KR101301090B1 - 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤투롤(roll to roll) 인쇄기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 롤투롤 인쇄기에서 웹에 회로제품을 다층(Multi-layer)으로 인쇄할 경우 웹 층간 정렬오차를 최소화할 수 있는 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 상대회전하는 한 쌍의 패턴롤(1)과 압입롤(2) 사이로 웹(3)을 통과시켜 회로제품을 인쇄하는 롤투롤 인쇄기에 있어서, 상기 웹과 패턴롤 상에 각각에 형성된 웹 얼라인마크(M1)와 패턴롤 얼라인마크(M2); 상기 패턴롤의 전방에 위치되어 웹 얼라인마크를 촬영하는 제1카메라(110); 상기 패턴롤의 전방에 위치되어 상기 제1카메라(110)와 동시동작하면서 패턴롤 얼라인마크를 촬영하는 제2카메라(120); 상기 패턴롤의 후방에 위치되어 시운전시 웹에 인쇄된 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크의 위치를 촬영하는 제3카메라(130); 상기 패턴롤의 전방에 설치되며, 패턴롤 얼라인마크를 감지하여 상기 제1카메라 내지 제3카메라측에 작동신호를 발생시키는 트리거센서(140); 및 시운전시에는 제3카메라로부터 촬영정보를 전달받아 웹 얼라인마크와 정확하게 중첩될 수 있는 패턴롤 얼라인마크의 셋팅위치로 패턴롤 얼라인마크가 이동되도록 패턴롤의 구동모터(M)의 회전을 제어하고, 실운전시에는 제1카메라와 제2카메라로부터 얼라인마크들의 촬영정보를 전달받아 상기 셋팅위치로부터 벗어난 얼라인마크들의 위치편차를 통해 웹 층간 정렬오차를 산출하여 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어함으로써 상기 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해 주는 제어부(150)를 포함하여 구성된다.

Description

롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치 및 방법{Apparatus and method for compensating alignment error of web layers in roll to roll printer}

본 발명은 롤투롤(roll to roll) 인쇄기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 롤투롤 인쇄기에서 웹(Web)이라 불리는 필름에 회로제품을 다층(Multi-layer)으로 인쇄할 경우 웹 층간 정렬오차를 최소화할 수 있는 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치 및 방법에 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 말다.

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 웹이 최대 60m/min의 속도로 연속적으로 이송되면서 인쇄 또는 코팅이 이루어지고 기판 또한 그 두께가 100미크론 이하의 유연한 필름 형태이므로, 웹이 정상적으로 이송되지 못하면서 웹 층간 정렬도가 불량해지는 문제가 발생된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 웹에 항상 일정수준의 일정한 장력이 부여되어야 하고 웹을 피딩하는 제반 부품들이 매우 정밀하게 가공되고 조립되어야 하며, 인쇄 후 건조시 열에 의한 팽창 등에 의한 변형이 완벽하게 차단되어야 한다.

그러나, 현실적으로 아무리 기계가공을 정밀하게 수행한다 하더라도 가공오차나 조립오차를 완전히 제거할 수는 없다. 예컨대, 기계 가공한 원통에 구리를 도금한 후 회로 형상으로 음각하고 그 위에 내구성을 위해 크롬 등을 코팅하여 제작되는 패턴실린더의 경우, 기계 가공시 원통의 동심도 오차가 발생하는 것을 피할 수 없게 되는데 이러한 동심도 오차가 회전시 회전 반경을 변화시키면서 패턴실린더의 잉크전이 순간의 선속도의 변화를 유발시켜 정렬도의 오차를 발생시키게 되는 것이다.

또한, 인쇄 후에 인쇄된 잉크를 열로써 건조하는 과정에서는 통상적으로 웹이 열변형에 민감한 금속이나 폴리머재질로 제작되어 있고 각 층마다 인쇄되는 잉크의 재질이 모두 다르며 이에 따라 건조에 필요한 열에너지량이 다르기 때문에 각층별로 각기 다른 열변형이 일어나게 되고 층간 정렬도가 불량해지는 것을 막을 수 없는 것이다. 여기에, 인쇄기의 건조부 내의 온도분포가 균일하지 않고 다층 인쇄를 위해 복수로 설치된 건조부간의 온도 또한 각기 다르고 건조열로 인한 인쇄구간별 웹의 길이변화량도 다르다는 점을 감안하면 층간 정렬도는 더욱 불량해지게 된다.

이와 같이 웹 층간 정렬도가 불량해지는 문제를 해결하기 위한 종래기술로는 도 1에 도시된 바와 같이, 상대회전하는 한 쌍의 패턴롤(1)과 압입롤(2) 사이로 웹(3)을 통과시켜 회로제품을 인쇄하는 롤투롤 인쇄기에 대하여, 웹(3)과 패턴롤(1) 상에 각각 얼라인마크(M1,M2)를 형성시키고 인쇄 직후 CCD카메라(10)와 같은 광학기기를 이용하여 중첩 인쇄된 얼라인마크(M1,M2)가 얼마나 어긋났는지를 통해 층간 정렬오차를 산출하고 이를 인쇄패턴이 새겨진 패턴롤(1)의 회전구동모터(M) 제어기에 피드백하여 웹(3)과의 상대변위를 발생시켜 정렬오차를 보상하는 기술이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 CCD카메라(10)가 웹(3)에 걸리는 장력의 변화, 건조부의 온도변화 등에 의한 웹(3)의 길이 변화들이 이미 인쇄에 반영된 웹(3)을 촬영한 데이터를 근거로 정렬오차를 보상하도록 되어 있어서 그 보상효과가 제한적일 수밖에 없다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 웹을 비롯한 제반부품들로부터 발생되는 웹 층간 정렬오차를 인쇄 직전에 보상하여 웹 층간 정렬도가 크게 향상되도록 한 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상대회전하는 한 쌍의 패턴롤과 압입롤 사이로 웹을 통과시켜 회로제품을 인쇄하는 롤투롤 인쇄기에 있어서, 상기 웹과 패턴롤 상에 각각에 형성된 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크; 상기 패턴롤의 전방에 위치되어 웹 얼라인마크를 촬영하는 제1카메라; 상기 패턴롤의 전방에 위치되어 상기 제1카메라와 동시동작하면서 패턴롤 얼라인마크를 촬영하는 제2카메라; 상기 패턴롤의 후방에 위치되어 시운전시 웹에 인쇄된 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크의 위치를 촬영하는 제3카메라; 상기 패턴롤의 전방에 설치되며, 패턴롤 얼라인마크를 감지하여 상기 제1카메라 내지 제3카메라측에 작동신호를 발생시키는 트리거센서; 및 시운전시에는 제3카메라로부터 촬영정보를 전달받아 웹 얼라인마크와 정확하게 중첩될 수 있는 패턴롤 얼라인마크의 셋팅위치로 패턴롤 얼라인마크가 이동되도록 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어하고, 실운전시에는 제1카메라와 제2카메라로부터 얼라인마크들의 촬영정보를 전달받아 상기 셋팅위치로부터 벗어난 얼라인마크들의 위치편차를 통해 웹 층간 정렬오차를 산출하여 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어함으로써 상기 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해 주는 제어부(150)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 패턴롤의 일측에는 패턴롤 얼라인마크와 동일 원주상에 위치하는 원점마크가 더 형성되고, 상기 패턴롤의 전방에는 상기 원점마크를 인식하여 상기 제어부로 원점신호를 전송하는 원점감시센서가 더 설치될 수 있다.

그리고 본 발명의 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상방법은 웹과 패턴롤 상에 얼라인마크를 형성시키는 제1단계와, 시운전 상태에서 제1 내지 제3카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크가 정확하게 중첩될 수 있도록 각 얼라인마크들의 위치를 셋팅하는 제2단계와, 실운전 상태에서 제1카메라와 제2카메라로부터 얻어지는 얼라인마크들의 위치와 상기 제2단계에서의 셋팅된 위치로부터 산출되는 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보정하는 제3단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 제2단계는 제1카메라와 제2카메라가 각각 패턴롤을 통과하기 직전의 웹과 패턴롤에 형성된 얼라인마크들을 촬영하는 단계와, 제3카메라가 인쇄된 웹과 패턴롤에 형성된 얼라인마크들을 촬영하는 단계와, 제어부가 제3카메라로부터 영상정보를 전달받아 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크가 정확하게 일치된 상태로 인쇄될 수 있도록 웹 얼라인마크를 기준으로 하는 셋팅위치를 산출하는 단계와, 제어부가 상기 셋팅위치에 패턴롤 얼라인마크가 위치하도록 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어하는 단계로 구성될 수 있다.

또한, 제3단계는 제1카메라와 제2카메라가 각각 패턴롤을 통과하기 직전의 웹과 패턴롤에 형성된 얼라인마크들을 촬영하는 단계와, 제어부가 제1카메라와 제2카메라로부터 영상정보를 전달받아 셋팅위치로부터 벗어난 얼라인마크들의 위치편차를 통해 웹 층간 정렬오차를 산출하는 단계와, 제어부가 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어하여 패턴롤 얼라인마크를 위치편차만큼 이동시킴으로써 발생된 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해주는 단계로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 패턴롤 전방에 웹과 패턴롤에 형성된 얼라인마크들을 촬영하는 제1카메라와 제2카메라를 설치하고 패턴롤 후방에 웹에 인쇄된 얼라인마크들을 촬영하는 제3카메라를 설치하여, 시운전시에 얼라인마크들이 완전히 중첩되게 인쇄되어지는 패턴롤의 위치를 파악하여 미리 셋팅해 놓은 다음 실운전시에 제1카메라와 제2카메라로부터 획득되는 얼라인마크의 위치와 셋팅위치를 비교하여 웹 층간 정렬오차를 산출하고 패턴롤의 구동을 제어하여 인쇄 직전까지의 웹을 비롯한 제반부품들의 모든 오차가 반영된 상태에서 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해 주도록 함으로써, 웹 층간 정렬오차가 인쇄가 이루어진 후에 보상되도록 하는 종래에 비해 웹 층간 정렬도가 매우 우수해지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치를 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.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웹 층간 정렬오차 보상장치는 상대회전하는 한 쌍의 패턴롤(1)과 압입롤(2) 사이로 웹(3)을 통과시켜 회로제품을 인쇄하는 롤투롤 인쇄기에 적용된다.

본 발명은 상기 웹(3)과 패턴롤(1) 상에 각각 형성된 웹 얼라인마크(M1)와 패턴롤 얼라인마크(M2)를 기본적으로 구비하며, 여기에 상기 패턴롤(1)의 전방에 위치된 제1카메라(110)와, 상기 패턴롤(1)의 전방에 위치된 제2카메라(120)와, 상기 패턴롤(1)의 후방에 위치된 제3카메라(130)와, 상기 패턴롤 얼라인마크(M2)를 감지하여 상기 제1카메라(110) 내지 제3카메라측에 작동신호를 발생시키는 트리거센서(140)와, 상기 제1카메라(110) 내지 제3카메라(130)로부터 촬영정보를 전달받아 웹 층간 정렬오차를 산출하여 이를 실시간으로 보상해주도록 패턴롤(1)의 동작을 제어하는 제어부(150)로 구성된다.

웹(3)에 형성되는 얼라인마크(M1)는 필요에 따라 단독으로 형성될 수도 있고 패턴롤(1)의 원주를 따라 일정 간격으로 반복형성될 수도 있다. 그리고, 패턴롤 얼라인마크(M2)는 웹 얼라인마크(M1)와 인쇄지점에서 정확하게 중첩되는 위치에 형성된다. 따라서, 상기 패턴롤 얼라인마크(M2)는 패턴롤(1)의 회전시 웹 얼라인마크(M1)와 중첩된 상태로 웹(3)에 인쇄된다.

제1카메라(110)는 상기 패턴롤(1)의 전방에 위치되어 웹 얼라인마크(M1)를 촬영한다. 상기 제1카메라(110)는 통상의 CCD카메라가 적당하며 외부로부터 작동신호를 입력받아 촬영동작을 수행하고 촬영된 영상자료는 제어부(150)로 보내도록 프로그램되어 있다.

상기 작동신호는 패턴롤(1)의 전방에 설치된 트리거센서(140)(trigger sensor)에 의해 발생되도록 한다. 트리거신호는 패턴롤(1)의 전방에 설치되어 패턴롤 얼라인마크(M2)를 감지한다. 그리고 상기 트리거 신호는 1개의 신호가 입력될 때 1개의 정해진 간격의 펄스 신호를 출력한 후 원위치되어 대기상태가 되기 때문에 일정한 주기로 신호를 출력하는 정형적인 작동신호로서 매우 적합하다.

제2카메라(120)는 상기 패턴롤(1)의 전방에 위치되어 패턴롤 얼라인마크(M2)를 촬영한다. 상기 제2카메라(120)는 상기 제1카메라(110)와 동시동작하도록 설치된다. 상기 제2카메라(120) 역시 통상의 CCD카메라가 적당하며 제1카메라(110)로 입력되는 동일한 트리거신호를 트리거센서(140)로부터 입력받아 촬영동작을 수행하고 촬영된 영상자료는 제어부(150)로 보내도록 프로그램되어 있다.

제3카메라(130)는 상기 패턴롤(1)의 후방에 위치되어 시운전시 웹(3)에 중첩 인쇄된 웹 얼라인마크(M1)와 패턴롤 얼라인마크(M2)를 촬영한다. 상기 제3카메라(130)는 상기 제1카메라(110)나 제2카메라(120)와 마찬가지로 통상의 CCD카메라가 적당하며 트리거센서(140)로부터 트리거신호를 입력받아 촬영동작을 수행하고 촬영된 영상자료는 제어부(150)로 보내도록 프로그램되어 있다.

그리고 상기 트리거센서(140)는 제1카메라(110)와 제2카메라(120)측으로 트리거신호가 입력됨과 동시에 상기 제3카메라(130)측으로도 트리거신호가 입력되도록 프로그램되어 있다. 이 경우, 제3카메라(130)는 촬영주기와 얼라인마크(M1,M2)의 이동주기가 일치하도록 설치된다. 따라서, 최초로 제3카메라(130)가 촬영한 영상에는 제1카메라(110)와 제2카메라(120)가 촬영한 얼라인마크(M1,M2)가 찍히지 않게 되지만 특정횟수의 촬영이 이루어진 다음부터는 중첩된 얼라인마크(M1,M2) 데이터가 얻어지게 되며, 제어부(150)는 특정회수의 촬영이 이루어진 후에 제3카메라(130)로부터 얻어진 데이터를 최초의 얼라인마크(M1,M2)로 인식한다. 이와 같이 트리거센서(140)가 제1카메라(110) 내지 제3카메라(130)측으로 트리거신호를 동시에 발생시키도록 프램그램되면 제1카메라(110) 내지 제3카메라(130)의 동작제어를 매우 용이하게 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 트리거센서(140)는 제1카메라(110)와 제2카메라(120)로 트리거신호를 발생시킨 뒤 시운전시에 한하여 일정시간이 경과하면 새로운 트리거신호를 제3카메라(130)측으로 발생시키도록 프로그램될 수도 있다. 이 경우, 제1카메라(110) 내지 제3카메라(130)의 동작제어는 트리거신호가 동시에 입력되도록 하는 전자의 경우에 비해 다소 어려워질 수는 있으나, 특정횟수의 불필요한 선행촬영 과정 없이 단 1회의 촬영을 통해 제3카메라(130)로부터 얼라인마크(M1,M2) 데이터를 얻을 수 있다는 이점이 있다.

제어부(150)는 시운전시에 제3카메라(130)로부터 촬영정보를 전달받아 웹 얼라인마크(M1)와 정확하게 중첩될 수 있도록 웹 얼라인마크(M1)를 기준으로 하는 셋팅위치를 설정하고, 이 셋팅위치로 패턴롤 얼라인마크(M2)가 이동되도록 패턴롤(1)의 구동모터(M)의 회전을 제어한다.

또한, 상기 제어부(150)는 실운전시에 제1카메라(110)와 제2카메라(120)로부터 얼라인마크들(M1,M2)의 촬영정보를 전달받아 상기 셋팅위치로부터 벗어난 얼라인마크(M1,M2)들의 위치편차를 통해 웹 층간 정렬오차를 산출한다. 그리고 산출된 웹 층간 정렬오차에 근거하여 패턴롤(1)의 구동모터(M)의 회전을 제어함으로써 상기 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해 준다.

한편, 상기 패턴롤(1) 상의 인쇄시작점에는 패턴롤 얼라인마크(M2)와 동일 원주상에 위치하는 원점마크(M3)가 더 형성되고, 상기 패턴롤(1)의 전방에는 상기 원점마크(M3)를 인식하는 원점감시센서(160)가 더 설치될 수도 있다. 원점감시센서(160)는 제어부(150)로 원점신호를 발생시킨다. 이때, 원점감시센서(160)는 패턴롤(1)의 진행방향을 기준으로 할 때 트리거센서(140) 보다 전방에 배치하여 원점감시센서(160)가 원점마크(M3)를 먼저 인식한 후 트리거센서(140)가 원점마크(M3)와 동일원주상에 위치한 패턴롤 얼라인마크(M2)를 나중에 인식하게 함으로써 제어부(150)가 원점신호가 입력되고 난 뒤 제1카메라(110)와 제2카메라(120)로부터 전송된 촬영데이터가 첫번째 패턴롤 얼라인마크(M2)를 촬영한 데이터임을 인식할 수 있도록 한다. 이에 따라서 제어부(150)는 원점신호를 통해 첫번째 패턴롤 얼라인마크(M2)를 구별할 수 있게 된다. 만일 원점마크(M3)와 같은 기준점 없다면 다층 인쇄과정에서 인쇄시작 위치를 파악하기가 어렵게 되므로 첫번째 패턴롤 얼라인마크(M2)의 위치를 셋팅하기도 어려워진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치를 통해 각 처리공정에서 시시각각 변화하는 웹(3)의 길이변화는 물론 제반 부품들의 가공, 조립오차 및 동심도 오차 등을 모두 반영하여 인쇄 직전단계에서 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보정해 주는 과정을 살펴본다.

본 발명에 따른 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상방법은 웹(3)과 패턴롤(1) 상에 얼라인마크(M1,M2)를 형성시키는 제1단계와, 시운전 상태에서 제 1 내지 제3카메라(110,120,130)를 통해 촬영된 영상을 분석하여 웹 얼라인마크(M1)와 패턴롤 얼라인마크(M2)가 정확하게 중첩될 수 있도록 각 얼라인마크들(M1,M2)의 위치를 셋팅하는 제2단계와, 실운전 상태에서 제1카메라(110)와 제2카메라(120)로부터 얻어지는 얼라인마크들(M1,M2)의 위치와 상기 제2단계에서의 셋팅된 위치로부터 산출되는 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보정하는 제3단계로 이루어진다.

먼저, 제 1단계로서 웹(3)에 패턴롤(1)의 원주 간격으로 웹 얼라인마크(M1)를 반복형성시키고 패턴롤(1)에 상기 웹 얼라인마크(M1)에 대응되는 패턴롤 얼라인마크(M2)를 형성시킨다.

그리고 제2단계로서, 시운전 상태에서 얼라인마크들(M1,M2)의 초기위치를 셋팅한다. 즉, 패턴롤(1)이 회전함에 따라 트리거센서(140)가 첫번째 패턴롤 얼라인마크(M2)를 감지하여 제1카메라(110)와 제2카메라(120)측으로 트리거신호를 발생시키면, 제1카메라(110)와 제2카메라(120)가 트리거신호를 받아 패턴롤(1)을 통과하기 직전의 웹(3)과 패턴롤(1) 상에 형성된 얼라인마크(M1,M2)를 촬영한다.

그리고, 제1카메라(110)와 제2카메라(120)에 트리거신호가 발생됨과 동시에 제3카메라(130)에도 트리거신호가 발생된다. 이 경우 제1카메라(110) 및 제2카메라(120)와의 설치위치상의 차이로 인해 제3카메라(130)에서는 특정횟수의 촬영이 이루어진 다음 중첩된 웹 얼라인마크(M1)와 패턴롤 얼라인마크(M2)가 촬영된다. 제어부는 제3카메라(130)로부터 획득된 영상을 분석하여 웹 얼라인마크(M1)와 패턴롤 얼라인마크(M2)가 정확하게 일치된 상태로 중첩되도록 웹 얼라인마크(M1)의 위치를 기준으로 셋팅위치로 정한 다음 패턴롤(1)의 구동모터(M)의 회전을 제어하여 패턴롤 얼라인마크(M2)를 셋팅위치로 이동시킨다.

패턴롤 얼라인마크(M2)의 위치 이동은 패턴롤(1)의 회전속도를 일정시간 동안만 순간적으로 느려지게 하거나 빨라지게 하여 패턴롤(1)과 웹(3)과의 슬립을 인위적으로 발생시켜 이루어지도록 한다. 제어부(150)는 구동모터(M)의 엔코더(encoder)로부터 출력되는 펄스단위로 제어하여 패턴롤(1)의 회전이 정밀하게 제어되도록 한다.

한편, 인쇄가 이루어진 직후 일정시간이 경과하면 자동적으로 트리거신호가 제3카메라(130)측으로 발생되도록 할 수도 있다. 이 경우, 트리거센서(140)를 입력받은 제3카메라(130)는 인쇄된 웹(3)과 패턴롤(1) 상에 형성된 얼라인마크(M1,M2)를 촬영한다. 이렇게 하면, 얼라인마크들(M1,M2)이 중첩된 영상이 제3카메라(130)로부터 획득되는데, 이때 제어부(150)는 획득된 영상을 분석하여 웹 얼라인마크(M1)와 패턴롤 얼라인마크(M2)가 정확하게 일치된 상태로 중첩되도록 웹 얼라인마크(M1)의 위치를 기준으로 셋팅위치로 정한 다음 패턴롤(1)의 구동모터(M)의 회전을 제어하여 패턴롤 얼라인마크(M2)를 셋팅위치로 이동시킨다. 패턴롤 얼라인마크(M2)의 위치 이동은 상술한 바와 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 패턴롤(1)에 원점마크(M3)가 형성된 경우, 제어부(150)는 원점감시센서(160)로부터 원점신호를 입력받은 후 제1카메라(110)와 제2카메라(120)로부터 입력되는 촬영데이터가 첫번째 패턴롤 얼라인마크(M2)인 것으로 판단하고, 이 패턴롤 얼라인마크(M2)에 대하여 위치를 셋팅한다. 이 경우, 인쇄시작점에서부터 정밀한 오차관리가 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이 얼라인마크들(M1,M2)들의 셋팅이 완료되면 제3단계로서 실운전을 수행하면서 다음과 같은 순서에 따라 웹 층간 정렬오차를 산출하여 실시간으로 보정한다.

먼저, 실운전 상태에서 트리거센서(140)가 패턴롤 얼라인마크(M2)를 인식하면 제1카메라(110)와 제2카메라(120)측으로 트리거신호가 발생되고, 트리거신호를 입력받은 제1카메라(110)와 제2카메라(120)는 인쇄직전 상태의 웹과 패턴롤 얼라인마크(M1,M2)들을 동시촬영한다. 제1카메라(110)와 제2카메라(120)에 의해 촬영된 영상정보는 제어부(150)로 전달되는데, 상기 제어부(150)는 제1카메라(110)와 제2카메라(120)로부터 획득된 영상정보를 분석하여 시운전시 설정된 셋팅위치와 실운전시 촬영된 얼라인마크들(M1,M2) 위치와의 위치편차로서 웹 층간 정렬오차를 산출한다. 이와 같이 웹 층간 정렬오차를 산출한 제어부(150)는 시운전시와 동일한 방법으로 인쇄가 이루어지기 이전에 패턴롤(1)의 구동모터(M)의 회전을 제어하여 패턴롤 얼라인마크(M2)를 위치편차 만큼 순간적으로 이동시킴으로써 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해 준다.

이와 같이, 본 발명은 웹(3)을 비롯한 제반부품들로부터 발생되는 모든 웹 층간 정렬오차가 인쇄가 이루어지기 직전에 실시간으로 보상되므로 웹 층간 인쇄의 정밀도가 매우 우수해진다.

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.

1...패턴롤 2...압입롤
3...웹 110...제1카메라
120...제2카메라 130...제3카메라
140...트리거센서 150...제어부
160...원점감시센서 M1...웹 얼라인마크
M2...패턴롤 얼라인마크 M3...원점마크

Claims (5)

1. 상대회전하는 한 쌍의 패턴롤과 압입롤 사이로 웹을 통과시켜 회로제품을 인쇄하는 롤투롤 인쇄기에 있어서,
   상기 웹과 패턴롤 상에 각각에 형성된 얼라인마크;
   상기 패턴롤의 전방에 위치되어 웹 얼라인마크를 촬영하는 제1카메라;
   상기 패턴롤의 전방에 위치되어 상기 제1카메라와 동시동작하면서 패턴롤 얼라인마크를 촬영하는 제2카메라;
   상기 패턴롤의 후방에 위치되어 시운전시 웹에 인쇄된 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크의 위치를 촬영하는 제3카메라;
   상기 패턴롤의 전방에 설치되며, 패턴롤에 형성된 얼라인마크를 감지하여 상기 제1카메라 내지 제3카메라측에 작동신호를 발생시키는 트리거센서; 및
   시운전시에는 제3카메라로부터 촬영정보를 전달받아 웹 얼라인마크와 정확하게 중첩될 수 있는 패턴롤 얼라인마크의 셋팅위치로 패턴롤 얼라인마크가 이동되도록 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어하고, 실운전시에는 제1카메라와 제2카메라로부터 얼라인마크들의 촬영정보를 전달받아 상기 셋팅위치로부터 벗어난 얼라인마크들의 위치편차를 통해 웹 층간 정렬오차를 산출하여 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어함으로써 상기 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해 주는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 패턴롤의 일측에는 패턴롤 얼라인마크와 동일 원주상에 위치하는 원점마크가 더 형성되고,
   상기 패턴롤의 전방에는 상기 원점마크를 인식하여 상기 제어부로 원점신호를 전송하는 원점감시센서가 더 설치된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치.
3. 제 1항 및 제2항의 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상장치를 이용한 웹 층간 정렬오차 보상방법에 있어서,
   웹과 패턴롤 상에 얼라인마크를 형성시키는 제1단계;
   시운전 상태에서 제1 내지 제3카메라를 통해 촬영된 영상을 분석하여 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크가 정확하게 중첩될 수 있도록 각 얼라인마크들의 위치를 셋팅하는 제2단계;
   실운전 상태에서 제1카메라와 제2카메라로부터 얻어지는 얼라인마크들의 위치와 상기 제2단계에서의 셋팅된 위치로부터 산출되는 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보정하는 제3단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제2단계는
   제1카메라와 제2카메라가 각각 패턴롤을 통과하기 직전의 웹과 패턴롤에 형성된 얼라인마크들을 촬영하는 단계와,
   제3카메라가 인쇄된 웹과 패턴롤에 형성된 얼라인마크들을 촬영하는 단계와,
   제어부가 제3카메라로부터 영상정보를 전달받아 웹 얼라인마크와 패턴롤 얼라인마크가 정확하게 일치된 상태로 인쇄될 수 있도록 웹 얼라인마크를 기준으로 하는 셋팅위치를 산출하는 단계와,
   제어부가 상기 셋팅위치에 패턴롤 얼라인마크가 위치하도록 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상방법.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 제3단계는
   제1카메라와 제2카메라가 각각 패턴롤을 통과하기 직전의 웹과 패턴롤에 형성된 얼라인마크들을 촬영하는 단계와,
   제어부가 제1카메라와 제2카메라로부터 영상정보를 전달받아 셋팅위치로부터 벗어난 얼라인마크들의 위치편차를 통해 웹 층간 정렬오차를 산출하는 단계와,
   제어부가 패턴롤의 구동모터의 회전을 제어하여 패턴롤 얼라인마크를 위치편차만큼 이동시킴으로써 발생된 웹 층간 정렬오차를 실시간으로 보상해주는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄기의 웹 층간 정렬오차 보상방법.

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