專利名稱：用于控制制造電化學(xué)傳感器的連續(xù)過(guò)程中的印刷步驟的對(duì)準(zhǔn)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于在連續(xù)的幅上制造電化學(xué)傳感器的過(guò)程，更具體的，涉及幅制造過(guò)程，其中，電化學(xué)傳感器條印刷在連續(xù)的幅上，以及其中使用獨(dú)特的兩層對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記來(lái)控制制造電化學(xué)傳感器條的印刷步驟的對(duì)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
電化學(xué)傳感器用于廣泛地診斷程序，包括測(cè)量人的血液中的葡萄糖。這樣的電化學(xué)傳感器的制造包括制造數(shù)百萬(wàn)的小條，每個(gè)小條包括設(shè)置在樣本容納單格中的電極，樣本容納單格適于容納血液或者其它體液。體液在單格的電極之間形成完整的電路。電極通常涂覆有至少一種試劑，其與血液中的分析物(例如，葡萄糖)反應(yīng)，以形成中間分析物，該中間分析物可以通過(guò)適于測(cè)量電流或者電極處的電荷的儀表來(lái)測(cè)量。制造這樣的電化學(xué)傳感器需要在很小的空間中沉積幾層電極材料、絕緣材料和試劑，且這樣的層的精度和布置對(duì)于器件的最終功能是重要的。此外，為了降低成本和滿足需要，以很高的速度和層之間的對(duì)齊的絕對(duì)精確來(lái)制造電化學(xué)傳感器是必要的。
電化學(xué)傳感器可以用于很多應(yīng)用。在一個(gè)應(yīng)用中，電化學(xué)傳感器條插入特別合適的儀表，以自我監(jiān)測(cè)例如血液或者組織液中的葡萄糖或者其它分析物(諸如果糖胺、血細(xì)胞比容等)。根據(jù)電化學(xué)傳感器的設(shè)計(jì)、電極的布置、使用的試劑和其它因素，使用這樣的電化學(xué)傳感器可以測(cè)試很多分析物。很多這些應(yīng)用，尤其是用于測(cè)試葡萄糖的條，需要特定尺寸和結(jié)構(gòu)的傳感器布局，其中，在特定的公差內(nèi)進(jìn)行制造，以得到具有盡可能可預(yù)知和可重復(fù)的特性的電化學(xué)傳感器。
由于需要很快地制造很多傳感器，其中，該傳感器具有很小的單格尺寸，因此具有在很緊的公差內(nèi)的很小的電極，所以制造過(guò)程進(jìn)一步復(fù)雜化。當(dāng)測(cè)試血液或者組織液的葡萄糖時(shí)，阻礙經(jīng)常測(cè)試的主要因素之一為提取需要量的血液或者組織液產(chǎn)生的痛苦。較大的體積通常比較小的體積需要更大的痛苦。因此，生產(chǎn)需要較小量的血液或者組織液，因此使用不太痛苦，促進(jìn)更經(jīng)常的分散或者連續(xù)測(cè)試的傳感器是有利的。需要較少分析物的一種方法在于，生產(chǎn)具有諸如很小的樣本容納單格和在這些樣本容納單格內(nèi)的很小的電極之類的很小的結(jié)構(gòu)部件的電化學(xué)傳感器條，然而，這樣的小部件制造更加困難，特別是以精確和可再現(xiàn)的方式制造，以便生產(chǎn)精確和可再現(xiàn)的分析物測(cè)量更加困難。
很多方法可以用于制造電化學(xué)傳感器，包括諸如轉(zhuǎn)輪凹板和圓柱絲網(wǎng)印刷之類的過(guò)程。在轉(zhuǎn)輪凹板印刷中，圓柱涂覆有限定要印刷的部件(例如，電極)的形狀的覆蓋物。此外，圓柱可以用于印刷進(jìn)一步的膜或者層(例如，酶或者絕緣層)。
通過(guò)轉(zhuǎn)輪凹板印刷導(dǎo)電墨來(lái)在柔性幅上形成一個(gè)或者多個(gè)電極來(lái)制造電化學(xué)傳感器，該柔性幅可以是聚合物。通過(guò)使用很薄的墨，高質(zhì)量的印刷精確度是可能的。對(duì)于在印刷電化學(xué)傳感器時(shí)需要的較厚的墨和較大的印刷厚度，固定的平的篩網(wǎng)通常用于電化學(xué)傳感器的單個(gè)饋給的平臺(tái)印刷。其它方法，包括使用旋轉(zhuǎn)印刷結(jié)構(gòu)來(lái)制造電化學(xué)傳感器的方法，也已經(jīng)被描述了。
在用于電化學(xué)傳感器的幅制造過(guò)程中，基底材料的幅通過(guò)一系列印刷站。在每個(gè)印刷站，通過(guò)使用例如絲網(wǎng)印刷過(guò)程，諸如電極材料之類的新的材料層沉積在基底上或者前面沉積的層上。在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中，幅定位在篩網(wǎng)之下，用于制造電極的墨，例如導(dǎo)電墨，通過(guò)篩網(wǎng)的選定的部分被推動(dòng)，以在定位在篩網(wǎng)下面的幅的部分上印刷具有預(yù)定的布局的層。因此，通過(guò)將基底從一個(gè)印刷站移動(dòng)到下一個(gè)，連續(xù)印刷每一層，以及從完成的幅切割單個(gè)的傳感器，可以在基底上構(gòu)成電化學(xué)傳感器。
在一個(gè)制造方法中，通過(guò)將基底的連續(xù)的幅運(yùn)送通過(guò)至少兩個(gè)印刷站來(lái)制造電極層和至少第一試劑層。該印刷站可以是圓柱的轉(zhuǎn)輪凹板印刷站或者圓柱絲網(wǎng)印刷站。然而，當(dāng)在幅上印刷電化學(xué)傳感器時(shí)，印刷的轉(zhuǎn)輪凹板(旋轉(zhuǎn)刻花的圓柱)和圓柱絲網(wǎng)印刷(旋轉(zhuǎn)圓柱的篩網(wǎng)/模板)方法遇到缺點(diǎn)。轉(zhuǎn)輪凹板印刷通常給定很薄的印刷高度。生產(chǎn)電化學(xué)傳感器(特別是那些用于血糖檢測(cè)的電化學(xué)傳感器)的需要的電極厚度所需的厚的導(dǎo)電墨尤其可能遭受不完全、不一致的印刷，結(jié)果降低電化學(xué)傳感器質(zhì)量、一致性和可靠性。用碳墨(其通常具有高的固體含量，且可能想當(dāng)粘滯)來(lái)生產(chǎn)碳電極的轉(zhuǎn)輪凹板印刷是特別困難的，因?yàn)槟械墓滔?液相會(huì)分離，導(dǎo)致從印刷到印刷的刻紋的不完全或者不均勻填充或者清空。這可能導(dǎo)致不均勻的印刷厚度，使碳電極質(zhì)量和一致性下降。圓柱絲網(wǎng)印刷很適合于單個(gè)饋給的布置(與連續(xù)的幅布置相對(duì))。而且，由于篩網(wǎng)的圓柱的特性，限制了操縱篩網(wǎng)與印刷介質(zhì)相互作用的方式，以及由此通過(guò)這樣做來(lái)對(duì)印刷質(zhì)量施加影響的能力。同樣，可用于獲得對(duì)于每種類型的墨(碳、銀/氯化銀、絕緣、酶或者其它試劑層)的正確的墨厚度的多種模板不容易從市場(chǎng)上獲得。
通過(guò)使用平臺(tái)印刷機(jī)(諸如從Kippax UK，Huddersfield，UK以及Registerprint，London，UK可獲得的Thieme或者Svecia)，以及計(jì)量通過(guò)從DEK Machinery，Weymouth，UK以及BTPCraftscreen，Coventry，UK獲得的平行于要在其上印刷的平的基底卡設(shè)置的篩網(wǎng)模板的墨，也可以以多步印刷過(guò)程生產(chǎn)用于測(cè)試血液或者組織液葡萄糖的電化學(xué)傳感器。該過(guò)程具有的優(yōu)點(diǎn)為，可以以精確的可重復(fù)的方式生產(chǎn)傳感器，使得使用者能夠時(shí)常比較結(jié)果。用于在其上印刷多行條的基底片通過(guò)幾個(gè)平臺(tái)印刷階段，使得行垂直于行進(jìn)方向。在該制造過(guò)程中，墨的薄層順序絲網(wǎng)印刷到聚合物基底上，以形成一大批傳感器條。首先，可以放下碳墨，以形成電極層。接下來(lái)，可以放下絕緣墨層。接下來(lái)，可以放下試劑層，通常為酶墨。接下來(lái)，可以放下第二酶層。接下來(lái)，可以放下粘合劑層。最終，可以放下親水層。在將片切割成行，以及將行切割成單個(gè)條以前，保護(hù)膜可以放置在傳感器片的頂部上。以這樣的方式制造的基底的單個(gè)片可以生產(chǎn)500或者更多的傳感器條。這些傳感器條在垂直于基底片通過(guò)平臺(tái)印刷機(jī)的行進(jìn)方向(印刷方向)上設(shè)置成0到9行，每行具有50個(gè)傳感器條。在每行中的條1到50每個(gè)平行于印刷方向。每個(gè)片可以在每個(gè)階段之間通過(guò)手來(lái)操縱。尤其是四個(gè)印刷步驟以后(印刷碳墨、絕緣墨和兩層酶墨)，每個(gè)片可以通過(guò)手來(lái)操縱進(jìn)入切割機(jī)，使得可以沿著行進(jìn)行切割，將一行傳感器條與另一行分開(kāi)。接下來(lái)，可以操縱每一行，使得切割成50個(gè)獨(dú)立的條。這些操縱步驟是費(fèi)時(shí)的和效率低的。
因此，需要一種改進(jìn)的過(guò)程來(lái)制造電化學(xué)傳感器，尤其是，用于制造測(cè)量諸如血液或者組織液之類的身體中的標(biāo)志(葡萄糖、果糖胺、血細(xì)胞比容等)的電化學(xué)傳感器。還需要一種高速、可預(yù)知、可再現(xiàn)的方式來(lái)以合理的成本制造傳感器條。此外，還需要一種高速、可預(yù)知、可再現(xiàn)的方式來(lái)制造具有很小的部件的傳感器條，其中，每個(gè)完成的條可以以可再現(xiàn)的方式用于可靠地、可預(yù)知地和精確地測(cè)量體液中的分析物。
在用于制造電化學(xué)傳感器條的連續(xù)幅制造過(guò)程中，基底通過(guò)許多印刷站，以便印刷許多部件，諸如電極和試劑層。為了確保層正確對(duì)齊，維持層之間的對(duì)準(zhǔn)是重要的。因此，在沉積下一層材料之前，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以用于對(duì)齊隨后的印刷步驟。不幸的是，在高速過(guò)程中，其中，墨在每個(gè)印刷站的端部干燥，當(dāng)基底通過(guò)每個(gè)印刷步驟時(shí)，例如，其可以是140攝氏度，基底可能伸展。結(jié)果，用于下一個(gè)印刷步驟的篩網(wǎng)尺寸稍微增加了尺寸。因此，尤其是當(dāng)包括多個(gè)印刷站和多個(gè)干燥步驟時(shí)，使得隨后的層精確對(duì)準(zhǔn)，例如，酶墨在碳電極上對(duì)準(zhǔn)變得困難。過(guò)去，與每一層(例如，碳層)一起印刷的單個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記用于對(duì)準(zhǔn)隨后的印刷步驟(例如，印刷絕緣，以及兩個(gè)酶層)的每一個(gè)。由于對(duì)于隨后的印刷步驟篩網(wǎng)尺寸增加，在每一層使用單個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可能導(dǎo)致圖像被印刷稍微太晚。
因此，開(kāi)發(fā)一種適于用于高速連續(xù)幅過(guò)程的對(duì)準(zhǔn)方法是有利的。開(kāi)發(fā)一種在高速連續(xù)幅過(guò)程中提供優(yōu)越的對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)方法和設(shè)備是進(jìn)一步有利的，其中，印刷站中的一個(gè)或者多個(gè)包括加熱和伸展基底的干燥器，使得對(duì)準(zhǔn)變得困難。
在用于制造電化學(xué)傳感器的連續(xù)幅的制造過(guò)程中，當(dāng)幅通過(guò)機(jī)器時(shí)，幅可能從一側(cè)到另一側(cè)偏離。這可能導(dǎo)致一個(gè)印刷步驟與下一個(gè)印刷步驟對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題，結(jié)果降低產(chǎn)量。還需要在連續(xù)幅過(guò)程中提供一種可視的質(zhì)量控制QC檢驗(yàn)，當(dāng)基底以10米/分鐘行進(jìn)時(shí)，這是困難的。而且，需要單個(gè)行的QC檢驗(yàn)。一個(gè)印刷步驟到下一個(gè)的對(duì)準(zhǔn)控制能夠且通過(guò)自動(dòng)使用印刷在基底上的卡上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記來(lái)進(jìn)行。在平臺(tái)處理中，每個(gè)卡可以在下一個(gè)階段之前由操作者作為QC檢驗(yàn)來(lái)單獨(dú)觀察。因此，如果前面的步驟歪曲了，能夠快速進(jìn)行任何必要的調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在印刷絕緣層期間，使用第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記印刷到第一個(gè)上。該第二標(biāo)記稍微大于第一個(gè)。因此，第二標(biāo)記湮沒(méi)了第一個(gè)，以及使得隨后的酶層的對(duì)準(zhǔn)稍微觸發(fā)早一些。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，使用兩層標(biāo)記，第二層大于第一層，使得“移動(dòng)”標(biāo)記，以對(duì)于第二(例如，絕緣)和隨后(例如酶)層考慮篩網(wǎng)尺寸的變化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在碳印刷期間在第一印刷站印刷。然后，基底移動(dòng)到第二印刷站，且通過(guò)使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記來(lái)對(duì)齊絕緣印刷篩網(wǎng)，絕緣層印刷在碳層的頂部上的合適位置處。絕緣印刷篩網(wǎng)相對(duì)于用于沉積碳層的印刷篩網(wǎng)尺寸稍微增加，以考慮基底在絕緣印刷以前的伸展。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記印刷為絕緣印刷的部分，因?yàn)榈诙?duì)準(zhǔn)標(biāo)記比第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記大，所以第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記覆蓋第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，與原來(lái)的碳對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)，現(xiàn)在酶層相對(duì)于絕緣對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
在制造包括電極層、絕緣層和至少一個(gè)試劑層的電化學(xué)傳感器的連續(xù)過(guò)程中，根據(jù)本發(fā)明的方法包括印刷電極層和第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的步驟。加熱基底以干燥電極墨。使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記將印刷篩網(wǎng)與基底對(duì)齊。印刷絕緣層和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記比第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記大，且印刷在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上。加熱基底以干燥絕緣墨。使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記將第二印刷篩網(wǎng)與基底對(duì)齊。使用第二印刷篩網(wǎng)印刷至少一個(gè)試劑層。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，特殊的標(biāo)記在第一印刷步驟中印刷在基底上，第二標(biāo)記在第二印刷步驟中鄰近第一標(biāo)記印刷在基底上。當(dāng)標(biāo)記在基底上通過(guò)攝像機(jī)鏡頭下面時(shí)，攝像機(jī)觀察兩個(gè)標(biāo)記。操作者在攝像機(jī)上觀察兩個(gè)標(biāo)記的相對(duì)位置和方向。操作者能夠看見(jiàn)標(biāo)記，以及進(jìn)行兩個(gè)印刷步驟的對(duì)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)。通常，標(biāo)記在四個(gè)位置處印刷，在卡的每個(gè)角部一個(gè)。在本發(fā)明的還有的實(shí)施例中，兩個(gè)特殊的標(biāo)記鄰近每行(沿著基底0到9)印刷，兩個(gè)相鄰印刷步驟(例如碳到絕緣，絕緣到酶)的每個(gè)一個(gè)。這使得從印刷到印刷給行提供匹配指示。因此，如果必要，可以丟棄具體的行，而不是卡。


通過(guò)在后附的權(quán)利要求書中的特性闡明本發(fā)明的新穎性特征。參考下面的在說(shuō)明性的實(shí)施例中闡明的詳細(xì)描述可以獲得本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)的更好的理解，在這些說(shuō)明性的實(shí)施例中使用了本發(fā)明的原理，其附圖為圖1是描述幅印刷過(guò)程的8個(gè)部分的示意圖。
圖2A是描述幅印刷過(guò)程的第一和第二部分的示意圖。
圖2B是描述幅印刷過(guò)程的第三、第四和第五部分的示意圖。
圖2C是描述幅印刷過(guò)程的第六和第七部分的示意圖。
圖3是描述圍繞幅印刷的第五和第六部分的濕潤(rùn)環(huán)境的示意圖。
圖4是描述圍繞幅印刷的第五和第六部分的濕潤(rùn)環(huán)境的底視圖。
圖5是具有穿孔的導(dǎo)管的透視圖。
圖6是描述充滿周期的示意圖。
圖7是描述印刷周期的示意圖。
圖8是描述2個(gè)不同的涂刷器角的示意圖。
圖9是描述2個(gè)不同的涂刷器位置的示意圖。
圖10是描述篩網(wǎng)捕獲距離的示意圖。
圖11是預(yù)處理區(qū)域(211)的分解視圖。
圖12是第一干燥區(qū)域(217)的分解視圖。
圖13是第二干燥區(qū)域(224)的分解視圖。
圖14是第三干燥區(qū)域(230)的分解視圖。
圖15是第四干燥區(qū)域(236)的分解視圖。
圖16是第一清潔單元(204)的分解視圖。
圖17A-17D是絕緣層到碳層具有合適的對(duì)準(zhǔn)的視圖。
圖18A-18D是當(dāng)由于篩網(wǎng)301產(chǎn)生的圖形伸展時(shí)，絕緣層到碳層具有不合適的對(duì)準(zhǔn)的視圖。
圖19A-19D是當(dāng)來(lái)自篩網(wǎng)301的圖形沒(méi)有伸展時(shí)，絕緣層到碳層具有不合適的對(duì)準(zhǔn)的視圖。
圖20A-20D是描述在初始對(duì)準(zhǔn)過(guò)程期間操作者使用用于視覺(jué)檢查的第一觀察引導(dǎo)件來(lái)對(duì)準(zhǔn)幅的印刷結(jié)果的示意圖。
圖21A是具有第一和第二幅觀察引導(dǎo)件；第一、第二、第三和第四Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；以及X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的傳感器片的例子。
圖21B是具有碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的傳感器片內(nèi)的一行的分解視圖。
圖21C是具有覆蓋碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的絕緣X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的傳感器片內(nèi)的一行的分解視圖。
圖22是用于對(duì)準(zhǔn)幅印刷過(guò)程參數(shù)X、Y和θ的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的幅印刷過(guò)程的8個(gè)部分的示意圖。部分1是退繞機(jī)單元101。部分2是預(yù)處理站102。部分3是碳印刷站103。部分4是絕緣印刷站104。部分5是第一酶印刷站105。部分6是第二酶印刷站106。部分7是重繞機(jī)單元107。部分8是沖壓機(jī)108。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以理解，雖然下面的描述涉及與這8個(gè)部分相關(guān)的過(guò)程和設(shè)備，但是本發(fā)明的過(guò)程和設(shè)備可以以更多或者更少數(shù)量的部分實(shí)現(xiàn)。例如，盡管在本實(shí)施例中設(shè)想4個(gè)印刷站，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用一個(gè)或者多個(gè)印刷站。在一個(gè)實(shí)施例中，有最少兩個(gè)印刷站來(lái)用于印刷電極層和試劑層。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，部分1可以使用基底材料退繞機(jī)單元101來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，從Rockford IL的Martin Automatic Inc.可以得到的Martin Unwinder/Automatic Splice。在本發(fā)明的實(shí)施例中，部分2、3、4、5和6可以使用修改的Kammann Printer來(lái)實(shí)現(xiàn)，修改的Kammann Printer從德國(guó)的Bunde的Werner KammannMaschinefabrik Gmbh，型號(hào)4.61.35可以得到。在本發(fā)明的實(shí)施例中，部分2可以是預(yù)處理單元102。預(yù)處理單元102可以用于在印刷以前預(yù)處理基底242，部分3、4、5和6可以用于絲網(wǎng)印刷碳、絕緣、第一酶和第二酶墨到基底242上。部分7可以包括重繞機(jī)單元107，例如，從Rockford，IL的Martin Automatic Inc.可以得到的MartinRewinder。部分8可以包括沖壓機(jī)108，例如，從Lenexa，Kansas的Preco Press可以得到的Preco沖壓機(jī)，型號(hào)2024-P-40T XYT CCDCE。雖然提到了特殊型號(hào)的設(shè)備，但是在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以完全改變和/或替代和/或省略這些設(shè)備的件，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以理解的。
圖2A、2B和2C是示出了當(dāng)基底通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的幅印刷過(guò)程的部分1-8時(shí)的基底242的通道的示意圖。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于基底242的材料可以是聚酯材料(商品名MelinexST328)，其由DuPont Teijin Films制造。基底242以材料卷供給，其可以是例如額定的350微米厚，370mm寬和近似660m長(zhǎng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些厚度和寬度的尺寸特別適于通過(guò)在基底的幅上平的絲網(wǎng)印刷來(lái)生產(chǎn)電化學(xué)傳感器。這是因?yàn)橐蟛牧蠄?jiān)固來(lái)用于印刷，但是通過(guò)設(shè)備可操縱，且具有足夠的寬度來(lái)容納合適數(shù)量的傳感器，以使得該過(guò)程商業(yè)上可行?；?42可以包括施加到一側(cè)或者兩側(cè)上的丙烯酸涂層，以改進(jìn)墨粘附。聚酯是優(yōu)選的材料，因?yàn)槠湓诟鶕?jù)本發(fā)明的幅過(guò)程期間使用的升高的溫度和張力下性能令人滿意。雖然聚酯，實(shí)際上Melinex在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中是優(yōu)選的材料，但是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里提供的說(shuō)明可以設(shè)想使用其它材料。實(shí)際上，其中，可以設(shè)想材料厚度、寬度和長(zhǎng)度的變化，較大的寬度或者長(zhǎng)度提供生產(chǎn)傳感器的額外的能力，以及在一些情況下材料厚度的變化有助于預(yù)處理，或者在印刷期間對(duì)準(zhǔn)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在進(jìn)入碳印刷站103以前，基底242暴露到熱穩(wěn)定過(guò)程，通過(guò)在不使基底處于大的張力下加熱基底達(dá)到185℃，以在幅印刷過(guò)程期間試圖和確保基底242經(jīng)歷最小的尺寸變形，其中，在達(dá)到165N的張力下可以遭遇在140和160℃之間的溫度。通常，使用的張力為最小的，剛好足夠驅(qū)動(dòng)幅通過(guò)加熱器。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管有該熱穩(wěn)定過(guò)程，從印刷步驟到印刷步驟的對(duì)準(zhǔn)的變化會(huì)出現(xiàn)，導(dǎo)致傳感器故障。因此，在緊接著印刷以前引入預(yù)處理步驟。如此后將要說(shuō)明的，在預(yù)處理步驟(部分1)中，將基底加熱到比其在后面的印刷步驟期間遭遇的任何溫度大的溫度(通常160℃)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在該預(yù)處理步驟期間，基底還保持在張力下(通常，大約165N)。實(shí)際上，在該實(shí)施例中，預(yù)處理和設(shè)置在張力下的組合大大地減小了印刷對(duì)準(zhǔn)中的變化，且改進(jìn)了最終的產(chǎn)品產(chǎn)量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用接合帶，例如，來(lái)自IntertapePolymer Group的PS-1 Splicing Flatback Paper Tape，基底242的卷在退繞機(jī)單元101或者重繞機(jī)107接合在一起。
圖2A是描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的幅印刷過(guò)程的部分1和部分2的示意圖。在圖2A中，部分1是退繞機(jī)單元101.退繞機(jī)單元101包括第一心軸200，第二心軸201，第一接合單元202和第一存儲(chǔ)器203。在圖2A中，部分2為預(yù)處理站102。預(yù)處理站102包括第一清潔單元204，通常不使用的第二接合單元205，入站軋輥206，第二清潔單元207，測(cè)壓儀208，第一印刷輥209，第一驅(qū)動(dòng)輥210和第一干燥器區(qū)域211。
在圖2A所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，退繞機(jī)單元101包括，例如，Martin Unwinder/Automatic Splice，其用于促進(jìn)基底242在近似80N的張力下連續(xù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入預(yù)處理站102。退繞機(jī)單元101可以包括第一退繞心軸200和第二退繞心軸201。注意，心軸也可以稱為主軸。第一退繞心軸200保持一卷基底材料242，且連續(xù)饋送基底242進(jìn)入部分2的預(yù)處理站102。第二退繞心軸201保持備用的一卷基底242，其自動(dòng)接合到來(lái)自第一退繞心軸200的基底242的卷的端部，確保半連續(xù)地供給基底242。該連續(xù)的過(guò)程從第一退繞心軸200到第二退繞心軸201重復(fù)。當(dāng)在第一接合單元202進(jìn)行接合操作時(shí)(在此期間，第一退繞心軸200和第二退繞心軸201都靜止)，基底材料存儲(chǔ)器203存儲(chǔ)預(yù)定長(zhǎng)度的基底242，以及將存儲(chǔ)的基底242分配到部分2的預(yù)處理站102。產(chǎn)生的接合是對(duì)接接合，在接縫處在材料的任一側(cè)上有一定長(zhǎng)度的接合帶。為了確保質(zhì)量，可以丟棄接合的任一側(cè)的近似10m的印刷的基底。第一退繞心軸200和第二退繞心軸201包括幅邊緣引導(dǎo)件(沒(méi)有顯示)，其引導(dǎo)基底242進(jìn)入第一接合單元202。幅邊緣引導(dǎo)件適于在基底饋送到第一接合單元202中時(shí)，防止基底242偏離。
通常，設(shè)立本發(fā)明的機(jī)器，以同時(shí)生產(chǎn)2到10，更通常為6卷基底。對(duì)于連接到連續(xù)的墨供給的那些印刷站，要使用的卷的數(shù)量通常不是問(wèn)題。然而，對(duì)于兩個(gè)供給有限數(shù)量的墨的酶印刷站，要使用的卷的數(shù)量是重要的輸入?yún)?shù)。實(shí)際上，在開(kāi)始印刷過(guò)程以前，要使用的卷的數(shù)量確定放置在篩網(wǎng)上的墨的數(shù)量。例如，對(duì)于6卷運(yùn)行，在部分5和6的每一個(gè)的印刷開(kāi)始以前，與6(或者剛好多于6)卷相當(dāng)?shù)拿改胖迷诤Y網(wǎng)上。因此，貫穿印刷運(yùn)行，需要準(zhǔn)備好酶墨用于印刷，以在印刷運(yùn)行的整個(gè)壽命確保酶的一致印刷。在酶印刷站中圍繞篩網(wǎng)放置壁，以確保足夠量的酶墨可以加入篩網(wǎng)，而不需要在運(yùn)行期間裝滿篩網(wǎng)，以及也降低了酶墨溢出篩網(wǎng)和溢到在篩網(wǎng)下面行進(jìn)的幅基底上的風(fēng)險(xiǎn)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，貫穿該過(guò)程，基底242保持在大約165N的張力下，以便維持要印刷的四層的對(duì)準(zhǔn)(通常，印刷對(duì)準(zhǔn)公差為300微米)。在每個(gè)印刷步驟期間，基底242還經(jīng)歷140℃或者較小的各種溫度，以便干燥印刷的墨。由于該張力和溫度，在該過(guò)程期間，基底242有伸展或者膨脹的趨勢(shì)，因此，落到對(duì)準(zhǔn)公差以外。實(shí)際上，從印刷階段到印刷階段，印刷運(yùn)行到印刷運(yùn)行，以及印刷運(yùn)行本身中的圖像尺寸變化是不可預(yù)知的，以及高于可以容忍的。
在圖2A中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，部分2是預(yù)處理站102。在任何圖像印刷到基底上以前進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理基底242，以減少在幅過(guò)程的隨后的部分內(nèi)的膨脹和伸展的量，也有助于通過(guò)部分3-6的基底242對(duì)準(zhǔn)。預(yù)處理站可以將基底242加熱到不超過(guò)隨后的印刷步驟的溫度。典型地，這發(fā)生在150和180N之間的張力下，更典型地，發(fā)生在大約165N。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，再次可選的在上述的張力下，預(yù)處理站102可以將基底242加熱到足夠從基底242去除不可逆的伸展的溫度。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在預(yù)處理區(qū)域211將基底加熱到近似160℃，這在圖11中更詳細(xì)地顯示。如前所說(shuō)明的，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在基底242隨后的處理期間，包括隨后的干燥步驟，沒(méi)有達(dá)到或者超過(guò)在預(yù)處理站102中將基底242加熱到的溫度。隨后的印刷過(guò)程可以通過(guò)提供稍微較大的模板篩網(wǎng)尺寸(通常在幅的行進(jìn)方向上750微米)來(lái)補(bǔ)償由于由預(yù)處理站102的過(guò)程引起的伸展產(chǎn)生的稍微較大的圖像。提供新的篩網(wǎng)可能有問(wèn)題。因此，在每個(gè)印刷站可以改變其它參數(shù)，諸如篩網(wǎng)和幅的相對(duì)速度，以適應(yīng)圖像尺寸的變化，而不需要更換篩網(wǎng)。無(wú)論如何，可以適應(yīng)的圖像尺寸變化的量有限制。因此，最好如這里描述地預(yù)處理基底，減小整體圖像尺寸增加，以及減小所述圖像尺寸增加的變化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理站102還包括額外的元件，其執(zhí)行促進(jìn)根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程的正確操作的功能。在預(yù)處理單元102中，有兩個(gè)幅清潔單元，第一清潔單元204和第二清潔單元207，其清潔基底242的頂部和底側(cè)。在任何印刷步驟之前，第一清潔單元204和第二清潔單元207使用膠粘粘合劑涂覆的輥來(lái)從基底242去除顆粒。第一清潔單元204可以是例如市場(chǎng)上從Glasgow，UnitedKingdom的KSM Web Cleaners可以得到的型號(hào)WASP400的清潔器。第二清潔單元207例如是市場(chǎng)上從Teknek可以得到的清潔器。預(yù)處理站102還包括入站軋輥206和測(cè)壓儀208。入站軋輥206用于控制基底242的張力(特別是在入站軋輥206和出站軋輥238之間的張力)。入站軋輥206經(jīng)由控制系統(tǒng)(沒(méi)有顯示)鏈接到測(cè)壓儀208。基底242通過(guò)出站軋輥238以恒定的速率從在部分6中的第二酶印刷站106取出。當(dāng)基底移動(dòng)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的幅過(guò)程時(shí)，在部分2中的測(cè)壓儀208測(cè)量基底242的張力。入站軋輥206調(diào)節(jié)其速度，以便在預(yù)定的設(shè)置點(diǎn)控制張力。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程中典型的基底張力為近似150N到180N，更具體的，為160N到170N，在本實(shí)施例中，該張力為近似165N。
圖2B是描繪根據(jù)本發(fā)明的幅印刷過(guò)程的部分3、部分4和部分5的示意圖。在圖2B中，部分3是碳印刷站103。在印刷以前，安裝清潔系統(tǒng)(從Meech可以得到)，該清潔系統(tǒng)使用真空和刷子系統(tǒng)來(lái)清潔基底的頂側(cè)(印刷側(cè))和底側(cè)，頂部刷子和真空站251以及底部刷子和真空站250彼此偏移。頂部刷子和真空站250緊接冷卻輥212和存儲(chǔ)器213以前接觸基底，且為碳印刷以前最近的可到達(dá)點(diǎn)。底側(cè)刷子和真空站251緊接基底離開(kāi)預(yù)處理單元102以后接觸基底。碳印刷站103包括第一冷卻輥212，第二存儲(chǔ)器213，第二印刷輥214，第一視覺(jué)傳感器215，第二驅(qū)動(dòng)輥216，第一干燥器區(qū)域217和第二冷卻輥218。在圖2B中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，部分4是絕緣印刷站104。絕緣印刷站104包括第三冷卻輥219，第三存儲(chǔ)器220，第三印刷輥221，第二視覺(jué)傳感器222，在位置237A處的第一Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(沒(méi)有顯示)，第三驅(qū)動(dòng)輥223和第二干燥器區(qū)域224。在圖2B中，部分5是第一酶印刷站105。第一酶印刷站105包括第四冷卻輥225，第四存儲(chǔ)器226，第四印刷輥227，第三視覺(jué)傳感器228，在位置237B處的第二Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(沒(méi)有顯示)，第四驅(qū)動(dòng)輥229和第三干燥器區(qū)域230。
在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)程中，幅制造過(guò)程的部分3為進(jìn)行碳印刷的地方。當(dāng)然，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以理解的，印刷過(guò)程的數(shù)量和類型可以變化，而不偏離本發(fā)明的最寬的范圍。例如，可以設(shè)置兩個(gè)碳印刷，或者通過(guò)具有金屬顆粒銀/氯化銀的墨或者基于金或鈀的墨的碳的一個(gè)或者多個(gè)印刷可以用來(lái)提供電化學(xué)傳感器的電極層。絕緣和試劑層也可以改變它們的成分、沉積順序、沉積厚度和布局，以及本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里描述的實(shí)施例會(huì)明白的其它參數(shù)。在部分3中，用于根據(jù)本發(fā)明制造的電化學(xué)傳感器的碳圖形可以利用絲網(wǎng)印刷來(lái)印刷。碳印刷站103的基本構(gòu)件在圖6和7中顯示。特別地，根據(jù)本發(fā)明的合適的印刷站包括篩網(wǎng)301、下部印刷輥303、印刷輥600、充滿片603、涂刷器保持器605和涂刷器606。在碳印刷站103中，印刷輥600為第二印刷輥214。篩網(wǎng)301為通常的平的結(jié)構(gòu)，通常包括網(wǎng)眼，其設(shè)置為提供需要的圖形的負(fù)片。碳墨施加到網(wǎng)眼，且在印刷期間將碳墨推過(guò)網(wǎng)眼。在該階段，平的篩網(wǎng)可能由于墨的重量(對(duì)于酶印刷步驟，尤其是這樣，其中，在整個(gè)印刷運(yùn)行期間要使用的所有的墨通常在印刷運(yùn)行的開(kāi)始處沉積在篩網(wǎng)上)以及來(lái)自將墨推過(guò)網(wǎng)眼模板的涂刷器的壓力而稍微變形脫離平的形狀。
在根據(jù)本發(fā)明的充滿周期過(guò)程中，通過(guò)在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303，篩網(wǎng)301裝滿墨604。對(duì)于充滿周期，其中，墨604被裝滿到篩網(wǎng)301上，篩網(wǎng)301在與基底242的第一方向608相反的第二方向607上移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的隨后的印刷周期過(guò)程中，如圖7所示，涂刷器606傳遞墨604通過(guò)篩網(wǎng)301且到達(dá)基底242上。在印刷周期期間，涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303都在與基底242的幅運(yùn)動(dòng)方向相反的第二方向607上移動(dòng)。對(duì)于印刷周期，其中，墨604被推過(guò)篩網(wǎng)301且沉積在基底242上，篩網(wǎng)301在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)。因此，在印刷周期期間，篩網(wǎng)301在與幅基底相同的方向上以與基底相同或者很接近相同的速度運(yùn)動(dòng)。當(dāng)靜止時(shí)，篩網(wǎng)301大致為平的，盡管在使用中，其由涂刷器606朝著幅推動(dòng)，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，篩網(wǎng)稍微變形，且一旦去除涂刷器606時(shí)，篩網(wǎng)大致恢復(fù)到其原來(lái)的形狀。然后，當(dāng)篩網(wǎng)301被重新加載墨604準(zhǔn)備好用于下一個(gè)印刷周期時(shí)，其在與基底相反的方向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)墨加載到篩網(wǎng)301上時(shí)，墨的重量可能非常輕微地彎曲篩網(wǎng)。當(dāng)幅離開(kāi)印刷站時(shí)，篩網(wǎng)301與幅的行進(jìn)方向608成一個(gè)角度。這種布置(角度通常大約10到30度，更具體的，大約15度)改進(jìn)了墨從篩網(wǎng)釋放到基底上，改進(jìn)了印刷清晰度和可再現(xiàn)性。篩網(wǎng)相對(duì)于基底的角度，涂刷器角度，篩網(wǎng)相對(duì)于涂刷器的距離，涂刷器相對(duì)于印刷輥的位置，捕獲距離，基底和篩網(wǎng)的相對(duì)速度，以及涂刷器壓力，都可以用于控制和優(yōu)化最終得到的印刷清晰度和橫過(guò)卡的一致性(絲網(wǎng)印刷機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例在頒發(fā)的美國(guó)專利4245554中更加詳細(xì)地描述，其通過(guò)參考在此引入)。
特別地，在碳印刷站103中，所述的墨為碳墨。合適的碳墨的例子在此在下面闡述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在使用涂刷器606來(lái)將墨604傳遞通過(guò)篩網(wǎng)且到達(dá)基底242上以前，篩網(wǎng)301充滿墨604。然后使用例如140℃的熱空氣來(lái)干燥沉積在基底242上的印刷的碳圖形，該熱空氣使用第一干燥器區(qū)域217中的四個(gè)獨(dú)立的干燥組來(lái)引導(dǎo)到基底的印刷的表面上，這在如圖12中更詳細(xì)地顯示。
用于碳印刷站的合適的墨包括，但不限于，具有金屬顆粒，銀/氯化銀，基于金，基于鈀的碳的導(dǎo)電可印刷的墨。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在碳印刷過(guò)程之前，緊接干燥之后，基底242通過(guò)第一冷卻輥212，其設(shè)計(jì)為快速冷卻基底242到預(yù)定的溫度，通常為室溫(大約18-21℃，通常19.5℃+/-0.5℃)。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例中，第一冷卻輥212的表面為近似18℃。第一冷卻輥212可以例如使用大約7℃的工廠冷卻水來(lái)冷卻到合適的溫度。通過(guò)控制工廠冷卻水的流率和/或溫度可以控制輥的溫度。在印刷的碳圖案在印刷過(guò)程中沉積以后，基底242通過(guò)第二冷卻輥218。降低基底的溫度，以及維持基底242的溫度是有利的，因?yàn)檩^冷的溫度減小了在印刷期間在篩網(wǎng)上墨干燥以及在網(wǎng)眼中產(chǎn)生阻塞的可能性。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程中使用冷卻輥也是有利的，因?yàn)槠浣档土嘶?42的伸展量，減小了對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，以及修改進(jìn)行中的過(guò)程來(lái)彌補(bǔ)這樣的問(wèn)題的需要。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量冷卻輥的溫度和控制水流/溫度的反饋回路來(lái)動(dòng)態(tài)控制冷卻輥的溫度。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里描述的實(shí)施例可以設(shè)想冷卻該輥的其它方法，例如，電動(dòng)制冷單元。
在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)程中，幅制造過(guò)程的部分4是進(jìn)行絕緣印刷的地方。在部分4中，利用使用通常的平的篩網(wǎng)的絲網(wǎng)印刷來(lái)印刷根據(jù)本發(fā)明制造的電化學(xué)傳感器的絕緣圖形。絕緣印刷站104的基本構(gòu)件在圖6和7中顯示。特別地，根據(jù)本發(fā)明的合適的印刷站包括篩網(wǎng)301、下部印刷輥303、印刷輥600、充滿片603、涂刷器保持器605和涂刷器606。在絕緣印刷站104中，印刷輥600為第三印刷輥221。
在根據(jù)本發(fā)明的充滿周期過(guò)程中，通過(guò)在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303，篩網(wǎng)301裝滿墨604。對(duì)于充滿周期，其中，墨604被裝滿到篩網(wǎng)301上，篩網(wǎng)301在與基底242的第一方向608相反的第二方向607上移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的隨后的印刷周期過(guò)程中，如圖7所示，涂刷器606傳遞墨604通過(guò)篩網(wǎng)301且到達(dá)基底242上。在印刷周期期間，涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303都在與基底242的幅運(yùn)動(dòng)方向相反的第二方向607上移動(dòng)。對(duì)于印刷周期，其中，墨604被推過(guò)篩網(wǎng)301且沉積在基底242上，篩網(wǎng)301在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)。絲網(wǎng)印刷機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例在頒發(fā)的美國(guó)專利4245554中更加詳細(xì)地描述，其通過(guò)參考在此引入。
在可移動(dòng)的平的絲網(wǎng)印刷中，在印刷期間，通常平的篩網(wǎng)具有其運(yùn)動(dòng)為在與基底相同的方向上且為以與基底近似相同的速度的分量。通常，在印刷站的每一個(gè)中，當(dāng)篩網(wǎng)和基底從印刷位置(鄰近圖6中的印刷輥200)移動(dòng)離開(kāi)時(shí)，大致平的篩網(wǎng)相對(duì)于基底成銳角(圖6中為A)。改變基底和篩網(wǎng)的相對(duì)速度改變了印刷的圖像在基底行進(jìn)方向，即，X方向上的尺寸。
用于印刷站的每一個(gè)的模板篩網(wǎng)通常包括伸展和接附到剛性框架的可彈性變形的聚酯或者鋼網(wǎng)眼。一個(gè)實(shí)施例使用由Weymouth，UK的DEK Machinery供應(yīng)的聚酯篩網(wǎng)。網(wǎng)眼涂覆有UV敏感的涂層，結(jié)合膜正片，篩網(wǎng)暴露到UV光源，顯影，以及干燥，使得涂層在篩網(wǎng)上干燥，以形成需要的圖形圖像的負(fù)片。在涂刷器的幫助下，墨通過(guò)模板的開(kāi)口區(qū)域且到達(dá)基底上(給定由墨在基底上形成的正片圖像)?？蚣芴峁┌惭b網(wǎng)眼的裝置，以及承受由伸展的網(wǎng)眼施加的力，具有最小的變形，且承受在印刷期間產(chǎn)生的額外的力。
特別地，在絕緣印刷站104中，所述的墨為絕緣墨。合適的絕緣墨的例子在此在下面闡述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在使用涂刷器606來(lái)將墨604傳遞通過(guò)篩網(wǎng)且到達(dá)基底242上以前，篩網(wǎng)301充滿墨604。然后使用例如140℃的熱空氣來(lái)干燥沉積在基底242上的印刷的絕緣圖形，該熱空氣使用第二干燥器區(qū)域224中的四個(gè)獨(dú)立的干燥組來(lái)引導(dǎo)到基底的印刷的表面上，這在如圖13中更詳細(xì)地顯示。用于根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程中的絕緣印刷站的合適的墨的例子為ErconE6110-116 Jet Black Insulayer Ink，其可以從Ercon，Inc.購(gòu)買。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用這里描述的技術(shù)，絕緣圖形在X方向(沿著機(jī)器)和Y方向(橫過(guò)機(jī)器)上對(duì)準(zhǔn)到碳圖形?？梢允褂媒^緣墨的其它類型，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里的描述可以理解的。而且，可以使用不同的層，或者不同的層的順序來(lái)提供不同的層的順序，因此提供生產(chǎn)的電化學(xué)傳感器的不同的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在絕緣印刷過(guò)程之前，緊接干燥之后，基底242，包括印刷的碳和絕緣圖案，通過(guò)第三冷卻輥219，其設(shè)計(jì)為快速冷卻基底242到預(yù)定的溫度，通常為室溫(大約17-21℃，通常19.5℃+/-0.5℃)。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例中，第三冷卻輥的表面溫度為近似18℃。第三冷卻輥219可以例如使用大約7℃的工廠冷卻水來(lái)冷卻到合適的溫度。降低基底242的溫度，以及維持基底242的溫度是有利的，因?yàn)檩^冷的溫度減小了在篩網(wǎng)上墨干燥以及在網(wǎng)眼中產(chǎn)生阻塞的可能性。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程中使用冷卻輥也是有利的，因?yàn)槠浣档土嘶?42的伸展量，減小了對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，以及修改進(jìn)行中的過(guò)程來(lái)彌補(bǔ)這樣的問(wèn)題的需要。
在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)程中，幅制造過(guò)程的部分5是進(jìn)行第一酶印刷的地方。在部分5中，利用絲網(wǎng)印刷和如前所述的可移動(dòng)的通常平的篩網(wǎng)來(lái)印刷根據(jù)本發(fā)明制造的電化學(xué)傳感器的酶墨圖形。第一酶印刷站105的基本構(gòu)件在圖6和7中顯示。特別地，根據(jù)本發(fā)明的合適的印刷站包括篩網(wǎng)301、下部印刷輥303、印刷輥600、充滿片603、涂刷器保持器605和涂刷器606。在第一酶印刷站105中，印刷輥600為第四印刷輥227。
在根據(jù)本發(fā)明的充滿周期過(guò)程中，通過(guò)在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303，篩網(wǎng)301裝滿墨604。對(duì)于充滿周期，其中，墨604被裝滿到篩網(wǎng)301上，篩網(wǎng)301在與基底242的第一方向608相反的第二方向607上移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的隨后的印刷周期過(guò)程中，如圖7所示，涂刷器606傳遞墨604通過(guò)篩網(wǎng)301且到達(dá)基底242上。在印刷周期期間，涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303都在與基底242的幅運(yùn)動(dòng)方向相反的第二方向607上移動(dòng)。對(duì)于印刷周期，其中，墨604被推過(guò)篩網(wǎng)301且沉積在基底242上，篩網(wǎng)301在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)。絲網(wǎng)印刷機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例在頒發(fā)的美國(guó)專利4245554中更加詳細(xì)地描述，其通過(guò)參考在此引入。
特別地，在第一酶印刷站105中，所述的墨為酶墨。合適的酶墨的例子在此在下面闡述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在使用涂刷器606來(lái)將墨604傳遞通過(guò)篩網(wǎng)且到達(dá)基底242上以前，篩網(wǎng)301充滿墨604。然后使用例如50℃的熱空氣來(lái)干燥沉積在基底242上的印刷的酶圖形，該熱空氣使用第三干燥器區(qū)域230中的兩個(gè)獨(dú)立的干燥組來(lái)引導(dǎo)到基底的印刷的表面上，這在如圖14中更詳細(xì)地顯示。用于根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程中的第一酶印刷站105的合適的墨的例子在表格2中總結(jié)。
表格2

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在絕緣印刷過(guò)程之后，緊接干燥之后，基底242，包括印刷的碳和絕緣圖案，通過(guò)第四冷卻輥225，其設(shè)計(jì)為快速冷卻基底242到預(yù)定的溫度，通常為室溫(大約17-21℃，通常19.5℃+/-0.5℃)。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例中，第四冷卻輥225的表面為近似18℃。第四冷卻輥225可以例如使用大約7℃的工廠冷卻水來(lái)冷卻到合適的溫度。降低基底242的溫度，以及維持基底242的溫度是有利的，因?yàn)檩^冷的溫度減小了在篩網(wǎng)上墨干燥以及在網(wǎng)眼中產(chǎn)生阻塞的可能性。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程中使用冷卻輥也是有利的，因?yàn)槠浣档土嘶?42的伸展量，減小了對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，以及修改進(jìn)行中的過(guò)程來(lái)彌補(bǔ)這樣的問(wèn)題的需要。
另外，由于酶墨的高的水含量以及由于篩網(wǎng)運(yùn)動(dòng)的氣流，確保酶墨不干燥到篩網(wǎng)中是關(guān)鍵的。由運(yùn)動(dòng)篩網(wǎng)遇到的空氣的相對(duì)流以在平臺(tái)絲網(wǎng)印刷機(jī)(諸如Thieme平臺(tái)印刷機(jī))中不常見(jiàn)的方式干燥篩網(wǎng)上的墨，因?yàn)椴幌癖景l(fā)明，篩網(wǎng)本身不在機(jī)器內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不但在基底遇到酶絲網(wǎng)印刷步驟以前冷卻輥通過(guò)確?；桌鋮s到大約18℃來(lái)減輕這樣的情況，而且在印刷期間增濕加載有酶墨的篩網(wǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，增濕大致是連續(xù)的?？梢允琼攤?cè)、底側(cè)和/或側(cè)部篩網(wǎng)增濕，實(shí)際上可以提供所有三種增濕。導(dǎo)管的布置分別從上、下和側(cè)面提供大致恒定的增濕空氣流到篩網(wǎng)上，確保墨的水含量維持在恒定的水平。用于提供根據(jù)本發(fā)明的頂側(cè)、底側(cè)和/或側(cè)面篩網(wǎng)增濕的合適的布置在圖3、4和5中顯示。增濕裝置(通常為運(yùn)送增濕空氣的導(dǎo)管)的數(shù)量和布置其中依賴于需要增濕的量、墨的水含量、周圍空氣的濕度和溫度、當(dāng)基底接近酶印刷站時(shí)的基底的溫度、印刷輥的溫度、篩網(wǎng)的尺寸，以及篩網(wǎng)到周圍環(huán)境(未增濕的空氣)的暴露。在一個(gè)實(shí)施例中，在篩網(wǎng)來(lái)回一次行程期間，包括一行或者多行孔400的導(dǎo)管304將增濕的空氣運(yùn)送過(guò)篩網(wǎng)的整個(gè)底側(cè)。上面的和機(jī)器的操作者側(cè)的導(dǎo)管(沒(méi)有顯示)輸送增濕的空氣流300和304(如圖4可見(jiàn))。
通常，在印刷運(yùn)行開(kāi)始時(shí)或者在印刷運(yùn)行開(kāi)始前，印刷運(yùn)行需要的所有的酶墨放置在篩網(wǎng)上。因?yàn)槊改ù蟛糠炙?典型地重量百分比在55和65％之間，更典型地重量百分比大約為60％)，所以在運(yùn)行壽命期間墨趨向于變干。通過(guò)圍繞加載有酶墨的篩網(wǎng)提供增濕減輕了該風(fēng)險(xiǎn)?？蛇x地，或者更典型地另外在遇到酶(或者實(shí)際上任何)印刷站以前，通過(guò)使用這里描述的冷卻輥來(lái)冷卻基底。典型地，基底的溫度控制為小于或者等于室溫。然而，基底的溫度保持在房間中的大氣的露點(diǎn)之上。如果房間處于60％的濕度，那么露點(diǎn)可能是15℃。如果基底的溫度低于該溫度，那么在基底上會(huì)出現(xiàn)凝露，可能損害任何隨后的印刷運(yùn)行，特別是通過(guò)諸如酶墨之類的可水溶的墨的任何隨后的印刷運(yùn)行。因此，基底溫度的控制，例如，在室溫和露點(diǎn)的限制之間，對(duì)于成功的印刷運(yùn)行是重要的。冷卻輥212、219、225和231的溫度和/或通過(guò)冷卻輥212、219、225和231的時(shí)間的控制對(duì)于控制基底溫度是重要的?？梢允褂梅答伩刂苹芈穪?lái)例如相對(duì)于室溫和/或露點(diǎn)(給定的房間濕度)測(cè)量基底溫度，以控制冷卻輥的溫度和當(dāng)基底離開(kāi)輥和接近下一個(gè)印刷站時(shí)的基底溫度。
圖2C是描繪根據(jù)本發(fā)明的幅印刷過(guò)程的部分6和部分7的示意圖。在圖2C中，部分6是第二酶印刷站106。第二酶印刷站106包括第五冷卻輥231，第五存儲(chǔ)器232，第五印刷輥233，第四視覺(jué)傳感器234，第五驅(qū)動(dòng)輥235，第五干燥器區(qū)域236，Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)237和出站軋輥238。在圖2C所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，部分7是重繞機(jī)單元107。重繞機(jī)單元107包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)239，第一重繞心軸240和第二重繞心軸241。
在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)程中，幅制造過(guò)程的部分6是進(jìn)行第二酶印刷的地方。在部分6中，利用絲網(wǎng)印刷來(lái)印刷根據(jù)本發(fā)明制造的電化學(xué)傳感器的酶墨圖形。施加2個(gè)酶墨涂層的目的為確保完全覆蓋碳電極，使得電極大致均勻而沒(méi)有空隙。第二酶印刷站106的基本構(gòu)件在圖6和7中顯示。特別地，根據(jù)本發(fā)明的合適的印刷站包括篩網(wǎng)301、下部印刷輥303、印刷輥600、充滿片603、涂刷器保持器605和涂刷器606。在第二酶印刷站106中，印刷輥600為第五印刷輥233。
在根據(jù)本發(fā)明的充滿周期過(guò)程中，通過(guò)在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303，篩網(wǎng)301裝滿墨604。對(duì)于充滿周期，其中，墨604被裝滿到篩網(wǎng)301上，篩網(wǎng)301在與基底242的第一方向608相反的第二方向607上移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的隨后的印刷周期過(guò)程中，如圖7所示，涂刷器606傳遞墨604通過(guò)篩網(wǎng)301且到達(dá)基底242上。在印刷周期期間，涂刷器606，充滿片603，印刷輥600和下部印刷輥303都在與基底242的幅運(yùn)動(dòng)方向相反的第二方向607上移動(dòng)。對(duì)于印刷周期，其中，墨604被推過(guò)篩網(wǎng)301且沉積在基底242上，篩網(wǎng)301在相應(yīng)于基底242的幅運(yùn)動(dòng)的第一方向608上移動(dòng)。絲網(wǎng)印刷機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例在頒發(fā)的美國(guó)專利4245554中更加詳細(xì)地描述，其通過(guò)參考在此引入。
特別地，在第二酶印刷站106中，所述的墨為酶墨。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在使用涂刷器606來(lái)將墨604傳遞通過(guò)篩網(wǎng)且到達(dá)基底242上以前，篩網(wǎng)301充滿墨604。然后使用例如50℃的熱空氣來(lái)干燥沉積在基底242上的印刷的酶圖形，該熱空氣使用第四干燥器區(qū)域236中的兩個(gè)獨(dú)立的干燥組來(lái)引導(dǎo)到基底的印刷的表面上，這在如圖15中更詳細(xì)地顯示。用于第二酶印刷站106的合適的墨的例子與用于第一酶印刷站中的酶墨相同，其在前述的表格2中描述。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在第二酶印刷過(guò)程之后，緊接干燥之后，基底242，包括印刷的碳，絕緣，和酶墨圖案，通過(guò)第五冷卻輥231，其設(shè)計(jì)為快速冷卻基底242到預(yù)定的溫度。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程的一個(gè)實(shí)施例中，第五冷卻輥231的表面為近似18℃。第五冷卻輥231可以例如使用大約7℃的工廠冷卻水來(lái)冷卻到合適的溫度。降低基底242的溫度，以及維持基底242的溫度是有利的，因?yàn)檩^冷的溫度減小了在篩網(wǎng)上墨干燥以及在網(wǎng)眼中產(chǎn)生阻塞的可能性。在根據(jù)本發(fā)明的幅制造過(guò)程中使用冷卻輥也是有利的，因?yàn)槠浣档土嘶?42的伸展量，減小了對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，以及修改進(jìn)行中的過(guò)程來(lái)彌補(bǔ)這樣的問(wèn)題的需要。
另外，由于酶墨的高的水含量以及由于篩網(wǎng)運(yùn)動(dòng)的氣流，確保酶墨不干燥到篩網(wǎng)中是關(guān)鍵的。不但在基底遇到酶絲網(wǎng)印刷步驟以前冷卻輥通過(guò)確保基底冷卻到18℃來(lái)減輕這樣的情統(tǒng)，而且還有能夠提供在篩網(wǎng)之上和之下的增濕空氣流的頂側(cè)和/或底側(cè)和/或側(cè)面篩網(wǎng)增濕，確保墨的水含量維持在恒定的水平。典型地，增濕空氣在篩網(wǎng)之上恒定地流動(dòng)。用于提供根據(jù)本發(fā)明的頂側(cè)和底側(cè)篩網(wǎng)增濕的合適的布置在圖3中顯示。
第二酶印刷站106可以包括出站軋輥238，用于檢查對(duì)準(zhǔn)的檢查系統(tǒng)237，在237C(沒(méi)有顯示)第三Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，以及條形碼站(沒(méi)有顯示)。出站軋輥238有助于控制基底242的張力(特別是在入站軋輥206和出站軋輥238之間的張力)。通過(guò)出站軋輥238，基底242以恒定的速率從第二酶印刷站106取出。在位置237A、237B和237C處的Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(沒(méi)有顯示)通過(guò)利用第一Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2101、第二Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2102、第三Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2103、第四Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2104來(lái)控制印刷期間每個(gè)印刷周期的Y對(duì)準(zhǔn)(即，跨過(guò)幅)，這些對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在圖21A中顯示。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2101、第二Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2102、第三Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2103和第四Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2104可以分別相應(yīng)于碳印刷站103、絕緣印刷站104、第一酶印刷站105和第二酶印刷站106的Y對(duì)準(zhǔn)。每個(gè)Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括2個(gè)三角形，其以近似矩形的方位并置。在一個(gè)實(shí)施例中，位于位置237A、237B和237C處的Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以通過(guò)來(lái)自德國(guó)的Leopoldshohe的Eltromat Gmbh的Eltromat DGC650來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，檢查系統(tǒng)237可以使用市場(chǎng)上從德國(guó)的Leopo1dshohe的Eltromat Gmbh得到的型號(hào)PC3100HD的EltromatInspection System來(lái)實(shí)現(xiàn)。檢查系統(tǒng)237具有視覺(jué)構(gòu)件，其檢查在圖17A到19D和/或圖20D中所示的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，且可以用作評(píng)價(jià)傳感器片2106是否應(yīng)該被丟棄的工具(例如，通過(guò)相對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中的條形碼記錄檢查結(jié)果)。
在Y尺度(其可以在印刷期間通過(guò)位于237A、237B和237C處的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(沒(méi)有顯示)來(lái)改變和/或在完成所有的印刷階段以后通過(guò)檢查系統(tǒng)237來(lái)檢查)上的對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題可以歸于幅張力的變化或者基底242的不均勻的變形。在本發(fā)明的實(shí)施例中，條形碼站包括下面的市場(chǎng)上可得到構(gòu)件，條形碼打印機(jī)(來(lái)自Cambridge，United Kingdom的Domino UK Ltd.的型號(hào)A400)，條形碼橫動(dòng)系統(tǒng)(Perthshire，Scotland的Scottish Robotic Systems)，以及條形碼讀取器(Canton，MA的RVSI Acuity CiMatrix)。條形碼站(沒(méi)有顯示)用2維條形碼給每行傳感器片2106貼標(biāo)簽。這給每行傳感器提供獨(dú)特的標(biāo)識(shí)符碼、批號(hào)/批數(shù)識(shí)別、傳感器片號(hào)和行號(hào)。條形碼站還緊接著印刷之后讀取條形碼，以確定條形碼被正確地印刷，以及給機(jī)器操作者提供視覺(jué)標(biāo)識(shí)符。條形碼和來(lái)自部分2到6的過(guò)程信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以后用于識(shí)別和隨后丟棄/接受卡來(lái)用于將來(lái)的過(guò)程。
重繞機(jī)單元107包括例如Martin Automatic Rewind System。這是機(jī)器的最后的部分，以及允許基底242的連續(xù)重繞。重繞機(jī)單元107包括第一重繞心軸240和第二重繞心軸241。第一重繞心軸240保持基底材料242的卷，以及從第二酶印刷站106連續(xù)地拉材料。第二重繞心軸241保持備用的材料卷，當(dāng)完成來(lái)自第一重繞心軸240的基底242的卷時(shí)，第二重繞心軸自動(dòng)將基底242的第一卷接合到第二卷。該連續(xù)過(guò)程從第一重繞心軸240到第二重繞心軸241重復(fù)。在基底242仍在運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的快速接合用于能夠進(jìn)行基底242的連續(xù)重繞。接合直接放置在涂有雙面壓敏粘合劑的新的基底材料242的卷上。
圖3是描繪圍繞幅印刷的第五和第六部分的濕潤(rùn)環(huán)境的示意圖。用于提供增濕幅印刷環(huán)境的裝置的基本構(gòu)件在圖3中顯示，其包括頂部濕潤(rùn)空氣300、篩網(wǎng)301、底部濕潤(rùn)空氣302、下部印刷輥303、包括多個(gè)穿孔400的導(dǎo)管304、基底242和第四印刷輥227或者第五印刷輥233。增濕和溫度設(shè)置為在充滿和印刷周期期間，以及最好在印刷運(yùn)行的整個(gè)壽命期間，試圖以及確保酶墨的性質(zhì)不隨著時(shí)間變化任何重大程度。特別地，需要酶墨的粘性和水含量在充滿和印刷周期期間，以及最好在印刷運(yùn)行的整個(gè)壽命期間，不隨著時(shí)間變化。酶墨為近似63％的水。恒定的水含量確保放下到基底242上的墨的量為一致的。如果墨的水含量在印刷過(guò)程期間變化，這會(huì)導(dǎo)致酶層厚度的變化。另外，從酶墨失去水分會(huì)導(dǎo)致酶在篩網(wǎng)301上干燥，導(dǎo)致差的印刷清晰度和放置在基底242上的墨的量的減小。第一酶印刷站105或者第二酶印刷站106內(nèi)的濕潤(rùn)空氣維持在85到95％之間的相對(duì)濕度。頂部濕潤(rùn)空氣300和底部濕潤(rùn)空氣302泵送到篩網(wǎng)301的兩側(cè)上，以維持需要的相對(duì)濕度。側(cè)面導(dǎo)管305設(shè)置到幅的一側(cè)，以及在緊鄰酶印刷站的一側(cè)上將增濕空氣引入到幅上。增濕布置的種類和類型可以改變，以適合印刷站的尺寸和形狀，以及在該環(huán)境中的該印刷站處的該類型的墨的增濕要求。通常，可以使用罩來(lái)封閉篩網(wǎng)的上部和/或下部側(cè)，使得增濕空氣可以輸送到直接鄰近篩網(wǎng)的罩中，且通過(guò)罩的存在保持篩網(wǎng)附近內(nèi)。如果罩安裝在上部篩網(wǎng)框架上，這是典型的情況，罩可以具有在x方向(印刷方向)上的槽，以允許涂刷器在正常的充滿/印刷周期期間相對(duì)于篩網(wǎng)運(yùn)動(dòng)。
圖4是描繪圍繞幅印刷的第五和第六部分的濕潤(rùn)環(huán)境的底部視圖。用于提供用于幅印刷環(huán)境的增濕的裝置的基本構(gòu)件也在圖4中顯示，其包括頂部濕潤(rùn)空氣300、篩網(wǎng)310、底部濕潤(rùn)空氣302、具有穿孔的導(dǎo)管304，以及穿孔400，在305處的側(cè)導(dǎo)管(沒(méi)有顯示)。具有幾個(gè)穿孔400的導(dǎo)管304定位在篩網(wǎng)301下面，作為用于吹底部濕潤(rùn)空氣302來(lái)維持篩網(wǎng)301上的酶墨的粘性的裝置。圖5是具有穿孔400來(lái)吹底部濕潤(rùn)空氣302的導(dǎo)管304的透視圖。
圖8是描繪2個(gè)不同的涂刷器角度的示意圖，其包括基底242、印刷輥600和涂刷器606。涂刷器的角度800可以變化，以優(yōu)化印刷區(qū)域的清晰度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，涂刷器的角度可以為15+/-5，最好為+/-1到2度。注意，涂刷器606與印刷輥600的接觸點(diǎn)對(duì)于每個(gè)涂刷器角度800是相同的。
圖9是描繪2個(gè)不同的涂刷器位置的示意圖，其包括基底242、印刷輥600、下部印刷輥303、涂刷器606、第一涂刷器位置900和第二涂刷器位置901。涂刷器位置是涂刷器相對(duì)于印刷輥600的中心的位置。涂刷器位置對(duì)印刷的墨的厚度會(huì)有主要影響。涂刷器的位置可以變化，以優(yōu)化印刷區(qū)域的清晰度。
圖10是描繪篩網(wǎng)捕獲距離(1000)的示意圖，其包括基底242、印刷輥600、下部印刷輥303和篩網(wǎng)301。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，篩網(wǎng)捕獲距離(1000)是篩網(wǎng)301和基底242之間的最接近的距離。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，篩網(wǎng)捕獲設(shè)置(1000)可以近似0.7mm。如果篩網(wǎng)捕獲設(shè)置(1000)設(shè)置太高，涂刷器606不能充分偏轉(zhuǎn)篩網(wǎng)301來(lái)以充分的印刷清晰度將墨604傳遞到基底242上。如果篩網(wǎng)捕獲設(shè)置(1000)設(shè)置太低，篩網(wǎng)301將會(huì)從前面的印刷周期抹掉墨604，引起不充分的印刷清晰度。
圖11示出了預(yù)處理區(qū)域211的分解視圖，其包括第一驅(qū)動(dòng)輥210、熱板1100、第一加熱器組1101、第二加熱器組1102和第三加熱器組1103。在本發(fā)明的實(shí)施例中，熱板1100接觸基底242的未印刷的側(cè)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，熱板1100可以涂覆有特富龍，以及可以加熱到近似160℃。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一加熱器組1101、第二加熱器組1102和第三加熱器組1103吹近似160℃的熱空氣。這可以變化，以適合基底類型和/或厚度和/或任何預(yù)處理和/或以后在該過(guò)程中遇到的溫度，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以理解的。
圖12示出了第一干燥區(qū)域217的分解視圖，其包括第二冷卻輥218、第二驅(qū)動(dòng)輥216、第一干燥器組1200A、第二干燥器組1101A、第三干燥器組1102A和第四干燥器組1103A。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一干燥器組1200A、第二干燥器組1101A、第三干燥器組1102A和第四干燥器組1103A吹近似140℃的熱空氣，盡管這可以變化，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里的描述可以理解的。
圖13示出了第二干燥區(qū)域224的分解視圖，其包括第三驅(qū)動(dòng)輥223、第一干燥器組1200B、第二干燥器組1101B、第三干燥器組1102B和第四干燥器組1103B。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一干燥器組1200B、第二干燥器組1101B、第三干燥器組1102B和第四干燥器組1103B吹近似140℃的熱空氣，盡管這可以變化，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里的描述可以理解的。
圖14示出了第三干燥區(qū)域230的分解視圖，其包括第四驅(qū)動(dòng)輥229、第一干燥器組1200C和第二干燥器組1101C。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一干燥器組1200C和第二干燥器組1101C吹近似50℃的熱空氣，盡管這可以變化，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里的描述可以理解的。
圖15示出了第四干燥區(qū)域236的分解視圖，其包括第五驅(qū)動(dòng)輥235、第一干燥器組1200D和第二干燥器組1101D。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一干燥器組1200D和第二干燥器組1101D吹近似50℃的熱空氣，盡管這可以變化，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里的描述可以理解的。
圖16示出了第一清潔單元204的分解視圖，其包括膠粘輥1600、藍(lán)色聚合物輥1601。在本發(fā)明的實(shí)施例中，藍(lán)色聚合物輥1601接觸基底242的頂側(cè)和底側(cè)，以及將顆粒/外來(lái)物質(zhì)傳遞到膠粘輥1600。
圖17A到17D示出了本發(fā)明的實(shí)施例的具有正確對(duì)準(zhǔn)的絕緣層到碳層的視圖。注意，圖17A表示傳感器片2106的左上部，圖17B表示傳感器片2106的右上部，圖17C表示傳感器片2106的左下部，圖17D表示傳感器片2106的右下部。這些標(biāo)記沒(méi)有在圖21A中所示的傳感器片上顯示。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，碳印刷站103將包括由矩形碳線1703圍繞的實(shí)心碳矩形1700的碳層印刷到基底242上。在隨后的印刷周期中，絕緣印刷站104將矩形絕緣線1701印刷到基底242上，該矩形絕緣線定位在實(shí)心碳矩形1700和矩形碳線1703之間。當(dāng)絕緣層到碳層的對(duì)準(zhǔn)在所有四個(gè)角部都正確時(shí)，通常在矩形絕緣線1701和實(shí)心碳矩形1700之間沒(méi)有未涂覆的基底242顯示。絕緣層到碳層的對(duì)準(zhǔn)可以由操作者手動(dòng)檢驗(yàn)，或者可以使用第二視覺(jué)傳感器222來(lái)檢驗(yàn)，在一個(gè)實(shí)施例中，第二視覺(jué)傳感器包括指向基底的每個(gè)角部的攝像機(jī)。通常，這形成了在印刷運(yùn)行開(kāi)始時(shí)的初始化的一部分。操作者可以在TV屏幕上觀察相互鄰近的基底的所有四個(gè)角部。然后，操作者可以在該初始化過(guò)程期間(實(shí)際上，在印刷運(yùn)行的剩余部分期間)視覺(jué)檢查絕緣層與碳層的對(duì)準(zhǔn)，以及可以進(jìn)行任何必須的調(diào)節(jié)來(lái)使絕緣印刷和碳印刷對(duì)準(zhǔn)。應(yīng)該理解，幅觀察器222(例如包括指向基底卡的四個(gè)角部之上的位置的4個(gè)攝像機(jī))觀察和發(fā)送，以顯示每個(gè)卡的四個(gè)角部的每一個(gè)的快照。這樣，在顯示器上只觀察了每個(gè)卡的角部為一轉(zhuǎn)眼的工夫，因?yàn)楫?dāng)幅行進(jìn)通過(guò)設(shè)備時(shí)，在觀察攝像機(jī)下面的基底不斷地被替代。該系統(tǒng)使得操作者可以立即看到他進(jìn)行的任何調(diào)節(jié)對(duì)絕緣層到碳層對(duì)準(zhǔn)的效果。操作者可能進(jìn)行的調(diào)節(jié)包括，但不限于，絲網(wǎng)印刷行程、捕獲高度、涂刷器壓力、相對(duì)于“Y”方向的篩網(wǎng)位置、相對(duì)于θ(Theta)的篩網(wǎng)位置。一旦在這個(gè)和其它印刷站上已經(jīng)建立觀察器對(duì)準(zhǔn)(使用觀察器228和234)，允許自動(dòng)內(nèi)部X對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(使用標(biāo)記2107和2108)和自動(dòng)Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(例如，位于位置237A、237B和237C處的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)使用標(biāo)記2101到2104)在印刷期間接管和監(jiān)控，以及自動(dòng)校正X和Y對(duì)準(zhǔn)。在圖17A到20D中所示的標(biāo)記1700到1703可以用于在印刷期間自動(dòng)X和Y對(duì)準(zhǔn)，作為使用標(biāo)記2101到2104以及2107和2108的另一種選擇或者補(bǔ)充，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員從這里的描述可以理解的。
圖18示出了當(dāng)絕緣圖形在印刷方向上比碳圖形長(zhǎng)時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例的具有不正確對(duì)準(zhǔn)的絕緣層到碳層的視圖。即使碳和絕緣篩網(wǎng)在該尺度上具有相同的尺寸，也會(huì)發(fā)生這樣的情況，因?yàn)榛卓赡苌煺沽耍蛘吆Y網(wǎng)行程可能在每個(gè)階段不一樣(較慢的篩網(wǎng)行程沿著基底幅的行進(jìn)方向給定相對(duì)較長(zhǎng)的圖形印刷)。注意，圖18A表示傳感器片2106的左上部，圖18B表示傳感器片2106的右上部，圖18C表示傳感器片2106的左下部，圖18D表示傳感器片2106的右下部。當(dāng)在四個(gè)角部之一處的絕緣層到碳層的對(duì)準(zhǔn)不正確時(shí)，在矩形絕緣線1701和實(shí)心碳矩形1700之間可以觀察到未涂覆的基底242。絕緣層到碳層的對(duì)準(zhǔn)可以由操作者使用第二視覺(jué)傳感器222來(lái)手動(dòng)檢驗(yàn)。
圖19示出了當(dāng)印刷的絕緣圖形比碳印刷的圖形短時(shí)(例如，絕緣印刷的篩網(wǎng)行程可能比碳印刷的行程長(zhǎng)，或者絕緣篩網(wǎng)可能比碳印刷站的篩網(wǎng)短)，本發(fā)明的實(shí)施例的具有不正確對(duì)準(zhǔn)的絕緣層到碳層的視圖。注意，圖19A表示傳感器片2106的左上部，圖19B表示傳感器片2106的右上部，圖19C表示傳感器片2106的左下部，圖19D表示傳感器片2106的右下部。當(dāng)在四個(gè)角部之一處的絕緣層到碳層的對(duì)準(zhǔn)不正確時(shí)，在矩形絕緣線1701和實(shí)心碳矩形1700之間可以觀察到未涂覆的基底242。絕緣層到碳層的對(duì)準(zhǔn)可以由操作者使用第二視覺(jué)傳感器222來(lái)手動(dòng)檢驗(yàn)。
圖20A到20D是描繪了印刷第二觀察引導(dǎo)件2002(如圖21A可見(jiàn))的過(guò)程的結(jié)果的示意圖，其包括實(shí)心碳矩形1700、空心絕緣矩形線1701、空心碳矩形1703、來(lái)自第一酶層2000的實(shí)心矩形、來(lái)自第二酶層2001的實(shí)心矩形和未涂覆的基底242?？蛇x的，通過(guò)自動(dòng)正在進(jìn)行的檢查系統(tǒng)，諸如在部分6中的檢查系統(tǒng)237(在第二酶印刷以后)，也可以在制造期間使用這樣的印刷。正在進(jìn)行的對(duì)準(zhǔn)典型地另外通過(guò)在“Y”方向上的位置237A、237B和237C處的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(沒(méi)有顯示)以及在“X”方向上查看標(biāo)記2105(如圖21A可見(jiàn))的對(duì)準(zhǔn)控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。
圖21A是具有第一觀察引導(dǎo)件2100和第二觀察引導(dǎo)件2002；第一Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2101、第二Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2102、第三Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2103和第四Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2104；以及X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2105的傳感器片的例子。注意，X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2105包括碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2107和絕緣X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2108。圖21B是具有碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2107和第二觀察引導(dǎo)件2002的傳感器片2106內(nèi)的一行的分解視圖。圖21C是具有絕緣X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2108和第二觀察引導(dǎo)件2002的傳感器片2106內(nèi)的一行的分解視圖。絕緣X標(biāo)記2108完全涂覆碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2107，如圖21C所示，這樣，提供了在原來(lái)的碳標(biāo)記2107的觸發(fā)點(diǎn)之前的觸發(fā)點(diǎn)(所述標(biāo)記2108的左手邊緣)。這意味著，任何隨后的層相對(duì)于第二印刷的層(在這種情況下為絕緣層)而不是碳層來(lái)印刷。如果第二和隨后的篩網(wǎng)圖形尺寸在X方向上(沿著幅)比在X方向上的第一篩網(wǎng)圖形尺寸長(zhǎng)，那么這是有用的。
在圖20A-D中以它們被印刷的順序顯示了印刷引導(dǎo)件的一個(gè)角部的分解視圖。在碳印刷站103的部分3處，實(shí)心碳矩形1700連同矩形碳線1703印刷，該矩形碳線圍繞實(shí)心碳矩形1700。在絕緣印刷站104的部分4處，矩形絕緣線1701印刷在實(shí)心碳矩形1700和矩形碳線1703之間。當(dāng)在所有四個(gè)角部絕緣到碳的對(duì)準(zhǔn)正確時(shí)，通常在實(shí)心碳矩形1700和矩形絕緣線1701之間沒(méi)有未涂覆的基底242顯示。另外，在絕緣印刷站104的部分4處，有兩個(gè)更多的矩形絕緣線1701直接印刷在實(shí)心碳矩形1700之上。這兩個(gè)另外的絕緣線用于視覺(jué)評(píng)價(jià)第一酶層2000到絕緣層和第二酶層2001到絕緣層的對(duì)準(zhǔn)，這通過(guò)在矩形絕緣線內(nèi)印刷酶墨的實(shí)心矩形來(lái)進(jìn)行，如圖20C和20D所示。這樣，第三和第四印刷的層可以對(duì)準(zhǔn)到第二而不是第一印刷的層。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，能夠適應(yīng)在第一和第二層之間的圖形尺寸的變化(例如由于在第一干燥區(qū)域217中遇到的熱和張力，如果在第一印刷站以后基底伸展，可能需要這樣的情況)，而對(duì)印刷對(duì)準(zhǔn)沒(méi)有反作用(在X方向上300微米的公差是典型的)。
如圖1和2所示，在過(guò)程的末端，包括印刷在其上的傳感器的基底242由重繞機(jī)單元107重繞，然后饋給到?jīng)_壓機(jī)108，該沖壓機(jī)例如可以是Preco沖壓機(jī)，其位于低濕度的環(huán)境內(nèi)。該P(yáng)reco Punch為CCD X，Y，Theta，F(xiàn)loating Bolster Punch。該P(yáng)reco Punch對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)使用CCD視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)查看“Preco點(diǎn)”，其在碳印刷站上印刷，這允許沖壓機(jī)相對(duì)于碳印刷調(diào)節(jié)，使得沖壓機(jī)能夠?qū)⒖ā皼_壓”出正方形。沖壓機(jī)108的輸出為一組沖壓的卡，諸如在圖21A中所示的。沖壓的卡從沖壓機(jī)108排出到傳送帶上，該傳送帶在條形碼讀取器下運(yùn)送卡，該讀取器讀取每個(gè)卡上的條形碼中的兩個(gè)，以確定該卡相對(duì)于幅數(shù)據(jù)庫(kù)接受還是丟棄?？梢赃M(jìn)行丟棄的卡的自動(dòng)或者手動(dòng)取出。然后，一個(gè)疊一個(gè)地堆疊卡，以為下面的制造步驟準(zhǔn)備。
在碳印刷站103、絕緣印刷站104、第一酶印刷站105和第二酶印刷站106處，緊接著使用第一視覺(jué)傳感器215、第二視覺(jué)傳感器222、第三視覺(jué)傳感器228、第四視覺(jué)傳感器234的印刷過(guò)程步驟之后，分別都具有用于視覺(jué)檢查對(duì)準(zhǔn)的裝置。對(duì)于在幅印刷制造過(guò)程中的每個(gè)部分——部分3、4、5和6——有幅觀察器攝像機(jī)系統(tǒng)位于緊接著印刷過(guò)程步驟之后。如圖2A-2C可見(jiàn)的幅觀察器位置。在部分3有兩個(gè)攝像機(jī)，在部分4、5和6的每個(gè)有四個(gè)攝像機(jī)。幅觀察器攝像機(jī)是在印刷運(yùn)行的開(kāi)始期間幅機(jī)器的操作者使用的手動(dòng)設(shè)置過(guò)程的一部分。攝像機(jī)用于觀察印刷的標(biāo)記，其有助于碳對(duì)齊到基底242的初始設(shè)置，以及絕緣層到碳層，第一酶層到絕緣層和第二酶層到絕緣層之間的對(duì)準(zhǔn)。印刷引導(dǎo)件顯示指示在圖21A上。對(duì)于碳印刷對(duì)齊，使用第二觀察引導(dǎo)件2100來(lái)指示當(dāng)基底242運(yùn)行通過(guò)碳印刷站103時(shí)，相對(duì)于基底242的邊緣的碳印刷位置。有前緣線和尾緣線，如圖21A所示。調(diào)節(jié)碳印刷，直到這些線指示印刷與基底邊緣垂直。在X方向(沿著機(jī)器的長(zhǎng)度)和Y方向(跨過(guò)機(jī)器的寬度)上需要各個(gè)印刷的層的對(duì)準(zhǔn)，如圖21A可見(jiàn)。通過(guò)機(jī)器的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)控制X方向?qū)?zhǔn)。這利用了在圖21A、B和C上指示的印刷的區(qū)域。在碳印刷周期時(shí)，碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2107印刷在該區(qū)域。使用傳感器來(lái)將絕緣印刷周期對(duì)準(zhǔn)到碳印刷，該傳感器使用碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2107來(lái)允許絕緣篩網(wǎng)調(diào)節(jié)，以便在正確的位置印刷絕緣墨。然后，用于此目的的碳X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2107被絕緣X對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記2108覆蓋印刷，以及以相同的方式用于正確地將第一酶層2000和第二酶層2001與絕緣印刷對(duì)準(zhǔn)。Y方向?qū)?zhǔn)通過(guò)位于位置237A、237B和237C處的Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(沒(méi)有顯示)來(lái)控制，在本發(fā)明的實(shí)施例中，該Y對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以是來(lái)自德國(guó)的Leopoldshohe的型號(hào)為DGC650的Eltromat對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。這利用了在圖21A中指示的印刷的區(qū)域2101到2104。在每個(gè)印刷周期——碳、絕緣、酶1和酶2——這些標(biāo)記以隨后的印刷經(jīng)由傳感器在Y方向上對(duì)準(zhǔn)的順序印刷。幅數(shù)據(jù)庫(kù)在印刷期間記錄過(guò)程信息。在數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的信息能夠經(jīng)由條形碼追溯到每個(gè)單個(gè)的卡，在一個(gè)實(shí)施例中，使用2D條形碼。在幅數(shù)據(jù)庫(kù)中收集的典型的信息在表格3中略述。幅數(shù)據(jù)庫(kù)能夠評(píng)價(jià)過(guò)程參數(shù)是否可接受或者不可接受，且可以據(jù)此——參數(shù)是否運(yùn)行在公差限度內(nèi)——用于丟棄卡。不可接受的卡可以在將來(lái)的過(guò)程手動(dòng)或者自動(dòng)去除。
表格3

圖22是用于對(duì)準(zhǔn)幅印刷過(guò)程的參數(shù)X、Y、Z和θ的示意圖。參數(shù)Y表示從操作者到幅印刷機(jī)器的機(jī)器側(cè)的方向(通常水平)。參數(shù)X表示從退繞單元101到重繞機(jī)單元107的方向(通常水平)。參數(shù)Z表示垂直于X和Y方向的方向(通常垂直)。參數(shù)θ表示圍繞Z軸的角度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，下面的參數(shù)用于對(duì)準(zhǔn)下面的印刷過(guò)程，例如，碳印刷站103、絕緣印刷站104、第一酶印刷站105和第二酶印刷站106。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，幅制造過(guò)程的產(chǎn)物是印刷有圖形的卡，包括相互對(duì)準(zhǔn)印刷的碳、絕緣和兩個(gè)同樣的酶層，以形成每個(gè)包含電化學(xué)傳感器和相關(guān)的接觸電極的條，用于檢測(cè)血液樣本中的葡萄糖。這些條結(jié)合儀表用于自我監(jiān)控血糖?？梢栽O(shè)想這些條的幾種設(shè)計(jì)的生產(chǎn)。當(dāng)前，幅設(shè)計(jì)為生產(chǎn)“One Touch Ultra”條，以用于從LifeScan，Inc.可以得到的One Touch Ultra儀表。
生產(chǎn)的圖形的示意圖樣本顯示在圖21A中。這示出了一個(gè)完整的印刷的卡，其包含10“行”50“條”。每個(gè)卡總共具有500“條”。還指示了印刷方位。通過(guò)印刷平行于印刷方向的行0到9(每行50條)，該過(guò)程可以容易地拓展到包括切割步驟，將行相互分離。而且，這意味著，可以容易地確定印刷質(zhì)量中由跨過(guò)幅的變化(垂直于印刷方向)引起的任何有缺陷的行。給每行分配號(hào)碼(由條形碼確定)，因此來(lái)自幅上的特殊的片的特殊的行以后可以參照數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)確定，且不需要丟棄整個(gè)片來(lái)去除。這增加了來(lái)自該過(guò)程的有用的產(chǎn)品的生產(chǎn)量，且使得整個(gè)過(guò)程更加有效。
可運(yùn)動(dòng)的大致平的篩網(wǎng)很好地處理用于電化學(xué)傳感器的印刷中的墨的類型(固體/液體組合)。與轉(zhuǎn)輪凹板或者圓柱絲網(wǎng)印刷可以允許的相比，可運(yùn)動(dòng)的平的篩網(wǎng)的使用能夠更好地控制印刷清晰度，以及在電化學(xué)傳感器中需要沉積更厚的墨層。多種類型的篩網(wǎng)(具有不同的網(wǎng)眼，網(wǎng)眼中線的直徑，線間隙，厚度，網(wǎng)眼數(shù)量)容易從市場(chǎng)上得到，以應(yīng)付在連續(xù)的幅印刷過(guò)程(碳、絕緣、酶)中不同類型的墨的不同要求。
由于平的篩網(wǎng)、印刷輥、基底和朝著基底推動(dòng)篩網(wǎng)的涂刷器的布置，許多參數(shù)可以被操縱(篩網(wǎng)相對(duì)于基底的角度，涂刷器角度，篩網(wǎng)相對(duì)于涂刷器的位置，篩網(wǎng)相對(duì)于印刷輥的位置，捕獲距離，基底和篩網(wǎng)和涂刷器的相對(duì)速度等)，以優(yōu)化電化學(xué)傳感器的印刷過(guò)程。
簡(jiǎn)單總結(jié)用于制造電化學(xué)傳感器的幅制造過(guò)程，當(dāng)在該過(guò)程期間幅被加熱且放置在張力下時(shí)，幅膨脹或者伸展。印刷站(例如，碳、絕緣、兩個(gè)酶)通常每個(gè)后面是干燥站。為了有效地干燥墨，干燥器站在相當(dāng)高的溫度(50-140攝氏度)下操作。而且，為了有助于幅通過(guò)每個(gè)印刷站的對(duì)準(zhǔn)，幅放置在張力下。
基底必須保持在張力下，以控制過(guò)程內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)，結(jié)果，無(wú)論何時(shí)基底被加熱，例如印刷后的干燥墨，基底會(huì)不可預(yù)知地伸展，引起在隨后印刷中的圖像尺寸變化。
在每個(gè)印刷站處印刷的圖像的尺寸由幾個(gè)因素確定，模板尺寸、墨粘性、相對(duì)的幅和模板/篩網(wǎng)速度以及在該點(diǎn)的基底伸展(可逆和不可逆的伸展)等。當(dāng)在過(guò)程末端看時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖像尺寸變化(在不同的印刷步驟之間)改變。這是不可預(yù)知的，且比預(yù)期的要高，極大地降低了生產(chǎn)量。如果層之間的圖像尺寸之間的錯(cuò)配沿著幅(x方向)大于300微米，那么產(chǎn)品沒(méi)有用。過(guò)度的圖像尺寸變化被認(rèn)為是由于幅基底的過(guò)度和不可預(yù)知的伸展(由于加熱和張力)和收縮。
伸展和張力的問(wèn)題在平臺(tái)印刷中不引起相同的問(wèn)題。為了解決幅印刷中的問(wèn)題，嘗試預(yù)收縮的基底。在被用于幅過(guò)程中以前，該基底被加熱到大約185攝氏度。然而，圖像尺寸中的變化留有一個(gè)問(wèn)題，引起生產(chǎn)量降低。
對(duì)于幅過(guò)程的當(dāng)前的建議為在第一干燥器中使用高溫，或者寧愿在足夠高的溫度下預(yù)處理，使得在一個(gè)例子中，在圖像被印刷在基底上以前，從基底大致去除不可逆的伸展。
在幅機(jī)器中的第一處理站中，干燥器組將基底加熱達(dá)到160攝氏度?；滓院笤谠撨^(guò)程中遇到的溫度通常不超過(guò)140度。
在圖2A中，未印刷的基底遇到的第一加熱器組為熱板。這是特富龍涂覆的板，其在幅運(yùn)動(dòng)期間升高且接觸基底。熱被引入到基底的背面。這當(dāng)前運(yùn)行在具有+/-4℃的規(guī)格的160℃的設(shè)置點(diǎn)。該160℃的設(shè)置點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)上提供了最好的尺寸控制。計(jì)算的均值為160.9℃。在組2中，熱空氣在具有+/-4℃的規(guī)格的160℃的設(shè)置點(diǎn)下引入到基底的正面。計(jì)算的均值為161.29℃。在組3中，熱空氣在具有+/-4℃的規(guī)格的160℃的設(shè)置點(diǎn)下引入到基底的正面。計(jì)算的均值為161.18℃。在組4中，熱空氣在具有+/-4℃的規(guī)格的160℃的設(shè)置點(diǎn)下引入到基底的正面。計(jì)算的均值為160.70℃。
由于幅張力和在干燥器中引入的熱，幅基底每個(gè)圖形反復(fù)伸展近似0.7mm。這是利用站1作為預(yù)處理單元來(lái)在隨后的印刷站以前穩(wěn)定基底的主要原因之一。使用站1來(lái)預(yù)處理基底改進(jìn)了碳和絕緣行長(zhǎng)度的穩(wěn)定性，因?yàn)樵谟∷⑶皬幕兹コ撕芏嗖牧仙煺埂?br> 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，該方法包括在第一印刷站(例如，沉積碳電極的印刷站)印刷第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，在印刷下一(例如，絕緣)層期間，在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上印刷第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。稍微大于第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記湮沒(méi)了第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以及使得隨后的層(例如，酶層)的對(duì)準(zhǔn)稍微早一些觸發(fā)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使用兩層標(biāo)記，第二層大于第一層，使得“移動(dòng)”標(biāo)記，以考慮用于第二(例如，絕緣)和隨后(例如，酶)層的篩網(wǎng)尺寸的變化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在碳印刷期間，在第一印刷站印刷第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。然后，基底移動(dòng)到第二印刷站，以及使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記來(lái)對(duì)齊絕緣印刷篩網(wǎng)，絕緣層印刷在碳層的頂部上的合適的位置處?？紤]在絕緣印刷以前基底的伸展，絕緣印刷篩網(wǎng)相對(duì)于用于沉積碳層的印刷篩網(wǎng)尺寸稍微增加。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記作為絕緣印刷的一部分被印刷，以及因?yàn)榈诙?duì)準(zhǔn)標(biāo)記大于第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所以第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記覆蓋第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，與原來(lái)的碳對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)，酶層現(xiàn)在相對(duì)于絕緣對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在第一印刷步驟中，特殊的標(biāo)記印刷在基底上，在第二印刷步驟中，第二標(biāo)記鄰近第一標(biāo)記印刷在基底上。當(dāng)標(biāo)記通過(guò)攝像機(jī)的鏡頭下面時(shí)，攝像機(jī)觀察基底上的兩個(gè)標(biāo)記。操作者在攝像機(jī)上觀察兩個(gè)標(biāo)記的相對(duì)位置和方位。操作者能夠看見(jiàn)標(biāo)記，以及進(jìn)行調(diào)節(jié)，以對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)印刷步驟。通常，標(biāo)記印刷在四個(gè)位置，卡的每個(gè)角部一個(gè)。在本發(fā)明的還有的實(shí)施例中，兩個(gè)特殊的標(biāo)記鄰近每行(沿著基底的0到9)印刷，一個(gè)來(lái)自兩個(gè)相鄰的印刷步驟(例如，碳到絕緣，絕緣到酶)的每一個(gè)。這給出了從印刷到印刷的匹配的行的指示。這樣，如果需要，可以丟棄具體的行，而不是卡。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)卡四個(gè)印刷標(biāo)記印刷在幅基底上，框形印刷在每個(gè)印刷的角部處，且構(gòu)成碳和絕緣篩網(wǎng)圖形的一部分。碳墨在站2印刷，然后絕緣墨在站3印刷。絕緣墨圍繞實(shí)心碳矩形印刷，且在碳框內(nèi)，以便為幅操作者提供引導(dǎo)/輔助來(lái)獲得碳到絕緣印刷的正確對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)幅觀察器系統(tǒng)，當(dāng)框指示絕緣篩網(wǎng)圖形在碳的頂部上“伸展了”時(shí)，可以通過(guò)操作者減小絕緣篩網(wǎng)圖形尺寸，直到其完全在碳印刷的圖形的頂部上對(duì)齊。
在本發(fā)明的還有的實(shí)施例中，框指示絕緣篩網(wǎng)圖形尺寸等于碳印刷的圖形，但是沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)幅觀察系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)絕緣圖形/篩網(wǎng)，直到其完全在碳印刷的圖形的頂部上對(duì)齊。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)電視攝像機(jī)觀察每個(gè)卡，在印刷站的每個(gè)期間，每個(gè)角部一個(gè)。來(lái)自一個(gè)印刷步驟的圖像可以在TV屏幕上單個(gè)地或者以兩個(gè)(例如，沿著幅，或者跨過(guò)幅)或者以四個(gè)(立刻顯示了卡的全部四個(gè)角部)重疊在另一個(gè)上。對(duì)于每個(gè)行，可以使用達(dá)到6個(gè)標(biāo)記位置(對(duì)于碳到絕緣，兩個(gè)，在行的每端一個(gè)，以及對(duì)于絕緣到酶1和絕緣到酶2，四個(gè)，在行的每端兩個(gè))。
在本發(fā)明中，通過(guò)在幅印刷過(guò)程期間使用在印刷圖形中的特殊的印刷標(biāo)記，以及使用TV攝像機(jī)觀察標(biāo)記來(lái)促進(jìn)印刷步驟的對(duì)準(zhǔn)。行特殊標(biāo)記允許在過(guò)程期間(如圖由攝像機(jī)觀察)和在過(guò)程的末端在各個(gè)行中的很好的產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)裝評(píng)價(jià)QC。
可以理解，等價(jià)的結(jié)構(gòu)可以替代這里所示和描述的結(jié)構(gòu)，以及本發(fā)明的描述的實(shí)施例不是可以用于實(shí)現(xiàn)要求的本發(fā)明的唯一的結(jié)構(gòu)。另外，應(yīng)該理解，上述每個(gè)結(jié)構(gòu)都具有功能，以及這樣的結(jié)構(gòu)可以稱為用于執(zhí)行該功能的裝置。
雖然這里顯示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員明白，這樣的實(shí)施例只是通過(guò)舉例來(lái)提供的。在不偏離本發(fā)明的情況下，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員現(xiàn)在想到多種變化、改變和替代。應(yīng)該理解，這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例的各種選擇可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。趨向于由下面的權(quán)利要求書限定本發(fā)明的范圍，這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)的方法和結(jié)構(gòu)及其等價(jià)物都由其覆蓋。
權(quán)利要求
1.在用于制造包括電極層、絕緣層和至少一個(gè)試劑層的電化學(xué)傳感器的連續(xù)過(guò)程中，該方法包括印刷電極層和第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；加熱基底以干燥電極墨；使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記使印刷篩網(wǎng)與基底對(duì)齊；印刷絕緣層和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記大于第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，且印刷在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上；加熱基底以干燥絕緣墨；使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記使第二印刷篩網(wǎng)與基底對(duì)齊；使用第二印刷篩網(wǎng)印刷至少一個(gè)試劑層。
2.一種制造電化學(xué)傳感器的方法，其包括從第一卷基底材料運(yùn)送基底的幅通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)印刷站，以及在一個(gè)或者多個(gè)印刷站通過(guò)絲網(wǎng)印刷在基底上印刷多個(gè)功能層，根據(jù)本發(fā)明的方法包括印刷第一功能層和第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；加熱基底以干燥第一功能層；使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記使印刷篩網(wǎng)與基底對(duì)齊；印刷第二功能層和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記大于第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，且印刷在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上；加熱基底以干燥絕緣墨；使用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記使第二印刷篩網(wǎng)與基底對(duì)齊；使用第二印刷篩網(wǎng)印刷第三功能層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，第一功能層在印刷站通過(guò)使用平的絲網(wǎng)印刷來(lái)絲網(wǎng)印刷絕緣墨來(lái)印刷在基底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，第一功能層是電極層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，第二功能層在印刷站通過(guò)使用平的絲網(wǎng)印刷來(lái)絲網(wǎng)印刷絕緣墨來(lái)印刷在基底上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，第二功能層是絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，第三功能層在印刷站通過(guò)使用平的絲網(wǎng)印刷來(lái)絲網(wǎng)印刷絕緣墨來(lái)印刷在基底上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，第三功能層是試劑層。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，一個(gè)或者多個(gè)電極在第一印刷站通過(guò)使用平的絲網(wǎng)印刷來(lái)絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電墨來(lái)印刷在基底上；第一絕緣層在第二印刷站通過(guò)使用平的絲網(wǎng)印刷來(lái)絲網(wǎng)印刷絕緣墨來(lái)印刷在基底上；第一試劑層在第三印刷站通過(guò)使用平的絲網(wǎng)印刷來(lái)絲網(wǎng)印刷第一試劑墨來(lái)印刷在基底上；以及這些層以該順序印刷。
全文摘要
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，該方法包括在第一印刷站(例如，沉積碳電極的印刷站)印刷第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，在印刷下一(例如，絕緣)層期間，在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上印刷第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。稍微大于第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記湮沒(méi)了第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以及使得隨后的層(例如，酶層)的對(duì)準(zhǔn)稍微早一些觸發(fā)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使用兩層標(biāo)記，第二層大于第一層，使得“移動(dòng)”標(biāo)記，以考慮用于第二(例如，絕緣)和隨后(例如，酶)層的篩網(wǎng)尺寸的變化。
文檔編號(hào)G01N27/30GK1732724SQ200380108075
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者O·W·H·達(dá)維斯, D·米切爾, L·惠特, T·J·奧賴?yán)?申請(qǐng)人:因弗內(nèi)斯醫(yī)療有限公司