CN113271720B - 一种印刷机及印刷方法 - Google Patents

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    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1275—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by other printing techniques, e.g. letterpress printing, intaglio printing, lithographic printing, offset printing
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Abstract

本发明提供一种印刷机及印刷方法，涉及印刷技术领域。本发明提供的印刷机包括：涂布辊和印刷平台；其中，所述涂布辊的轴向长度W涂布辊小于所述印刷平台上的印刷基材的宽度W基材和长度H基材，且所述涂布辊的周长H涂布辊小于所述印刷平台上的印刷基材的宽度W基材和长度H基材；所述涂布辊可自转、沿垂直所述印刷基材的方向转动、以及沿其周向滚动进行涂布。本发明的技术方案能够提高桌面级电子增材制造设备的效率。

Description

一种印刷机及印刷方法
技术领域
本发明涉及印刷技术领域，尤其涉及一种印刷机及印刷方法。
背景技术
液态金属电子增材制造技术，通过液态金属电子墨水直接、快速制造出柔性可拉伸电子电路及终端功能器件，完全革新了传统电子工程学的制造理念，其所见即所得的电路打印模式，为发展普惠型电子制造技术、重塑传统电子及集成电路制造规则提供了变革性途径，且快速、绿色、节省、低成本。
现有技术中已经存在的桌面级液态金属电子增材制造设备包括桌面级电子电路打印机，其可以快速生成功能电路及柔性电路的高性能产品，能够应用于艺术设计，电子设备维修，产品开发测试，电路验证等诸多领域。但是发明人发现，现有桌面级电子电路打印机制作电子电路的效率较低，无法满足电子电路对于效率越来越高的需求。
发明内容
本发明提供一种印刷机及印刷方法，可以提高桌面级电子增材制造设备的效率。
第一方面，本发明提供一种印刷机，采用如下技术方案：
所述印刷机包括：涂布辊和印刷平台；其中，所述涂布辊的轴向长度W涂布辊小于所述印刷平台上的印刷基材的宽度W基材和长度H基材，且所述涂布辊的周长H涂布辊小于所述印刷平台上的印刷基材的宽度W基材和长度H基材；所述涂布辊可自转、沿垂直所述印刷基材的方向转动、以及沿其周向滚动进行涂布；所述印刷基材上具有选择性粘附印刷墨水的图案。
第二方面，本发明提供一种印刷方法，适用于以上所述的印刷机，采用如下技术方案：
所述印刷方法包括：
步骤S1、使所述涂布辊位于所述印刷基材的第一印刷起始端，并使其涂布方向与第一方向一致，所述第一方向为所述印刷基材的长度方向或者宽度方向；
步骤S2、所述涂布辊沿所述第一方向从所述第一印刷起始端涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S3、使所述涂布辊沿第二方向平移D1，所述第二方向为与所述第一方向垂直的方向，D1≤W涂布辊；
步骤S4、所述涂布辊沿所述第一方向自其当前位置涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S5、重复执行步骤S3至步骤S4，直至整个印刷基材涂布完毕。
进一步地，所述印刷方法还包括：在步骤S3与步骤S4之间的以下步骤：
步骤S3’、根据涂布策略使所述涂布辊自转，和/或，沿垂直所述印刷基材的方向转动，以提高所述印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。
进一步地，根据涂布策略使所述涂布辊自转，且使所述涂布辊沿垂直所述印刷基材的方向转动0°或180°。
进一步地，所述涂布策略包括：
将所述印刷基材离散成R基材行，C基材列；
将所述涂布辊的周面离散成R涂布辊行，C涂布辊列；
定义第t次涂布后印刷基材上印刷图案的墨量的状态为Pt，第t次涂布后涂布辊上的墨量的状态为Qt，所述涂布辊从印刷基材的一端涂布至另一端为一次涂布；
确定分配比函数，G(Pt(i，j)，Qt(k，l))＝[Pt+1(i，j)，Qt+1(k，l)]；其中，所述分配比函数表示印刷基材第i行，第j列与涂布辊第k行，第l列接触后墨量重新分配的结果，其中，i＝0,1,2,…,R基材-1，j＝0,1,…,C基材-1，k＝0,1,…,R涂布辊-1，l＝0,1,…,C涂布辊-1；Pt+1(i，j)＝αPt(i，j)+βQt(k，l)；Qt+1(k，l)＝(1-α)Pt(i，j)+(1-β)Qt(k，l)，α和β为与Pt(i，j)和Qt(k，l)对应的常数；
确定状态跳转函数F(Pt，Qt，A，k0)＝[Pt+1，Qt+1]，其中，A取0°和180°，k0取0,1,2…R涂布辊-1；通过A值确定涂布辊沿垂直所述印刷基材的方向转动0°或180°；根据k0确定涂布辊第t+1次涂布前选择与印刷基材的接触行，则涂布辊实际自转的角度为(k0-kt)360°/R涂布辊，其中，kt为第t次涂布后涂布辊与印刷基材的接触行；
根据
Figure BDA0002385131880000031
确定最优的A和k0。
进一步地，α和β通过实验确定，且形成数据表，执行所述步骤S3’时通过查询数据表获取α和β。
可选地，所述印刷方法还包括在步骤S5之后的以下步骤：
步骤S6、判断所述印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差是否达到预设值以下，若是则涂布结束。
进一步地，所述印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差高于所述预设值，所述印刷方法还包括在步骤S6之后的以下步骤：
步骤S7、使所述涂布辊位于所述印刷基材的第二印刷起始端，并使其涂布方向与所述第二方向一致；
步骤S8、所述涂布辊沿所述第二方向从所述第二印刷起始端涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S9、使所述涂布辊沿第一方向平移D2，D2≤W涂布辊；
步骤S10、所述涂布辊沿所述第二方向自其当前位置涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S11、重复执行步骤S9至步骤S10，直至整个印刷基材涂布完毕。
可选地，所述印刷方法还包括在步骤S11之后的以下步骤：步骤S12、判断所述印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差是否达到预设值以下，若是则涂布结束，若否则返回执行步骤S1。
可选地，所述印刷方法还包括：在步骤S9与步骤S10之间的以下步骤：步骤S9’、根据涂布策略使所述涂布辊自转，和/或，沿垂直所述印刷基材的方向转动，以提高所述印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。
本发明提供了一种印刷机及印刷方法，由于该印刷机包括涂布辊和印刷平台；其中，涂布辊的轴向长度W涂布辊和周长H涂布辊均小于印刷平台上的印刷基材的宽度W基材和长度H基材，且涂布辊可自转、沿垂直印刷基材的方向转动、以及沿其周向滚动进行涂布，印刷基材上具有选择性粘附印刷墨水的图案。使用该印刷机制作电子电路时，首先使涂布辊位于印刷基材的第一印刷起始端，并使其涂布方向与第一方向一致，然后使涂布辊沿第一方向从印刷基材的第一印刷起始端涂布至印刷基材的另一端，然后使涂布辊沿第二方向平移D1，然后使涂布辊沿第一方向自其当前位置涂布至印刷基材的另一端，重复执行以上平移和涂布过程，直至整个印刷基材涂布完毕，与现有桌面级电子电路打印机相比，印刷机的效率明显提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的印刷机的结构图；
图2为本发明实施例提供的印刷方法的流程图一；
图3为本发明实施例提供的涂布过程的示意图一；
图4为本发明实施例提供的涂布辊的运动轨迹示意图一；
图5为本发明实施例提供的印刷方法的流程图二；
图6为本发明实施例提供的印刷基材离散后的示意图；
图7为本发明实施例提供的涂布辊离散后的示意图；
图8为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图一；
图9为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图二；
图10为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图三；
图11为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图四；
图12为本发明实施例提供的印刷方法的流程图三；
图13为本发明实施例提供的涂布过程的示意图二；
图14为本发明实施例提供的涂布辊的运动轨迹示意图二；
图15为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图五；
图16为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图六；
图17为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图七；
图18为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图八。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
本发明实施例提供一种印刷机，具体地，如图1所示，图1为本发明实施例提供的印刷机的结构图，该印刷机包括：涂布辊1和印刷平台2；其中，涂布辊1的轴向长度W涂布辊小于印刷平台2上的印刷基材3的宽度W基材和长度H基材，且涂布辊1的周长H涂布辊小于印刷平台2上的印刷基材3的宽度W基材和长度H基材；涂布辊1可自转、沿垂直印刷基材2的方向转动、以及沿其周向滚动进行涂布；印刷基材2上具有选择性粘附印刷墨水的图案。
使用该印刷机制作电子电路时，首先使涂布辊位于印刷基材的第一印刷起始端，并使其涂布方向与第一方向一致，然后使涂布辊沿第一方向从印刷基材的第一印刷起始端涂布至印刷基材的另一端，然后使涂布辊沿第二方向平移D1，然后使涂布辊沿第一方向自其当前位置涂布至印刷基材的另一端，重复执行以上平移和涂布过程，直至整个印刷基材涂布完毕，与现有桌面级电子电路打印机相比，印刷机的效率明显提高。
其中，印刷基材2上具有选择性粘附印刷墨水的图案的实现方式可以有多种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。例如在不粘附印刷墨水的基材上利用粘附印刷墨水的材料形成目标图案，或者，在粘附印刷墨水的基材上利用不粘附印刷墨水的材料形成与目标图案互补的图案，或者，对于粘附效果介于粘附和不粘附之间的基材，先在其上形成一层不粘附印刷墨水的涂层，然后利用粘附印刷墨水的材料形成目标图案，或者，对于粘附效果介于粘附和不粘附之间的基材，先在其上形成一层粘附印刷墨水的涂层，然后利用不粘附印刷墨水的材料形成与目标图案互补的图案。
本发明实施例中的印刷墨水可以为各种能够用于印刷的墨水，尤其是各种电子墨水，例如导电银浆、导电铜浆、导电铝浆、导电碳浆、液态金属电子墨水等。其中，液态金属电子墨水可以为熔点在300℃以下的金属单质和/或合金，称为液态金属，也可以为以熔点在300℃以下的金属单质和/或合金为主要成分的流体或膏状物质。可选地，本发明实施例中的液态金属电子墨水包括熔点低于室温的液态金属，以及高熔点的导电金属颗粒，例如微纳米级的银粉、铜粉、银包铜粉等，该类导电金属颗粒可以同时提高液态金属电子墨水的导电性能和粘度，液态金属电子墨水呈膏状。除此之外，也可以添加其它金属/非金属颗粒来改善或提升液态金属电子墨水相应的功能性质，例如金粉，镍粉，其可提升液态金属电子墨水的抗氧化性能，又例如颜料等非导电填料，其可以用于改善液态金属电子墨水的粘稠度。
可选地，熔点低于室温的液态金属包括镓单质，以及镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓铟锡锌合金等镓基合金。
需要说明的是，本发明实施例中的印刷机还可以包括上墨结构、匀墨结构、驱动机构、移动机构等，其中，上墨结构用于向涂布辊上供应印刷墨水，匀墨结构用于使涂布辊上的印刷墨水均匀分布，驱动机构用于驱动涂布辊的自转、沿垂直印刷基材方向转动、滚动、以及升降等，移动机构用于实现印刷平台的多方向移动，如三维移动。
此外，本发明实施例还提供一种印刷方法，适用于以上所述的印刷机，具体地，如图2、图3和图4所示，图2为本发明实施例提供的印刷方法的流程图一，图3为本发明实施例提供的涂布过程的示意图一，图4为本发明实施例提供的涂布辊的运动轨迹示意图一，该印刷方法包括：
步骤S1、使涂布辊位于印刷基材的第一印刷起始端，并使其涂布方向与第一方向一致，第一方向为印刷基材的长度方向或者宽度方向。
其中，印刷基材的第一印刷起始端可以为印刷基材的任意位置，优选为印刷基材的任意一个角位置处，以简化印刷过程，提高印刷效率。
优选地，第一方向为印刷基材的长度和宽度中尺寸较大的一个所对应的方向，即印刷基材的长度大于宽度时，第一方向为印刷基材的长度方向，印刷基材的宽度大于长度时，第一方向为印刷基材的宽度方向，此时，后续步骤中涂布辊平移的次数将会较少，可以简化印刷过程，提高印刷效率。在图3中以第一方向为印刷基材的长度方向为例进行说明。
步骤S2、涂布辊沿第一方向从第一印刷起始端涂布至印刷基材的另一端。
涂布辊与印刷基材之间的接触压力、涂布辊的涂布速度等均可以根据实际需要进行设定。在图4所示的例子中，第一印刷起始端为印刷基材底部。
步骤S3、使涂布辊沿第二方向平移D1，第二方向为与第一方向垂直的方向，D1≤W涂布辊。
即第一方向为印刷基材的长度方向时，第二方向为印刷基材的宽度方向，第一方向为印刷基材的宽度方向时，第二方向为印刷基材的长度方向。D1可以与W涂布辊相等，也可以小于W涂布辊，其中，考虑到涂布辊涂布过程中，印刷墨水收到挤压可能会向涂布辊边缘移动，使涂布辊边缘的墨量与中部的墨量不一致，本发明实施例中优选D1小于W涂布辊，即在后的涂布位置部分覆盖在前的涂布位置，以进一步提高印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。D1的具体取值应综合考虑印刷效率和印刷图案的墨量的均一性综合进行确定，可选地，D1为1/4W涂布辊，1/2W涂布辊，或者3/4W涂布辊。
步骤S4、涂布辊沿第一方向自其当前位置涂布至印刷基材的另一端。
涂布辊与印刷基材之间的接触压力、涂布辊的涂布速度等均可以根据实际需要进行设定。
步骤S5、重复执行步骤S3至步骤S4，直至整个印刷基材涂布完毕。
可以理解的是，若印刷基材在第二方向上的尺寸与W涂布辊相差不大，如D1+W涂布辊大于或等于印刷基材在第二方向上的尺寸时，则在执行完步骤S4时，整个印刷基材已经涂布完毕，无需再执行步骤S5。
另外，若整个涂布过程中需多次执行步骤S3时，各次执行过程中的D1可以相同也可以不同，只要满足D1≤W涂布辊即可。示例性地，除最后一次之外的各次执行过程中的D1均相同，最后一次执行过程中的D1以满足涂布辊边缘与印刷基材边缘对齐的条件进行确定。
可选地，如图5所示，图5为本发明实施例提供的印刷方法的流程图二，本发明实施例提供的印刷方法还包括：在步骤S3与步骤S4之间的以下步骤：步骤S3’、根据涂布策略使涂布辊自转，和/或，沿垂直印刷基材的方向转动，以提高印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。当印刷墨水为电子墨水时，印刷图案为电子电路，其中墨量的均一性较好，则可以使得电子电路的各位置的电阻较一致，电子电路的电学性能较好。
根据涂布策略使涂布辊自转，和/或，沿垂直印刷基材的方向转动包括三种情况：第一种，根据涂布策略使涂布辊自转；第二种，根据涂布策略使涂布辊沿垂直印刷基材的方向转动；第三种，根据涂布策略使涂布辊自转，且沿垂直印刷基材的方向转动，此时，涂布辊自转和沿垂直印刷基材的方向转动这两个过程的先后顺序不进行限定。
进一步地，根据涂布策略使涂布辊自转，且使涂布辊沿垂直印刷基材的方向转动0°或180°。涂布辊的自转角度可以为0°～360°之间的任一角度，结合涂布辊沿垂直印刷基材的方向转动0°或180°，即可达到遍历的效果。
涂布策略的具体内容可以有多种，只要能实现提高印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性即可。
示例性地，如图6和图7所示，图6为本发明实施例提供的印刷基材离散后的示意图，图7为本发明实施例提供的涂布辊离散后的示意图，本发明实施例中的涂布策略包括：
(1)将印刷基材离散成R基材行，C基材列。
假定离散精度为d mm/格，印刷基材的幅面为W基材×H基材(mm)，那么印刷基材横向离散成C基材＝W基材/d(格)，纵向离散成R基材＝H基材/d(格)。离散精度d应综合考虑计算精度以及计算效率等进行确定。
(2)将涂布辊的周面离散成R涂布辊行，C涂布辊列。
假定离散精度为d mm/格，涂布辊的半径为r涂布辊(mm)，涂布辊的轴向长度为W涂布辊(mm)，涂布辊的周长H涂布辊＝2πr涂布辊(mm)，圆柱侧面幅面为W涂布辊×H涂布辊(mm)，那么涂布辊横向离散成C涂布辊＝W涂布辊/d(格)，纵向离散成R涂布辊＝H涂布辊/d(格)。
(3)定义第t次涂布后印刷基材上印刷图案的墨量的状态为Pt，第t次涂布后涂布辊上的墨量的状态为Qt，涂布辊从印刷基材的一端涂布至另一端为一次涂布。
其中，Pt(i，j)表示印刷基材上第i行，第j列的墨量情况，其中i＝0,1,…,R基材-1，j＝0,1,…,C基材-1。Qt(k，l)表示涂布辊上第k行，第l列的墨量情况，其中k＝0,1,…,R涂布辊-1，l＝0,1,…,C涂布辊-1。
(4)确定分配比函数，G(Pt(i，j)，Qt(k，l))＝[Pt+1(i，j)，Qt+1(k，l)]；其中，分配比函数表示印刷基材第i行，第j列与涂布辊第k行，第l列接触后墨量重新分配的结果，其中，i＝0,1,2,…,R基材-1，j＝0,1,…,C基材-1，k＝0,1,…,R涂布辊-1，l＝0,1,…,C涂布辊-1；Pt+1(i，j)＝αPt(i，j)+βQt(k，l)；
Qt+1(k，l)＝(1-α)Pt(i，j)+(1-β)Qt(k，l)，α和β为与Pt(i，j)和Qt(k，l)对应的常数。
经过一次涂布后，印刷基材和涂布辊的墨量状态就由Pt和Qt转为Pt+1和Qt+1。
进一步地，α和β通过实验确定，且形成数据表，执行步骤S3’时通过查询数据表获取α和β。特别地，当印刷基材上第i行，第j列不粘墨时，α＝1，β＝1。
(5)确定状态跳转函数F(Pt，Qt，A，k0)＝[Pt+1，Qt+1]，其中，A取0°和180°，k0取0,1,2…R涂布辊-1；通过A值确定涂布辊沿垂直印刷基材的方向转动0°或180°；根据k0确定涂布辊第t+1次涂布前选择与印刷基材的接触行，则涂布辊实际自转的角度为(k0-kt)360°/R涂布辊，其中，kt为第t次涂布后涂布辊与印刷基材的接触行。
(6)根据
Figure BDA0002385131880000101
确定最优的A和k0。
需要补充的是，在一次涂布过程中，涂布方向由运行流程决定，不能改变，而涂布辊是否沿垂直方向转180°以及涂布辊选择的本次涂布起始接触行k0是可以进行调整的，所以构建上述函数F(Pt，Qt，A，k0)＝[Pt+1，Qt+1]，并结合
Figure BDA0002385131880000102
确定A和k0的取值。
其中，RSD(Pt)通过以下方式计算得出：
Mean(Pt)表示第t次涂布后印刷基材上印刷图案的墨量的平均值。
Figure BDA0002385131880000111
Var(Pt)表示第t次涂布后印刷基材上印刷图案的墨量的标准差。
Figure BDA0002385131880000112
RSD(Pt)表示第t次涂布后印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差，是衡量印刷图案墨量平整度的量化指标。
Figure BDA0002385131880000113
以上涂布策略的亮点在于：每执行完一次涂布操作后(纵向或横向)，通过遍历的量化计算选择最佳的涂布辊沿垂直印刷基材的方向旋转的角度(0°或180°)和最佳的轴向自转角度(选择最佳接触行)，以此来使下一次的涂布操作可让印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差更小。最终目的是减少涂布时间，提高涂布效率，提升涂布质量。
需要说明的是，若在第t次涂布后涂布辊进行加墨，则在开始第t+1次涂布时，涂布辊为满墨的状态，涂布辊各位置处墨量相同，无需自转也无需沿垂直印刷基材的方向旋转，直接进行第t+1次涂布即可。
需要说明的是，由之前所述可知，分配比函数表示印刷基材第i行，第j列与涂布辊第k行，第l列接触后墨量重新分配的结果，因此，在涂布辊与印刷基材接触方式不同时，分配比函数中i、j的取值与k、l的取值之间的对应关系不同，并非i＝0，j＝0必然对应k＝0，l＝0。下面本发明实施例举例对在沿第一方向涂布时不同印刷方式下涂布辊与印刷基材接触方式进行说明。
在第一个例子中，如图8所示，图8为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图一，在纵向涂布(沿第一方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，那么当从底部到顶部时，若涂布辊没有180°转向，那么印刷基材上第[0,1,2,…,R基材-1]行依次与涂布辊的第[kt,kt+1,kt+2,…,kt+R基材-1]行接触，印刷基材左端与涂布辊左端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列依次与涂布辊的第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列接触。示例性地，图8中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝0，j＝0对应k＝0，l＝0。
在第二个例子中，如图9所示，图9为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图二，在纵向涂布(沿第一方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，那么当从底部到顶部时，若涂布辊180°转向，那么印刷基材上第[0,1,2,…,R基材-1]行依次与涂布辊的第[kt,kt-1,kt-2,…,kt-(R基材-1)]行接触，印刷基材左端与涂布辊右端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列依次与涂布辊的第[C涂布辊-1,C涂布辊-2,…,2,1,0]列接触。示例性地，图9中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝0，j＝0对应k＝0，l＝C涂布辊-1。
在第三个例子中，如图10所示，图10为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图三，在纵向涂布(沿第一方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，当从顶部到底部时，若涂布辊没有180°转向，那么印刷基材上第[R基材-1,R基材-2,…,1,0]行依次与涂布辊的第[kt,kt-1,kt-2,…,kt-(R基材-1)]行接触，印刷基材左端与涂布辊左端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列依次与涂布辊的第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列接触。示例性地，图10中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝R基材-1，j＝0对应k＝0，l＝0。
在第四个例子中，如图11所示，图11为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图四，在纵向涂布(沿第一方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，当从顶部到底部时，若涂布辊180°转向，那么印刷基材上第[R基材-1,R基材-2,…,1,0]行依次与涂布辊的第[kt,kt+1,kt+2,…,kt+R基材-1]行接触，印刷基材左端与涂布辊右端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列依次与涂布辊的第[C涂布辊-1,C涂布辊-2,…,2,1,0]列接触。示例性地，图11中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝R基材-1，j＝0对应k＝0，l＝C涂布辊-1。
可选地，如图12所示，图12为本发明实施例提供的印刷方法的流程图三，本发明实施例中的印刷方法还包括在步骤S5之后的以下步骤：
步骤S6、判断印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差是否达到预设值以下，若是则涂布结束。通过执行步骤S6可以有效保证涂布结束后所得到的的印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性较好。以上预设值可以根据实际需要进行设定，示例性地，本发明实施例中选择为5％。
需要补充的是，当印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差高于预设值时，可选的操作方式有多种，如返回执行步骤S1，或者，如图12、图13和图14所示，图13为本发明实施例提供的涂布过程的示意图二，图14为本发明实施例提供的涂布辊的运动轨迹示意图二，印刷方法还包括在步骤S6之后的以下步骤：
步骤S7、使涂布辊位于印刷基材的第二印刷起始端，并使其涂布方向与第二方向一致；
其中，印刷基材的第二印刷起始端可以为印刷基材的任意位置，如印刷基材的任意一个角位置处，优选地，第二印刷起始端为执行完步骤S5之后涂布辊所在位置，以简化印刷过程，提高印刷效率。
步骤S8、涂布辊沿第二方向从第二印刷起始端涂布至印刷基材的另一端；
步骤S9、使涂布辊沿第一方向平移D2，D2≤W涂布辊；
步骤S10、涂布辊沿第二方向自其当前位置涂布至印刷基材的另一端；
步骤S11、重复执行步骤S9至步骤S10，直至整个印刷基材涂布完毕。
在图14所示的例子中，印刷基材的第二印刷起始端为印刷基材左部。D2可以与W涂布辊相等，也可以小于W涂布辊，其中，考虑到涂布辊涂布过程中，印刷墨水受到挤压可能会向涂布辊边缘移动，使涂布辊边缘的墨量与中部的墨量不一致，本发明实施例中优选D2小于W涂布辊，即在后的涂布位置部分覆盖在前的涂布位置，以进一步提高印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。D2的具体取值应综合考虑印刷效率和印刷图案的墨量的均一性综合进行确定，可选地，D2为1/4W涂布辊，1/2W涂布辊，或者3/4W涂布辊。
另外，若整个涂布过程中需多次执行步骤S9时，各次执行过程中的D2可以相同也可以不同，只要满足D2≤W涂布辊即可。示例性地，除最后一次之外的各次执行过程中的D2均相同，最后一次执行过程中的D2以满足涂布辊边缘与印刷基材边缘对齐的条件进行确定。以上各步骤的具体细节均可以参照之前所述的步骤S1～步骤S5相应内容，此处不再进行赘述。
可选地，如图12所示，本发明实施例中的印刷方法还包括在步骤S11之后的以下步骤：步骤S12、判断印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差是否达到预设值以下，若是则涂布结束，若否则返回执行步骤S1。
可选地，如图12所示，本发明实施例中的印刷方法还包括：在步骤S9与步骤S10之间的以下步骤：步骤S9’、根据涂布策略使涂布辊自转，和/或，沿垂直印刷基材的方向转动，以提高印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。根据涂布策略使涂布辊自转，和/或，沿垂直印刷基材的方向转动包括三种情况：第一种，根据涂布策略使涂布辊自转；第二种，根据涂布策略使涂布辊沿垂直印刷基材的方向转动；第三种，根据涂布策略使涂布辊自转，且沿垂直印刷基材的方向转动，此时，涂布辊自转和沿垂直印刷基材的方向转动这两个过程的先后顺序不进行限定。
进一步地，根据涂布策略使涂布辊自转，且使涂布辊沿垂直印刷基材的方向转动0°或180°。涂布辊的自转角度可以为0°～360°之间的任一角度，结合涂布辊沿垂直印刷基材的方向转动0°或180°，即可达到遍历的效果。
涂布策略的具体内容可以参照之前所述，此处不再进行赘述。
需要补充的是，由之前所述可知，分配比函数表示印刷基材第i行，第j列与涂布辊第k行，第l列接触后墨量重新分配的结果，因此，在涂布辊与印刷基材接触方式不同时，分配比函数中i、j的取值与k、l的取值之间的对应关系不同，并非i＝0，j＝0必然对应k＝0，l＝0。下面本发明实施例举例对在沿第二方向涂布时不同印刷方式下涂布辊与印刷基材接触方式进行说明。
在第一个例子中，如图15所示，图15为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图五，在横向涂布(沿第二方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，当从左部到右部时，若涂布辊没有180°转向，那么印刷基材上第[0,1,2,…,C基材-1]列依次与涂布辊的第[kt,kt+1,kt+2,…,kt+C基材-1]行接触，印刷基材上部与涂布辊左端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]行依次与涂布辊的第[C涂布辊-1,C涂布辊-2,…,2,1,0]列接触。示例性地，图15中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝0，j＝0对应k＝0，l＝C涂布辊-1。
在第二个例子中，如图16所示，图16为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图六，在横向涂布(沿第二方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，当从左部到右部时，若涂布辊180°转向，那么印刷基材上第[0,1,2,…,C基材-1]列依次与涂布辊的第[kt,kt-1,kt-2,…,kt-(C基材-1)]行接触，基材上部与涂布辊右端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]行依次与涂布辊的第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列接触。示例性地，图16中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝0，j＝0对应k＝0，l＝0。
在第三个例子中，如图17所示，图17为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图七，在横向涂布(沿第二方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，当从右部到左部时，若涂布辊没有180°转向，那么印刷基材上第[C基材-1,C基材-2,…,1,0]列依次与涂布辊的第[kt,kt-1,kt-2,…,kt-(C基材-1)]行接触，印刷基材上部与涂布辊左端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]行依次与涂布辊的第[C涂布辊-1,C涂布辊-2,…,2,1,0]列接触。示例性地，图17中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝0，j＝C基材-1对应k＝0，l＝C涂布辊-1。
在第四个例子中，如图18所示，图18为本发明实施例提供的涂布辊与印刷基材的接触方式示意图八，在横向涂布(沿第二方向涂布)时，假定涂布辊当前接触面为第kt行，当从右部到左部时，若涂布辊180°转向，那么印刷基材上第[C基材-1,C基材-2,…,1,0]列依次与涂布辊的第[kt,kt+1,kt+2,…,kt+C基材-1]行接触，印刷基材上部与涂布辊右端接触，即印刷基材上第[0,1,2,…,C涂布辊-1]行依次与涂布辊的第[0,1,2,…,C涂布辊-1]列接触。示例性地，图18中假定kt为0，此时分配比函数中，i＝0，j＝C基材-1对应k＝R涂布辊-1，l＝0。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种印刷机，其特征在于，包括：涂布辊和印刷平台；其中，所述涂布辊的轴向长度W涂布辊小于所述印刷平台上的印刷基材的宽度W基材和长度H基材，且所述涂布辊的周长H涂布辊小于所述印刷平台上的印刷基材的宽度W基材和长度H基材；所述涂布辊可自转、沿垂直所述印刷基材所在平面的方向转动、以及沿其周向滚动进行涂布；所述印刷基材上具有选择性粘附印刷墨水的图案。
2.一种印刷方法，适用于如权利要求1所述的印刷机，其特征在于，包括：
步骤S1、使所述涂布辊位于所述印刷基材的第一印刷起始端，并使其涂布方向与第一方向一致，所述第一方向为所述印刷基材的长度方向或者宽度方向；
步骤S2、所述涂布辊沿所述第一方向从所述第一印刷起始端涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S3、使所述涂布辊沿第二方向平移D1，所述第二方向为与所述第一方向垂直的方向，D1≤W涂布辊；
步骤S4、所述涂布辊沿所述第一方向自其当前位置涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S5、重复执行步骤S3至步骤S4，直至整个印刷基材涂布完毕。
3.根据权利要求2所述的印刷方法，其特征在于，还包括：在步骤S3与步骤S4之间的以下步骤：
步骤S3’、根据涂布策略使所述涂布辊自转，和/或，沿垂直所述印刷基材所在平面的方向转动，以提高所述印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。
4.根据权利要求3所述的印刷方法，其特征在于，根据涂布策略使所述涂布辊自转，且使所述涂布辊沿垂直所述印刷基材所在平面的方向转动0°或180°。
5.根据权利要求4所述的印刷方法，其特征在于，所述涂布策略包括：
将所述印刷基材离散成R基材行，C基材列；
将所述涂布辊的周面离散成R涂布辊行，C涂布辊列；
定义第t次涂布后印刷基材上印刷图案的墨量的状态为Pt，第t次涂布后涂布辊上的墨量的状态为Qt，所述涂布辊从印刷基材的一端涂布至另一端为一次涂布；
确定分配比函数，G(Pt(i，j)，Qt(k，l))＝[Pt+1(i，j)，Qt+1(k，l)]；其中，所述分配比函数表示印刷基材第i行，第j列与涂布辊第k行，第l列接触后墨量重新分配的结果，其中，i＝0,1,2,…,R基材-1，j＝0,1,…,C基材-1，k＝0,1,…,R涂布辊-1，l＝0,1,…,C涂布辊-1；Pt41(i，j)＝αPt(i，j)+βQt(k，l)；Qt+1(k，l)＝(1-α)Pt(i，j)+(1-β)Qt(k，l)，α和β为与Pt(i，j)和Qt(k，l)对应的常数；
确定状态跳转函数F(Pt，Qt，A，k0)＝[Pt+1，Qt+1]，其中，A取0°和180°，k0取0,1,2…R涂布辊-1；通过A值确定涂布辊沿垂直所述印刷基材所在平面的方向转动0°或180°；根据k0确定涂布辊第t+1次涂布前选择与印刷基材的接触行，则涂布辊实际自转的角度为(k0-kt)360°/R涂布辊，其中，kt为第t次涂布后涂布辊与印刷基材的接触行；
根据
Figure FDA0003631539090000021
确定最优的A和k0。
6.根据权利要求5所述的印刷方法，其特征在于，α和β通过实验确定，且形成数据表，执行所述步骤S3’时通过查询数据表获取α和β。
7.根据权利要求2～6任一项所述的印刷方法，其特征在于，还包括在步骤S5之后的以下步骤：
步骤S6、判断所述印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差是否达到预设值以下，若是则涂布结束。
8.根据权利要求7所述的印刷方法，其特征在于，所述印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差高于所述预设值，所述印刷方法还包括在步骤S6之后的以下步骤：
步骤S7、使所述涂布辊位于所述印刷基材的第二印刷起始端，并使其涂布方向与所述第二方向一致；
步骤S8、所述涂布辊沿所述第二方向从所述第二印刷起始端涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S9、使所述涂布辊沿第一方向平移D2，D2≤W涂布辊；
步骤S10、所述涂布辊沿所述第二方向自其当前位置涂布至所述印刷基材的另一端；
步骤S11、重复执行步骤S9至步骤S10，直至整个印刷基材涂布完毕。
9.根据权利要求8所述的印刷方法，其特征在于，还包括：在步骤S11之后的以下步骤：步骤S12、判断所述印刷基材上印刷图案的墨量的相对标准差是否达到预设值以下，若是则涂布结束，若否则返回执行步骤S1。
10.根据权利要求8所述的印刷方法，其特征在于，还包括：在步骤S9与步骤S10之间的以下步骤：
步骤S9’、根据涂布策略使所述涂布辊自转，和/或，沿垂直所述印刷基材所在平面的方向转动，以提高所述印刷基材上的印刷图案的墨量的均一性。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011043580A2 (ko) * 2009-10-07 2011-04-14 주식회사 엔엔피 플라스틱 전극필름 제조방법
CN203917044U (zh) * 2014-06-11 2014-11-05 浙江宇狮包装材料有限公司 一种涂布机
CN105015145A (zh) * 2014-05-01 2015-11-04 恒颢科技股份有限公司 印刷印制图案的装置及其方法
JP2017085109A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 インクテック カンパニー， リミテッドＩｎｋｔｅｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． フレキシブルプリント回路基板の製造方法およびその製造装置
CN207859720U (zh) * 2018-01-30 2018-09-14 鹤山市泰利诺电子有限公司 一种带输送带的丝印机可移动工作台
CN108770222A (zh) * 2018-06-22 2018-11-06 北京梦之墨科技有限公司 一种低熔点金属的印刷方法
CN108855767A (zh) * 2018-09-06 2018-11-23 武汉华茂自动化股份有限公司 定点涂布机的控制方法及定点涂布机
CN209426356U (zh) * 2018-10-31 2019-09-24 北京梦之墨科技有限公司 一种印刷设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2553714B1 (en) * 2010-04-02 2016-08-31 Rhodia Operations Methods for transferring nanoparticles onto substrates and for patterning nanoparticle films.

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011043580A2 (ko) * 2009-10-07 2011-04-14 주식회사 엔엔피 플라스틱 전극필름 제조방법
CN105015145A (zh) * 2014-05-01 2015-11-04 恒颢科技股份有限公司 印刷印制图案的装置及其方法
CN203917044U (zh) * 2014-06-11 2014-11-05 浙江宇狮包装材料有限公司 一种涂布机
JP2017085109A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 インクテック カンパニー， リミテッドＩｎｋｔｅｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． フレキシブルプリント回路基板の製造方法およびその製造装置
CN207859720U (zh) * 2018-01-30 2018-09-14 鹤山市泰利诺电子有限公司 一种带输送带的丝印机可移动工作台
CN108770222A (zh) * 2018-06-22 2018-11-06 北京梦之墨科技有限公司 一种低熔点金属的印刷方法
CN108855767A (zh) * 2018-09-06 2018-11-23 武汉华茂自动化股份有限公司 定点涂布机的控制方法及定点涂布机
CN209426356U (zh) * 2018-10-31 2019-09-24 北京梦之墨科技有限公司 一种印刷设备

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