NL2000210C2

NL2000210C2 - Inrichting voor het belichten van een oppervlak.

Info

Publication number: NL2000210C2
Application number: NL2000210A
Authority: NL
Inventors: Johannes Antonius Mackaay
Original assignee: Screensupport B V
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-03-06
Also published as: WO2008030092A3; WO2008030092A2

Description

NL 8182-LG/td

Inrichting voor het belichten van een oppervlak

GEBIED VAN DE UITVINDING

In zijn algemeenheid heeft de uitvinding betrekking op het gebied van het belichten van oppervlakken. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het belichten van 5 oppervlakken voor het maken van afdrukken, zoals bijv. afdrukken door middel van een zeefdrukproces.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Het zeefdrukproces is een druktechniek die gebruikt 10 wordt voor het vervaardigen van grafische afbeeldingen op bijv. objecten, affiches en textiel. Ook wordt deze techniek industrieel toegepast voor de productie van bijvoorbeeld printplaten en zonnecellen.

Het principe van het zeefdrukproces werkt als volgt. 15 Een stuk gaas (polyester of staal) wordt in een draaginrich-ting (frame) gespannen. De zeef wordt dan voorzien van een lichtgevoelige laag waarop vervolgens een film met een patroon wordt aangebracht. De film wordt belicht met ultraviolette (UV) straling waarna de onbelichte stukken van de lichtgevoe-20 lige laag kunnen worden weggewassen in overeenstemming met het patroon van de film. Hierdoor ontstaan open plekken in het zeefdrukraam (sjabloon). Wanneer vervolgens inkt of soldeer-pasta op de zeef wordt aangebracht, kan de vorm van het sjabloon worden afgedrukt op het te bedrukken voorwerp. Dit 25 proces kan herhaald worden met verschillende kleuren en vormen die naast elkaar of over elkaar worden gedrukt.

Een essentiële stap bij drukprocessen in zijn algemeenheid is de belichtingsstap. Bij een zeefdrukproces omvat, zoals hierboven beschreven, de belichtingsstap het belichten 30 van de lichtgevoelige laag op de zeef ten einde na de ontwikkel ingss tap het sjabloon te kunnen vormen.

De thans toegepaste belichtingsinrichtingen hebben een aantal tekortkomingen, welke de kwaliteit van het sjabloon 2 negatief beïnvloeden. Dergelijke belichtingsinrichtingen bestaan in hoofdzaak uit een UV lichtbron waarom een grote reflecterende kap is aangebracht welke de UV straling in de richting van de zeef reflecteert.

5 Een eerste tekortkoming van belichtingsinrichtingen volgens de stand van de techniek betreft de verdeling van de hoeveelheid ultraviolette straling die de lichtgevoelige laag op de zeef bereikt. De hoeveelheid UV straling blijkt bij de toegepaste praktij klampen zeer onevenredig te zijn verdeeld 10 over de zeef. Dit zorgt er voor dat de benodigde belichtingstijd van de lichtgevoelige laag varieert met de plaats op de lichtgevoelige laag, hetgeen onwenselijk is. In de praktijk past men daarom vaak belichtingsinrichtingen van verhoudingsgewijs grote afmetingen toe ten einde de zeef zo uniform 15 mogelijk te belichten.

Een verdere tekortkoming van belichtingsinrichtingen volgens de stand van de techniek heeft betrekking op de geringe randscherpte van de belichte lichtgevoelige laag die met dergelijke belichtingsinrichtingen kan worden verkregen.

20

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Het is een doel van de uitvinding om een inrichting voor het belichten van een zeef te verschaffen die de hierboven genoemde tekortkomingen wegneemt of althans reduceert.

25 Derhalve wordt een inrichting voor het belichten van een zeef voorgesteld, welke inrichting een draaginrichting voor het dragen van een zeef en een belichtingsinrichting voor het belichten van een zeef omvat. De belichtingsinrichting omvat een lamp voor het genereren van ultraviolette straling 30 voor het belichten van de zeef. De belichtingsinrichting omvat verder een schaalvormige reflector en een reflecterend ob-structie-element voor het reflecteren van ten minste een deel van de ultraviolette straling. De schaalvormige reflector heeft een naar de draaginrichting gekeerde opening voor het 35 uittreden van de ultraviolette straling. De lamp is in hoofdzaak in de schaalvormige reflector opgenomen. Het reflecterende obstructie-element is ingericht voor het ten minste ten dele reflecteren van de ultraviolette straling van 3 de lamp. Het obstructie-element is aangebracht tussen ten minste een deel van de lamp en de draaginrichting. De schaalvormige reflector en het obstructie-element zijn zodanig zijn vormgegeven dat, bij gebruik van de belichtingsinrich-5 ting, de ultraviolette straling door de opening van de schaalvormige reflector uittreedt en in hoofdzaak gelijkmatig wordt verdeeld over de te belichten zeef.

Het is een verder doel van de uitvinding om een be-lichtingsinrichting te verschaffen voor het gelijkmatig 10 belichten van een oppervlak, bij voorkeur toe te passen bij druktechnieken zoals zeefdrukken.

Derhalve wordt een belichtingsinrichting voorgesteld die een lamp omvat voor het genereren van ultraviolette straling. De belichtingsinrichting omvat tevens een schaalvormige 15 reflector voor het reflecteren van de ultraviolette straling, waarbij de schaalvormige reflector een opening heeft voor het uittreden van de ultraviolette straling. De lamp is in hoofdzaak is opgenomen in de schaalvormige reflector. De lamp omvat voorts een reflecterend obstructie-element dat is ingericht 20 voor het ten minste ten dele reflecteren van de ultraviolette straling van de lamp. Het obstructie-element is bij voorkeur aangebracht tussen ten minste een deel van de lamp en de opening. De schaalvormige reflector en het obstructie-element zijn zodanig vormgegeven dat, bij gebruik van de belichtings-25 inrichting, de ultraviolette straling uittreedt door de opening van de schaalvormige reflector en in hoofdzaak gelijkmatig wordt verdeeld over een te belichten oppervlak dat is gelegen op een afstand van de opening van de schaalvormige reflector .

30 Het zal duidelijk zijn dat, wanneer dit gewenst is voor een bepaalde toepassing, de toegepaste lichtbron ook een andere lichtbron kan zijn dan een UV lamp.

De hoeveelheid licht vanuit een lichtbron neemt kwadratisch af met de afstand tot deze lichtbron. Het plaatsen 35 van een lichtbron boven een zeef zonder het treffen van verdere maatregelen leidt derhalve per definitie tot een niet-uniforme verdeling van de hoeveelheid licht over de zeef. Het plaatsen van een reflecterende kap om een dergelijke licht- 4 bron, zoals dat in de stand van de techniek wordt gedaan, vermindert dit effect nauwelijks.

De uitvinding berust op het inzicht dat het van belang is dat daar waar de afstand tussen de 5 belichtingsinrichting en de zeef het kleinst is (bijv. bij het centrum van de zeef, wanneer de belichtingsinrichting voor dit centrum is geplaatst), de zeef niet direct wordt blootgesteld aan de straling van de toegepaste lamp. Door de belichtingsinrichting zodanig in te richten dat, in verhouding tot de 10 belichtingsinrichtingen volgens de stand van de techniek, door middel van reflectie van de UV straling in de belichtingin-richting volgens de onderhavige uitvinding de hoeveelheid uittredende UV straling in het centrum van de opening van de schaalvormige reflector wordt gereduceerd en de hoeveelheid 15 uittredende UV straling langs de randen van de opening van de schaalvormige reflector wordt vergroot, wordt een'meer uniforme verdeling van de UV straling op het te belichten oppervlak gerealiseerd. Dit effect wordt verkregen door het toepassen van het reflecterende obstructie-element tussen de lamp en het 20 te belichten oppervlak en de vormgeving van de schaalvormige reflector en het reflecterende obstructie-element. Schaduwwerking van het reflecterende obstructie-element kan worden voorkomen of althans gereduceerd door het obstructie-element dicht bij de lamp te plaatsen.

25 In het bijzonder kan het reflecterende obstructie- element zodanig zijn vormgegeven dat de UV straling van de lamp die op het reflecterende obstructie-element valt in hoofdzaak in de richting van de schaalvormige reflector wordt gereflecteerd en via de schaalvormige reflector uittreedt door 30 de opening. Vanzelfsprekend is het mogelijk dat ook een (klein) deel van het licht via het reflecterende obstructie-element uittreedt door de opening zonder te reflecteren aan de schaalvormige reflector.

De onderconclusies definiëren uitvoeringsvormen van 35 de onderhavige uitvinding. Het zal duidelijk zijn dat deze uitvoeringsvormen, of aspecten, daarvan kunnen worden gecombineerd.

5

De uitvinding zal hierna worden beschreven aan de hand van de aangehechte figuren, welke een schematisch een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding tonen. Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding op geen enkele wijze is beperkt door 5 deze uitvoeringsvorm.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

In de figuren tonen: FIG. 1 schematisch een inrichting voor het belichten 10 van een zeef volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; FIG. 2 schematisch een belichtingsinrichting volgens de stand van de techniek; FIGS. 3A en 3B resp. een bovenaanzicht en een onderis aanzicht van de belichtingsinrichting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; FIGS. 4A en 4B doorsneden over 4A-4A resp. 4B-4B van de belichtingsinrichting van FIGS. 3A en 3B; FIG. 5 schematisch de verdeling van de hoeveelheid UV 20 straling over een oppervlak voor de inrichtingen uit FIG. 2 resp. FIG. 3A, en FIGS. 6A en 6B schematisch de wijze waarop de rand-scherpte van de lichtgevoelige laag wordt verbeterd met de belichtingsinrichting volgens FIGS. 3A-3B en FIGS. 4A-4B.

25

GEDETAILEERDE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

In FIG. 1 wordt schematisch een inrichting 1 getoond voor het belichten van een zeef 2. De inrichting 1 omvat een draaginrichting 3 voor het dragen van de zeef 2 en een belich-30 tingsinrichting 4 voor het belichten van de zeef 2 met UV straling.

De belichtingsinrichting 4 is op een afstand d van de te belichten zeef 2 gepositioneerd. Voor een zeef 2 van lxl meter bedraagt de afstand d gebruikelijk ca. 1,5 meter.

35 Opgemerkt wordt dat, hoewel FIG. 1 een horizontale oriëntatie van de zeef 2 laat zien, de zeef 2 ook een andere oriëntatie, zoals een verticale oriëntatie kan hebben voor de belichting.

6 FIG. 2 toont een bekende belichtingsinrichting 100 voor het belichten van de zeef 2. De belichtingsinrichting 100 omvat een UV lichtbron 101 en een schaalvormige reflector 102 voor het reflecteren van de UV straling in de richting van de 5 zeef 2. De schaalvormige reflector 102 heeft wanden 103. De afstand tussen de wanden 103 bedraagt gebruikelijk ca. 50 cm.

Zoals in de beschrijvingsinleiding reeds is aangegeven kan met de bekende belichtingsinrichting 100 niet worden zorggedragen voor een uniforme belichting. Dit is schematisch 10 weergegeven door karakteristiek A in FIG. 5. In FIG. 5 is op de verticale as Q de hoeveelheid UV straling uitgezet en op de horizontale as de positie x op de zeef, als aangegeven in FIG.

1.

FIGS. 3A-3B en 4A-4B tonen een uitvoeringsvorm van 15 een belichtingsinrichting 4 volgens de uitvinding, waarvan in de praktijk is gebleken dat een meer uniforme verdeling van de hoeveelheid UV straling op de zeef wordt verkregen. Dit effect is schematisch weergegeven in FIG. 5 door de karakteristiek B. Het verschil in de hoeveelheid straling tussen het centrum van 20 de zeef en de randen bedraagt bij toepassing van een belichtingsinrichting 4 volgens de uitvinding maximaal 5%, terwijl een van slechts 3% mogelijk is.

De belichtingsinrichting 4 omvat een lamp 5 voor het genereren van ultraviolette straling voor het belichten van de 25 zeef 2, een schaalvorige reflector 6 en een reflecterend ob-structie-element 7. De lamp heeft bijv. een lengte van 10 cm en een diameter van 2 cm. Het vermogen van de lamp 5 is bijv. 5000 Watt.

De lamp 5 is buisvormig en het reflecterende obstruc-30 tie-element 7 staat in hoofdzaak dwars op de as van de buisvormige lamp 5.

De schaalvormige reflector 6 omvat een opening 8 voor het uittreden van de UV straling, die wordt gedefinieerd door zijwanden 9 van de schaalvormige reflector 6. De lamp 5 is op-35 genomen in de schaalvormige reflector 6 waarbij een deel van de UV straling reflecteert aan de schaalvormige reflector 6 en door de opening 8 uittreedt en de belichtingsinrichting verlaat, zoals aangeven in FIG. 4A.

7

Het reflecterende obstructie-element 7 is geplaatst nabij de lamp 5 voor het ten minste ten dele reflecteren van de UV straling van de lamp 5 in de richting van de schaalvor-mige reflector 6, zoals aangegeven in FIG. 4A. Het obstructie-5 element 7 is aangebracht tussen ten minste een deel van de lamp 5 en de opening 8, zodat wordt voorkomen dat de UV straling direct vanuit het midden van de opening 8 op de zeef 2 wordt gericht. Verder zal een klein deel van de UV straling via het reflecterende obstructie-element 7 rechtstreeks uit-10 treden door de opening 8.

De schaalvormige reflector 6 en het obstructie-element 7 zijn zodanig vormgegeven dat, bij gebruik van de be-lichtingsinrichting 4, de UV straling in hoofdzaak gelijkmatig is verdeeld over de te belichten zeef 2, zoals schematisch is 15 aangegeven in FIG. 5 door karakteristiek B. De hoeveelheid UV straling die in het centrum en in de hoeken van de zeef 2 aankomt is dus in hoofdzaak gelijk, althans is de uniformiteit van de hoeveelheid UV straling over de zeef 2 aanmerkelijk groter dan bij toepassing van de belichtingsinrichting 100 20 volgens de stand van de techniek.

Zoals getoond in FIG. 4A is het obstructie-element 7 een V-vormig obstructie-element, waarvan de punt naar de lamp 5 is gericht. Deze vormgeving van het obstructie-element 7 maakt het mogelijk dat de UV straling van de lamp 5 gereflec-25 teerd wordt aan de wanden 7A van het obstructie-element 7 en de belichtingsinrichting verlaat langs of via de zijwanden 9 van de schaalvormige reflector 6 door de opening 8 in de richting van de zeef 2 of een ander te belichten oppervlak.

De lengte van de benen van het V-vormige obstructie-30 element 7, overeenkomend met de wanden 7A in FIG. 4A, varieert in de langsrichting van het obstructie-element 7 en is maximaal bij de lamp 5 en minimaal bij de wanden 9 van de schaalvormige reflector 6. Hierdoor wordt enerzijds bewerkstelligd dat de UV straling van de buisvormige lamp 5 over een 35 aanzienlijk deel van de axiale richting van de lamp aan het V-vormige obstructie-element 7 zal reflecteren in plaats van rechtstreeks door de opening 8 uit te treden en anderzijds dat 8 de reflecterende UV straling gelijkmatig door de opening 8 naar buiten treedt.

De lamp 5 ligt in een denkbeeldig vlak S. De afstand D van de punt van de het V-vormige obstructie-element 7 tot 5 het denkbeeldige vlak S varieert in de langsrichting van het obstructie-element 7 zodanig dat de afstand D bij de lamp 5 minimaal is, zoals schematisch is geïllustreerd in FIG. 4B. Hierdoor wordt bewerkstelligd dat ook in de langsrichting van het V-vormige obstructie-element een gelijkmatige verdeling 10 van de uit de opening 8 uittredende UV straling wordt gerealiseerd.

De schaalvormige reflector 6 omvat een bovenwand die meerdere vlakken 10A-10D omvat, waarvan de normalen elk in een andere richting wijzen. De vlakken 10A-10D zijn zodanig geori-15 enteerd dat UV straling van de lamp 5 via de vlakken 10A-10D althans ten dele in de richting van de zijwanden 9 van de schaalvormige reflector 6 wordt gereflecteerd (zie FIG. 4B), al dan niet via reflectie aan het reflecterende obstructie-element 7, om vervolgens van daaruit naar het te belichten op-20 pervlak, zoals de zeef 2, te worden afgegeven. De snijlijnen C van de vlakken vallen in hoofdzaak samen met de langsrichting van de lamp 5 resp. het reflecterende obstructie-element 7.

Bovenstaande maatregelen bewerkstelligen een meer uniforme verdeling van de hoeveelheid straling op een te be-25 lichten oppervlak, zoals schematisch aangegeven in FIG. 5. Dit wordt gerealiseerd door de reflecterende elementen 6, 7 van de belichtingsinrichting 4 zo in te richten dat de straling van de lamp 5 in hoofdzaak via de schaalvormige reflector 6 het te belichten oppervlak bereikt in plaats van rechtstreeks vanuit 30 de lamp 5 en de reflecterende elementen zo zijn vormgegeven dat een effectieve verdeling van de straling het te belichten oppervlak plaatsvindt.

Een bijkomend effect van bovenstaande maatregelen is dat de dimensies van de schaalvormige reflector 6 aanzienlijk 35 kleiner kunnen zijn dan die van de overeenkomstige reflector 102 van de belichtingsinrichting 100 volgens de stand van de techniek, zoals weergegeven in FIG. 2. Hierdoor kan de rand-scherpte van een in een lichtgevoelige laag 20 aan te brengen 9 sjabloon met behulp van een film 21 aanzienlijk worden verbetert. Dit effect is schematisch weergegeven in FIG. 6A (stand van de techniek) en FIG. 6B (belichtingsinrichting volgens de onderhavige uitvinding). Gebleken is dat de randscherpte met 5 ongeveer een factor 3 kan worden verbeterd.

De afmetingen tussen de wanden 9 van de schaalvormige reflector 6 van de belichtingsinrichting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding bedragen bij de opening 8 ca.

14x16 cm. De diepte van de schaalvormige reflector 6 is ca. 8 10 cm. Deze afmetingen worden in hoofdzaak bepaald door de afmetingen van de lamp 5. Wanneer kleinere lampen met een geschikt vermogen beschikbaar zijn, is het voordelig de afmetingen van de belichtingsinrichting verder te reduceren.

Claims

1. Een inrichting voor het belichten van een zeef omvattende een draaginrichting voor het dragen van de zeef en een belichtingsinrichting voor het belichten van de zeef, waarbij de belichtingsinrichting omvat: 5. een lamp voor het genereren van ultraviolette straling voor het belichten van de zeef; een schaalvormige reflector voor het reflecteren van de ultraviolette straling, waarbij de schaalvormige reflector een naar de draaginrichting gekeerde opening heeft 10 voor het uittreden van de ultraviolette straling, waarbij de lamp in hoofdzaak is opgenomen in de schaalvormige reflector, en een reflecterend obstructie-element ingericht voor het ten minste ten dele reflecteren van de ultraviolette 15 straling van de lamp, waarbij het obstructie-element is aangebracht tussen ten minste een deel van de lamp en de draaginrichting en waarbij de schaalvormige reflector en het obstructie-element zodanig zijn vormgegeven dat, bij gebruik van de belichtingsinrichting, de ultraviolette 20 straling uittreedt door de opening en in hoofdzaak ge lijkmatig wordt verdeeld over de te belichten zeef.

2. De inrichting volgens conclusie 1, waarbij de lamp buisvormig is en het reflecterende obstructie-element in hoofdzaak dwars op de as van de buisvormige lamp staat. 25

3 . De inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij het obstructie-element een V-vormig obstructie-element omvat waarvan de punt gericht naar de lamp.

4. De inrichting volgens conclusie 3, waarbij de benen van het V-vormige obstructie-element in de langsrichting 30 van het obstructie-element in lengte variëren zodanig dat de lengte van de benen bij de lamp maximaal is.

5. De inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de schaalvormige reflector twee paar tegenover elkaar gelegen reflecterende zijwanden omvat en 35 waarbij het obstructie-element zich uitstrekt van een eerste zijwand tot aan een tweede zijwand van een paar van de tegenover elkaar gelegen zijwanden.

6. De inrichting volgens conclusie 5 voor zover afhankelijk van één of meer van de conclusies 3 of 4, waarbij de 5 lamp in een denkbeeldig vlak ligt en de afstand van de punt van het V-vormige obstructie-element tot het denkbeeldige vlak varieert over de langsrichting van het obstructie-element zodanig dat de afstand bij de lamp minimaal is.

7. De inrichting volgens één of meer van de voorgaan-10 de conclusies, waarbij de schaalvormige reflector twee paar tegenover elkaar gelegen reflecterende zijwanden omvat welke worden verbonden door een bovenwand en waarbij de bovenwand een aantal, bij voorkeur reflecterende, vlakken omvat waarvan de normalen onderling verschillende richtingen hebben. 15

8 . Een belichtingsinrichting omvattende - een lamp voor het genereren van ultraviolette straling; - een schaalvormige reflector voor het reflecteren van de ultraviolette straling, waarbij de schaalvormige reflector een opening heeft voor het uittreden van de ultraviolette straling 20 en waarbij de lamp in hoofdzaak is opgenomen in de schaalvormige reflector, en - een reflecterend obstructie-element ingericht voor het ten minste ten dele reflecteren van de ultraviolette straling van de lamp, waarbij het obstructie-element is aangebracht tussen 25 ten minste een deel van de lamp en de opening en waarbij de schaalvormige reflector en het obstructie-element zodanig zijn vormgegeven dat, bij gebruik van de belichtingsinrichting, de ultraviolette straling uittreedt door de opening en in hoofdzaak gelijkmatig is verdeeld over een te belichten oppervlak 30 dat is gelegen op een afstand van de opening van de schaalvormige reflector.

9. De belichtingsinrichting volgens conclusie 8 omvattende de maatregelen van één of meer van de conclusies 2-7.

10. De belichtingsinrichting als weergegeven in Figu-35 ren 3A, 3B, 4A en 4B.

11. Het gebruik van de belichtingsinrichting volgens conclusie 8, 9 of 10 voor toepassing in of voorafgaand aan een drukproces, bij voorkeur een zeefdrukproces.