KR101177516B1 - 자동 장력 조절이 가능한 디지털 인쇄 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄 원단의 장력을 일정하게 유지할 수 있는 디지털 인쇄 장치에 관한 것으로, 원단을 이송하는 이송부, 및 상기 원단을 감아주는 원단 감김롤를 포함하는 디지털 인쇄 장치에 있어서, 공압에 의해 왕복 운동을 수행하면서 상기 원단의 장력이 일정하게 유지하는 장력 조절부;를 포함한다.

Description

자동 장력 조절이 가능한 디지털 인쇄 장치{Digital Printing Apparatus for Automatic Tension Control}

본 발명은 디지털 인쇄 장치에 관한 것으로서, 특히 인쇄 원단의 장력을 일정하게 유지할 수 있는 디지털 인쇄 장치에 관한 것이다.

디지털 인쇄 장치는 디지털 날염기(Digital Textile Printer)라고도 하는데, 고속 DTP는 컴퓨터에 저장된 데이터에 따라 잉크 염료를 분사하는 프린트 헤드를 구비한다. 이러한 고속 DTP는, 프린트 헤드의 잉크 분사를 조정하여 섬유에 색을 인쇄하므로 섬세한 문양을 빠르게 넣을 수 있어 스카프나 넥타이 등의 문양 염색시 많이 사용된다.

이러한 디지털 인쇄 장치는 원단을 이송하는 다수의 롤러가 마련되며 이들 롤러에 감겨져 이송되는 원단의 장력을 일정하게 조절할 수 있는 수단이 필요하다.

즉, 원단의 두께, 원단의 이송 속도, 원단의 신축성 정도, 원단이 이송되는 위치 등 디지털 날염기의 각종 운전 조건에 따라 원단의 장력에 변동이 없도록 일정하게 유지함으로써 원단이 구김없이 이송될 수 있도록 하고, 장력 변화에 의한 원단의 인쇄 품질 저하가 발생하지 않도록 할 필요성이 있다.

도 1, 2는 종래 기술에 따른 디지털 인쇄 장치의 일예를 도시한 것인데, 이를 참조하여 간단히 살펴보도록 한다.

먼저, 바닥면에 접촉된 양측 레그(1)에 의하여 지지되는 베이스(3) 상부에 레일형상의 이송대(5)를 설치하고, 상기 이송대(5)에는 헤드부(7)를 일측에 고정시킨 카트리지(9)가 이송가능하게 결합되며, 상기 베이스(3)의 내측 상부에는 그 일측에 설치되어진 구동패널(18) 내의 이송모터(미도시)와 연결된 이송축(50)이 길게 설치되고, 상기 이송축(50)에는 다수의 이송롤러(51)가 베이스(3)의 상부로 돌출되게 설치되어 인쇄 원단(17)을 그 전방으로 이송하게 되며, 상기 이송롤러(51)의 상부에는 인쇄 원단(17)을 하방으로 가압시켜 주는 가압롤러(40)가 대응 설치된다. 그리고, 상기 베이스(3)의 상면으로는 디지탈 인쇄 장치의 배면에 설치된 풀림롤(11)로부터 인쇄 원단(17)이 공급되는 바, 상기 인쇄 원단(17)의 상면에서 카트리지(9)가 좌우왕복 이송하게 되면, 이와 연동하여 헤드부(7)에서 소정 색상의 잉크가 주사되어 인쇄작업이 이루어지게 되고, 상기 풀림롤(11) 반대측의 감김롤(12)에 인쇄된 원단이 감겨지게 된다.

상기 베이스(3)의 일측 상부에는 커버(15)에 의하여 덮여지는 작동패널(16)이 형성되어져 있어서 사용자가 원하는 신호를 입력하여 인쇄 원단(17)를 원하는 상태로 프린팅할 수 있다. 즉, 도 2에서 도시한 바와 같이 레그(1)의 중간에 형성된 고정프레임(10)의 배면쪽에 설치된 풀림롤(11)에 인쇄 원단(17)를 걸고, 이 인쇄 원단(17)에 프린팅 하기 위해 인쇄 원단(17)의 끝단을 상기 레그(1)에 의하여 지지되어지는 베이스(3) 상부를 지나도록 거취시키며, 상기 베이스(3)에서 프린팅된 인쇄 원단(17)을 감기 위한 감김롤(12)이 상기 고정프레임(10)의 전면쪽에 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래의 디지탈 인쇄 장치는 다수의 이송롤러(51)와 가압롤러(40) 사이로 인쇄 원단(17)이 끼워진 다음, 상기 이송롤러(51)의 회전에 의해 인쇄 원단(17)가 베이스(3)의 전방으로 이송되는데, 이때 날염작업용 인쇄 원단(17)가 직물로서 다소 얇을 경우에는 이송롤러(51)와 가압롤러(40)를 통과하는 인쇄 원단(17)의 부분과, 이들과 접촉되지 않은 인쇄 원단(17)의 부분이 전방으로 인출되는 속도차 때문에 서로 우글쭈글하게 울어 인쇄 원단(17)가 한쪽으로 치우침으로써, 인쇄 원단(17)가 틀어진 상태에서 프린팅되거나 중복되어 프린팅의 불량률이 빈번하게 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 한국특허 0456811호에서는 편심축의 하중에 의해 프린팅 원단이 당겨지도록 하는 방법에 대해 기재하고 있다. 이러한 방법으로 종래의 문제점을 어느 정도 해결할 수 있으나 여전히 정밀한 제어가 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 한국 특허 200-0050733호에서는 자중을 이용하여 장력을 조절하는 방법에 대해 기재하고 있으나 이 역시 정밀한 제어가 어렵다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 공압을 이용하여 원단의 장력을 일정하게 위지할 수 있도록 하여 인쇄 원단이 구김이 발생하지 않도록 하는 디지털 인쇄 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 디지털 인쇄 장치는 인쇄 원단을 공급하는 풀림롤, 상기 원단을 이송하는 이송부, 및 상기 원단을 감아주는 감김롤을 포함하고, 공압에 의해 왕복 운동을 수행하면서 상기 원단의 장력이 일정하게 유지하는 장력 조절부;를 포함한다.

상기 장력 조절부는 상기 풀림롤과 이송부 또는 상기 감김롤과 이송부 사이에 운동 가능하도록 형성되어 상기 원단의 장력이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 댄서롤; 및 상기 공압에 의해 상기 댄서롤에 일정한 압력을 가하는 공압 실린더를 포함할 수 있다.

상기 디지털 인쇄 장치는 상기 공압 실린더의 공압을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 디지털 인쇄 장치는 상기 원단의 장력을 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 공압 실린더는 외벽을 형성하고 내부의 빈 공간이 형성된 몸체; 내부의 공압에 의해 움직이는 피스톤; 및 상기 피스톤에 의해 움직이는 피스톤 로드를 포함할 수 있다.

상기 피스톤 로드의 길이를 감지하는 제 1 센서와, 상기 댄서롤과 상기 피스톤 로드의 거리를 감지하는 제 2 센서를 포함하는 센서부를 더 포함포함할 수 있다.

상기 제어부는 사용자로부터 장력 조절에 필요한 데이터를 입력받는 입력부; 상기 입력부의 압력값으로 변환하는 변환부; 및 상기 변화부로부터 압력 값을 전송받아, 상기 공압 실린더 내부 압력이 상기 압력 값과 동일하게 유지되도록 상기 공압 실린더를 제어하는 공압 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 몸체에는 공기가 주입되는 공기 주입구가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 디지털 인쇄 장치는 상기 공압 실린더에 공급되는 공기를 저장하고 있는 공기 탱크를 더 포함할 수 있다.

상기 댄서롤은 상기 풀림롤와 이송부 사이에 형성되는 제 1 댄서롤과 상기 감김롤러와 이송부 사이에 형성되는 제 2 댄서롤을 포함할 수 있다.

상기 공압 실린더는 상기 제 1 댄서롤에 일정한 압력을 가하는 제 2 공압 실린더와 상기 제 2 댄서롤에 일정한 압력을 가하는 제 2 공압 실린더를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 인쇄 원단의 장력을 일정하게 유지할 수 있기 때문에 원단이 구겨지거나 하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 공압을 이용함으로써 원하는 압력을 설정할 수 있기 때문에 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 디지털 인쇄 장치의 사시도
도 2는 도 1에 따른 인쇄 원단의 이송 상태를 도시한 개요도
도 3은 본 발명에 따른 디지털 인쇄 장치의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 디지털 인쇄 장치의 블럭도
도 5는 장력조절부(200)의 상세도

본 발명은 인쇄 원단의 구김을 방지하기 위해 공압을 이용하여 원단의 장력을 일정하게 유지할 수 있는 디지털 인쇄 장치를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 살펴보도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 인쇄 장치의 사시도이고 도 4는 이를 개념적으로 도시한 블럭도이다. .

도 3, 4를 참조하여 본 발명의 동작에 대해 살펴본다.

도시된 디지털 인쇄장치는 인쇄 원단(1)을 공급하는 풀림롤(100)와, 상기 원단을 이송하는 이송부(400), 및 상기 상기 원단(1)을 회수하는 감김롤(110)를 포함한다. 상기 이송부의 상부에는 프린트 헤드(미도시)가 형성되어 있어 원단(1)에 잉크 염료를 분사하여 인쇄 작업을 수행한다.

상기 풀림롤(100)와 이송부(400) 사이에 제 1 댄서롤(300)이 형성되어 있고, 제 1 댄서롤(300)의 움직임을 제어하는 제 1 공압 실린더(200)가 형성된다. 본 도면에서는 평면으로 도시하였기 때문에 제 1 공압 실린더(200)가 제 1 댄서롤(300)과 풀림롤(100) 사이에 도시되어 있으나 꼭 이에 한정되지는 않고 댄서롤(300)의 움직임을 제어할 수 있으면 족하다. 상기 댄서롤(300)과 공압실린더(200)는 원단의 장력이 일정하게 유지될 수 있도록 하여 원단의 주름이나 구겨짐을 방지하는 기능을 한다.

이러한 입력 과정에서 인쇄 원단(1)의 장력에 변화가 생기는 경우 이를 감지하여 공압 실린더(200) 내의 공압 변화가 생겨 덴서롤(300)이 일정한 거리만큼(d1) 이동하게 되고 따라서 장력을 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들어 원단을 더 강하게 당길 필요가 있는 경우에는 공압 실린더(200)의 공압이 상승하여 덴서롤(300)이 풀림롤(100)의 반대쪽으로 밀리게 되고 반대의 경우에는 공압이 감소하여 댄서롤(300)이 풀림롤(100) 쪽으로 당겨지게 된다. 이러한 방법에 의해 인쇄 원단의 장력은 일정하게 유지될 수 있고 원단이 구겨지거나 우는 것을 방지할 수 있다.

인쇄 원단(1)은 상기 댄서롤(300)을 거쳐 이송부(400)를 통해 제 2 댄서롤(310), 제 2 공압 실린더(210)을 거쳐 원단 감김롤(110)에 회수된다. 이때 상기 제 2 댄서롤(210) 및 제 2 공압 실린더(210)도 원단(1)의 장력을 일정하게 유지할 수 있도록 한다. 제 2 댄서롤(210)도 앞서 살펴본 것과 같은 원리에 의해 일정한 거리(d2)의 범위에서 움직이고 원단의 장력이 일정하게 유지될 수 있다.

상기 이송부는 제 1 메인롤(410), 제 2 메인롤(420), 제 1 보조롤(430), 및 제 2 보조롤(440)을 포함할 수 있다. 상기 제 1, 2 메인롤(410, 420)은 원단을 일정한 거리만큼 이동시켜 주는 기준롤이다. 상기 제 1 보조롤(430)은 제 1 메인롤(410)과 접지력을 높여주고 주름을 펴주는 역할을 하고, 제 2 보조롤(440)은 제 2 메인롤(420)과 일정한 장력을 유지할 수 있도록 하며 주름을 펴주는 역할을 한다.

원단(1)의 이송 경로를 따라 디지털 인쇄 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 원단(1)은 최초에 풀림롤(100)에 감겨져 있다. 풀림롤(100)에서 공급된 원단(1)은 댄서롤(300)을 통과하며 주름이 펴진다. 프린트 헤드(미도시)를 거쳐 인쇄 완료된 원단(1)은 감김롤(110)에 감겨짐으로써 인쇄 작업을 완료한다.

도 4는 이러한 인쇄 장치의 동작을 설명하기 위해 개념적으로 나타낸 블럭도이다.

도 4를 참조하면 공압실린더(200), 댄서롤(300), 센서(500), 공기탱크(600), 및 제어부(700)가 도시되어 있는 것을 확인할 수 있다. 상기 센서(500), 공기탱크(600), 및 제어부(700)는 인쇄 장치의 임의의 부분에 장착될 수 있기 때문에 도 3의 사시도에서는 도시를 생략하였다. 또한, 공압 실린더와 댄서롤은 하나만 도시하였으나 원단이 공급되는 부분과 감기는 부분에 각각 형성될 수 있음은 도 3에서 확인한 바와 같다.

상기 센서(500)는 두 개의 센서(510, 520)를 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 센서(510)는 덴서롤(300)이 공압 실린더(200)로부터 멀어졌을 때, 즉 공압 실린더의 피스톤 로드(250, 도 5참조)가 길어졌을 때를 감지하고, 제 2 센서(520)는 반대의 경우를 감지한다. 즉, 상기 두 센서는 기 설정된 특정 위치에 덴서롤이 도달하게 되는지 여부를 감지하여 특정 구간 내에서만 덴서롤이 왕복 운동을 수행할 수 있도록 한다. 예를 들어, 제 1 센서(510)는 덴서롤이 가장 멀어진 지점을 감지하고, 이 데이터를 제어부로 전송하게 되고, 제어부에서는 이를 감지하여 댄서롤(300)이 뒤로 이동할 수 있도록 풀림롤(100) 및 공압 실린더(200)를 제어한다.

상기 제어부(700)는 센서(500)로부터 데이터를 수신하여 그 값을 기반으로 상기 댄서롤(300)과 공압실리더(300)의 거리 또는 공압실린더(300)의 피스톤 로드의 길이가 일정하게 유지할 수 있도록 제어하고, 풀림롤(100)과 감김롤(110)의 구동을 제어한다. 예를 들어 댄서롤(300)과 공압 실린더(200) 사이의 거리가 짧아지면, 공기 탱크(600)를 통해 공기를 공압 실린더에 주입하여 공압을 증가시키고 피스톤 로드가 길어지도록 하고, 댄서롤과 공압 실러더 사이의 거리 또한 길어지도록 하다. 상기 풀림롤(100)과 감김롤(110)의 구동에 대한 제어는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제어부(700)는 입력부(710), 변환부(720), 및 공압제어부(730)으로 구성될 수 있다. 상기 입력부(710)는 사용자로부터 장력 조절에 필요한 데이터를 입력받고, 변환부(720)은 이를 공압 제어에 필요한 데이터로 변환하다. 예를 들어 장력 조절에 필요한 전압값이 입력부로 통해 입력되면, 변환부를 통해 적절한 압력으로 변환된다. DC 0 내지 5V의 값이 입력되면, 변환부는 그에 대응하는 값, 0.005 내지 0.5MPa, 으로 변환하게 된다. 상기 공압 제어부(730) 변환부에서 변환된 압력 값에 따라 공압 실린더(720)를 제어하게 된다.

상기 공기탱크(600)에는 공기가 저장되어 있으며 제어부(700)에 따라 공압 실린더(200)에 공기를 공급한다.

도 5는 상기 공압 실린더(200)의 상세도이다.

도 5를 참조하면, 상기 공압 실린더(200)는 실린더 본체를 구성하는 하우징(220), 피스톤(230), 카라(240), 피스톤 로드(250), 및 자동 스위치(270)을 포함한다.

상기 피스톤(230)은 상기 하우징의 내부에 형성되어 공압에 의해 왕복 운동을 하고, 상기 카라(240)은 피스톤 로드(250)가 통과할 수 있도록 홀이 형성되어 있으며 하우징의 끝단에 형성된다. 상기 피스톤 로드(250)는 상기 피스톤에 결합 형성되어 상기 피스톤(230)의 왕복 운동에 의해 함께 운동하고 댄서롤과 밀착 형성되어 댄서롤이 왕복운동을 할 수 있게 한다. 그리고 본체 하우징(220)의 내부에는 빈 공간(260)이 형성되어 있어 공기를 흡입할 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나 하우징의 일측에는 공기가 주입될 수 있는 홀이 형성되어 있고 이는 공기탱크와 연결되어 있다. 또한, 상기 피스톤에는 공기의 누수를 막기 위해 마그네틱과 피스톤 패킹이 형성될 수 있다(미도시).

상기와 같은 구성에 의해 공압이 증가하면 빈 공간(260)이 팽창하게 되어 피스톤은 좌측으로 이동하고 피스톤 로드(250)도 함께 이동하여 댄서롤(도 3참조)에 힘을 가하여 댄서롤이 이동하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 디지털 인쇄 장치 중 공압 실린더(200)와 댄서롤(300)을 촬영한 사진이다.

상기 사진을 참조하면, 공압 실린더(200)의 상하에는 각각 제 1, 2 센서(510, 520) 및 공기 주입관(280)이 장착되어 있는 것을 확인할 수 있다. 실린더 로드(250)의 왕복 운동에 의해 댄서롤(300)은 레일(350)을 따라 일정한 범위 안에서 왕복 운동을 수행하게 된다. 이러한 댄서롤의 움직임에 의해 원단의 장력은 일정하게 유지될 수 있다.

100 : 풀림 롤 200, 210 : 공압 실린더
300, 310 : 댄서롤 400 : 이송부
220 :하우징 230 : 피스톤
240 : 카라 250 : 피스톤 로드
260 : 빈 공간 270 : 자동 스위치
410, 420 : 메인롤 430, 440 : 보조롤
110 : 감김 롤

Claims (11)

1. 인쇄 원단을 공급하는 풀림롤, 상기 원단을 이송하는 이송부, 및 상기 원단을 감아주는 감김롤을 포함하는 디지털 인쇄 장치에 있어서,
   상기 풀림롤과 이송부 또는 상기 감김롤과 이송부 사이에 운동 가능하도록 형성되어 상기 원단의 장력이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 댄서롤;
   상기 공압에 의해 상기 댄서롤에 일정한 압력을 가하는 공압 실린더; 및
   상기 댄서롤의 위치를 감지하는 센서부;를 포함하고,
   공압 실린더는 외벽을 형성하고 내부의 빈 공간이 형성된 몸체;
   내부의 공압에 의해 움직이는 피스톤; 및
   상기 피스톤에 의해 움직이는 피스톤 로드를 포함하고,
   상기 센서부는 상기 피스톤 로드의 길이를 감지하는 제 1 센서와,
   상기 댄서롤과 상기 피스톤 로드의 거리를 감지하는 제 2 센서를 포함하는 디지털 인쇄 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 디지털 인쇄 장치는 상기 공압 실린더의 공압을 조절하는 제어부를 더 포함하는 디지털 인쇄 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 디지털 인쇄 장치는 상기 원단의 장력을 감지하는 센서를 더 포함하는 디지털 인쇄 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는
   사용자로부터 장력 조절에 필요한 데이터를 입력받는 입력부;
   상기 입력부의 압력값으로 변환하는 변환부; 및
   상기 변환부로부터 압력 값을 전송받아, 상기 공압 실린더 내부 압력이 상기 압력 값과 동일하게 유지되도록 상기 공압 실린더를 제어하는 공압 제어부;를 포함하는 디지털 인쇄 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체에는 공기가 주입되는 공기 주입구가 형성되어 있는 디지털 인쇄 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 디지털 인쇄 장치는 상기 공압 실린더에 공급되는 공기를 저장하고 있는 공기 탱크를 더 포함하는 디지털 인쇄 장치.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 댄서롤은 상기 풀림롤와 이송부 사이에 형성되는 제 1 댄서롤과
    상기 감김롤과 이송부 사이에 형성되는 제 2 댄서롤을 포함하는 디지털 인쇄 장치.
11. 제 10항에 있어서,
    공압 실린더는 상기 제 1 댄서롤에 일정한 압력을 가하는 제 1 공압 실린더와 상기 제 2 댄서롤에 일정한 압력을 가하는 제 2 공압 실린더를 포함하는 디지털 인쇄 장치.

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