Laserbelichter zur Belichtung eines in einem Rahmen gehaltenen Siebes

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laserbelichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Beim Siebdruck wie es beispielsweise aus der EP 0 985 526 A1 bekannt ist, werden die lichtempfindlichen Siebe mittels Laserbelichtung mit einem bestimmten Motiv belichtet und anschließend mit einer Emulsion beschichtet, die lediglich an den dafür vorgesehenen Stellen haften bleibt. An den anderen Stellen des Siebes, an denen keine Emulsion verbleibt, kann dann später die gewünschte Farbe durch das Sieb hindurchtreten und auf das zu druckende Element gelangen. Im Rahmen der Laserbelichtung wird ein Laser über eine entsprechende Optik auf das Sieb fokussiert, um das Motiv auf dem Sieb abbilden zu können. Damit auf dem Sieb ein scharfes Bild entsteht ist es wichtig, dass das Sieb auch tatsächlich im Fokus des Laser platziert ist. Dabei kann schon eine Abweichung des Siebes aus dem Fokus von einem Zehntelmillimeter zu einem unscharfen Bild führen.

[0002] Bei Tintenstrahldruckern oder bei Wachsbeschichtungsverfahren ist es insbesondere aus der EP 0 811 484 A1 bekannt, das Sieb auf einen Support auf zu legen, wobei der das Sieb haltende Rahmen neben dem Support schwebt. Hierdurch wird das Sieb in Z-Richtung exakt positioniert. Eine Positionierung in XY-Richtung erfolgt durch einen winkeligen Anschlag, an den das Sieb nebst Rahmen geschoben wird. Eine solche Positionierung ist für eine automatisierte Siebdruckanlage ungeeignet, da beim Verfahren des Tisches unter den Laserbelichter das Sieb verrutschen kann.

[0003] Aus der WO 01/70503 A1 ist es bekannt, beim Siebdruck das Sieb auf eine aus Honigwaben gebildete, hochpräzise Stützplatte aufzulegen und den Rahmen mittels mehrerer pneumatischer Mikrozylinder derart auf die Stützplatte auf zu drücken, dass das Sieb großflächig auf der Stützplatte aufliegt. Am Rahmen sind zwei Vorsprünge angeformt, in denen je eine kreisrunde Positionieröffnung vorgesehen ist, in je ein Positionierstift eingreifen kann. Dabei sind die Positionierstifte auf Schlitten gehalten, um den Positionierstift für jeden Rahmen in die gewünschte Position zu bringen. Das Einlegen des Siebes erfolgt manuell, da nur so der Schlitten mit den Positionierstiften zugeführt werden kann und die Mikrozylinder am Rahmen angreifen können

[0004] Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Laserbelichter der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem das Sieb und der Rahmen automatisiert dem Laserbelichter zu geführt werden kann und dennoch in einer präzise definierten Position gehalten wird. Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Laserbelichter gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Laserbelichters sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0005] Ein nach dieser technischen Lehre ausgeführter Laserbelichter hat den Vorteil, dass das Eigengewicht des Rahmens das Sieb während der Laserbelichtung unter Spannung hält und somit das Sieb zur entscheidenden Zeit, in einer definierten Position ist. Diese Position des Siebes kann auf ein Zehntelmillimeter genau bestimmt werden, so dass das Sieb stets im Fokus des Lasers angeordnet ist, was zu einer präzisen Belichtung und somit zu einem scharfen Abbild führt.

[0006] Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Sieb nun nicht mehr mit dem Rahmen aufliegt, sondern mit dem Sieb selbst, so dass der Abstand vom Laserbelichter zum Sieb stets genau definiert ist. Die unterschiedlich dicken Rahmen haben keinen Einfluss auf die tatsächliche Position des Siebes mehr, denn sie schweben nun frei neben der Siebauflage.

[0007] Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Sieb quer zur Siebfläche gegen den Rahmen zu verspannen. Hierbei wird das Sieb, wie gewohnt, im Rahmen gehalten und durch Aufbringen einer Kraft quer zur Siebfläche gespannt. Dabei drückt diese Kraft das Sieb entsprechend dem vorhandenen Schlag bzw. entsprechend dem vorhandenen Spiel aus der eigentlichen Ebene des Rahmens heraus, und zwar so lange, bis das Sieb ausreichend gespannt ist. Es versteht sich, dass mit geeigneten Mitteln diese Position erfasst werden kann, um das nunmehr den Fokus des Lasers in die Ebene des gespannten Siebes zu bringen.

[0008] Es ist vorteilhaft, das Sieb an mehreren Stellen anzugreifen, damit das Sieb an diesen Stellen flächenhaft zu spannen, wobei diese Fläche vorzugsweise parallel zur Ebene des Rahmens ausgebildet ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Sieb zumindest im Bereich der Nutzbelichtung flächenhaft gespannt ist und einer definierten Position zugeführt werden kann.

[0009] Der Einsatz von Positionierstiften und Positionieröffnungen hat den Vorteil, dass das Sieb stetes eine genau definierte Lage in der Anlage und relativ zum Laserbelichter einnimmt, so dass das durch die Belichtung entstehende Motiv an einer genau definierten Stelle vor zu finden ist. Dies erleichtert die maschinelle Positionierung des fertig belichteten Siebes beim späteren Siebdruck, da auf ein Einmessen des Siebes verzichtet werden kann.

[0010] Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Positionierstifte den Rahmen unverrutschbar an der Siebhalterung fixieren, so dass beim Verfahren der Siebhalterung unter den Laserbelichter oder aus diesem heraus ein Verrutschen des Siebes zuverlässig vermieden wird.

[0011] Noch ein weiterer Vorteil des Laserbelichters besteht darin, dass das Sieb samt Rahmen durch Auflegen auf die Siebhalterung in die endgültige Position gebracht wird. Dabei wird der Rahmen durch die Positionierstifte exakt platziert und gehalten, während das Sieb durch das Eigengewicht des Rahmens gespannt wird. Folglich kann das Sieb maschinell auf die Siebhalterung aufgelegt werden, was zu einer Kostensenkung führt.

[0012] Dabei hat es sich als Vorteilhaft erwiesen, die Positionieröffnungen korrespondierend, passgenau und spielfrei zu den Positionierstiften auszubilden, damit eine exakte Positionierung des Siebes erreicht wird.

[0013] In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Positionieröffnung als Langloch auszubilden und die andere Positionieröffnung als Kreisrundes Loch beizubehalten. Hierdurch wird erreicht, dass über die kreisrunde Positionieröffnung eine exakte Positionierung des Siebes gewährleistet wird, dass über den zweiten Positionierstift ein verrutschen oder verdrehen des Siebes zuverlässig erreicht wird, und dass aber über das Langloch ein Verkanten des Rahmens beim Ablegen des Siebes in der Siebhalterung oder beim Holen des Siebes von der Siebhalterung vermieden wird.

[0014] Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine solche als Siebauflage ausgebildete Siebspannvorrichtung sehr kostengünstig herstellbar ist, da dieses konstruktiv sehr einfach ist und über keine beweglichen Teile verfügt.

[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Siebauflage als umlaufenden, nach oben abstehenden Steg auszubilden, wobei auf dem Steg eine plane Auflagefläche ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass durch einen solchen Steg eine großflächige Auflage für das Sieb vorgehalten wird, so dass die Flächenpressung im Einzelnen niedrig bleibt, so dass das Sieb nicht beschädigt wird. In einer alternativen Ausführungsform ist die Siebauflage aus mindestens vier nach oben ragenden Stempeln gebildet, wobei jeder Stempel eine plane Auflagefläche aufweist und wobei die Auflagefläche und der Stempel miteinander fluchten. Eine solche durch Stempel ausgebildete Siebauflage ist kostengünstig in der Herstellung und spannt das Sieb ebenfalls in der oben beschriebenen Weise.

[0016] Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Siebauflage am Rand des Siebes, jedoch nicht im Bereich des Rahmens anzuordnen, damit das Sieb zwar gespannt, aber die zu belichtende Fläche dennoch vergleichsweise groß gehalten werden kann.

[0017] Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Laserbelichters ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Laserbelichters mit einem in einem Rahmen gehaltenen Sieb;

Fig. 2

eine Seitenansicht des Laserbelichters gemäß Fig. 1 zu einem ersten Zeitpunkt;

Fig. 3

eine Seitenansicht des Laserbelichters gemäß Fig. 1 zu einem zweiten Zeitpunkt;

Fig. 4

eine Draufsicht auf eine Siebhalterung des Laserbelichters gemäß Fig. 1, mit einem aufgelegten Sieb;

Fig. 5

eine Seitenansicht des Laserbelichters gemäß Fig. 1 zu einem dritten Zeitpunkt;

Fig. 6

eine Ausschnittsvergrößerung des Laserbelichters gemäß Fig. 1, entsprechend einer Linie VI in Fig. 5;

Fig. 7

eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Siebes.

[0018] In Figur 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Teil eines erfindungsgemäßen Laserbelichters dargestellt. Dieser Laserbelichter umfasst eine linear verfahrbare Siebhalterung 10, die in einer entsprechenden Führungsbahn 12 linear verfahrbar gehalten ist. Die Siebhalterung 10 umfasst einen im Wesentlichen waagerecht ausgerichteten Tisch 14, an dessen Rand zwei senkrecht abstehende Positionierstifte 16, 18 angebracht sind. Darüber hinaus ist auf dem Tisch 14 ein umlaufender und nach oben abstehender Steg 20 vorgesehen, an dessen Oberseite eine Siebauflage 22 ausgebildet ist. Dabei ist die Oberseite des Steges 20 als eine plane Auflagefläche ausgebildet, auf die ein Sieb 24 auflegbar ist.

[0019] In einem hier nur angedeuteten Kasten 26 des Laserbelichters ist der eigentliche Laser untergebracht, wobei die Siebhalterung 10 durch Verfahren entlang der Führungsbahn 12 derart unter den Laser gefahren werden kann, dass das auf der Siebauflage 22 aufliegende Sieb 24 exakt im Fokus des Lasers positioniert ist.

[0020] Nachfolgend wird das Auflegen bzw. Spannen des Siebes 24 im Einzelnen wie folgt geschildert:

[0021] Das für den Siebdruck benötigte Sieb 24 ist in allgemein bekannter Weise in einem Rahmen 28 unter einer gewissen Vorspannung gehalten. In dem Rahmen 28 sind an einer definierten Stelle zwei Positionieröffnungen 30, 32 vorgesehen, in die später die Positionierstifte 16, 18 eingreifen werden. Zum Laserbelichten eines derart vorbereiteten Siebes 24 wird das Sieb 24 samt dem Rahmen 28 auf die entlang der Führungsbahn 12 nach vorne gezogene Siebauflage 10 aufgelegt. Wie den Figuren 2 bis 6 zu entnehmen ist, wird dabei das Sieb 24 auf den umlaufenden Steg 20 derart aufgelegt, dass das Sieb 24 direkt auf der Siebauflage 22 zur Anlage kommt, während der Rahmen 28 vom Sieb 24 gehalten frei in der Luft schwebt. Gleichzeitig wird der Rahmen 28 so positioniert, dass die Positionierstifte 16, 18 durch die Positionieröffnungen 30, 32 hindurchreichen, so dass der Rahmen 28 an einer definierten Stelle der Siebhalterung 10 positioniert ist.

[0022] Wie Fig. 3 im Detail zu entnehmen ist, hängt dabei der Rahmen 28 freischwebend in der Luft und während lediglich das Sieb 24 auf der Siebauflage 22 aufliegt. Durch das Eigengewicht des in der Regel aus Metall bestehenden Rahmens 28 wird dabei das Sieb 24 auf der Siebauflage 22 gehalten und sogar ein bisschen gespannt. Nachdem die Position der Siebauflage 22 exakt vorbekannt ist, ist auch die Position des nun direkt auf die Siebauflage 22 aufgelegten Siebes 24 exakt bekannt, so dass beim Einschieben der Siebhalterung 10 entlang der Führungsbahn 12 unter den Kasten 26 die Position des Siebes 24 exakt bekannt ist mit der Folge, dass der Laser entsprechend präzise fokussiert werden kann, um eine scharfes Bild auf das Sieb 24 zu projizieren.

[0023] Nachdem das Sieb 24 entsprechend laserbelichtet ist, braucht die Siebhalterung 10 lediglich entlang der Führungsbahn 12 wieder vorgezogen werden, bevor das Sieb zur weiteren Bearbeitung von der Siebauflage 22 entfernt wird.

[0024] In einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Siebauflage statt des umlaufenden Steges auch durch eine Anzahl, vorzugsweise vier, Stempel gebildet werden, die an ihrer Stirnseite ebenfalls eine plane Auflagefläche aufweisen.

[0025] In noch einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann das Sieb auch vertikal angeordnet werden und beispielsweise mittels eines Schlittens in den Fokus des Laserbelichters gefahren werden. Bei dieser Ausführungsform kann das Sieb durch entsprechend verfahrbare Stempel oder durch einen entsprechend verfahrbaren umlaufenden Steg vorgespannt werden. Dabei werden die Stempel bzw. dabei wird der Steg horizontal bewegt und quer zur Siebfläche an das Sieb herangefahren, solange bis das Sieb entsprechend gespannt ist. Dann kann anhand der Position der Auflageflächen der Stempel bzw. des Stege die exakte Position des Siebes bestimmt werden, so dass der Laser auf diese Position fokussiert werden kann.

[0026] In einer in Figur 7 dargestellten alternativen Ausführungsform ist im Sieb 24' eine erste Positionierungsöffnung 30' kreisrund ausgebildet, während die zweite Positionierungsöffnung 32' als Langloch ausgebildet ist. Hierdurch wird ein Verkanten des Rahmens 28' beim Ablegen des Siebes 24' auf der Siebhalterung 10 oder beim Abnehmen des Siebes 24' von der Siebhalterung 10 vermieden.

Bezugszeichenliste:

[0027] 

10

Siebhalterung

12

Führungsbahn

14

Tisch

16

Positionierstifte

18

Positionierstifte

20

Steg

22

Siebauflage

24, 24'

Sieb

26

Kasten

28, 28'

Rahmen

30, 30'

Positionieröffnungen

32, 32'

Positionieröffnungen

Ansprüche

1. Laserbelichter zur Belichtung eines in einem Rahmen (28) gehaltenen Siebes (24), mit einer Belichtungseinheit, mit einer Siebhalterung (10) zur definierten Positionierung des zu belichtenden Siebes (24) und mit einem in einem Rahmen (28) gehaltenen Sieb (24),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Siebhalterung (10) eine Siebauflage (22) mit einer definierten Auflagefläche umfasst, wobei die Siebauflage (22) so angeordnet ist, dass das Sieb (24) auf der Siebauflage (22) aufliegt, während der Rahmen (28) neben der Siebauflage (22) vom Sieb (24) gehalten frei schwebt, und dass an der Siebhalterung (10) mindestens ein Positionierstift (16, 18) angebracht ist, der in eine am Rahmen (28) vorgesehene Positionieröffnung (30, 32) eingreift, sofern das Sieb (24) auf der Siebauflage (22) aufliegt.

2. Laserbelichter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass genau zwei Positionierstifte (16,18) und zwei Positionieröffnungen (30, 32) vorgesehen sind.

3. Laserbelichter nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Positionierstifte (16, 18) einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.

4. Laserbelichter nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Positionierstifte (16, 18) passgenau und spielfrei in die Positionieröffnungen (30, 32) eingesetzt sind.

5. Laserbelichter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass beide Positionierstifte einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, während eine Positionieröffnung (30') im Querschnitt kreisrund ausgebildet ist und einen Positionierstift passgenau und spielfrei aufnimmt, während die andere Positionieröffnung (32') als Langloch ausgebildet ist, in der der Positionierstift in einer Richtung passgenau und spielfrei aufgenommen wird und in der anderen Richtung Spiel hat.

6. Laserbelichter nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Siebauflage (22) als umlaufender, nach oben abstehender Steg (20) ausgebildet ist, wobei am Steg (20) eine plane Auflagefläche ausgebildet ist.

7. Laserbelichter nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Siebauflage mindestens vier nach oben ragende Stempel umfasst, wobei jeder Stempel eine plane Auflagefläche aufweist, und wobei die Auflageflächen der Stempel miteinander fluchten.

8. Laserbelichter nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Siebauflage (22) am Rand des Siebes (24) zur Anlage kommt.

Claims

1. A laser exposure apparatus for exposing a screen (24) held in a frame (28), said laser exposure apparatus having an exposing unit, a screen holding device (10) for defined positioning of the screen (24) to be exposed and a screen (24) held in a frame (28),
characterized in
that said screen holding device (10) includes a screen support (22) having a defined supporting surface, said screen support (22) being arranged for said screen (24) to rest on said screen support (22) whilst said frame (28) is freely suspended beside said screen support (22), being held by said screen (24), and that at least one positioning pin (16, 18) is mounted to said screen holding device (10) and engages into a positioning opening (30, 32) provided on said frame (28) if said screen (24) rests on said screen support (22).

2. The laser exposure apparatus as set forth in claim 1,
characterized in
that exactly two positioning pins (16, 18) and two positioning openings (30, 32) are provided.

3. The laser exposure apparatus as set forth in any one of the previous claims,
characterized in
that the positioning pins (16, 18) have a circular cross section.

4. The laser exposure as set forth in any one of the previous claims,
characterized in
that the positioning pins (16, 18) are adapted to be inserted into the positioning openings (30, 32) so as to correspond to, and register with zero clearance with, said positioning pins.

5. The laser exposure apparatus as set forth in claim 2,
characterized in
that the two positioning pins have a circular cross section, with one positioning opening (30') being configured to have a circular cross section for registering with and receiving with zero clearance a positioning pin, whilst the other positioning opening (32') is configured to be a long hole for registering with and receiving, in one direction with zero clearance and in the other direction with clearance, said positioning pin.

6. The laser exposure as set forth in any one of the previous claims,
characterized in
that the screen support (22) is configured as a perimeter ledge (20) projecting upward, a planar supporting surface being formed on said ledge (20).

7. The laser exposure as set forth in any one of the previous claims,
characterized in
that the screen support includes at least four upwardly projecting stamps, with each stamp comprising a planar supporting surface and said supporting surfaces of the stamps being aligned.

8. The laser exposure as set forth in any one of the previous claims,
characterized in
that the screen support (22) is brought to fit against the border of the screen (24).

Revendications

1. Dispositif d'insolation laser destiné à illuminer un écran (24) retenu dans un cadre (28), avec une unité d'insolation, avec un dispositif de retenue (10) de l'écran destiné à positionner de façon définie l'écran (24) à exposer au rayonnement laser et avec un écran (24) retenu dans un cadre (28),
caractérisé en ce
que le dispositif de retenue (10) de l'écran comprend un support (22) de l'écran avec une surface de support définie, le support (22) de l'écran étant disposé de telle sorte que l'écran (24) repose sur le support (22) de l'écran, tandis que le cadre (28) est retenu par l'écran (24), flottant librement à côté du support (22) de l'écran, et qu'au moins un pion de positionnement (16, 18) est monté sur le dispositif de retenue (10) de l'écran et s'engage dans une ouverture de positionnement (30, 32) prévue sur le cadre (28) lorsque l'écran (24) repose sur le support (22) de l'écran.

2. Dispositif d'insolation laser selon la revendication 1,
caractérisé en ce
que sont prévus exactement deux pions de positionnement (16, 18) et deux ouvertures de positionnement (30, 32).

3. Dispositif d'insolation laser selon une au moins des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que les pions de positionnement (16, 18) sont de section circulaire.

4. Dispositif d'insolation laser selon une au moins des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que les pions de positionnement (16, 18) sont placés en contact intime et sans jeu dans les ouvertures de positionnement (30, 32).

5. Dispositif d'insolation laser selon la revendication 2,
caractérisé en ce
que les deux pions de positionnement sont de section circulaire tandis qu'une ouverture de positionnement (30') est de section circulaire et reçoit en contact intime et sans jeu un pion de positionnement, tandis que l'autre ouverture de positionnement (32') est conformée en forme de trou oblong recevant le pion de positionnement en contact intime et sans jeu dans un sens et avec jeu dans l'autre sens.

6. Dispositif d'insolation laser selon une au moins des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que le support (22) de l'écran est conformé sous forme de moulure (20) périphérique faisant saillie vers le haut, une surface de support plane étant formée sur la moulure (20).

7. Dispositif d'insolation laser selon une au moins des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que le support de l'écran comprend au moins quatre pièces de support faisant saillie vers le haut, chaque pièce de support comportant une surface de support plane et les surfaces de support des pièces de support étant alignées les unes sur les autres.

8. Dispositif d'insolation laser selon une au moins des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que le support (22) de l'écran vient en appui contre le bord de l'écran (24).

Zeichnung