KR100554743B1 - 레이저를 이용한 롤식각 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패턴형성시 온 또는 오프신호의 연속성을 이용하여 데이타량이 많아지더라도 효율적으로 정보를 전달하고 작업속도를 향상시킬 수 있는 레이저를 이용한 롤식각 방법을 제공하기 위한 것으로서, 본 발명에 의한 레이저를 이용한 롤식각방법은 식각 무늬 패턴에서 연속된 동일한 무늬의 반복횟수를 확인 후, 읽어들인 무늬 데이타의 레이저 온/오프여부를 판단하고, 그 다음 동일한 무늬의 반복수만큼 레이저를 연속적으로 조사하여 롤을 식각하며, 이때, 다음의 무늬 데이터의 온/오프 여부와 반복 횟수를 미리 읽어들여, 그 무늬의 반복횟수를 확인후, 레이저 온/오프반전지시 및 반복횟수를 인가하여 레이저 식각이 연속해서 이루어지도록 한 것이다.

레이저, 롤, 식각, 요철무늬, 연속성,

Description

레이저를 이용한 롤식각 방법{ROLL ETCHING METHOD USING LASER}

도 1은 일반적인 레이저를 이용한 롤식각 장치를 나타낸 블럭도이다.

도 2는 롤 표면에 식각되는 패턴의 예를 보인 것으로서, (A)는 10 ×10 의 해상도를 갖는 패턴이며, (B)는 30 ×30의 해상도를 갖는 패턴의 형태를 보인 것이다.

도 3은 종래의 레이저 식각 장치의 동작방법을 보인 플로우챠트이다.

도 4는 본 발명에 의한 레이저 롤 식각 방법을 나타낸 플로우챠트이다.

본 발명은 롤의 표면에 레이저를 이용하여 입체적인 요철패턴을 형성하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저의 온/오프신호를 연속된 온/오프 신호의 반복횟수로 표시하여 식각속도를 향상시키고자 한 레이저를 이용한 롤 식각 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 압연롤의 표면에 입체적인 요철무늬를 형성하는 방법으로는, 전기바전가공법 또는 도안필름을 이용한 식각방법이 주로 사용된다.

이때, 도안 필름을 이용한 식각방법은 패턴을 형성할 롤의 표면에 광경화성 감광성 수지를 도포하여 건조시킨 후, 식각패턴이 그려져 있는 도안필름(흑백)을 감아 노광시킨다. 이때, 도안필름의 무늬대로 노광된 부분만이 경화된다. 노광후 현상액으로 세척을 하고 나면 수지의 경화부만이 롤 표면에 잔류하게 되고, 이후 이를 다시 에칭액으로 부식시키면 수지가 없는 부분만이 부식되어, 도안필름에 무늬가 롤표면에 새겨진다. 따라서, 에칭후 남아있던 수지층을 세척하는 것으로 롤표면 식각 처리가 완료되는 것이다. 그런데, 이러한 방법은 도안필름을 제작하여 롤표면에 도암필름을 감을때 도암필름들의 이음매 부분이 어긋나 무늬의 연속성에 불량이 발생하기 쉽고, 또한 작업에 숙련된 기술자를 필요로 한다.

그리고, 방전가공을 이용한 시각방법은 전기방전을 이용해 롤표면에 요철무늬를 형성시키는 것인데, 보통 가공시간이 경과함에 따라서 방전전극에 마모가 일어나, 가공능력이 시간경과에 따라서 달라진다는 문제점이 있다.

따라서, 최근 들어 레이저를 이용한 시각방법이 이용되고 있는데, 이 방법은 레이저 빛을 이용하기 때문에 공구가 마모되지도 않고, 레이저 빔을 연속적으로 조사하여 롤 표면에 요철무늬를 형성할 수 있으므로 도안필름을 이용한 방법보다 공정이 단순하고 재현성도 우수하다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 레이저를 이용한 식각 장치의 구성을 보인 블럭도로서, 롤(1)의 회전속도를 검출하는 엔코더(2)와, 롤(1)의 길이방향으로 평행하게 배치된 이동장치(3)과, 상기 이동장치(3)상에서 좌우이동하여 일정속도로 회전하는 롤(1)의 표면에 빛을 조사하는 레이저(4)와, 상기 엔코더(2)로부터 검출된 롤(1)의 회전 속도를 기준으로 저장된 패턴에 따라서 레이저온/오프제어신호 및 상기 이동장치(3)의 이동속도를 제어하는 롤식각제어장치(6)와, 상기 롤식각제어장치(6)와 호스트pc(8)와의 데이타통신을 가능하게 하는 버스(7)와, 상기 버스(7)를 통해 롤식각제어장치(6)에 롤식각패턴데이타를 제공하는 호스트pc(8)로 이루어진다.

즉, 호스트PC(8)에서 완성된 패턴을 롤식각제어장치(6)로 전송하면, 해당 패턴은 메모리(6a)에 저장된다.

그리고 나서, 롤식각제어장치(6)는 저장된 패턴데이타를 읽어들여 레이저조사를 제어하는데, 이때, 그 동작방법은 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 메모리(6a)에서 저장된 패턴데이타를 읽어들인다(S301). 그리고, 읽어들인 무늬 픽셀이 "1"인지 "0"인지를 판별하여, 레이저(4)로 온 또는 오프신호를 출력한다(S302). 이 제어에 의해 레이저(3)은 제어신호에 따라서 레이저를 출력하고 롤(1)은 한 카운트 회전한다. 즉, 레이저 조사시마다 메모리의 데이타를 읽어들여 온/오프여부를 판단후 레이저를 동작하게 된다. 이때, 레이저가 조사된 곳은 에칭되어 볼록한 무늬가 형성된다.

이때 식각용 무늬의 정밀도는 레이저빔의 크기 및 원본 무늬의 정밀도와 관계되며, 이 두가지는 보통 프로세서의 속도에 의해 제한다.

도 2는 롤표면에 연속적으로 형성되는 패턴의 한 예를 도시한 것인데, 예를 들어, 같은 크기의 무늬(300㎛ 지름의 dimple)을 그리기 위해서 30㎛의 레이저 빔 크기를 사용할 경우, 대략 100개(10 ×10)의 연속적인 온/오프 정보가 필요하다. 그러나, 이 무늬를 60㎛의 레이저빔으로 식각하는 경우에는 25개(5 ×5)의 정보만 을 판독하면 된다. 대신에, 60㎛의 레이저빔을 사용한다면 도 2의 (A)와 같이 식각된 무늬가 원형상에서 많이 달라지고, 30㎛의 레이저빔을 사용하는 경우 도 2의 (B)와 같이 보다 원형상에 가까운 무늬가 나타날 수 있다.

따라서, 무늬 가장자리를 매끈하게 하고 크기를 정밀하게 유지하기 위해서는 레이저 빔의 크기를 작게하는 것이 바람직한데, 이것은 그만큼 데이타량이 많아진다는 것을 의미한다. 따라서, 종래와 같이 한 픽셀 단위를 온/오프판별, 레이저조사, 롤회전등을 실행하여 롤 식각이 이루어지는 경우, 속도가 현저히 떨어져 생산성이 저하된다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 패턴형성시 온 또는 오프신호의 연속성을 이용하여 데이타량이 많아지더라도 효율적으로 정보를 전달하고 작업속도를 향상시킬 수 있는 레이저를 이용한 롤식각 방법을 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명은 식각무늬패턴에 따라 레이저를 온/오프시켜 롤 표면을 식각하는 레이저를 이용한 롤 식각 방법에 있어서,

가) 식각 무늬 패턴에서 연속된 동일한 무늬의 반복횟수를 확인하는 단계;

나) 읽어들인 무늬 데이타의 레이저 온/오프여부를 판단하는 단계;

라) 동일한 무늬의 반복수만큼 레이저를 연속적으로 조사하여 롤을 식각하는 단계;

마) 상기 라)단계에 의해 레이저 동작시 다음의 식각 무늬 데이터를 미리 읽어들이는 단계; 및

바) 레이저를 역상으로 하여 상기 라)단계를 실행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 롤 식각 방법에 대하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와같이, 10 ×10 사이즈의 패턴을 식각한다고 간주하고 이하, 본 발명에 따른 롤 식각 방법에 대하여 설명한다.

롤(1)의 식각 처리는 도 1에 있어서, 롤(1)의 회전에 따라 세로방향으로 식각을 하며, 롤(1)의 1회전시마다 이동장치(3)이 레이저(4)를 우측으로 이동시켜 롤(1)의 우측 끝단까지 식각을 행하도록 한다.

이때, 도 5와 같은 무늬를 식각한다고 할때, 그 처리는 다음과 같이 이루어진다.

도 5와 같은 식각무늬가 저장된 메모리(6a)의 데이타를 읽어들인다(S401). 이때, 데이타를 한 픽셀씩 읽지 않고, 연속된 동일한 무늬에 대해서는 한번에 읽어들여 연속된 동일 무늬의 반복횟수를 카운트한다(S402). 그러므로, 식각방향이 화살표방향으로 실행되는 경우, 최초 읽어들인 데이타는 연속된 '0'에 대한 반복횟수 "4"가 된다. 그 다음, 상기 읽어들인 데이타에 대한 레이저 온/오프를 판단하여, 레이저 제어신호를 출력한다(S403). 상기 예에서는 무늬의 데이타가 '0'이므로, 레 이저 오프신호를 출력한다.

그러면, 상기 롤식각장치(6)는 엔코더(2)로부터 입력되는 롤(1)의 회전 펄스를 기준으로 하여, 식각 위치가 4번 지나갈 때까지 레이저를 조사하지 않는다.

그 동안, 롤식각장치(6)는 또한 메모리(6a)에서 다음 무늬데이타를 읽어들여, 해당 무늬의 반복횟수를 산출한다(S406,S407).

그리고, 롤(1)의 회전에 의해 상기 다음 무늬의 식각위치가 도달하면, 레이저(3)를 반전시켜 온상태로 한 후, 상기 입력된 다음 반복횟수만큼 레이저 조사를 연속하여 실시한다.

이 동작은 식각이 종료될 때까지 반복된다(S410, S411).

즉, 본 발명은 데이타를 픽셀단위(즉, 레이저 빔의 크기 단위)로 매 식각위치에서 읽어들이는 것이 아니라, 연속되어 있는 동일한 무늬에 대해서 그 레이저 빔 단위 크기의 반복횟수를 연속하여 읽고, 초기 동작시에만 레이저의 온/오프를 설정하면, 무늬가 변경될때마다 레이저의 온/오프를 반전시키면서 연속적인 레이저 식각 처리가 이루어지게 하는 것이다.

따라서, 도 5에 보인 바와 같이 무늬를 식각하는 경우, 읽어들이는 패턴데이타의 형태는 도 6과 같다. 즉, 최소 데이타값은 '0'에 대한 연속횟수인 "4"가 되고, 이어서, 상기 연속횟수 "4"에 대한 레이저의 온/오프신호(즉,off신호)가 출력되며, 그 후, 연속된 무늬들에 대한 반복횟수만 차례로 전송된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 식각무늬에 대한 데이타를 연속된 동일무늬의 횟수로 읽어들이고, 초기에 레이저의 온/오프를 설정후, 무늬변경시마다 레이저 온/오프 확인 없이 레이저를 반전시켜 롤식각을 수행하도록 함으로서, 정밀도 향상을 위해 레이저빔의 사이즈를 줄이더라도 효율적인 정보전달을 통해 정보판독시간이 줄고 그 만큼 식각 장치의 속도를 개선시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 식각무늬패턴에 따라 레이저를 온/오프시켜 롤 표면을 식각하는 레이저를 이용한 롤 식각 방법에 있어서,

   가) 식각 무늬 패턴에서 연속된 동일한 무늬의 픽셀수를 확인하는 단계;

   나) 읽어들인 무늬 데이타의 레이저 온/오프여부를 판단하는 단계;

   라) 동일한 무늬의 픽셀수만큼 레이저를 연속적으로 조사하여 롤을 식각하는 단계;

   마) 상기 라)단계에 의해 레이저 동작시 다음의 식각 무늬 데이터를 미리 읽어들이는 단계; 및

   바) 레이저를 역상으로 하여 상기 라)단계를 실행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 롤 식각 방법.

Images