KR101120402B1 - 그라비어 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 그라비어 인쇄장치는 인쇄시트 상에 도전성 페이스트를 제공하는 그라비어롤; 상기 인쇄시트를 매개로 상기 그라비어롤과 대향하는 압동롤; 및 상기 인쇄시트가 상기 그라비어롤에 접촉하도록 상기 압동롤을 구동하고, 상부측과 하부측에 서로 상이한 공기 압력을 제공받는 제1노즐 및 제2노즐을 각각 구비하는 압동실린더;를 포함하며, 상기 압동실린더는 상기 제1노즐에서의 공압과 상기 제2노즐에서의 공압의 차이만큼 상기 압동롤을 통해 그라비어롤에 접촉압력을 인가할 수 있다.

그라비어롤, 압동롤, 압력, 인쇄장치

Description

그라비어 인쇄장치{Gravure Printing Apparatus}

본 발명은 그라비어 인쇄장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압동롤의 압력을 연속적으로 조절하여 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 그라비어 인쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로 적층형 세라믹 전자부품의 제조과정에서 내부전극은 스크린 프린팅(screen printing) 방법으로 이루어진다. 이러한 스크린 프린팅은 패턴을 쉽게 형성하며, 롤투롤(roll-to-roll) 공정에 적합하여 양산에 적용되고 있다.

한편, 최근에는 성능향상과 원가절감의 목적으로 그라비어 인쇄방법(gravure printing)이 제안되고 있으며, 스크린 프린팅 방법에 비해 롤 이송속도가 수십배 이상 빠르기때문에 생산성이 우수하다는 장점이 있다.

이에 따라서 기존의 단순한 이미지 인쇄에 적용되던 그라비어 인쇄방법을 적층형 전자부품의 제조공정에 적용하였다.

그라비어 인쇄방법으로 전자부품용 전극을 인쇄하는 경우, 인쇄면 전체의 균일성 뿐만 아니라 각 패턴 내부의 미시적인 균일성이 요구되며, 따라서 기존의 이 미지 인쇄에 비해 보다 정밀한 기구제어가 요구된다.

특히, 페이스트를 담는 셀이 가공된 그라비어롤과 필름을 접촉시켜주는 압동롤은 고속으로 구동되는 부분으로 균일한 압력을 인가할 필요가 있다.

인가 압력이 요구값보다 크면 접촉시 필름에 코팅된 시트가 손상되거나, 인쇄 패턴의 번짐이 발생된다. 반대로 인가 압력이 요구값보다 작으면 페이스트가 필름면에 부정확하게 전사될 가능성이 있다.

종래에는 공압을 인가하여 상부 압동롤을 그라비어롤에 입력압력만큼 압력을 가하고, 기계적인 탭을 통해서 그라비어롤과 압동롤의 갭을 조정하여 그라비어롤에 인가되는 접촉압력을 결정하였다.

이 방식은 기존의 이미지 인쇄등의 두께정밀도가 요구되지 않는 분야에서는 문제가 없었으나 서브마이크론 수준으로 패턴을 인쇄하는 전자부품 제조공정에서는 두께제어 및 균일성의 문제가 대두되었다.

따라서, 신뢰성이 높은 전자부품의 제조가 가능하도록 정밀하고 일정하게 압력을 조절할 필요가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 압동롤을 통해 그라비어롤에 가하는 압력을 일정하게 유지하며, 가공정밀도에 따라서 압력을 연속적으로 조절하여 인쇄품질을 향상시키고, 전자제품의 품질을 향상시킬 수 있는 그라비어 인쇄장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 그라비어 인쇄장치는 인쇄시트 상에 도전성 페이스트를 제공하는 그라비어롤; 상기 인쇄시트를 매개로 상기 그라비어롤과 대향하는 압동롤; 및 상기 인쇄시트가 상기 그라비어롤에 접촉하도록 상기 압동롤을 구동하고, 상부측과 하부측에 서로 상이한 공기 압력을 제공받는 제1노즐 및 제2노즐을 각각 구비하는 압동실린더;를 포함하며, 상기 압동실린더는 상기 제1노즐에서의 공압과 상기 제2노즐에서의 공압의 차이만큼 상기 압동롤을 통해 그라비어롤에 접촉압력을 인가할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 그라비어 인쇄장치는 인쇄시트 상에 도전성 페이스트를 제공하는 그라비어롤; 상기 인쇄시트를 매개로 상기 그라비어롤과 대향하는 압동롤; 및 상기 인쇄시트가 상기 그라비어롤에 접촉하도록 상기 압동롤을 구동하고, 상부측과 하부측에 서로 상이한 공기 압력을 제공받는 제1노즐 및 제2노즐을 각각 구비하는 압동실린더;를 포함하며, 상기 압동실린더는 상기 제1노즐에서의 공압과 상기 제2노즐에서의 공압의 차이를 조절하여 상기 압동롤을 통해 그라비어롤에 인가하는 접촉압력을 연속적으로 조절할 수 있다.

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바람직하게, 에어탱크로부터 상기 노즐을 통해 상기 압동실린더로 공급되는 공기의 압력을 조절하는 압력조절부를 더 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 압력조절부는 레버가 구비되는 수동밸브, 센서가 구비되는 자동밸브 중 어느 하나이다.

더욱 바람직하게, 상기 압력조절부는 공급되는 공기의 압력을 확인하기 위한 게이지를 더 포함한다.

압동롤을 통해 그라비어롤에 가하는 압력을 일정하게 유지할 뿐만 아니라, 가공정밀도에 따라서 압력을 연속적으로 조절함으로써 인쇄품질을 향상시키고, 전자제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 실시예에 따른 그라비어 인쇄장치에 관한 구체적인 사항을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그라비어 인쇄장치의 압동롤과 그라비어롤이 접촉된 상태를 개략적으로 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 그라비어 인쇄장치에서 압동롤과 압동실린더가 결합된 상태를 나타내는 개략도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 그라비어 인쇄장치는 그라비어롤(20), 압동롤(10), 압동실린더(40)를 구비한다.

상기 그라비어롤(gravure roll)(20)은 인쇄시트(S) 상에 도전성 페이스트(5)를 인쇄하여 제공하는 것으로, 도전성 페이스트 공급부(30)를 통해 상기 그라비어롤(20)의 표면상에 패터닝된 인쇄회로패턴(미도시)에 도전성 페이스트(5)가 부여된다.

그리고, 여분의 도전성 페이스트(5)는 미도시된 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 제거된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 그라비어롤(20)의 표면상에 도전성 페이스트(5)를 부여하는 방법으로 페이스트 공급부(30)를 구비하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 도전성 페이스트(5)가 담긴 셀(미도시) 내에 상기 그라비어롤(20)을 침지하는 것도 가능하다.

상기 그라비어롤(20)에 의해 도전성 페이스트(5)로 이루어지는 내부 전극(미도시)이 인쇄형성되는 인쇄시트(S)는 세라믹 그린시트이며, 바람직하게는 캐리어 필름에 의해 배접된 세라믹 그린시트이다.

상기 인쇄시트(S)상에 상기 그라비어롤(20)의 표면상에 패터닝된 인쇄회로패턴을 따라 내부전극을 인쇄하기 위해서는 상기 인쇄시트(S)를 매개로 상기 그라비어롤(20)과 대향하는 압동롤(10)로부터 가해지는 소정의 압력이 필요하다.

즉, 도면에서와 같이 상기 그라비어롤(20)과 상기 그라비어롤(20)에 대해 인 쇄시트(S)를 사이에 두고 대향하는 압동롤(10)을 구비하여, 이들 그라비어롤(20)과 압동롤(10)이 회전하면 그 사이에 발생하는 압력에 의해 상기 인쇄시트(S)는 화살표 방향으로 이송하며 그 표면에는 내부전극이 인쇄되는 것이다.

이러한 상기 압동롤(10)은 상기 인쇄시트(S)를 매개로 상기 그라비어롤(20)과 대향하는 위치에 구비되어 상기 그라비어롤(20)과 함께 회전한다.

그리고, 상기 압동롤(10)은 상기 그라비어롤(20)과 적어도 동일한 크기의 길이로 형성되거나 보다 큰 길이로 형성되도록 하며, 상기 그라비어롤(20)과의 사이틈은 길이방향을 따라 일정한 간격을 유지하도록 한다.

상기 사이틈의 크기는 인쇄시트(S)의 두께 및 내부전극의 두께 등에 따라서 조절가능하며, 이러한 사이틈의 크기 조절을 통해 상기 그라비어롤(20)에 가해지는 접촉압력을 조절하는 것이 가능하다.

한편, 상기 압동실린더(40)는 상기 인쇄시트(S)가 상기 그라비어롤(20)에 접촉하도록 상기 압동롤(10)의 회전축과 결합하여 상기 압동롤(10)을 구동시킨다.

도 3을 참조하여 상기 압동실린더의 구동방식에 대해 자세히 살펴본다.

도 3은 도 2에 도시된 압동롤(10)과 압동실린더(40)에서 공압 차이를 통해 압동롤의 접촉압력을 조절하는 상태를 나타내는 개략도이다.

도면에서와 같이, 상기 압동실린더(40)는 상기 인쇄시트(S)가 상기 그라비어롤(20)과 일정한 압력으로 접촉되도록 복수개의 노즐(51,52)을 구비하여 각 노즐을 통해 상이한 압력(P1,P2)의 공기를 제공받아 상기 압동실린더(40)의 내부에 위치하 는 피스톤(42)을 소정의 위치로 수직이동시킨다.

그리고, 상기 피스톤(42)은 각각 상기 압동롤(10)의 회전축 양끝단에 연결되어 있어, 상기 피스톤(42)의 수직이동에 의해 상기 압동롤(10)이 그라비어롤(20)에 가하는 접촉압력을 조절하도록 구동시킨다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 상기 압동실린더(40)의 상부측과 하부측에 각각 제1노즐(51) 및 제2노즐(52)을 구비하는 것으로 설명한다.

그리고, 상기 제1노즐(51) 및 제2노즐(52)을 통해 동시에 제공받는 공기의 압력(P1,P2)은 서로 상이하도록 하여 상기 제1노즐(51)에서의 공압(P1)과 상기 제2노즐(52)에서의 공압(P2)의 차이만큼 상기 압동롤(10)을 통해 그라비어롤(20)에 접촉압력을 인가한다.

또한, 상기 압동실린더(40)는 상기 제1노즐(51)에서의 공압(P1)과 상기 제2노즐(52)에서의 공압(P2)의 차이를 조절하여 상기 압동롤(10)을 통해 그라비어롤(20)에 인가하는 접촉압력을 연속적으로 조절하도록 한다.

즉, 도 3(a)와 같이 제1노즐(51)에 공급되는 공기의 압력(P1)이 제2노즐(52)에 공급되는 공기의 압력(P2)보다 크도록 공압을 인가하면, 상기 피스톤(42)은 상기 제2노즐(52) 방향으로 이동하여 상기 압동롤(10)이 그라비어롤(20)에 가하는 접촉압력을 크게한다.

그리고, 도 3(b)와 같이 제1노즐(51)에 공급되는 공기의 압력(P1)이 제2노즐(52)에 공급되는 공기의 압력(P2)보다 작도록 공압을 인가하면, 상기 피스톤(42)은 상기 제1노즐(51) 방향으로 이동하여 상기 압동롤(10)이 그라비어롤(20)에 가하 는 접촉압력을 작게한다.

이와 같이, 상기 제1노즐(51) 및 제2노즐(52)에 인가되는 공압(P1,P2)의 크기가 서로 상이하도록 하되, 그 공압의 차이를 조절함을 통해 상기 압동롤(10)이 그라비어롤(20)에 가하는 접촉압력의 크기를 연속적으로 조절하는 것이 가능하다.

이 경우, 롤(10,20)의 가공정밀도에 따라 거칠기가 다를 때에도 상기 접촉압력을 조절하여 인쇄품질에 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 도 4에서와 같이 상기 제1노즐(51) 및 제2노즐(52)을 통해 상기 압동실린더(40)로 공급되는 공기는 별도의 에어탱크(air tank)(64)로부터 상기 노즐을 통해 상기 압동실린더(40)로 공급되며, 압력조절부(60)에 의해 공급되는 공기의 압력을 조절한다.

상기 압력조절부(60)는 레버가 구비되는 수동밸브, 센서가 구비되는 자동밸브 중 어느 하나일 수 있으며, 공급되는 공기의 압력을 확인하기 위한 게이지(62)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 압력조절부(60)를 조정하여 공급되는 공기의 압력이 원하는 요구값과 일치할 수 있도록 하며, 이는 게이지(62)를 통해 실시간으로 확인가능하여 오차 발생에 따른 즉각적인 조치가 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그라비어 인쇄장치의 압동롤과 그라비어롤이 접촉된 상태를 개략적으로 나타내는 개략도이다.

도 2는 도 1에 도시된 그라비어 인쇄장치에서 압동롤과 압동실린더가 결합된 상태를 나타내는 개략도이다.

도 3은 도 2에 도시된 압동롤과 압동실린더에서 공압 차이를 통해 압동롤의 접촉압력을 조절하는 상태를 나타내는 개략도이다.

도 4는 도 2에 도시된 압동롤과 압동실린더에서 압동실린더에 공기를 공급하는 장치가 결합된 상태를 나타내는 개략도이다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 인쇄시트 상에 도전성 페이스트를 제공하는 그라비어롤;

   상기 인쇄시트를 매개로 상기 그라비어롤과 대향하는 압동롤; 및

   상기 인쇄시트가 상기 그라비어롤에 접촉하도록 상기 압동롤을 구동하고, 상부측과 하부측에 서로 상이한 공기 압력을 제공받는 제1노즐 및 제2노즐을 각각 구비하는 압동실린더;를 포함하며,

   상기 압동실린더는 상기 제1노즐에서의 공압과 상기 제2노즐에서의 공압의 차이만큼 상기 압동롤을 통해 그라비어롤에 접촉압력을 인가하는 그라비어 인쇄장치.
4. 인쇄시트 상에 도전성 페이스트를 제공하는 그라비어롤;

   상기 인쇄시트를 매개로 상기 그라비어롤과 대향하는 압동롤; 및

   상기 인쇄시트가 상기 그라비어롤에 접촉하도록 상기 압동롤을 구동하고, 상부측과 하부측에 서로 상이한 공기 압력을 제공받는 제1노즐 및 제2노즐을 각각 구비하는 압동실린더;를 포함하며,

   상기 압동실린더는 상기 제1노즐에서의 공압과 상기 제2노즐에서의 공압의 차이를 조절하여 상기 압동롤을 통해 그라비어롤에 인가하는 접촉압력을 연속적으로 조절하는 그라비어 인쇄장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 노즐을 통해 상기 압동실린더로 공급되는 공기의 압력을 조절하는 압력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그라비어 인쇄장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 압력조절부는 레버가 구비되는 수동밸브, 센서가 구비되는 자동밸브 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 그라비어 인쇄장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 압력조절부는 공급되는 공기의 압력을 확인하기 위한 게이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그라비어 인쇄장치.

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