KR100633422B1 - 연속공정 프린터 및 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법 - Google Patents

연속공정 프린터 및 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속공정 프린터 및 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어 방법에 관하여 개시한다, 개시된 발명의 연속공정 프린터는, 레지스터 마크를 출력하는 프린팅 실린더과, 상기 프린팅 실린더를 구동하는 모터, 및 상기 모터에 구동전류를 공급하는 구동 드라이버를 구비한 다수의 프린팅 유닛; 상기 다수의 프린팅 유닛에 의해 인쇄 대상물에 출력된 각 레지스터 마크의 위치신호를 검출하는 다수의 센서; 및 상기 다수의 센서로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아, 입력된 위치신호들을 상호 비교하여 레지스터 에러를 산출하고, 산출된 레지스터 에러를 상쇄시키도록 상기 다수의 프린팅 유닛을 개별적으로 속도 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 각 프린팅 실린더를 개별 구동할 수 있는 모터와 콘트롤러를 구비하여, 레지스터 에러값과 속도변화에 따른 장력의 영향을 연속적으로 계산하여 각 프린팅 실린더를 신속/정확히 속도 제어하여 레지스터 에러를 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

연속공정 프린터 및 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어 방법{Continuous Printer And Sectional Register Controlling Method Thereof}
도 1은 종래의 연속공정 프린터의 개략적 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 연속공정 프린터의 레지스터 마크를 통한 인쇄상태 확인 원리를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 연속공정 프린터에서 컴펜세이터 롤 변위 관계를 해석하기 위한 검사체적에서의 장력모델을 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 컴펜세이터 롤 변위에 따른 장력 및 스트레인의 시간 수렴 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연속공정 프린터의 개략적 구성을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100a, 100b, 100c : 프린팅 유닛 110a, 110b, 110c : 프린팅 실린더
120a, 120b, 120c : 모터 130a, 130b, 130c : 구동 드라이버
200a, 200b, 200c : 센서 210a, 210b, 210c : 신호 증폭기
300 : 콘트롤러 400 : 인피드 장치
410 : 로드 셀 420 : 인피드 롤
500 : 언와인더
본 발명은 연속공정 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 프린팅 실린더를 개별 구동할 수 있는 모터와 콘트롤러를 구비하여, 레지스터 에러값과 속도변화에 따른 장력의 영향을 연속적으로 계산하여 각 프린팅 실린더를 신속/정확히 속도 제어할 수 있는 연속공정 프린터 및 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연속공정 프린터(continuous printer)는 프린팅 실린더를 사용하여 인쇄 대상물에 직접적으로 잉크를 운반하여 인쇄하는 프린터를 지칭하는 것으로, 프린팅 실린더 표면에 잉크를 접촉시키고, 접촉된 잉크를 소재위에 인쇄하는 방식으로 구동된다.
이러한 연속공정 프린터는 잉크가 프린팅 실린더에 직접적으로 적용되며, 적은 비용으로 대형 인쇄물 작업을 진행하는 데 적합하다.
도 1은 종래의 연속공정 프린터의 개략적 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 연속공정 프린터는, 메인 모터(10)를 통하여 각 프린팅 실린더(30a, 30b, 30c, 30d)에 동력이 전달되며, 각 프린팅 실린더(30a, 30b, 30c, 30d)는 각 기어박스(21a, 21b, 21c, 21d)를 통해 하나의 샤프트(20)로 연결되어 동일한 속도로 구동하게 된다.
이때, 프린팅 실린더(30a, 30b, 30c, 30d)와 임프레션 롤(impression roll)(40a, 40b, 40c, 40d) 사이에는 인쇄 대상물(f)이 길이방향으로 끼워지고, 프린팅 실린더들(30a, 30b, 30c, 30d) 간에는 상하방향으로 위치이동 가능한 컴펜세이터 롤(compensator roll)(60a, 60b, 60c)이 인쇄 대상물(f)을 상향 가압하며 설치된다.
또한, 각각의 프린팅 실린더(30a, 30b, 30c, 30d) 출측에는 스케닝 헤드(scanning head)(50a, 50b, 50c, 50d)가 설치되어 각 스팬(span)에서의 레지스터 마크(register mark)의 인쇄위치를 기록하게 된다. 이때, 스팬은 프린팅 실린더와 프린팅 실린더 사이의 인쇄 대상 영역을 지칭한다.
레지스터 콘트롤러(register controller)(70)에서는 스케닝 헤드(50a, 50b, 50c, 50d)를 통해 인식된 레지스터 마크를 입력받아 레지스터 에러(register error)를 결정하게 된다. 이때 레지스터 에러는 인접한 프린팅 유닛에 대하여 산출하게 되며, 이와 같은 레지스터 에러는 각 프린팅 실린더(30a, 30b, 30c, 30d)에 음각된 레지스터 마크의 상대적인 위상차를 의미하게 된다.
이때, 도 2를 참조하여 레지스터 마크를 통한 대상물의 인쇄상태 확인 원리를 살펴본다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 인접한 2개의 프린팅 실린더(30a, 30b)에는 소정의 위상차(θ)를 두고 레지스터 마크(31a, 31b)가 음각되어 있으며, 이러한 위상차(θ)와 레지스터 마크(31a, 31b) 간의 거리(d)와의 관계는 도 2b를 통해 확인할 수 있다.
대상물(f)이 인접한 2개의 프린팅 실린더(30a, 30b)를 통과하면, 도 2c에 도시된 바와 같이, 2개의 레지스터 마크(31a, 31b)가 위상차에 비례한 거리(d)를 두고 대상물(f)의 일측에 인쇄되고, 이러한 레지스터 마크(31a, 31b)는 스케닝 헤드(50a)를 통해 인식되어 레지스터 콘트롤러(70)에서 이를 근거로 레지스터 에러를 결정하게 되고, 이러한 레지스터 에러는 결과적으로 대상물(f)의 인쇄상태를 결정하는 중요한 변수가 된다.
따라서, 상술한 원리로 레지스터 에러를 결정하게 되면, 레지스터 콘트롤러(70)는 프린팅 실린더(30a, 30b, 30c, 30d)들 사이에서의 위상차를 조정하기 위하여 컴펜세이터 롤(60a, 60b, 60c)의 상하방향 위치변화를 통해 인쇄 대상물(f)의 스팬길이를 변화시키는 방법을 사용하게 된다.
이는, 컴펜세이터 롤(60a, 60b, 60c)의 위치변화는 한 스팬에서의 대상물(f)의 장력변화의 원인이 되며 장력의 변화로 인하여 대상물(f)의 스트레인(strain)이 변하게 되고, 결과적으로 대상물(f)의 위치 변화를 가져오게 됨으로써 원하는 위치로 소재를 이송할 수 있는 원리를 이용한 것이다.
이때, 도 3을 참조하여 컴펜세이터 롤의 변위 관계를 해석하도록 한다. 도 3은 검사체적에서의 장력모델을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 인쇄 대상물(f)에 작용하는 장력은 2개의 롤(R1, R2) 사이의 검사체적(control volume)을 지나는 웹의 질량보존의 법칙을 통하여 다음 수학식 1과 같은 장력의 비선형 식이 유도된다.
이때 사용된 가정은 다음과 같다.
① 롤(R1, R2) 사이에서 대상물(f)의 거동은 완전 탄성적이다.
② 한 스팬에서 대상물(f)의 장력은 일정하다.
③ 전 공정에 걸쳐 대상물(f)의 길이 방향과 폭 방향으로의 형상변화 및 두께 변화는 없다.
④ 대상물(f)과 롤(R1, R2) 사이에는 미끄러짐이 없다.
⑤ 대상물(f)의 두께는 롤(R1, R2)의 반지름에 비해 매우 작다
Figure 112005012014614-pat00001
퍼터베이션 해석방법(Perturbation method)를 사용하여 수학식 1을 선형화하면 다음 수학식 2와 같다.
Figure 112005012014614-pat00002
단, L2 = 스팬의 길이, A1 = A2 = A = 스팬의 폭, t1, T1 = 이전 스팬의 장력, t2, T2 = 현 스팬의 장력, v1, V1 = 입측 단 롤(R1)의 속도(v10 = v1의 정상상태에서의 초기값), v2, V2 = 출측 단 롤(R2)의 속도(v20 = v2의 정상상태에서의 초기값), E1 = E2 = E = 종탄성계수.
이때, 상기 수학식 2는 양단 롤(R1, R2)의 속도차이와 이전 스팬의 장력에 의해서 현 스팬의 장력이 결정됨을 나타낸다.
종래의 연속공정 프린터에서 레지스터 콘트롤러(70)는 현 스팬의 컴펜세이터 롤(60a, 60b, 60c)의 위치를 변경함으로서 스팬의 길이를 조절하여 레지스터 제어를 수행한다. 이때, 양단의 롤 회전속도가 일정할 때, 스팬의 길이 변경은 인쇄 대상물(f)의 스트레인 변화를 일으키고 이로 인하여 대상물(f)은 동일한 비율만큼 늘어나게 된다. 이때, 레지스터 마크 위치도 연신률에 따라 변하게 되지만 한 스팬내의 대상물(f) 전체에 대하여 동일한 비율로 연신되므로 레지스터 에러는 상쇄(cancel)되지 않는다.
또한, 양단 롤(R1, R2)의 속도가 고정되어 있으므로 일정시간 후의 현 스팬의 장력은 이전 스팬의 장력으로 수렴하게 된다. 이는 현 스팬의 스트레인이 이전 스팬에서의 스트레인 값으로 수렴한다는 의미이다. 즉, 현 스팬의 레지스터 마크가 연신되기 전의 상태로 변하게 되며 동시에 스팬의 길이도 증가하게 되어 상대적인 롤의 위상이 레지스터 에러만큼 증가하거나 감소하게 된다.
수학식 2의 장력모델을 통한 시뮬레이션을 수행하기 위하여 컴펜세어터 롤 변위의 계단 입력(step input)에 대한 스트레인 변위로 인한 장력변화를 현 스팬 장력의 초기값으로 설정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 조건은 오피피 필름(OPP film)에 대한 물성치를 사용하였다.
표 1은 시뮬레이션 조건을 나타낸다.
롤 속도(이송속도) 250m/min
스팬 길이 6m
종탄성계수 90kg/mm2
스팬의 폭 1m
프린팅 실린더 직경 200mm
레지스터 에러 크기 0.5mm
도 4는 도 3의 컴펜세이터 롤 변위에 따른 장력 및 스트레인의 시간 수렴 그래프이다.
도 4를 참조하면, 현 스팬의 레지스터 에러가가 0.5mm 발생했을 때 이로 인한 컴펜세이터 롤 변위가 0.5mm 발생하고, 이러한 롤 변위에 대하여 장력은 1.5kgf 증가하였고, 스트레인은 0.0008 만큼 발생하였다.
이렇게 발생한 장력 외란은 양단의 롤 속도 차이가 없으므로 이전스팬의 장력값으로 수렴하게 된다. 수렴시간은 대략 5sec정도 소요되며, 수렴시간이 짧을수록 레지스터 제어의 응답 속도도 빨라지게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 연속공정 프린터에 있어서 양단 롤의 속도 즉 프린팅 실린더(30a 30b, 30c, 30d)의 속도가 샤프트(20)에 의해 메인 모터(10)의 속도에 제한되므로, 레지스터 제어의 수렴시간을 개별적/직접적으로 조절할 수 없는 한계가 존재하게 되고, 따라서 수렴시간을 조절하기 위하여 컴펜세어터 롤(60a, 60b, 60c)의 움직임을 최소화 하는 방향으로 레지스터 콘트롤러가 동작하게 되어 결과적으로 레지스터 에러를 신속/정확히 보상하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각 프린팅 실린더를 개별 구동할 수 있는 모터와 콘트롤러를 구비하여, 레지스터 에러값과 속도변화에 따른 장력의 영향을 연속적으로 계산하여 각 프린팅 실린더를 신속/정확히 속도 제어하여 레지스터 에러를 효과적으로 제거할 수 있는 연속공정 프린터 및 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어 방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속공정 프린터는, 레지스터 마크를 출력하는 프린팅 실린더과, 상기 프린팅 실린더를 구동하는 모터, 및 상기 모터에 구동전류를 공급하는 구동 드라이버를 구비한 다수의 프린팅 유닛; 상기 다수의 프린팅 유닛에 의해 인쇄 대상물(f)에 출력된 각 레지스터 마크의 위치신호를 검출하는 다수의 센서; 및 상기 다수의 센서로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아, 입력된 위치신호들을 상호 비교하여 레지스터 에러를 산출하고, 산출된 레지스터 에러를 상쇄시키도록 상기 다수의 프린팅 유닛을 개별적으로 속도 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 콘트롤러는, 상기 다수의 프린팅 유닛을 속도 제어하는 경우 현 스팬에서 발생되는 장력 외란을 산출하고, 산출된 장력 외란에 의해 다음 스팬에 전달되는 장력값을 산출하여, 산출된 장력값에 의해 발생되는 다음 스팬의 레지스 터 에러를 레지스터 에러 오차범위 내에서 제어하도록 상기 다수의 프린팅 유닛을 속도 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 프린팅 유닛 중 최초의 프린팅 유닛에 입력되는 인쇄 대상물의 장력을 일정하게 유지하도록 하는 인피드 장치를 더 포함하여 구성된다.
이때, 상기 인피드 장치는, 상기 최초의 프린팅 유닛에 입력되는 인쇄 대상물의 장력값을 측정하는 로드 셀과; 상기 로드 셀을 통과한 인쇄 대상물을 이송하는 인피드 롤을 포함하고, 상기 콘트롤에서 상기 로드 셀에서 측정된 인쇄 대상물의 장력값을 입력받아 이를 일정하게 유지하도록 상기 인피드 유닛을 속도 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 센서와 상기 콘트롤 사이에 신호 증폭기가 더 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법은, 레지스터 마크를 출력하는 프린팅 실린더와, 상기 프린팅 실린더를 구동하는 모터, 및 상기 모터에 구동전류를 공급하는 구동 드라이버를 구비한 다수의 프린팅 유닛과; 상기 다수의 프린팅 유닛에 의해 인쇄 대상물에 출력된 각 레지스터 마크의 위치신호를 검출하는 다수의 센서; 및 상기 다수의 센서로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아 상기 다수의 프린팅 유닛을 개별적으로 속도 제어하는 콘트롤;를 포함하는 연속공정 프린터의 레지스터 제어방법에 있어서, (a) 상기 다수의 프린팅 유닛에서의 레지스터 마크를 각각 입력받아 현 스 팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계; (b) 산출된 현 스팬의 레지스터 에러의 크기만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상를 변화시킬 때 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기를 산출하는 단계; (c) 산출된 장력 외란으로 인해 다음 스팬에 전달되는 장력의 크기를 산출하는 단계; (d) 산출된 장력으로 인한 인쇄 대상물의 스트레인 변화값을 산출하는 단계; (e) 산출된 스트레인 변화값으로 인한 다음 스팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계; (f) 산출된 다음 스팬의 레지스터 에러와 레지스터 에러 오차범위를 비교하는 단계; (g) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 작을 경우, 상기 (b) 단계에서 상정한 롤 위상의 회전량만큼 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계; 및 (h) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 클 경우, 변화시켜야 할 롤 위상의 회전량을 감소시키면서, 상기 (b) 내지 (f) 단계를 반복 수행하여 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러의 오차범위 내에 존재하는 롤 위상 회전량을 찾고, 해당 값만큼 롤 위상가 회전되도록 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계를 포함하여 구성된다.
한편, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법은, 레지스터 마크를 출력하는 프린팅 실린더과, 상기 프린팅 실린더를 구동하는 모터, 및 상기 모터에 구동전류를 공급하는 구동 드라이버를 구비한 다수의 프린팅 유닛과; 상기 다수의 프린팅 유닛에 의해 인쇄 대상물에 출 력된 각 레지스터 마크의 위치신호를 검출하는 다수의 센서; 및 상기 다수의 센서로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아 상기 다수의 프린팅 유닛을 개별적으로 속도 제어하는 콘트롤;를 포함하는 연속공정 프린터의 레지스터 제어방법에 있어서, (a) 상기 다수의 프린팅 유닛에서의 레지스터 마크를 각각 입력받아 현 스팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계; (b) 산출된 현 스팬의 레지스터 에러의 크기만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상를 변화시킬 때 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기를 산출하는 단계; (c) 산출된 장력 외란으로 인해 다음 스팬에 전달되는 장력의 크기를 산출하는 단계; (d) 산출된 장력으로 인한 인쇄 대상물의 스트레인 변화값을 산출하는 단계; (e) 산출된 스트레인 변화값으로 인한 다음 스팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계; (f) 산출된 다음 스팬의 레지스터 에러와 레지스터 에러 오차범위를 비교하는 단계; (g) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 작을 경우, 상기 (b) 단계에서 상정한 롤 위상의 회전량만큼 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계; 및 (h) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 큰 경우, 산출된 장력을 상쇄시킬 수 있는 다음 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상 회전량을 산출하는 단계; 및 (i) 상기 (b) 단계에서 상정한 롤 위상의 회전량만큼 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시킨 후, 상기 (h) 단계에서 산출된 롤 위상 회전량만큼 상기 다음 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계를 포함하여 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연속공정 프린터의 개략적 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속공정 프린터는, 인쇄 대상물(f)을 제공하는 언와인더(unwinder)(500)가 최단 입측에 설치되고, 상기 대상물(f)의 진행방향을 따라 상기 언와인더(500)에 의해 제공되는 인쇄 대상물(f)의 장력을 일정하게 유지하도록 하는 인피드(infeed) 장치(400)가 일측에 설치되며, 그 측부로 계속해서 프린팅 작업이 수행되는 다수의 프린팅 유닛(printing unit)(100a, 100b, 100c)이 배치되고, 상기 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c) 사이 각 스팬 상단에는 레지스터 마크를 검출하는 다수의 센서(200a, 200b, 200c)가 설치되며, 일측에 상기 센서(200a, 200b, 200c)의 입력신호에 의해 상기 다수의 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)을 개별 제어하는 콘트롤러(300)가 설치되고, 상기 센서(200a, 200b, 200c)와 상기 콘트롤러(300) 사이에는 신호 증폭기(amplifier)(210a, 210b, 210c)가 설치된다.
이때, 상기 다수의 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)은, 레지스터 마크를 출력하는 제 1 내지 제 3 프린팅 실린더(110a, 110b, 110c)와, 상기 제 1 내지 제 3 프린팅 실린더(110a, 110b, 110c) 상단에 설치되어 인쇄 대상물(f)을 가압하는 제 1 내지 제 3 임프레션 롤(111a, 111b, 111c)과, 상기 제 1 내지 제 3 프린팅 실린더(110a, 110b, 110c)를 구동하는 제 1 내지 제 3 모터(120a, 120b, 120c), 및 상기 제 1 내지 제 3 모터(120a, 120b, 120c)에 구동전류를 공급하는 제 1 내지 제 3 구동 드라이버(130a, 130b, 130c)를 각각 구비하고, 상기 제 1 내지 제 3 구동 드라이버(130a, 130b, 130c)는 상기 콘트롤러(300)에 연결된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)의 갯수를 3개로 상정하였으나, 이는 장비의 요구 규격에 따라 선택 가능한 것으로 본 발명의 청구범위에는 영향을 미치지 않는다.
또한, 상기 인피드 장치(400)는, 제 1 프린팅 유닛(100a)에 입력되는 인쇄 대상물(f)의 장력값을 측정하는 로드 셀(load cell)(410)과, 상기 로드 셀(410)을 통과한 인쇄 대상물(f)을 이송하는 인피드 롤(420)과, 상기 인피드 롤 상단에서 대상물을 가압하는 임프레션 롤(421)과, 상기 인피드 롤(420)을 구동하는 인피드 모터(430)와, 상기 인피드 모터(430)에 구동전류를 공급하는 인피드 드라이버(440)를 구비하고, 상기 로드 셀(410)과 인피드 드라이버(440)는 각각 상기 콘트롤러(300)에 연결된다.
이때, 상기 콘트롤러(300)는 인쇄 대상물(f)이 인피드 존(infeed zone)에 있는 경우 상기 로드 셀(410)에서 측정된 인쇄 대상물(f)의 장력값을 입력받아 이를 일정하게 유지하도록 상기 인피드 장치(400)을 속도 제어하는 기능을 수행한다.
한편, 인쇄 대상물(f)이 상기 다수의 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)이 배치된 프린팅 존(printing zone)을 통과할 때에는, 상기 콘트롤러(300)는 상기 다수의 센서(200a, 200b, 200c)로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아, 입력된 위치신호들을 상호 비교하여 레지스터 에러를 산출하고, 산출된 레지스터 에러를 상 쇄시키도록 상기 다수의 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)을 개별적으로 속도 제어하는 기능을 수행하는 동시에, 상기 다수의 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)을 속도 제어하는 경우 현 스팬에서 발생되는 장력 외란을 산출하고, 산출된 장력 외란에 의해 다음 스팬에 전달되는 장력값을 산출하여, 산출된 장력값에 의해 발생되는 다음 스팬의 레지스터 에러를 레지스터 에러 오차범위 내에서 제어하도록 상기 다수의 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)을 속도 제어하는 기능을 수행한다.
상기 콘트롤러(300)는 2개의 서브 콘트롤러(300)로 분리하여 각각 프린팅 유닛 제어와 인피드 장치 제어를 별개로 수행하도록 하는 것도 가능하다.
한편, 미설명 부호인 도번 510은 상기 언와인더를 구동하는 언와인딩 모터이고, 도번 520은 상기 언와인딩 모터를 구동하는 언와인딩 드라이버이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 6을 함께 참조하면, 상기 다수의 프린팅 실린더(110a, 110b, 110c)에서는 레지스터 마크를 1회전시마다 1개씩 출력하게 되고, 그 출측에 설치된 다수의 센서(200a, 200b, 200c)들은 출력된 레지스터 마크들의 위치신호들을 검출하게 된다.
이렇게 검출된 레지스터 마크의 위치신호들은 상기 신호 증폭기들(210a, 210b, 210c)을 통해 증폭되고, 상기 콘트롤러(300)에서는 이러한 증폭된 위치신호 를 입력받아 현 스팬의 레지스터 에러를 산출한다.(S100)
이때, 레지스터 에러는 인접한 프린팅 실린더 사이에서의 상대오차를 산출하여 얻게 된다. 즉, 제 1 프린팅 실린더(110a)와 제 2 프린팅 실린더(110b) 사이의 레지스터 마크 신호를 비교하여 레지스터 에러를 산출하게 된다. 이때, 상기와 같이 최초로 산출된 레지스터 에러는 비교의 편의상 현 스팬의 레지스터 에러라고 지칭한다.
계속해서, 상기와 같이 산출된 현 스팬의 레지스터 에러의 크기만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상(roll phase)를 변화시킬 때 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기를 산출한다.(S110)
즉, 제 1 프린팅 실린더(110a)와 제 2 프린팅 실린더(110b) 사이에서 현 스팬의 레지스터 에러를 산출한 경우, 산출된 현 스팬의 레지스터 에러의 크기만큼 제 2 프린팅 실린더(110b)의 롤 위상가 변화되도록 상기 제 2 프린팅 실린더(110b)의 회전속도를 증가 혹은 감소시킬 때, 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기를 산출한다.
이때, 상기 현 스팬의 레지스터 에러의 크기에 대한 상기 제 2 프린팅 실린더(110b)의 회전속도 변화량은 다음의 수학식 3을 통해 얻어진다.
Figure 112005012014614-pat00003
단, v = 실린더의 회전속도(m/s), e = 레지스터 에러(m), t = 실린더의 회전속도 유지시간(sec)
한편, 상기 수학시 3을 통해 얻어진 회전속도 변화량 만큼 상기 제 2 프린팅 실린더(110b)의 속도 변화를 주었을 때 발생되는 장력외란은 상기 수학식 2를 통하여 얻을 수 있다. 이때, 이전 스팬의 장력값은 상기 로드 셀에서 입력된 장력 데이터를 근거로 한다.
이렇게 현 스팬에서 발생되는 장력외란을 산출한 후, 상기 수학식 2를 더 이용하여 다음 스팬에 전달되는 장력값을 산출한다.(S120)
계속해서, 산출된 장력값으로 인한 인쇄 대상물(f)의 스트레인 변화값을 산출한다. (S130) 이때의 산출된 장력과 스트레인의 관계는 다음의 수학식 4와 같다.
Figure 112005012014614-pat00004
단,
Figure 112005012014614-pat00005
= 장력 변화량(kgf), A = 대상물의 단면적(m2), E = 종탄성계수(kgf/m2),
Figure 112005012014614-pat00006
=스트레인
계속해서, 상기 수학식 4를 통해 산출된 스트레인 변화값으로 인한 다음 스 팬의 레지스터 에러를 다음 수학식 5를 통해 산출한다.(S140)
Figure 112005012014614-pat00007
단,
Figure 112005012014614-pat00008
= 스트레인, e = 레지스터 에러(m), l = 스팬의 길이(m)
상기 수학식 5를 통해 산출된 다음 스팬의 레지스터 에러와 소정의 레지스터 에러 오차범위를 상호 비교한다.(S150) 이때, 일반적으로 육안으로 식별할 수 있는 레지스터 에러는 0.1mm 이상이므로, 상기한 소정의 레지스터 오차범위는 그 이하로 정하는 것이 바람직하다.
상호 비교 후, 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 작을 경우, 상기 수학식 3를 통해 산출한 최초의 롤 위상의 회전량만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더 즉 상기 제 2 프린팅 실린더(110b)의 회전속도를 변화시킨다.(S160)
그러나, 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 클 경우에는, 변화시켜야 할 롤 위상의 회전량을 감소시키면서, 상기한 단계들을 반복 수행하여 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러의 오차범위 내에 존재하는 롤 위상 회전량을 찾고, 해당 값만큼 롤 위상가 회전되도록 현 스팬의 출측 프린팅 실린더 즉 상기 제 2 프린팅 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시킨다.(S170)
상기에서는 제 1 및 제 2 프린팅 실린더(110b) 만을 주로 예를 들어 설명하였으나, 이러한 과정은 모든 프린팅 유닛간에 동일한 원리로 수행되어 개별적인 레지스터 에러 제어가 수행된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 7을 함께 참조하면, 상술한 과정과 동일한 원리로 상기 콘트롤러(300)는 상기 다수의 프린팅 유닛(100a, 100b, 100c)에서의 레지스터 마크를 각각 입력받아 현 스팬의 레지스터 에러를 산출하고(S200), 산출된 현 스팬의 레지스터 에러의 크기만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더 즉 제 2 프린팅 실린더(110b)의 롤 위상가 변화되도록 그 회전속도를 증가 혹은 감소시키고, 그때 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기를 산출한다.(S210)
이때, 상기 제 2 프린팅 실린더(110b)의 롤 위상 변화를 위한 회전속도 변화량은 상기 수학식 3을 이용하여 얻고, 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기는 상기 수학식 2를 통하여 얻는다.
계속해서, 산출된 장력 외란으로 인해 다음 스팬에 전달되는 장력의 크기를 산출하고(S220), 산출된 장력으로 인한 인쇄 대상물(f)의 스트레인 변화값을 산출하며, 산출된 스트레인 변화값으로 인한 다음 스팬의 레지스터 에러를 산출한다.(S230)
이때, 다음 스팬에 전달되는 장력의 크기는 상기 수학식 4를 통하여 얻으며, 인쇄 대상물(f)의 스트레인 변화값은 상기 수학식 5를 통하여 얻는다.
계속해서, 상기 콘트롤러(300)에서는 산출된 다음 스팬의 레지스터 에러와 레지스터 에러 오차범위를 비교하여(S250), 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 레지스터 에러 오차범위보다 작을 경우, 상기 수학식 3를 통해 산출한 최초의 롤 위상의 회전량만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더 즉 상기 제 2 프린팅 실린더(110b)의 회전속도를 변화시킨다.(S260)
그러나, 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 큰 경우에는, 산출된 장력을 상쇄시킬 수 있는 다음 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상 회전량을 수학식 2를 통하여 산출하고(S270), 상기 수학식 3를 통해 산출한 최초의 롤 위상의 회전량만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더 즉 상기 제 2 프린팅 실린더(110b)의 회전속도를 변화시킴과 동시에, 수학식 2를 통해 산출된 롤 위상 회전량만큼 다음 스팬의 출측 프린팅 실린더 즉 제 3 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시킨다.(S280)
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연속공정 프린터 및 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어 방법에 의하면, 각 프린팅 실린더를 개별 구동할 수 있는 모터와 콘트롤러를 구비하여, 레지스터 에러값과 속도변화에 따른 장력의 영향을 연속적으로 계산하여 각 프린팅 실린더를 신속/정확히 속도 제어하여 레지스터 에러를 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 종래의 컴펜세이터 롤 없이도 각 프린팅 실린더의 개별적인 속도제어를 통해 레지스터 에러를 간단하고 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 인쇄 대상물에 출력되는 레지스터 마크를 검출하여 대상물의 레지스터 에러를 제어하는 연속공정 프린터에 있어서,
    레지스터 마크를 출력하는 프린팅 실린더과, 상기 프린팅 실린더를 구동하는 모터, 및 상기 모터에 구동전류를 공급하는 구동 드라이버를 구비한 다수의 프린팅 유닛;
    상기 다수의 프린팅 유닛에 의해 인쇄 대상물에 출력된 각 레지스터 마크의 위치신호를 검출하는 다수의 센서; 및
    상기 다수의 센서로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아, 입력된 위치신호들을 상호 비교하여 레지스터 에러를 산출하고, 산출된 레지스터 에러를 상쇄시키도록 상기 다수의 프린팅 유닛을 개별적으로 속도 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정 프린터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 콘트롤러는,
    상기 다수의 프린팅 유닛을 속도 제어하는 경우 현 스팬에서 발생되는 장력 외란을 산출하고, 산출된 장력 외란에 의해 다음 스팬에 전달되는 장력값을 산출하여, 산출된 장력값에 의해 발생되는 다음 스팬의 레지스터 에러를 레지스터 에러 오차범위 내에서 제어하도록 상기 다수의 프린팅 유닛을 속도 제어하는 것을 특징으로 하는 연속공정 프린터.
  3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 프린팅 유닛 중 최초의 프린팅 유닛에 입력되는 인쇄 대상물의 장력을 일정하게 유지하도록 하는 인피드 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정 프린터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 인피드 장치는,
    상기 최초의 프린팅 유닛에 입력되는 인쇄 대상물의 장력값을 측정하는 로드 셀과;
    상기 로드 셀을 통과한 인쇄 대상물을 이송하는 인피드 롤을 포함하고,
    상기 콘트롤러에서 상기 로드 셀에서 측정된 인쇄 대상물의 장력값을 입력받아 이를 일정하게 유지하도록 상기 인피드 유닛을 속도 제어하는 것을 특징으로 하는 연속공정 프린터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 센서와 상기 콘트롤러 사이에 신호 증폭기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 연속공정 프린터.
  6. 레지스터 마크를 출력하는 프린팅 실린더과, 상기 프린팅 실린더를 구동하는 모터, 및 상기 모터에 구동전류를 공급하는 구동 드라이버를 구비한 다수의 프린팅 유닛과; 상기 다수의 프린팅 유닛에 의해 인쇄 대상물에 출력된 각 레지스터 마크의 위치신호를 검출하는 다수의 센서; 및 상기 다수의 센서로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아 상기 다수의 프린팅 유닛을 개별적으로 속도 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 연속공정 프린터의 레지스터 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 다수의 프린팅 유닛에서의 레지스터 마크를 각각 입력받아 현 스팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계;
    (b) 산출된 현 스팬의 레지스터 에러의 크기만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상를 변화시킬 때 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기를 산출하는 단계;
    (c) 산출된 장력 외란으로 인해 다음 스팬에 전달되는 장력의 크기를 산출하는 단계;
    (d) 산출된 장력으로 인한 인쇄 대상물의 스트레인 변화값을 산출하는 단계;
    (e) 산출된 스트레인 변화값으로 인한 다음 스팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계;
    (f) 산출된 다음 스팬의 레지스터 에러와 레지스터 에러 오차범위를 비교하는 단계;
    (g) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 작을 경우, 상기 (b) 단계에서 상정한 롤 위상의 회전량만큼 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계; 및
    (h) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에 러 오차범위보다 클 경우, 변화시켜야 할 롤 위상의 회전량을 감소시키면서, 상기 (b) 내지 (f) 단계를 반복 수행하여 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러의 오차범위 내에 존재하는 롤 위상 회전량을 찾고, 해당 값만큼 롤 위상가 회전되도록 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법.
  7. 레지스터 마크를 출력하는 프린팅 실린더과, 상기 프린팅 실린더를 구동하는 모터, 및 상기 모터에 구동전류를 공급하는 구동 드라이버를 구비한 다수의 프린팅 유닛과; 상기 다수의 프린팅 유닛에 의해 인쇄 대상물에 출력된 각 레지스터 마크의 위치신호를 검출하는 다수의 센서; 및 상기 다수의 센서로부터 레지스터 마크의 위치신호들을 입력받아 상기 다수의 프린팅 유닛을 개별적으로 속도 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 연속공정 프린터의 레지스터 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 다수의 프린팅 유닛에서의 레지스터 마크를 각각 입력받아 현 스팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계;
    (b) 산출된 현 스팬의 레지스터 에러의 크기만큼 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상를 변화시킬 때 현 스팬에서 발생되는 장력 외란의 크기를 산출하는 단계;
    (c) 산출된 장력 외란으로 인해 다음 스팬에 전달되는 장력의 크기를 산출하는 단계;
    (d) 산출된 장력으로 인한 인쇄 대상물의 스트레인 변화값을 산출하는 단계;
    (e) 산출된 스트레인 변화값으로 인한 다음 스팬의 레지스터 에러를 산출하는 단계;
    (f) 산출된 다음 스팬의 레지스터 에러와 레지스터 에러 오차범위를 비교하는 단계;
    (g) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 작을 경우, 상기 (b) 단계에서 상정한 롤 위상의 회전량만큼 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계; 및
    (h) 상기 (f) 단계에서 상기 다음 스팬의 레지스터 에러가 상기 레지스터 에러 오차범위보다 큰 경우, 산출된 장력을 상쇄시킬 수 있는 다음 스팬의 출측 프린팅 실린더의 롤 위상 회전량을 산출하는 단계; 및
    (i) 상기 (b) 단계에서 상정한 롤 위상의 회전량만큼 상기 현 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시킨 후, 상기 (h) 단계에서 산출된 롤 위상 회전량만큼 상기 다음 스팬의 출측 프린팅 실린더의 회전속도를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정 프린터의 개별 레지스터 제어방법.
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