NL8801551A - Inrichting voor het met een stralenbundel behandelen van een lichaam. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het met een stralenbundel behandelen van een lichaam.

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op een inrichting voor het geprogrammeerd onder toepassing van een lenzenstelsel puntvormig met een stralenbundel behandelen van een lichaam waarbij het trefpunt van de stralenbundel een vooraf bepaald patroon beschrijft op het oppervlak van het lichaam als gevolg van een relatieve beweging die het lichaam en de inrichting ten opzichte van elkaar uitvoeren.

Een voorbeeld van een dergelijke inrichting is beschreven in het DDR octrooischrift 241.567. In bedoelde publikatie wordt een inrichting beschreven voor het met een laserbundel behandelen van een cilindervormig opgespannen zeefdruksjabloon. Het zeefdruksjabloon bestaat uit een geperforeerde folie of een sjabloongaas, welks perforaties zijn afgedicht met behulp van een afdichtingsmiddel zoals een lak. Vervolgens wordt het sjabloon op geprogrammeerde wijze met een laserbundel behandeld waardoor de perforaties die getroffen worden door de laserstraal van hun lak worden ontdaan wat tot gevolg heeft dat op deze wijze een cilindervormige drukplaat wordt gevormd.

De uitvinding is echter niet beperkt tot de soort inrichting die in bedoelde publikatie is beschreven. In het algemeen heeft de uitvinding betrekking op inrichtingen waarin met een stralenbundel een bepaalde behandeling op een lichaam kan worden uitgevoerd. Gedacht kan worden aan: belichten van een opgespannen filmmateriaal, met licht harden van een opgespannen fotopolymeermateriaal etc. Ook de toegepaste lichtbundel hoeft niet beperkt te zijn tot laserlicht, andere lichtbundels die voor een goede werking gefocuseerd dienen te worden, vallen eveneens onder de omschijving van de inrichting volgens de uitvinding.

Het lichaam waarop de bundel inwerkt zal vaak cilindervormig zijn; ook een vlakke vorm kan echter voorkomen.

Dergelijke bekende inrichtingen hebben het nadeel dat het effekt van hun werking zeer gevoelig is voor zelfs zeer kleine verandering in de afstand van de lens tot het oppervlak van het lichaam, aangezien slechts een optimale werking van een, bijvoorbeeld lak wegbrandende, laserbundel wordt verkregen indien het brandpunt van de toegepaste lens blijft liggen op het oppervlak van het met straling te behandelen lichaam dan wel zover onder genoemd oppervlak als in verband met de te verkrijgen werking gewenst is. Een steeds juiste afstand is echter niet eenvoudig te realiseren als gevolg van eventueel optredende foutinstellingen en onnauwkeurigheden, waaronder rondloop- en vlakverplaatsingsonnauwkeurigheden.

De uitvinding heeft ten doel voor genoemd probleem een oplossing te verschaffen.

Volgens de uitvinding wordt een inrichting van de aangegeven soort gekenmerkt doordat de inrichting middelen omvat voor het handhaven van een constant voorafbepaalde afstand tussen het hart van het lenzenstelsel en het hart van de trefplaats van de stralenbundel met het oppervlak van het lichaam.

Door het opnemen van middelen waarmee de afstand tussen het hart van het lenzenstelsel en het hart van de trefplaats van de stralenbundel met het oppervlak van het lichaam constant gehouden kan worden kan men er zorg voor dragen dat het brandpunt van de lens op het oppervlak van het lichaam blijft liggen wat tot gevolg heeft dat eventueel te vormen patronen uiterst scherp kunnen worden uitgevoerd. De nauwkeurigheid waarmee bijvoorbeeld een zeefdruksjabloon wordt vervaardigd is van zeer grote invloed op het uiteindelijke resultaat op het te bedrukken materiaal? door met een inrichting volgens de uitvinding een zeefdrukschabloon te dessineren wordt een zeer nauwkeurige patroonvorming verkregen en met grote reprocuceerbaarheid.

In het bijzonder omvatten de middelen voor het handhaven van een constante afstand, afstandsbepalingsmid-delen voor de afstandsbepaling van het oppervlak van het lichaam tot een zich tussen een lichtbron en het lichaam bevindend lenzenstelsel? verplaatsingsmiddelen om het lenzenstelsel te verplaatsen en regelmiddelen om de besturing van de verplaatsingsmiddelen te regelen in overeenstemming met het verschil tussen een instelwaarde en de gemeten waarde van de afstand tussen het lenzenstelsel en het oppervlak van het lichaam.

Voor de bepaling van de afstand tussen het lenzenstelsel en het te behandelen lichaam worden in het algemeen aftasters toegepast. Genoemde aftasters kunnen van verschillende typen zijn zoals: optische, inductieve of capacitatieve aftasters.

Met voordeel is in de inrichting volgens de uitvinding het lenzenstelsel opgenomen in een huis dat voorts voorzien van middelen zoals beschreven in het kenmerkend gedeelte van conclusie 5. Het huis fungeert in de beschreven uitvoeringsvorm als vast punt ten opzichte waarvan de positie van de lens in relatie tot het oppervlak van het lichaam, zoals een roterende wals, wordt gemeten en constant gehouden. Bij voorkeur zijn de aanwezige elektronische middelen uitgevoerd als microprocessor.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de toegepaste stralenbundel een laserbundel waardoor de inrichting dan dienst kan doen voor het openen van perforaties in een metalen zeefdruksjabloon die met een afdekkingsmiddel zijn gesloten en de geopende perforaties in groepen zijn gerangschikt die gezamenlijk een vooraf bepaald patroon vormen.

Indien de inrichting is uitgevoerd in vorm van een lasergraveerinrichting zoals bekend uit DDR 241.567 is deze als volgt opgebouwd. Het lichaam omvat een trommel met een daarop gespannen sjabloon waarvan de perforaties zijn afgedicht. Met behulp van een laserbundel kunnen de perforaties op een geprogrammeerde wijze worden geopend door het wegbranden van de afdichting. Door de toepassing van speciale lakken en lasers van geschikte golflengte en vermogen worden zeer goede resultaten verkregen.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Figuur 1 schematisch een bovenaanzicht van een inrichting, voor het met behulp van een laserbundel behandelen van een rotatiezeefdrukschabloon waarvan de perforaties zijn afgedicht met behulp van een lak voorstelt,

Figuur 2 een schematisch dwarsdoorsnede-aangezicht voorstelt van een huis, een lenzenstelsel en een cilindervormige wals, die deel uitmaken van de inrichting in figuur 1.

Figuur 3 een spiegel, een huis en een lenzenstelsel voorstellen in de inrichting van figuur 1.

Figuur 4 het huis met het lenzenstelsel op vergrote schaal voorstelt en

In figuur 1 is met 1 een inrichting volgens de uitvinding aangegeven; in dit geval een lasergraveerinrichting voor het met een laserbundel vormen van een patroon van geopende perforaties in een dichtgelakt rotatiezeefdruk schabloon. Een geschikt rotatiezeefdrukschabloon is bijvoorbeeld een naadloos nikkelen schabloon met een fijnheid tussen 80 en 500 mesh of meer (80-50 perforaties per strekkende inch= 25,4 mm) en een dikte van 75-200 urn. De inrichting is voorzien van een wals 3 die aan één zijde vast is verbonden met een aandrijving in een huis 9 en aan de andere zijde steunt op een verzinkbare steun 2. De wals 3 is in staat een te behandelen schabloon op te nemen zodanig dat het schabloon rond de as van de wals 3 gecentreerd is. De laserbundel 7 uit de laser 6 wordt met spiegels 8 geleid naar een lens of lenzenstelsel 4 binnen een huis 5.

Tijdens het bedrijven van de inrichting wordt de wals 3, met een erop aangebracht schabloon (niet apart aangegeven) om z'n as gedraaid met een constante hoeksnelheid terwijl het huis 5 met de lens 4, vaak met behulp van een spindel, op vaste afstand en evenwijdig aan de as van de wals worden bewogen. Het trefpunt van de door de lens 4 gefocusseerde laserbundel beschrijft dan een cylindrisch- of spiraalpatroon op het oppervlak van het op de wals gespannen schabloon.

In figuur 2 is schematisch de werking van de middelen voor het handhaven van een constante afstand tussen het lenzenstelsel of de lens 4 en het oppervlak van een op de wals 3 gespannen schabloon getoond.

Getoond is met een stippellijn dat de wals 3 een slingering vertoont. Het brandpunt van de lens 4 is aangegeven met 10. De lens is opgenomen binnen het huis 5.

Als gevolg van de optredende slingering van de wals tijdens rotatie dient, om het brandpunt 10 op het oppervlak van de wals te houden, de lens verschoven te worden zoals is aangegeven in stippellijn.

In figuur 3 is duidelijker weergegeven hoe de laserstraal 7 arriveert op een reflectiemiddel in de vorm van een spiegel 8 waardoor de laserstraal wordt afgebogen en door een verbindingsmiddel 17 het lenzenstelsel 4 bereikt. Tijdens het inbrandproces registreert een niet nader weergegeven aftaster de afstand van het oppervlak van de wals tot het huis en een andere aftaster 16 registreert de relatieve afstand van het lenzenstelsel 4 ten opzichte van het huis 5. De aanwezige electronische middelen berekenen door een rekenkundige bewerking uit te voeren de afstand tussen het lenzenstelsel en het oppervlak van de wals. Deze afstand wordt vergeleken met een instelwaarde en overeenkomstig het verschil tussen deze instelwaarde en de gemeten waarde worden de electromagneten 11 bekrachtigd. Wanneer de electromagneten 11 worden bekrachtigd heeft dit tot gevolg dat het lenzenstelsel als gevolg van de met de electromagneten samenwerkende lensvatting in de vorm van een ankerplaat 15 in de richting van de tegenhoudplaat 12 beweegt. Tijdens deze beweging van de lens in de richting van de tegenhoudplaat 12 worden zich tussen de lensvatting en de ankerplaat bevindende verenpakketten rondom de geleiders 14 samengedrukt, die de lensvatting weer in de oude positie terugbrengen wanneer de electromagneten worden uitgeschakeld. Met deze inrichting wordt derhalve een continue focussering mogelijk waarbij de inrichting desgewenst correctiekringlopen en/of dempingskringlopen omvat voor het in de tijd synchroniseren van de lensverstelling en gemeten walsslingering.

In figuur 4 is een ander uitvoeringsvoorbeeld weergegeven. In dit voorbeeld is de lensvatting opgenomen in een ankerplaat 12 welke via staven met een plaat 12' is verbonden. Plaat 15 is verbonden met het huis. Tussen de plaat 15 en de delen 12 en 12' bevinden zich opnieuw verenpakketten (14,14'). In dit uitvoeringsvoorbeeld wordt de relatieve beweging van de lens ten opzichte van het huis als volgt uitgevoerd. De lens heeft als gevolg van de constructiewijze de mogelijkheid om door de electromagneten in twee richtingen te worden bewogen afhankelijk van de stroomrichting. In één geval wordt de lens met ankerplaat 12 in de richting van de plaat 15 bewogen en na uitschakelen van de electromagneet door het veerpakket 14 opnieuw naar de middelste stand terugbewogen en in een ander geval wordt de lens in tegenovergestelde richting bewogen en na uitschakelen van de electromagneet opnieuw, nu echter door het veerpakket 14', terugbewogen naar de middelste stand. Dit heeft tot gevolg dat het lenzenstelsel in twee richtingen kan worden gecorrigeerd ten opzichte van het oppervlak van de wals.

Behalve deze uitvoeringsvoorbeelden zijn er uiteraard nog andere mogelijkheden voor de correctie-beweging van het lenzenstelsel ten opzichte van het huis zoals: een lenzenstelsel dat een schroefdraad bevat en aangedreven wordt door een motor met tandwiel etc., deze vallen echter allen binnen de strekking van de onderhavige uitvinding.

Als gevolg van deze autofocussering kan het maximale toerental van de wals sterk verhoogd worden daar de inrichting in staat is de daarmee samenhangende excentriciteit met als gevolg de eerder besproken nadelen, uitstekend te compenseren.

Claims (7)

1. Inrichting voor het geprogrammeerd onder toepassing van een lenzenstelsel puntvormig met een stralenbundel behandelen van een lichaam waarbi het trefpunt van de stalenbundel een voorafbepaald patroon beschrijft op het oppervlak van het lichaam als gevolg van een relatieve beweging die het lichaam en de inrichting ten opzichte van elkaar uitvoeren, met het kenmerk, dat de inrichting middelen omvat voor het handhaven van een constante voorafbepaalde afstand tussen het hart van het lenzenstelsel (4) en het hart van de trefplaats van de stralenbundel met het oppervlak van het lichaam.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de middelen voor het handhaven van een constante afstand afstandsbepalingsmiddelen omvatten voor de afstandsbepaling van het oppervlak van het lichaam tot het zich tussen een lichtbron en het lichaam bevindend lenzenstelsel (4); verplaatsingsmiddelen om het lenzenstelsel te verplaatsen en regelmiddelen om de besturing van de verplaatsingsmiddelen te regelen in overeenstemming met het verschil tussen een instelwaarde en de gemeten waarde van de afstand tussen lenzenstelsel en het oppervlak van het lichaam.

3. Inrichting volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat de afstandsbepalingsmiddelen zijn uitgevoerd in de vorm van een aftaster.

4. Inrichting volgens conclusie 3,met het kenmerk, dat een aftaster wordt toegepast van het optische, inductieve of capacitatieve type.

5. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het lenzenstelsel (4) is opgenomen in een huis (5) dat enerzijds een lichaamsaftaster omvat welke de afstand van een vast punt op het huis tot aan oppervlak van het lichaam meet en anderzijds een lensaftaster (16) welke de afstand van een vast punt op het huis tot aan het lenzenstelsel meet en electronische middelen aanwezig zijn om door rekenkundige bewerking uit de met de aftasters gemeten afstandswaarden de afstand tussen het lenzenstelsel en het oppervlak van het licham te berekenen en welke electronische middelen eveneens kunnen worden toegepast voor het regelen van de bekrachtiging van de verplaatsingsmiddelen voor verplaatsing van het lenzenstelsel ten opzichte van het huis in overeenstemming met het verschil tussen een voorafgekozen instelwaarde en de aldus gemeten waarde voor de afstand tussen het lenzenstelsel en het oppervlak van het lichaam.

6. Inrichting volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat de electronische middelen zijn uitgevoerd als een microprocessor.

7. Inrichting volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat de stralenbundel een laserbundel (7) is en de inrichting dienst kan doen voor het openen van perforaties in een metalen zeefdruk schabloon die met een afdekkingsmiddel zijn gesloten en de geopende perforaties in groepen zijn opgenomen die gezamenlijk een vooraf bepaald patroon vormen.