KR101194311B1 - 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저점도(低粘度)의 잉크를 사용할 수 있도록 함으로써 미세 패턴의 형성이 가능하도록 한 롤투롤 인쇄장치에 관한 것이다.
그 구성은, 인쇄대상체 언와인더 및 리와인더, 그리고 상기 언와인더 및 리와인더에 개재되어 이송되는 상기 인쇄대상체를 받치게 되는 서포트롤러를 포함하는 이송유닛; 내부 수용부, 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부를 갖고, 상기 서포트롤러 상측에 배치되어 선회 동작하게 되는 원통형 마스크; 및 상기 마스크의 수용부에 배치되고, 이송되는 상기 인쇄대상체를 향해 잉크를 분사하게 되는 스프레이유닛;을 포함하되,
상기 서포트롤러에는 전자석이 내장되고,
상기 마스크는 피자성체로 이루어져,
상호 비(非)접촉되어 있던 상기 마스크와 상기 인쇄대상체는 상기 전자석이 자기화(磁氣化)됨에 따라 상호 접촉되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 마스크의 수용부에 배치된 스프레이유닛이 상기 마스크에 형성된 패턴부를 통해 인쇄대상체를 향해 잉크를 분사함에 따라, 상기 인쇄대상체에 미세 패턴을 형성시킬 수 있는 효과가 있으며,
서포트롤러에 내장된 전자석에 전류를 공급하거나 차단함으로써 마스크와 인쇄대상체를 선택적으로 상호 접촉 및 비(非)접촉 시킬 수 있어, 인쇄될 패턴의 두께를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치{APPARATUS FOR ROLL TO ROLL TYPE PRINTING}

본 발명은 롤투롤 인쇄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저점도(低粘度)의 잉크를 사용할 수 있도록 함으로써 미세 패턴의 형성이 가능하도록 한 롤투롤 인쇄장치에 관한 것이다.

미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치에 관한 기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0001379호(2011년 01월 06일 공고, 이하 '선행기술'이라고 함) "롤투롤 인쇄장치"가 제시되어 있다.

상기 선행기술은, "유체를 일정량 수용하기 위해 몸체의 내부에 형성된 챔버, 상기 유체의 분사를 위해 상기 챔버로부터 연통되어 몸체의 일측면으로 형성된 노즐이 형성된 몸체, 상기 유체가 상기 노즐을 통해 분사되도록 정전기장을 형성하는 액추에이터를 포함하는 액적분사 잉크젯헤드가 외주면에 다수개 배열되어 구비된 인쇄롤러부;가 구비된 롤투롤 인쇄장치에 있어서,

상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제1열노즐부와, 상기 제1열노즐부와 이웃하여 상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제2열노즐부를 포함하여 구성되되, 상기 제1열노즐부를 구성하는 각 노즐의 사이마다 상기 제2열노즐부를 구성하는 각 노즐이 배열된 것을 특징"으로 하는 것으로서,

매우 작은 마이크로 크기의 인쇄물을 만들 수 있으며, 인쇄물의 해상도, 집정도 및 정밀도가 향상될 수 있도록 한 기술이다.

상기 선행기술은 인쇄롤러부 외주면에 다수의 노즐부를 배열하되, 정전기장 유도에 의한 마이크로 잉크젯을 구현함으로써 미세 패턴이 형성될 수 있도록 하고는 있으나,

상기 인쇄롤러부에 다수의 노즐부가 구비되어야 함으로써 제작이 곤란하고, 제작비가 높은 문제가 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제1실시예에 의한 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치는,

인쇄대상체 언와인더 및 리와인더, 그리고 상기 언와인더 및 리와인더에 개재되어 이송되는 상기 인쇄대상체를 받치게 되는 서포트롤러를 포함하는 이송유닛;

내부 수용부, 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부를 갖고, 상기 서포트롤러 상측에 배치되어 선회 동작하게 되는 원통형 마스크; 및

상기 마스크의 수용부에 배치되고, 이송되는 상기 인쇄대상체를 향해 잉크를 분사하게 되는 스프레이유닛;

을 포함하되,

상기 서포트롤러에는 전자석이 내장되고,

상기 마스크는 피자성체로 이루어져,

상호 비(非)접촉되어 있던 상기 마스크와 상기 인쇄대상체는 상기 전자석이 자기화(磁氣化)됨에 따라 상호 접촉되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 제2실시예에 의한 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치는,

인쇄대상체 언와인더 및 리와인더를 포함하는 이송유닛;

내부 수용부, 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부를 갖고, 이송되는 상기 인쇄대상체 상측에 배치되어 선회 동작하게 되는 원통형 마스크;

상기 마스크 양측에 각각 배치되고, 상기 인쇄대상체가 상기 마스크 외주면 하부에 접촉되도록 상기 인쇄대상체를 받치게 되는 두 가이드롤러;

상기 마스크의 수용부에 배치되고, 상기 마스크와 접촉된 상기 인쇄대상체를 향해 잉크를 분사하게 되는 스프레이유닛; 및

상기 두 가이드롤러를 위한 상하 변위수단;

을 포함하여 이루어져,

상기 가이드롤러가 상기 변위수단에 의해 상하 변위됨에 따라 상기 마스크와 상기 인쇄대상체의 접촉면적이 조절되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 스프레이유닛의 상하 높이조절을 위한 승강수단이 더 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 제3실시예에 의한 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치는,

인쇄대상체 언와인더 및 리와인더, 그리고 상기 언와인더 및 리와인더에 개재되어 이송되는 상기 인쇄대상체를 받치게 되는 서포트롤러를 포함하는 이송유닛;

내부 수용부, 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부를 갖고, 상기 서포트롤러 상측에 배치되어 선회 동작하게 되는 원통형 마스크; 및

상기 마스크의 수용부에 배치되고, 이송되는 상기 인쇄대상체를 향한 직사(直射)형 노즐을 갖는 잉크 스프레이유닛; 및

상기 서포트롤러의 상하 높이조절을 위한 승강유닛;

을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1실시예에 의한 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치는,

마스크의 수용부에 배치된 스프레이유닛이 상기 마스크에 형성된 패턴부를 통해 인쇄대상체를 향해 잉크를 분사함에 따라, 상기 인쇄대상체에 미세 패턴을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 서포트롤러에 내장된 전자석에 전류를 공급하거나 차단함으로써 마스크와 인쇄대상체를 선택적으로 상호 접촉 및 비(非)접촉 시킬 수 있으며, 이에 따라 인쇄될 패턴의 두께를 조절할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 제2실시예에 의한 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치는,

마스크의 수용부에 배치된 스프레이유닛이 상기 마스크에 형성된 패턴부를 통해 인쇄대상체를 향해 잉크를 분사함에 따라, 상기 인쇄대상체에 미세 패턴을 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라,

상기 마스크와 상기 인쇄대상체의 접촉면적을 조절함으로써, 인쇄될 패턴의 두께를 조절할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 제3실시예에 의한 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치는,

마스크의 수용부에 배치된 스프레이유닛이 상기 마스크에 형성된 패턴부를 통해 인쇄대상체를 향해 잉크를 분사함에 따라, 상기 인쇄대상체에 미세 패턴을 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라,

서포트롤러의 상하 높이를 조절하여 상기 마스크와 상기 인쇄대상체의 간격을 조절함으로써, 인쇄될 패턴의 두께를 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 롤투롤 인쇄장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 롤투롤 인쇄장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 의한 롤투롤 인쇄장치의 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에서와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치(이하, '롤투롤 인쇄장치'라고 함)는 크게 이송유닛(100), 마스크(200), 스프레이유닛(300) 및 전자석(400)으로 이루어진다.

이하 각 구성에 대해 살펴보면,

상기 이송유닛(100)은

인쇄대상체(10)를 이송하기 위한 것으로서,

인쇄대상체(10) 언와인더(unwinder)(110) 및 리와인더(rewinder)(120), 그리고 상기 언와인더(110) 및 리와인더(120)에 개재(介在)되어 이송되는 상기 인쇄대상체(10)를 받치게 되는 서포트롤러(130)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 인쇄대상체(10)는 웨브(web) 형태로 이루어져 상기 언와인더(110)에서 상기 리와인더(120)로 이송된다.

상기 마스크(200)는

원통형으로 이루어져 상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되는 것으로서,

내부 수용부(210), 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부(220)를 포함하여 이루어진다.

상기 마스크(200)는 상하로 미세하게 유동될 수 있도록 배치되되, 도 1의 [가]에 도시된 바와 같이 상승 시 그 외주면 하단부가 상기 서포트롤러(130)에 지지된 상기 인쇄대상체(10)와 대략 10㎛ 내지 20㎛ 정도 이격되도록 배치된다.

상기 마스크(200)는 별도의 선회구동부(미도시)에 연결되어 상기 인쇄대상체(10)의 진행방향과 상응하는 방향으로 선회 동작하게 된다. 즉, 상기 마스크(200)는 도면상 반시계방향으로 선회 동작하게 된다.

상기 마스크(200)는 평판에 상기 패턴부(220)를 미리 형성시킨 후, 상기 평판을 원통형으로 성형함으로써 제작할 수 있으며, 피자성체(被磁性體)로 이루어진다.

상기 스프레이유닛(300)은

상기 마스크(200)의 수용부(210)에 배치되는 것으로서,

이송되는 상기 인쇄대상체(10)를 향해 잉크를 분사하게 된다.

여기서 상기 잉크는 금속산화물이나 유기물 등이 포함된 저점도(低粘度) 잉크가 사용되는데, 이에 따라 상기 스프레이유닛(300)은 상기 마스크(200)에 형성된 패턴부(220)를 통해 상기 인쇄대상체(10)를 향해 저점도의 잉크를 스프레이(spray) 형태로 분사함으로써 상기 인쇄대상체(10)에 미세 패턴을 형성시킬 수 있다.

상기 전자석(400)은

상기 서포트롤러(130)에 내장된다.

그리고 상기 전자석(400)에는 이의 자기화(磁氣化)를 위한 전원공급부(미도시)가 연결되는데, 이에 의해 도 1의 [가]에 도시된 바와 같이 평소 상호 비(非)접촉된 상태로 배치된 상기 마스크(200)와 상기 인쇄대상체(10)는 상기 전자석(400)이 자기화됨에 따라 도 1의 [나]에 도시된 바와 같이 상호 접촉된 상태로 배치된다.

즉, 피자성체로 이루어진 상기 마스크(200)가 상기 전자석(400)의 자기력(磁氣力)에 의해 하강하여 상기 서포트롤러(130)에 지지된 상기 인쇄대상체(10)에 접촉하게 되는 것이다.

결국, 상기 전자석(400)에 전류를 공급하거나 차단함으로써 상기 마스크(200)와 상기 인쇄대상체(10)를 선택적으로 상호 접촉 및 비(非)접촉 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 마스크(200)와 상기 인쇄대상체(10)가 접촉된 상태에서 상기 전자석(400)에 공급되는 전류를 조절함으로써 상기 인쇄대상체(10)에 대한 상기 마스크(200)의 압력을 용이하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 인쇄될 패턴의 두께 및 정밀도를 용이하게 조절할 수 있게 된다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2실시예를 살펴보기로 한다.

참고로, 제2실시예에서 상술한 제1실시예와 동일한 명칭의 구성에는 동일한 도면부호를 부여하였으며, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다.

도 2에서와 같이, 본 발명의 제2실시예에 의한 롤투롤 인쇄장치는 크게 이송유닛(100), 마스크(200), 가이드롤러(500), 스프레이유닛(300) 및 변위수단(미도시)으로 이루어진다.

이하 각 구성에 대해 살펴보면,

상기 이송유닛(100)은

인쇄대상체(10)를 이송하기 위한 것으로서,

인쇄대상체(10) 언와인더(unwinder)(110) 및 리와인더(rewinder)(120) 포함하여 이루어진다.

상기 마스크(200)는

원통형으로 이루어져 상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되는 것으로서,

내부 수용부(210), 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부(220)를 포함하여 이루어진다.

상기 가이드롤러(500)는

두 개가 구비되어 상기 마스크(200) 양측에 각각 배치되는 것으로서,

상기 인쇄대상체(10)가 상기 마스크(200) 외주면 하부에 접촉되도록 상기 인쇄대상체(10)를 받치게 된다.

상기 스프레이유닛(300)은

상기 마스크(200)의 수용부(210)에 배치되는 것으로서,

상기 두 가이드롤러(500)에 의해 상기 마스크(200)와 접촉된 상기 인쇄대상체(10)를 향해 잉크를 분사하게 된다.

여기서 상기 스프레이유닛(300)에는 상기 마스크(200)와 접촉된 상기 인쇄대상체(10)에 잉크가 골고루 분사될 수 있도록 확산형 노즐(310)이 장착된다.

상기 변위수단은

상기 두 가이드롤러(500)를 상하 이동시키기 위한 것이다.

즉, 상기 변위수단은 도 2의 [가] 및 [나]에 도시된 바와 같이 상기 두 가이드롤러(500)를 상승시키거나 하강시키게 되는데, 이에 따라 상기 마스크(200)와 상기 인쇄대상체(10)의 접촉면적을 조절함으로써, 인쇄될 패턴의 두께를 조절할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 의한 롤투롤 인쇄장치에는 상기 스프레이유닛(300)의 상하 높이조절을 위한 승강수단(미도시)이 더 구비될 수 있다.

상기 승강수단은 도 2의 [나]에 도시된 바와 같이, 상기 두 가이드롤러(500)의 상승 동작에 의해 상기 마스크(200)와 상기 인쇄대상체(10)의 접촉면적이 증대되면, 상기 스프레이유닛(300)을 상승시킴으로써 상기 확산형 노즐(310)을 통해 분사되는 잉크가 더욱 널리 분사될 수 있도록 한다.

그리고 상기 승강수단에 의한 상기 스프레이유닛(300)의 상승 시에는 확산된 잉크의 분사 면적에 비례하여 상기 스프레이유닛(300)을 통해 분사되는 잉크의 유량을 증가시키는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 승강수단은 필요에 따라 상술한 제1실시예의 스프레이유닛(300)에도 적용될 수 있을 것이다.

상기 변위수단 및 상기 승강수단은 공지의 실린더 또는 모터와 볼스크류(ball screw)와 같이 대상체의 직선운동을 가능케 하는 다양한 장치가 적용될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3실시예를 살펴보기로 한다.

참고로, 제3실시예에서 상술한 제1 및 제2 실시예와 동일한 명칭의 구성에는 동일한 도면부호를 부여하였으며, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다.

도 3에서와 같이, 본 발명의 제3실시예에 의한 롤투롤 인쇄장치는 크게 이송유닛(100), 마스크(200), 스프레이유닛(300) 및 승강유닛(600)으로 이루어진다.

이하 각 구성에 대해 살펴보면,

상기 이송유닛(100)은

인쇄대상체(10)를 이송하기 위한 것으로서,

인쇄대상체(10) 언와인더(unwinder)(110) 및 리와인더(rewinder)(120), 그리고 상기 언와인더(110) 및 리와인더(120)에 개재(介在)되어 이송되는 상기 인쇄대상체(10)를 받치게 되는 서포트롤러(130)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 인쇄대상체(10)는 상기 서포트롤러(130) 상부를 수평으로 지나게 되는데, 이에 따라 상기 인쇄대상체(10)는 상기 서포트롤러(130) 상단부에 접선(接線) 형태로 접촉하게 된다.

상기 마스크(200)는

원통형으로 이루어져 상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되는 것으로서,

내부 수용부(210), 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부(220)를 포함하여 이루어진다.

상기 스프레이유닛(300)은

상기 마스크(200)의 수용부(210)에 배치되는 것으로서,

상기 두 가이드롤러(500)에 의해 상기 마스크(200)와 접촉된 상기 인쇄대상체(10)를 향해 잉크를 분사하게 된다.

여기서 상기 스프레이유닛(300)에는 상기 마스크(200)와 접촉된 상기 인쇄대상체(10)에 잉크가 집중적으로 분사될 수 있도록 직사(直射)형 노즐(320)이 장착된다.

이에 의하면 잉크가 집중적으로 분사될 뿐만 아니라, 분사된 잉크가 상기 마스크(200)의 패턴부(220)를 통과한 후 확산되는 현상을 최소화할 수 있음으로써 더욱 정밀하고 미세한 패턴을 형성시킬 수 있다.

상기 승강유닛(600)은

상기 서포트롤러(130)의 상하 높이를 조절하기 위한 것이다.

즉, 상기 승강유닛(600)은 상기 마스크(200)와 상기 서포트롤러(130)의 간격 또는 접촉량을 조절하기 위한 것이다.

따라서 상기 승강유닛(600)은 구동 제어가 가능한 서보액추에이터(servo actuator)가 적용되는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 ; 이송유닛
110 ; 언와인더 120 ; 리와인더 130 ; 서포트롤러
200 ; 마스크
210 ; 수용부 220 ; 패턴부
300 ; 스프레이유닛
310 ; 확산 노즐 320 ; 직사 노즐
400 ; 전자석
500 ; 가이드롤러
600 ; 승강유닛

Claims (4)

1. 인쇄대상체(10) 언와인더(110) 및 리와인더(120), 그리고 상기 언와인더(110) 및 리와인더(120)에 개재되어 이송되는 상기 인쇄대상체(10)를 받치게 되는 서포트롤러(130)를 포함하는 이송유닛(100);
   내부 수용부(210), 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부(220)를 갖고, 상기 서포트롤러(130) 상측에 배치되어 선회 동작하게 되는 원통형 마스크(200); 및
   상기 마스크(200)의 수용부(210)에 배치되고, 이송되는 상기 인쇄대상체(10)를 향해 잉크를 분사하게 되는 스프레이유닛(300);
   을 포함하되,
   상기 서포트롤러(130)에는 전자석(400)이 내장되고,
   상기 마스크(200)는 피자성체(被磁性體)로 이루어져,
   상호 비(非)접촉되어 있던 상기 마스크(200)와 상기 인쇄대상체(10)는 상기 전자석(400)이 자기화(磁氣化)됨에 따라 상호 접촉되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치.
   
2. 인쇄대상체(10) 언와인더(110) 및 리와인더(120)를 포함하는 이송유닛(100);
   내부 수용부(210), 그리고 외주면에 관통 형성된 다수의 패턴부(220)를 갖고, 이송되는 상기 인쇄대상체(10) 상측에 배치되어 선회 동작하게 되는 원통형 마스크(200);
   상기 마스크(200) 양측에 각각 배치되고, 상기 인쇄대상체(10)가 상기 마스크(200) 외주면 하부에 접촉되도록 상기 인쇄대상체(10)를 받치게 되는 두 가이드롤러(500);
   상기 마스크(200)의 수용부(210)에 배치되고, 상기 마스크(200)와 접촉된 상기 인쇄대상체(10)를 향해 잉크를 분사하게 되는 스프레이유닛(300);
   상기 두 가이드롤러(500)를 상하 변위시켜 상기 마스크(200)와 상기 인쇄대상체(10)의 접촉면적을 조절하게 되는 변위수단; 및
   상기 스프레이유닛(300)을 승강 동작시켜 상기 인쇄대상체(10)를 향해 분사되는 잉크의 범위를 조절하게 되는 승강수단;
   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 미세 패턴의 형성이 가능한 롤투롤 인쇄장치.
   
3. 삭제
4. 삭제

Images