KR101629728B1 - 정밀 얼라인 마킹을 갖춘 롤투롤 프린팅 장치 - Google Patents

정밀 얼라인 마킹을 갖춘 롤투롤 프린팅 장치 Download PDF

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Abstract

프린팅 장치는 기판 공급부, 프린팅 유닛, 가이딩부, 기판 회수부 및 레이저 마킹유닛을 포함한다. 상기 기판 공급부는 기판부를 공급한다. 상기 프린팅 유닛은 상기 기판부 상에 인쇄를 수행한다. 상기 가이딩부는 제1 이송롤을 포함하여 상기 기판 공급부와 상기 프린팅 유닛 사이에 상기 기판부를 이송한다. 상기 기판 회수부는 상기 프린팅 유닛에서 인쇄된 기판부를 회수한다. 상기 레이저 마킹유닛은 상기 제1 이송롤의 상부에 위치하여, 상기 기판부 상에 레이저를 조사하여 얼라인 마크(align mark)를 마킹(marking)한다.

Description

정밀 얼라인 마킹을 갖춘 롤투롤 프린팅 장치{ROLL TO ROLL PRINTING SYSTEM WITH A PRECISION ALIGNMENT MARKER}
본 발명은 정밀 얼라인 마킹을 갖춘 롤투롤 프린팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프린팅 수행시 프린팅 공정의 실시간 보정을 위한 정밀 얼라인 마킹이 가능한 프린팅 장치에 관한 것이다.
스크린 프린팅, 롤 프린팅, 잉크젯 프린팅 등 다양한 프린팅 공정에서, 기판부에 균일한 프린팅을 수행하는 것이 필요하며, 이에 따라 기판부의 정렬 기술에 대한 다수의 연구가 수행되고 있다.
예를 들어, 대한민국 특허출원 제10-2010-0106338호는 연속공정 롤투롤 인쇄장치에서, 인쇄롤의 속도변화로 인한 레지스터 에러를 보정하는 장치에 관한 것으로 인쇄롤의 형상 오차를 바탕으로 인쇄롤의 회전중심을 변경하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 현재까지 개발된 기술들에서는 인쇄롤이나 닥터 블레이드 등의 위치를 직접 계측하여 피드백 제어를 수행하는 단편적인 피드백 제어 기술만 연구되고 있어, 오차가 발생할 수 있는 다양한 요인을 종합적으로 파악하여 다양한 피드백 제어를 통합적으로 수행하는 기술에 대한 연구는 미진하며, 특히 인쇄롤이나 닥터 블레이드 등을 직접 계측하여 피드백하는 기술에서는 상대적으로 인쇄롤이나 닥터 블레이드 등의 위치 계측을 위한 계측장치의 높은 정밀도가 요구되어 계측 장비 등의 설치에 비용이 증가하는 문제가 있다.
나아가, 생산성의 향상을 위해 기판부를 연속적으로 공급하는 연속 프린팅 공정이 요구되고 있으나, 이와 같이 기판부가 연속적으로 공급되는 공정에서 상기 기판부를 실시간으로 정렬하는 기술은 아직까지 개발되지 못하는 상황이다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 보다 정확한 얼라인 마크의 형성 및 이를 바탕으로 한 기판의 정렬의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 정밀 얼라인 마킹이 가능한 프린팅 장치에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 프린팅 장치는 기판 공급부, 프린팅 유닛, 가이딩부, 기판 회수부 및 레이저 마킹유닛을 포함한다. 상기 기판 공급부는 기판부를 공급한다. 상기 프린팅 유닛은 상기 기판부 상에 인쇄를 수행한다. 상기 가이딩부는 제1 이송롤을 포함하여 상기 기판 공급부와 상기 프린팅 유닛 사이에 상기 기판부를 이송한다. 상기 기판 회수부는 상기 프린팅 유닛에서 인쇄된 기판부를 회수한다. 상기 레이저 마킹유닛은 상기 제1 이송롤의 상부에 위치하여, 상기 기판부 상에 레이저를 조사하여 얼라인 마크(align mark)를 마킹(marking)한다.
일 실시예에서, 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을 제어하는 마킹 제어부를 더 포함하며, 상기 마킹 제어부는, 상기 제1 이송롤의 기판 이송속도를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을 제어하여 상기 기판부 상에 일정한 얼라인 마크를 마킹할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 이송롤에는 엔코더가 부착되고, 상기 엔코더 신호가 상기 마킹 제어부로 제공되어 상기 레이저 마킹유닛의 마킹이 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 이송롤로 유도되는 상기 기판부의 장력을 측정하거나 상기 제1 이송롤을 통과한 상기 기판부의 장력을 측정하는 장력측정롤을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마킹 제어부는 상기 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력을 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장력측정롤은 상기 기판 공급부와 상기 제1 이송롤의 사이에서 상기 기판부의 장력을 측정하는 제1 장력측정롤, 및 상기 제1 이송롤과 상기 프린팅 유닛 사이에서 상기 기판부의 장력을 측정하는 제2 장력측정롤을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력을 바탕으로 이송제어부는 상기 기판공급부의 기판 공급속도를 제어하고, 상기 제2 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력을 바탕으로 상기 이송제어부는 상기 제1 이송롤의 기판 이송속도를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장력측정롤은 상기 프린팅 유닛과 상기 기판 회수부의 사이에서 상기 기판부의 장력을 측정하는 제3 장력측정롤을 더 포함하며, 상기 제3 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력을 바탕으로 상기 이송제어부는 상기 기판회수부의 기판 회수속도를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 이송롤과 상기 프린팅 유닛 사이에서 상기 기판부의 얼라인 마크를 모니터링 하는 제1 모니터링부, 및 상기 프린팅 유닛과 상기 기판 회수부 사이에서, 상기 기판부의 얼라인 마크를 모니터링 하는 제2 모니터링부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 모니터링부들에서 계측된 정보를 바탕으로, 기판제어부는 상기 기판부를 실시간으로 제어하고, 프린팅제어부는 상기 프린팅 유닛을 실시간으로 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프린팅 유닛은 스크린 프린팅, 롤 프린팅, 잉크젯 프린팅 중 어느 하나의 프린팅 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 레이저 마킹유닛을 통해 기판부 상에 레이저를 직접 조사하여 얼라인 마크를 마킹하므로 상기 기판부의 정렬 상태 계측 및 정렬 상태의 보정을 실시간으로 수행할 수 있어 프린팅 장치의 인쇄 신뢰성이 향상된다.
특히, 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을, 마킹 제어부가 제1 이송롤의 기판 이송속도를 바탕으로 제어하여 수행하므로 상기 얼라인 마크의 정확도와 정밀도가 향상된다. 나아가, 상기 제1 이송롤에 엔코더가 부착되어 상기 엔코더의 신호를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛의 마킹이 제어되므로, 보다 정확하고 정밀한 얼라인 마크의 형성 및 실시간 제어가 가능하다.
나아가, 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을, 제1 이송롤의 기판 이송속도 외에 기판부의 장력을 측정하는 장력측정롤의 계측 결과를 바탕으로 제어하므로 상기 레이저 마킹의 제어를 보다 정확하게 수행할 수 있다.
특히, 상기 장력측정롤을 통해 기판부의 장력을 바탕으로 파악된 기판부의 변형 상태에 관한 정보를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛의 마킹이 제어되는 것은 물론, 이송롤, 기판 공급부 또는 기판 회수부를 통한 기판부 이송속도도 제어될 수 있어, 전체적으로 기판부의 일정한 이송이 유도되어 프린팅 공정의 신뢰성이 향상된다.
한편, 상기 얼라인 마크를 인쇄 전과 후에 각각 제1 및 제2 모니터링부들에 의해 계측하여, 상기 얼라인 마크의 변화를 실시간으로 계측하고, 이를 피드백하여 기판부 및 프린팅 유닛를 제어하므로, 인쇄의 신뢰성이 향상되고, 모니터링 및 계측 장치의 단순화가 가능하다.
나아가, 본 실시예에 의한 실시간 모니터링 및 피드백 제어 기술은 스크린 프린팅, 롤 프린팅, 잉크젯 프린팅 등 다양한 인쇄 공정에 적용될 수 있으므로 인쇄 공정에서의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정밀 얼라인 마킹이 가능한 프린팅 장치를 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 레이저 마킹유닛의 레이저 마킹의 예를 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1의 프린팅 장치의 레이저 마킹 및 실시간 얼라인먼트(alignment) 상태를 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3에서 실시간 얼라인먼트를 통한 레이저 마킹 상태를 보다 상세히 도시한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 롤투롤 얼라인 마킹이 가능한 프린팅 장치를 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 레이저 마킹유닛의 레이저 마킹의 예를 도시한 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 롤투롤 프린팅 장치(10)는 기판 공급부(110), 기판부(111), 가이딩부(120), 프린팅 유닛(200), 후처리부(130), 기판 회수부(140), 레이저 마킹유닛(150), 제1 모니터링부(160), 제2 모니터링부(170) 및 제어부(300)를 포함한다.
상기 기판 공급부(110)는 상기 기판부(111)를 연속적으로 공급하며, 롤러에 감긴 기판부(111)는 상기 기판 공급부(110)의 회전에 따라 상기 가이딩부(120)로 공급된다.
상기 가이딩부(120)는 상기 기판 공급부(110)로부터 공급되는 상기 기판부(111)를 가이드하며, 상기 프린팅유닛(200)으로 이송시킨다.
상기 가이딩부(120)는 복수의 롤들을 포함하여 상기 기판부(111)를 가이드하는데, 복수의 롤들 중에는 제1 장력측정롤(121)과 제1 이송롤(122)을 포함할 수 있다.
상기 제1 장력측정롤(121)은 회전 롤러에 로드셀이 장착되어, 상기 기판부(111)가 상기 제1 장력측정롤(121)의 외면을 따라 이송될 때, 상기 기판부(111)가 상기 제1 장력측정롤(121)에 인가하는 장력을 측정할 수 있다. 이렇게 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보는 후술할 제어부(300)로 제공되며, 상기 제어부(300)는 상기 제1 장력측정롤(121)에 가장 근접하여 기판부의 이송 속도를 제어할 수 있는 상기 기판 공급부(110)를 제어하여, 상기 기판부(111)의 이송 속도를 제어한다.
상기 제1 이송롤(122)은 후술되는 제2 장력측정롤(201)의 장력 측정결과를 바탕으로 회전 속도의 변경을 통해 상기 기판부(111)의 이송 속도를 제어한다.
상기 기판부(111)는 상기 기판 공급부(110)로부터 공급되어 표면에 인쇄 공정이 수행된 후 상기 기판 회수부(140)로 회수되며, 유연성(flexible) 재질을 포함한다.
상기 프린팅 유닛(200)은 제2 장력측정롤(201), 제3 장력측정롤(202), 및 프린팅부(210)를 포함한다.
상기 제2 장력측정롤(201)은 상기 제1 이송롤(122)과 상기 이송 스테이지(210)의 사이에서 상기 기판부(111)를 이송시키며, 상기 제1 장력측정롤(121)과 마찬가지로 회전 롤러에 로드셀이 장착되어 상기 기판부(111)가 상기 제2 장력측정롤(201)에 작용하는 장력을 측정한다.
이렇게 측정된 장력은 상기 제어부(300)로 제공되고, 상기 제어부(300)의 이송 제어부(310)는 상기 제1 이송롤(122)의 회전 속도를 변경시켜, 상기 기판부(111)의 이송속도를 제어한다. 또한, 상기 측정된 장력을 바탕으로, 상기 제어부(300)의 마킹 제어부(340)는 상기 레이저 마킹유닛(150)의 마킹을 제어한다.
상기 제3 장력측정롤(202)은 상기 프린팅 유닛(200)을 통과한 상기 기판부(111)의 장력을 측정하며, 상기 제3 장력측정롤(202)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보도 상기 제어부(300)로 제공되고, 상기 제어부(300)는 후술되는 제2 이송롤(131)의 회전 속도를 변경시켜, 상기 기판부(111)의 이송속도를 제어한다.
상기 프린팅 유닛(200)의 상기 프린팅부(210)에서는 상기 기판부(111)에 인쇄를 수행하며, 상기 프린팅 유닛(200)은 다양한 형태의 인쇄 공정이 모두 적용될 수 있다. 즉, 상기 프린팅 유닛(200)은 예를 들어, 스크린 프린팅을 수행하는 스크린 프린팅 유닛, 롤 프린팅을 수행하는 롤 프린팅 유닛, 잉크젯 프린팅을 수행하는 잉크젯 프린팅 유닛 등일 수 있다.
한편, 상기 프린팅 유닛(200)에서 다양한 형태의 인쇄 공정이 적용되더라도, 상기 프린팅 유닛(200)으로 공급되는 상기 기판부(111)는 정해진 위치, 속도 등을 유지하여야 하며, 상기 프린팅부(210)의 프린팅 메커니즘도 균일하게 유지되어야 한다.
그러나, 실제 인쇄 공정에서는 다양한 변수에 의해 상기 기판부(111)의 위치나 속도 등이 변형될 수 있으며, 상기 프린팅부(210)의 프린팅 메커니즘도 안정적이지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 후술되는 제어부(300)의 실시간 제어를 통해 상기 기판부(111) 및 상기 프린팅부(210)의 인쇄 상태에 대한 제어를 수행하며, 구체적인 내용은 후술한다.
상기 후처리부(130)는 상기 프린팅유닛(200)을 통해 인쇄된 상기 기판부(111)를 후처리하는 것으로, 예를 들어, 상기 후처리부(130)는 세정유닛, 경화유닛 등일 수 있다. 또한, 상기 후처리부(130)는 복수의 유닛들을 포함하여, 상기 기판부(111)에 대한 복수의 후처리 공정들을 수행할 수도 있다.
본 실시예에서는, 상기 프린팅유닛(200)과 상기 후처리부(130) 사이에 제2 이송롤(131)이 배치되며, 상기 제2 이송롤(131)은 동력을 전달받아 회전하면서 상기 기판부(111)를 이송시킨다.
즉, 상기 제2 이송롤(131)은 상기 제1 이송롤(122)과 함께 상기 프린팅유닛(200)의 전후(前後)에서 상기 기판부(111)를 이송시키며, 상기 제1 이송롤(122)은 상기 제2 장력측정롤(201)에서 계측된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 통해 이송속도가 제어되며, 상기 제2 이송롤(131)은 상기 제3 장력측정롤(202)에서 계측된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 통해 이송속도가 제어된다.
상기 기판 회수부(140)는 상기 기판 공급부(110)에서 공급되어 인쇄 공정이 종료된 상기 기판부(111)를 연속적으로 회수하며, 상기 기판 공급부(110)와 동일하게 롤러가 회전하며 상기 기판부(111)를 감으며 회수한다.
이 경우, 상기 기판 회수부(140)는 제4 장력측정롤(141)을 포함하고, 상기 제4 장력측정롤(141)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 바탕으로 상기 기판 회수부(140)의 상기 기판부(111) 회수속도가 제어된다.
도 2를 동시에 참조하면, 상기 레이저 마킹유닛(150)은 상기 가이딩부(120)의 제1 이송롤(122)의 상부에 위치하여, 상기 제1 이송롤(122)을 통과하며 이송되는 상기 기판부(111) 상에 얼라인 마크(align mark)(112)를 마킹(marking)한다.
이 경우, 상기 레이저 마킹유닛(150)은 상기 기판부(111) 상에 레이저를 조사하여 얼라인 마크(112)를 마킹하는 것으로, 상기 레이저 마킹유닛(150)에서 조사되는 레이저는 일정 간격의 펄스를 가지며 조사되어, 상기 제1 이송롤(122)을 통해 이송되는 상기 기판부(111) 상에 일정한 간격의 얼라인 마크(112)를 마킹하게 된다.
또한, 상기 제어부(300)는 상기 레이저 마킹유닛(150)의 마킹을 제어하는 마킹 제어부(340)를 포함한다.
한편, 후술하겠으나, 상기 제1 이송롤(122)의 이송속도는 상기 제2 장력측정롤(201)에서 측정되는 상기 기판부(111)의 장력에 따라 변화되므로, 상기 제1 이송롤(122)의 이송속도가 변화하는 경우 상기 레이저 마킹유닛(150)에서 조사되는 레이저의 펄스 간격도 변화하여 상기 기판부(111) 상에 일정한 간격의 얼라인 마크(112)의 마킹이 가능하게 된다.
이 경우, 상기 제1 이송롤(122)의 이송속도에 따라 상기 기판부(111) 상에 일정 간격의 얼라인 마크의 마킹을 위해, 상기 제1 이송롤(122)에는 엔코더(123)가 부착되고, 상기 엔코더(123) 신호가 상기 마킹 제어부(340)로 제공되면 상기 마킹 제어부(340)가 상기 제1 이송롤(122)의 속도를 실시간의 계측하며 상기 레이저 마킹유닛(150)의 레이저 조사를 제어하게 된다.
상기 제1 모니터링부(160)는 상기 제2 장력측정롤(201)과 상기 프린팅 유닛(200)의 사이에 위치하여, 상기 기판부(111)에 마킹된 얼라인 마크(112)를 모니터링, 즉 계측한다. 즉, 상기 얼라인 마크(112)의 위치 및 이송 속도 등을 계측하여, 상기 이송스테이지(210)로 이송되는 상기 기판부(111)의 위치 및 이송 속도를 계측한다.
한편, 상기 제2 모니터링부(170)는 상기 이송 스테이지(210)와 상기 제3 장력측정롤(202)의 사이에 위치하여, 상기 기판부(111)에 마킹된 얼라인 마크(112)를 모니터링, 즉 계측한다. 즉, 상기 얼라인 마크(112)의 위치 및 이송 속도 등을 계측하여, 상기 이송스테이지(210)로부터 이송되는 상기 기판부(111)의 위치 및 이송 속도를 계측한다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 모니터링부들(160, 170) 각각이 상기 기판부(111)의 인쇄 전, 후의 상태를 각각 모니터링하므로, 인쇄 수행전 공급되는 기판부(111)의 오차는 물론이고, 인쇄가 수행되면서 발생한 기판부(111)의 오차에 대하여도 계측이 가능하여, 상기 제어부(300)에 의한 제어가 보다 정밀하게 수행될 수 있다.
상기 제어부(300)는 이송제어부(310), 기판제어부(320), 프린팅제어부(330) 및 마킹 제어부(340)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 모니터링부들(160, 170)과 상기 장력측정롤들(121, 201, 202, 141) 및 상기 엔코더(123)를 통해 계측된 정보를 바탕으로 상기 이송롤들(122, 131), 상기 기판부(111), 프린팅부(210) 및 상기 레이저 마킹유닛(150)을 실시간으로 제어하며, 보다 구체적인 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.
도 3은 도 1의 프린팅 장치의 레이저 마킹 및 실시간 얼라인먼트(alignment) 상태를 도시한 블록도이다. 도 4는 도 3에서 실시간 얼라인먼트를 통한 레이저 마킹 상태를 보다 상세히 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 우선, 상기 제1 및 제2 모니터링부들(160, 170)이 상기 레이저 마킹유닛(150)에 의해 상기 기판부(111)에 마킹된 상기 얼라인 마크(112)를 바탕으로 상기 기판부(111)의 위치 및 이송속도를 모니터링한 정보는 실시간으로 상기 제어부(300)로 제공되며, 상기 제어부(300)는 상기 제공된 정보를 바탕으로, 상기 기판제어부(320)를 통해 상기 기판부(111)의 위치 및 이송속도를 제어하고, 상기 프린팅제어부(330)를 통해 상기 프린팅부(210)를 제어한다.
이 경우, 상기 프린팅제어부(330)의 상기 프린팅부(210)의 제어 방법은, 상기 프린팅부(210)의 종류나 형태에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 상기 프린팅부(210)가 스크린 프린팅을 수행하는 경우라면, 상기 프린팅제어부(330)는 상기 프린팅부(210)의 스크린 프린팅 속도, 스크린 프린팅 스테이지의 위치 등을 제어할 수 있다.
특히, 본 실시예에서는 상기 제1 모니터링부(160)는 인쇄 공정이 수행되기 전, 상기 제2 모니터링부(170)는 인쇄 공정이 수행된 후의 상기 기판부(111)의 얼라인 마크(112)를 계측하므로, 보다 정밀한 계측이 가능하고, 특히 인쇄 공정을 통해 변경가능성이 높은 기판부(111)의 위치나 속도에 대한 피드백 제어가 가능하게 된다.
나아가, 상기 얼라인 마크(112)가 일정하게 상기 기판부(111) 상에 마킹되므로, 상기 제1 및 제2 모니터링부들(160, 170)에서 계측을 위한 별도의 기준점을 마련할 필요가 없어 보다 간편한 계측이 가능하고 이에 따른 계측 장비의 복잡화내지 고도화가 불필요하게 되어, 전체 시스템의 구성이 용이해 진다.
한편, 상기 제1 장력측정롤(121)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보는 실시간으로 상기 제어부(300)의 이송제어부(310)로 제공된다. 마찬가지로, 상기 제2 내지 제4 장력측정롤들(201, 202, 144)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보도 실시간으로 상기 이송제어부(310)로 제공된다.
그리하여, 상기 이송 제어부(300)는 상기 제공된 정보를 바탕으로, 상기 기판부(111)의 이송속도를 제어한다.
구체적으로, 상기 제1 장력측정롤(121)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 바탕으로 상기 이송제어부(310)는 상기 기판 공급부(110)의 이송속도를 제어한다.
이와 달리, 상기 제1 장력측정롤(121)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 바탕으로 상기 이송제어부(310)는 상기 제1 이송롤(122)의 이송속도를 제어할 수도 있다.
또한, 상기 제2 장력측정롤(201)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 바탕으로 상기 이송제어부(310)는 상기 제1 이송롤(122)의 이송속도를 제어한다. 이 경우, 상기 제1 이송롤(122)을 중심으로 한 레이저 마킹 제어에 대하여는 도 4를 참조하여 후술한다.
또한, 상기 제3 장력측정롤(202)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 바탕으로 상기 이송제어부(310)는 상기 제2 이송롤(131)의 이송속도를 제어한다. 나아가, 상기 제4 장력측정롤(141)에서 측정된 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보를 바탕으로 상기 이송제어부(310)는 상기 기판 회수부(140)의 이송속도를 제어한다.
예를 들어, 상기 이송제어부(310)에서는 상기 기판부(111)의 장력이 기준값보다 높으면 상기 기판 공급부, 상기 제1 및 제2 이송롤들 및 상기 기판 회수부의 이송속도를 줄이고, 기준값보다 낮으면 이송속도를 높일 수 있다.
또한, 상기 기판부(111)의 장력의 기준값을 바탕으로, 기판부의 변형을 계측할 수 있으며, 상기 기판부(111)의 변형이 계측되면, 상기 기판 공급부, 상기 이송롤들 및 상기 기판 회수부의 이송속도를 제어할 수도 있다.
한편 본 실시예에서는, 상기 마킹 제어부(340)에 의해 상기 레이저 마킹유닛(150)의 실시간 제어가 수행되는 것을 특징으로 하며, 도 4는 상기 마킹 제어부(340)에 의한 상기 레이저 마킹유닛(150)의 실시간 제어를 상세히 도시하였다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 이송롤(122)에 부착된 상기 엔코더(123)의 신호가 상기 마킹 제어부(340)로 제공되어, 상기 마킹 제어부(340)는 상기 제1 이송롤(122)의 이송속도 및 위치에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 이를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛(150)의 레이저 조사 또는 레이저 스캔을 제어하여 상기 기판부(111)에는 일정한 얼라인 마크(112)가 마킹된다.
또한, 상기 제2 장력측정롤(201)에서는 상기 기판부(111)에 인가되는 장력을 측정하여, 상기 기판부(111)의 변형 또는 상기 기판부(111)의 이송속도에 관한 정보를 상기 마킹 제어부(340)로 제공하고, 상기 마킹 제어부(340)는 이를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛(150)의 레이저 조사 또는 레이저 스캔을 제어하여 상기 기판부(111)에는 일정한 얼라인 마크(112)가 마킹된다.
이 경우, 상기 마킹 제어부(340)는 상기 엔코더(123)로부터 제공되는 신호와 상기 제1 장력 측정롤(201)로부터 제공되는 정보를 동시에 분석하여 상기 제1 이송롤(122)을 통해 이송되는 상기 기판부(111)의 정확한 위치를 계측하고 이를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛(150)의 레이저 조사 또는 레이저 스캔을 제어할 수 있다. 그리하여, 상기 레이저 마킹유닛(150)에 의해 상기 기판부(111)에 형성되는 얼라인 마크(113)는 보다 일정하게 형성될 수 있다.
그리하여, 전체적인 프린팅 공정에서의 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편, 상기 마킹 제어부(340)로 제공되는 상기 기판부(111)의 장력에 관한 정보는, 상기 제2 장력 측정롤(201) 외에, 상기 제1, 제3 및 제4 장력 측정롤들(121, 202, 141)에 의해 측정된 장력에 관한 정보도 제공될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 레이저 마킹유닛을 통해 기판부 상에 레이저를 직접 조사하여 얼라인 마크를 마킹하므로 상기 기판부의 정렬 상태 계측 및 정렬 상태의 보정을 실시간으로 수행할 수 있어 프린팅 장치의 인쇄 신뢰성이 향상된다.
특히, 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을, 마킹 제어부가 제1 이송롤의 기판 이송속도를 바탕으로 제어하여 수행하므로 상기 얼라인 마크의 정확도와 정밀도가 향상된다. 나아가, 상기 제1 이송롤에 엔코더가 부착되어 상기 엔코더의 신호를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛의 마킹이 제어되므로, 보다 정확하고 정밀한 얼라인 마크의 형성 및 실시간 제어가 가능하다.
나아가, 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을, 제1 이송롤의 기판 이송속도 외에 기판부의 장력을 측정하는 장력측정롤의 계측 결과를 바탕으로 제어하므로 상기 레이저 마킹의 제어를 보다 정확하게 수행할 수 있다.
특히, 상기 장력측정롤을 통해 기판부의 장력을 바탕으로 파악된 기판부의 변형 상태에 관한 정보를 바탕으로 상기 레이저 마킹유닛의 마킹이 제어되는 것은 물론, 이송롤, 기판 공급부 또는 기판 회수부를 통한 기판부 이송속도도 제어될 수 있어, 전체적으로 기판부의 일정한 이송이 유도되어 프린팅 공정의 신뢰성이 향상된다.
한편, 상기 얼라인 마크를 인쇄 전과 후에 각각 제1 및 제2 모니터링부들에 의해 계측하여, 상기 얼라인 마크의 변화를 실시간으로 계측하고, 이를 피드백하여 기판부 및 프린팅 유닛를 제어하므로, 인쇄의 신뢰성이 향상되고, 모니터링 및 계측 장치의 단순화가 가능하다.
나아가, 본 실시예에 의한 실시간 모니터링 및 피드백 제어 기술은 스크린 프린팅, 롤 프린팅, 잉크젯 프린팅 등 다양한 인쇄 공정에 적용될 수 있으므로 인쇄 공정에서의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 프린팅 장치는 스크린 프린팅, 롤 프린팅, 잉크젯 프린팅 등 다양한 인쇄공정에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
10 : 프린팅 장치 110 : 기판공급부
111 : 기판부 120 : 가이딩부
121 : 제1 장력측정롤 122 : 제1 이송롤
130 : 후처리부 131 : 제2 이송롤
132 : 후처리유닛 140 : 기판 회수부
141 : 제4 장력측정롤 150 : 레이저 마킹유닛
160 : 제1 모니터링부 170 : 제2 모니터링부
200 : 프린팅유닛 210 : 이송스테이지
211 : 고정프레임 212 : 수평스테이지
220 : 프린팅 스테이지 210 : 프린팅부
201 : 제2 장력측정롤 202 : 제3 장력측정롤
300 : 제어부 310 : 이송 제어부
320 : 기판 제어부 330 : 프린팅 제어부

Claims (11)

  1. 기판부를 공급하는 기판 공급부;
    상기 기판부 상에 인쇄를 수행하는 프린팅 유닛;
    엔코더가 부착된 제1 이송롤을 포함하여 상기 기판 공급부와 상기 프린팅 유닛 사이에 상기 기판부를 이송하는 가이딩부;
    상기 프린팅 유닛에서 인쇄된 기판부를 회수하는 기판 회수부;
    상기 제1 이송롤의 상부에 위치하여, 상기 제1 이송롤을 통과하는 상기 기판부 상에 레이저를 조사하여 얼라인 마크(align mark)를 마킹(marking)하는 레이저 마킹유닛;
    회전 롤러에 로드셀이 장착되어, 상기 기판 공급부와 상기 제1 이송롤의 사이에서 상기 기판부의 장력을 측정하는 제1 장력측정롤;
    회전 롤러에 로드셀이 장착되어, 상기 제1 이송롤과 상기 프린팅 유닛 사이에서 상기 제1 이송롤에 인접하도록 위치하여 상기 기판부의 장력을 측정하는 제2 장력측정롤; 및
    상기 제1 이송롤의 엔코더 신호 및 상기 제2 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력에 관한 정보를 동시에 분석하여, 상기 레이저의 펄스 간격을 제어하여 상기 기판부 상에 일정한 얼라인 마크가 마킹되도록 상기 레이저 마킹유닛의 마킹을 제어하는 마킹 제어부를 포함하는 프린팅 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력을 바탕으로 이송제어부는 상기 기판공급부의 기판 공급속도를 제어하고,
    상기 제2 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력을 바탕으로 상기 이송제어부는 상기 제1 이송롤의 기판 이송속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 프린팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프린팅 유닛과 상기 기판 회수부의 사이에서 상기 기판부를 이송시키는 제2 이송롤을 더 포함하고,
    상기 장력측정롤은 상기 프린팅 유닛과 상기 기판 회수부의 사이에서 상기 제2 이송롤에 인접하도록 위치하여 상기 기판부의 장력을 측정하는 제3 장력측정롤을 더 포함하며,
    상기 제3 장력측정롤에서 측정된 상기 기판부의 장력을 바탕으로 상기 이송제어부는 상기 제2 이송롤의 이송속도를 제어하여 상기 기판회수부의 기판 회수속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 프린팅 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송롤과 상기 프린팅 유닛 사이에서 상기 기판부의 얼라인 마크를 모니터링 하는 제1 모니터링부; 및
    상기 프린팅 유닛과 상기 기판 회수부 사이에서, 상기 기판부의 얼라인 마크를 모니터링 하는 제2 모니터링부를 더 포함하는 프린팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 모니터링부들에서 계측된 정보를 바탕으로, 기판제어부는 상기 기판부를 실시간으로 제어하고, 프린팅제어부는 상기 프린팅 유닛을 실시간으로 제어하는 것을 특징으로 하는 프린팅 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프린팅 유닛은 스크린 프린팅, 롤 프린팅, 잉크젯 프린팅 중 어느 하나의 프린팅 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 프린팅 장치.
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