KR101023644B1

KR101023644B1 - Ｒ2ｒ 방식의 인쇄장치

Info

Publication number: KR101023644B1
Application number: KR1020080081413A
Authority: KR
Inventors: 허재영; 곽신웅
Original assignee: 에이피시스템 주식회사
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2011-03-22
Also published as: KR20100022744A

Abstract

본 발명은 패턴롤러(24)와 파지롤러(22) 사이에 웨브(10)가 끼이도록 설치하고 상기 롤러들이 맞닿아 회전함에 따라 웨브(10)가 이송되면서 패턴롤러(24)에 있던 패턴(25)이 웨브(10)에 인쇄되도록 하는 R2R 방식의 인쇄장치에 관한 것으로서, 구체적으로 패턴롤러(24) 및 파지롤러(22) 중의 적어도 어느 하나의 롤러에 롤러의 길이방향을 따라 길게 홈이 파인 비접촉구간(100)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 패턴롤러(24)를 웨브에서 들어 올림이 없이 웨브 정지-정렬-인쇄 공정을 실시간 적으로 카메라로 관찰하면서 웨브의 정지없이 연속적으로 공정을 진행하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

R2R 인쇄, 비접촉구간, 홈, 패턴롤러, 웨브, 정렬

Description

Ｒ2Ｒ 방식의 인쇄장치{roll to roll printing apparatus}

본 발명은 롤투롤(roll to roll, 이하 'R2R') 방식의 인쇄장치에 관한 것으로서, 특히 웨브(web)에서 롤(roll)을 들어 올리지 않더라도 웨브의 정렬을 도모할 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있는 R2R 방식의 인쇄장치에 관한 것이다.

R2R 방식의 인쇄에 있어서 여러 종류의 패턴을 겹쳐 인쇄하기 위해서는 정렬장치가 별도로 필요하며, 웨브(web)의 폭 방향, 길이 방향, 회전방향에 대한 적절한 보상(위치이동)이 이루어져야 정밀한 인쇄가 이루어진다.

도 1은 종래의 R2R 방식의 인쇄장치를 설명하기 위한 도면이다. 웨브(web, 10)는 파지롤러(nip roller, 22)와 패턴롤러(pattern roller, 24)의 틈에 끼어져서 파지롤러(22)와 패턴롤러(24)가 서로 맞닿아 회전함에 따라 수평 이송된다.

패턴롤러(24)에는 웨브(10)에 인쇄될 패턴(25)과 정렬마크(11)가 형성되어 있다. 따라서 패턴롤러(24)가 한바퀴 회전하면 웨브(10)에는 패턴(25a)과 정렬마크(11a)가 형성된다. 이렇게 웨브(10)에 패턴(25a)이 형성된 후에, 다음 패턴을 형 성하고자 할 때는 정렬이 틀어져 있을 수가 있으므로 파지롤러(22)와 패턴롤러(24)를 들어 올린 후에 카메라(30) 등의 비젼(vision) 장비를 통하여 정렬마크(11a)를 관찰하면서 웨브(10)를 다시 정렬시킨다.

상술한 종래의 경우에는 웨브(10)를 정렬시키기 위하여 파지롤러(22)와 패턴롤러(24)를 웨브(10)에서 들어 올려야 하므로 공정이 단속적이고 시간지연이 많이 발생한다. 한편, 본 발명의 명세서 전체의 도면 중 일부에서 패턴(25)과 정렬마크(11)가 통상의 위치보다 떨어진 곳에 과장된 두께로 표시되었는데, 그 이유는 도시를 명확하게 하기 위함이다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판에서 롤(roll)을 들어 올리지 않더라도 기판 정렬을 도모할 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있는 R2R 방식의 인쇄장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 패턴롤러와 파지롤러 사이에 웨브가 끼이도록 설치하고 상기 롤러들이 맞닿아 회전함에 따라 상기 웨브가 이송되면서 상기 패턴롤러에 있던 패턴이 상기 웨브에 인쇄되도록 하는 R2R 방식의 인쇄장치에 관한 것으로서, 구체적으로 상기 패턴롤러 및 파지롤러 중의 적어도 어느 하나의 롤러에 롤러의 길이방향을 따라 길게 홈이 파인 비접촉구간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴롤러에는 상기 웨브에 인쇄되어질 정렬마크가 형성되는 것이 바람직하고, 이 경우 상기 정렬마크는 상기 패턴롤러의 가장자리에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 정렬마크는 상기 패턴롤러에 적어도 2군데 형성되는 것이 바람직하고, 이 경우, 상기 웨브에 인쇄되어지는 정렬마크를 관찰하도록 적어도 2개의 카메라가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 패턴롤러 및 파지롤러 전체를 회전시키기 위한 회전수단이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 비접촉구간의 홈이 커팅(cutting)이나 식각(etching)에 의해 형성될 수 있다.

상기 비접촉구간의 홈의 깊이는 상기 웨브의 두께보다 더 큰 것이 바람직하다.

종래에는 웨브의 폭 방향(y)의 정렬은 가능하였으나, 길이 방향으로의 정렬은 웨브의 연속성과 신축성으로 인해 패턴 인쇄 초기의 정렬 세팅으로 웨브의 전체 길이에 적용해야 하였다. 그리고 100um이상의 정렬밖에 얻을 수 없었다. 또한 웨브의 소재 및 공정변수 등으로 인해 실시간으로 정렬을 할 수가 없었다.

그러나 본 발명에 의하면, 웨브의 길이방향 및 틀어짐에 대한 정밀 정렬이 가능하며, 롤러를 웨브에서 들어 올림이 없이 웨브 정지-정렬-인쇄 공정을 실시간 적으로 카메라로 관찰하면서 웨브의 정지없이 연속적으로 공정을 진행하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 종래기술 과의 반복적인 설명을 피하기 위하여 본 발명의 특징부만 도시한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.

도 2는 본 발명에 따른 R2R 방식의 인쇄장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 패턴롤러(24)를 설명하기 위한 개략 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 패턴롤러(24)의 둘레에는 웨브(web)에 인쇄될 패턴(25)이 형성되어 있으며, 패턴(25)이 형성되지 않은 위치에는 패턴롤러(24)의 길이를 따라 길게 홈이 파여서 비접촉 구간(null zone, 100)이 형성된다. 비접촉 구간(100)의 근방에는 정렬마크(11)가 형성된다. 도 3은 도시의 명확화를 위해 도 2의 패턴롤러(24)만을 뒤집어서 입체적으로 나타낸 것이다.

따라서 패턴롤러(24)가 회전하다가 비접촉구간(100)이 파지롤러(22)를 마주 볼 때에는 패턴롤러(24)가 웨브(10)에서 들어 올려지지 않더라도 저절로 웨브(10)와 패턴롤러(24)의 사이에 비접촉 구간(100)에 의해 틈이 생겨 웨브(10)의 이동이 자유로워진다.

도 4는 도 2의 장치를 통하여 웨브(10)를 정렬시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 구체적인 장치를 사시도로 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 이를 평면도로 나타낸 것이다.

패턴롤러(24)의 비접촉구간(100)이 파지롤러(22)를 마주보도록 위치하는 순간에 카메라(30)로 웨브(10)에 형성되는 정렬마크(11a)를 보고 웨브(10)가 틀어진 양만큼 패턴롤러(24)와 파지롤러(22) 전체를 회전(θ)시키거나 롤러의 회전속도를 변화시켜 웨브(10)를 길이방향(X축) 및 틀어짐(θ)에 대해 정렬시킨다.

길이방향(x) 위치 제어를 위해 패턴롤러(24)에 서보모터(Servo Motor, 50)가 설치되며, 틀어진 각도 제어(θ)를 위해서 선형 액츄에이터(Linear Actuator, 40)가 설치된다. 틀어짐 정도를 측정하기 위해 정렬마크(11)가 적어도 두 군데 형성되고 이를 관찰하기 위한 카메라(30)가 적어도 2개 설치되는 것이 바람직하다.

비접촉구간(100)은 패턴롤러(24) 뿐만 아니라 파지롤러(22)에 형성될 수도 있다. 비접촉구간(100)의 홈 깊이는 웨브(10)의 두께보다는 커야 한다. 웨브(10)에 형성되는 정렬마크(11a)는 제품에 영향이 없는 데드 존(dead zone)에 위치하는 것이 바람직하므로, 패턴롤러(24)에 형성되는 정렬마크(11)는 롤러의 가장자리(roller edge) 부분에 위치하는 것이 바람직하다.

비접촉구간(100)의 홈은 커팅(cutting)이나 식각(etching)에 의해 형성될 수 있다.

종래에는 웨브(10)의 폭 방향(y)의 정렬은 가능하였으나, 길이 방향(x)으로의 정령은 웨브(10)의 연속성과 신축성으로 인해 패턴 인쇄 초기의 정렬 세팅으로 웨브(10)의 전체 길이에 적용해야 하였다. 그리고 100um이상의 정렬밖에 얻을 수 없었다. 또한 웨브(10)의 소재 및 공정변수 등으로 인해 실시간으로 정렬을 할 수가 없었다.

그러나 본 발명에 의하면, 웨브(10)의 길이방향(x) 및 틀어짐에 대한 정밀 정렬이 가능하며, 롤러를 웨브(10)에서 들어 올림이 없이 웨브 정지-정렬-인쇄 공정을 실시간 적으로 카메라(30)로 관찰하면서 웨브(10)의 정지없이 연속적으로 공정을 진행하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 R2R 방식의 인쇄장치를 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 R2R 방식의 인쇄장치를 설명하기 위한 도면;

도 3은 패턴롤러(24)를 설명하기 위한 개략 사시도;

도 4는 도 2의 장치를 통하여 웨브(10)를 정렬시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>

10: 웨브 11, 11a: 정렬마크

22: 파지롤러 24: 패턴롤러

25, 25a: 패턴 30: 카메라

40: 선형 액츄에이터 50: 서보모터

100: 비접촉 구간

Claims

패턴롤러와 파지롤러 사이에 웨브가 끼이도록 설치하고 상기 롤러들이 맞닿아 회전함에 따라 상기 웨브가 이송되면서 상기 패턴롤러에 있던 패턴이 상기 웨브에 인쇄되도록 하는 R2R(roll to roll) 방식의 인쇄장치에 있어서,

상기 패턴롤러 및 파지롤러 중의 적어도 어느 하나의 롤러에 롤러의 길이방향을 따라 길게 홈이 파인 비접촉구간이 형성되고,

상기 패턴롤러에 상기 웨브에 인쇄되어질 정렬마크가 형성되며,

상기 정렬마크는 상기 패턴롤러에 적어도 2군데 형성되고, 상기 웨브에 인쇄되어지는 정렬마크를 관찰하도록 적어도 2개의 카메라가 설치되는 것을 특징으로 하는 R2R 방식의 인쇄장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 정렬마크가 상기 패턴롤러의 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 하는 R2R 방식의 인쇄장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 패턴롤러 및 파지롤러 전체를 회전시키기 위한 회전수 단이 설치되는 것을 특징으로 하는 R2R 방식의 인쇄장치.
제1항에 있어서, 상기 비접촉구간의 홈이 커팅(cutting)이나 식각(etching)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 R2R 방식의 인쇄장치.
제1항에 있어서, 상기 비접촉구간의 홈의 깊이가 상기 웨브의 두께보다 더 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 R2R 방식의 인쇄장치.