制作丝网的设备

本发明涉及一种制作丝网的设备，尤其涉及 一种能够很容易地进行丝网制作和减少制作时间 的丝网制作设备同时能达到改善图案的分辨率。

通过向织物局部提供染料的方法，织物可以 印制成所需的图案。这样的印制是通过一种旋转 丝网印刷方法或平板丝网印刷方法所实现。按照 旋转丝网印刷方法，图案是以连续方式在织物上 形成。按照平板丝网印刷方法，图案是以间断方 式在织物上形成。两种印制方法都使用了一个形 成有所需图案的多孔丝网。在这个多孔丝网中， 一部分未提供有染料的孔被树脂所阻塞，而一部 分提供有染料的孔仍维持其原样。因此，染料是 有选择地通过该丝网的开孔提供给织物。在用于 连续印制的旋转丝网印刷方法中，通常使用一个 由薄金属片构成的圆柱型鼓。用于形成这类旋转 丝网鼓的方法包括使用照相排版胶片的光阻材料 法和使用二氧化碳激光束的方法。

参看附图1，图中显示了使用上述旋转丝网鼓 成象方法制作丝网的过程。在附图1中，A部分 显示按照二氧化碳激光束的方法制作丝网的过 程，而B部分显示按照光阻材料法制作丝网的过 程。使用二氧化碳激光束的丝网制作方法与使用 照相排版胶片的丝网制作方法相比各有其利弊。 这种利弊如以下的表1所示。

              表1 使用二氧化碳激光束的丝网制作方法与使用 照相排版胶片的丝网制作方法相比的利弊 优点 1.消除了胶片制作过程 2.减少了丝网制作时间 缺点 1.增加了丝网制作系统的安装费用 2.降低了分辨率 在使用光阻材料法的丝网制作方法中，使用了照 相排版胶片制作过程，包括光学转移利用计算机 辅助设计(CAD)在一个胶片上形成的图案以及 洗印该成象胶片的步骤。但是，这种方法是很成 问题的，因为它要使用昂贵的胶片和昂贵的胶片 制作机器，要花费很多时间用于照相排版胶片的 制作。

另一方面，由于丝网的图案是使用二氧化碳 激光束形成的，在使用照相排版胶片的丝网制作 方法中不要求使用胶片制作过程，所以，使用二 氧化碳激光束的丝网制作方法有其优点。但是， 这种方法也存在安装费用增加以及最终得到的图 案的分辨率降低的缺点。这一点将作详细描述。

在使用二氧化碳激光束的情况下，减小由所 使用的凸透镜形成的焦点的尺寸是很困难的。例 如，即使当使用了具有2.5英寸短焦距的凸透镜 时，也很难获得100微米或更小尺寸的焦点。使 用这种短焦距的透镜导致短深度的焦点。由于这 个短深度的焦点，焦点的位置可能很容易发生变 换，即使在旋转丝网的旋转期间发生了微小的变 化。在这种情况下，焦点尺寸将发生显著的变化。 出于这一理由，要使用一个称为“振动衰减仪” 的复合装置来将丝网的表面固定在聚焦位置处。 然而，这种振动衰减仪比较昂贵，使用也不方便。

正是考虑到传统的丝网制作方法中存在上述 问题，本发明才得以出台。本发明的目的在于， 提供一种丝网制作方法，它能很容易地制作出具 有展示高分辨率的图案的丝网，而不需要使用任 何引起安装费用增加的胶片制作过程。

本发明的另一个目的在于，提供一种有效实 现上述丝网制作方法的设备，该设备成本低廉， 便于使用，不仅可以用于旋转丝网的制作，而且 可以用于使用过的丝网的再生。

根据第一个方面，本发明提供了一种制作丝 网的方法，包括的步骤为：将照相排版树脂涂层 到要形成所需图案的丝网上；利用紫外线激光束 固化相应于该图案的一部分照相排版树脂；清洁 丝网；和再固化该照相排版树脂。

最好是，用于固化涂层在丝网上的照相排版 树脂的紫外线激光束可以是氩离子激光束或氦镉 激光束。

丝网可以是一个用以在织物上以连续方式构 成图案的旋转丝网或者是一个用以在织物上以间 断方式构成图案的平板丝网。

丝网用过之后，可以通过使用二氧化碳激光 束溶烧涂层在该丝网上的热固化树脂来再生。

根据另一个方面，本发明提供了一种制作丝 网的设备，它包括：丝网，其上涂敷了照相排版 树脂以具有希望的图案；紫外线激光束生成器， 用于生成紫外线激光束，以便将照相排版树脂固 化在所述丝网上；A/O调制器，用于为紫外线激 光束屏蔽或开放路径；光束传送和聚焦器，用于 向所述丝网传送紫外线激光束，并将所传送的紫 外线激光束聚焦到所述丝网上；和CO2激光束生 成器，其中，紫外线激光束和由CO2激光束生成 器生成的CO2激光束顺序作用在光束传送和聚焦 器上，从而既获得形成图案功能，又得到丝网再 生功能。

在另一个实施方案中，一种制作丝网的设备， 包括：丝网，其上涂敷了照相排版树脂以具有希 望的图案；氩离子或氦-镉激光束生成器，用于 生成氩离子或氦-镉激光束，以便将照相排版树 脂固化在所述丝网上；A/O调制器，用于为氩离 子或氦-镉激光束屏蔽或开放路径；光束传送和 聚焦器，用于向所述丝网传送氩离子或氦-镉激 光束，并将所传送的氩离子或氦-镉激光束聚焦 到所述丝网上；和CO2激光束生成器，其中，氩 离子或氦-镉激光束和由CO2激光束生成器生成 的CO2激光束顺序施加到所述光束传送和聚焦 器，从而既获得形成图案功能，又得到丝网再生 功能。

该设备还包括一定数量的激光束引导镜，分 布在所述CO2激光束生成器的下游。

该设备还包括一个用以在织物上以间断方式 构成图案的平板丝网。

该设备还包括一个以连续方式布置在所述A/O 调制器下游的光束开关盒，用以反射从所述A/O 调制器射出的激光束；和一个镜面控制器，用以 控制激光束引导镜，使反射光束辐射到所述平板 丝网上。

作为一种选择，所述丝网是一个旋转丝网用 以在织物上以连续方式构成图案，并且控制所述 激光束，使其通过所述光束开关盒。

如果根据本发明使用二氧化碳激光束替代紫 外线激光束，就可解决使用二氧化碳激光束情况 下所带来的问题。这是因为紫外线激光束具有较 小的焦点尺寸，故而能以微细点的形状聚焦。而 且紫外线激光束几乎不会受到在丝网高速旋转期 间所产生的振动的影响。

在以下结合附图对实施例的描述中，本发明 的其他目的和方面将变得更为明显。附图中：

图1是图示制作旋转丝网的传统方法的流程 图，其中A部分显示了使用二氧化碳激光束的丝 网制作方法，而B部分显示了使用光阻材料法的 丝网制作方法；

图2是示意图，显示了当使用氩离子激光束 (主要是指波长为351纳米)时，所确立的波长 焦距、焦点直径和焦点深度之间的关系；

图3是流程图，显示了根据本发明使用紫外 线激光束的丝网制作方法的顺序步骤；

图4是示意图，显示了根据本发明的方法用 于制作丝网的设备；和

图5显示了图4的设备中包括的光束传送和 聚焦器。

根据本发明，提供了一种丝网制作方法，它 使用紫外线激光束用以当在照相排版树脂上成象 时，固化涂层在丝网上的照相排版树脂。图2显 示当氩离子激光束(主要指波长为351纳米)用 作该紫外线激光束以固化涂层在丝网上的照相排 版树脂时，所确立的波长、焦距、焦点直径和焦 点深度之间的关系。在图2中，参考字符“L”代 表一个聚焦透镜，“λ”代表所使用的激光束的 波长，“F”代表所形成焦距，“b”代表焦点深 度，“ω1”代表光束直径，“ω2”代表焦点直径。 “ω2”和“b”由以下等式表达：

ω2＝8λF/πω1

b＝(8λ/π)(F/ω1)2

有关二氧化碳激光束和离子激光束的相应数 据由下表2所示：

                  表2 二氧化碳激光束和离子激光束之间的比较

        λ(μm)  F(mm)  ω1(mm)  ω2(μm)  b(μm) 二氧化碳    10.6     63.5   15       114       483 激光束

        0.351    63.5   2        28        901 氩离子激    0.351    127    2        56        3,605 光束

        0.351    254    2        112       14,423 在使用氩离子激光束的情况下，要得到112μm的 焦点直径，应使用具有254mm长焦距的聚焦透 镜。另一方面，在使用二氧化碳激光束的情况下， 可以使用具有63.5mm短焦距的聚焦透镜以得到 112μm的焦点直径。在使用二氧化碳激光束的情 况下，可以得到438μm的焦点深度。在使用氩离 子激光束的情况下，可以得到14,324μm的焦点 深度，大约为使用二氧化碳激光束的情况下得到 的焦点深度的30倍。这些结果意味着，当使用 氩离子激光束时，可以构成具有高分辨率的图 案，而且不会受到在丝网高速旋转期间所产生的 振动的影响。

图3是流程图，显示了根据本发明使用紫外 线激光束的丝网制作方法的顺序步骤。本发明的 方法既可用于旋转丝网，也可用于平板丝网。根 据本发明的方法，照相排版树脂被涂层到丝网 上。该涂层照相排版树脂，通过使用紫外线激光 束，有选择地固化与根据如CAD设计的所需图 案相应的部分。然后对该丝网进行清洁步骤，以 去除该照相排版树脂的已固化部分。在这个丝网 中，一部分未提供有染料的孔被树脂所阻塞，而 一部分提供有染料的孔仍维持其原样。根据所使 用的树脂的种类，未固化的树脂部分也可以去 除。完成清洁步骤之后，留在丝网上的树脂被再 固化。由此，丝网的制作便得以完成。利用制作 好的丝网，便可在织物上构成所需的图案。当丝 网不再需要使用时，利用二氧化碳激光束熔烧其 上的树脂。从而使该丝网再生，以备将来使用。

图4显示了根据本发明的方法用于制作丝网 的设备。图5显示了图4的设备中包括的光束传 送和聚焦器。

现在详细描述根据本发明的丝网制作设备的 结构和操作。

在图4中，A部分是一个该丝网制作设备所 包含的旋转刻印装置，用以制作旋转丝网，而B 部分显示了一个该丝网制作设备所包含的平板丝 网制作装置，用以制作平板丝网。

首先详细描述图4的A部分显示的该旋转刻 印装置的操作。从氩离子激光束生成器7生成的 激光束，尤其是紫外线激光束，经由一个A/O调 制器6通过一个光束开关盒5。从该光束开关盒 5射出的激光束进入一个旋转刻印旋转器3。在 该旋转刻印旋转器3中，该光束通过一个光束传 送和聚焦器4，从而聚焦到布置在该旋转刻印旋 转器，3中的一个旋转丝网12的表面。该旋转丝 网12，涂层有照相排版树脂，它以大约1,200rpm 的高速旋转。要在该旋转丝网12的表面上构成 所需的图案，根据CAD数据，通过一个控制器11 控制该A/O调制器6。在图4中，CAD数据由标 号“10”表示。控制器11将该CAD数据10与该 旋转丝网12的旋转部分工作连接，并根据该旋 转丝网12的旋转位置控制该A/O调制器6打开 或屏蔽激光束的路径。相应地，有选择地固化涂 层在该丝网表面上的照相排版树脂，以构成所需 的图案。在固化该照相排版树脂之后，对丝网进 行清洁步骤和再固化步骤。由此，旋转丝网的制 作便得以完成。

如果有必要去除涂层在该旋转丝网表面上的 树脂，以再生丝网，则使用二氧化碳激光束1。 二氧化碳激光束1被布置在该旋转刻印装置中的 一定数量的激光束引导镜2所反射。该反射光束 再经由该光束传送和聚焦器4传送到该丝网的表 面。然后该光束聚焦到该丝网的表面，从而借助 于光束能量去除该涂层树脂。由此，该丝网得以 再生，供将来使用。

为了生成该二氧化碳激光束，本发明的丝网 制作设备包括一个二氧化碳激光束生成器。当紫 外线激光束和二氧化碳激光束顺序施加到该光束 传送和聚焦器时，既可得到构成图案功能，也可 得到丝网再生功能。

现在详细描述图4中B部分所示的平板丝网 制作装置。可以将氩离子激光束生成器7有选择 地用于该旋转刻印装置和平板丝网制作装置。对 于平板丝网制作装置，从该氩离子激光束生成器 7生成的激光束，在通过该A/O调制器6后，被 布置在该光束开关盒5中的一面镜子以90度反 射，从而进入一个镜面控制器8。此后，该激光 束被镜面控制器8辐射到一个平板丝网9。在这 种情况下，按照CAD数据10控制该A/O调制器 6和镜面控制器8，使该激光束以可控制的方式 辐射到该平板丝网9，从而有选择地固化涂层在 该平板丝网9上的照相排版树脂。在固化该照相 排版树脂之后，对该丝网进行清洁过程和再固化 过程。由此，该平板丝网的制作便得以完成。

根据本发明，将紫外线激光束有选择地用于 该旋转刻印装置和平板丝网制作装置。由此提高 了激光束的使用率，最大限度地发挥了该激光束 的效率。

特别地，由于紫外线激光束展示出较小的焦 点尺寸和较小的焦点深度，在有关旋转丝网的旋 转期间所产生的振动问题的意义上讲，本发明具 有优点。换句话说，可以构成具有高分辨率的图 案，而无须使用任何附加的振动衰减装置用于将 旋转丝网表面固定在聚焦位置处。

从上述可见，本发明提供了一种不要求任何 包含增加安装成本的胶片制作过程的丝网制作方 法，从而能够很容易地制作丝网，并减少为提高 所得到的图案的分辨率而花费的制作时间。本发 明完全消除了使用二氧化碳激光束的传统方法中 所具有的缺点。

虽然为了描述的目的，只披露了本发明的优 选实施例，但对现有技术领域中的普通技术人员 而言，各种改动、增加和减少都是可能的，但都 不脱离权利要求书所述的发明的范围和精神。