐射源11、对位单元12及控制单元13，该控制单元作为重要组成部分包含图案准备，以及对对位单元12的目标标记侦测及用于图案生成的辐射源11的辐射线的控制；受驱动的曝光鼓2，在该曝光鼓上，在其周长的至少一半上携带连续基材3；以及基材导引单元4，在该基材导引单元上，连续基材3为解卷在加工鼓2上而被自解卷卷筒41经由转向卷筒42及上下跳动卷筒43朝加工鼓2导引，以及自加工鼓2经由转向卷筒42及上下跳动卷筒43导引至卷绕卷筒44，其中上下跳动卷筒43各铰接在一杠杆装置45上且各具一调节器单元47，该杠杆装置通过压力控制的气缸46对抗重力或用于张紧连续基材3所设置的另一力而保持平衡，该调节器单元作为测量单元含有用于侦测杠杆装置45自平衡位置的偏转的测量值感测器以及用于解卷卷筒41或卷绕卷筒44的旋转速度调节器472的调节回路473。在本实施方案中，测量值感测器为杠杆装置45的壳体固定式枢转轴451上的增量式角度感测器471。
实际上，连续基材3的前述就射束加工装置1的扫描频率(或周期)而言的高精度运动为通过辐射源11对连续基材3的直接辐射所亟需的。通过加工鼓2来进行射束加工的速度预设，亦即，加工鼓用于连续基材3的进给运动，在加工鼓2的周长的至少一半上携带该连续基材。为使得该进给运动均匀且平稳地进行，必须在几乎无外力干扰的情况下将连续基材3输入及输出。
此外，对连续基材3的直接辐射还需要根据该连续基材上的目标标记33(所谓的标靶)来在连续基材3上实施定义的位置分配。图1所示在连续基材3的边缘区域内侦测目标标记33(图5中首次标出)的方案适用于开孔的目标标记33，其形状较佳为圆孔、三角形、四边形特别是正方形，或者由前述开孔的形状中的多个组合而成的孔图案。在对位此种开孔的目标标记33时，特别有利地，在连续基材3的背侧照明122下在对位单元12中对所述目标标记进行侦测。为此，对朝加工鼓2前进的基材幅面31(仅在图2中标出)的接触区域36的开端35前的气隙34进行照明。作为替代方案，加工鼓2亦可具有发亮的或其他自行发光的表面(未示出)。
调节器单元47的功能为，如此地对在解卷卷筒41、加工鼓2与卷绕卷筒44之间作用于连续基材3的力进行限制，使得在加工鼓2上仅有尽可能小且大小相同的力在解卷侧及卷绕侧作用于连续基材3，从而视情况在压力辊子21(仅在图2中标出)的辅助下，加工鼓2上可以携带连续基材3，而不会发生滑动及变形。其中，以下述方式设定解卷侧及卷绕侧上的力。
在加工过程开始时，亦即，在将连续基材3自(满的)解卷卷筒41经由转向卷筒42、上下跳动卷筒43、加工鼓2、上下跳动卷筒43、及转向卷筒42朝(空的)卷绕卷筒44夹紧至基材导引单元4时，主要通过加工鼓2来使得连续基材3运动，其中解卷卷筒41及卷绕卷筒44与其配合地被驱动。在现有技术中，上下跳动卷筒43用于，对在解卷及卷绕连续基材3时相对加工鼓2的恒定的驱动运动所产生的长度差进行补偿，具体方式为，恒定地作用于上下跳动卷筒43的轴线的拉力使得上下跳动卷筒43能够与基材幅面31、32的表面正交地沿连续基材3的主运动方向进行线性的补偿运动。
而在本发明的装置中，除加工鼓2的借由精密编码器调节的驱动器22外，还针对卷对卷运动的连续基材3设有两个独立耦合的用于解卷卷筒41及卷绕卷筒44的调节器。若加工鼓2被驱动，则解卷及卷绕卷筒41、44亦受到相应调节地被驱动。
在设备启动前，首先在全部三个驱动轴皆静止的静态状态下，根据连续基材3的期望预张力在上下跳动卷筒43上各设定一定义的力，具体方式为，通过可控的反作用力将一预设的恒定拉力(例如重力、弹力、磁场力、电场力或气动力)「冻结」至平衡状态，该平衡状态具有施加至连续基材3的定义的力作用。在前进的基材幅面31以及在返回的基材幅面32上针对该二上下跳动卷筒43设定相同的预张力，因此，由上下跳动卷筒43及缠绕在加工鼓2上的连续基材3组成的系统处于静态平衡。正如下文还将详细描述的那样，通过适宜的位置测量系统来侦测可与轴线方向正交地在平面内运动的上下跳动卷筒43的空间位置，并且应用该空间位置来调节解卷及卷绕卷筒41及44的转速。
针对该控制功能，每个上下跳动卷筒43的轴线皆铰接在杠杆装置45上，且在第一实施方案中，借由测量单元将杠杆装置45的枢转轴451中出现的角度变化测定为扰动变数，随后，在调节器单元47中将其作为操纵变数用于改变解卷卷筒41及卷绕卷筒44的旋转速度。
该种上下跳动卷筒导引防止产生因解卷及卷绕速度发生系统相关的变化而作用于前进及返回的基材幅面31及32的不均匀的拉力，否则会因对上下跳动卷筒43的路径追踪而产生拉力，该上下跳动卷筒导引仅允许最小偏转，因为程度无限小的偏转便已会触发对解卷及卷绕卷筒41及44的相匹配的调节。根据本发明，上下跳动卷筒43不实施任何横向于连续基材3的主运动方向的单独的补偿运动，而是以恒定的力保持「冻结」，该力在卷对卷加工开始时曾被一次性设定为用于基材幅材张紧的定义的较小拉力(10-150N，较佳10-40N)。较佳借由压力控制的气缸46(例如气动气缸或液压气缸)保持开始时设定的静态平衡状态并进行监控，以对解卷卷筒41及卷绕卷筒44的旋转速度进行复位调节。
若现开始通过控制上述三个运输驱动器，即作为主输送驱动器的加工鼓2、作为匹配地耦合的辅助驱动器的解卷卷筒41及卷绕卷筒44，来运输连续基材3，则在加工鼓2、解卷卷筒41及卷绕卷筒44的驱动未相互配合的情况下，上下跳动卷筒43的位置会试图对应于连续基材3的实际运动而发生改变。该位置变化会在可偏转地铰接有上下跳动卷筒43的杠杆装置45上转化为角度变化，从而实现对上下跳动卷筒43的轴线的稳定导引，并且能够简单地对上下跳动卷筒43上存在的拉力的反作用力进行微调。
在图1所示示例中，通过调节器单元47的布置在杠杆装置45的枢转轴451上的增量式角度感测器471将上下跳动卷筒43的位置变化测定为扰动变数，并且将其作为调节变数通过调节回路473送往解卷卷筒41及卷绕卷筒44的旋转速度调节器472。
在本发明的另一实施方案中，亦可将上下跳动卷筒43的偏转侦测为杠杆装置45上的位移变化(图7及图10)。
例如可基于杠杆装置45的杆臂452的挠度借由应变片474(如图2所示)对位移变化进行侦测，并以同样的方式将其作为扰动变数输入调节回路473。
但亦可借由增量式位移感测器475在气缸46的推杆上测量位移变化(如图7示意性所示)。为此，较佳应用光学感测器，特别是干涉型或成像型的光电、磁或电感测器。
此外，如图3中的调节器单元47的视图所示，可增强杠杆装置45的扰动变数侦测的灵敏度，具体方式为，由已在图1中应用过的杠杆装置45的角度变化重新推导出扰动变数。在该示例中，通过杆臂452上的镜像反转借由光反射对角度变化进行光学侦测。杠杆装置45的角度变化可以该方式增大至两倍的角度值，并且在光电子线感测器476上被侦测到。随后，将光反射的该高解析度位置变化作为扰动变数输入调节回路473，并且作为调节变数应用于旋转速度调节器472，以便与解卷或卷绕卷筒41或44的旋转运动相匹配。
除上述三个运输驱动器外，该卷对卷系统还具有横向于运输方向可动的解卷卷筒41及卷绕卷筒44轴线，以便通过借由行业常见的幅面边缘调节器6实施的调节来确保精确地遵守卷对卷系统的运输方向，并且精确地卷绕经过加工的连续基材3。在图3所示实施方案中，在幅面边缘调节器6下游，在朝加工鼓2前进的基材幅面31上布置有清洁单元5，以便在加工鼓2前为连续基材3清除灰尘及其他污染。
调节器单元47中的调节的目标在于保持上下跳动卷筒43的原有位置。因此，连续基材3在解卷卷筒41及卷绕卷筒44上的运输始终跟随加工鼓2的通过精密编码器控制的驱动器22，确切而言，与解卷及卷绕卷筒41、44的当前卷绕直径无关。其中，上下跳动卷筒43保持在其初始设定的位置上的调节精度内，且前进的基材幅面31或返回的基材幅面32的设定预张力保持恒定。
为使得该原理起作用，需要加工鼓2与连续基材3之间的最小摩擦。为即使在较小的基材幅面张力下同样可确保该最小摩擦，通常会使用压力可调节的压力辊子21(所谓的夹持辊子)，其还在射束加工区域后将连续基材3压向加工鼓2并且强制地随之一起移动。但所需的用来沿加工鼓2的圆柱形侧面在对位单元12与被线状扫描的辐射源11之间无滑动地运输连续基材3的摩擦力主要通过如下方式产生：连续基材3在至少180°的角度范围内与加工鼓2的侧面接触。若接触面进一步增大，例如如图7所示增大至约270°，在连续基材3具备适宜的亲和力的情况下，同样可以完全不设置压力辊子21。在连续基材3具有某些特定材料，所述材料例如因材料相关的较大粘着摩擦或因起电而在加工鼓2上发挥出特别强的粘附作用的情况下，亦可不设置压力辊子21。
图2示出本发明的一较佳实施方案，其相对于图1的优点在于，可实现特别紧凑且节省空间的设备配置。在基材导引单元4的该极紧凑的实施方案中，解卷卷筒41及卷绕卷筒44相叠地安装在同一设备侧，使得连续基材3具有朝加工鼓2前进的基材幅面31及自加工鼓2返回的基材幅面32，该二基材幅面大体相互平行，从而使得加工鼓2的特别大的周向区域与连续基材3接触，该接触有助于实现大面积的支承，并且有助于可靠且无滑动地驱动连续基材3。
正如已针对图1所描述过的那样，加工鼓2形成用于连续基材3的真正意义的输送驱动器，其在朝卷绕卷筒44返回的基材幅面32将要抬起前用压力辊子21无滑动地带走连续基材3。其中朝加工鼓2前进的基材幅面31及自加工鼓2返回的基材幅面32可具有与转向卷筒42、上下跳动卷筒43以及由杠杆装置45、压力控制的气缸46及调节器单元47组成的上下跳动卷筒导引装置完全相同的空间结构。在该示例中，该二基材幅面31、32皆具一调节回路473，在该调节回路中，借由应变片474侦测相应上下跳动卷筒43的偏转的扰动变数。就此而言，正如已针对图1所描述过的那样，以同样的方式来调节解卷卷筒41及卷绕卷筒44的旋转速度。
基于连续基材3沿加工鼓2的周边的大面积支承，可将用于侦测目标标记33(仅在图5、6、8及9中示出)的对位单元12在与加工鼓2的轴向平面A平行的对位平面R(仅在图5及6中标出)内与在加工鼓2的轴向平面A内被辐射源11线状扫描的加工射束L相对布置，以便自与辐射源11相对布置的位置，在加工鼓2上的连续基材3的接触区域36的开端35前，在背侧照明122下记录特别是开孔的目标标记33。该相对的平行定位使得能够对辐射源11、对位单元12以及用于辐射图案的「即时(On the Fly)」定向的目标标记侦测进行调整，具体方式为，可在控制单元13中以计算的方式对期望的辐射图案的定向进行校正，并且通过直接控制辐射源11沿被线状扫描的加工射束L的扫描线进行匹配。
其中，加工鼓2与辐射源11的逐行射入的加工图案高度同步地旋转(类似于与板状的直接曝光系统中，如伊利诺伊州Orbotech公司的「Paragon」、「Xpress」或「Nuvogo」产品系列中的工作台进给的同步)。在该示例中，在加工鼓2的底侧上对目标标记33进行侦测，并将目标标记33的检测到的资料用于超过「180°后」进行的辐射。为对位目标标记33以进行辐射加工，必须在180°的旋转运动前对连续基材3上的至少两对目标标记33(即四个标靶)进行检测，以便在连续基材3的相关区域内精确实施二维的辐射加工。为此，在与轴向平面A平行的对位平面R(仅在图5及6中标出)内布置有多个摄影机121，其同时对穿过对位平面R的目标标记33进行侦测。
沿连续基材3的运输方向的整个加工长度皆无限制，亦即，包括一完整的印刷电路板面板38(仅在图9中标出)的加工作业可由连续基材3的任意多个由目标标记33定义的区域构成。印刷电路板面板38是指技术上最佳化的多印刷电路板配置，特别是就某个具体印刷电路板系列(生产批次)在器件装配、技术上所需的边缘、焊接及分离制程等方面的总制造成本而言，该印刷电路板面板实现为集中式的印刷电路板布局。
除目标标记33所预设的表面外，同样可通过对之前获得的几何对位资料进行外推来实施辐射。但同样可逐段地对印刷电路板面板38(仅在图9中标出)内的其他目标标记33进行记录，并将其用于对加工射束L进行冗余的且精度有所提高的位置分配，下文还将针对图9更详细地阐述此点。
图3示出该装置的另一有利技术方案。其中图3的子图式a)示出大体与图2所示装置相同的在空间上采用紧凑设计的结构，区别在于，可独立地在y向上位移的滑块25载有加工鼓2以及相应的驱动器22、压力辊子21、转向卷筒42，以及分别一用于对位单元12及辐射源11的被线状扫描的加工射束L的调整构件23及24。
为对摄影机121(仅在图5及6中标出)及加工射束L进行装置校准(与服务或维护期间的校准无关)，加工鼓2可平行地朝解卷卷筒41及卷绕卷筒44方向位移。调整构件23与24机械耦合(形式为计量量表的所谓JIGs)，其随着加工鼓2的位移同时到达被扫描的加工射束L下方或摄影机121上方。借由调整构件23及24的该计量量表，(在「扫描」时)对加工射束L以及(在进行用于定位及摄影的对位时)对摄影机121实施独立的计量补偿。
图3的子图式b)示出滑块25位移的结果，其中滑块25如此地位移，使得加工鼓2自被扫描的加工射束L的平面移出一定的距离，从而使得用于摄影机121的调整构件23及用于加工射束L的调整构件24到达加工鼓2上的相对的撞击点的先前位置。为示出位移路径，滑块25以及加工鼓2、压力辊子21及调整构件23及24的原有位置用细虚线绘示。在加工鼓2的(在加工间隔中)伸出的位置上，根据调整构件23及24来对加工射束L及对位单元12进行调整，并且对其设定进行检查。此外，可在该位置上例如针对维护需要而简单地更换加工鼓2。
用可位移滑块25可实施以下功能：
1)如上文针对图3的子图式a)所描述的那样，对用于对位目标标记33(仅在图5、6、及8中标出)的摄影机121进行校准，
2)对用于辐射制程的辐射源11及对位单元12进行对焦，以与连续基材3的不同材料厚度相匹配，在图4的子图式a)中详示出针对较小基材厚度的情形，在子图式b)中详示出针对较大基材厚度的情形，以及
3)如图5及6详细描述的那样，对加工射束L的借由加工鼓2的边缘区域26上的校准标记271及272横向于连续基材3的运输方向(x向)的几何射束偏转进行校准。
在本发明的图4所示实施方案中，为实施上述第2)点中的对焦匹配，加工鼓2的机械旋转轴D在该装置的默认设定中(子图式a))刚好设在被扫描加工射束L所形成的轴向平面A内(仅在图5及6中标出)，以便辐射源11及对位单元12所组成的系统刚好对焦至连续基材3的最小待加工厚度，从而在使用较厚材料的情况下，通过加工鼓2的(数毫米的)y向位移，鼓顶侧上的加工射束L的对焦线间的间距以焦点变化Δz1的程度增大，且鼓顶侧上的对位单元12的摄影机121(仅在图5及6中标出)的焦点的间距可以焦点变化-Δz2的程度与其相匹配。通过该措施实现简单的对焦匹配，特别是与厚度最大为数个100μm，较佳20μm至200μm，尤佳30μm至120μm的连续基材3相匹配，而加工射束L相对于加工鼓2的周面的垂直定向不会产生不可接受的较大偏差。随着加工射束L的焦点变化Δz1，有利地，用于对位目标标记33的对位单元12的摄影机121的焦点位置亦同时改变(仅在图5中标出)。在对位单元12的摄影机121的光学轴所形成的对位平面R与轴向平面A平行且如此地定向，使得随着旋转轴D的位移，在该示例中用于开孔的目标标记33的背侧照明122的气隙34以相同程度缩小的情况下，上述改变以相同的趋势实施，但相对于连续基材3的背侧照明122的方向不同(焦点变化-Δz2)。加工鼓2的旋转轴D的相同的位移亦可在图4-6的实施方案中应用于入射光照明123(未在图5及6中标出)下的对焦。
为阐述被扫描的加工射束L及对位单元12的摄影机121的动态校准，请参阅图5。动态校准可在射束加工的曝光制程期间实施，或独立地实施。
该装置设计为连续基材3的520mm的最大幅面宽度，该幅面宽度在印刷电路板行业中，特别是对挠性的印刷开关电路(Flex PCB-Flexible Printed Circuit Boards)而言为典型的。而加工鼓2宽度更大，且在该二外边缘区域26的周边上载有嵌入表面的钢带27，该钢带具有原始校准标记271及光致变色涂层。原始校准标记271可在正常的装置操作期间被对位单元12的较佳两个可动的摄影机121(在摄影机坐标系中)侦测到，并且在控制单元13中根据相应的资料处理以及在加工鼓2旋转至少180°后，借由被扫描的加工射束L形成曝光，以(在辐射源坐标系中)通过原始校准标记271产生暂时的二次校准标记272。通过钢带27的涂层的光致变色效应，产生二次校准标记272的暂时曝光影像，使得当加工鼓2进一步旋转至对位单元12的位置上时，在理想情形下，可有两个相叠的标记以如上所述地被同一摄影机121记录的方式被侦测到。校准标记271及272较佳设计为由点-环或(不同直径的)环-环组成的组合，使得计算出的该二中心点273及274的偏差表明对位单元12(摄影机121)及辐射源11(在此：镭射器14)的被线状扫描的加工射束L的当前几何偏移。
可以该方式简单地通过在当前进行的自对位至加工的加工工艺内计算出经校正的资料来排除借由加工射束L进行加工时在图5中用作辐射源11的镭射器14(特别是镭射器14的未单独标出的扫描器)的可能的定位错误。
此外，辐射源11的扫描区域的宽度大于整个加工鼓2，使得两个侧向布置的，即布置在加工鼓2的边缘区域26外部的光侦测器28可对当前可用的辐射能进行测量。该测量用于调节或校准用作辐射源11的镭射器14的功率。
图5在加工鼓2的边缘区域26内分别示出一具有光敏涂层，例如光致变色涂层的钢带27，在该涂层中通过用镭射器14的加工射束L进行曝光来产生暂时的二次校准标记272，所述校准标记在全景视图中有规律地绘示为黑圆。在放大的局部细节图中仅作为亮环标出的原始校准标记271(例如通过机械、化学或光学工艺或者其组合)嵌在钢带27本身中。通过曝光圆周(或另一中心对称的几何图形)来产生二次校准标记272，该曝光首先在钢带27的光致变色涂层中产生一隐藏影像。
在应用校准标记271及272的情况下，例如可借由摄影机121侦测到较小的亮环作为预设的原始校准标记271，而由于被曝光的二次校准标记272的变色可看见较大的环，其例如作为前述对二次校准标记272实施的圆环曝光的暂时可见的黑环而可见。如此地暂时可见的二次校准标记272在数分钟后自行消失，使得相同的位置可重新用于曝光隐藏的环形图案。为侦测原始及二次校准标记271及272，在摄影机121中含有摄影机照明，尽管该摄影机照明始终固有地存在于摄影机121中，但在图5及6中未标出，因为在该处仅示出用于开孔的目标标记33(未标出)的背侧照明122下的摄影机定位，毋须为此设置入射光照明123。但在实践中，正如图8的等同于入射光对位的视图所示那样，存在入射光照明123来应用加工鼓2的边缘区域26对加工射束L进行校准。
在图5的放大的细节图的示例中，环形辐射图案的曝光与对应摄影机121之间的偏差Δx、Δy极大。校准的目标在于，仅允许出现数微米，较佳≤20μm，尤佳≤10μm的偏差。
图5的实施方案的特别之处在于，对位单元12的摄影机121至少在x向上可动以实施动态校准(但不限于此)。为进行校准，摄影机移至加工鼓2的边缘区域26上，以便在该处记录校准标记271及272的计量上无变形的影像。此外，用于测量辐射源11的在边缘区域26内(及以外)出现的辐射能的光侦测器28如此地平行于加工鼓2的旋转轴D布置，使得所述光侦测器紧邻加工鼓2地沿加工射束L的入射方向定向，从而测定出射入加工鼓2的强度的大小。
但加工鼓2的具有光敏涂层的边缘区域26同样可实现一可永久性实施的替代校准法。在此情形下，不将原始校准标记271永久性地嵌入，替代地，借由镭射器14在未通过对位单元12预设的情况下产生曝光的原始校准标记271(在辐射源坐标系中产生)。在加工鼓2旋转至对位单元12后，在摄影机坐标系中侦测到该预设的原始校准标记271，并且对曝光计算出的二次校准标记272的位置进行预设。在通过加工射束L将暂时的二次校准标记272曝光至边缘区域26的至少一个上后，通过对位单元12的摄影机121记录在理想情况下相叠地曝光的校准标记271及272。随后，又可将测得的校准标记271与272的差用于修正辐射图案在连续基材3上的位置。
图6示出图5所示用于射束加工装置1连同处于其间的加工鼓2的动态校准的有所变化的实施方案。其中，加工鼓2的结构相对图5没有变化。但在该实施方案中，连续基材3不仅在前进的基材幅面31的边缘上配设有目标标记33，而且在其中心或任意中间位置上配设有目标标记，以便如在矩形电路薄膜中那样同样侦测到印刷电路板面板38(仅在图9中示出)的中心的几何变形，在该示例中，用对位单元12的三个摄影机121对1-2-1配置的目标标记33进行记录以实现该印刷电路板面板的定向。但其中，亦可使用三个以上的摄影机121。此外，用该布置方案的摄影机121亦可侦测到2-4-2及2-2-2的目标标记配置。此外，该二外摄影机121在固定的定位中亦可对加工鼓2的边缘区域26内的钢带27上的原始及二次校准标记271及272进行记录，以便在加工操作进行中在摄影机未移动的情况下对通过对位单元12的对位与通过镭射器14的加工(例如曝光)之间的正确定向进行检查，并且视情况重新建立正确的定向。此外，在图5所示设计方案中，借由光侦测器28如此地在加工鼓2的端侧上侦测镭射器14的强度或功率，使得为测量镭射器14的在边缘区域26内(及以外)出现的辐射能，各有一光侦测器28平行于加工鼓2的旋转轴D定向且各具一用于辐射偏转的上游转向镜281。
图7示意性地示出本发明的另一实施方案，其中图2中的前进及返回的基材幅面31及32的低负荷及低变形的导引的设计仅针对印刷的目标标记33的入射光对位有所变化。此外，尽管未明确提及或标出，仍可在其余所有在此所描述的具有背侧照明122的示例中采用入射光对位作为印刷或以其他方式施加在顶侧的目标标记33的替代或补充。
在图7所示实施方案中，加工鼓2又作为独立的单元可更换且可位移，并且为此具有两个固定在滑块25上的转向卷筒42以及针对图3所描述的用于辐射源11及对位单元12的调整构件23及24。在该实施方案中，由图8的透视图可明显地看出，加工射束L与对位单元12刚好沿直径对置地沿加工鼓2的轴向平面A布置。如针对图3及图4所描述的那样，滑块25的其余功能皆保持不变。
此外，卷绕与解卷卷筒41及44如此地设计，使其可相互独立地在任意旋转方向上应用，从而在操作端自解卷卷筒41自由选择连续基材3的辐射侧，以及在卷绕在卷绕卷筒44上时作为内侧或外侧的加工侧的位置。该方案在图7中用连续基材3在解卷卷筒41上及卷绕卷筒44上的前进的基材幅面31及返回的基材幅面32的实线及虚线示出。
此外，在图7中，加工鼓2上不设置压力辊子21。在此所示实施细节中有两个独立的原因。一方面，加工鼓2的外围可设有连续基材3的极大的接触区域36，使得该接触区域36自开端35至结尾37跨越加工鼓2的在此约(3/2)π的弧线，另一方面，可对连续基材3实施附加的真空吸取，为此，真空单元9连接加工鼓2的多孔的或配设有通道的真空结构29。该二不仅可交替使用，还可一起使用的情形用于防止连续基材3在受驱动的加工鼓2上的非期望滑动。
图8示出已针对图7所提及的用于射束加工的平面的合并，以便在加工鼓2的共用轴向平面A内进行图案施加及对位目标标记33。其前提在于嵌入连续基材3的表面且可在入射光照明123下顺利地侦测到的目标标记33。图8中程式化地示出的入射光照明123通常被整合至摄影机121中并且在外部不可见。与图5所描述方法相同的方法应用于相对对位单元12动态校准辐射源11(或镭射器14)。亦可用固定安装的摄影机121替代可动摄影机121，所述固定安装的摄影机与连续基材3的目标标记33及加工鼓2的校准标记271及272的位置预设相匹配地布置。
当校准对位单元12及加工射束L的坐标系时，针对图8的实施方案，假设通过借由加工射束L曝光加工鼓2的光致变色涂层边缘区域26中的至少一个来暂时地产生原始校准标记271以及二次校准标记272。在此情形下，原始校准标记271的永久性嵌入被在未(在辐射源坐标系中)进行位置预设的情况下借由辐射源11曝光的原始校准标记271所替代。在加工鼓2旋转180°后，在对位单元12的摄影机坐标系中侦测到如此地预设的例如作为较小的黑圈(如图8的细节图所示)或作为点、正方形、等边三角形或其他点对称的图形的原始校准标记271，并且对用于曝光计算出的二次校准标记272的位置进行预设。在通过加工射束L将形状及/或大小不同于原始校准标记271的二次校准标记272曝光至至少一边缘区域26上后，通过对位单元12的摄影机121记录在理想情况下相叠地曝光的校准标记271及272。随后，又可将测得的校准标记271与272的差用于修正辐射图案在连续基材3上的位置。
图9示出嵌入连续基材3的辐射图案的开关电路资料与连续基材3的可能的变形，特别是针对不同印刷电路板面板38(连续基材3上的混合面板)的有所改进的匹配。其中，多个独立的开关电路或印刷电路板面板38被无变形地曝光。尽管连续基材3具有大量的目标标记33，但所述目标标记33并非某些开关电路或印刷电路板面板38的边缘位置的组成部分，而是图9程式化地示出的由不同的印刷电路板面板38形成的混合面板的所有印刷电路板面板38皆集中在CAM资料(英文：Computer-Aided Manufacturing Data，计算机辅助制造资料)的链接集中。亦即，大量的目标标记33并非用来使得各开关电路或印刷电路板面板38与特定位置对应的措施，而是所述目标标记与混合面板的链接的CAM资料集的紧邻的条形区域固定关联。因此，目标标记33可对应于连续基材3的在对位单元12与被扫描的加工射束L的位置间的定义的较窄区段「区域1」至「区域9」。
挠性连续基材3的几何变形通常具有缓慢且连续变化的特性，使得在其被足够精确地侦测到的情况下，可在曝光开关电路或印刷电路板面板38时，以校正的方式计算出所述几何变形。
为此，考虑到需要在区段「区域1」中曝光的用于期望的印刷电路板面板38的辐射图案不仅基于区段「区域1」中所对位的目标标记33来计算，而且还可在考虑到区段「区域2」至区段「区域n」的目标标记33的情况下得到改进，其中「区域n」在所示示例中可为区段「区域7」。为消除变形的目标标记位置而具有的相关区段的具体数目不仅取决于辐射图案的复杂度，还主要取决于与目标标记33相关联的区段的大小以及覆有印刷电路板面板38的区段的数目。但较小数目的计算出的区段，例如「区域1」至「区域5」亦可通过求得侦测到的目标标记33的位置偏差的平均值来大幅提高精度。如此便能同时改进多个相邻的印刷电路板面板38的图案施加的局部总精度，因为自一区段朝下一区段的过渡更加「柔和」，从而防止在修正辐射图案时产生跃变点。
图10示出本发明的具有基于位移变化的调节回路473的另一实施方案，该位移变化被作为压力控制的气缸46的推杆的增量长度变化而测量。如针对图7所述，连续基材3可以任意方式自解卷卷筒41经由转向卷筒42被接收，随后，借由幅面边缘调节器6在横向上定向，并且在被送往安装在可动滑块25上的加工鼓2前经过清洁单元5，以及在其他转向卷筒42之间通过「冻结」的上下跳动卷筒43以定义的方式张紧。连续基材3在滑块25上被如此地通过转向卷筒42导引，使得连续基材3与加工鼓2自接触区域36的开端35至结尾37成约240°的角。如此便能如图7所示地不设置压力辊子21。尽管在此未示出，在真空单元9如图7所示地连接加工鼓2的情况下，仍可在本发明的该实施方案中为连续基材3的附加的真空吸取提供一配设有真空结构29的加工鼓2。
在加工鼓2的轴向平面内，接触区域36的开端35前约10°处，对位单元12如此地配置至前进的基材幅面31，从而基于射入基材幅面31与加工鼓2之间的间隙34的背侧照明122实现开孔的目标标记33(仅在图5、6、8及9中标出)的对位。由于接触区域36延伸，在该示例中不设置压力辊子21，且针对加工射束L所选择的轴向平面A(仅在图5、6及8中标出)被配置在接触区域36的结尾37前不远处。
图11示出本发明的相对于图10有所变化的实施方案，其中正如在图10中那样，在解卷卷筒41及卷绕卷筒44的驱动器7(仅在图12中标出)的相应调节回路473中应用压力控制的气缸46的推杆上的位移变化。连续基材3与加工鼓2之间的接触区域36借由两个转向卷筒42延伸至约225°的角度范围。不同于图10，加工射束L所形成的轴向平面A与对位单元12的对位平面R(以类似于图5及6的方式)相互平行地定向，其中为进行对位，在基材幅面31与加工鼓2之间的间隙34中又设有背侧照明122。
作为特别之处，程式化地示出的滑块25(用双点划线包围)在对位单元12与加工射束L之间的加工鼓2上具有压力辊子21，其同时与清洁卷筒51接触。如此便能在临近射束加工时对连续基材3的表面进行再次或首次清洁。如此便能可选地不在幅面边缘调节器6与上下跳动卷筒43之间设置清洁单元5，因此，该清洁单元仅用虚线标出。
此外，存在于图11中的压力辊子21亦可配设有高解析度的编码器211，其可用来(根据连续基材3的不同厚度)侦测出连续基材3的材料表面实际在对位单元12与加工射束L之间所走过的长度。此点需要在以下情形下实施：需要实施一独立于目标标记33(仅在图5、6、8及9中示出)的正确缩放比例测量，以便例如根据两个曝光图案之间的任意加工间隙来确保精确定义的图案连续或图案重复。
缩放比例测量亦可通过一或多个独立的(各具一高解析度的编码器211的)测量轮或者通过测量材料厚度(借由加工鼓2上的高度测量并且通过直径的变化换算所运输的材料长度)来实施。为测量材料厚度，在此情形下，附加地应用一测距感测器或高度感测器(例如德国Micro-Epsilon公司的「optoNCDT 1320」系列的镭射三角测量感测器)。
图12示出本发明在机器壳体8中的另一设计，其中图2所示实施方案镜像地布置。此外，示出驱动器7、作为黑盒的支撑元件81及操作板82。
本发明的在闭合的机器壳体8中的该实施方案示出与类似的卷对卷加工机(例如开篇提到的US 2012/0241419 A1、JP 2015-188915 A等)相比小得多的安放面(占地面积)，该机器壳体仅为看出图2至图7示意性地示出的本发明组件的内部布置方案而绘示为打开的。
该机器壳体8中的大幅空间节省的原因在于卷绕与解卷卷筒41及44相叠布置。借此，不仅能在机器壳体8的同一侧上更换连续基材3的材料卷筒，还能近似平行地在紧凑的基材导引单元4中组织前进及返回的基材幅面31、32的导引。此外，本发明的悬挂式上下跳动卷筒43亦有助于空间节省，因为相对于传统的占用空间的线性轴运动而言，上下跳动卷筒的预期功能仅需无限小的偏转来触发对解卷及卷绕卷筒41及44的驱动器7的调节。在此所示方案中，杠杆装置45及调节器单元47如图1中那样基于增量式角度感测器471绘示。但亦可替代地使用前述示例中所描述的所有用于扰动变数侦测的测量单元。在此可为配设有镭射扫描器的镭射器14(仅在图5、6及8中标出)的辐射源11布置在相对对位单元12的径向相对位置上，使得连续基材3的接触区域36与加工鼓2在加工鼓2的侧面上延伸超过180°。附加的压力辊子21可用于无滑动且低变形地导引连续基材3，其中压力辊子21可选地具有高解析度的编码器211，如针对图11所描述的那样，该编码器可用来精确测定连续基材3的实际用加工鼓2所运输的基材表面长度。
借由本发明的装置，除显著改进对加工鼓2的区域内的连续基材3的省力导引外，亦即，除围绕加工鼓2送入及送出连续基材3时，因上下跳动卷筒43的轴线的较小「游隙」可忽略不计而在基材幅面31、32不发生滑动、力波动及变形的情况下对张紧的基材幅面31、32进行的省力导引外，还可大幅节省整个装置的空间需求。
【符号说明】
1:射束加工装置
11:(线状)辐射源
12:对位单元
121:摄影机
122:背侧照明
123:入射光照明
13:控制单元
14:镭射器
2:加工鼓
21:压力辊子
211:高解析度的编码器
22:(加工鼓2的)驱动器
23、24:(用于对位单元12、加工射束L的)调整构件
25:滑块
26:边缘区域
27:(具有光致变色涂层的)钢带
271:(原始)校准标记
272:(二次，暂时)校准标记
273:(原始校准标记271的)中心点
274:(二次校准标记272的)中心点
28:光侦测器
281:转向镜
29:(加工鼓2的)真空结构
3:连续基材
31、32:(连续基材3的)(前进的)基材幅面
33:目标标记
34:气隙
35:接触区域36的开端
36:(加工鼓2与连续基材3的)接触区域
37:接触区域36的结尾
38:开关电路/印刷电路板面板
4:基材导引单元
41:解卷卷筒
42:转向卷筒
43:上下跳动卷筒
44:卷绕卷筒
45:杠杆装置
451:枢转轴
452:杆臂
46:(压力控制的)气缸
47:调节器单元
471:(增量式)角度感测器
472:旋转速度调节器
473:调节回路
474:应变片
475:增量式位移感测器
476:线感测器
5:清洁单元
51:(与压力辊子21耦合的)清洁卷筒
6:幅面边缘调节器
7:驱动器
8:机器壳体
81:支撑元件
82:操作板
9:真空单元
A:(加工鼓2的)轴向平面
R:对位平面
D:(加工鼓2的)旋转轴
L:(被线状扫描的)加工射束
Δx、Δy:(校准标记271，272的)偏差
Δz1、-Δz2:(加工射束L；对位单元12的)焦点变化

Claims (22)

1.一种借由辐射将图案施加在卷绕的连续基材(3)上的装置，在该装置中，该连续基材(3)被可卷地自解卷卷筒(41)经由加工鼓(2)导引至卷绕卷筒(44)，其中用于光学记录目标标记(33)的对位单元(12)及用于射入辐射图案的辐射源(11)在两个不同的方向上对准该加工鼓(2)，且设有用于控制辐射图案与连续基材(3)间的定向以及用于该辐射图案的位置区分的控制单元(13)，其中在该控制单元(13)中设有用于将该辐射图案与该连续基材(3)的由该对位单元(12)基于所述目标标记(33)测得的位置偏差电子匹配的构件，其特征在于，
在该加工鼓(2)与解卷卷筒(41)之间以及加工鼓(2)与卷绕卷筒(44)之间设有两个上下跳动卷筒(43)，用于沿该加工鼓(2)的至少一半周长的定义接触区域(36)张紧地导引该连续基材(3)，以便借由该加工鼓(2)的驱动器(22)将输送运动自该加工鼓(2)经由该定义的接触区域(36)无滑动地传递至该连续基材(3)，
所述两个上下跳动卷筒(43)适于以反向于该接触区域(36)的动作的恒定的力作用在该加工鼓(2)上对该连续基材(3)的前进的及返回的基材幅面(31；32)进行张紧的导引，其中设有两个稳定装置(45，46)，用于在定义的反作用力与作用于该上下跳动卷筒(43)的该恒定的力作用之间设定平衡并且与用于记录该相应的上下跳动卷筒(43)的偏转的变化的测量单元(471；474；475；476)相互联系，以及
该解卷卷筒(41)及该卷绕卷筒(44)具有可调节的驱动器(7)，该驱动器的旋转速度基于该测量单元(471；474；475；476)侦测到的该上下跳动卷筒(43)上的力平衡的扰动而受到调节。
2.如权利要求1的装置，其特征在于，该稳定装置具有杠杆装置(45)，该用于实施枢转运动的上下跳动卷筒(43)铰接在该杠杆装置上，且该杠杆装置含有铰接在该杠杆装置(45)上的气动或液压的压力控制气缸(46)，以保持该定义的反作用力与作用于该上下跳动卷筒(43)的该恒定的力作用之间的平衡，其中该杠杆装置(45)能够使得该上下跳动卷筒(43)沿圆弧偏转。
3.如权利要求2的装置，其特征在于，用于记录该上下跳动卷筒(43)的偏转的变化的该测量单元构建为用于测量该杠杆装置(45)的枢转轴(451)中的角度变化的增量式角度感测器(471)。
4.如权利要求2的装置，其特征在于，该测量单元构建为用于测量该压力控制的气缸(46)的推杆的线性长度变化的增量式位移感测器(475)。
5.如权利要求2的装置，其特征在于，用于记录该上下跳动卷筒(43)的偏转的变化的该测量单元构建为光学角度感测器，使得该杠杆装置(45)的角度变化可借由通过该杠杆装置(45)的杆臂(452)上的转向镜对准线感测器(476)的光束在该线感测器(476)上被作为该光束的位置变化而侦测到。
6.如权利要求2的装置，其特征在于，该测量单元构建为用于测量该杠杆装置(45)的杆臂(452)上的挠度的应变片(474)。
7.如权利要求1至5中任一项的装置，其特征在于，该稳定装置(45，46)耦合在调节器单元(47)上，该调节器单元具有处于该测量单元(471；474；475；476)与该解卷卷筒(41)或该卷绕卷筒(44)的旋转速度调节器(472)之间的调节回路(473)。
8.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在基材导引单元(4)中，在所述上下跳动卷筒(43)旁边还设有转向卷筒(42)，所述转向卷筒适于任意地改变该解卷卷筒(41)或该卷绕卷筒(44)的解卷或卷绕方向。
9.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在基材导引单元(4)中，在所述上下跳动卷筒(43)旁边还设有转向卷筒(42)，所述转向卷筒如此地被设为用于导引该连续基材(3)，使得该朝该加工鼓(2)前进的基材幅面(31)及该返回的基材幅面(32)被背离及朝向空间上相叠布置的解卷及卷绕卷筒(41，44)导引。
10.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在射束加工装置(1)中，平行于该加工鼓(2)的旋转轴(D)布置有具有线状加工射束(L)的该辐射源(11)及具有条形扫描区域的该对位单元(12)，且该辐射源及该对位单元在不同的轴向平面内分别对准该加工鼓(2)的一母线。
11.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在射束加工装置(1)中平行于该加工鼓(2)的旋转轴(D)布置有具有线状加工射束(L)的该辐射源(11)及具有条形扫描区域的该对位单元(12)，且该辐射源及该对位单元在同一轴向平面(A)内对准该加工鼓(2)的沿直径对置的一侧。
12.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在射束加工装置(1)中，该辐射源(11)具有平行于旋转轴(D)的线状加工射束(L)且处于该加工鼓(2)的轴向平面(A)内，及该对位单元(12)具有在平行于该轴向平面(A)的对位平面(R)内的条形扫描区域的，该辐射源及该对位单元对准该加工鼓(2)的相对侧，其中该对位平面(R)于该前进的基材幅面(31)的前方定位得足够远，从而产生用于在该连续基材(3)与该加工鼓(2)的接触区域(36)的开端(35)前供背侧照明射入(122)的气隙(34)。
13.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，该加工鼓(2)安装在可动滑块(25)上，使得该辐射源(11)的加工射束(L)及该对位单元(12)的条形扫描区域可通过该滑块(25)的运动切向地位移至该加工鼓(2)的另一更远的母线，从而对该加工射束(L)及该对位单元(12)相对处于该加工鼓(2)上的连续基材(3)的对焦进行设定。
14.如权利要求13的装置，其特征在于，该加工鼓(2)可借由该滑块(25)位移，使得该加工鼓(2)可自该辐射源(11)的轴向平面(A)及该对位单元(12)的对位平面(R)移出，以便将附加地安装在该滑块(25)上的调整构件(23；24)送入替代该加工鼓(2)的在该对位平面(R)及该轴向平面(A)内的母线的位置。
15.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，该加工鼓(2)在两个边缘区域(26)内皆具原始校准标记(271)及二次校准标记(272)，其中至少所述二次校准标记(272)可通过加工射束(L)暂时地产生，且所述二次校准标记适于校准对位单元(12)与该辐射源(11)的坐标系间的空间关系。
16.如权利要求15的装置，其特征在于，该加工鼓(2)的所述边缘区域(26)配设有对该加工射束(L)的匹配的波长范围敏感的光致变色涂层，以产生所述原始校准标记(271)及所述二次校准标记(272)。
17.如权利要求15的装置，其特征在于，该加工鼓(2)在所述边缘区域(26)内施加有用于永久性嵌入的所述原始校准标记(271)的钢带(27)，其中该钢带(27)具有对该加工射束(L)的匹配的波长范围敏感的光致变色涂层，以产生所述二次校准标记(272)。
18.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，
该辐射源(11)构建为线状扫描的镭射器(14)，且加工射束(L)可在该加工鼓(2)的边缘区域(26)以外被扫描到，
该对位单元(12)具有至少两个用于在该加工鼓(2)的所述边缘区域(26)内记录该连续基材(3)的目标标记(33)以及原始及二次校准标记(271；272)的摄影机(121)，以及
至少一光侦测器(28)沿轴向布置在该加工鼓(2)旁边，以便重复地对该加工射束(L)进行强度测量。
19.如权利要求18的装置，其特征在于，每个光侦测器(28)皆平行于旋转轴(D)地朝该加工鼓(2)方向定向，且各有一用于反射该加工射束(L)的在该加工鼓(2)旁边径向地射入的光的转向镜(281)定位在加工鼓(2)与光侦测器(28)之间，以便将该加工射束(L)的径向射入的光朝相应的光侦测器(28)方向转向。
20.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在该加工鼓(2)上安装有用于压紧该连续基材(3)的压力辊子(21)。
21.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在该加工鼓(2)上，压力辊子(21)安装在加工射束(L)的轴向平面(A)前的区域内，其中该压力辊子(21)同时与清洁卷筒(51)相接触，以在射束加工前清洁该连续基材(3)。
22.如权利要求1至6中任一项的装置，其特征在于，在该加工鼓(2)上安装有压力辊子(21)，其中该压力辊子(21)同时配设有一高解析度的编码器(211)，以对该连续基材(3)的基材表面实际在对位单元(12)与加工射束(L)之间所运输的长度进行测量。
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