KR101084308B1 - 비접촉식 롤투롤 인쇄장비 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웹의 장력을 정밀하게 제어하여 인쇄 정밀도를 높일 수 있도록 한 비접촉식 롤투롤 인쇄장비 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 주요 특징1은 고정판과, 상기 고정판의 대략 중앙에 설치되는 비접촉식 인쇄기와, 상기 비접촉식 인쇄기의 일측에 위치하여 상기 비접촉식 인쇄기로 웹을 공급하는 언와인더와, 상기 비접촉식 인쇄기의 타측에 위치하여 비접촉식 인쇄기를 통과하면서 인쇄가 완료된 웹을 되감는 리와인더로 이루어진 비접촉식 롤투롤 인쇄장비로서, 상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 제1 구간 장력 제어유닛; 상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 제2 구간 장력 제어유닛;을 포함하는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비이다.
또한, 본 발명에 따른 주요 특징2는 언와인더로 부터 풀려져 나오는 웹 상에 비접촉식 인쇄기로서 인쇄를 행한 후 리와인더에 되감는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비로서, 상기 비접촉식 롤투롤 인쇄장비에 제1 구간 장력 제어유닛을 설치하여 상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하고, 상기 비접촉식 롤투롤 인쇄장비에 제2 구간 장력제어유닛을 설치하여 상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 제어방법이다.
롤투롤, 비접촉 인쇄, 장력제어, 피더, 장력검출센서

Description

비접촉식 롤투롤 인쇄장비 및 그 제어방법{Printing apparatus and control method}
본 발명은 비접촉식 롤투롤 인쇄장비 및 그 제어방법에 관한 것이다.
더 상세하게는 웹의 장력을 정밀하게 제어하여 인쇄 정밀도를 높일 수 있도록 한 비접촉식 롤투롤 인쇄장비 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 비접촉식 롤투롤 인쇄장비는 고정판과, 상기 고정판의 대략 중앙에 설치되는 비접촉식 인쇄기와, 상기 비접촉식 인쇄기의 일측에 위치하여 상기 비접촉식 인쇄기로 웹을 공급하는 언와인더와, 상기 비접촉식 인쇄기의 타측에 위치하여 비접촉식 인쇄기를 통과하면서 인쇄가 완료된 웹을 되감는 리와인더로 구성되어 있다.
이러한 구성의 비접촉식 롤투롤 인쇄장비는 언와인더로 부터 풀려지는 웹이 리와인더에 감기기 까지는 상당히 긴 경로를 거치게 되므로 웹의 장력을 일정하게 유지해야만 인쇄품질을 높일 수 있다.
즉, 장력의 불규칙하여 웹의 인쇄위치가 매번 틀려진다면 1차 인쇄층 위에 2차 인쇄층을 인쇄할 때 1차 인쇄층과 2차 인쇄층이 정확히 적층되지 못하여 결국 인쇄품질의 저하를 가져오게 된다. 이를 방지하기 위해, 종래에는 언와인더와 리와인더의 속도제어를 통해 비접촉식 인쇄기에서의 장력을 제어하고 있었다.
그러나, 언와인더와 리와인더에만 의존되는 웹의 장력제어는, 언와인더와 리와인더 사이구간에서의 웹 장력을 정밀하게 제어할 수 없었기 때문에 인쇄품질을 향상시키는데는 한계가 있었다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로
서, 본 발명의 주요 목적은 웹의 장력을 정밀하게 제어하여 인쇄 정밀도를 높일 수 있도록 한 장력제어장치를 갖는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면,
고정판과, 상기 고정판의 대략 중앙에 설치되는 비접촉식 인쇄기와, 상기 비접촉식 인쇄기의 일측에 위치하여 상기 비접촉식 인쇄기로 웹을 공급하는 언와인더와, 상기 비접촉식 인쇄기의 타측에 위치하여 비접촉식 인쇄기를 통과하면서 인쇄가 완료된 웹을 되감는 리와인더로 이루어진 비접촉식 롤투롤 인쇄장비로서,
상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 제1 구간 장력 제어유닛; 상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 제2 구간 장력 제어유닛;을 포함하는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비이다.
여기서, 상기 제1 관점의 제1 구간 장력 제어유닛은, 상기 언와인더와 비접 촉식 인쇄기 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제1 장력검출센서; 상기 제1 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 언와인더의 언와인딩 속도를 가감함으로써 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제1 서보모터;로 구성된다.
또한, 상기 제1 관점의 제2 구간 장력 제어유닛은, 상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제2 장력검출센서; 상기 제2 장력검출센서와 상기 리와인더 사이에 설치되어, 상기 제2 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 상기 비접촉식 인쇄기 차후 구간에서의 웹 장력을 조절하는 피더; 상기 피더와 리와인더 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제3 장력검출센서; 상기 제3 장력검출센서와 리와인더 사이에 설치되어, 상기 제3 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 리와인더의 리와인딩 속도를 가감함으로써 피더와 리와인더 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제2 서보모터;로 구성된다.
또한, 상기 제1 관점의 피더는, 웹을 사이에 두고 일측에 설치되며 상기 웹과 접촉 상태에 있는 고정롤; 상기 웹의 다른 일측에 설치되며 가변수단에 의해 상기 고정롤에 근접 또는 원접하는 방향으로 이동 가능한 상태인 가변롤; 상기 제2 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 고정롤의 회전속도를 가감함으로써 피더와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 조절하는 제3 서보모터;로 구성된다.
본 발명의 제2 관점에 따르면,
언와인더로 부터 풀려져 나오는 웹 상에 비접촉식 인쇄기로서 인쇄를 행한 후 리와인더에 되감는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비로서, 상기 비접촉식 롤투롤 인쇄장비에 제1 구간 장력 제어유닛을 설치하여 상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하고, 상기 비접촉식 롤투롤 인쇄장비에 제2 구간 장력제어유닛을 설치하여 상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 제어방법이다.
이러한 본 발명은 웹의 장력을 구간별로 검출하고, 각 검출된 데이터를 토대로 하여 각 구간의 웹 장력이 정밀하게 자율제어되도록 함으로써 인쇄품질을 보다 높일 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 보다 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 전체 구성도이다.
위 도면에 따르면, 비접촉식 롤투롤 인쇄장비는 고정판(10)과, 상기 고정판(10)의 대략 중앙에 설치되는 비접촉식 인쇄기(20)와, 상기 비접촉식 인쇄기(20)의 일측에 위치하여 상기 비접촉식 인쇄기(20)로 웹(1)을 공급하는 언와인더(30)와, 상기 비접촉식 인쇄기(20)의 타측에 위치하여 비접촉식 인쇄기(20)를 통과하면서 인쇄가 완료된 웹(1)을 되감는 리와인더(40)로 크게 구성된다.
참고로, 상기 비접촉식 인쇄기(20)는 인쇄주체와 피인쇄체인 웹이 접촉되지 않은 상태로 인쇄형태를 말하는 것으로서, 전형적으로 잉크젯 인쇄, 왁스젯 인쇄, 버블젯 인쇄, 레이저 젯 인쇄 등이 여기에 포함된다.
이로 부터, 본 발명은 상기 언와인더(30)와 비접촉식 인쇄기(20) 사이구간의 웹(1) 장력을 일정하게 제어하는 제1 구간 장력 제어유닛(100)과, 상기 비접촉식 인쇄기(20)와 리와인더(40) 사이구간의 웹(1) 장력을 일정하게 제어하는 제2 구간 장력 제어유닛(200)을 더 포함한다.
상기한 제1 구간 장력 제어유닛(100)은 상기 언와인더(30)와 비접촉식 인쇄기(20) 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제1 장력검출센서(110)를 갖는다. 여기서, 제1 장력검출센서(110)는 로드셀이 적용될 수 있다.
또한, 상기 제1 장력검출센서(110)로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백(feedback) 받아서 언와인더(30)의 언와인딩 속도를 가감함으로써 언와인더와 비접촉식 인쇄기(20) 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제1 서보모터(120)를 포함한다.
상기한 제2 구간 장력 제어유닛(200)은 상기 비접촉식 인쇄기(20)와 리와인더(40) 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제2 장력검출센서(210)를 갖는다. 여기서, 제2 장력검출센서(210)는 로드셀이 적용될 수 있다.
또한, 상기 제2 장력검출센서(210)와 상기 리와인더(40) 사이에 설치되어, 상기 제2 장력검출센서(210)로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 상기 비접촉식 인쇄기(20)의 후구간에서의 웹 장력을 조절하는 피더(220)를 갖는다.
또한, 상기 피더()와 리와인더(40) 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제3 장력검출센서(230)를 갖는다. 여기서, 제3 장력검출센서(230)는 로드셀이 적용될 수 있다.
또한, 상기 제3 장력검출센서(230)와 리와인더(40) 사이에 설치되어, 상기 제3 장력검출센서(230)로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 리와인더(40)의 리와인딩 속도를 가감함으로써 피더(220)와 리와인더(40) 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제2 서보모터(240)를 갖는다.
상기한 피더(220)는 도 2 및 도 3에서와 같이 웹(1)을 사이에 두고 일측에 설치되며 상기 웹과 접촉 상태에 있는 고정롤(221)을 갖는다.
상기 웹(1)의 다른 일측에 설치되며 가변수단(223)에 의해 상기 고정롤(221)에 근접 또는 원접하는 방향으로 이동 가능한 상태인 가변롤(222)을 갖는다.
또한, 제2 구간 장력 제어유닛(200)은 상기 제2 장력검출센서(210)로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 고정롤(221)의 회전속도를 가감함으로써 피더(220)와 리와인더(40) 사이구간의 웹 장력을 조절하는 제3 서보모터(250)를 갖는다.
여기서, 상기 가변수단(223)은 실린더로 되는 것이 바람직하며, 상기 고정롤 과 가변롤의 포지션은, 최초 웹을 두 롤 사이에 끼워넣을 때는 도 3에서와 같이 가변수단(223)에 의해 가변롤(222)을 고정롤(221)로 부터 이격시켜서 웹(1)을 쉽게 끼워넣을 수 있도록 하고, 끼움이 완료된 이후에는 가변수단(223)에 의해 가변롤(222)을 고정롤(221)로 근접시켜서 웹(1)과 밀착되게 한다.
상기 고정롤과 가변롤의 표면은 러버와 같이 마찰력을 갖는 재질로 하여, 웹(1)와의 마찰력이 발생될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 제어방법, 보다 정확하게는 웹의 장력 제어방법에 대해 구체적으로 설명한다.
편의상, 언와인더(30)와 비접촉식 인쇄기(20) 사이의 구간을 제1 구간이라고 하고, 비접촉식 인쇄기(20)와 리와인더(40) 사이의 구간을 제2 구간이라고 규정한다.
상기한 제1 구간에서의 웹 장력 제어는 다음과 같다.
언와인더(30)에서 풀려져 나오는 웹(1)이 제1 장력검출센서(110)를 통과할 때, 제1 장력검출센서(110)가 웹의 장력을 검출한다. 이때 웹의 장력이 기준 장력보다 크면(팽팽하면) 웹이 끊어질 우려가 있으므로 언와인더(30)의 제1 서보모터(120)의 회전속도를 현재에 비해 저속으로 조절함으로써 웹을 상대적으로 느슨하게 교정해 준다.
반대로, 웹의 장력이 기준 장력보다 작으면(느슨하면) 웹이 늘어질 우려가 있으므로 언와인더(30)의 제2 서보모터(120)의 회전속도를 현재에 비해 고속으로 조절함으로써 웹을 상대적으로 팽팽하게 교정해 준다.
따라서, 비접촉식 인쇄기(20)로 유입되기 전에 웹(1)의 장력을 일정하게 미리 조절해 줌으로써 인쇄위치를 일정하게 유지할 수 있고, 이로 인해 인쇄품질의 저하를 미연에 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기한 제2 구간에서의 웹 장력 제어는 다음과 같다.
먼저, 비접촉식 인쇄기(20)를 통과하면서 인쇄가 완료된 웹은 상기 제1 구간으로 부터 연이어져 있어서 제2 구간에서의 웹 장력은 제1 구간의 웹 장력에 영향을 줄 수 있으므로 제2 구간에서의 웹 장력 제어도 중요한 부분이다.
제2 구간에서는 웹(1)이 제2 장력검출센서(210)를 통과할 때, 제2 장력검출센서(210)가 웹의 장력을 검출한다. 이때 웹의 장력이 기준 장력보다 크면(팽팽하면) 웹이 끊어질 우려가 있으므로 피더(220)의 제3 서보모터(250) 및 이에 직결된 고정롤(221)의 회전속도를 현재에 비해 저속으로 조절함으로써 웹을 상대적으로 느슨하게 교정해 준다.
반대로, 웹의 장력이 기준 장력보다 작으면(느슨하면) 웹이 늘어질 우려가 있으므로 피더(220)의 제3 서보모터(250) 및 이에 직결된 고정롤(221)의 회전속도를 현재에 비해 고속으로 조절함으로써 웹을 상대적으로 팽팽하게 교정해 준다.
다음, 웹(1)이 제3 장력검출센서(230)를 통과할 때, 제3 장력검출센서(230)가 웹의 장력을 검출한다. 이때 웹의 장력이 기준 장력보다 크면(팽팽하면) 웹이 끊어질 우려가 있으므로 리와인더(40)의 제2 서보모터(240)가 리와인더의 회전속도 를 현재에 비해 저속으로 조절함으로써 웹을 상대적으로 느슨하게 교정해 준다.
반대로, 웹의 장력이 기준 장력보다 작으면(느슨하면) 웹이 늘어질 우려가 있으므로 리와인더(40)의 제2 서보모터(240)가 리와인더의 회전속도를 현재에 비해 고속으로 조절함으로써 웹을 상대적으로 팽팽하게 교정해 준다.
이상과 같이 웹의 장력을 구간별로 정밀하게 제어함으로써 결과적으로 인쇄품질을 높일 수 있게 된다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 피더의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 피더의 사시도로서, 가변롤이 고정롤로 부터 이격된 상태의 사시도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 웹 10 : 고정판
20 : 비접촉식 인쇄기 30 : 언와인더
40 : 리와인더 100 : 제1 구간 장력 제어유닛
110 : 제1 장력검출센서 120 : 제1 서보모터
200 : 제2 구간 장력 제어유닛 210 : 제2 장력검출센서
220 : 피더 221 : 고정롤
222 : 가변롤 230 : 제3 장력검출센서
240 : 제2 서보모터 250 : 제3 서보모터

Claims (8)

  1. 고정판과, 상기 고정판의 중앙에 설치되는 비접촉식 인쇄기와, 상기 비접촉식 인쇄기의 일측에 위치하여 상기 비접촉식 인쇄기로 웹을 공급하는 언와인더와, 상기 비접촉식 인쇄기의 타측에 위치하여 비접촉식 인쇄기를 통과하면서 인쇄가 완료된 웹을 되감는 리와인더로 이루어진 비접촉식 롤투롤 인쇄장비로서,
    상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 제1 구간 장력 제어유닛;
    상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하는 제2 구간 장력 제어유닛;을 포함하되,
    상기 제1 구간 장력 제어유닛은,
    상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제1 장력검출센서;
    상기 제1 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 언와인더의 언와인딩 속도를 가감함으로써 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제1 서보모터;로 구성된 비접촉식 롤투롤 인쇄장비.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 구간 장력 제어유닛은,
    상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제2 장력검출센서;
    상기 제2 장력검출센서와 상기 리와인더 사이에 설치되어, 상기 제2 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 상기 비접촉식 인쇄기 차후 구간에서의 웹 장력을 조절하는 피더;
    상기 피더와 리와인더 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제3 장력검출센서;
    상기 제3 장력검출센서와 리와인더 사이에 설치되어, 상기 제3 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 리와인더의 리와인딩 속도를 가감함으로써 피더와 리와인더 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제2 서보모터;로 구성된 비접촉식 롤투롤 인쇄장비.
  4. 제3항에 있어서, 상기 피더는,
    웹을 사이에 두고 일측에 설치되며 상기 웹과 접촉 상태에 있는 고정롤;
    상기 웹의 다른 일측에 설치되며 가변수단에 의해 상기 고정롤에 근접 또는 원접하는 방향으로 이동 가능한 상태인 가변롤;
    상기 제2 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 고정롤의 회전속도를 가감함으로써 피더와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 조절하는 제3 서보모터;로 구성된 비접촉식 롤투롤 인쇄장비.
  5. 언와인더로 부터 풀려져 나오는 웹 상에 비접촉식 인쇄기로서 인쇄를 행한 후 리와인더에 되감는 비접촉식 롤투롤 인쇄장비로서,
    상기 비접촉식 롤투롤 인쇄장비에 제1 구간 장력 제어유닛을 설치하여 상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하고,
    상기 비접촉식 롤투롤 인쇄장비에 제2 구간 장력제어유닛을 설치하여 상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 일정하게 제어하되,
    상기 제1 구간 장력 제어유닛은,
    상기 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제1 장력검출센서; 상기 제1 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 언와인더의 언와인딩 속도를 가감함으로써 언와인더와 비접촉식 인쇄기 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제1 서보모터;로 구성된 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 제어방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2 구간 장력 제어유닛은,
    상기 비접촉식 인쇄기와 리와인더 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제2 장력검출센서; 상기 제2 장력검출센서와 상기 리와인더 사이에 설치되어, 상기 제2 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 상기 비접촉식 인쇄기 차후 구간에서의 웹 장력을 조절하는 피더; 상기 피더와 리와인더 사이의 웹 장력을 실시간으로 검출하는 제3 장력검출센서; 상기 제3 장력검출센서와 리와인더 사이에 설치되어, 상기 제3 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 리와인더의 리와인딩 속도를 가감함으로써 피더와 리와인더 사이구간에서의 웹 장력을 조절하는 제2 서보모터;로 구성된 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 피더는,
    웹을 사이에 두고 일측에 설치되며 상기 웹과 접촉 상태에 있는 고정롤; 상기 웹의 다른 일측에 설치되며 가변수단에 의해 상기 고정롤에 근접 또는 원접하는 방향으로 이동 가능한 상태인 가변롤; 상기 제2 장력검출센서로 부터 검출되는 장력데이터를 피드백 받아서 고정롤의 회전속도를 가감함으로써 피더와 리와인더 사이구간의 웹 장력을 조절하는 제3 서보모터;로 구성된 비접촉식 롤투롤 인쇄장비의 제어방법.
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