带有压力控制的辊子微接触印刷机制造技术

微接触印刷设备包括带有充气体积（２２０、３２０）的辊子（１００、２００、３００），充气体积（２２０、３２０）变形以为可变形印模辊子表面（２４０、３４０）提供更均匀且更好地控制的表面压力。在一个解决方法中，充气体积（２２０）提供在圆柱形支撑件（２１０）内的可变形气密性材料（２２５）内。例如销的机械支撑件（２３０、２３４、２４１、２４６、２５１）将印模辊子表面（２４０）联接到可变形气密性材料（２２５）。或充气体积（３２０）可以提供在气密性圆柱形支撑件（３１０）和印模辊子表面（３４０）之间。例如折叠刀片的机械支撑件（３３０、３３２）将印模辊子表面（３４０）联接到圆柱形支撑件（３１０）而防止印模辊子表面相对于圆柱形支撑件的侧向运动。也可以提供充气体积内的压力的主动控制（１３０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及微接触印刷，且更特定地涉及用于以压力控制进行微接触印刷的技术。微接触印刷是用于印刷非常精细的线图案，直至低到大约200nm的精细的线图案的技术。基本上它是“高压(Hochdruck)”技术，其中在橡胶印模(stamp)上的图案在基底上被复制。迄今为止，主要地印刷单层阻质；然而，直接印刷其他材料/功能也在研究中。本技术的缺点是印刷应以施加非常低的压力(例如大约0.1巴)完成，以保证不仅印刷要求的图像，而且也将中间区压为与基底接触。例如见A.Bietsch和B.Michel的“Conformal contact and pattern stability of stamps usedfor soft lithography”，J.Appl.Phys.，88(7)，4310-4318(2000)，和C.Y.Hui等的“Constraints on microcontact printing imposed by stampdeformation”，Langmuir 18(4)，1394-1407(2002)。最近，引入了称为波印刷(wave printing)的此技术的新形式。见2003年12月4日公开的名为“Method And Device For Transferring A Pattern From AStamp To A Substrate”的PCT公开WO 03/099463，(律师案卷号ID606046/9188)。此技术使得能受控的施加这样的非常低的压力。然而缺点是此技术不适合于连续的流水生产，如在当前和今后的卷对卷类处理中所要求的。本专利技术解决了以上的和其他的问题。特别地，本专利技术的目的是通过修改更通用的印刷辊子类型(例如，如应用于柔性版印刷)到微接触印刷的特定要求，使得能进行这样的连续处理。在常规的柔性版印刷中，以橡胶印模覆盖的辊子与基底接触，基底以直线运动在辊子下传送。辊子的旋转与基底的直线运动同步以防止滑动。在印模上的印刷压力通过将辊子压缩向基底实现。然而以此方式得到了强地非均匀的印刷压力分布，其中最大压力出现在辊子下的中心接触区(压缩得最强)，而在接触区的开始和最后部分处压力下降为低的值。这使得难于精确地控制和维持此压力为低的值。在实践中，寻求所谓的“吻印刷”条件，其中使用非常轻的压力使得印模刚好接触表面。然而，此条件难于维持，因为它要求了非常精确的基底和印刷辊子的表面平整度。本专利技术通过提供带有充气体积的辊子而提供了对上述限制的解决方案，此辊子变形来为可变形印模辊子表面提供更均匀和更好地控制的表面压力。在本专利技术的一个方面中，微接触印刷设备包括圆柱形支撑件、在圆柱形支撑件内限定了充气体积的可变形气密性材料、在其上承载微接触印模的可变形印模辊子表面和多个提供在印模辊子表面和可变形气密性材料之间的机械支撑件，用于在印刷期间从印模辊子表面向可变形气密性材料传递变形力。在本专利技术的另一个方面中，微接触印刷设备包括气密性圆柱形支撑件、在其上承载微接触印模的印模辊子表面、提供在圆柱形支撑件和印模辊子表面之间的充气体积和多个提供在圆柱形支撑件和印模辊子表面之间的弹性机械支撑件，用于防止印模辊子表面相对于圆柱形支撑件的侧向运动。在附图中在所有图中，相应的零件具有相同的参考数字。附图说明图1图示了根据本专利技术的带有微接触印刷印模的充气印刷辊子；图2图示了根据本专利技术的带有硬圆柱形支撑件和中心充气体积的辊子结构的示意性视图；和图3图示了根据本专利技术的带有硬圆柱形支撑件和在圆柱形支撑件和辊子表面之间的充气壳的辊子结构的示意性视图。在本专利技术的一个方面中，充气辊子用于提供更均匀的和更好地控制的印刷压力。特别地，图1示出了覆盖有微接触印刷印模110的充气印刷辊子100，用于在表面或基底120上印刷。虽然为简化起见仅图示了部分，但印模110可以围绕辊子100延伸。印模包括多个单独的段112。接触区的尺寸不按比例示出，但为清晰示出为远远大于实际情况。充气辊子100可以类比于自行车轮胎，它与待印刷表面120接触。作为结果获得了相对印刷压力ΔP，该印刷压力ΔP在接触区上是近似地均匀的。此特定的利益基本上是引入大空气室的结果，这在印刷领域中是新构思。特别地，当印模接触待在其上印刷的表面120时，充气体积的形状变形为均衡了印模110的接触区上的压力。印刷压力的值由辊子内的净压力(相对于环境压力)给出，净压力可以调节为获得要求的低印刷压力。另外，可以对此压力主动控制且将它保持为调节到要求的印刷压力值。此解决方法的主要利益是印刷压力值以此方式独立于接触表面120的尺寸和辊子相对于表面的相应的垂直位置设定。特别地，试验工作示出，取决于在印模上的图案的形状和开/关比，对于表面上的印模的净压力低到大约0.1巴可能发生印模的坍陷。这是对于在平表面上的平印模的。在辊子形式中要求的压力因此高到高于环境压力大约0.1巴的量级。关于主动控制，如果辊子包括被密封的体积，则如果辊子压在待印刷的表面上则压力也也增加。作为结果，表面上的印模的(局部)压力值增加。然而，此体积可以连接到压力传感器和泵130，使得在体积内的压力可以维持在设定值。特别地，当在印刷期间压缩体积100时，压力传感器和泵130从体积100中放出气体以避免压力的增加。气体可以是空气或其他合适的气体。此外，注意到，如果流体压力保持恒定，例如由连接到分开的外部压力控制单元的管保持恒定，则可以使用流体填充的体积来替代气体。当印刷完成且辊子100不再接触基底120时，气体被泵入到体积内以维持希望的压力。压力也可以为不同的印刷压力而调节。此外，当环境压力增加时，也可以通过添加气体而修正环境压力变化。压力传感器和泵130的实现可以使用多种本领域技术人员已知的技术获得。与轮胎的例子的差异是，在辊子100内的空气压力不需要设定为高的值，因为它不需要支撑辊子100的重量。此重量例如可以由沿辊子的旋转轴线的轴支撑。例如如以下将结合图2和图3进一步讨论，可以由沿旋转轴线的轴支撑硬圆柱形支撑件。此轴支撑整个辊子的重量，因为否则此重量可能容易地导致印模和表面之间的大的总接触区。相反，在给定的空气压力下对于重的车辆的自行车轮胎比对于轻的车辆的自行车轮胎具有更大的与道路的接触区。本专利技术实现了数个利益，包括(1)印刷压力在辊子和基底之间的接触区上是均匀的；(2)辊子的垂直位置不太关键，例如在以上描述的吻印刷情况下；和(3)如果防止了印模表面的伸展，则可将被印刷图像中的失真保持为最小。然而，在实践中，无附加的措施则以上的情形不能实现。例如要求在印模表面和辊子轴之间的机械接触。这可以使用多种解决方法来实现。一个可能的解决方法在图2中示意性地图示，图2中提供了辊子200的示意图，辊子200带有微接触印模表面240、硬的不可变形的圆柱形支撑件210和中心充气体积或容器220。接触区未按比例示出。圆柱形支撑件210不需要准确地是圆柱体，而是例如可以包括多个平的表面。体积220可以由例如橡胶的可变形的气密性材料225形成，用作球囊的。体积220可以成形为环形以容纳中心轴。例如连接销的机械支撑件230将体积220与接触印模表面240和微接触印模110连接。机械支撑件230在圆柱形支撑件210和可变形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微接触印刷设备，其包括：圆柱形支撑件（２１０）；在圆柱形支撑件内限定了充气体积（２２０）的可变形气密性材料（２２５）；其上承载微接触印模（１１０）的可变形印模辊子表面（２４０）；和提供在印模辊子表面和可变形气密性材料之间用于在印刷期间将变形力从印模辊子表面传递到可变形气密性材料的多个机械支撑件（２３０、２３４、２４１、２４６、２５１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ永格里乌斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]