KR101250928B1 - 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치 - Google Patents

개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 프라이밍 롤러는 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리된 외부면을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 프라이밍 처리 장치는 슬릿 노즐로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러; 세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러의 외부면 일부가 잠기도록 배치되는 세정조; 및 상기 프라이밍 롤러의 외부면을 세정하는 세정모듈을 포함하되, 상기 외부면은 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리되는 것을 특징으로 한다.

Description

개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치{Improved Priming Roller, and Priming Processing Apparatus Having the Same}
본 발명은 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 프라이밍 롤러의 자중에 의해 발생하는 처짐을 방지하기 위해 프라이밍 롤러를 크라운 가공하여 프라이밍 처리 시 프라이밍 롤러가 노즐 장치의 하단부에 수평하게 접촉되도록 함으로써, 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐이 방지되고, 슬릿 노즐의 하단부가 균일하게 세정되어 세정력이 향상되며, 최종 제품의 품질이 현저하게 향상될 수 있는 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 프라이밍 롤러의 자중에 의해 발생하는 처짐을 방지하기 위해 프라이밍 롤러가 장착된 프라이밍 처리 장치의 하단부에 제공되는 작업대를 프라이밍 롤러의 처짐량에 대응하여 상방향으로 만곡시킴으로써, 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐이 방지되고, 슬릿 노즐의 하단부가 균일하게 세정되어 세정력이 향상되며, 최종 제품의 품질이 현저하게 향상될 수 있는 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치에 관한 것이다.
평판표시소자용 기판 제조를 위한 포토리소그라피(photolithography) 공정은 기판 측에 포토레지스트액과 같은 약액을 도포하는 작업을 포함하며, 이러한 도포 작업에는 슬릿 노즐을 구비한 코팅 장치가 널리 사용된다. 이러한 코팅 장치는 스테이지 위에 놓여진 기판의 일측에서 타측을 향하여 슬릿 노즐이 이동하면서 슬릿코팅(slit coating) 방식으로 도포 작업을 진행할 수 있도록 구성된다.
또한, 코팅 장치의 작업면 상에는 상기 슬릿 노즐과 대응되는 프라이밍 처리 장치가 구비된다. 이러한 프라이밍 처리 장치는 슬릿 노즐의 토출 단부 측에 불균일하게 분포된 잔류 약액을 예비 토출하여 프라이밍 처리하기 위한 것으로 프라이밍 롤러를 포함한다. 즉, 프라이밍 처리 장치는 슬릿 노즐로부터 잔류 약액을 예비토출 받은 상태로 프라이밍 롤러가 회전할 때 세정 모듈과 세정조로 프라이밍 롤러의 외부면을 세정하는 방식으로 상기 슬릿 노즐의 잔류 약액을 간편하게 처리 또는 제거할 수 있는 구조를 갖는다.
상술한 바와 같은 프라이밍 처리 장치에 사용되는 프라이밍 롤러는 프라이밍 처리 시에 때 특히, 슬릿 노즐의 토출 단부와 대응하여 항상 평행한 상태의 갭(gap: G)을 유지하도록 설치되는 것이 중요하다(도 1c 참조).
그러나, 종래의 프라이밍 처리 장치에서는 프라이밍 롤러의 양단이 고정된 상태에서 약액을 예비 토출하여 프라이밍 처리하는 경우 프라이밍 롤러의 자중에 의해 처짐 현상이 발생한다.
도 1a는 종래의 프라이밍 처리 장치에 사용되는 프라이밍 롤러의 회전 시 프라이밍 롤러가 자중에 의해 발생하는 처짐 현상을 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 프라이밍 롤러의 길이 방향을 따른 처짐량 데이터를 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 사용된 프라이밍 롤러(2)의 길이는 2540mm이고, 재질은 스틸(steel)이며, 중량은 114.2Kg이고, 최대 응력은 9.52Mpa이었다. 프라이밍 롤러의 4가지 위치, 즉 최상부(0°) 전방부(90°),최하부(180°), 후방부(270°) 중 최상부(0°)의 양 단부와 중앙부의 최대 편차가 대략 27㎛이고, 최상부(0°)와 최하부(180°) 간의 최대 편차가 대략 40㎛이다.
상술한 바와 같이, 프라이밍 롤러(2)의 처짐 현상은 다음과 같은 문제를 발생시킨다.
1. 슬릿 노즐(C1)로부터 잔류 약액을 토출 받을 때 슬릿 노즐(C1)의 토출 단부와 프라이밍 롤러(2)의 외부면 사이에 도 1c에 도시된 바와 같은 갭 편차(gap deviation: GD)가 발생하여 약액의 예비토출이 비정상으로 진행될 수 있다.
2. 슬릿 노즐(C1)의 잔류 약액이 비정상으로 예비 토출되면, 슬릿 노즐(C1)의 토출 단부에 약액이 불균일하게 분포되면서 도포 품질을 저하시키는 한 요인이 될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 슬릿 노즐(C1)의 토출 단부에 약액이 불균일하게 분포된 상태로 기판 상에 약액을 도포하면, 약액이 비정상으로 도포되어 줄무늬, 물결무늬, 또는 끊김 현상 등이 발생할 수 있다.
3. 상술한 바와 같이 기판 상에 약액이 비정상으로 도포되면, 식각(蝕刻) 작업을 진행할 때 패턴의 불량이 과다하게 발생할 수 있다.
4. 특히, 프라이밍 롤러(2)는 예를 들어 대면적 기판의 도포 작업에 사용하는 큰 사이즈의 코팅 장치에 적용하는 경우, 프라이밍 롤러(2)도 슬릿 노즐(C1)의 길이에 대응하여 전체 길이를 더 길게 형성해야 하므로 상술한 처짐 현상이 더욱 심각하게 발생할 수 있다.
상술한 종래 기술의 프라이밍 처리 장치에서 프라이밍 롤러가 자중에 의해 처짐 현상을 방지하기 위한 방법의 하나가 이상수 등에 의해 "약액 예비토출장치"라는 발명의 명칭으로 2008년 11월 21일자로 대한민국 특허 출원 제 10-2008-0116227호로 출원되어 2010년 5월 31일자로 공개된 대한민국 공개 특허 제 10-2010-0057265호(이하 "265 공개 특허"라 합니다)에 개시되어 있다.
도 1d는 265 공개 특허 개시된 종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 1e는 도 1d에 도시된 종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치의 주요 구성부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 프라이밍 롤러(2)를 포함한다. 프라이밍 롤러(2)는 코팅 장치(미도시) 상에서 슬릿 노즐 (C1)과 대응하도록 설치된다. 슬릿 노즐(C1)은 기판을 로딩하는 스테이지(미도시)를 구비한 작업대(C3) 상에서 갠트리(C4)를 따라 상기 스테이지의 일측에서 타측을 향하여 이동 가능하게 셋팅될 수 있다. 또한, 슬릿 노즐 (C1)은 갠트리(C4) 상에서 예를 들어, 실린더(C5)의 피스톤 로드에 의해 업/다운 동작이 가능하게 설치될 수 있다.
상술한 종래 기술의 프라이밍 롤러(2)는 슬릿 노즐 (C1)로부터 약액(R)의 예비토출이 이루어지는 외부면(F)을 갖는다. 또한 프라이밍 롤러(2)는 작업대(C3) 상에서 양단이 각각 회전 가능하게 고정되어 축선을 중심으로 회전 가능한 구조로 설치된다. 예를 들어, 도 1d에 도시된 바와 같이 양단이 베어링 블록(C6)에 각각 끼워지고, 일단이 구동장치(C7)와 연결되어 통상의 방법으로 동력을 전달받아서 회전될 수 있다.
상술한 종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 세정조(4)를 포함한다. 세정조(4)는 도 1e에 도시된 바와 같이 윗면이 개방된 세정 공간(S)을 구비한 박스 형태의 수조로 이루어질 수 있다. 세정 공간(S)에는 프라이밍 롤러(2)를 세정하기 위한 세정액(W)이 일정량 채워진다. 세정조(4)는 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 중에서 하부면이 세정액(W) 중에 항상 일정 부분 잠길 수 있도록 작업대(C3) 상에 배치된다.
또한, 상술한 종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 세정모듈(6)을 포함한다. 세정모듈(6)은 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)을 향하여 유체를 분사하면서 세정 또는 건조하기 위한 것이다. 세정모듈(6)은 예를 들어, 세정용 유체(W1)를 분사하는 세정용 모듈(M1)과, 건조용 유체(W2)를 분사하는 건조용 모듈(M2)을 포함할 수 있다. 세정용 모듈(M1)은 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 일측을 향하여 세정용 유체(W1)를 분사할 수 있는 구조를 갖는 노즐(nozzle)로 구성될 수 있다. 또한, 건조용 모듈(M2)은 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 일측을 향하여 건조용 유체(W2)를 분사할 수 있는 구조를 갖는 노즐(nozzle)로 구성될 수 있다. 세정용 유체(W1)로는 시너(thinner)가 사용되고, 건조용 유체(W2)로는 CDA(Clean Dry Air)가 사용될 수 있다. 세정용 모듈(M1)과 건조용 모듈(M2)은 작업대(C3) 상에서 도 1b에 도시된 바와 같이 위치되는 프라이밍 롤러(2)와 세정조(4)를 사이에 두고 좌/우로 배치될 수 있다. 세정모듈(6)은 또한 스퀴즈(M3, squeeze)를 추가로 포함할 수 있다. 스퀴즈(M3)는 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)에 달라붙은 각종 유체(약액, 세정액, 세정용 유체)를 스크래핑(scraping) 방식으로 분리 제거하기 위한 것이다.
또한, 세정모듈(6)은 흡입용 모듈(M4)을 추가로 포함할 수 있다. 흡입용 모듈(M4)은 세정용 모듈(M1)과 건조용 모듈(M2)에서 분사된 세정용 유체(W1) 및 건조용 유체(W2)를 제거하기 위한 것이다. 흡입용 모듈(M4)은 예를 들어 흡입구동기(M5, 예: 에어 펌프)와 연결되어, 흡입구동기(M5)의 작동시 흡입력을 발생하도록 통상의 방법으로 셋팅될 수 있다. 이러한 흡입용 모듈(M4)을 사용하면, 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)에서 분리된 이물질(약액)이 세정용 유체(W1) 또는 건조용 유체(W2) 중에 포함된 상태로 세정조(4) 내부로 낙하하거나 외측을 향하여 불규칙하게 튀는 현상을 방지할 수 있다.
종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 처짐 방지 수단(8)을 포함한다. 처짐 방지 수단(8)은 유체 분사 압력으로 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)의 처짐 현상을 방지 및 보정하기 위한 것이다. 이러한 처짐 방지 수단(8)은 유체분사기(J1), 상기 유체분사기(J1) 측으로 처짐방지용 유체(W3)를 공급하는 유체 공급기(J2)를 포함한다. 유체분사기(J1)는 도 1d 및 도 1e에 도시된 바와 같이 몸체(H), 상기 몸체(H) 내부에 제공되는 분사유로(H1), 및 상기 분사유로(H1) 일단과 연결되는 분사구(H2)로 구성될 수 있다.
상술한 유체분사기(J1)는 세정조(4) 내부에서 프라이밍 롤러(2)의 자중에 의한 처짐을 방지할 수 있는 상태로 처짐 방지용 유체(W3)의 분사가 가능하게 셋팅된다.
그러나, 상술한 종래 기술의 프라이밍 처리 장치(10)에 사용되는 처짐 방지 수단(8)은 다음과 같은 문제가 발생한다.
1. 슬릿 노즐(C1)의 토출 단부와 프라이밍 롤러(2)의 갭 편차(GD)는 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 중 상부면에서 형성되는 반면, 처짐방지용 유체(W3)는 세정액(W) 내에서 프라이밍 롤러(2)의 하부면으로 분사되거나 또는 세정액(W) 외부에서 프라이밍 롤러(2)의 하부 측면 방향에서 분사된다. 따라서, 프라이밍 롤러(2)의 하부면 또는 하부 측면에서의 분사는 슬릿 노즐(C1)의 토출 단부와 프라이밍 롤러(2)의 갭 편차(GD)를 줄이는데 거의 기여를 하기 못하게 되어 실질적으로 프라이밍 롤러(2)의 처짐 현상을 방지하지 못한다.
2. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 프라이밍 롤러(2)의 처짐 현상은 프라이밍 롤러(2)의 길이 전체에 걸쳐 발생된다. 따라서, 종래 기술의 처짐 방지 수단(8)을 사용하여 처짐을 방지하기 위해서는 유체분사기(J1)가 프라이밍 롤러(2)의 길이 전체에 걸쳐 양 단부에서 중앙부로 접근하면서 처짐 방지용 유체(W3)를 더 큰 분사력으로 분사되도록 매우 정밀하게 제어되어야 한다. 그러나, 유체분사기(J1)를 사용하여 프라이밍 롤러(2)의 길이에 따라 가변적인 처짐량을 미크론 단위로 정밀하게 제어하는 것은 매우 어렵거나 실질적으로 불가능하다.
3. 상술한 1 및 2의 문제점은 대면적 기판에 적용하기 위해 프라이밍 롤러(2)의 사이즈가 증가할수록 더욱 더 심각한 문제를 초래한다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
대한민국 공개 특허 제 10-2010-0057265호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프라이밍 롤러의 자중에 의해 발생하는 처짐을 방지하기 위해 프라이밍 롤러를 크라운 가공하여 프라이밍 처리 시 프라이밍 롤러가 노즐 장치의 하단부에 수평하게 접촉되도록 함으로써, 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐이 방지되고, 슬릿 노즐의 하단부가 균일하게 세정되어 세정력이 향상되며, 최종 제품의 품질이 현저하게 향상될 수 있는 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 프라이밍 롤러의 자중에 의해 발생하는 처짐을 방지하기 위해 프라이밍 롤러가 장착된 프라이밍 처리 장치의 하단부에 제공되는 작업대를 프라이밍 롤러의 처짐량에 대응하여 상방향으로 만곡시킴으로써, 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐이 방지되고, 슬릿 노즐의 하단부가 균일하게 세정되어 세정력이 향상되며, 최종 제품의 품질이 현저하게 향상될 수 있는 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 프라이밍 롤러는 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리된 외부면을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 프라이밍 처리 장치는 슬릿 노즐로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러; 세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러의 외부면 일부가 잠기도록 배치되는 세정조; 및 상기 프라이밍 롤러의 외부면을 세정하는 세정모듈을 포함하되, 상기 외부면은 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 프라이밍 처리 장치는 슬릿 노즐로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러; 세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러의 외부면 일부가 잠기도록 배치되는 세정조; 상기 프라이밍 롤러의 외부면을 세정하는 세정모듈; 상기 프라이밍 롤러의 양측 단부가 회전 가능하게 장착되는 베어링 블록; 상기 베어링 블록이 고정 장착되는 작업대; 및 상기 작업대의 하부에 제공되며, 상기 작업대의 표면에 상방향 만곡부를 형성시켜 상기 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위한 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 프라이밍 처리 장치는 슬릿 노즐로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러; 세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러의 외부면 일부가 잠기도록 배치되는 세정조; 상기 프라이밍 롤러의 외부면을 세정하는 세정모듈; 상기 프라이밍 롤러의 양측 단부가 회전 가능하게 장착되는 베어링 블록; 상기 베어링 블록이 고정 장착되는 작업대; 및 상기 작업대의 하부에 제공되며, 상기 작업대의 표면에 상방향 만곡부를 형성시켜 상기 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위한 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재를 포함하되, 상기 외부면은 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따른 개선된 프라이밍 롤러, 및 이를 구비한 프라이밍 처리 장치를 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 프라이밍 롤러가 크라운 가공 처리되는 외부면을 구비하므로, 슬릿 노즐의 토출 단부와 프라이밍 롤러의 갭 편차가 상당히 감소되거나 최소화되어 프라이밍 롤러의 처짐 현상이 방지된다.
2. 프라이밍 처리 장치의 하단부에서 상방향 만곡부를 형성하여 프라이밍 롤러의 외부면의 처짐량에 대응되는 값만큼 보상해줌으로써, 슬릿 노즐의 토출 단부와 프라이밍 롤러의 갭 편차가 더욱 감소되어 프라이밍 롤러의 처짐 현상이 추가로 방지된다.
3. 프라이밍 롤러의 처짐 현상이 방지되므로 슬릿 노즐의 하단부가 균일하게 세정되어 세정력이 향상된다.
4. 최종 제품의 품질이 현저하게 향상된다.
5. 대면적 기판용 프라이밍 롤러에도 적용이 가능하므로 대면적 기판의 양산이 가능하고 공정 시간이 현저하게 감소될 수 있다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1a는 종래의 프라이밍 처리 장치에 사용되는 프라이밍 롤러의 회전 시 프라이밍 롤러가 자중에 의해 발생하는 처짐 현상을 도시한 도면이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 프라이밍 롤러의 길이 방향을 따른 처짐량 데이터를 도시한 도면이다.
도 1c는 종래 기술에 따른 슬릿 노즐의 토출 단부와 프라이밍 롤러의 외부면 사이에 발생하는 갭 편차(GD)를 도시한 도면이다.
도 1d는 종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1e는 도 1d에 도시된 종래 기술에 따른 프라이밍 처리 장치의 주요 구성부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러의 개략적인 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러의 측단면도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러를 회전축을 따라 회전시키는 경우의 외부면의 형상을 도시한 단면도이다.
도 2d는 도 2c에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러의 회전시 길이 방향을 따른 처짐량 데이터를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 대안적인 제 1 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 대안적인 제 2 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러의 개략적인 정면도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러의 측단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러(2)는 외부면(F)이 구면 반경(SR)을 갖도록 형성된다. 이러한 구면 반경(SR)을 갖도록 형성된 외부면(F)은 크라운 가공 처리될 수 있다. 이 경우 크라운의 양 또는 폭(W)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 처짐량을 고려하여 정해지는 것이 바람직하다. 도 2a 및 도 2b의 경우, 도 1a 및 도 1b에 도시된 종래 기술에 따른 프라이밍 롤러의 외부면(F)의 양 단부와 중앙부의 최대 편차(대략 27㎛)를 고려하여, 크라운의 폭(W)은 예를 들어 25㎛ 내지 30㎛ 범위를 갖는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 참조부호 10a,10b는 각각 프라이밍 롤러(2)의 회전축을 나타낸다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러를 회전축을 따라 회전시키는 경우의 외부면의 형상을 도시한 단면도이고, 도 2d는 도 2c에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러의 회전시 길이 방향을 따른 처짐량 데이터를 도시한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러(2)가 회전축(10a,10b)을 따라 회전하면, 외부면(F) 중 상부면(Fa)은 수평 상태를 유지하고, 하부면(Fb)은 구면 반경(SR)보다 더 많이 처져 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 프라이밍 롤러(2)가 도 1c에 도시된 바와 같은 슬릿 노즐(C1)의 하단부(토출 단부)를 프라이밍 처리할 때 요구되는 갭(G)은 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 중 상부면(Fa)이므로, 상부면(Fa)이 수평 상태를 유지하는 것이 중요하다.
도 2d는 도 2c에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러의 회전시 길이 방향을 따른 처짐량 데이터를 도시한 도면이다.
도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러(2)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 종래 기술의 프라이밍 롤러(2)와 동일한 사양을 가지며, 다만 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 외주면(F)이 예를 들어 25㎛ 의 크라운의 폭(W)을 갖도록 크라운 가공 처리되어 있다. 따라서, 도 2d에 사용된 프라이밍 롤러(2)의 길이는 2540mm이고, 재질은 스틸 재질이며, 중량은 114.2Kg이고, 최대 응력은 9.52Mpa이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러(2)의 외주면(F) 중 상부면(Fa)의 양 단부와 중앙부의 최대 편차(또는 갭 편차)는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 도 2d에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러(2)에서는, 외주면(F) 중 상부면(Fa)의 갭 편차가 대략 5㎛으로 바람직한 갭 편차인 10㎛ 이하의 값을 갖는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러(2)는 외주면(F) 중 상부면(Fa)의 갭 편차가 종래 기술에 비해 현저하게 줄어들어 실질적으로 수평 상태를 유지하고 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치는 도 1d 및 도 1e에서 처짐 방지 수단(8)과 프라이밍 롤러(C1) 대신 도 2a 내지 도 2c에 도시된 프라이밍 롤러(2)가 사용된다는 점을 제외하고는 도 1d 및 도 1e에 도시된 프라이밍 처리 장치(10)와 실질적으로 동일하다.
좀 더 구체적으로, 도 2a 내지 도 2c와 도 1d 및 도 1e와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 슬릿 노즐(C1)로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러(2); 세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 일부가 잠기도록 배치되는 세정조(4); 및 상기 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)을 세정하는 세정모듈(6)을 포함하되, 상기 외부면(F)은 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리되는 것을 특징으로 한다.
상술한 세정모듈(6)은 상기 외부면(F)을 향하여 세정용 유체(W1)를 분사하는 세정용 모듈(M1); 및 상기 세정용 모듈(M1)과 이격 배치되며 건조용 유체(W2)를 분사하는 건조용 모듈(M2)을 포함할 수 있다. 또한, 세정모듈(6)은 은 상기 프라이밍 롤러(2)를 향해 분사된 상기 세정용 유체(W1)와 상기 건조용 유체(W2)를 흡입 제거하는 흡입용 모듈(M4)을 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 세정용 유체(W1)로 시너(thinner)가 사용되고, 건조용 유체(W2)로 CDA(Clean Dry Air) 또는 질소 가스(N2)가 사용될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)에서, 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)은 프라이밍 롤러(2)가 회전할 때 상기 외부면(F) 중 상부면(Fa)의 양 단부와 중앙부의 최대 편차(또는 갭 편차)가 예를 들어 10㎛ 이하의 값을 갖도록 크라운 가공 처리되는 것이 바람직하다.
도 3a는 본 발명의 대안적인 제 1 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 대안적인 제 2 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 대안적인 제 1 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 하부에 프라이밍 롤러(2)의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위한 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
좀 더 구체적으로, 도 3a를 도 1d 및 도 1e, 및 도 2a 내지 도 2c와 함께 참조하면, 본 발명의 대안적인 제 1 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 슬릿 노즐(C1)로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러(2); 세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 일부가 잠기도록 배치되는 세정조(4); 상기 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)을 세정하는 세정모듈(6); 상기 프라이밍 롤러(2)의 양측 단부가 회전 가능하게 장착되는 베어링 블록(C6); 상기 베어링 블록(C6)이 고정 장착되는 작업대(C3); 및 상기 작업대(C3)의 하부에 제공되며, 상기 작업대(C3)의 표면에 상방향 만곡부(U)를 형성하여 상기 프라이밍 롤러(2)의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위한 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 포함한다. 참조부호 20m은 작업대(C3)의 메인 지지 부재이고, 참조부호 24는 메인 지지 부재(20m) 및 처짐 방지용 지지 부재(20a,20b,20c)가 장착되는 프레임이다.
상술한 본 발명의 대안적인 제 1 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)에서는 도 1a 내지 도 1e에 도시된 종래 기술에 따른 프라이밍 롤러(2)가 사용된다. 따라서, 프라이밍 롤러(2)의 외주면(F)은 점선과 같이 아랫방향으로 처짐 현상이 발생한다. 이를 방지하기 위해, 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 사용하여 작업대(C3)의 표면을 상방향으로 만곡시키면, 프라이밍 롤러(2)가 장착된 베어링 블록(C6)이 서로 멀어지는 방향(L1,L2)으로 이격된다. 그 결과, 프라이밍 롤러(2)의 외주면(F) 중 상부면(Fa) 및 하부면(Fb)이 실선과 같이 수평 방향을 유지할 수 있다. 이 경우, 사용되는 프라이밍 롤러(2)의 외주면(F)이 평탄면을 가지므로, 프라이밍 롤러의 외부면(F)의 양 단부와 중앙부의 최대 편차(또는 갭 편차)가 대략 27㎛이므로(도 1a 및 도 1b 참조), 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 사용하여 작업대(C3)의 상방향 만곡부(U)의 최대 높이(h1)도 예를 들어 25㎛ 내지 30㎛ 범위를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 상방향 만곡부(U)의 최대 높이(h1)는 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)의 갭 편차의 값에 대응하는 가변적인 값을 갖는다는 것은 자명하다.
또한, 도 3b를 도 1d 및 도 1e, 및 도 2a 내지 도 2c와 함께 참조하면, 본 발명의 대안적인 제 2 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)는 슬릿 노즐(C1)로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러(2); 세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 일부가 잠기도록 배치되는 세정조(4); 상기 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)을 세정하는 세정모듈(6); 상기 프라이밍 롤러(2)의 양측 단부가 회전 가능하게 장착되는 베어링 블록(C6); 상기 베어링 블록(C6)이 고정 장착되는 작업대(C3); 및 상기 작업대(C3)의 하부에 제공되며, 상기 작업대(C3)의 표면에 상방향 만곡부(U)를 형성시켜 상기 프라이밍 롤러(2)의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위한 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 포함하되, 상기 외부면(F)은 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F)은 프라이밍 롤러(2)가 회전할 때 상기 외부면(F) 중 상부면(Fa)의 양 단부와 중앙부의 최대 편차(또는 갭 편차)가 예를 들어 10㎛ 이하의 값을 갖도록 크라운 가공 처리되는 것이 바람직하다. 참조부호 20m은 작업대(C3)의 메인 지지 부재이고, 참조부호 24는 메인 지지 부재(20m) 및 처짐 방지용 지지 부재(20a,20b,20c)가 장착되는 프레임이다.
상술한 본 발명의 대안적인 제 2 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)에서는 도 2a 내지 도 2d에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 프라이밍 롤러(2)가 사용된다. 따라서, 프라이밍 롤러(2)의 외주면(F)은 매우 작지만 점선과 같이 아랫방향으로 처짐 현상이 발생한다(도 2d를 참조하면, 외주면(F) 중 상부면(Fa)의 갭 편차가 대략 5㎛임). 이를 추가로 방지하기 위해, 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 사용하여 작업대(C3)의 표면을 상방향으로 만곡시키면, 프라이밍 롤러(2)가 장착된 베어링 블록(C6)이 서로 멀어지는 방향(L1,L2)으로 이격된다. 그 결과, 프라이밍 롤러(2)의 외주면(F) 중 상부면(Fa) 및 하부면(Fb)이 실선과 같이 수평 방향을 유지할 수 있다. 이 경우, 사용되는 프라이밍 롤러(2)의 외주면(F)이 크라운 가공처리되어 프라이밍 롤러의 외부면(F) 중 상부면(Fa)의 양 단부와 중앙부의 최대 편차(또는 갭 편차)가 대략 5㎛이므로(도 2d 참조), 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 사용하여 작업대(C3)의 상방향 만곡부(U)의 최대 높이(h2)도 대략 5㎛이다. 이러한 만곡부의 최대 높이(h2)는 프라이밍 롤러(2)의 외부면(F) 중 상부면(Fa)의 갭 편차의 값에 대응하는 가변적인 값을 갖는다는 것은 자명하다.
상술한 본 발명의 대안적인 제 1 및 제 2 실시예에 따른 프라이밍 처리 장치(10)에서는, 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)로 3개의 처짐 방지용 지지 부재(20a,20b,20c)가 사용되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 처짐 방지용 지지 부재(20)의 수가 필요에 따라 증가 또는 감소될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 3개의 처짐 방지용 지지 부재(20a,20b,20c)를 포함하는 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)는 각각 예를 들어 피에조 액추에이터(22a,22b,22c)를 구비하고 있다. 따라서, 상방향 만곡부(U)는 피에조 액추에이터(22a,22b,22c)에 의해 상하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재(20)를 각각 수직 방향으로 미세하게 이동시켜 형성될 수 있다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
2: 프라이밍 롤러 4: 세정조 6: 세정모듈
8: 처짐 방지 수단 10: 프라이밍 처리 장치 10a,10b:회전축
20,20a,20b,20c: 처짐 방지용 지지 부재 20m: 메인 지지 부재
22a,22b,22c: 피에조 액추에이터 24: 프레임
C1: 슬릿 노즐 C3: 작업대 C4: 갠트리
C5: 실린더 C6: 베어링 블록 C7: 구동장치
F: 외부면 Fa,Fb: 상부면/하부면 G: 갭
GD: 갭 편차 J1: 유체분사기 J2: 유체 공급기
H: 몸체 H1: 분사유로 H2: 분사구
M1: 세정용 모듈 M2: 건조용 모듈 M3: 스퀴즈
M4: 흡입용 모듈 M5: 흡입구동기 R: 약액
S: 세정 공간 W: 세정액 W1: 세정용 유체
W2: 건조용 유체 W3: 처짐방지용 유체 U: 상방향 만곡부

Claims (16)

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  10. 프라이밍 처리 장치에 있어서,
    슬릿 노즐로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러;
    세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러의 외부면 일부가 잠기도록 배치되는 세정조;
    상기 프라이밍 롤러의 외부면을 세정하는 세정모듈;
    상기 프라이밍 롤러의 양측 단부가 회전 가능하게 장착되는 베어링 블록;
    상기 베어링 블록이 고정 장착되는 작업대; 및
    상기 작업대의 하부에 제공되며, 상기 작업대의 표면에 상방향 만곡부를 형성시켜 상기 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위한 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재
    를 포함하는 프라이밍 처리 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 상방향 만곡부의 최대 높이는 상기 외부면의 양 단부와 중앙부의 최대 편차에 대응하는 프라이밍 처리 장치.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 상방향 만곡부는 피에조 액추에이터에 의해 상기 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재를 각각 수직 방향으로 미세하게 이동시켜 형성되는 프라이밍 처리 장치.
  13. 프라이밍 처리 장치에 있어서,
    슬릿 노즐로부터 약액이 예비토출되는 프라이밍 롤러;
    세정액을 구비하며, 상기 세정액 내에 상기 프라이밍 롤러의 외부면 일부가 잠기도록 배치되는 세정조;
    상기 프라이밍 롤러의 외부면을 세정하는 세정모듈;
    상기 프라이밍 롤러의 양측 단부가 회전 가능하게 장착되는 베어링 블록;
    상기 베어링 블록이 고정 장착되는 작업대; 및
    상기 작업대의 하부에 제공되며, 상기 작업대의 표면에 상방향 만곡부를 형성시켜 상기 프라이밍 롤러의 자중에 의한 처짐을 방지하기 위한 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재
    를 포함하되,
    상기 외부면은 구면 반경(SR)을 갖도록 크라운 가공 처리되는
    프라이밍 처리 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 크라운 가공 처리된 상기 외부면의 크라운의 폭(W)은 상기 프라이밍 롤러의 회전시 자중에 의한 처짐량에 대응하여 정해지는 프라이밍 처리 장치.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 상방향 만곡부의 최대 높이는 상기 외부면 중 상부면의 양 단부와 중앙부의 최대 편차에 대응하는 프라이밍 처리 장치.
  16. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 상방향 만곡부는 피에조 액추에이터에 의해 상기 하나 이상의 처짐 방지용 지지 부재를 각각 수직 방향으로 미세하게 이동시켜 형성되는 프라이밍 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002240309A (ja) * 2001-02-21 2002-08-28 Sony Corp インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ
KR20100057265A (ko) * 2008-11-21 2010-05-31 주식회사 디엠에스 약액 예비토출장치

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