激光工艺对准测量方法技术

一种可应用于包括激光工艺阶段的卷到卷制造工艺的激光工艺对准测量方法，其中在至少一个激光工艺阶段之前，使用印刷墨水在卷筒纸（2）的基底或载体材料上形成标记、图案或表面（4，9），在该基底或载体材料上例如通过移除或改变印刷墨水，使用的激光光束可以形成标记（7，10），由此在激光工艺阶段，在使用印刷墨水印刷的所述标记上使用激光光束绘制另一标记，且光学地读取使用印刷墨水印刷的标记（4，9）和使用激光绘制的标记（7，10）的位置以测量印刷墨水阶段和激光工艺阶段的对准。

【技术实现步骤摘要】
激光工艺对准测量方法
本专利技术涉及激光工艺或在卷到卷大规模生产中使用的其他工艺的精确相互对准或套准控制。
技术介绍
很多卷到卷制造工艺包括一个或多个印刷工艺阶段，且对于若干连续印刷工艺阶段，可以使用现成的套准控制系统，该系统基于借助于计算机视觉在每个印刷单元中印刷的标记的识别，且基于以由计算机视觉在标记上做出的观察为基础控制印刷单元。良好的套准控制器系统能够以这种方式在不同单元中实施对准印刷工艺阶段：例如，既使在其自身单元中印刷每个颜色，也在完成的产品中产生高质量彩色图片。激光已经在很多工业工艺中发现其用途且它也将更广泛地用在不同的卷到卷制作工艺中。在激光工艺阶段，通常在从卷到卷行进的材料上实施过程，该过程不在移动卷筒纸(web)的基底或载体材料上留下任意标记，但是在卷筒纸的一些其他部分或层中带来变化——从工艺的视角，如果可以以这种方式选择激光的波长和其他属性则是尤其有利的：激光对于卷筒纸的基底或载体材料没有影响。在这种情况中出现的问题在于：不像印刷工艺阶段，激光工艺阶段不能在卷筒纸的基底或载体材料中产生可在套准控制中使用的任意这种标记或轨迹。这种类型的激光典型地也不在基底材料的表面上显示。通常，尤其是卷到卷制造工艺包括激光工艺阶段(针对相互对准具有尤其巨大需求的工艺阶段)或工艺阶段的套准控制，且因而激光不能产生用于套准控制的合适标记是一个实际问题。本专利技术的目标是提供一种解决方案，借助于该解决方案，包括印刷工艺阶段和/或激光工艺阶段的卷到卷制造工艺可以具有用于确保工艺阶段的相互对准的套准控制。本专利技术还提供一种解决方案，该解决方案用于包含若干平行激光构图设备的激光装置中的扫描仪的相互对准。需要解决的现有技术和问题激光工艺已经应用于也包括印刷工艺阶段的卷到卷制造工艺。典型地，这种类型的激光工艺阶段从卷筒纸的基底或载体材料上印刷的标记触发、通过光学传感器或计算机视觉控制。因为激光通常不能在卷筒纸的基底或载体材料上产生相应标记，对准的精度不能被监控或校正，且例如诸如激光扫描仪的激光工艺设备的典型漂移具有这种影响：在生产过程中不能维持印刷工艺阶段和激光工艺阶段之间的足够的相互对准精度。在申请人的专利FI121592B中描述了一种方法，该方法应用选择性层叠，即在基底材料和导电箔之间的构图粘合剂，且其中在选择性层叠之后将导电箔构图为所需的形式。优选地使用印刷方法实施选择性层叠，在这种情况中，套准标记可以被印刷在卷筒纸的基底或载体材料上，典型地印刷在导电箔外部的边缘或多个边缘上，以用于诸如构图的进一步处理。另一方面，导电箔的构图优选地通过激光完成，这难以在卷筒纸的基底或载体材料上留下任意标记，且其中基于转向镜通过扫描仪控制构图光束。借助于上述选择性构图胶合，导电箔被选择性地层叠到基底材料。在这种情况中，粘合剂的构图保留在导电膜、导电箔下方，且激光用于部分地沿着粘合区域的边缘在粘合剂上部分地对导电图案进行构图。在激光构图之前且在激光构图之后，粘合剂图案因此隐藏在导电箔下方，不能够看出粘合剂图案的边缘相对于由激光切割的导电图案的边缘的位置，且因而不能基于粘合剂图案的边缘实施激光构图的对准或其监控。在工业生产中，生产运行通过卷筒纸和图案的尺寸且通过时间长期测量，由此例如作为加热的结果，代表激光设备的漂移现象对于构图精度具有明显影响，除非它们被补偿或消除。在没有补偿或消除时，这种影响可能是巨大的，可能不能满足最终产品的精度设置的需求，且在任意情况中，对于精度的影响是不利和显著的。本专利技术的目标是提供一种解决方案，借助于该解决方案，同样对于长的大规模生产运行持续时间，卷到卷大规模生产中的印刷和激光工艺阶段可以彼此对准。本专利技术可以用在对准激光工艺阶段与其他工艺阶段以及其他激光工艺阶段中。
技术实现思路
根据本专利技术的方法基于通常使用的激光工艺设备和套准控制系统的技术解决方案，这使得本专利技术容易实施。本专利技术的关键在于，基于经验，既使几乎不或完全不在卷筒纸的基底或载体材料上留下任意标记的激光在使用印刷墨水形成的套准标记上绘制负标记。此处，负标记意味着印刷墨水可以使用激光精确地且容易地去除，甚至向下直到卷筒纸的基底或载体材料的表面，由此创建由计算机视觉容易检测的标记。套准标记优选地以这种方式印刷：在标记和卷筒纸的基底或载体材料之间存在良好的对比，且当通过激光形成的负标记露出在印刷套准标记下方的卷筒纸的基底或载体材料的一部分时，负标记也将具有良好的对比。既使难以或不可能看到或观察到基底材料的表面上的激光光束的效果，在使用印刷墨水形成的标记或表面上绘制负标记通常也是清晰可见和可观察的事件。另外，应当注意，与没有印刷墨水的区域相比，由印刷墨水覆盖的区域带来源自激光光束的光的反射和/或透射的变化。在根据本专利技术的方法中，在印刷工艺阶段，使用印刷墨水在卷筒纸的基底或载体材料上印刷标记，在激光工艺阶段，使用激光在印刷工艺阶段印刷的该标记上形成负标记，且在激光工艺阶段期间或之后，计算机视觉或其他合适的传感器装置用于监控印刷标记和在其上形成的负标记的相互匹配且基于信息以这种方式控制激光工艺阶段：激光工艺阶段与印刷工艺阶段对准。备选地，与其上没有印刷墨水的区域相比，可以通过测量使用印刷墨水形成的标记在激光光束的反射或透射中导致的变化监控对准。当在激光工艺阶段之后布置计算机视觉系统或其他合适的传感器装置时，可以十分自由地选择负标记的大小和形状。在选择中，建议针对计算机视觉系统或类似装置容易确定在标记之间的相互距离，即精确且快速地确定对准精度。当计算机视觉系统或其他合适的传感器装置处于激光工艺阶段中即装置用于使用激光监控负标记的绘制时，建议选择负标记的大小和形状，使得在激光绘制标记的同时卷筒纸能够仅移动短的距离，在这种情况中优选的负标记通常是激光使用一个或几个脉冲形成的斑点，在这种情况中，既使使用短曝光，标记的绘制也可以布置在由计算机视觉系统或类似传感器的照相机获取的图片中。在这种情况中，可以快速地完成标记的对准的确定，最好快速地实施为使得当激光通过绘制负标记或多个标记开始其工作循环时，可以基于该信息校正工作循环的结尾的对准。如果没有稍后的工艺阶段，质量保证或其他目的需要清晰区分的附标记，标记不必要使用激光绘制到基底材料，但是需要满足激光光束对于使用印刷墨水形成的标记或表面的影响在出现的时候是可检测的。当计算机视觉系统或其他合适的传感器装置被包括在激光工艺阶段中时，装置还可以用于扫描最近产生的负标记。在这种情况中，建议选择负标记的大小和形状，使得它可以通过激光快速地绘制且通过装置读取。可以快速地实施标记的绘制和对准的确定，最好快速地实施为使得当激光通过绘制负标记或多个标记开始其工作循环时，可以基于该信息控制相同工作循环的结尾的对准。在如上所述的两个解决方案中，也可以在校正对准之后容易地绘制负标记，由此可以监控对准的校正的成功和精度。当计算机视觉系统或其他合适的传感器装置被包括在激光工艺阶段中时，对准的监控和测量还可以基于激光从基底材料或印刷标记的表面反射的不同方式，或激光单独穿透基底材料以及基底材料位于表面(印刷标记)上的部分的类型的不同方式。如果基底材料良好地透射激光，可以从基底材料关于激光的相对侧测量对准，且在这种情况中，如果基底材料不良地反射激光，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光工艺对准测量方法，可应用于包括激光工艺阶段的卷到卷制造工艺，该方法特征在于：在至少一个激光工艺阶段之前，使用印刷墨水在卷筒纸（2）的基底或载体材料的表面上形成标记、图案或表面（4，9），在该基底或载体材料的表面上通过移除或改变印刷墨水，使用的激光光束可以形成标记（7，10），其中在激光工艺阶段，在使用印刷墨水印刷的所述标记上使用激光光束绘制另一标记，且光学地读取使用印刷墨水印刷的标记（4，9）和使用激光绘制的标记（7，10）的位置以测量印刷墨水阶段和激光工艺阶段的对准。

【技术特征摘要】
2012.06.08 FI 201256331.一种激光工艺对准测量方法，可应用于包括激光工艺阶段的卷到卷制造工艺，该方法特征在于：在至少一个激光工艺阶段之前，使用印刷墨水在卷筒纸(2)的基底或载体材料的表面上形成第一标记(4，9)，在该基底或载体材料的表面上能够采用激光光束通过移除或改变印刷墨水形成第二标记(7，10)，其中在激光工艺阶段，在使用印刷墨水印刷的所述第一标记上使用激光光束绘制第二标记，且在光学上读取使用印刷墨水印刷的第一标记(4，9)和使用激光绘制的第二标记(7，10)的位置以测量印刷墨水阶段和激光工艺阶段的对准。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过移除墨水在使用印刷墨水形成的第一标记上使用激光形成第二标记，且使用印刷墨水形成的第一标记和第二标记被扫描，且一旦绘制了使用激光形成的第二标记，就比较使用印刷墨水形成的第一标记和使用激光绘制的第二标记的相互定位。3.根据权利要求1所述的方法，其中在使用激光绘制期间，扫描反射和/或透射的光。4.根据权利要求3所述的方法，其中在使用印刷墨水形成的第一标记处另外引导激光光束，该激光光束的强度通过减小激光光束的功率或增加激光光束的直径以如下方式减小：激光光束不在印刷墨水上绘制永久标记，且通过移动第一标记的位置和测量反射光或透过基底或载体材料的光的数量，使用照相机扫描...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·马蒂拉，
申请(专利权)人：泰克诺玛公司，
类型：发明
国别省市：