DE2247504A1

DE2247504A1 - Vorrichtung zur erzeugung von bildern auf der oberflaeche von sich kontinuierlich bewegenden flaechigen materialien

Info

Publication number: DE2247504A1
Application number: DE19722247504
Authority: DE
Inventors: James Allan Rattman
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1973-04-19
Also published as: US3771871A; GB1351266A; JPS5611933B2; DE2247504B2; JPS4862432A

Description

Köln, den 25.9.1972 Mr/Ax/Hz

1,1, du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware 19896 (U.S.A.).

Vorrichtung zur Erzeugung von Bildern auf der Oberfläche von sieh kontinuierlich bewegenden flächigen Materialien.

Die Erfindung betrifft eine Bildreproduktionsapparatur. Die USA-Patentschrift 5 54? 730 beschreibt eine geschlossene oder integrierte Maschine zur automatischen Herstellung von Resistbildern auf geformten Gegenständen in kontinuierlicher oder halbkontinuierlicher Weise.

Die Erfindung ermöglicht die Aufrechterhaltung genauer Deckungsgleichheit oder der Paßgenauigkeit von Transparenten für die Bildreproduktion auf Formteilen, die sich kontinuierlich mit einer Bahn bewegen.

Die Apparatur zur Erzeugung von Bildern auf der Oberfläche von sich kontinuierlich bewegenden Formteilen v/eist Vorrichtungen zum Transport eines Formteils durch die Apparatur und Vorrichtungen zur Laminierung. einer^^der mehrerer lichtempfindlicher Schichten auf cwrs Formteil, wahrend sich dieses in Bewegung befindet, auf und ist durch eine Belichtungseinheit gekennzeichnet, die' das laminierte Formteil bildmäßig belichtet, während sie sich in synchroner Bewegung damit befindet. ,

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Seite jeder lichtempfindlichen Schicht mit einem flexiblen flächigen Trägermaterial verklebt. Die Apparatur ist mit Vorrichtungen zum Entlaminieren de» Schichtträgers vom Laminat nach der Belichtung versehen. Bei dieser Ausführungsform kann die Apparatur auch mit einer Vorrichtung zum Erhitzen des Laminats während der Entlaminierung versehen sein» Ferner ist vorzugsweise die Belichtungseinheit mit Paß- oder Registerstiften versehen, die in Paß- oder Registerlöcher im Formteil während der Belichtung greifen;.

Die Vorrichtung eignet sich zur Durchführung des Verfahrens des USA-Patents 5 4-69 982, wo durch bildmäßige Belichtung durch aktinische Strahlung eine lichtempfindliehe...jlasejB.:.%9sliche .und unlösliche Bereiche bildet. Bei der Entlaminierung des flächigen Trägermaterials bleiben die lichtempfindlichen Schichten auf dem formteil zurück. Die löslichen Bereiche werden dann abgewaschen, wobei ein Resistbild gebildet wird. Die Vorrichtung eignet sich auch zur Durchführung des Verfahrene des USA-Patents 5 607 264, wo ein Material, das aus einem Schichtträger mit einer Schicht einer lichtempfindlichen Masse besteht, durch bildmäBige Belichtung mit aktinischer Strahlung gehärtete und ungehärtete Bereiche in der Masse bildet und das anschließende Abziehen eines mit der lichtempfindlichen Masse ein Ganzes bildenden Aufnahmeblattes bei einer Temperatur über 45⁰C bewirkt, daß die Kohäsion der ungehärteten Bereiche der lichtempfindlichen Masse aufgehoben wird, so daß eine wesentliche Menge von ungehärtetem Material am Schichtträger als Resistbild haften bleibt, während das gehärtete Material und zurückbleibende Teile des ungehärteten Materials am Aufnahiaeblatt haften bleiben.

Die Erfindung ist vorteilhaft für die Erzeugung von Re sis tbi Idem auf einer Folge von Fonnteilen in kontinuier-

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licher Weise,-da die Formteile nacb.einand=r in die Apparatur eingeführt, laminiert und ."belichtet werden können, während sie in Bewegung sind. Die synchrone Belichtungs-■ einheit macht Saiamel- oder Speichervorrichtung©}! übei'r f lüssigj die Zandhabungspr ob lerne verarsachen können. Genaue Deckungsgleichheit oder Paßgenauigkeit für die bildmäßige Belichtung der Formteile wird erreicht, ohne daß ungleichmäßige, zu Beschädigung der Oberfläche führende Beanspruchungen der sich kontinuierlich bewegenden Formteile auftreten.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen ausführlicher beschrieben.

Pig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eier Befindung. .

. 3 zeigt als Draufsicht und teilweise im Schnitt die Belichtungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4- zeigt die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung im Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 3·

Fig. 5 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung im Schnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 3·

Fig. 6 zeigt ein Detail der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform im Schnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 3·

Fig. 7 ist ein elektrisches Schaltbild der Steuerkreise der in Fig. 1 bis 6 dargestellten Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Bei der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsforra · der Erfindung wird ein Artikel B, z.B. eine flache, "kupfer

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plattierte, glasfaserverstärkte laminierte Platte, wie sie bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendet wird, zwischen oberen und unteren Trägern S, S¹, auf deren Oberfläche, die mit dem Artikel in Berührung kommt, eine Resistschicht aufgebracht ist, Laminierwalzen zugeführt. Der Träger S mit der darauf aufgebrachten Resistschicht R wird durch Walzen auf die Oberseite und die Unterseite des Artikels B laminiert, wobei ein laminat L, das einer Belichtungseinheit zugeführt v/ird, gebildet wird. Die BeIichtungseinheit bewegt sich synchron mit dem Laminat L und belichtet es bildmäßig, wenn es unter Verwendung von Register- oder Paßlöchern H mit Transparenten M und M' deckungsgleich ist. Die Belichtungseinheit kehrt in ihre ursprüngliche Stellung zurück, um die Belichtung der nächsten folgenden Artikel zu wiederholen, und das Laminat L wird Entlaminierwalzen zugeführt, wo die flexiblen Schichtträger S nach einem der Verfahren der oben genannten USA-Patente vom Artikel entlaminiert oder abgestreift werden. Der flexible Träger und die darauf befindliche lichtempfindliche Schicht werden als endloses flächiges Material auf wenigstens eine, vorzugsweise auf beide Seiten des Artikels aufgebracht, wie in. Fig. 2 dargestellt. Der Schichtträger, der eine Polymerfolie sein kann, schützt nicht nur die lichtempfindliche Schicht, sondern trägt auch die Artikel, während sie durch die Vorrichtung laufen. Der Träger muß nach der Belichtung von den Artikeln abgelöst oder entlaminiert werden. Dies kann von Hand geschehen, jedoch werden hierzu vorzugsweise Entlaminierwalzen verwendet, die ebenfalls in Fig.

JO dargestellt sind. Zusammen mit den Laminierwalzen und anderen gegebenenfalls vorhandenen angetriebenen Walzen oder Rollen kann der Träger oder können die Träger das Llittel zum Transport des Artikels durch die Vorrichtimg darstellen.

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Die .bevorzugte Vorrichtung ist mit Laminierwalzen 1 und 1', einer auf Schienen 4 gleitenden BeIichtungseinheit und Entlaminierwalzen 2 und 2¹ versehen. Die Laminier- und Entlaminierwalzen können beheizt werden. Zusätzliche (nicht dargestellte) Walzen oder Rollen sind vorgesehen, um den mit dem Resist beschichteten flexiblen Träger S zuzuführen und den Träger nach der Entlaminierung aufzunehmen. Ferner sind weitere (nicht dargestellte) Walzen oder Rollen vorgesehen, um ein Schutz- oder Deckblatt von der bedeckten Resistschicht R abzustreifen, wie in der USA-Patentschrift 3 54-7 730 beschrieben. Die Vorrichtung kann kontinuierlich betrieben werden und ermöglicht somit die wirksame Erzeugung von hochwertigen Resistbildern. "

2ie Belichtungseinheit 3 ist auf Schienen 4, die in Befestigungsblöcken 10 und 10' montiert sind, über geeignete (nicht dargestellte) Lager in Gleitlagerhalterungen 5 verschiebbar befestigt. Die Eingangsrolle 7 ist in Haltern 8 und 8* drehbar gelagert. Die Ausgangsrolle 43 ist in Haltern 44 und 44' drehbar gelagert. Ein Klemm- oder Andruckstab 6 (Fig. 4) ist an (nicht dargestellten) Kolbenstangen von Luftkolben 9 befestigt und in der Belichtungseinheit oberhalb der Rolle 7 angeordnet. Belichtungsrahmen 11 und 11* sind an Stützen 18 (Fig. 5), die an Winkelträgern 17 in der BeIichtungseinheit befestigt sind, angeordnet. Register- oder Paßstifte 14 sind an Kolbenstangen von Luftzylindern I5 befestigt, die ihrerseits am unteren Rahmen 11' durch Stützen 16 befestigt sind. Eine Fotozelle 12 und ihre Lichtquelle 12· sind in den Rahmen bzw. 11' angeordnet. Vakuumdichtungsstreifen 13 aus Schaumgummi sind an den sich gegenüberliegenden Oberflächen der Rahmen 11 und 11' befestigt. Der obere Rahmen und der untere Rahmen sind durch Kolbenstangen"21 so miteinander verbunden, daß sie zusammenwirken können.

An jeder Ecke der Rahmen sind Paßstifte 26 angeordnet.

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Wie Fig. 6 zeigt., sind Iuftsylinier 20 aic unteren !lahmen 11' starr befestigt. JDor obere Rahmen 11 wird vcra unteren Rahmen 11' durch Unterlegscheibe.:! 23, die auf Muttern 22 an den mit Gewinde versehenen Kolbenstangen 21 aufliegen,'im richtigen Abstand gehalten und durch Halteflanßche 24- und Feststelli-chrauben 25 festgehalten. Die Paßstifte 26 sind im Preßsitz ir. Flanschhülsen 23 eingesetzt, die ihrerseits am unteren Rannen 11' durch Halteflansche 29 und Fei3tstellschrauben JO befestigt sind. Wenn kein Artikel zur Belichtung vorhanden ist, wirken die Halte« oder Füll— rungslöcher an jeder Ecke des Rahmens 11' mit den am unteren Ende verjüngten Führungsstiften y\ so zusammen, daß die Rahmen in der Belichtungseinheit festgelegt werden und die Stützen 32 am unteren Ende der Stifte 31 berühren.

\7e]in ein Artikel zur Belichtung vorhanden ist, werden die Rahmen durch die Luftzylinder 20 fest zusammengezogen. Die Hollplatten 39 auf dem oberen Rahmen 11 ruhen auf ßtützku.geln $4·. Die Kugeln 34· sind in Hülsen 35 angeordnet. Hülßensapfen 36 sind in Stützen 37 geschraubt, die ihrerseits im Preßsitz in Stützen 18 eingesetzt sind. Wenn die Rahman durch die Wirkung der Luftzylinder zusammengezogen werden, wird der untere Rahmen 11 nach unten gezogen, bis die Hollplatten 39 auf die Stützkugeln 34- auftreffen. Zu diesen Zeitpunkt wird der untere Rahmen 11' nach oben gezogen, bis die Kolbenstangen 21 ihren vollständigen Hubweg durchlaufen haben. Die Paßlöcher 33 im unteren Rahmen 11' werden über das verjüngte Ende der Stifte 31 gehoben, und die Stützkugeln erlauben dem zusammenwirkenden Rahr.en die Bewegung in der waagerechten Ebene in jeder Richtung bis zu dem Unterschied in den Radien des Paßstiftes und des Paßloches. Die Registerstifte 14· im unteren Rahmen v/erden durch die Registerlöcher H im Artikel in Registerlöcher 19 im oberen Rahmen 11 geführt, wobei sie genügend Kraft ausüben, um die zusammenwirkenden P.ahmen in joder beliebigen Richtung in der waagerechten

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Ebene des laminierten Artikels L zu bewegen. Genaue Deckungsgleichheit wird ohne Beschädigung des laminierten Artikels L erreicht.

Transparente M und M¹ v/erden in geeigneter Weise in den Belichtungsrahmen 11 bzw. 11" befestigt. Durcli ■Vakuumleitungen und eine Pumpe (nicht dargestellt) wird Vakuum angelegt, um guten Kontakt der Transparente mit dem Laminat für die Belichtung durch die Lampen 40 und 40', die Leuchtstofflampen oder andere für die Belichtung- geeignete Lichtquellen sein können, zu gewährleisten.

Ein Luftkolben (nicht dargestellt) dient zur Rückführung der Belichtungseinheit in die Ausgängsstellung. Ein Stoßdämpfer kann vorgesehen werden, um den Anschlag' der Belichtungseinheit in der Ausgangsstellung zu polstern.

Die Vorrichtung kann mit Vorwärmern versehen werden, die die mit dem Resist beschichtete Bahn vor der Laminierung und Entlaminierung erhitzen. Die Laminierwalzen'können beheizt werden, um die geeigneten Laminiertemperaturen einzustellen, oder beheizte Laminier schuhe können verwendet werden. Die Entlaminierwalzen können ebenfalls beheizbar sein. Die Laminier- und Entlaminierwalzen können mit einzelnen oder synchronen Steuerungen für Motoren mit veränderlicher Drehzahl versehen und auf Tragarmen gelagert werden., die ihrerseits an Luftkolben für das Anheben oder Senken der oberen oder unteren Rolle befestigt sind, um das Einziehen ä.es flexiblen Schichtträgers zu erleichtern und Störungen und Hemmungen zu beseitigen. Umsteuerbare Antriebsmotoren können zum Antrieb d.er Laminier- und Entlaminierwalzen verwendet werden.

Die Belichtungseinheit ist mit einem Scharnier 41 und einem Verschluß 42 versehen, um den Zugang zu den Belichtungsrahmen zum Einziehen des flexiblen Trägers, zur Einführung von Transparenten in die Belichtungsrahmen, zur Beseitigung von Hemmungen und Störungen, für Routine-

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eineteilungen und zur Hortung SLer Teile iiu erleichtern.

Die Brfindunc; wird aus c.er fclgenlen Beschreibung; der Arbeitsfolge in Verbindung mit dem in iPig· 7 dargestellten Schaltschema leicht verständlich«

Ein Material 3 wirl mit den alt- dem Resist beschichteten flexiblen Träger S an einer oder beiden Seiten dee Materials in die Laninierwalaen eingeführt. Die Schichten werden laminiert, und das Laminat L wird dann in die BelicatungsexJiheit eingeführt· Die V"o»ieÄ*alifj des Materials verdunkelt die Fotozelle 12. Das. Eelalr. 50^ird ■ erregt, und dis Relaiskontekte 50-1 w#rden^;.geschaltet* Das Eelais 53 und die Anzeigelampe 81 an der.: Schalttafel

: werden durch Grenzschalter 96» <ier geschlossen wird, erregt. Die Hinterkante des Materials läuft an 4er Fotozelle 12 vorbei. Das Relais 50 fällt wieder ab, und die Helaiskontakte 50-1 werden wieder geschaltet* 3ie Relais 52 und 55 und die Magnetspule 73 werden durcli die nornalerv/eise geschlossenen Relaiskontakt 50-1 erregt. Die Magnetspule 73 betätigt die Luf tkolben 9t umd d$ö Laiclnat t> wird durch die Rolle 7 uni den Stab 6 festgeklemmt. ..Der Grenzschalter 96 am Rollenhalter 8 öffnet sich and isoliert die Relaiskontakte 50-1. Die am Laminat L festgeklemmte Belichtungseinheit 3 bewegt sich mit dem Laminat synchron, d.h. mit der gleichen Geschwindigkeit« Das Hagnetventil 74 wird durch den Relaiskontakt 61-1 imd den Grenzschalter 95 erregt, wodurch die LuftzjrÜnder 15 und 20 betätigt werden. Die Luftzylinder 15 führen die Hegisterstifte 14 in die Registerlöchar H in de» zu belichtenden Material (s.Stellung der Registerstifte in Fig. 5)· Die Luftaylinder 20 ziehen den oberen Belichtungsraluaen nach unten, bis die Rollplatten 39 die von Fassungen gehaltenen Kugeln 34 berühren. Der obere Belichtungsralimen kann sich nun nicht weiter nach unten bewegen* 2er untere Hahnen 11' v/ird nach oben gesogen, und die Paßlochetf 33 werden über den verjüngten Teil der PaSstifte y\ gehoben.

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Die zusammenwirkenden Rahmen 11 und 11* können sich durch. die Rollplatten 39 und die Kugeln 3^ in jede beliebige Richtung bewegen und werden durch Registerstifte 14 geführt, die durch Registerlöcher E in den au belichtenden. Materialien und in Registerlöcher 19 im oberen Rahmen 11 greifen. Der Grenzschalter 93 schließt, wenn der obere Rahmen die in Fassungen gehaltenen Kugeln berührt, und erregt das Relais 52 und die Magnetspulen 73 und 74 über den Relaiskontakt 52-1. Der Grenzschalter 94 öffnet, wenn die Belichtungseinheit die Ausgangsstellung verläßt.' Die Grenzschalter 91 und 92 schließen, wenn die Belichtungsrahmen zusammengebracht werden und die Apparatur vakuumdicht gemacht wird, wodurch die Magnetspule 72 und das Zeitverzogerungsrelais 54 erregt werden. Der Relaiskontakt 64-1 erregt das Relais 551 das sich durch seinen eigenen Kontakt 55-1 einschaltet. Der Relaiskontakt 55-2 erregt das Zeitverzögerungsrelais 61 und das Belichtungssteuerungsrelais 5I· Die Relaiskontakte 51-1 schalten die Belichtungslampen 40 und 41 ein. Die Kontakte 61-1, 61-2 und 61-3 des Zeitverzögerungsrelais sind normalerweise geschlossen und öffnen sich nach der vorher eingestellten Belichtungszeit. Der Kontakt 61-2 fällt vom Belichtung^- Steuerungsrelais 5I ab, der Kontakt 61-5 fällt von der Yakuummagnetspule 72 ab, und der Kontakt 61-2 fällt von der Magnetspule 74 ab, die die Luftzylinder für die Belichtung sr ahmen und die Registerstifte deaktiviert. Der obere Rahmen gibt den Grenzschalter 93 frei, und die Relais 52, 53, 55» die Magnetspule 73 und die Anzeigelampen 81 und 82 werden sämtlich stromlos. Der Relaiskontakt 55-2 stellt das Zeitverzögerungsrelais 61 wieder zurück. Die Magnetspule 73 deaktiviert die Luftkolben 9₅ wodurch der Stab 6 freigegeben wird. Der Relaiskontakt 52-2 erregt die Magnetspule 75 über den Grenzschalter 97» wodurch der Luftkolben, der die Belichtungseinheit zurückführt, betätigt wird. Die Belichtungseinheit kehrt in ihre Ausgangsstellung zurück, und der Grenzschalter 97

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öffnet, wodurch der Luftkolben für die Bückführung der Belichtungseinheit stillgelegt wird. Die Apparatur kann zur Prüfung durch den Druckknopf 101 und den Handbelichtungsschalter 110 von Hand betrieben werden.

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Claims

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Pat ent SJiSp₁ riiche

Vorrichtung zur Urzeugung von Bildern auf der Oberfläche von sich kontinuierlich "bewegenden flächigen Materialien mit Bauteilen zum Transport der flachigen Materialien durch die Vorrichtung und Bauteilen zum Laminieren einer oder mehrerer lichtempfindlicher Schichten auf das flächige Material, während dieses»sich in Bewegung befindet, gekennzeichnet durch eine hin- und hergehende Belichtungseinheit (J)₁ die das laminierte flächige Material (L) "belichtet, wahrend sie daiait in synchroner Belegung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ sie als 3au teile zum Auf laminieren zwei Hollen (I₁ 1*) aufweist, die einen solchen Abstand haben, daß sie das flächige Material (B) ergreifen.
5· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinheit (3) niit Registerstiften (14) versehen ist, die während der Belichtung in Löcher im flächigen Material greifen.
4-, Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite jeder lichtempfindlichen Schicht mit einem flexiblen Träger (S) verklebt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß sie Bauteile (2,2') zum Entlaminieren der Träger vom laminierten flächigen Material nach der Belichtung aufweis

t.

6· Vorrichtung aur Herstellung von Resistbildern auf aufeinanderfolgenden flächigen Materialien mit zvrex Rollen zum Auf laminieren von endlosen lichtempfindliehen Bahnen auf beide Seiten der flächigen Matex-ialien, während diese nacheinander zwischen die Rollen eingeführt werden, wobei die lichtempfindlichen Bahnen

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aus flexiblen Polymerfolien und einer Schicht au;-! lichtempfindlichem Material bestehen, das aui"¹ Jenen Seifen der Folien, die den flächigen yateria-lien zugewandt sind, haftet, gekennzeichnet durch eine hin- und hergehende "Belichtungseinheit (3)» die jedes sich bewegende laminierte flächige Material (L) ergreift und bildmäßig belichtet, während das flächige Material und die Bellentungseinheit sich gemeinsam mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, in der Be lieh tungseinheit (J>) vorhandene Bauteile, die die Belichtungseinheit in ihre Ausgangsstellung zurückführen für die darauffolgende Belichtung des nächsten flächigen Materials (L) und zwei Entlaninierwa3,zen (2, 2'), die die Filme von den belichteten laminierten flächigen Materialien (L) entfernen, wobei die lichtempfindlichen Schichten teilweise oder ganz auf den flächigen Materialien laminiert bleiben.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Bauteile zum Erhitzen der flächigen Materialien vor der Laminierung und zweckmäßig vor der Entlaminierung.

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