將微接觸印刷的壓模施加至壓印輥的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于促進(jìn)將微接觸印刷壓模施加至輥的設(shè)備。所述設(shè)備優(yōu)先地約束所述壓模的六個自由度中的一些，然后將所述壓模（或所述壓模與形成其所抵靠的所述母板的組件）驅(qū)動成與所述印刷輥進(jìn)行受控接觸，以便將所述壓模附接至所述輥的外表面上。
【專利說明】將微接觸印刷的壓模施加至壓印輥的方法和設(shè)備
【背景技術(shù)】
[0001]采用微接觸印刷以在基板上產(chǎn)生金屬化圖案是已知的。由微接觸印刷所形成的產(chǎn)品的獨(dú)特特性中的一個為該工藝能夠產(chǎn)生的復(fù)雜圖案。具體而言，可在大的區(qū)域上制備具有高光透射(透光膜在用作觸摸屏?xí)r顯得透明)和相對高電導(dǎo)率的優(yōu)點(diǎn)的線寬小于10微米的連續(xù)相交線圖案。此小特征尺寸寬度連同線的低整體密度是通過用微接觸印刷壓模進(jìn)行的極精細(xì)圖案化而形成。
[0002]本發(fā)明涉及用于微接觸印刷的壓模至接納表面上的安裝，更具體地講，涉及壓模至輥上的安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]微接觸印刷是通過印刷抗蝕刻自組裝分子單層并且蝕刻在印刷單層外部的區(qū)域中的金屬來圖案化金屬跡線的工藝。微接觸印刷的元件中的一個為可撓性適型壓模，其通常由具有用于印刷單層的微米級圖案化線的聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成。
[0004]通常，通過首先制造母板(通常通過光刻工藝)、澆注PDMS于該母板上且固化PDMS來制造微接觸印刷壓模。然后，必須將微接觸印刷壓模從母板移除并且施加至印刷工具，印刷工具常常為平面支承表面。然而，可將微接觸印刷壓模粘附至印刷輥以用于旋轉(zhuǎn)式印刷。舉例而言，可將微接觸印刷壓模從模具移除并且放置成與印刷輥接觸?？尚D(zhuǎn)印刷輥以將微接觸印刷壓模施加至該輥，同時使用粘合劑層以將其固定。即使當(dāng)小心地進(jìn)行時，此步驟仍可在最終的印刷圖案中產(chǎn) 生失真。這些失真然后通過粘附劑層而鎖定至微接觸壓模中，從而降低從經(jīng)設(shè)計用于母板的圖案所復(fù)制的圖案的保真性。微接觸圖案的印刷將通過以受控制且可重復(fù)的方式將微接觸印刷壓模施加至印刷輥的途徑來推進(jìn)。
[0005]現(xiàn)已確定一種設(shè)備可用于促進(jìn)將微接觸印刷壓模施加至輥。本發(fā)明的設(shè)備優(yōu)先地約束壓模的六個自由度中的一些，然后將壓模(或壓模與其被靜態(tài)地模制所抵靠的母板的組件)驅(qū)動成與印刷工具(例如，印刷輥)進(jìn)行受控接觸，以便將壓模粘附至該輥。
[0006]在一實施例中，本發(fā)明提供一種用于將微接觸印刷壓模施加至輥的設(shè)備，其包括:支承微接觸印刷壓模的上臺板、下支承件和將上臺板連接至下支承件的多個彎曲部；穿過上臺板的質(zhì)心的X軸、Y軸和Z軸，其中X軸和Z軸位于上臺板的平面內(nèi)，并且Z軸平行于輥的旋轉(zhuǎn)軸線；提升構(gòu)件，用于沿著Y軸相對于下支承件來平移上臺板，以使微接觸印刷壓模與輥的外徑接觸；和至少一個線性運(yùn)動構(gòu)件，其位于下支承件與基部之間，從而在從上臺板轉(zhuǎn)移微接觸印刷壓模至輥時，允許下支承件沿著X軸的平移。
[0007]在另一個實施例中，本發(fā)明提供一種將微接觸印刷壓模施加至輥的方法，其包括:將微接觸印刷壓模支承在上臺板上，該上臺板具有穿過上臺板的質(zhì)心的X軸、Y軸和Z軸，其中X軸和Z軸位于上臺板的平面內(nèi)，并且Z軸平行于輥的旋轉(zhuǎn)軸線；允許上臺板沿著Y軸平移、上臺板圍繞X軸旋轉(zhuǎn)、和下支承件沿著X軸平移；提供由在上臺板與下支承件之間所選擇的物理耦合所產(chǎn)生的剛度比，使得kX/kY和kZ/kY均大于3，并且Ι?ΦΖΛΦΧ和Ι?ΦΥ/Ι?ΦΧ均大于3 ;沿著Y軸提升上臺板，以使微接觸印刷壓模觸及輥；和旋轉(zhuǎn)輥，同時沿著X軸平移下支承件，以將微接觸印刷壓模轉(zhuǎn)移至輥。
[0008]在另一個實施例中，使用位置或力反饋的主動剛度控制來控制上臺板的運(yùn)動。因此，在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種將微接觸印刷壓模施加至輥的方法，其包括:將微接觸印刷壓模支承在上臺板上，該上臺板具有穿過上臺板的質(zhì)心的X軸、Y軸和Z軸，其中X軸和Z軸位于上臺板的平面內(nèi)，并且Z軸平行于輥的旋轉(zhuǎn)軸線；允許上臺板沿著Y軸平移、上臺板圍繞X軸旋轉(zhuǎn)、和下支承件沿著X軸平移；提供由經(jīng)選擇將上臺板連接至下支承件的物理耦合和機(jī)械致動器所產(chǎn)生的運(yùn)動控制；其中上臺板受以下組中的至少一個控制:使用位置反饋沿著X軸的平移、使用力反饋沿著Y軸的平移、使用位置反饋沿著Z軸的平移、使用力反饋圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)、使用位置反饋圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、和使用位置反饋圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)組成；沿著Y軸提升上臺板，以使微接觸印刷壓模觸及輥；和旋轉(zhuǎn)輥，同時沿著X軸平移下支承件，以將微接觸印刷壓模轉(zhuǎn)移至輥。
[0009]如本文所使用，微接觸印刷壓模為具有能接納印刷油墨(如硫醇溶液)的隆起結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，其中隆起結(jié)構(gòu)的接觸表面的至少一個維度的寬度小于20、10或5微米。在許多實施例中，微接觸印刷壓模具有用以印刷電路圖案的多根隆起的線，并且所述隆起的線和所得印刷跡線的寬度小于20、10或5微米。
[0010]如本文所使用，上、下、左、右和其他相對方向術(shù)語是出于方便讀者的目的而使用，并不暗示此特定取向或位置為在使用中的設(shè)備所需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]在本發(fā)明實施例的描述中參照各種附圖，其中所描述實施例的特征結(jié)構(gòu)由附圖標(biāo)記指示，類似的附圖標(biāo)記指示類似的結(jié)構(gòu)，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的部分的透視圖，該設(shè)備鄰近于設(shè)定為從設(shè)備接納微接觸印刷壓模的印刷輥；
[0013]圖2為微接觸印刷壓模相對于設(shè)備的下臺板的允許運(yùn)動和受約束運(yùn)動的示意圖；
[0014]圖3為圖1所描繪的設(shè)備的部分的端視圖；
[0015]圖4為用于將微接觸印刷壓模施加至印刷輥的設(shè)備的透視圖；和
[0016]圖5為用于將微接觸印刷壓模施加至輥的另一設(shè)備的透視圖。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在參見圖1、圖3和圖4，設(shè)備10示出鄰近于印刷輥12。印刷輥12設(shè)置在安裝座12a和12b內(nèi)，并且圍繞輥的旋轉(zhuǎn)軸線18自由旋轉(zhuǎn)。印刷輥可為死軸輥(dead shaftroll)、活軸輥(live shaft roll)或由空氣軸承支承的圓形套管，如于2011年6月30日提交的名稱為“Apparatus and Method for Micro-contact Printing on Indefinite LengthWebs (用于在不定長度的幅材上進(jìn)行微接觸印刷的設(shè)備和方法)”的共同待審的專利申請序列號61/503204所公開。
[0018]輥12隨時準(zhǔn)備接納如圖2所示的微接觸印刷壓模14。微接觸印刷壓模在施加至輥之前由上臺板16支承。上臺板可具有將微接觸印刷壓模支承在上臺板的表面上所需要的任何形狀或尺寸。在許多實施例中，上臺板通常將是具有用于微接觸印刷壓模的基本上平坦的支承表面的正方形或矩形。出于論述的目的，將X、Y、Z笛卡爾(Cartesian)坐標(biāo)系定位成使得其原點(diǎn)處于上臺板16的質(zhì)心(幾何中心)，使得X軸和Z軸位于由上臺板16界定的平面內(nèi)，并且Z軸平行于輥的旋轉(zhuǎn)軸線18。
[0019]設(shè)備10進(jìn)一步包括支承滑架22的基部20，其中滑架22能夠沿著X軸(縱向)進(jìn)行平移運(yùn)動?；?2通過設(shè)置在用于上臺板16的下支承件24與基部20之間的至少一個線性運(yùn)動構(gòu)件而連接至基部20?？墒褂帽绢I(lǐng)域的技術(shù)人員已知的各種線性運(yùn)動構(gòu)件，例如在圓形導(dǎo)軌上的低摩擦或空氣靜力學(xué)軸襯，或在凸置導(dǎo)軌上的線性軸承。下支承件24可為用于支承上臺板16的矩形框架、下臺板或其他支承結(jié)構(gòu)。
[0020]在一個具體實施例中，兩個線性導(dǎo)軌26在使得每個導(dǎo)軌平行于X軸的情況下安裝在基部20上，并且多個線性軸承28附接至下支承件24并且設(shè)置在導(dǎo)軌26上。例如，下支承件24可包括下臺板30和分隔板32。線性軸承28附接至矩形分隔板32的每個拐角。分隔板32可用于改變微接觸印刷壓模14沿著Y軸相對于印刷輥12的起始高度以適應(yīng)輥的直徑和/或壓模的總厚度的變化。
[0021]在一個實施例中，滑架22可包括上臺板16、將上臺板16連接至包括下臺板30的下支承件24的多個彎曲部34或彎曲組件、間隔塊32，和多個線性軸承28。如稍后將更詳細(xì)地所論述，多個彎曲部34加強(qiáng)上臺板相對于下支承件24的某些運(yùn)動，同時仍允許上臺板16沿著Y軸的平移和上臺板圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)。提供提升構(gòu)件36 (圖3)以用于從各圖所描繪的?？课恢醚刂鳼軸平移上臺板16以使微接觸印刷壓模的上部表面以預(yù)定力觸及輥的外徑。在許多實用的實施例中，提升構(gòu)件將為設(shè)有可調(diào)節(jié)空氣壓力的低摩擦氣壓缸，但也可使用其他機(jī)械手段(諸如，恒力彈簧)或機(jī)電手段(諸如，線性致動器)。例如，可使用閉環(huán)力控制致動器。通常，將調(diào)節(jié)提升構(gòu)件，使得微接觸印刷壓模在其施加時以0.l-5pli或1.0-1.5pli的輥隙負(fù)載觸及輥12。在施加期間，過低的輥隙負(fù)載可提供不可靠的粘附并且過高的輥隙負(fù)載可在壓模中產(chǎn)生失真。
[0022]可提供諸如導(dǎo)螺桿、線性馬達(dá)或液壓缸的線性運(yùn)動致動器以用于控制滑架22相對于基部20的X方向平移?；蛘?，可使用印刷輥12的旋轉(zhuǎn)(用手進(jìn)行手動旋轉(zhuǎn)或經(jīng)由連接至輥的驅(qū)動器進(jìn)行自動旋轉(zhuǎn))以平移滑架，同時將壓模施加至輥，因為壓模與輥進(jìn)行表面接觸。在一個實施例中，使用線性伺服馬達(dá)38，其中伺服馬達(dá)的電樞38a附接至分隔板32的底部并且伺服馬達(dá)的定子38b附接至基部20。伺服馬達(dá)控制器用于在滑架22沿著導(dǎo)軌26平移時控制滑架22的位移和速率。在某些實施例中，滑架22可以0.5mm/s至9mm/s (如Ws)的速度而平移，并且在微接觸印刷壓模至輥的轉(zhuǎn)移期間輥可通過與壓模的表面接觸而驅(qū)動時，允許輥?zhàn)杂尚D(zhuǎn)。在其他實施例中，輥可驅(qū)動并且被動地平移滑架，或此兩個元件均可主動驅(qū)動并且速率與預(yù)定速度匹配。
[0023]上臺板16可在上臺板的平面支承表面中進(jìn)一步包括連接至真空源的一個或多個孔40和/或一個或多個凹槽41，真空源形成用于選擇性地固定或釋放仍駐留于用于形成壓模14或壓模14的組件的模具中的壓模14或壓模14的組件的真空吸頭。在如于2011 年 6 月 30 日提交的名稱為“Method for Making, Inking, and Mounting Stamps forMicro-contact Printing(用于微接觸印刷的壓膜進(jìn)行制備、涂墨和安裝的方法)”的共同待審的專利申請序列號61/503220所公開的一些實施例中，微接觸印刷壓模在施加至輥12期間支承于母板或子母板中。
[0024]如下文將更具體地描述，相對于下臺板30，上臺板16以一些方式受到剛性地約束，并且以其他方式較自由地移動。相對于下臺板30，上臺板16被剛性約束以免沿著X軸和Z軸的平移、被剛性約束以免圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、被剛性約束以免圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)、相對自由地圍繞X軸而旋轉(zhuǎn)，并且相對自由地沿著Y軸平移。所允許的和受約束的運(yùn)動由接合上臺板16至下臺板30的彎曲部的選擇和布置所引起。
[0025]平移剛度定義為沿著軸線的所施加的力除以沿著同一軸線的線性位移的比率。平移剛度可以牛頓/米或磅力/英寸表示。例如，kx (沿著X軸的剛度)等于沿著X軸所施加的力除以上臺板沿著X軸的位移。相似地，kY和kZ由外加力與沿著各自軸線的平移的比率確定。旋轉(zhuǎn)剛度定義為圍繞軸線的所施加的力矩除以圍繞同一軸線的角旋轉(zhuǎn)的比率。旋轉(zhuǎn)剛度可以牛頓米/弧度或英寸磅/度表示。例如，Ι?ΦΧ (圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)剛度)等于圍繞X軸的所施加的力矩除以上臺板圍繞X軸的角旋轉(zhuǎn)的比率。相似地，Ι?ΦΥ和Ι?ΦΖ由所施加的力矩與圍繞各自軸線的旋轉(zhuǎn)的比率確定。
[0026]“被剛性約束”的軸線的剛性大于類似“自由”軸線的剛性。剛度比可定義為“被剛性約束”軸線的剛度(平移或旋轉(zhuǎn))除以“自由”軸線的剛度(平移或旋轉(zhuǎn))的比率。例如，kX/kY為被剛性約束的X軸平移與沿著Y軸的允許運(yùn)動之間的剛度比。相似地，Ι?ΦΖΛΦΧ為圍繞Z軸的被剛性約束的旋轉(zhuǎn)與圍繞X軸的允許旋轉(zhuǎn)之間的剛度比。
[0027]在一些實施例中，對于被剛性約束的平移或旋轉(zhuǎn)除以自由平移或旋轉(zhuǎn)，剛度比可無窮大。例如，諸如空氣軸承的極低摩擦裝置可具有接近零或甚至為零的剛度值。在這些實施例中，被零除將指定無窮大值并且所得無窮大值將視為大于3、6、10、100、1000或10，000。在本發(fā)明的一些實施例中，kX/kY或kZ/kY大于3、6、10、100、1000或10，000并且Ι?ΦΖΛΦΧ或Ι?ΦΥΛΦΧ大于3、6、10、100、1000或10,000。在本發(fā)明的一些實施例中，kX/kY 和 kZ/kY 均小于 100，000 ;1，000，000 ;或 I, 000，000，000 并且 Ι?ΦΖΛΦΧ 和 Ι?ΦΥΛΦΧ均小于100，000 ;1，000, 000 ;或1，000, 000, 000。通過選擇上述值中任一個以創(chuàng)建一個值使剛度比中任一個的范圍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，kZ/kY可為10至100,000。剛度值和剛度比可易于通過計算機(jī)模型化軟件所使用的有限元分析技術(shù)進(jìn)行計算。一種合適的程序為可得自賓夕法尼亞州匹茲堡的ANSYS公司(ANSYS, Inc.Canonsburg, PA.)。
[0028]在該設(shè)備中，自由運(yùn)動并非完全無阻擋件。包括銷軸(附接至上臺板的螺桿)和可調(diào)節(jié)凸緣(墊圈和螺帽)的靠近上臺板和下臺板的每個拐角的可調(diào)節(jié)平移擋止件42a和42b以及在設(shè)備10的遠(yuǎn)側(cè)面上的類似結(jié)構(gòu)限制上臺板沿著Y軸的最大行程，同時仍允許上臺板圍繞X軸旋轉(zhuǎn)，因為下臺板在Z方向上具有銷軸所穿過的狹槽。包括銷軸(附接至下臺板的螺桿)的靠近上臺板和下臺板的每個拐角的可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)阻擋件44a和44b以及在設(shè)備10的遠(yuǎn)側(cè)面上的類似結(jié)構(gòu)提供對上臺板16圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)的最大限制。
[0029]在使用中，自由運(yùn)動具有有價值的功能。隨著滑架22在輥12下方沿著X軸平移同時將壓模施加至輥，上臺板16圍繞X軸旋轉(zhuǎn)的自由度在壓模14與輥12之間維持一致的接觸線(力)。需要上臺板16沿著Y軸平移而無撤銷摩擦的自由度以在壓模的上部表面與輥的外徑之間維持和達(dá)到預(yù)定層合輥隙壓力(施加至壓模的力)。
[0030]現(xiàn)在參見圖2，示出了壓模14相對于設(shè)備10的下臺板30的允許運(yùn)動和受約束運(yùn)動的示意圖。允許“自由”運(yùn)動呈實線，受約束“剛性”運(yùn)動呈虛線。更具體而言，在滑架22與支承基部20 (圖4所示)之間允許壓模14在輥12下方沿著X軸的平移運(yùn)動，使得壓模14可進(jìn)行抵靠輥12的層合接觸。但不允許壓模14相對于上臺板和下臺板在X方向上的平移運(yùn)動(運(yùn)動線50)。真空吸頭相對于上臺板16來約束壓模14并且上臺板相對于下臺板30被剛性約束以防止X方向運(yùn)動。相似地，壓模14在Z方向上的平移運(yùn)動(運(yùn)動線52)相對于上臺板和下臺板被剛性約束。真空吸頭相對于上臺板16來約束壓模14并且上臺板相對于下臺板30被剛性約束以防止Z方向運(yùn)動。然而，允許在Y方向上的平移運(yùn)動(運(yùn)動線54)，并且需要平移運(yùn)動以維持和達(dá)到壓模抵靠輥12的預(yù)定層合壓力。上臺板16圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)移動(運(yùn)動線56)和圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)移動(運(yùn)動線58)均相對于X軸旋轉(zhuǎn)被剛性約束。然而，允許圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)移動(運(yùn)動線60)，并且需要旋轉(zhuǎn)移動以隨著滑架22在輥12下方沿著X軸平移而在壓模14與輥12之間維持恒定接觸線。
[0031]雖然上臺板16與下支承件之間的各種機(jī)械連接可用于向上臺板16提供相對于下臺板的所需自由度和剛度比，但一個選擇是利用包括薄矩形板的彎曲部。多個彎曲部34可用于將上臺板連接至下支承件以實現(xiàn)所需運(yùn)動。
[0032]在一個實施例中，上臺板16可通過形成大致矩形構(gòu)造的四個彎曲部而附接至諸如圍繞上臺板的外部矩形框架或內(nèi)部下支承件塊體的下支承件。所謂大致矩形是指四個單獨(dú)的線(其中單線是與附接至上臺板的每個彎曲部的末端相切而繪制)將相交于四個頂點(diǎn)中，從而形成正方形、矩形或平行四邊形，即使彎曲部自身可能不觸及、交叉或相交于拐角處。兩個彎曲部布置成使得附接至上臺板的一個末端平行于X軸，從而形成側(cè)面彎曲部，其中一個彎曲部附接至上臺板16的任一側(cè)面(62a和62b)。兩個彎曲部布置成使得附接至上臺板的一個末端平行于Z軸，從而形成末端彎曲部，其中一個彎曲部附接至上臺板的任一末端(64a和64b)。為了降低圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)剛度，兩個側(cè)面彎曲部均長于末端彎曲部中的每一個?？赏ㄟ^移除圖4中的下臺板、移除每一對彎曲部中的下彎曲部并且附接上部彎曲部至間隔塊32來建構(gòu)此實施例。僅沿著上臺板16的側(cè)面和末端的單彎曲部具有受限的Y軸平移和X軸旋轉(zhuǎn)并且對于較大位移和較大旋轉(zhuǎn)可發(fā)生不良應(yīng)變加強(qiáng)。
[0033]為了提供更大的Y軸平移，可使用形成大致矩形構(gòu)造的四個彎曲組件34。所謂大致矩形是指四個單獨(dú)的線(其中單線是與附接至上臺板的每個上部彎曲部68的末端相切而繪制)將相交于四個頂點(diǎn)中，從而形成正方形、矩形或平行四邊形，即使上部彎曲部自身可能不觸及、交叉或相交于拐角處。每個彎曲組件具有上部彎曲部68、下彎曲部70和浮動互連構(gòu)件72 ;每個上彎曲部的第一末端74附接至上臺板16并且每個上彎曲部的第二末端76附接至浮動互連構(gòu)件72中的一個，每個下彎曲部70的第一末端74附接至下支承件并且每個下彎曲部的第二末端76附接至浮動互連構(gòu)件72中的一個。兩個彎曲組件66布置成使得每個上彎曲部68的第一末端74平行于X軸，從而形成側(cè)面彎曲組件，其中一個彎曲組件附接至上臺板16的任一側(cè)面(62a和62b)。兩個彎曲組件布置成使得每個上彎曲部68的第一末端74平行于Z軸，從而形成末端彎曲組件，其中一個彎曲組件附接至上臺板16的任一末端(64a和64b)。為了降低圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)剛度，平行于X軸的側(cè)面彎曲組件長于平行于Z軸的末端彎曲組件中的每一個。如所見，在提升壓模以接觸輥之前，每個上彎曲部68基本上平行于(在+/5度內(nèi))每個下彎曲部70。這并不是必要的，但在隨著當(dāng)提高或降低上臺板時組件達(dá)到其最大位移而發(fā)生應(yīng)變加強(qiáng)之前提供對稱運(yùn)動。
[0034]為了進(jìn)一步加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，每個彎曲組件66可包括選擇性地附接至任何或所有彎曲部的一個或多個加強(qiáng)板80。取決于所需加強(qiáng)的相對量，所選的板可具有不同厚度或由不同材料制成。例如，設(shè)置在每個上彎曲部68的相對側(cè)面上的一對加強(qiáng)板80和設(shè)置在每個下彎曲部70的相對側(cè)面上的一對加強(qiáng)板80留下在上臺板與加強(qiáng)板之間的第一間隙82和在浮動互連構(gòu)件72與加強(qiáng)板之間的第二間隙84。還存在關(guān)于下彎曲部70至下臺板30的對應(yīng)第一間隙82和關(guān)于下彎曲部至浮動互連構(gòu)件的對應(yīng)第二間隙84。通常，降低間隙將會加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，但太小的間隙可尤其嚴(yán)重地限定上臺板圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，側(cè)面彎曲組件的第一間隙和第二間隙小于末端彎曲組件的第一間隙和第二間隙。
[0035]在具有如圖4所示而布置的彎曲部的兩個具體實施例中，表1中列出所使用彎曲部的以下維度和材料。
[0036]表1:彎曲部維度
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種用于將微接觸印刷壓模施加至輥的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 支承所述微接觸印刷壓模的上臺板、下支承件和將所述上臺板連接至所述下支承件的多個彎曲部， 穿過所述上臺板的質(zhì)心的X軸、Y軸和Z軸，其中所述X軸和所述Z軸位于所述上臺板的平面內(nèi)，并且所述Z軸平行于所述輥的旋轉(zhuǎn)軸線； 提升構(gòu)件，用于沿著所述Y軸相對于所述下支承件來平移所述上臺板，以使所述微接觸印刷壓模與所述輥的外徑接觸；和 至少一個線性運(yùn)動構(gòu)件，位于所述下支承件與基部之間，從而在從所述上臺板將所述微接觸印刷壓模轉(zhuǎn)移至所述輥時，允許所述下支承件沿著所述X軸平移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個彎曲部包括形成大致矩形構(gòu)造的四個彎曲部，其中兩個側(cè)面彎曲部各自具有平行于所述X軸的附接至所述上臺板的一端，并且兩個末端彎曲部各自具有平行于所述Z軸的附接至所述上臺板的一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述側(cè)面彎曲部中的每一個長于所述末端彎曲部中的每一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個彎曲部包括形成大致矩形構(gòu)造的四個彎曲組件；每個彎曲組件包括上彎曲部、下彎曲部和浮動互連構(gòu)件；每個上彎曲部的第一末端附接至所述上臺板，并且每個上彎曲部的第二末端附接至所述浮動互連構(gòu)件中的一個，每個下彎曲部的第一末端附接至所述下支承件，并且每個下彎曲部的第二末端附接至所述浮動互連構(gòu)件中的一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中兩個彎曲組件設(shè)置成使得平行于所述X軸的每個上彎曲部的所述第一末端形成側(cè)面彎曲組件，并且兩個彎曲組件設(shè)置成使得平行于所述Z軸的每個上彎曲部的所述第一末端形成末端彎曲組件，并且其中所述側(cè)面彎曲組件長于所述末端彎曲組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中在提升所述上臺板之前，每個上彎曲部大致平行于每個下彎曲部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其中每個彎曲組件包括在所述上彎曲部上的至少一個加強(qiáng)板和在所述下彎曲部上的至少一個加強(qiáng)板，從而留下在所述上臺板與所述上彎曲部上的所述加強(qiáng)板之間的第一間隙和在所述下支承件與所述下彎曲部上的所述加強(qiáng)板之間的第一間隙；以及在所述浮動互連構(gòu)件與所述上彎曲部和下彎曲部上的所述加強(qiáng)板中的每一個之間的第二間隙，并且其中所述側(cè)面彎曲組件的所述第一間隙和所述第二間隙小于所述末端彎曲組件的所述第一間隙和所述第二間隙。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其中所述下支承件包括下臺板，并且所述至少一個線性運(yùn)動構(gòu)件包括:安裝在所述基部上的兩個導(dǎo)軌，其中每個導(dǎo)軌平行于所述X軸；和多個線性軸承，所述多個線性軸承附接至所述下臺板并且設(shè)置在所述導(dǎo)軌上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中間隔塊設(shè)置在所述下臺板與所述多個線性軸承之間。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其中線性運(yùn)動致動器連接至所述下支承件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述線性運(yùn)動致動器包括線性伺服馬達(dá)，所述線性伺服馬達(dá)具有連接至所述基部的定子和連接至所述下支承件的電樞。
12.—種將微接觸印刷壓模施加至輥的方法，所述方法包括: 將所述微接觸印刷壓模支承在所述上臺板上，所述上臺板具有穿過所述上臺板的質(zhì)心的X軸、Y軸和Z軸，其中所述X軸和所述Z軸位于所述上臺板的平面內(nèi)，并且所述Z軸平行于所述輥的旋轉(zhuǎn)軸線； 允許所述上臺板沿著所述Y軸平移、所述上臺板圍繞所述X軸旋轉(zhuǎn)、和所述下支承件沿著所述X軸平移； 提供由在所述上臺板與所述下支承件之間所選擇的物理耦合所產(chǎn)生的剛度比，使得kX/kY和kZ/kY均大于3，并且Ι?ΦΖΛΦΧ和Ι?ΦΥΛΦΧ均大于3 ； 沿著所述Y軸提升所述上臺板，以使所述微接觸印刷壓模觸及所述輥；以及 旋轉(zhuǎn)所述輥，同時沿著所述X軸平移所述下支承件，以將所述微接觸印刷壓模轉(zhuǎn)移至所述輥。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)所述輥包括使用連接至所述輥的驅(qū)動器。
14.根據(jù)權(quán)利 要求12或13所述的方法，其中平移所述下支承件包括使用線性致動器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述線性致動器包括線性伺服馬達(dá)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中kX/kY和kZ/kY均大于10，并且Ι?ΦΖΛΦΧ和Ι?ΦΥΛΦΧ 均大于 10。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中kX/kY和kZ/kY均大于100，并且Ι?ΦΥΛΦΧ大于 100。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中kX/kY大于10，000,kZ/kY大于100，并且kO Y/kOX 大于 10，000。
19.一種將微接觸印刷壓模施加至輥的方法，所述方法包括: 將所述微接觸印刷壓模支承在上臺板上，所述上臺板具有穿過所述上臺板的質(zhì)心的X軸、Y軸和Z軸，其中所述X軸和所述Z軸位于所述上臺板的平面內(nèi)，并且所述Z軸平行于所述輥的旋轉(zhuǎn)軸線； 允許所述上臺板沿著所述Y軸平移、所述上臺板圍繞所述X軸旋轉(zhuǎn)、和所述下支承件沿著所述X軸平移； 提供由經(jīng)選擇將所述上臺板連接至所述下支承件的物理耦合和機(jī)械致動器所產(chǎn)生的運(yùn)動控制； 其中所述上臺板受以下組中的至少一個控制:使用位置反饋沿著所述X軸的平移、使用力反饋沿著所述Y軸的平移、使用位置反饋沿著所述Z軸的平移、使用力反饋圍繞所述X軸的旋轉(zhuǎn)、使用位置反饋圍繞所述Y軸的旋轉(zhuǎn)、和使用位置反饋圍繞所述Z軸的旋轉(zhuǎn)； 沿著所述Y軸提升所述上臺板，以使所述微接觸印刷壓模觸及所述輥；以及 旋轉(zhuǎn)所述輥，同時沿著所述X軸平移所述下支承件，以將所述微接觸印刷壓模轉(zhuǎn)移至所述輥。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述上臺板通過多個彎曲部附接至所述下支承件，并且三個位移線性致動器附接至所述上臺板；每個位移線性致動器具有位置傳感器，并且測力傳感器設(shè)置在所述位移線性致動器與所述上臺板之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求19和20所述的方法，其中所述上臺板通過使用力反饋圍繞所述X軸的旋轉(zhuǎn)、使用位 置反饋圍繞所述Z軸的旋轉(zhuǎn)、和使用力反饋沿著所述Y軸的平移進(jìn)行控制。
【文檔編號】B41F17/00GK103796834SQ201280045242
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】卡爾·K·斯騰斯瓦德, 喬納森·J·歐哈雷 申請人:3M創(chuàng)新有限公司