KR101687211B1

KR101687211B1 - 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법

Info

Publication number: KR101687211B1
Application number: KR1020150044069A
Authority: KR
Inventors: 성태환
Original assignee: 주식회사 이오디지텍
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-12-19
Also published as: KR20160117667A

Abstract

본 발명은 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에서 사용되는 열전사 인쇄방식을 사용하는 인쇄리본의 장력조절장치에 있어서, 상기 인쇄리본의 종동부에 신규 인쇄리본이 삽입된 경우 구동모터와 종동부의 종동모터의 각각에 인쇄리본의 전 영역에서 동작할 수 있는 초기토크 값을 부여하는 초기토크부여단계; 상기 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에 전원이 입력(ON)되면 해권롤의 종동부에 인쇄리본이 있는가를 감지하는 리본감지단계; 상기 리본감지단계에서 해권롤의 종동부에 인쇄리본이 있을 경우에는 펄스검출부에서 인쇄리본의 구동부와 종동부의 펄스를 검출하는 펄스검출단계; 상기 구동부와 종동부의 펄스 검출 후 구동부 펄스와 종동부 펄스를 계수 값으로 환산하는 계수값환산단계; 상기 계수값이 환산되면 구동부 계수값과 종동부 계수 값의 비율을 산정하는 계수값비율산정단계; 상기 계수 값의 비율에 따라 구동모터 및 종동모터에 산정된 계수 값의 비율에 해당하는 구동모터토크 및 종동모터토크를 부여하는 모터토크부여단계;로 구성되어 인쇄리본에 미세 진동이 발생하지 아니하고 인쇄 용지에 중첩 인쇄가 발생하지 아니하고 구동모터와 종동모터의 모터토크가 정확하고 회전 제어가 용이하고 인쇄리본이 일정한 장력으로 유지된 상태에서 해권되는 등의 효과가 있다.

Description

모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법 {method of tension control for printing ribbon using motor}

본 발명은 인쇄리본 장력제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전사 인쇄방식을 사용하는 인쇄리본의 장력 제어에 있어서 인쇄리본 종동부의 스텝 진동을 제거하기 위하여 구동부 및 종동부에 모터를 사용하고 구동모터는 정방향으로 회전하고 종동모터는 모터토크가 걸린 상태로 정지하여 인쇄리본의 잔량에 따라 인쇄리본의 장력을 일정한 상태로 유지할 수 있는 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기에서는 열전사 방식에 의하여 롤용지에 필요한 여러 데이터를 인쇄한다.

상기 열전사 방식은 감열 팩시밀리나 은행 대기표 발매기 등과 같이 열을 가하여 데이터를 기록하는 방식으로서 사용되는 열전사 기기는 감열 인쇄 방식 기기를 사용한다.

상기 열전사 기기는 토너가 사용되는 레이저 인쇄방식 기기와 잉크가 사용되는 잉크 인쇄방식 기기가 있는데, 열전사 인쇄방식기기에는 열전사 필름 또는 열전사 용지의 롤용지가 사용된다.

상기한 열전사 인쇄방식은 열전사헤드(TPH : Thermal Printing Head)로 구성된 프린터를 사용하여 롤용지의 인쇄물질에 열을 가함으로써, 소정의 데이터를 기록지에 융착/압착시켜 인쇄한다.

상기 롤용지의 장력을 일정하게 유지하기 위한 종래기술의 약제 자동포장기에 있어서의 롤용지의 장력조절장치를 살펴보면, 일반적인 약제 자동포장기는 병원이나 약국에서 의사나 약사의 처방을 컴퓨터로 입력하면 입력된 해당 정제의 배출과 집합이 자동으로 이루어지도록 하고, 집합된 정제를 1회 복용분 별로 포장 완료하여 배출하여주는 것으로서, 정제를 집합시키는 배출호퍼의 하방에 정제를 포장하는 히터어셈블리와 포장 완료된 약봉지를 배출하는 배출슬라이더가 구비된다.

상기 히터어셈블리의 전방에는 롤용지에 인쇄하는 열전사헤드로 구성된 프린터가 구비되고, 상기 프린터의 하방에는 롤용지를 권취한 롤이 롤가이드에 삽입 구성된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1405857호 약제 자동포장기의 인쇄리본 절약방법(2014년 06월 11일)을 살펴보면,

인쇄리본과 포장용지가 삽입된 상태에서 약제포장의 실시정보가 입력되면 분리된 인쇄리본과 포장용지가 밀착되게 하는 인쇄리본과 포장용지의 압착단계와; 상기 인쇄리본의 종동부에 제동을 걸어 인쇄리본의 풀림을 정지시키는 인쇄리본제동단계와; 용지이송부의 구동부를 작동하여 포장용지의 용지공간에서 포장용지만 이송되는 포장용지이송단계와; 상기 인쇄리본의 종동부의 제동을 해제하는 인쇄리본제동해제단계와; 상기 인쇄리본과 포장용지가 동시에 이송되면서 포장용지에 포장정보가 인쇄되는 포장용지인쇄단계와; 상기 포장용지의 인쇄가 완료되면 인쇄리본의 종동부에 제동을 걸어 인쇄리본의 풀림을 정지시키는 포장용지인쇄완료단계와; 밀착된 인쇄리본과 포장용지가 이격되게 하는 인쇄리본과 포장용지의 압착해제단계로 구성되어; 포장용지의 인쇄 시에만 인쇄리본이 이송되고 비 인쇄시는 인쇄리본의 이송이 정지된다.

상기 인쇄리본 구동부의 구동모터와 종동부의 종동모터는 스텝모터를 사용하여 구동부의 스텝모터는 일정 토크 이상이 되면 인쇄리본이 이송되지 아니하고 스텝모터 만 돌게 되는 토크 제한 기능이 있고, 종동부의 스텝모터는 스텝모터의 전자브레이크 기능을 이용하여 인쇄리본의 장력을 조절하며 비 인쇄영역에서는 스텝모터에 전압을 가하여 그 제동력으로 인쇄리본이 이송되는 것을 방지되고, 펄스에 의한 스텝 각에 의하여 구동모터 및 종동모터가 제어되어 인쇄리본이 권취되고 해권된다.

그러나, 상기 종래기술은 스텝모터를 사용하여 회전하는 스텝 각으로 인쇄리본에 제동력을 가하여 스텝 각에 의한 미세 진동이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 구동부 및 종동부의 스텝모터에 의한 스텝 각에 의하여 인쇄리본의 진동으로 롤용지에 미세 중첩 인쇄가 발생하여 인쇄의 품질이 양호하지 아니하는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 토크리미트로 스텝모터의 양모나 마찰패드를 마찰시켜 토크를 부여하여 구동부를 일정 속도로 구동하여 모터 주위의 분위기 습도, 마찰패드의 마모 량에 따라 토크의 변화가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 열전사 인쇄방식을 사용하는 인쇄리본의 장력조절장치에 모터 및 위치검출센서를 사용하여 인쇄리본의 잔량에 따라 인쇄리본의 구동부 센서의 계수 값과 종동부 센서의 계수 값의 비율에 따라 구동모터는 정방향으로 회전하고 종동모터는 모터토크가 걸린 상태로 정지되게 하되 구동축을 종동축보다 조금 큰 토크를 부여하여 구동모터 및 종동모터에 스텝 진동이 발생하지 아니하고 인쇄리본이 일정한 장력으로 유지된 상태에서 해권되면서 인쇄 용지에 미세 중첩 인쇄가 발생하지 아니하는 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법을 제공하도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에서 사용되는 열전사 인쇄방식을 사용하는 인쇄리본의 장력조절장치에 있어서, 상기 인쇄리본의 종동부에 신규 인쇄리본이 삽입된 경우 구동모터와 종동부의 종동모터의 각각에 인쇄리본의 전 영역에서 동작할 수 있는 초기토크 값을 부여하는 초기토크부여단계; 상기 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에 전원이 입력(ON)되면 해권롤의 종동부에 인쇄리본이 있는가를 감지하는 리본감지단계; 상기 리본감지단계에서 해권롤의 종동부에 인쇄리본이 있을 경우에는 펄스검출부에서 인쇄리본의 구동부와 종동부의 펄스를 검출하는 펄스검출단계; 상기 구동부와 종동부의 펄스 검출 후 구동부 펄스와 종동부 펄스를 계수 값으로 환산하는 계수값환산단계; 상기 계수값이 환산되면 구동부 계수값과 종동부 계수 값의 비율을 산정하는 계수값비율산정단계; 상기 계수 값의 비율에 따라 구동모터 및 종동모터에 산정된 계수 값의 비율에 해당하는 구동모터토크 및 종동모터토크를 부여하는 모터토크부여단계;로 구성된다.

또한, 상기리본감지단계에서 해권롤의 종동축에 인쇄리본이 없다고 감지되면 디스플레이부 또는 경고부에서 에러(오류)를 출력하고 초기토크를 입력하는 초기토크 입력단계를 수행한다.

또한, 상기 모터토크부여단계는 인쇄리본의 구동부 계수 값과 종동부 계수 값의 비율에 따라 구동모터는 정방향으로 회전하고 종동모터는 모터토크가 걸린 상태로 정지되게 하되 구동부를 종동부보다 큰 토크를 부여한다,

본 발명은 인쇄리본의 구동부 및 종동부를 모터에 의하여 구동되게 함으로써 모터의 스텝 진동이 발생하지 아니하여 인쇄리본에 미세 진동이 발생하지 아니하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 인쇄리본에 미세 진동이 발생하지 아니하여 인쇄 용지에 중첩 인쇄가 발생하지 아니하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 모터의 입력전류와 출력 토크가 직선적으로 비례하여 구동부 및 종동부를 구동하는 모터토크가 정확하고 회전 제어가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 구동부를 종동부보다 조금 큰 모터토크를 걸어 회전시키고 종동부는 모터토크를 걸어 인쇄리본를 권취하여 인쇄리본이 일정한 장력으로 유지된 상태에서 해권되는 효과가 있다.

도 1: 본 발명의 인쇄리본 및 열전사 헤드가 결합된 상태에서의 구동모터 및 제동모터의 상태도.
도 2: 본 발명의 본체 브라켓트에 구동모터 및 제동모터의 결합 상태도.
도 3: 본 발명의 구동모터 및 제동모터에 제어부의 결합 상태도.
도 4: DC모터의 특성도.
도 5: 본 발명의 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법 단계도.
도 6: 본 발명의 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법 제어흐름도.

이하, 본원 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

열전사 인쇄방식은 열에 의해 발생하는 감열지 또는 감열 필름에 도트(Dot)식 발열 소자 등에 의해서 열을 주어 문자나 그림 등을 출력하는 장치로서 약제 자동포장기, 팩시밀리, 판매 시점 정보 관리 시스템(POS:point-of-sale), 전자식 금전 등록기(ECR:electronic cash resister), 바코드 프린터(Bar code printer), 자동 현금 지급기(ATM), 티켓 발매기 등에 널리 적용되고 있다.

상기 열전사 인쇄방식은 인쇄용지에 인쇄정보를 인쇄하게 되는데 약제포장기는 약의 복용시간, 복용회수, 조제약국 등이 인쇄되고, 팩시밀리ㅇ는 송신된 문자, 그림, 도형 등이 인쇄되고, 판매 시점 정보 관리 시스템(POS:point-of-sale)에서는 물품의 유효기간, 제조일자, 제조자, 물품의 내용 등이 인쇄되고, 전자식 금전 등록기(ECR:electronic cash resister) 및 자동 현금 지급기(ATM)는 입출금 된 금액, 일시, 입금자 등이 인쇄되고, 바코드 프린터(Bar code printer)에서 바코드 등이 인쇄되고, 티켓 발매기는 상영일 및 상영시간, 좌석 번호, 금액 등이 인쇄된다.

상기 인쇄용지에 인쇄 정보를 인쇄하는 경우에는 이동모터(35)의 캠 외주면이 가동판(20)에 구성된 베어링에 접촉된 상태에서 이동모터(35)가 일정구간의 회전에 의하여 캠이 회전되면서 가동판(20)이 상승하게 되고 캠의 돌출면에 가동판(20)이 위치되면 가동판(20)의 상승이 완료된다.

일반적으로 열전사 인쇄는 본체 하부에 고정 장착되어 입설되는 본체 브라켓트(10)와, 본체 브라켓트(10)의 측면에 인접하게 구성되면서 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동판(20)과, 인쇄리본(40)이 착탈 가능하게 구성되면서 가동판(20)에 착탈 가능하게 설치되는 인쇄리본 카트리지와, 가동판(20)에 설치되어 가동판(20)과 함께 이동하면서 인쇄리본(40)에 의해 인쇄용지에 인쇄를 실시하는 열전사 헤드(38, TPH : Thermal Printing Head)와, 열전사 헤드(38)를 상하 이동시키는 이동모터(35)로 구성된다.

상기 가동판(20)에 설치된 열전사 헤드(38)와 본체 브라켓트(10)에 설치된 인쇄롤러(32)와의 사이에는 인쇄용지 및 인쇄리본(40)이 적층된 상태로 게재되고, 열전사 헤드(38)는 인쇄용지의 인쇄구간에서 데이터에 따라 가열되어 인쇄용지에 데이터를 인쇄한다.

상기 인쇄롤러(32)는 본체 브라켓트(10)에 설치되어 있고 열전사 헤드(38)는 가동판(20)에 설치되어 있으므로, 인쇄작업을 수행하지 않는 상태 즉 평상시 또는 인쇄리본 카트리지를 교체할 필요가 있는 경우에는 가동판(20)이 아래로 이동된 위치에 존재하게 되면서 인쇄롤러(32)와 열전사 헤드(38)와의 사이를 이격되어 있다.

상기 본체 브라켓트(10)의 배면에는 가동판(20)을 상하 이동시키는 이동모터(35)가 구성되고, 이동모터(35)의 회전축에 캠이 구성되어 이동모터(35)의 회전에 의하여 캠이 회전되어 가동판(20)이 상하 이동된다.

상기 회전축의 캠은 회전에 따라 가동판(20)에 설치된 베어링을 캠이 상승시킴으로써 가동판(20)이 위로 이동된다.

상기 가동판(20)의 상승에 의하여 가동판(20)에 구성된 열전사 헤드(38)가 상승하여 인쇄리본(40)과 인쇄용지가 인쇄롤러(32)에 의하여 상승이 저지되어 서로 압착된다.

상기 캠이 계속 회전하면 가동판(20)은 자중에 의해 아래로 이동하며, 이를 보조하기 위해 본체 브라켓트(10)와 가동판(20) 사이에 스프링을 설치할 수 있으며, 본체 브라켓트(10)에 대한 가동판(20)의 상하 이동을 안내하기 위해 하나 이상의 가이드 수단이 설치될 수 있다.

상기 가동판(20)의 배면에는 인쇄리본 카트리지에 설치되는 인쇄리본(40)의 구동릴 즉 구동부를 구동시키기 위한 구동모터(35)가 구성되고, 인쇄리본(40)의 종동릴 즉 종동부(풀림부)를 제동시키기 위한 종동모터(33)가 구성된다.

상기 인쇄리본(40)의 구동릴 즉 구동부는 구동모터를 모터를 사용하여 인쇄리본(40)을 이송하며 구동부의 구동모터(35)는 일정 토크 이상이 되면 인쇄리본(40)이 이송되지 아니하고 구동모터(35)만 돌게 되는 토크 제한 기능이 있다.

여기서, 상기 일정 토크란 구동부의 구동모터(35)가 구동하여 인쇄리본(40)이 절단되는 때의 토크로서 일정 토크 이상에서 구동모터(35)만 돌게하여 인쇄리본(40)이 절단되지 않게 한다.

상기 구동모터(35)와 구동릴 사이에는 구동모터(35)로부터 구동력을 구동릴에 전달하는 구동기어(37) 등의 전동수단이 설치되고, 종동모터(33)와 종동릴 사이에도 종동모터(33)로부터 제동력을 제동릴에 절단하는 종동기어(34) 등의 전동수단이 설치된다.

상기 인쇄리본(40)의 구동부는 구동모터를 모터를 사용하며 구동모터(36)는 인가되는 전류에 의하여 회전 기능을 수행하여 인쇄리본(40)이 이송되게 하여 권취되게 한다.

상기 구동모터(36)의 회전축에 외삽되는 모터기어과 구성되고 인쇄리본(40)의 권취롤(39) 회전축에 외삽되는 롤 기어가 구성되어 구동기어(37)가 모터기어와 롤 기어에 동시에 치차 결합되어 모터기어와 롤 기어에 연동한다.

상기 모터기어와 롤 기어는 평기어 또는 베벨기어로 구성될 수 있으며, 평기어일 경우에는 구동모터(36)의 회전축과 권취롤(39) 회전축이 평행한 직선상에 위치하게 되며, 베벨기어일 경우에는 구동모터(36)의 회전축과 권취롤(39) 회전축이 직각으로 위치하게 된다.

상기 구동모터(36)는 회전축이 모터기어에 결합되어 모터기어와 연동하게 구성되며, 본체 브라켓트(10)의 타측 면에 체결되는데, 모터기어와 롤 기어가 평기어인 경우에는 구동모터(36)의 몸체에 모터브라켓트를 구성하여 이 모터브라켓트를 본체 브라켓트(10)에 결합하여 종동모터를 모터브라켓트에 체결한다.

상기 구동모터(36)의 회전과 인쇄리본(40)의 회전의 비율을 감안하여 모터기어는 롤 기어 보다 작은 직경으로 구성된다.

상기 인쇄리본(40)의 종동부는 종동모터를 모터를 사용하며 종동모터(33)는 모터토크가 걸린 상태로 정지되게 하여 인가되는 전류에 의하여 전자브레이크 기능을 수행하여 인쇄리본(40)의 장력을 조절하며 제동력으로 비 인쇄영역에서는 인쇄리본(40)이 이송되는 것을 방지하고 인쇄영역에서는 인쇄리본(40)이 이송되게 한다.

상기 종동모터(33)의 회전축에 외삽되는 모터기어과 구성되고 인쇄리본(40)의 해권롤(31) 회전축에 외삽되는 롤 기어가 구성되어 종동기어(34)가 모터기어와 롤 기어에 동시에 치차 결합되어 모터기어와 롤 기어에 연동한다.

상기 모터기어와 롤 기어는 평기어 또는 베벨기어로 구성될 수 있으며, 평기어일 경우에는 종동모터(33)의 회전축과 해권롤(31) 회전축이 평행한 직선상에 위치하게 되며, 베벨기어일 경우에는 종동모터(33)의 회전축과 해권롤(31) 회전축이 직각으로 위치하게 된다.

상기 종동모터(33)는 회전축이 모터기어에 결합되어 모터기어와 연동하게 구성되며, 본체 브라켓트(10)의 타측 면에 체결되는데, 모터기어와 롤 기어가 평기어인 경우에는 종동모터(33)의 몸체에 모터브라켓트를 구성하여 이 모터브라켓트를 본체 브라켓트(10)에 결합하여 종동모터를 모터브라켓트에 체결한다.

상기 종동모터(33)의 회전과 인쇄리본(40)의 회전의 비율을 감안하여 모터기어는 롤 기어 보다 작은 직경으로 구성된다.

상기 종동모터(33)에 전류를 인가하여 종동모터(33)가 회전되지 못하게 하는 제동 토크가 걸림으로써 인쇄리본(40)이 인쇄리본(40)의 종동릴 즉 종동부(풀림부)에서 풀리지 않게 된다.

상기 구동모터(36) 및 종동모터(33)를 제어하기 위하여 제어부(50)가 구성되는데, 제어부(50)는 중앙처리장치(central processing unit: CPU, 52), 메모리 및 제어프로그램으로 구성되어 구동모터(36) 및 종동모터(33)를 제어한다.

상기 제어부(50)는 마이크로프로세서를 사용하여 약제포장기, 판매 시점 정보 관리 시스템(POS:point-of-sale), 전자식 금전 등록기(ECR:electronic cash resister), 자동 현금 지급기(ATM), 바코드 프린터(Bar code printer)의 전반적인 작업을 제어한다.

상기 제어부(50)는 인쇄용지의 인쇄시작 위치에서 인쇄리본(40)의 제동을 해제하며 인쇄 종료위치에서 다시 제동하고, 인쇄용지에서의 위치를 홈 위치에서 용지이송의 구동부 구동모터에 입력하는 펄스 수에 의하여 계산하며 1펄스는 0.125mm이다.

상기 약제 자동포장기의 경우 인쇄용지의 이송을 위한 구동모터는 스텝 이동시 0.9°이동하는 스텝모터를 사용하므로 1펄스 인가 시 0.9°회전하므로 1회전에 400펄스가 필요하게 되고, 히터 롤러(32)는 600펄스에 의하여 1회전하게 구성되어 인쇄용지 이송용 모터가 1회전 반을 이동할 때 히터 롤러(32)가 1/2회전하게 된다.

즉, 히터 롤러(32)는 전·후반부로 구분하여 전·후반부 각각에서 인쇄정보를 인쇄하므로 히터 롤러(32)가 1회전 할 때 인쇄용지(31)는 2회 인쇄되어 인쇄용지(31) 이송용 스텝모터가 1회전 반을 이동하게 되면 인쇄용지 즉 약포지에 인쇄정보가 인쇄된다.

상기 약제 자동포장기에서 약제가 포장되는 약포지 1포의 길이가 75mm이며 이 75mm는 히터 롤러(32)가 1/2회전하는 길이로서 히터 롤러(32)는 인쇄용지 즉 약포지의 한 포를 이송할 때 1/2회전한다.

홀센서는 약포지 1포가 이송될 때 감지할 수 있도록 구성되며 히터 롤러(32)의 측면 또는 별도의 1회전 하도록 구성되는 롤러 등 다양한 구성에 의하여 부착될 수 있으며 이 홀센서는 홈센서로서 모든 동작의 기준이 되는 위치에 맞추어져 있다.

상기 열전사 헤드(38)를 사용하는 약제 자동포장기 및 열전사 방식 인쇄기는 인쇄할 때 인쇄리본(40)을 구동모터(36)에서 잡아당기는 힘이 일정하고 인쇄리본(40)에 미세한 진동이 없어야 인쇄 품질이 좋아지지만 해권롤(31)에 감겨진 인쇄리본(40)의 량에 따라잡아 당기는 힘이 변하게 되거나 구동모터(36)에 미세 진동이 발생하면 포장 및 인쇄의 품질에 영향을 주게 된다.

따라서, 본 발명은 열전사 헤드(38)를 사용하는 약제 자동포장기 및 열전사 방식 인쇄기에 있어서 인쇄리본(40)의 량에 상관없이 일정한 힘이 인쇄리본(40)에 가해지게 하는 토크를 조절하여 인쇄리본(40)의 장력이 일정하게 되고 인쇄리본(40)의 구동 모터 및 종동 모터를 모터를 사용하여 인쇄리본(40)에 미세 진동이 발생하지 아니하는 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법에 관한 것으로서,인쇄리본(40)이 감겨진 권취롤(39) 및 해권롤(31)의 회전속도의 비율에 의해 구동모터(35) 및 종동모터(33)에 모터토크 값을 부여하여 종동모터(33)의 제동력을 제어함으로써 매 단계마다 인쇄리본(40)의 장력을 최적상태로 조절하는 방식으로 제동력은 단계적인 방식으로 작은 값으로부터 큰 값으로 변환되고 구동모터(35) 및 종동모터(33)에 인가되는 전류의 량에 따라 구동모터(35) 및 종동모터(33)의 토크가 일정하게 된다.

본 발명의 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법은 초기토크부여단계(S 10), 리본감지단계(S 20), 펄스검출단계(S 30), 계수값환산단계(S 40), 계수값비율산정단계(S 50) 및 모터토크부여단계(S 60)로 구성된다.

상기 제어부(50)는 펄스검출부(51)와 장력조절부(52) 및 중앙처리장치(53, central processing unit: CPU)로 구성되어 인쇄리본(40)이 교체되었는지, 인쇄리본(40)의 구동부와 종동부의 펄스를 검출하고 검출된 펄스를 계수 값으로 환산하고 계수 값의 비율을 산정하고 계수 값을 동일성 여부를 판단하고 구동모터 및 종동모터에 모터토크 값을 부여하는 등의 제어를 수행한다.

상기 초기토크부여단계(S 10)는 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기에서 인쇄리본(40)을 사용하기 위해서는 해권롤(31)의 종동부 즉 종동축에 신규 인쇄리본(40)을 삽입하여야 하고 신규 인쇄리본(40)으로 삽입된 경우에 디스플레이부 또는 입력장치에 초기토크 값을 부여하는 단계이다.

상기 초기토크 값은 제어부(50)의 장력조절부(52)에서 인쇄리본(40)의 량에 상관없이 구동부의 구동모터(36)와 종동부의 종동모터(33)의 각각에 인쇄리본(40)의 전 영역에서 동작할 수 있는 토크 값이다.

상기 인쇄리본(40)은 기성품으로서 일정한 길이에 의하여 권취되어 있어서 인쇄리본(40)의 권취된 직경은 규격화되어 있고, 신규 인쇄리본(40)은 권취된 직경이 크고 인쇄리본(40)이 사용됨에 따라 인쇄리본(40)은 해권되어 권취된 인쇄리본(40)의 직경이 감소하게 되므로 인쇄리본(40)이 종동부에 삽입 권취된 신규 인쇄리본(40)이 모두 소모할 수 있도록 인쇄리본(40)의 직경에 합당한 토크 값인 초기토크 값을 구동부의 구동모터(36)와 종동부의 종동모터(33)에 각각 부여하는 단계이다.

상기 구동모터(36)와 종동모터(33)는 인가 전압에 대하여 회전특성이 직선적으로 비례하고 입력 전류에 대하여 출력 토크가 직선적으로 비례하며 출력 효율이 양호한 특성이 있으므로 모터가 입력전류에 대하여 출력 토크가 직선적으로 비례하는 특성을 이용하여 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기에 인쇄리본(40)의 구동부 및 종동부를 제어하여 인쇄리본(40)이 진동 없이 인쇄리본(40)에 일정한 텐션이 걸리게 하는 것이다.

상기 구동부의 초기토크 값이 종동부의 초기토크 값보다 약간 크게 함으로써 종동부의 인쇄리본(40)이 해권되면서 구동부에 권취되며 이를 위해서는 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등의 출하 시에 신규 인쇄리본(40)이 전 영역에서 동작할 수 있는 초기토크 값을 미리 설정하여 부여된 상태이다,

상기 디스플레이부는 풀터치(Full Touch)와 TFT Color LCD(Thin Film Transistor Color Liquid Crystal Display) 등으로 구성되어 원터치(One-Touch)로 입력할 수 있다.

상기 리본감지단계(S 20)는 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에서 전원이 입력(ON)되면 자동적으로 해권롤(31)의 종동부 즉 종동축에 인쇄리본(40)이 있는가를 제어부(50)에서 감지하는 단계(S 10)이다.

상기 리본감지단계(S 20)는 초기토크부여단계(S 10)에서 해권롤(31)의 종동부에 삽입된 신규 인쇄리본(40)이 모두 소진되었을 경우 또는 인쇄리본(40)이 절단 등에 의하여 훼손된 경우에 사용자가 사용된 인쇄리본(40)을 제거하고 신규 인쇄리본(40)을 해권롤(31)의 종동축에 삽입하여야 하나 실수 등에 의하여 삽입하지 않는 경우가 발생하므로 인쇄리본(40)이 존재하는가를 감지하는 단계이다.

상기 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에서 전원이 입력(ON)되면 자동적으로 인쇄리본(40)이 조금 해권될 정도로 해권롤(31)의 구동부 즉 구동축을 구동하면 인쇄리본(40)이 제거되었거나 소진되었거나 절단되어 있는 경우에는 구동부는 구동되나 종동부가 회전되지 아니하게 되므로 이때 종동부의 회전 여부에 의하여 해권롤(31)의 종동축에 인쇄리본(40)이 존재하는가를 감지하는 것이다.

상기 리본감지단계(S 20)에서 해권롤(31)의 종동축에 인쇄리본(40)이 없다고 감지되면 디스플레이부 또는 경고부에서 오류(error)를 출력하고 사용자가 오류(error)를 인지하여 디스플레이부 또는 입력장치에 초기토크를 입력하는 초기토크 입력단계(S 21)를 수행하고 신규 인쇄리본(40)을 삽입하는 단계이다.

상기 초기토크부여단계(S 10)에 의하여 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에 초기토크 값이 부여된 상태이므로 인쇄리본(40)이 제거되거나 소진되거나 절단되어 있다고 판단되는 경우에는 리본감지단계(S 20)에서 디스플레이부 또는 경고부에서 오류(error)가 출력되므로 사용자가 해권롤(31)의 종동축에 있는 인쇄리본(40)을 신규 인쇄리본(40)으로 교체하거나 해권롤(31)의 종동축에 인쇄리본(40)이 없을 경우에는 신규 인쇄리본(40)을 삽입한다.

상기 리본감지단계(S 20)에서 해권롤(31)의 종동축에 신규 인쇄리본(40)을 삽입하고 초기토크 값을 입력하게 되면 초기토크부여단계(S 10)의 초기토크 값이 부여된 상태와 동일한 상태가 되면서 다시 리본감지단계(S 20)를 수행한다.

상기 인쇄리본(40)이 신규로 교체되었는지를 확인하는 방법은 인쇄리본(40)의 종동축에 센서를 구성하여 그 센서가 인쇄리본(40)이 감겨진 보빈의 유무 등으로 확인이 가능하거나 사용자가 인쇄리본(40)이 교체된 경우에 이를 입력부의 입력 키에 의하여 입력된 신호에 의하여 확인이 가능하다.

상기 리본감지단계(S 20)에서 해권롤(31)의 종동축에 인쇄리본(40)이 있다고 판단되는 경우에는 펄스검출단계(S 30)를 수행하며, 펄스검출단계(S 30)는 구동모터(36)와 종동부의 종동모터(33)에 초기토크 값이 입력되고 해권롤(31)의 종동축에 인쇄리본(40)이 있는 상태에서 펄스검출부(51)에서 인쇄리본(40)의 구동부의 펄스와 종동부의 펄스를 검출하는 단계로서 구동부 및 종동부의 펄스를 검출하는 펄스검출부(51)는 투과형 광센서 등을 사용한다.

상기 펄스검출단계(S 30)에서 펄스 검출은 일정한 시간을 기준으로 하여 구동부 펄스와 종동부 펄스를 측정할 수도 있으나 이 경우에는 구동부 펄스 및 종동부 펄스 값이 모두 변화되는 값이므로 프로그램의 복잡성 등을 감안할 때 구동부 펄스를 기준으로 하는 것이 바람직하다.

상기 펄스검출단계(S 30)에서 펄스 검출은 구동부 펄스를 일정한 값을 기준으로 종동부의 펄스 값을 측정 즉 구동부 펄스를 60펄스 일 때 종동부의 펄스를 측정하는 방식이다.

상기 펄스검출단계(S 30)에서 펄스검출부(51)는 인쇄리본(40)의 회전에 의하여 구동부의 구동모터(36) 및 종동부의 종동모터(33)에서 발생하는 펄스 즉 인쇄리본(40)의 구동부와 종동부의 펄스를 검출하고, 검출된 펄스를 펄스 신호로 변환 출력한다.

상기 펄스검출단계(S 30)에서 펄스검출부(51)의 투과형 광센서는 회전원판에 다수의 슬릿을 구성하고 발광부에서 발산한 빛을 고정 슬릿을 통하여 수광부에서 검출하여 슬릿을 투과한 빛을 전기신호의 펄스로 변환하며 종동모터(33)와 종동모터(36)의 회전축에 구성한다.

상기 투과형 광센서를 롤 기어 또는 아이들 기어 등의 회전축에 구성할 수 있으나 펄스 발생과 구성을 편리성 등을 감안할 때 구동모터(36)와 종동모터(33)의 회전축에 구성하는 것이 바람직하며 투과형 광센서를 자기식 홀센서 등으로 변경 구성할 수도 있다.

상기 계수값환산단계(S 40)는 펄스검출단계(S 30)에서 펄스 검출이 되면 중앙처리장치(53)에서 구동부 펄스와 종동부 펄스를 계수 값으로 환산하는 단계로서 구동부의 60펄스 일 때의 종동부 펄스 수를 환산하여 환산된 펄스 수가 계수 값으로 된다.

상기 펄스검출단계(S 30)에서 구동부가 60펄스 일 때 를 기준하여 검출된 구동부가 60펄스 일 때 종동부에서 45펄스를 검출하였다고 하면 계수값환산단계(S 40)에서 종동부의 계수 값은 45가 되고, 펄스검출단계(S 30)에서 검출된 구동부의 펄스가 80이고 검출된 종동부의 펄스가 40일 경우에는 (60/80)*40=30이 되어 종동부의 계수 값은 30이 된다.

상기 계수값비율산정단계(S 50)는 중앙처리장치(53)에서 구동부 계수 값과 종동부 계수 값의 비율을 산정하는 단계로서 종동부 펄스가 구동부 펄스에 대하여 상대 값을 연산하는 단계로서 구동부 계수 값에 대하여 종동부 계수 값의 백분율을 산정하는 단계이다.

상기 계수값비율산정단계(S 50)는 펄스검출단계(S 30)에서 검출된 구동부가 60펄스 일 때 종동부에서 45펄스를 검출하였다고 하면 구동부의 계수 값이 60이고 종동부의 계수 값이 45이므로 이를 백분율로 산정하면 (45/60)*100=75%가 되고, 펄스검출단계(S 30)에서 검출된 구동부의 펄스가 80이고 검출된 종동부의 펄스가 40일 경우에는 (60/80)*40=30이 되어 종동부의 계수 값은 30이 되어 이를 백분율로 산정하면 (30/60)*100=50%가 된다.

상기 펄스검출부(51)에서 검출된 펄스는 구동모터(36)와 종동모터(33)의 전압의 크기와 상관없이 항상 일정한 크기의 펄스가 출력되며, 중앙처리장치(53)는 펄스검출부(51)로부터 출력된 구동부 펄스와 종동부 펄스신호를 전달받아 펄스를 계수 값으로 환산하고, 환산된 계수 값으로 비율을 산정한다.

상기 모터토크부여단계(S 60)는 계수값비율산정단계(S 50)에서 산정된 계수 값 비율에 따라 장력조절부(52)에서 구동모터(36) 및 종동모터(33)에 산정된 계수 값의 비율에 해당하는 구동모터토크 및 종동모터토크를 부여하는 단계로서 산정된 계수 값 비율에 따라 이에 해당하는 설정된 전류를 장력조절부(52)에서 구동모터(36) 및 종동모터(33)로 인가한다.

상기 모터토크부여단계(S 60)에서 인가된 설정 전류에 의하여 구동모터(36)는 정방향 즉 인쇄리본(40)을 권취하는 방향으로 회전하게 되는 구동모터토크가 부여되고 종동모터(33)는 종동모터토크가 걸린 상태로 정지되어 인쇄리본(40)의 장력이 일정하게 조절된다.

상기 모터토크부여단계(S 60)는 인쇄리본(40)의 구동부 계수 값과 종동부 계수 값의 비율에 따라 구동모터(36)는 구동모터토크가 걸리 상태에서 정방향으로 회전하고 종동모터(33)는 종동모터토크가 걸린 상태로 정지되게 하되 구동부를 종동부보다 약간 큰 토크 즉 종동부+α를 부여하여 인쇄리본(40)의 잔량에 따라 모터의 구동모터동력 및 종동모터동력을 변화시켜 인쇄리본(40)의 장력을 적절하게 조절한다.

상기 α는 인쇄리본(40)의 인장강도를 토크로 환산한 값보다 작고 0보다 큰 토크로서 인쇄리본(40)의 구동 시에 α가 인쇄리본(40)의 인장강도를 토크로 환산한 값보다 큰 값으로 되면 인쇄리본(40)이 절단되고 0보다 작은 값을 경우에는 인쇄리본(40)이 느슨하게 풀림 상태에서 인쇄리본(40)이 인쇄용지에 딸려 가는 상태가 되는 것으로서 인쇄리본(40)이 권취 시에 절단되지 아니하면서 인쇄용지에 딸려가지 아니하는 토크이다.

상기 인쇄리본(40)이 절단되지 않고 긴장된 상태로 풀리도록 종동부의 종동모터(33)에 부여하는 토크를 종동모터토크라 한다.

상기 구동모터토크와 종동모터토크의 값이 같을 때 즉 구동모터토크 - 종동모터토크 = 0일 경우에는 인쇄리본(40)이 긴장된 상태가 되고, 구동모터토크의 값이 종동모터토크 보다 작을 때 즉 구동모터토크 - 종동모터토크〈 0일 경우에는 인쇄리본(40)의 풀림이 정지된 상태로서 제동상태가 되고, 구동모터토크의 값이 종동모터토크 값보다 클 때 즉 구동모터토크 - 종동모터토크 〉0일 경우에는 인쇄리본(40)이 풀림상태가 된다.

상기 구동모터(36)와 종동모터(33)는 토크가 입력 전류에 대해 직선적으로 비례며 즉 토크 대 전류(T-I 특성)가 직선적으로 정비례하고 회전수에 대해 직선적으로 반비례 즉 토크 대 회전수(T-N 특성)가 직선적으로 반비례하므로 입력되는 전류량에 따라 토크를 정밀하게 제어할 수 있다.

따라서, 상기 구동모터(36)와 종동모터(33)는 모터에 흐르는 전류가 커질수록 토크와 회전속도가 직선적인 정비례로 증가하는 2가지 특성이 서로 연동하고 있기 때문에 인쇄리본(40)의 구동부 계수 값과 종동부 계수 값의 비율에 따라 구동모터(36)는 구동모터토크에 의하여 정방향으로 회전하고 종동모터(33)는 종동모터토크가 걸린 상태로 정지되게 되면서 인쇄리본(40)의 장력이 긴장된 상태에서 적절하게 조절할 수 있다.

상기 종래기술 제10-1206876호 롤용지의 장력조절장치는 스텝모터에 전원을 차단(off)하여 모터동력을 발생시키는 수동형 제동이나, 본 발명은 모터에 전류를 연결(on)하여 모터동력을 발생시키는 능동형 제동으로서 인쇄리본(40)에 미세 진동이 발생하지 아니하고 이로 인하여 인쇄 용지에 중첩 인쇄가 발생하지 아니하고 구동모터(36)와 종동모터(33)의 모터토크가 정확하고 회전 제어가 용이하고 인쇄리본(40)이 일정한 장력으로 유지된 상태에서 해권되는 등의 효과가 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 본체 브라켓트 20: 가동판
31: 해권롤 32: 인쇄롤러
33: 제동모터 34: 제동기어
35: 이동모터 36: 구동모터
37: 구동기어 38: 열전사 헤드
39: 권취롤 40: 인쇄리본
50: 제어부 51: 펄스검출부
52:장력조절부 53: 중앙처리장치

Claims

약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에서 사용되는 열전사 인쇄방식을 사용하는 인쇄리본의 장력조절장치에 있어서,
상기 인쇄리본의 종동부에 신규 인쇄리본이 삽입된 경우 구동모터와 종동부의 종동모터의 각각에 인쇄리본의 전 영역에서 동작할 수 있는 초기토크 값을 부여하는 초기토크부여단계;
상기 약제 자동포장기 또는 열전사 방식 인쇄기 등에 전원이 입력(ON)되면 해권롤의 종동부에 인쇄리본이 있는가를 감지하는 리본감지단계;
상기 리본감지단계에서 해권롤의 종동부에 인쇄리본이 있을 경우에는 펄스검출부에서 일정한 값의 구동부 펄스를 기준으로 인쇄리본의 구동부와 종동부의 펄스를 검출하는 펄스검출단계;
상기 구동부와 종동부의 펄스 검출 후 구동부 펄스와 종동부 펄스를 계수 값으로 환산하는 계수값환산단계;
상기 계수값이 환산되면 구동부 계수값과 종동부 계수 값의 비율을 산정하는 계수값비율산정단계;
상기 구동부 계수 값과 종동부 계수 값의 비율에 따라 구동모터는 정방향으로 회전하고 종동모터는 모터토크가 걸린 상태로 정지되게 하되 구동부를 종동부보다 큰 토크를 부여하는 모터토크부여단계;로 구성되어
상기 인쇄리본의 잔량에 따라 구동모터 및 종동모터의 모터토크를 변화시켜 인쇄리본의 장력을 적절하게 조절하는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법.
제1항에 있어서,
상기리본감지단계에서 해권롤의 종동축에 인쇄리본이 없다고 감지되면 디스플레이부 또는 경고부에서 오류(error)를 출력하고 초기토크를 입력하는 초기토크 입력단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 인쇄리본 장력제어 방법.
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