具有减少的热聚合的印版曝光方法和设备与流程

具有减少的热聚合的印版曝光方法和设备


背景技术：

1.在固化柔性版聚合物印版的领域中，通常已知的是，对光聚合物施加冷却以避免聚合物被固化光的能量过度加温，该固化光在本文中被称为“光化辐射”，例如紫外线(uv)范围内的辐射。制版商通常试图避免聚合物的过度加温，以避免不期望的附加热聚合，这可能会加宽印版中的某些小特征和/或可能扭曲印刷中的目标色调曲线。
2.已知的版冷却系统和方法在美国专利号5,983,800中描述并且实施在现有技术的曝光单元中，例如uv管曝光单元model2000eclf。在该dupont单元中，版被设置在水冷支撑床上，同时由荧光管产生uv辐射。
3.发光二极管(led)曝光单元也使用冷却。由flint group制造的next曝光系统具有气刀，其将空气从曝光头的前缘吹到聚合物上。如本文所使用的，术语“前缘”是指曝光头的沿源和版之间的行进方向定位的边缘，并且“后缘”是指与该行进方向相反定位的边缘。同样，系统从不随uv头行进方向变化的固定位置以固定方向从平台的一端(其上设置版)到另一端产生空气冲洗。因此，当所述头沿已知照射版的“向前”方向移动时，冷却空气从前缘流动至后缘。通常，这种系统中的uv头在沿相反方向的移动期间不照射版以重置到向前行进的开始，这是因为否则，对于版的中心相对开始和结束边缘曝光步骤的时序将会不同。
4.申请人发现现有技术中没有提及气流相对于移动方向的布置的任何具体优点。


技术实现要素：

5.本发明的一个方面涉及一种用于固化可通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物印版的系统。该系统包括：用于接收光聚合物印版的基板；与该基板隔开的光化辐射源；用于提供源与基板之间沿移动方向的相对运动的装置，该移动方向限定源的前缘和源的后缘；以及冷却空气处理系统，其构造成仅沿从后缘到前缘的方向将一定体积的冷却空气引导到辐射源和印版之间的间隙中。移动的冷却空气的体积可以是可控的。该光化辐射源可包括一个或多个uv led源，例如其中，该一个或多个uv led源包括uv led点源的阵列。该一个或多个uv led源在该移动方向上可具有在10-60cm的范围内的辐射发射横向尺寸。在一些实施例中，冷却空气处理系统可具有附接到辐射源的出口，该出口可被构造成相对于由印版限定的平面表面以小于45度的角度引导所述体积的移动的冷却空气。在其他实施例中，冷却空气处理系统还可包括固定在基板的一端或两端处的一个或多个空气出口。在这样的实施例中，冷却空气可被容纳在基板和盖之间，或者容纳在基板和箔之间，该箔具有附接到源的后缘的一端，以及设置在与空气出口相邻设置的滚轴上的另一端。
6.在一些实施例中，空气处理系统包括一个或多个风扇，并且该一个或多个风扇的速度可以是可控的。该一个或多个风扇可具有进气口，其中空气过滤器被设置在该进气口中。在实施例中，该一个或多个风扇与光化辐射源的后缘相邻设置。在其他实施例中，空气处理系统包括连接到歧管的管道，该歧管设置成将移动的冷却空气引导到该间隙中。在一些实施例中，空气处理系统被连接到压缩空气源，以便产生所述体积的冷却空气，并且一些
系统可包括空气压缩机作为该压缩空气源。空气处理系统可包括构造成降低气流的温度的热交换器，例如具有连接到该热交换器的水源的水冷式热交换器，所述水源例如为供给用于冷却辐射源的冷却系统的相同水源。
7.该系统可包括构造成控制光化辐射源和基板之间的相对运动的控制器，其中该系统被构造成沿第一相对移动方向和与该第一相对移动方向相反的第二相对移动方向发射光化辐射。在这样的实施例中，该控制器可被构造成与移动方向协调地改变移动的冷却空气的方向，使得沿第一移动方向和第二移动方向两者，冷却空气从后缘行进到前缘。在一些实施例中，其中空气处理系统包括定位成从辐射源的第一侧排放空气的第一组的一个或多个风扇以及定位成从辐射源的第二侧排放空气的第二组的一个或多个风扇，该控制器可被构造成当所述后缘处于所述第一侧上时激活第一组风扇并停用第二组风扇，以及当所述后缘处于所述第二侧上时激活第二组风扇并停用第一组风扇。在其他实施例中，其中所述空气处理系统包括连接到管道的单组的一个或多个风扇，所述管道连接到设置成引导移动的冷却空气的歧管，所述控制器可被构造成控制所述单组的一个或多个风扇的旋转方向，使得所述歧管基于所述移动方向作为空气的排放口或空气的进气口，使得沿第一移动方向和第二移动方向两者，所述冷却空气从所述后缘行进到所述前缘。在再其他的实施例中，其中所述空气处理系统包括定位成从辐射源的第一侧排放空气的第一歧管以及定位成从辐射源的第二侧排放空气的第二歧管，设置在所述第一歧管和所述第二歧管上游的管道中的阀可具有空气仅流动到所述第一歧管的第一位置和空气仅流动到所述第二歧管的第二位置，其中所述控制器构造成当所述后缘处于所述第一侧上时使所述阀处于所述第一位置，并且当所述后缘处于所述第二侧上时使所述阀处于所述第二位置。
8.本发明的另一方面涉及一种用于固化包含可通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物的印版的方法。该方法包括以下步骤：将印版设置在与光化辐射源隔开限定间隙的位置；从光化辐射源发射辐射，同时引起光化辐射源和版之间沿移动方向的相对移动，该移动方向限定相对于该移动方向的源的前缘和源的后缘；以及在该间隙中引导一定体积的移动的冷却空气，其中，空气仅从后缘行进到前缘。所述方法可包括沿第一相对移动方向和与所述第一相对移动方向相反的第二相对移动方向从所述源发射辐射，并且与所述移动方向协调地改变所述移动的冷却空气的方向，使得在沿所述第一相对移动方向和所述第二相对移动方向两者的相对移动期间，所述冷却空气从所述后缘行进到所述前缘。该方法可包括：基于固化条件来调整移动的冷却空气的体积；将冷却空气的温度降低到环境温度以下；在湍流气流状态下提供所述体积的移动的冷却空气；过滤冷却空气；或者任何上述操作的组合和排列。该方法可包括从附接到源的空气出口引导空气，并且特别地相对于印版的平面以45度的角度引导空气。该方法还可包括从固定在基板的一端或两端处的一个或多个空气出口引导空气。
9.本发明的另一个方面涉及一种用于固化可通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物印版的系统。该系统包括用于接收光聚合物印版的基板和光化辐射源，该光化辐射源与所述基板隔开足够的距离，以在辐射源和设置在所述基板上的所述印版之间限定间隙，所述源能够操作以将光化辐射引导向所述基板。用于提供相对运动的装置引起源和基板之间沿移动方向的这种相对运动，该移动方向相对于该移动方向限定源的前缘和源的后缘；并且具有附接到辐射源的出口的冷却空气处理系统被构造成将一定体积的冷却空气引导到
所述间隙中，其中冷却空气沿从后缘到前缘的方向移动。
10.本发明的另一方面涉及一种用于固化包含可通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物的印版的方法。该方法包括以下步骤：将印版设置在与光化辐射源隔开限定间隙的位置；从光化辐射源发射辐射，同时引起光化辐射源和版之间沿移动方向的相对移动，该移动方向限定相对于该移动方向的源的前缘和源的后缘；以及将一定体积的移动的冷却空气从固定到辐射源的冷却空气出口引导到该间隙中，该移动的冷却空气从后缘行进到前缘。
附图说明
11.图1a是描绘了在固化操作中相对于印版的示例性辐射源的示意性侧视图。
12.图1b是与图1a的特征一致的在固化时根据版的位置的印版聚合物的温度的示图。
13.图2是用于本发明的实施例中的示例性空气处理器的剖视图。
14.图3a是与运动中的辐射源相邻定位的图2的示例性空气处理器的剖视图。
15.图3b是图2的空气处理器的主盖的透视图图片，该主盖连接到用于将空气处理器固定到辐射源的示例性安装支架。
16.图4a是示出了在具有从辐射源的前缘吹向后缘的冷却空气的情况下的曝光的版上的点失败测试结果的相关场的图片。
17.图4b是示出了根据本发明的实施例的在具有从辐射源的后缘吹向前缘的冷却空气的情况下的曝光的版上的点失败测试结果的相关场的图片。
18.图4c是示出了在未使用冷却空气的情况下的曝光的版上的点失败测试结果的相关场的图片。
19.图5是根据本发明的一个实施例的示例性系统的示意图。
20.图6a是具有两个风扇的实施例的一部分的示意图，该两个风扇用于为一系统提供冷却空气，该系统构造成在版和源之间的两个相对行进方向上提供固化辐射。
21.图6b是具有单个风扇的第一实施例的一部分的示意图，该单个风扇用于为一系统提供冷却空气，该系统构造成在版和源之间的两个相对行进方向上提供固化辐射。
22.图6c是具有单个风扇的第二实施例的一部分的示意图，该单个风扇用于为一系统提供冷却空气，该系统构造成在版和源之间的两个相对行进方向上提供固化辐射。
23.图7a是描绘了示例性曝光系统的示意性侧视图，该示例性曝光系统具有固定在与基板的一端相邻的位置的空气处理器，其中箔或帘具有附接到源的一端以及附接到与空气出口相邻设置的滚轴的相对端，以用于容纳空气出口和源的后缘之间的气流。
24.图7b是描绘了示例性曝光系统的示意性侧视图，该示例性曝光系统具有固定在与基板的一端相邻的位置的空气处理器，其中盖与基板隔开，以用于容纳气流。
具体实施方式
25.申请人已研究了空气冷却对光聚合物印版的固化的影响，并且令人惊讶地发现了当冷却空气仅从辐射源的后侧引导到聚合物版与源之间的间隙中时的性能优势。申请人因此发现了用于在uv曝光期间的光聚合物版的改进冷却的方法和设备。在实施例中，uv光源可为uv led，光聚合物版可以是具有激光可烧蚀掩模(lam)层的数字版，并且uv led阵列可在相对移动方向上具有相当大的的横向尺寸。通过将冷却空气从辐射源的后缘吹入到辐射
源和聚合物版之间的间隙中来施加冷却。
26.聚合物冷却理论
27.在利用商用曝光单元(即，xps crystal
tm
曝光单元)上的聚合物印版的uv曝光期间的空气冲洗的实验中，发明人发现，当气流从移动辐射源的后缘被引向前缘时，固化结果得到改善。
28.不受任何特定理论的束缚，据信所要求保护的布置结构为光聚合物提供了最高的冷却效率。移动辐射源(例如，uv led曝光头)在相对移动期间加热源下方的聚合物。在运动进行的同时，位于uv头下方的聚合物版上的任何点在温度上都会升高。当uv头的前缘与聚合物的下方区域对准时，温度仍接近环境温度，但当uv头的后缘经过相同区域时，温度已达到最大值。该最大值的绝对温度取决于环境/起始温度、uv辐照度、uv头的速度以及所述头的光学长度。
29.图1a中描绘了示出辐射源(例如，uv头)的典型的现有技术布置结构的该物理布置结构，并且图1b中描绘了与该物理布置结构一致的聚合物中的对应温度图。在图1b中，在给定时间可视化了不同位置处的聚合物版101的温度θ。聚合物的未处于uv头100下方且暴露于辐射102的所有部分都处于环境温度。在图上的点“a”处，沿箭头103的方向移动的uv头100刚刚开始照射聚合物。因此，点a处的温度刚刚开始上升到环境温度以上。在整个行程范围内已被uv头完全照射的点b处，温度已达到最大值并开始再次衰减回到环境温度。
30.除了uv聚合之外，高于特定阈值温度的温度还可能导致热聚合。由于这种附加的聚合，版上的小点比没有热聚合的情况变得更大。在某些条件下，热聚合可能会导致所谓的“线加宽效应”，其中聚合物印版中的线趋于打印得比所期望的更宽。
31.随着温度升高，热聚合的可能性也增加。因此，避免或降低点b处的温度峰值对于防止热聚合是最有效的。此外，在b处，聚合物与周围空气之间的温差处于最大值，从而使得来自uv头的后缘侧的空气冷却与来自前缘侧的冷却相比更高效。当从前缘侧吹送时，空气在从点a到点b的行进期间升温，从而使得在点b处空气和聚合物之间的温差较低。因此，一般来说，从后缘行进到前缘的空气冷却趋于使图1b中描绘的曲线中的尖峰变平。
32.尽管可应用其他冷却方法，但空气冷却是最高效的，因为其直接对版表面产生效果，并且温度升高的很大一部分由聚合物片的顶部上的成像掩模(imaged mask)引入。尽管现有技术的光聚合物版是具有lam层的数字版，但是该掩模可为膜或lam层。两种类型的掩模都是不透明的，并且吸收uv固化辐射，这意味着到达掩模的大部分辐射被转化成热能，由于掩模和聚合物之间的直接接触，该热能被传递到聚合物中。因此，例如，与版下方的水冷床相比，在lam层上方提供的空气冷却更高效。
33.图1a中描绘的构造示出了uv光源，该uv光源在版和uv头之间的相对移动103的方向上具有相当大的横向尺寸。在沿相对移动方向定向的led集中在相对小的线(例如，在移动方向上具有仅1
–
5cm的横向尺寸)中的布置结构中，与在移动方向上具有相当大的横向尺寸(例如，在10-60cm的范围内)的uv头中相比，施加冷却空气的一侧具有较小的影响，因此气流方向对于优化冷却效果变得特别重要。
34.在本文中示出和描述的布置结构中，冷却空气在处于uv头的后缘处的uv头的一侧处被施加到uv头与光聚合物版之间的间隙中。理想的是，空气体积是可调整的，以优化固化结果。各种实施例都是可能的。
35.在图3a中描绘的简单实施例中，包括一排的一个或多个风扇的空气处理器200沿uv头300的后缘304布置。尽管不限于任何特定构造，但是空气处理器300的主盖201可被安装到固定至uv头的壳体322的一个或多个安装支架320。主盖201和安装支架320的构造在图3b中更详细地示出。uv头300(以及与本发明相关的其他辐射源)的一般构造和内部结构是本领域中公知的，并且不在本文中详细论述。图2示出了配备有风扇203的空气处理器200的剖视图。在主盖201内，风扇203被安装在风扇承载板202上。如图2中所描绘的，风扇200的进气口205具有颗粒过滤器204，以从冷却空气滤除灰尘颗粒，否则这些颗粒可能粘附在聚合物表面上并影响固化过程。风扇相对于由板表面限定的平面以小于45
°
的角度β布置，其中空气出口206指向uv源308的表面306和设置在基板309上的聚合物版308之间的间隙310。如图2中所描绘的，每个风扇203被安装在承载板202上，并且除了进气口205处和出口206处之外，盖201围绕风扇。
36.气流的体积也对性能具有潜在影响。如果空气体积过大，则这可能会对lam层的尺寸稳定性具有负面影响。特别是，当提供过多的冷却气流时，已观察到小掩模开口的收缩。这种收缩可能会以不期望的方式减小印刷点的点尺寸。因此，具有可变气流控制的实施例是优选的，以便能够针对特定条件优化气流。
37.图5中描绘了示例性系统500的总体布置结构。冷却空气处理系统502被连接到位于版506上方的源504。相对移动系统508被构造成使源504沿箭头512的方向相对于版506移动。冷却空气系统包括空气源520、可选的热交换器522(其被连接到冷却剂源524)以及可选的气流方向控制元件526，该气流方向控制元件526控制冷却气流相对于源的方向。在实施例中，方向控制元件526还可被构造成控制冷却空气的量(例如，可转移和/或调节气流的一组的一个或多个阀)。控制器514被构造成至少控制相对移动系统508，并且在一些实施例中，控制冷却空气处理系统502的某些方面。如图5中所描绘的空气源旨在表示如本文所述的任何源，并且空气处理系统一般旨在表示如本文描述和描绘的任何构造，包括但不限于图6a-6c中的那些构造。特别地，气流方向控制元件526和控制器514旨在表示以下关于图6a-6c描述的所有构造，但不限于此，以及如下任何构造，即：所述构造使得控制器和空气处理器组合能够在沿一个方向的行进期间从辐射源的一个边缘供应空气，并且在沿相反方向的行进期间从相对边缘供应空气。控制器514还可通过本领域中已知的任何机构来控制气流的速率，例如通过控制其中空气处理器专用于曝光单元的系统中的风扇或压缩机速度，或者通过控制流控制阀，例如在具有非专用于曝光单元的空气源的系统中可更加实用。
38.热交换器522可包括水-空气热交换器，其中冷却剂源524是水，从而提供较低的空气温度，并且使得空气冷却更高效且更少地依赖于环境温度。用于热交换器的水供应可与用于冷却uv led的相同，或者以其他方式可独立于led冷却水。热交换器可存在于本文论述的任何构造中，放置在空气处理系统的进气口与聚合物版和uv头之间的间隙之间的气流中的某处。
39.尽管本文中主要描绘了使得风扇作为空气源，但是本发明不限于任何特定的冷却空气源。例如，在一些实施例中，冷却空气可由空气压缩机提供。该空气压缩机可以是曝光单元的专用空气冷却系统的一部分，或者可以是向全部或部分制造设施供应“工具空气”的压缩机。空气压缩机的输出可流过一个或多个过滤器和/或干燥器(例如，干燥剂)以去除不期望的颗粒和水分，包括用于整个工具空气系统的一个或多个过滤器/干燥器和/或专用于
曝光单元(或一组曝光单元)的一个或多个过滤器/干燥器。
40.在一些实施例中，例如图6c中所描绘的，空气可通过单个风机672加速，并通过通向歧管682的管道系统680引导和分配，该歧管682构造成在聚合物版676与源674之间的间隙中排放空气。虽然歧管入口的剖面相当于风机的出口剖面，但是歧管的出口部段可以是平行于uv头和聚合物版之间的间隙布置的窄缝。
41.在一些实施例中，例如图6a中所描绘的，如果期望，则辐射源604可被构造成在相对于版606的两个行进方向上发射光化辐射。在这样的实施例中，一个空气处理器(例如，风扇或一组风扇602、603)可被安装在所述头的每一侧上。然后，可根据辐射源的移动方向来打开和关闭这些空气处理器。
42.在图6b中描绘的其中辐射源在两个方向上操作的另一个实施例中，单个空气处理器633被安装到所述头，并且气流的方向根据uv头的移动方向反转，使得例如，风扇沿一个方向将空气吹入到间隙中，并且沿另一个方向从间隙中抽取空气。
43.在再其他的实施例中，例如在图6c中所描绘的实施例中，其中uv头利用单个空气处理器672在两个方向上操作，该空气处理器可将空气排放到管道680中，其中分流阀684位于空气处理器和设置在所述头的相对侧上的歧管681、682之间，使得空气处理器能够以单一旋转方向操作，并且取决于源的移动方向，该分流阀使空气从一个歧管或另一个歧管流动。
44.如从流体动力学已知的，湍流气流将比层流更高效地冷却，并且因此，空气处理系统可被构造成确保几何形状的湍流气流状态(例如，出口的有效直径可尺寸设定成使得即使在最低气流速率下，气流也处于湍流状态)。在一些实施例中，所述有效直径可以是可变的并且可由控制器以与预期或测量的流率同步的方式来控制(例如，基于供应给风扇的功率或者空气源下游的阀打开百分比，这是对于以适当的气流与此类变量的曲线为特征的系统)。例如，如本领域中公知的，一个或多个特征，诸如阻碍出口(未示出)处或附近的气流的可变部分的阻尼器或突出部(未示出)，可按照受控方式来减小出口的有效面积。
45.如本文所述的系统和方法适用于具有移动辐射源和固定版的平台系统，以及适用于辐射源固定且其上安装所述版的基板移动的系统。本文所述的方法和所有原理也适用于鼓式曝光单元，其中版被安装到移动鼓，并且辐射源固定。因此，如图5中所描绘的，相对移动系统508旨在表示本领域中已知的用于在辐射源和印版之间产生相对移动以便固化该版的任何前述类型的系统。用于引起这种运动的机构以及用于控制该运动的控制器514在本领域中是公知的并且在本文中不进一步详述。
46.当在制版工作流中实施时，在固化期间从后缘冷却可具有其他益处和优点，并且本发明不限于任何特定结果，例如最小化热聚合的不利影响。
47.辐射源可以是本领域中已知的任何源，但是当与uv led源结合使用时可具有特别的优点，所述uv led源例如一个或多个uv led点源的阵列，这些阵列可采用本领域中已知的任何形状，并且可包括多种中心波长。然而，uv led的实施例不限于任何特定技术。虽然就uv辐射和uv源来论述，但也应理解，对于通过其他波长范围内的辐射固化的光聚合物，光化辐射可处于固化光聚合物所需的任何范围内，并且辐射可通过本领域中已知的任何技术产生，不限于led技术。
48.尽管本文主要关于其中冷却空气系统包括附接到辐射源的出口的系统来论述，但
是本发明的实施例可包括例如平台系统的实施例，其中冷却空气系统不附接到辐射源，并且冷却空气替代地以不随辐射源移动的固定布置结构从平台的一端行进到另一端。图7a和7b中描绘了示例性系统。如图7b中所描绘的，风机720沿箭头722的方向提供空气，而源710在沿箭头713的方向行进期间发出辐射712，从而从后缘到前缘冷却。在图7b中描绘的实施例中，冷却空气被容纳在盖730和版711之间。尽管仅描绘了盖730的顶部，该盖可相对于其上设置印版的基板是可打开的，但是应当理解，该盖可包括附加的侧部，该侧部形成相对气密的封壳，该封壳将空气集中在越过该版移动的路径中。空气邻近基板的一端被供应到该封壳中，并且邻近基板的相对端离开该封壳。该空气可从空气供应端吹送，或者借助从相对端施加的吸力通过通气口抽取。如本文所用的，术语“空气出口”是指空气进入源和版之间的间隙的位置，无论其是空气处理系统的实际出口还是空气从封壳外部被真空源吸入而进入的入口点。
49.源自平台的一端且未附接到移动uv头的固定冷却空气系统一般可能不如具有附接到所述头的出口的系统那么有效。此外，冷却效果可能会根据在移动期间uv头距离冷却空气供应装置多远而变化。可通过使用附加的空气引导箔或帘702来提供这种系统中的改进的空气集中，该空气引导箔或帘702可设置在弹簧偏压的滚轴701上(即，例如用于窗户的卷帘)，使得远离该滚轴行进的源的力将该箔或帘从该滚轴解绕，并且在该源朝向该滚轴的行进恢复时，该滚轴自动将该箔重新卷绕在卷上以吸收松弛。具有这样的箔或帘的系统可能在开放系统(没有盖)中特别有用，或者也可在带有盖的系统内使用，以便更加集中。
50.具有固定到用于保持版的基板的冷却空气系统的系统也可被构造成始终从后缘提供气流，以便使用与本文中关于图6a-6c描述的那些构造类似的构造通过沿任一方向行进的源来曝光，其中，替代使相应的空气出口连接到辐射源，它们被定位在保持印版的基板的相对侧上。因此，在一个实施例中，类似于图6b，但是其中空气处理器633设置在基板636(例如，平台)的一端上而不是源634，控制器可基于源的移动方向来改变空气处理器的旋转方向。在其他实施例中，其具有处于平台的每一侧上的第一组空气处理器(例如，图6a中的602，其安装到基板606而不是源604)或第一歧管(例如，图6c中的681，其安装到基板676而不是源674)，以及处于平台的另一侧上的第二组空气处理器(例如，图6a中的603，其安装在基板606的右端上而不是源604)或第二歧管(例如，图6c中的682，其安装到基板676而不是源674)，控制器可激活和停用相应的空气处理器或控制相应的阀684，以确保气流总是从后缘移动到前缘。在具有箔或帘的系统中，一个箔或帘可被附接到源的一个边缘并且卷绕在设置于基板的相同端处的第一滚轴上，并且另一个箔或帘可被附接到源的相对边缘并且卷绕在设置于基板的相对端处的滚轴上。在具有多个箔或帘的实施例中，这些箔或帘中的一者或两者可以是可附接和可分离的，以允许更容易地将版放置在基板上。示例
51.测试实施例配备有九个ebm papst 8414nh 80x80x25 mm的风扇，其由24v dc电源供电。每个风扇具有2.4瓦的最大功耗，并且产生79m3/h的自由吹气体积。可通过电子控制风扇转速来调整空气体积。
52.用于测试的布置结构与图2和图3所描绘的实施例一致。风扇被安装在一壳体中，该壳体在空气入口处具有颗粒过滤器，以防止灰尘或其他空气悬浮颗粒被吹到印版的表面上。由于过滤器的流阻和壳体的空气引导，实际空气体积显著低于每个风扇79m2/h的自由吹送额定值，并且尽管未完全量化，但据信整个单元处于几十(例如，在20-40的范围内)m3/
h的体积。通过降低风扇速度，实际体积进一步减小。
53.图4a-c示出了在dupont dpr 045光聚合物版上进行的所谓“点失败测试”的三个样品。“点失败测试(dotfail test)”包括一系列测试场，这些测试场包括具有不同点密度的不同尺寸的印刷点。从底部到顶部，点变得越来越小，从左到右，测试场内的点密度增加。如本领域技术人员所理解的，点失败测试结果中的场的行标记对应于在对应场中形成网点的像素的数量。因此，对应于行“6”的场中的每个点包括对应网屏(screen)中的六个“on”像素，这些像素被成像为在掩模中形成开口，辐射穿过该开口以曝光光聚合物。点失败测试结果中的场的列标记对应于对应网屏通过去除点从am网屏转变到fm网屏的程度。因此，“1/1”意味着网屏图案中的所有点都被成像；“1/2”意味着网屏图案中50％的点被成像，其中50％的点已被去除；“1/4”意味着网屏图案中25％的点被成像，其中75％的点已被去除。
54.图4a的样品示出了针对一组曝光条件的曝光结果，其中风扇单元从uv头的前缘侧吹送冷却空气。图4b的样品示出了与用于生成图4a的样品的相同组的曝光条件的曝光结果，但是其中风扇单元从uv头的后缘侧吹送冷却空气。图4c的样品示出了与用于生成图4a和4b的样品的相同组的曝光条件的曝光结果，但是没有任何冷却空气。说明本发明的各方面的优点的差异在对应于行“6”、列“1/2”的场中最为明显，其中利用从后缘吹送的冷却空气产生的图4b的样品保持了图4a-4c中所示的测试结果的三个类似场中的最多的点。
55.尽管本文参考特定实施例图示和描述了本发明，但是本发明并不意在限于所示的细节。相反，可在权利要求的等同物的范围和界限内在细节上进行各种修改，而不脱离本发明。

技术特征：
1.一种用于固化能够通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物印版的系统，所述系统包括：基板，其用于接收设置在其上的所述光聚合物印版；光化辐射源，其与所述基板隔开足够的距离，以在辐射源和设置在所述基板上的所述印版之间限定间隙，所述源能够操作以将光化辐射引导向所述基板；用于提供所述源与所述基板之间的沿移动方向的相对运动的装置，所述移动方向限定相对于所述移动方向的所述源的前缘和所述源的后缘；以及冷却空气处理系统，其构造成将一体积的冷却空气引导到所述间隙中，其中所述冷却空气仅沿从所述后缘到所述前缘的方向移动。2.根据权利要求1所述的系统，其中，移动的冷却空气的体积是可控的。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述光化辐射源包括一个或多个uv led源。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述一个或多个uv led源包括uv led点源的阵列。5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述一个或多个uv led源在所述移动方向上具有在10-60cm的范围内的辐射发射横向尺寸。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述空气处理系统包括一个或多个风扇。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述一个或多个风扇的速度是可控的。8.根据权利要求6或权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个风扇具有进气口，并且空气过滤器被设置在所述进气口中。9.根据权利要求6-8中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个风扇与所述光化辐射源的后缘相邻设置。10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述空气处理系统包括连接到歧管的管道，所述歧管设置成将移动的冷却空气引导到所述间隙中。11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述空气处理系统被连接到压缩空气源，以用于产生所述体积的冷却空气。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述空气处理系统还包括作为所述压缩空气源的空气压缩机。13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述空气处理系统还包括构造成降低气流的温度的热交换器。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述热交换器为水冷式热交换器，所述系统还包括连接到所述热交换器的水源。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述水源包括供给用于冷却所述光化辐射源的冷却系统的相同的水源。16.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括控制器，所述控制器构造成控制所述光化辐射源与所述基板之间的相对运动，其中，所述系统被构造成沿第一相对移动方向和与所述第一相对移动方向相反的第二相对移动方向发射光化辐射，并且所述控制器被构造成与所述移动方向协调地改变移动的冷却空气的方向，使得沿第一移动方向和第二移动方向两者，所述冷却空气从所述后缘行进到所述前缘。
17.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述空气处理系统包括定位成从辐射源的第一侧排放空气的第一组的一个或多个风扇以及定位成从辐射源的第二侧排放空气的第二组的一个或多个风扇，并且所述控制器被构造成当所述后缘处于所述第一侧上时激活第一组风扇并停用第二组风扇，以及当所述后缘处于所述第二侧上时激活第二组风扇并停用第一组风扇。18.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，其中，所述空气处理系统包括连接到管道的单组的一个或多个风扇，所述管道连接到设置成引导移动的冷却空气的歧管，并且所述控制器被构造成控制所述单组的一个或多个风扇的旋转方向，使得所述歧管基于所述移动方向作为空气的排放口或空气的进气口，使得沿第一移动方向和第二移动方向两者，所述冷却空气从所述后缘行进到所述前缘。19.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述空气处理系统包括定位成从辐射源的第一侧排放空气的第一歧管以及定位成从辐射源的第二侧排放空气的第二歧管，其中阀设置在所述第一歧管和所述第二歧管上游的管道中，所述阀具有空气仅流动到所述第一歧管的第一位置和空气仅流动到所述第二歧管的第二位置，所述控制器构造成当所述后缘处于所述第一侧上时使所述阀处于所述第一位置，并且当所述后缘处于所述第二侧上时使所述阀处于所述第二位置。20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述冷却空气处理系统包括附接到辐射源的一个或多个空气出口。21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述冷却空气处理系统的出口被构造成相对于由所述印版限定的平面表面以小于45度的角度引导所述体积的移动的冷却空气。22.根据权利要求1-20中任一项所述的系统，其中，所述冷却空气处理系统包括固定在用于接收所述光聚合物印版的所述基板的一端或两端处的一个或多个空气出口。23.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括与所述基板隔开的盖，其中，所述源和所述版被设置在所述基板与所述盖之间。24.根据权利要求22或23所述的系统，还包括至少一个箔或帘，所述至少一个箔或帘各自具有附接到所述源的一端以及附接到与所述空气出口相邻定位的滚轴的相对端，其中，所述箔或帘被构造成从所述空气出口到所述源的所述后缘将所述冷却空气容纳在所述基板与所述帘之间。25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述滚轴被弹簧偏压向将所述箔或帘卷绕在卷上。26.一种用于固化包含能够通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物的印版的方法，所述方法包括以下步骤：将所述印版设置在与光化辐射源隔开限定间隙的位置；从所述光化辐射源发射辐射，同时引起所述光化辐射源和所述版之间沿移动方向的相对移动，所述移动方向限定相对于所述移动方向的所述源的前缘和所述源的后缘；以及将一体积的移动的冷却空气引导到所述间隙中，其中，所述移动的冷却空气仅从所述后缘行进到所述前缘。27.根据权利要求26所述的方法，包括沿第一相对移动方向和与所述第一相对移动方向相反的第二相对移动方向从所述源发射辐射，并且与所述移动方向协调地改变所述移动
的冷却空气的方向，使得在沿所述第一相对移动方向和所述第二相对移动方向两者的相对移动期间，所述冷却空气从所述后缘行进到所述前缘。28.根据权利要求26或权利要求27所述的方法，还包括基于固化条件来调整移动的冷却空气的体积。29.根据权利要求26-28中任一项所述的方法，还包括将所述冷却空气的温度降低到环境温度以下。30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法，还包括以湍流气流状态提供所述体积的移动的冷却空气。31.根据权利要求26至30中任一项所述的方法，还包括过滤所述冷却空气。32.根据权利要求26至31中任一项所述的方法，还包括从固定到辐射源的空气出口引导所述移动的冷却空气。33.根据权利要求32所述的方法，还包括相对于所述印版以小于45度的角度将所述移动的冷却空气从所述出口引导向所述印版。34.根据权利要求26至33中任一项所述的方法，还包括从固定在用于接收光聚合物印版的所述基板的一端或两端处的一个或多个空气出口引导所述移动的冷却空气。35.根据权利要求34所述的方法，包括将从所述空气出口到至少所述源的所述后缘的所述冷却空气容纳在所述基板和与所述基板隔开的盖之间，或者容纳在所述基板与箔或帘之间，所述箔或帘具有附接到所述源的一端以及附接到与所述空气出口相邻设置的滚轴的相对端。36.一种用于固化能够通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物印版的系统，所述系统包括：基板，其用于接收设置在其上的所述光聚合物印版；光化辐射源，其与所述基板隔开足够的距离，以在辐射源和设置在所述基板上的所述印版之间限定间隙，所述源能够操作以将光化辐射引导向所述基板；用于提供所述源与所述基板之间的沿移动方向的相对运动的装置，所述移动方向限定相对于所述移动方向的所述源的前缘和所述源的后缘；以及冷却空气处理系统，其具有附接到辐射源的出口，并且构造成将一体积的冷却空气引导到所述间隙中，其中所述冷却空气沿从所述后缘到所述前缘的方向移动。37.一种用于固化包含能够通过暴露于光化辐射而固化的光聚合物的印版的方法，所述方法包括以下步骤：将所述印版设置在与光化辐射源隔开限定间隙的位置；从所述光化辐射源发射辐射，同时引起所述光化辐射源和所述版之间沿移动方向的相对移动，所述移动方向限定相对于所述移动方向的所述源的前缘和所述源的后缘；以及将一体积的移动的冷却空气从固定到辐射源的冷却空气出口引导到所述间隙中，所述移动的冷却空气从所述后缘行进到所述前缘。

技术总结
用于固化光聚合物印版的系统和方法。辐射源，例如具有在10-60cm的范围内的辐射发射横向尺寸的UV LED源，与保持印版的基板隔开。所述源和基板被构造成沿移动方向相对于彼此移动，该移动方向限定辐射源的前缘和辐射源的后缘。冷却空气处理系统将一定体积的冷却空气沿从后缘到前缘的方向引导到辐射源和印版之间的间隙中。该冷却空气处理系统可具有附接该源的至少一个边缘的一个或多个出口，可被构造成仅将空气从后缘引导至前缘，或者其组合。或者其组合。或者其组合。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：埃斯科绘图成像有限责任公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/9/20