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Verfahren zum Herstellen von Teilungen und sonstigen Bildmustern
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Teilungen und sonstigen Bildmustern
im Wege des photomechanischen Kontaktkopierens. Es ist bekannt, die beim Kontaktkopieren
erforderliche Vorlage zur Ausübung einzelner Verfahrensschritte an einem Mechanismus
anzubringen, der die Vorlage zur Belichtung unmittelbar auf die Kontaktebene der
herzustellenden Kopie aufsetzt und nach Beendigung des Belichtungsvorganges wieder
von dieser abhebt.
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Nachteilig hierbei ist, daß hervorgerufen z.B. durch Spiel in Führungsteilen
bzw. Gelenken der genannten Absenk-/ Anhebemechanik und/oder Staubpartikelchen zwischen
Vorlage und lichtempfindlicher Schicht, die Teilungsebene der Vorlage beim Aufsetzen
auf die lichtempfindliche Schicht nicht immer exakt parallel zur Kontaktebene der
herzustellenden Kopie zu liegen kommt. Die Vorlage setzt dabei vorerst über eine
ihrer Kanten auf der lichtempfindlichen Schicht der herzustellenden Kopie auf, was
eine die Ebenheit beeinträchtigende störende Beschädigung der lichtempfindlichen
Schicht zur Folge hat. Voraussetzung
für eine saubere und maf;haltige
Kopie ist neben einer ebenen Vorlage auch eine einwandfrei ebene Kontaktfläche an
der lichtempfindlichen Schicht der herzustellenden Kopie. Aufgabe der Erfindung
ist es daher, die oben genannte Nachteile zu 'beheben-und zu erreichen, daß bei
einem 'äerfahre: zum Herstellen von Teilungen und sonstigen Bildmustern durch photomechanisches
Kontaktkopieren die Vorlage stets parallel d.h. flächig auf die lichtempfindliche
Schicht der herzustellenden Kopie aufsetzt.
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Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, bei einer Vorrichtung
vorzugsweise zum schrittweisen herstellen von Teilungen durch photomechanisches
Kontaktkopieren zu erreichen, daß beim Absenken und Anhebencbr Vorlage die in der
Absenk-/ Anhebemechanik vorherrschenden Momente nur unmerkliche Anderungen erfahren,
während es ferner auch Aufgabe der Erfij Jung ist, eine genaue, schnelle und bequeme
Justiermöglichkeit der Lagebeziehung von Vorlage und dem die lichtempfindliche Schicht
tragenden Körper zu schaffen, bei der die lichtempfindliche Schicht völlig unbeschädigt
bleibt.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß sic1 vorerst
die zu übertragende Vorlage über ein hydrostatisches Luftlager beliebiger bekannter
Art auf der lichtempfindlichen Schicht der herzustellenden Kopie abstützt und schließlich
durch Abbau des vom hydrostatischen Luftlager erzeugten Luftpolsters mit der lichtempfindlichen
Schicht der herzustellenden
Kopie in direktem Kontakt gebracht wird.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung rein schematisch,'
Fig. 2 eine Ansicht "x" der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht "y" der Fig. 1, Fig. 4 einen
Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V
- V der Fig. 2, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 5, Fig. 7 ein
weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 8 eine Ansicht "m" der Fig. 7,
Fig. 9 eine Ansicht "n" der Fig. 7, Fig.10 einen Schnitt nach der Linie X - X der
Fig. 7, Fig.11 einen Schnitt nach der Linie XI - XI der Fig. B.
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Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen
Verfahrens z.8. zum schrittweisen Herstellen von Teilungen im Wege des photomechanischen
Kontaktkopierens.
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Die Vorlage 15, deren Strichmarken 14 (Fig. z) in ihrer nnza:.l nur
einen Bruchteil der Strichmarken 14' der herzustellenden Kopie darstellen, ist in
einem Halter 16 eingesetzt, der erfindungsgemäß als hydrostatisches Luftlager bekannter
Art ausgebildet ist.
Die ringförmig verlaufenden Spalte 17 u. 18
des hydrostatischen Luftlagers sind in Fig. 1 zweckmäßig durch Einpassen einer die
Vorlage 15 aufnehmenden Fassung 19 in einen diese berührungslos umschließenden Rahmen
20 gebildet. Die Fassung 19 und der Rahmen 20 sind auf einer Trägerplatte 21 unverrückbar
befestigt. Die Trägerplatte 21 weist im Flächenbereich der Vorlage 15 eine Bohrung
22 auf. Der die Vorlage 15 tragende ::alter 16 ist über zwei diametral einander
gegenüberliegende Blattfedergelenke 23 in einem Ring 24 gelagert, der seinerseits
über ein Blattfedergelenkpaar 25 (Fig. 2) federnd in einem gi;belförmig gestalteten
Hebel 26 aufgehängt ist. Der Hebel 25 wiederum ist um ein ortsfest angebrachtes
Blattfedergelenk 27 schwenkbar. Ein auf dem Hebel 26 verschiebbares Gewicht 23 dient
zur Regulierung des Anpressdruckes der Vorlage 15 auf der lichtempfindlichen Schicht
29 der herzustellenden Kopie. Der mit der lichtempfindlichen Schicht 29 versehene
Träger 30 ist mittels nicht gezeigter üblicher Spannelemente auf dem u.eßbar verschiebbaren
Tisch 31 einer Teilmaschine 32 befestigt. , Die Verschieberichtung des Tisches 31
verläuft in Fig. 1 c senkrecht zur Zeichenebene. Die Teilmaschine 32 und der das
t Blattfedergelenk 27 für den Hebel 26 tragende Ständer 33 sind un, verrückbar auf
einer Grundplatte 34 angebracht.
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Die $eleuchtung der Vorlage 15 erfolgt über eine Lampe 35, einen Hohlspiegel
36, einen gondensor 37 und einen Spiegel 38. Um die herzustellende Teilung weitgehend
vor Wärmeentwicklungen
der Lampe 35 zu schützen, wird zweckmäßig
die Lampe z5, der Hohlspiegel 36 und der Kondensor 37 außerhalb des Teilungsraumes
hinter einer im Flächenbereich des Lichtbündels durchbrochenen Trennwand 40 angebracht.
Weitere sich auf die h.erzustel.lende Teilung störend auswirkende Wärmestrahlen
werden weitgehend auch noch dadurch reduziert, daß als Spiegel 38 ein sogenannter
Kaltlichtspiegel Verwendung findet, der die Wärmestrahlen nicht auf das zu beleuchtende
Objekt lenkt, sondern im Strahlengang-passieren läßt. Die den Spiegel 38 durchsetzenden
Wärmestrahlen werden in Fig. 1 von einer schwarzen Wand 41 absorbiert, die zweckmäßig
wassergekühlt ist.
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Dem im Halter 16 eingebrachten ringförmigen Spalt 18 des hydrostatischen
Luftlagers wird über eine Leitung 42 sowie eine Schraubverbindung 43 und eine Luftberuhigungskammer
17 unter Druck stehende Luft zugeführt, die zwischen die Teilungsebene von Vorlage
15 und lichtempfindlicher Schicht 29 gedrückt wird, wo sich ein Tragpolster bildet,
der die beiden einander gegenüberliegenden Flächen vor gegenseitiger Berührung bewahrt.
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Der Druck der dem hydrostatischen Luftlager 17/18 zugeführten' Speiseluft
ist zweckmäßig durch ein in die Leitung 42 eingefügtes nicht gezeigtes Regulierventil
bekannter Art einstellbar. Die biegsame Druckluftleitung 42 ist am Hebel 26 mittels
eines Halters 44 befestigt.
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Mit 45 ist in Fig. 1 eine am Hebel 26 angreifende pneumatisch wirkende
Absenk-/ Anhebevorrichtung bezeichnet, die zum Uberbrücken
von
im Verhältnis zum Lagerspalt des hydrostatischen Luftlagers 17/18 großen Verschwenkbeträgen
der Vorlage 15 vorgesehen ist. Der Zylinder 46 der pneumatischen Absenk-/ Anhebevorrichtung
ist in einem Lagerbock 47 höhenverstellbar gelagert und darin mittels einer Schraube
48 feststellbar. Im Lagerbock 47 ist außerdem eine Ausnehmung 50 für die am Zylinder
46 angeschlossene Druckluftleitung 51 vorgesehen. Eine Gummikappe 52 an der Kolbenstange
53 gewährleistet ein weiches Aufsetzen derselben am Hebel 26. Eine Schraube 54 dient
zur Begrenzung der Verschwenkbewegung des Hebels 26. Die Schraube 54 ist in einem
am Ständer 33 angebrachten winkligen Halter 55 verstellbar und mittels einer Gegenmutter
56 feststellbar.
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Die Arbeitsweise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig.
1 geht wie folgt vor sich: Die Vorlage 15 ist vor dem eigentlichen Kopiervorgang
von der lichtempfindlichen Schicht 29 der herzustellenden Kopie abgehoben, die Kolbenstange
53 des pneumatischen Absenk-/ Anhebemechanismus 45 befindet sich dabei im ausgefahrenen
Zustand.
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Soll mit dem Kopiervorgang begonnen werden, dann wird dem hydrostatischen
Luftlager 17/18 über die Leitung 42 Druckluft zugeführt, während zugleich die Luftzufuhr
in der Leitung 51 der pneumatischen Absenk-/ Anhebevorrichtung 45 gedrosselt und
schließlich völlig abgestellt wird. Nachdem die Kolbenstange 53 der pneumatischen
Absenk-/ Anhebevorrichtung 45 eingefahren
ist, stützt sich die Vorlage
15 erfindungsgemäß über das hydrostatische Luftlager 17/18 auf der lichtempfindlichen
Schicht 29 der herzustellenden Kopie ab. Anschließend werden unter Verwendung des
hydrostatischen luftlagers 17/18 für die Vorlage 15 in aneinander anschließenden
sich wiederholenden Zyklen folgende Verfahrensschritte ausgeführt: a) Abbau des
die Vorlage 15 und die lichtempfindliche Schicht 29 voneinander trennenden Luftpolsters
und zugleich Aufsetzen der Vorlage 15 auf die lichtempfindliche Schicht 29 der herzustellenden
Kopie, b) Belichten der Vorlage 15 mittels des optischen Systems 3;/'6/37/38, das
einen Lichtfleck in ' etwa der Größe der Vorlage 15 erzeugt, c) Aufbau eines die
Vorlage 15 und die lichtempfindliche Schicht 29 wieder voneinander trennenden Luftpolsters,
d) Verschieben der Vorlage 15 relativ zur lichtempfindlichen Schicht 29 mittels
der Teilmaschine 32 um ein bestimmtes Längen- oder z.B. auch ' Winkelmaß.
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Die vorstehend angeführten Einzeloperationen werden zvieckme'ßig über
einen Programmgeber beliebiger bekannter Art gesteuert. Nach Beendigung des Kopiervorganges
wird die Kolbenstange 53 des pneumatischen Absenk-/ Anhebemechanismus 45 wieder
ausgefahren, wobei die Vorlage 15 in einem solchen Abstand von der Oberfläche des
Tisches 31 der Teilmaschine 32 gebracht wird, daß der fertig kopierte Teilungsträger
30 und bei Bedarf auch die Vorlage 15 ausgetauscht werden können.
Die
bei hydrostatischen Luftlagern bekannter Art üblichen Lagerspalte, die sich bekanntlich
in der Größenordnung von tauseiftel Millimeter bewegen können, gestatten ein paralleles
d. h. flächiges Aufsetzen der Vorlage 15 auf der lichtempfindlichen Schicht 29 der
herzustellenden Kopie.
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Darüber hinaus treten bei den genannten sich zyklisch wiederholenden
Verfahrensschritten a) bis d) durch den geringen Lagerspalt zwischen Vorlage 1s
und lichtempfindlicher Schicht 29 im gesamten Kopiergehänge nur unmerkliche Momentänderungen
auf, die auf die Genauigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Teilungen praktisch keinen Einfluß ausüben. Von Vorteil bei der der Erfindung ist
ferner, daß vom hydrostatischen Luftlager 17/18 die zwischen der Vorla;e 15 und
der lichtempfindlichen Schicht 29 sich befindlichen Staub-oder Schmutpartikelchen
weggeblasen werden, so daß auch diesbezüglich keine die Ebenheit beeinträchtigende
Beschädigungen der lichtempfindlichen Schicht 29 der herzustellenden Kopie auftreten
können.
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Die Fig. 7 bis 11 zeigt eine Vorrichtung zur Ausübung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von Teilungen und sonstigen Bildmustern
durch photomechanisches Kontaktkopieren, bei der abweichend vom Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 die Vorlage 60 keine Relativbewegung zur lichtempfindlichen Schicht
61 der herzustellenden Kopie ausführt.
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Der mit der lichtempfindlichen Schicht 61 versehene Träger 62 ist
mittels nicht gezeigter üblicher Spannelemente auf einem Tisch 63 unverrückbar befestigt.
Die Vorlage 60, deren Bildmuster z.B. gemäß Fig. 9 eine Testplatte darstellt, ist
in
einem Halter 64 eingesetzt, der erfindungsgemäß als hydrostatisches
Luftlager ausgebildet ist. Die ringförmig verlaufenden Spalte 65 u. 66 des hydrostatischen
Luftlagers sind auch in Fig. 7 zweckmäßig durch Einpassen einer die Vorlaje 60 aufnehmenden
Fassung 67 in einen diese berührungslos umschließenden Rahmen 68 gebildet..Die Fassung
67 und der Rahmen 68 sind unverrückbar auf einer Trägerplatte 69 befestigt, die
im Flächenbereich der Vorlage 60 eine Bohrung 70 aufweist. Der die Vorlage 60 tragende
Halter 64 ist über zwei einander gegenüberliegende Blattfedergelenke 71 schwenkbar
in e:V nem Rahmen 72 gelagert, während der Rahmen 72 seinerseits über . ein Blattfedergelenkpaar
73 (Fig. 8) federnd an einem Babel= förmig gestalteten Hebel 74 aufgehängt ist.
Der Hebel 74 ist um ein am Ständer 77 angebrachtes Blattfedergelenk 75 schwenkbar
gelagert. Ein auf deal Hebel 74 verschiebbares Gewicht 76 dient zum Einstellen des
Anpressdruckes der Vorlage 60 auf der lichtempfindlichen Schicht 61 der herzustellenden
Kopie. Die Belichtung der Vorlage 60 erfolgt wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.
1 über eine Lampe, einen Hohlspiegel, einen Kondensor und einen Spiegel 80, wobei
im Hinblick auf die Wärmeentwicklungen der Lichtquelle auch in Fig. 7 zweckmäßig
die gesamte Beleuchtungseinrichtung außerhalb des Kopierraumes angebracht ist. Weitere
sich auf die herzustellende Kopie störend auswirkende Wärmestrahlen werden weitgehend
auch noch dadurch reduziert, daß als Spiegel 80 ein sogenannter
Kaltlichtspiegel
Verwendung findet, der die Wärmestrahlen nicht auf das zu beleuchtende Objekt lenkt,
sondern im Strahlengang passieren läßt. Die den Spiegel 80 durchsetzenden Wärmestrahlen
werden von einer schwarzen ,'J:nd 31 absorbiert; die zweckmäßig wassergekühlt ist.
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Dem im Halter 64 eingebrachten ringförmigen Spalt 66 des hydrostatischen
Luftlagers wird über eine Leitung 82 sowie eine Schraubverbindung 83 und eine Luftberuhigungskammer
65 Druckluft zugeführt, die zwischen die Teilungsebene von Vorlage 60 und lichtempfindlicher
Schicht 61 gedrückt wird, wo sich ein Tragpolster bildet, dEr die beiden einander
gegenüberliegenden Flächen vor gegenseitiger Berührung bewahrt. Der Druck der dem
hydrostatischen Luftlager65/66 zugeführten Speiseluft ist zweckmäßig durch ein in
die Leitung 82 eingefügtes nicht gezeigtes Regulierventil einEtellbar. Die biegsame
Druckluftleitung 82 wird in Fig. 7 in nicht gezeigter Weise am vorderen Teil des
Hebels 74 unverrückbar festgehalten. Mit 90 ist in Fig. 7 eine am Hebel 74 angreifende
Absenk-/ Anhebevorrichtung bezeichnet, die zum Uberbrücken von im Verhältnis zum
Lagerspalt des hydrostatischen Luftlagers 65/66 großen Verschwenkbeträgen der Vorlage
60 vorgesehen ist. Die Absenk-/ Anhebevorrichtung 90 besteht aus einem Schrittmotor
91, auf dessen Welle 92 eine Noeke 93 befestigt ist, die am Hebel 74 angreift. Der
Motor 91 ist auf einer Konsole 94 und diese auf einer Grundplatte 95 befestigt.
Die
Arbeitsweise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 7 geht wie folgt vor
sich: Die Vorlage 60 ist vor dem eigentlichen Kopiervorgang von der lichtempfindlichen
Schicht 61 der herzustellenden Kopie abgehoben. Soll mit dem Kopiervorgang begonnen
werden, dann wird . dem hydrostatischen Luftlager 65/66 über die Leitung 82 Druckluft
zugeführt, während zugleich die auf der 'llelle 92 des h:otors 91 angebrachte Nocke
93 um 180o in die in Fig. 1 gezeigte Stellung gedreht wird. Die Vorlage 60 stützt
sich dabei erfindungsgemäß über das hydrostatische Luftlager 65/66 auf der lichtempfindlichen
Schicht 61 der herzustellenden Kopie ab. Anschließend wird durch Abschaltendes hydrostatischen
Luftlagers 65/66 die Vorlage 60 mit der lichtempfindlichen Schicht 61 in unmittelbarem
Kontakt gebracht und der Belichtungsvorgang eingeleitet. Nach erfolgter Belichtung
wird die Vorlage 60 durch Betätigen der Absenk-/ Anhebevorrichtung 90 wieder von
der lichtempfindlichen Schicht 61 der herzustellenden Kopie übgehoben und in einem
solchen Abstand von der Oberfläche des Tisches 63 gebracht, daß der fertig kopierte
Träger 62 und/oder die Vorlage 60 ausgewechselt werden können. Beim Auswechseln
der Vorlage 60 wird in Fig. 7 zweckmäßig das gesamte in der gabelförmigen Ausnehmung
des Hebels 74 angebrachte Gehänge ausgebaut und durch ein anderes ersetzt. -Werden
zum Herstellen einer einzigen Kopie mehrere Vorlagen mit verschiedenen Bildinformationen
benötigt, dann wird die be-' jedem Austausch der Vorlage erforderlicL werdende Justierung
von Vorlage und dem mit der lichtempfindlichen Schicht versehenen Träger unter Benutzung
des hydrostatischen Luftlagers durchgeführt. Der geringe Abstand zwischen Vorlage
und lichtempfindlicher Schicht ermöglicht' eine hohe Justiergenauigkeit, ohne daß
dabei die lichtenpw i ndliche Schicht beschädigt wird.