KR101244251B1 - 롤투롤 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층으로 인쇄되는 필름에 대한 얼라인 작업을 신속하고 정밀하게 수행할 수 있도록 한 롤투롤 인쇄장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 롤투롤 인쇄장치는 필름이송라인 하부에 상기 필름이송라인을 따라 전후로 배치된 수평이송부재(110); 상기 수평이송부재를 통해 전후로 왕복이동하며 자체적으로 전후좌우이동 및 수평회전이동이 가능하도록 설치된 얼라인유닛(120); 상기 얼라인유닛의 상부에 설치되어 상기 얼라인유닛과 함께 이동하며, 외면으로 레지스트가 도포되는 패턴롤(130); 상기 패턴롤에 외접하게 설치되어 상기 패턴롤의 외면에 도포된 레지스트 중 필요없는 레지스트를 제거하는 닥터 블레이드(140); 상기 패턴롤과 필름 사이에 배치되어 승강이동하면서 패턴롤로부터 레지스트를 전이 받아 상기 필름의 저면으로 재전이시키는 블랭킷 롤(150); 상기 필름이송라인 상부에 배치되어 상기 필름을 진공으로 흡착하는 진공흡착유닛(160); 상기 진공흡착유닛에 설치되어 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 필름의 위치를 감지하고 얼라인신호를 발생시키는 감지유닛(170); 및 상기 감지유닛으로부터 발생된 얼라인신호를 수신하여 상기 얼라인유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

롤투롤 인쇄장치{Roll to roll type printer}

본 발명은 다층으로 인쇄되는 필름에 대한 얼라인 작업을 신속하고 정밀하게 수행할 수 있도록 한 롤투롤 인쇄장치에 관한 것이다.

최근에 각광받고 있는 기술중 하나인 인쇄전자(Printed Electronics)는 프린팅 공정기법으로 만들어진 전자소자 혹은 전자제품을 의미하는데, 통상 저가의 기판 위에서 자동화된 공정으로 인쇄되는 소자를 말한다.

이와 같은 인쇄전자 기술은 기존에는 진공 환경에서 노광, 증착, 식각, 현상, 세정 등의 복잡한 단계를 거쳐 회로를 형성하는 반도체 공법이나 PCB제조 공법과는 달리 기판 위에 직접 회로를 인쇄하는 방식을 따르고 있으므로 전체공정을 획기적으로 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 각 처리 단계에서 사용되던 화학약품을 사용할 필요가 없어 친환경적이고, 필요한 양만큼을 인쇄가 가능하여 기존의 공법에 비해 재료의 소모가 적다는 이점이 있다.

또한, 인쇄전자 기술은 진공이 아니 대기 중에서 수행되는 기술이어서 생산장비의 단가를 획기적으로 줄일 수 있고, 롤투롤 공법으로 연속작업이 가능하여 기존의 반도체나 PCB와 같은 제조공법에 비해 최대 1/1000 수준으로 생산단가를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

그러나 이러한 장점에도 불구하고, 롤투롤 공법은 그 특성상 최대 60m/min의 속도로 연속적으로 이송되면서 인쇄 또는 코팅이 이루어지고 기판 또한 그 두께가 100미크론 이하의 유연한 필름 형태이므로, 다층인쇄가 일반적인 인쇄특성상 다수회의 인쇄공정을 거치는 과정에서 필름이 정상적으로 이송되지 못하면서 인쇄 층간 정렬도가 불량해지는 문제가 발생된다.

이와 같이 인쇄층간 정렬도가 불량해지는 것을 막기 위해서는 이송되는 필름름이 항상 일정한 자세로 이송되어야 한다. 이를 위해서 현장에서는 필름의 끝 부분이 항상 일정한 위치에 놓이도록 조절해 주는 인쇄작업 전 공정에 E.P.C(Edge Position Controller)라 하는 에지 위치 컨트롤러를 설치하여 운용하고 있다. 그러나, 에지 위치 컨트롤러(E.P.C)는 대략 1 mm 혹은 최대 0.1 mm 정도 이상의 범위 내에서만 얼라인 작업이 가능하고 필름의 θ 방향에 대한 얼라인은 불가능하다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에 국내공개특허공보 제10-2011-0048271호를 통해 개시된 인쇄장치가 알려져 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄장치는 필름이 공급되고 회수되는 가상의 필름이송라인 상에 배치되어 상기 필름에 대한 인쇄 작업이 진행되는 워크스테이지(50;work stage)와, 상기 워크스테이지(50)에 대해 이격 배치되며 외면으로 레지스트가 도포되는 그라비아 플레이트(10;Gravure roll)과, 상기 그라비아 플레이트(10)로부터 상기 레지스트를 전이 받아 상기 워크스테이지(50) 상의 필름으로 재전이시키는 블랭킷 롤(40;Blanket roll)과, 상기 워크스테이지(50)의 양측에서 승강이동 가능하게 마련되어 상기 필름을 지지하는 다수의 승강롤러(83)를 구비한 필름 공급 및 회수유닛(80)과, 상기 워크스테이지(50)의 주변에 마련되어 상기 블랭킷 롤(40)에 대한 상기 필름의 상대적인 얼라인 위치를 산출하는 감지유닛(미도시)과, 적어도 일부분이 상기 워크스테이지(50)의 하부에 결합되어 상기 워크스테이지(50)를 이동 가능하게 지지하는 스테이지 이동지지부(70)와, 상기 필름에 대한 얼라인 작업을 위해 상기 감지유닛의 신호에 기초하여 상기 스테이지 이동지지부(70)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)로 구성된다.

이와 같은 종래의 인쇄장치는 다음과 같이 동작된다.

먼저, 인쇄 작업이 개시되면 제어부가 승강롤러(83)를 D1 방향으로 1차로 하강시킨다. 그 결과 승강롤러(83)에 의해 지지되던 필름 영역이 워크스테이지(50)의 표면에 나란하게 접촉되는데, 이때 피딩 모터(84)의 동작은 정지된다.

인쇄 대상의 필름 영역이 워크스테이지(50)의 표면에 접촉되면, 워크스테이지(50)의 표면에 접촉되었던 필름은 워크스테이지(50)의 표면에 진공에 의해 흡착 고정된다.

필름이 워크스테이지(50) 상에서 진공 흡착되면, 제어부는 승강롤러(83)를 2차로 더 하강시켜, 흡착되지 않은 주변의 필름 영역이 흡착된 필름 영역에 대하여 느슨해질 수 있도록 한다. 그리고 제어부는 스테이지 이동지지부(70)의 동작을 제어하여 워크스테이지(50)를 X축 방향, Y축 방향 및 θ축 방향으로 이동되도록 함으로써 블랭킷 롤(40)에 대한 필름의 얼라인 동작을 수행한다.

이러한 필름의 얼라인 동작은 흡착되지 않은 주변의 필름 영역을 느슨하게 처리한 상태에서 진행되는데, 필름에 대한 얼라인 작업이 진행됨과 동시에 디스펜서(30)가 그라비아 플레이트(10)의 외면으로 레지스트를 도포한다.

그라비아 플레이트(10)의 외면으로 레지스트가 도포되고 나면, 도 2에 도시된 바와 같이, 닥터블레이드(20)가 그라비아 플레이트(10) 쪽으로 이동되어 나이프(22)의 선단으로 하여금 음각 형태의 요홈부를 제외한 나머지면에 도포되어 필요 없게 되어버린 레지스트가 제거되도록 한다.

닥터블레이드(20)의 동작이 완료되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 닥터블레이드(20)는 초기 위치로 복귀되는데, 이때 블랭킷 롤(40) 역시 닥터블레이드(20) 쪽으로 이동된다. 이때는 블랭킷 롤(40)이 약간 상승되어 그라비아 플레이트(10)에 접촉되지 않도록 하면서 이동된다.

그리고는 도 4에 도시된 바와 같이, 블랭킷 롤(40)이 원위치로 하강되고 이동 및 회전하면서 그라비아 플레이트(10)로부터 레지스트를 전이 받아 워크스테이지(50) 상에 고정된 필름으로 재전이시키게 된다. 인쇄가 완료되면, 제어부는 승강롤러(83)를 원위치로 상승시킴과 동시에 피딩 모터(84)를 동작시켜 다음 구간의 필름에 대한 인쇄 작업을 진행하게 된다.

이와 같은 종래의 인쇄장치는 공정에서 요구되는 수준으로 필름에 대한 상대적으로 높은 정도의 얼라인 작업을 효율적으로 진행할 수 있어 상대적으로 높은 정도의 인쇄가 가능하고 고속인쇄가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다는 측면에서는 어느 정도 효과가 있으나 다음과 같은 문제점을 수반하게 된다.

첫째, 종래의 인쇄장치는 닥터블레이드(20)의 동작과 그라비아 플레이트(10)에서 블랭킷 롤(40)측으로 레지스트가 전이되는 동작마다 대기시간이 요구되고, 승강롤러(83)가 1차 하강->흡착->2차 하강->인쇄 후 상승되는 등 그 동작이 다단계로 이루어져 있어서 많은 소요시간이 요구되므로 고속인쇄를 구현하기가 매우 어려운 문제가 있을 뿐만 아니라, 이 과정에서 레지스트의 성분 중 솔벤트가 상당량 휘발되면서 인쇄품질이 크게 저하되는 문제가 발생된다.

둘째, 종래의 인쇄장치는 닥터블레이드(20) 및 블랭킷 롤(40)이 전후방향으로의 이동뿐만 아니라 수직방향으로도 이동하므로 장치의 구성이 매우 복잡해지는 문제가 있다.

셋째, 종래의 인쇄장치는 진공흡착을 통해 필름 자체를 얼라인하는 방식을 따르고 있으므로 필름의 자세와 장력이 빈번하게 변화하게 되므로 필름의 정도 유지에 매우 불리한 문제가 있다. 즉, 인쇄 후 승강롤러(83)가 승강하는 과정에서 필름의 자세가 틀어질 수가 있고 필름의 장력도 변할 수 있게 되는데, 필름의 장력이 변하면 필름에 인쇄된 패턴의 길이가 변하거나 인쇄된 패턴이 응력을 받을 수 있어서 정밀 중첩인쇄에 불리한 요소로 작용하게 된다.

넷째, 종래의 인쇄장치는 워크스테이지(50)가 상면을 향하고 있는 상태에서 필름의 상면에 인쇄가 이루어지므로 인쇄 후 건조를 위해서는 인쇄면이 롤러에 접촉하지 않도록 건조유닛(60)이 필름 이송라인보다 아래쪽에 배치될 수밖에 없다. 통상 필름의 이송라인은 연관장비들의 높이를 고려하여 지면으로부터 1.5M 이하의 높이에서 형성되는 것이 일반적이므로 건조유닛(60)의 건조라인 길이는 1M 정도로 제한된다. 이와 같이 건조라인의 확보가 충분히 이루어지지 않게 되면 상대적으로 긴 건조시간을 필요로 하는 제품의 인쇄시에는 건조유닛(60)의 속도를 낮추어 주어야 하므로 생산성이 급격하게 저하될 수밖에 없다.

다섯째, 종래의 인쇄장치는 횡방향으로 이동하면서 공정을 수행하도록 설계되어 있어서, 점유공간을 크게 차지하면서 제작비용이 과다하게 소요된다는 문제가 있다. 더욱이, 다층인쇄시 건조유닛(60)이 필름의 진행방향을 따라 횡방향으로 반복설치될 수밖에 없으므로 이러한 문제는 더욱 가중된다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다층으로 인쇄되는 필름에 대한 얼라인 작업을 신속하고 정밀하게 수행할 수 있으면서 장치의 구성이 단순해지고 인쇄속도가 향상되며 점유공간도 작게 차지하게 되는 롤투롤 인쇄장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 롤투롤 인쇄장치는 필름이송라인 하부에 상기 필름이송라인을 따라 전후로 배치된 수평이송부재; 상기 수평이송부재를 통해 전후로 왕복이동하며 자체적으로 전후좌우이동 및 수평회전이동이 가능하도록 설치된 얼라인유닛; 상기 얼라인유닛의 상부에 설치되어 상기 얼라인유닛과 함께 이동하며, 외면으로 레지스트가 도포되는 패턴롤; 상기 패턴롤에 외접하게 설치되어 상기 패턴롤의 외면에 도포된 레지스트 중 필요없는 레지스트를 제거하는 닥터 블레이드; 상기 패턴롤과 필름 사이에 배치되어 승강이동하면서 패턴롤로부터 레지스트를 전이 받아 상기 필름의 저면으로 재전이시키는 블랭킷 롤; 상기 필름이송라인 상부에 배치되어 상기 필름을 진공으로 흡착하는 진공흡착유닛; 상기 진공흡착유닛에 설치되어 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 필름의 위치를 감지하고 얼라인신호를 발생시키는 감지유닛; 및 상기 감지유닛으로부터 발생된 얼라인신호를 수신하여 상기 얼라인유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 진공흡착유닛의 상부에 레지스트 패턴이 전이된 필름을 건조시키기 위한 건조부가 배치된다.

아울러, 상기 얼라인유닛은 상기 수평이송부재를 따라 전후방향으로 슬라이딩 이동하도록 설치된 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트의 상부의 네 모서리 영역에 각각 설치된 이동지지유닛; 상기 이동지지유닛을 통해 베이스플레이트의 상부에 이격된 상태로 설치되는 유동플레이트; 및 상기 유동플레이트상에 이격 고정되어 상기 이동플레이트와 패턴롤과 블랭킷 롤과 닥터블레이드의 양단을 각각 지지하는 한 쌍의 지지부재로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 이동지지유닛은 제어부에 의해 동작이 제어되는 정역모터와, 상기 정역모터에 연결된 볼스크류와, 상기 볼스크류에 체결되어 상기 볼스크류의 회전동작시 상기 볼스크류의 길이 방향을 따라 이동하는 이동블록과, 상기 이동블록과 교차하는 방향으로 이동하도록 상기 이동블록에 설치된 상태로 상기 이동플레이트의 하부에 고정된 교차블록으로 구성될 수 있다.

한편, 상기 진공흡착유닛은 저면에 균일한 간격으로 다수의 에어홀이 형성되어 있으며, 상기 에어홀은 필름이 이송되는 상태에서는 일정한 압력의 에어를 필름측으로 토출시켜 필름과 진공흡착유닛의 저면 사이에 일정간격이 유지되도록 하고, 얼라인 상태에서는 일정한 압력으로 에어를 흡입하여 진공흡착유닛의 저면에 필름이 흡착고정되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부재에는 블랭킷 롤을 승강시키기 위한 승강구동유닛이 설치되며, 상기 승강구동유닛은 직선형의 구동력을 직접 발생시키는 구동수단과, 상기 구동수단에 결합되어 상기 구동수단의 동작에 따라 구동방향으로 왕복이동하는 경사이동부재와, 상기 블랭킷 롤의 회전축 단부에 회전가능하게 연결되는 동시에 양측이 지지부재에 승강가능하게 결합되며 상단이 상기 경사이동부재의 경사면에 끼움결합되어 상기 경사이동부재가 전후로 이동하는 경우 승강부재가 경사이동부재의 경사면을 따라 슬라이딩 이동하면서 블랭킷 롤을 승강시키는 승강부재로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 필름을 이동시키지 않고 패턴롤과 블랭킷 롤과 닥터블레이드의 자세를 보정하여 필름의 얼라인동작이 이루어지므로 필름의 자세와 장력 변화를 유발시키지 않아 매우 정밀한 인쇄품질을 기대할 수 있다.

둘째, 본 발명은 패턴롤 외면에 도포된 레지스트가 블랭킷 롤을 통해 필름에 재전이되기까지의 일련의 인쇄과정이 대기시간 없이 신속하게 이루어지기 때문에 레지스트에 포함된 솔벤트 성분이 휘발되지 않아 고품질의 인쇄결과물을 얻을 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 필름이송라인의 하방에 블랭킷 롤을 설치하여 필름의 저면에서 인쇄가 이루어지도록 구성되어 있기 때문에 장치가 차지하는 공간을 최소화할 수 있고 이에 따른 설치비를 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다층인쇄시에는 필름공급롤러와 필름회수롤러는 그대로 둔 채 인쇄부와 건조부만을 반복적으로 증설 배치하면 되므로 종래에 비해 장치가 차지하는 점유공간을 더욱 최소화할 수 있고 설비투자비도 더욱 절감할 수 있게 된다.

넷째, 본 발명은 건조부가 인쇄부의 상방에 배치되어 충분한 건조라인을 확보할 수 있어서 상대적으로 긴 건조시간을 필요로 하는 제품의 인쇄시 종래와 같이 필름이송 속도를 낮추지 않아도 되므로 고속인쇄가 가능한 효과가 있다.

다섯째, 본 발명은 블랭킷 롤이 상하로 이동만 되도록 구성되므로 상하이동은 물론 전후이동까지 수행해야 하는 종래의 블랭킷에 비해 구동장치의 구성이 단순해지는 효과가 있다.

도 1 내지 도 4는 종래의 롤투롤 인쇄장치가 동작되는 과정을 순서대로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 롤투롤 인쇄장치의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 롤투롤 인쇄장치의 인쇄부 사시도.
도 7은 본 발명을 구성하는 얼라인 유닛의 구성을 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 롤투롤 인쇄장치의 인쇄부 측면도.
도 9a 및 9b는 각각 본 발명의 사용상태 평면도로서, 필름에 대한 얼라인이 이루어지기 전과 후의 상태를 나타내는 도면.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 롤투롤 인쇄장치는 레지스트 패턴이 필름에 전이되는 인쇄부(100)와, 레지스트 패턴이 전이된 필름을 건조시키는 건조부(200)로 크게 나뉘어진다. 상기 인쇄부(100)의 전방에는 필름을 공급해 주는 필름공급롤러(A)가 배치되며, 상기 건조부(200)의 후방에는 건조가 완료된 필름을 회수하는 필름회수롤러(B)가 배치된다. 아울러, 상기 필름공급롤러(A)와 필름회수롤러(B)의 사이에는 복수의 안내롤러(C)가 배치되어 인쇄부(100)와 건조부(200)를 지나는 필름이송라인을 형성시키면서 필름이송라인을 따라 후방으로 이송되는 필름에 적정한 텐션을 부여한다. 그리고 도시된 바와 같이 다층인쇄가 요구되는 경우 인쇄부(100)와 건조부(200)를 전후방향으로 반복 배치 구성할 수도 있다.

본 발명의 롤투롤 인쇄장치는 인쇄부(100)가 하부에 배치되고 건조부(200)가 인쇄부(100)의 상부에 배치되는 종방향 배치구조를 갖는다. 건조부(200)의 필름이송라인 하부에는 필름이송라인을 따라 전후방향으로 수평이송부재(110)가 배치된다. 상기 수평이송부재(110)에는 재전이 동작시 수평이송부재(110)의 전후방향으로의 구동에 따라 전후로 왕복이동되는 얼라인유닛(120)이 설치된다.

상기 얼라인유닛(120)은 상기 수평이송부재(110)에 전후좌우이동 및 수평회전이동이 가능하도록 설치된다. 상기 얼라인유닛(120)은 수평이송부재(110)를 따라 전후방향으로 왕복이동이 가능하도록 설치된 베이스플레이트(121)를 구비하며, 상기 베이스플레이트(121)의 상부의 네 모서리 영역에 각각 설치된 이동지지유닛(122)으로 구성된다. 그리고, 상기 얼라인유닛(120)은 이동지지유닛(122)을 통해 베이스플레이트(121)의 상부에 이격된 상태로 설치된 유동플레이트(123)를 구비한다.

한편, 상기 이동지지유닛(122)은 제어부에 의해 동작이 제어되는 정역모터(122a)와, 상기 정역모터(122a)에 연결된 볼스크류(122b)와, 상기 볼스크류(122b)에 체결되어 상기 볼스크류(122b)의 회전동작시 상기 볼스크류(122b)의 길이 방향을 따라 이동하는 이동블럭(122c)과, 상기 이동블럭(122c)과 교차하는 방향으로 이동하도록 상기 이동블럭(122c)에 설치된 상태로 상기 유동플레이트(123)의 하부에 고정된 교차블럭(122d)으로 구성되어 독립적으로 동작이 제어된다.

이때, 상기 베이스플레이트(121)에는 이동블럭(122c)의 이동방향을 따라 안내레일(미도시)을 설치하여 상기 이동블럭(122c)의 이동이 안정적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기 이동지지유닛(122)들이 볼스크류(122b)가 전후방향(X축 방향)으로 배치된 제1,2이동지지유닛(122')과, 볼스크류(122b)가 좌우방향으로(Y축 방향)으로 배치된 제3,4이동지지유닛(122'')으로 구성되도록 하였다. 이 경우, 상기 제1이동지지유닛(122')과 제2이동지지유닛(122')은 대각으로 마주보도록 배치된다.

이에 따라서, 제1,2이동지지유닛(122')의 이동블럭(122c)은 볼스크류(122b)를 따라 X축 방향으로 이동되며, 이 과정에서 유동플레이트(123)는 상기 X축 방향으로 이동하는 이동블럭(122c)을 따라 X축 방향으로 이동된다. 그리고 제3,4이동지지유닛(122'')의 이동블럭(122c)은 볼스크류(122b)를 따라 Y축 방향으로 이동하게 되며, 이 과정에서 유동플레이트(123)는 상기 Y축 방향으로 이동하는 이동블럭(122c)을 따라 Y축 방향으로 이동된다. 이때, 동작되지 않는 이동지지유닛(122)의 교차블럭(122d)은 동작되는 이동지지유닛(122)의 이동블럭(122c)의 이동력을 유동플레이트(123)로부터 전달받아 상기 이동블럭(122c)과 동일한 방향으로 이동하게 된다.

한편, 제1,2이동지지유닛(122')(또는 제3,4이동지지유닛)들이 서로 반대로 동시동작되면 각 이동블럭(122c)은 해당 볼스크류(122b)를 따라 서로 반대방향으로 이동하게 되며 이 과정에서 유동플레이트(123)는 θ축 방향으로 이동된다.

상기 얼라인유닛(120)의 상부에는 얼라인유닛(120)과 함께 이동하며 외면으로 레지스트가 도포되는 패턴롤(130)이 설치된다. 상기 패턴롤(130)의 외주면에는 요철형태의 패턴이 각인되어 있다. 그리고 상기 패턴롤(130)에 외접하게 닥터블레이드(140)가 설치된다.

상기 닥터블레이드(140)는 패턴롤(130)의 외주면 전체에 걸쳐 외접하도록 설치되어 패턴롤(130)의 외면에 도포된 레지스트 중 패턴롤(130)에 형성된 요철형태의 패턴 중 양각부분에 도포된 레지스트가 패턴롤(130)이 회전하는 과정에서 자연스럽게 제거되도록 한다.

그리고 상기 패턴롤(130)과 필름 사이에는 승강이동하면서 패턴롤(130)의 음각부분에 도포된 레지스트를 전이 받아 상기 필름의 저면으로 재전이시키는 블랭킷롤(150)이 설치된다.

상기 패턴롤(130)과 블랭킷롤(150)과 닥터블레이드(140)는 모두 얼라인유닛(120)의 유동플레이트(123)의 상부에 고정된 한 쌍의 지지부재(124)에 설치된다. 따라서, 유동플레이트(123)가 이동하게 되면 상기 패턴롤(130)과 닥터블레이드(140)와 블랭킷롤(150)도 동시에 동일하게 이동하게 된다. 아울러, 상기 지지부재(124)의 사이로는 필름이송라인이 위치되며 상기 지지부재(124)에는 블랭킷롤(150)을 승강시키기 위한 승강구동유닛(180)도 설치된다.

상기 승강구동유닛(180)은 지지부재(124)에 설치되어 유압실린더나 리니어모터와 같이 직선형의 구동력을 직접 발생시키는 구동수단(181)과, 상기 구동수단(181)에 결합되어 상기 구동수단(181)의 동작에 따라 구동방향으로 왕복이동하는 경사이동부재(182)와, 상기 경사이동부재(182)의 경사면에 끼움결합된 승강부재(183)로 구성된다. 이중, 상기 승강부재(183)는 블랭킷롤(150)의 회전축 단부에 회전가능하게 연결되는 동시에 양측이 지지부재(124)에 승강가능하게 결합되어 있으며, 상단이 상기 경사이동부재(182)의 경사면에 끼움결합된다. 따라서, 상기 경사이동부재(182)가 전후로 이동하는 경우 승강부재(183)가 경사이동부재(182)의 경사면을 따라 슬라이딩 이동하면서 블랭킷롤(150)을 승강시키게 된다.

한편, 상기 필름이송라인 상부에는 블랭킷롤(150)의 상부에 위치되는 상기 필름을 진공으로 흡착하는 진공흡착유닛(160)이 구비된다. 상기 진공흡착유닛(160)의 저면에는 에어홀이 다수 균일한 간격으로 형성되어 있다. 따라서, 필름이 이송되는 상태에서는 일정한 압력의 에어가 필름측으로 토출되면서 필름과 진공흡착유닛(160) 사이에 일정간격이 유지되고, 필름의 이송이 멈추게 되는 얼라인 상태에서는 일정한 압력으로 에어홀을 통해 에어가 흡입되면서 진공흡착유닛(160)의 저면에 필름이 흡착고정된다.

그리고 상기 진공흡착유닛(160)에는 상기 블랭킷롤(150)에 대한 상기 필름의 위치편차를 산출하는 감지유닛(170)이 구비된다. 상기 감지유닛(170)은 진공흡착유닛(160)의 저면에 설치되어 진공흡착유닛(160)에 대한 진공흡착된 필름의 상대적인 위치를 감지하는 CCD카메라와 같은 광학기기가 적당하다. 상기 감지유닛(170)은 촬영된 영상자료를 포함하는 얼라인신호를 제어부로 보내도록 프로그램되어 있다.

상기 제어부는 감지유닛(170)으로부터 발생된 얼라인 신호를 분석하여 보정위치를 산출한 다음 패턴롤(130)과 블랭킷롤(150)이 보정위치로 이동하도록 얼라인유닛(120)의 동작을 제어한다.

본 발명에 따르면, 건조부(200)는 진공흡착유닛(160)의 상방에 배치된다. 이에 따라서, 진공흡착유닛(160)의 후방에는 레지스트 패턴이 전이된 필름을 상부에 위치한 건조부(200)로 안내해 주는 안내롤러(C)들이 설치되는데, 상기 안내롤러(C)들은 필름의 상면과 접촉되므로 필름의 저면에 전이된 레지스트들은 손상되지 않고 건조부(200)으로 안전하게 이송될 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 롤투롤인쇄장치는 다음과 같이 동작된다.

인쇄작업이 개시되면, 인쇄부(100) 전방의 필름공급롤러(A)와 건조부(200) 후방의 필름회수롤러(B)가 동작되면서 필름이송라인을 따라 필름이 후방으로 이송되기 시작한다.

이때, 패턴롤(130)과 블랭킷롤(150) 역시 구동되는데, 이 과정에서 패턴롤(130)은 표면에 레지스트가 도포된다. 그리고 패턴롤(130)에 도포된 레지스트 중 필요없는 레지스트는 상기 패턴롤(130)에 외접하게 설치된 닥터블레이드(140)에 의해 패턴롤(130)에 레지스트가 도포되자마자 곧바로 제거된다.

이와 동시에 승강구동유닛(180)이 동작되면서 블랭킷롤(150)은 하강하여 닥터블레이드(140)에 의해 필요없는 레지스트가 완전히 제거된 상태의 패턴롤(130) 외면으로부터 레지스트를 전이받는다.

아울러, 닥터블레이드(140)는 고정된 상태이고 블랭킷롤(150)은 단지 승강동작만 수행하므로 구동장치의 구성이 종래보다 단순해진다.

한편, 패턴롤(130)과 블랭킷롤(150)의 구동이 개시됨과 동시에 필름공급롤러(A)와 필름회수롤러(B)의 동작은 일시 중단된다. 따라서, 이송되던 필름도 정지하게 된다. 필름이 정지하면 진공흡착유닛(160)이 필름을 진공흡착하는 동시에 감지유닛(170)이 필름의 얼라인상태를 감지하고 그 신호를 제어부로 전송하게 되며, 얼라인신호를 전송받은 제어부는 감지유닛(170)으로부터 발생된 얼라인 신호를 분석하여 보정위치를 산출한 다음 패턴롤(130)과 블랭킷롤(150)이 보정위치로 이동하도록 얼라인유닛(120)의 동작을 제어한다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제어부의 동작제어에 따라 얼라인유닛(120)의 유동플레이트(123) 자세가 보정되는데, 이때 지지부재(124)를 통해 유동플레이트(123)에 설치된 패턴롤(130)과 닥터블레이드(140)와 블랭킷롤(150)들 모두가 동시에 이동하면서 유동플레이트(123)와 동일하게 자세가 보정된다.

이와 같은 얼라인 동작은 필름을 이동시키지 않고 패턴롤(130)과 닥터블레이드(140)와 블랭킷롤(150)의 자세를 보정하여 이루어지므로 필름의 자세와 장력 변화를 유발시키지 않으므로 보다 정밀한 인쇄품질을 기대할 수 있게 된다.

또한, 이러한 얼라인 동작은 패턴롤(130)에 레지스트가 도포되고 블랭킷롤(150)에 전이되는 동작을 수행하는 동안 이루어지므로 인쇄시간을 단축할 수 있다.

얼라인 동작이 완료되면 블랭킷롤(150)이 패턴롤(130)로부터 레지스트를 모두 전이받은 상태가 되며, 승강구동유닛(180)이 반대로 동작되면서 블랭킷롤(150)은 원래 위치로 상승한다.

블랭킷롤(150)이 원래 위치로 상승하게 되면, 필름의 저부에 밀착되게 되며, 이 상태에서 수평이송부재(110)가 얼라인유닛(120)을 후방으로 이송하도록 동작된다. 이에 따라 얼라인유닛(120)에 설치된 블랭킷롤(150)이 얼라인유닛(120)과 함께 후방으로 이동되고 이동과정에서 필름측으로 레지스트의 재전이가 이루어지게 된다.

본 발명에 따르면, 패턴롤(130) 외면에 레지스트가 도포되는 공정과 닥터블레이드(140)에 의해 필요없는 레지스트가 완전히 제거되는 공정과 블랭킷롤(150)에 레지스트가 전이되는 공정이 거의 동시에 이루어질 뿐만 아니라, 블랭킷롤(150)이 레지스트를 재전이 받아 상승하여 필름에 레지스트를 재전이 시키는 공정도 별도의 대기시간 없이 연속적으로 이루어지게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 일련의 인쇄과정이 매우 신속하게 이루어지기 때문에 종래와 같이 닥터블레이드(140)가 동작되거나 블랭킷롤(150)에 전이될 때까지 일정시간을 대기함으로써 레지스트에 포함된 솔벤트 성분이 휘발되면서 인쇄품질을 떨어뜨리는 문제가 방지된다.

한편, 블랭킷롤(150)의 재전이 동작이 완료되면, 승강구동유닛(180)이 반대로 동작하면서 블랭킷롤(150)이 하강하게 되며, 블랭킷롤(150)이 하강함과 동시에 수평이송부재(110)가 전방으로의 이송동작을 수행한다. 그 결과 상기 블랭킷롤(150)은 패턴롤(130)로부터 레지스트를 전이받을 수 있는 원래 위치로 복귀된다.

그리고, 블랭킷롤(150)의 재전이 동작이 완료되면, 진공흡착유닛(160)의 흡착동작이 중지되면서 필름이 정지되어 있던 필름공급롤러(A)와 필름회수롤러(B)가 다시 동작하면서 필름의 이송이 재개된다. 재전이가 완료된 필름은 안내롤러(C)를 따라 인쇄부(100)의 상부에 배치된 건조부(200)를 통과한 후 필름회수롤러(B)에 감겨진다.

본 발명에 따르면, 필름이송라인의 하방에 블랭킷롤(150)을 배치하여 필름의 저면에 레지스트가 재전되므로 건조부(200)를 인쇄부(100)의 상부에 배치하는 것이 가능하다. 이와 같이 건조부(200)를 인쇄부(100)의 상부에 배치하는 것이 가능해지면 건조라인의 길이에 제한이 없어진다. 이는, 필름이송 속도를 그대로 유지하면서 최적의 건조시간 동안 건조가 이루어지도록 충분한 건조라인의 확보가 가능하다는 의미로서, 종래와는 달리 상대적으로 긴 건조시간을 필요로 하는 제품의 인쇄시에는 건조부(200)의 속도를 낮추어 주지 않아도 되므로 생산성이 크게 향상된다.

아울러, 인쇄부(100)와 건조부(200)가 종방향으로 배치되어 필름이 종방향으로 이동하면서 공정을 수행하게 되므로, 장치가 차지하는 점유공간을 최소화할 수 있게 되고 설비투자비를 크게 절감할 수 있다. 이는 도 5에 도시된 바와 같이, 다층인쇄시 필름공급롤러(A)와 필름회수롤러(B)는 그대로 둔 채 인쇄부(100)와 건조부(200)만을 반복적으로 증설 배치하면 되므로 종래에 비해 장치가 차지하는 점유공간은 더욱 줄어들고 설비투자비는 더욱 절감된다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100...인쇄부 110...수평이송부재
120...얼라인유닛 121...베이스플레이트
122...이동지지유닛 122a...정역모터
122b...볼스크류 122c...이동블럭
122d...교차블럭 123...유동플레이트
124...지지부재 130...패턴롤
140...닥터블레이드 150...블랭킷롤
160...진공흡착유닛 170...감지유닛
180...승강구동유닛 181...구동수단
182...경사이동부재 182...경사이동부재
183...승강부재 200...건조부

Claims (6)

1. 필름이송라인 하부에 상기 필름이송라인을 따라 전후로 배치된 수평이송부재;
   상기 수평이송부재를 통해 전후로 왕복이동하며 자체적으로 전후좌우이동 및 수평회전이동이 가능하도록 설치된 얼라인유닛;
   상기 얼라인유닛의 상부에 설치되어 상기 얼라인유닛과 함께 이동하며, 외면으로 레지스트가 도포되는 패턴롤;
   상기 패턴롤에 외접하게 설치되어 상기 패턴롤의 외면에 도포된 레지스트 중 필요없는 레지스트를 제거하는 닥터블레이드;
   상기 패턴롤과 필름 사이에 배치되어 승강이동하면서 패턴롤로부터 레지스트를 전이 받아 상기 필름의 저면으로 재전이시키는 블랭킷롤;
   상기 필름이송라인 상부에 배치되어 상기 필름을 진공으로 흡착하는 진공흡착유닛;
   상기 진공흡착유닛에 설치되어 상기 블랭킷롤에 대한 상기 필름의 위치를 감지하고 얼라인신호를 발생시키는 감지유닛; 및
   상기 감지유닛으로부터 발생된 얼라인신호를 수신하여 상기 얼라인유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 진공흡착유닛의 상부에 레지스트 패턴이 전이된 필름을 건조시키기 위한 건조부가 배치된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 얼라인유닛은
   상기 수평이송부재를 따라 전후방향으로 슬라이딩 이동하도록 설치된 베이스플레이트;
   상기 베이스플레이트의 상부의 네 모서리 영역에 각각 설치된 이동지지유닛;
   상기 이동지지유닛을 통해 베이스플레이트의 상부에 이격된 상태로 설치되는 유동플레이트; 및
   상기 패턴롤과 블랭킷롤과 닥터블레이드의 양단을 각각 지지하도록 상기 유동플레이트상에 고정된 한 쌍의 지지부재로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 이동지지유닛은
   제어부에 의해 동작이 제어되는 정역모터;
   상기 정역모터에 연결된 볼스크류;
   상기 볼스크류에 체결되어 상기 볼스크류의 회전동작시 상기 볼스크류의 길이 방향을 따라 이동하는 이동블럭; 및
   상기 이동블럭과 교차하는 방향으로 이동하도록 상기 이동블럭에 설치된 상태로 상기 유동플레이트의 하부에 고정된 교차블럭으로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 진공흡착유닛은 저면에 균일한 간격으로 다수의 에어홀이 형성되어 있으며,
   상기 에어홀은 필름이 이송되는 상태에서는 일정한 압력의 에어를 필름측으로 토출시켜 필름과 진공흡착유닛의 저면 사이에 일정간격이 유지되도록 하고, 얼라인 상태에서는 일정한 압력으로 에어를 흡입하여 진공흡착유닛의 저면에 필름이 흡착고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 지지부재에는 블랭킷롤을 승강시키기 위한 승강구동유닛이 설치되며,
   상기 승강구동유닛은 직선형의 구동력을 직접 발생시키는 구동수단과, 상기 구동수단에 결합되어 상기 구동수단의 동작에 따라 구동방향으로 왕복이동하는 경사이동부재와, 상기 블랭킷롤의 회전축 단부에 회전가능하게 연결되는 동시에 양측이 지지부재에 승강가능하게 결합되고 상단이 상기 경사이동부재의 경사면에 끼움결합되어, 상기 경사이동부재가 전후로 이동하는 경우 경사이동부재의 경사면을 따라 슬라이딩 이동하면서 블랭킷롤을 승강시키는 승강부재로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.

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