KR101938095B1

KR101938095B1 - 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤

Info

Publication number: KR101938095B1
Application number: KR1020170135115A
Authority: KR
Inventors: 김희춘
Original assignee: 김희춘
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-01-11

Abstract

본 발명은, 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤에 있어서, 상기 그라비아 인쇄 제판 롤은, 그라비아 인쇄 패턴이 형성된 베이스층과 상기 베이스층의 강도 강화를 위해 상기 베이스층에 도포되는 강화 코팅층을 포함하며, 상기 강화 코팅층은 상기 베이스층에 습식 도금 방식으로 형성되는 제1 강화층, 강화 코팅층의 외부면을 이루는 제2 강화층과, 상기 제1 강화층과 제2 강화층 사이에 배치되며, 상기 제1 강화층 표면에 접착력을 제공하는 제1 접착층 및 상기 제1 접착층과 제2 강화층 사이에 접착력을 제공하는 제2 접착층을 포함하는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤을 제공한다.
따라서, 경도가 높은 인쇄 패턴을 갖는 그라비아 인쇄 제판 롤을 제공할 수 있다.

Description

비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤{Gravure Printing Engraving Roll having Having Vision System}

본 발명은 그라비아 인쇄 제판 롤에 관한 것으로, 보다 구체적으로 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤에 관한 것이다.

그라비아 인쇄는 원통 형태의 금속롤 표면에 음각으로 인쇄 패턴을 형성하고 그 패턴에 잉크를 주입한 후 롤 형태로 감겨 있는 연속된 종이 형태의 인쇄 대상물의 표면에 패턴을 전사하는 방법이다. 그라비아 인쇄의 경우 속도가 기존 판형 인쇄에 비하여 월등히 빠르고 인쇄 품질이 우수하여 사진, 포장재, 직물 인쇄분야에서 폭넓게 사용되어 왔다. 최근 그라비아 인쇄는 그 뛰어난 생산성에 힘입어 기존 적용 분야를 뛰어넘어 IT, 전자산업 분야까지 다양한 분야로 확대 적용되고 있다. 그라비아 인쇄용 금속롤(동판롤)은 잉크 또는 페이스트, 잉여 잉크 또는 잉여 페이스트 제거용 금속 블레이드 또는 종이 형태의 인쇄 대상물과 지속적으로 접촉하여 마찰이 발생한다. 마찰에 의하여 금속롤의 형상이 훼손되는 경우 다양한 인쇄 불량이 발생할 수 있다. 최근, IT 전자 산업 분야에서 세라믹 혹은 메탈 파우더와 같은 전기/전자적인 기능을 수행하는 물질이 함유된 잉크 또는 페이스트를 사용하여 그라비아 인쇄를 할 수 있다. 메탈 혹은 세라믹 잉크 혹은 페이스트는 기존 발색 혹은 코팅용 그라비아 잉크 대비 고체 성분의 함량이 월등히 높고 마모성이 훨씬 더 강하기 때문에 그라비아 인쇄 적용 시 인쇄 시스템의 수명과 인쇄품질의 관리가 매우 어렵다. 뿐만아니라, 그라비아 인쇄 시, 내부 또는 외부의 구동 또는 충격 등의 의한 진동이 지속적으로 발생되면 이에 무관하게 그라비아 인쇄를 안정적으로 수행하기 어려운 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2003-0034975호

본 발명의 목적은 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤을 제공하는 것이다.

본 발명은, 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤에 있어서, 상기 그라비아 인쇄 제판 롤은, 그라비아 인쇄 패턴이 형성된 베이스층과 상기 베이스층의 강도 강화를 위해 상기 베이스층에 도포되는 강화 코팅층을 포함하며, 상기 강화 코팅층은 상기 베이스층에 습식 도금 방식으로 형성되는 제1 강화층, 강화 코팅층의 외부면을 이루는 제2 강화층과, 상기 제1 강화층과 제2 강화층 사이에 배치되며, 상기 제1 강화층 표면에 접착력을 제공하는 제1 접착층 및 상기 제1 접착층과 제2 강화층 사이에 접착력을 제공하는 제2 접착층을 포함하는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤을 제공한다.

본 발명에 따른 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤에 의하면, 경도가 높은 인쇄 패턴을 갖는 그라비아 인쇄 제판 롤을 제공하며, 그라비아 인쇄 제판 롤의 내마모성을 향상시켜 인쇄 과정에서 그라비아 인쇄 제판 롤을 자주 교환해야 하는 부담을 덜 수 있고, 인쇄 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 그라비아 인쇄 시, 내부 또는 외부의 구동 또는 충격 등의 의한 진동을 효과적으로 방지하여 대상물에 대한 그라비아 인쇄를 안정적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤의 개략 단면도 및 부분 확대도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤의 강화 코팅층의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤의 베이스층의 제조 방법을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤의 강화 코팅층의 제조 방법을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤을 사용하여 적층형 칩 캐패시터의 내부 전극을 인쇄하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 칩 커패시터용 그라비아 인쇄 제판 롤을 나타내는 사시도 및 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 비젼 시스템을 보여주는 장치 개요도이다.
도 8은 도 7에 따른 비젼 시스템에 의해 롤러 결함 검출 모니터 화면 구성 예를 보여주는 사진이다.
도 9는 도 7에 따른 비젼 시스템의 동축 조명 장치에 의한 결함 검출 방식을 설명하는 단면 개략도이다.
도 10은 도 7에 따른 비젼 시스템에서 롤러 패턴과 패턴 사이의 마진부 및 패턴 자체에 내재 된 결함부를 찾기 위한 신호처리 방법을 설명하는 순서도이다.
도 11 내지 도 14는 도 7에 따른 비젼 시스템에서 롤러 패턴과 패턴 사이의 마진 부 및 패턴 자체에 내재 된 결함부를 찾기 위한 신호처리 방법을 설명하는 개요도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16 내지 23은 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성을 도시한 도면들이다.
도 24 내지 도 25는 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성의 다른 실시예를 도시한 도면들이다.
도 26은 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성의 다른 실시예를 도시한 도면들이다.
도 27은 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성의 또 다른 실시예를 도시한 도면들이다.
도 28은 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성의 또 다른 실시예를 도시한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

Ⅰ. 그라비아 인쇄 제판 롤 및 인쇄 방법

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤(GL)의 개략 단면도 및 부분 확대도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤(GL)은 인쇄 패턴이 형성된 베이스층(120)및 상기 베이스층(120)의 강도 강화를 위해 상기 베이스층(120)에 도포되는 강화 코팅층(1100)을 포함한다. 상기 베이스층(120)에는 인쇄하고자 하는 인쇄 패턴이 형성된다. 인쇄 패턴 내부에 인쇄 매체가 담기도록 그라비아 인쇄 제판 롤(GL)이 잉크 또는 페이스트에 침지된 후, 그라비아 인쇄 제판 롤(GL)이 인쇄 대상물과 접촉하고 회전하여 인쇄가 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 베이스층(120)의 표면은 그라비아 인쇄용 닥터 블레이드(1미도시)와 접촉할 수 있으며, 닥터 블레이드와의 접촉에 따라 잉여 인쇄 매체를 제거할 수 있다. 상기 베이스층(120)은 그라비아 인쇄 과정에서 인쇄 대상물 또는 닥터 블레이드 등과 같은 구성에 의하여 지속적으로 접촉하여 마찰이 빈번히 일어나 쉽게 마모될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 인쇄 제판 롤의 롤러 프레임(110) 표면에 형성된 상기 베이스층(120) 위에 강화 코팅층(1100)을 코팅하여 인쇄 패턴의 내구성과 내마모성을 향상시킬 수 있다. 도 1의 하부는 인쇄 패턴의 부분 확대도로서, 강화 코팅층(1100)의 구조를 나타낸다. 상기 강화 코팅층(1100)은 제1 강화층(1110), 제1 접착층(1130), 제2 접착층(1150) 및 제2 강화층(1170)을 포함할 수있다. 상기 제1 강화층(1110)은 상기 강화 코팅층(1100) 내에 형성되며, 상기 베이스층(120)에 습식 도금 방식으로 도포되어 형성될 수 있다. 상기 제2 강화층(1170)은 상기 강화 코팅층의 외부면을 이루도록 최외부에 형성될 수 있다.

상기 제1 접착층(1130) 및 제2 접착층(1150)은 상기 제1 강화층(1110) 및 상기 제2 강화층(1170) 사이에 형성된다. 그리고, 상기 제1 접착층(1130)은 제1 강화층(1110) 표면을 덮도록 형성되어 제1 강화층(1110) 표면에 접착력을 제공하는 역할을 한다. 상기 제2 접착층(1150)은 제2 강화층(1170)의 제1 강화층(1110)과 마주보는 면을 덮도록 형성되어 제2 강화층(1110)에 접착력을 제공하는 역할을 한다. 상기 롤러 프레임(110)은 그라비아 인쇄 제판 롤의 롤러를 구성하는 프레임이다. 이후에 형성되는 베이스층(120) 등을 지지하는 역할을 한다. 이에 제한되는 것은 아니나 Fe을 포함하는 물질로 구성될 수 있다. 상기 롤러 프레임(110) 위에 원하는 인쇄 패턴을 형성하기 위하여 베이스층(120)을 형성한다. 그리고, 베이스층(120)에 에칭 등의 방법으로 원하는 형상의 인쇄 패턴을 형성한다.

상기 베이스층(120)은 상기 롤러 프레임(110) 위에 도금하는 방식으로 형성된다. 이에 제한되는 것은 아니나 베이스층(120)과 롤러 프레임(110) 간의 접착력을 확보하기 위하여 상기 베이스층(120) 위에 니켈 스트라이크 도금을한 뒤 베이스층(120)의 도금이 이루어질 수 있다. 원하는 형상의 인쇄 패턴을 형성하기 위하여, 상기 베이스층(120)에 레지스트를 형성하고 경화 및 에칭할 수 있다. 그에 따라, 원하는 인쇄 패턴이 형성된 베이스층(120)을 형성할 수 있다.

상기 베이스층(120)은 에칭 등과 같은 공정에 의하여 원하는 형상의 인쇄 패턴을 형성하기가 용이한 물질로 이루어질 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 Cu를 포함하는 물질로 이루어진 도금층으로 이루어질 수 있다. 특히, Cu 도금층의 경우 에칭 공정을 통하여 미세한 크기의 정밀한 인쇄 패턴을 구현할 수 있다. 그러나, 상기 베이스층(120)으로 Cu 도금층을 사용하는 경우 경도가 약하기 때문에 쉽게 마모되거나 손상되게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 베이스층(120) 위에 강화 코팅층(1100)을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 베이스층(120)의 두께(a)는 50 내지 200㎛일 수 있다. 50㎛ 미만인 경우 원하는 크기의 인쇄 패턴을 형성할 수 없고, 200㎛를 초과하는 경우 베이스층(120)의 두께가 지나치게 두꺼워져 그라비아 인쇄 롤의 기계적 강도가 약해질 수 있기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 베이스층(120)에 강화 코팅층(1100)이 형성되기 때문에 베이스층(120)의 강도가 강화된다. 그에 따라 베이스층(120)에 형성된 인쇄 패턴의 내구성 및 내마모성이 우수해질 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 강화 코팅층(1100)은 2개의 강화층을 포함할 수 있다. 상기 베이스층(120)에 인접한 제1 강화층(1110)은 베이스층(120)의 강도를 강화시킬 수 있고, 외부면에 형성되는 제2 강화층(1170)은 외부에 대한 마찰에 대한 내구성 및 내마모성을 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 베이스층(120)의 강도를 강화시키면서 외부 마찰에 대한 내마모성을 확보할 수 있다. 따라서, 베이스층(120)에 형성된 인쇄 패턴의 강도가 강화되면서 내마모성이 확보되어 반복적인 인쇄 공정에서도 인쇄 정밀도가 보장될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강화 코팅층(1100)의 부분 확대도이다. 상기 강화 코팅층(1100)은 베이스층(120) 위에 순차적으로 적층된 제1 강화층(1110), 제1 접착층(1130), 제2 접착층(1150) 및 제2 강화층(1170)을 포함한다. 상기 제1 강화층(1110)은 상기 베이스층(120) 위에 습식 도금방식으로 형성될 수 있다. 베이스층(120)이 Cu를 포함하는 도금층으로 형성되는 경우 쉽게 산화될 수 있다. 상기 제1 강화층(1110)은 상기와 같은 베이스층(120) 위에 형성되어 베이스층(120)의 강도를 강화시킬 뿐만 아니라 내산화성을 확보할 수 있다. 상기 제1 강화층(1110)으로 Cu에 대한 친화성이 높으면서 내산화성 및 내구성이 강한 물질을 사용할 수 있다. 상기 제1 강화층(1110)으로 베이스층(120)에 대하여 접착력 및 밀착력을 확보하면서 내구성을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 상기 제1 강화층(1110)은 W, Si, Ti, Zr 및 Cr으로 구성된 군 중 에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 특히, Cu에 대한 친화성이 높고 경도가 높은 Cr으로 형성될수 있다. 그리고, 상기 제1 강화층(1110)은 습식 도금 방식으로 형성될 수 있다.

베이스층(120)에 대한 접착력 및 밀착력을 높이기 위하여 습식 도금 방식으로 상기 베이스층(120) 위에 형성될 수 있다. 상기 제1 강화층(1110)의 두께는(b1)는 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 0.1㎛ 미만인 경우 베이스층(120)의 강도를 확보할 수 없고, 10㎛를 초과하는 경우 습식 도금 특성상 제1 강화층(1110) 표면에 크랙이 발생할 수 있다. 상기 제2 강화층(1170)은 상기 강화 코팅층(1100)에서 외부면으로 노출되도록 최외부에 형성될 수 있다. 상기 제2강화층(1170)은 인쇄 매체 또는 닥터 블레이드와 직접 접촉하도록 형성되며 외부의 물리적 스트레스를 직접 받는 층에 해당한다. 따라서, 제2 강화층(1170)은 제1 강화층(1110)보다 내구성 및 내마모성이 우수한 물질이 사용될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 상기 제2 강화층(1170)은 다이아몬드상 카본(DLC; Diamond Like Carbon)막으로 구성될 수 있다. 또한 제2 강화층(1170)의 막 강도를 최대화하고 막 내부 응력을 해소하기 위하여 Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 구성될 수 있다. 다이아몬드상 카본(DLC)막은 카본(1Carbon)의 증착에 의하여 형성된 막으로서, 다이아몬드와 매우 유사한 성질을 갖는 막이다. 다이아몬드상 카본(DLC)막은 구조적으로 다이아몬드 결정과는 다르지만, 내산화성이 우수하며 경도가 높고 표면이 매끄러운 특성을 가진다. 또한, 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 구성된 층은 저 마찰계수를 갖기 때문에 마찰에 대한 내마모성이 강화될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 강화층(1170)으로 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 형성될 수 있다. 인쇄 패턴의 표면의 경도가 높아지고 표면이 매끄러워지게 된다. 그에 따라 인쇄 매체 또는 닥터 블레이드에 대한 마찰에도 쉽게 마모되지 않는 인쇄 패턴을 형성할 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 강화층은 Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 구성될수 있다. Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막은 막 결정 내의 탄소-수소 결합에서 sp2결합과 sp3결합의 비율이 7:3으로 sp2 결합이 비교적 많은 구조이다. 그에 따라 수소가 5 내지 30% 포함되어 있는 구조이다. 다이아몬드상 카본(DLC)막은 결정 내의 수소 함량이 많아질수록 경도가 감소하고, 수소 함량이 작아질수록 경도가 증가하게 된다. Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막을 증착하여 막을 형성하는 경우, 다이아몬드상 카본(DLC)막에 포함된 수소 자리에 Si가 도핑되어 수소 비율이 감소할 수 있다. 따라서, 수소 비율이 감소하게 되고 다이아몬드상 카본(DLC)막의 경도가 더욱 증가하게 된다. 뿐만 아니라, 탄소와 수소 결합에 Si가 도핑됨으로써, 제2 강화층(1170)의 영률(1Young's modulus)이 증가할 수 있다. 그에 따라 박막 내부의 응력이 감소하여 보다 경도가 높고 안정적인 층을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 강화층(1170)은 Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 강화층(1170)에서 다이아몬드상 카본(DLC) 에 대한 Si의 원자분율은 2 내지 15%일 수 있다. 2% 미만인 경우 경도가 약화될 수 있고, 15%를 초과하는 경우 Si 단독으로 존재할 확률이 높아 부분적으로 경도가 약한 부분이 생성될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 강화층(1170)의 두께(b4)는 0.2㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 0.2㎛ 미만인 경우 그라비아 인쇄 제판 롤의 내구성 및 내마모성을 확보하기 어렵고, 2㎛를 초과하는 경우 제2 강화층(1170) 내부의 내부 응력이 높아져 제2 강화층(1170)의 박리 현상이 일어날 수 있기 때문이다. 또한, 2㎛를 초과하는 경우 증착시간의 증가로 단가가 상승하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 강화층(1110, 170)을 포함하는 강화 코팅층(1100)이 상기 베이스층(120) 위에 형성되기 때문에 베이스층(120)에 형성된 인쇄 패턴의 경도가 높아질 수 있고 내마모성이 확보될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 인쇄 패턴의 내구성 및 내마모성이 증가하기 때문에 세라믹 또는 금속을 포함하는 고체 함량이 많은 인쇄 매체일지라도 그라비아 인쇄 제판 롤에 적용될 수 있다. 세라믹 또는 금속을 포함하는 인쇄 매체의 경우 마모성이 커서 그라비아 인쇄 적용시 인쇄 패턴이 쉽게 마모되는 특성 때문에 인쇄 정밀도가 떨어지게 되고 자주 그라비아 인쇄 제판 롤 또는 닥터 블레이드를 바꾸어주어야 한다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 강화 코팅층(1100)이 인쇄 패턴에 형성되기 때문에 그라비아 인쇄 제판롤의 내마모성이 향상될 수 있다. 그에 따라 그라비아 인쇄 제판 롤을 자주 바꾸어 주어야 하는 부담을 덜 수 있다. 또한, 최외부에 형성되는 제2 강화층(1170)은 저 마찰계수를 갖는 매끄럽고 단단한 층으로 형성되기 때문에 고체를 많이 포함하는 인쇄 매체를 사용하더라도 인쇄 매체가 인쇄 패턴으로부터 쉽게 떨어져 나갈 수 있다. 따라서, 인쇄 매체가 보다 용이하게 인쇄 대상물에 전사되어 박층의 패턴을 인쇄하는 데에 적용될 수 있다. 그에 따라, 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)와 같은 박층화 및 소형화가 요구되는 부품에 그라비아 인쇄가 적용될 수 있다. 특히, 적층 세라믹 캐패시터의 내부 전극 패턴을 인쇄하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤이 적용될 수 있다. 그에 따라 적층 세라믹 캐패시터의 박층의 내부 전극 패턴을 보다 얇고 빠르게 인쇄할 수 있다.

상기 제1 강화층(1110)은 Cr을 포함하는 금속으로 이루어질 수 있고, 제2 강화층은 다이아몬드상 카본(DLC)막, 즉 카본을 기반으로 하는 물질로 이루어진다. 따라서, 서로 다른 성질의 물질로 제1 및 제2 강화층이 형성되기 때문에 제1 강화층 및 제2 강화층은 친화력이 낮아 쉽게 베이스층(120)으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 제1 및 제2 강화층 사이의 접착력 및 밀착력을 확보하여야 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 강화층(1110)의 표면을 덮도록 제1 접착층(1130)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 강화층(1170)에서 제1 강화층(1110)과 마주보는 면을 덮도록 제2 접착층(1150)이 형성될 수 있다. 상기 제1 접착층(1130)은 상기 제1 강화층(1110)에 대한 친화성이 우수한 금속이 사용되어, 상기 제2 강화층(1170)에 대한 제1 강화층(1110)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 강화층(1110)은 습식 도금 방식으로 베이스층(120)에 형성되기 때문에 그 표면에 크랙이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제1 접착층(1130)은 크랙이 형성된 상기 제1 강화층(1110)의 표면을 균일하게 하는 역할을 하기 위하여 제1 강화층(1110)과 동일하거나 유사한 물질로 이루어질 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 상기 제1 접착층(1130)은 W, Ti, Cr, Zr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 금속층으로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 접착층(1130)의 두께(b2)는 0.1㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 0.1㎛ 미만인 경우 그라비아 인쇄 제판 롤이 회전시 충격 등에 의하여 막이 쉽게 파손될 수 있기 때문이다. 또한, 5㎛를 초과하는 경우 베이스층(120)에 형성된 패턴의 정밀도가 훼손될 수 있기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 접착층(1150)은 제1 접착층(1130) 위에 형성될 수 있다. 제2 접착층(1150)은 제2 강화층과 제1 접착층(1130)의 접착력을 강화할 수 있으며 그에 따라 제1 강화층(1110)과 제2 강화층(1170) 사이의 접착 강도를 더욱 강화시킬 수 있다. 코팅층과 같은 박막을 형성함에 있어서 서로 인접한 층의 격자 상수(1lattice constant)에 영향을 받는다. 스퍼터링이나 화학 증착법(1CVD; Chemical Vapor Deposition)으로 박막을 형성할 때에 원자들이 한 층씩 정밀하게 쌓여 박막을 형성한다. 여기서 인접한 층의 격자 상수가 다른 소재를 사용하여 박막을 형성하는 경우, 적층되는 층의 원자간의 간격과 박막 층을 구성하는 원자간의 간격이 달라져 박막이 적층되지 않고 박막을 구성하는 원자들이 서로 엉키려고 한다. 즉, 층간 접착력이 떨어지고 박막층 내부 응력이 증가하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 강화층(1110)에서 제2 강화층(1170) 사이의 격자 상수의 차이는 다음 표와 같다.

[표 1]

또한, 제2 접착층은 접착력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 강화 코팅층(1100)의 내부 응력을 분산시킴과 동시에 기계적 강도를 보강할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 상기 제2 접착층(1150)은 제2 강화층과의 친화력을 높이고 기계적 강도를 확보하기 위하여 질화금속층으로 제2 접착층을 형성할 수 있다. 또한 이에 제한되는 것은 아니나 제2 접착층(1150) 제1 강화층과의 친화력을 높이기 위하여 W, Ti, Cr, Zr 및 Mo으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 질화 금속층으로 구성될 수 있다. 상기 제2 접착층(1150)의 두께(b3)는 0.1 내지 1㎛일 수 있다. 0.1㎛ 미만인 경우 충분한 제2 접착층(1150)이 형성되지 않아 제1 접착층과 제2 강화층간의 접착력을 향상시키기 어렵다. 1㎛ 초과인 경우 과다한 질화물의 형성으로 제2 강화층과의 접합이 이루어지지 않아 박리 현상이 초래될 수 있기 때문이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤의 제조 방법을 알아보자. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤의 베이스층(120)에 인쇄용 패턴을 형성하는 단계를 나타내는 공정흐름도이다. 도 3의 (a)를 참조하면, 그라비아 인쇄 제판 롤에 인쇄하고자하는 인쇄 패턴을 형성하기 위하여 롤 프레임(110) 위에 베이스층(120)을 형성한다. 상기 롤 프레임(110)은 롤러를 구성하는 프레임으로 인쇄 패턴을 지속적으로 회전시켜 인쇄 패턴을 인쇄 대상물에 전사시키는 역할을 한다. 이에 제한되는 것은 아니나 Fe을 포함하는 강성의 물질로 이루어질 수 있다. 상기 롤 프레임(110) 위에 베이스층(120)을 형성할 수 있다. 상기 베이스층(120)은 Cu를 포함하는 도금층으로 형성될 수 있다. 상기 롤 프레임(110)을 황산 구리 및 황산이 포함된 수용액을 포함하는 도금 욕조에 담근 후 전류를 인가하여 전해 도금 방식으로 형성될 수 있다. 또는, 니켈 스트라이크(strike) 도금으로 1차 도금 후 황산 구리용액으로 2차 도금하는 무전해 도금 방식으로 베이스층(120)을 형성할 수 있다. 도 3의 (1b)를 참조하면, 베이스층(120)에 인쇄 패턴을 형성할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 레이저를 이용하여 베이스층(120)에 원하는 형상의 인쇄 패턴을 형성할 수 있고, 레지스트를 형성하여 원하는 인쇄 패턴이 형성되도록 에칭하는 방법 등을 사용할 수도 있다. 도 3의 (1c)를 참조하면, 원하는 형상의 인쇄 패턴이 형성된 베이스층(120) 위에 강화 코팅층(1100)을 형성할 수 있다.

그에 따라 인쇄 패턴은 강화 코팅층(1100)으로 코팅되어 경도가 높고, 내구성 및 내마모성을 갖는 인쇄 패턴이 형성될 수 있다. 상기 베이스층(120)은 에칭 등과 같은 공정에 의하여 원하는 형상의 인쇄 패턴을 형성하기가 용이한 물질로 이루어질 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 Cu를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 경도가 낮은 Cu 도금층을 베이스층(120)으로 사용할 수 있으며, 이 경우 에칭 공정을 통하여 미세한 크기의 패턴을 구현할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 베이스층(120)의 두께(a)는 50 내지 200㎛일 수 있다. 50㎛ 미만인 경우 너무 얇기 때문에 원하는 크기 및 형상의 인쇄 패턴을 형성할 수 없고, 200㎛ 초과인 경우 경도가 낮은 베이스층(120)의 두께가 지나치게 두꺼워져 그라비아 인쇄 제판 롤의 기계적 강도가 약해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 베이스층(120) 자체는 경도가 낮은 물질로 이루어질 수 있지만, 강화 코팅층(1100)을 인쇄 패턴이 형성된 베이스층(120) 위에 형성하기 때문에 인쇄 패턴의 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 도 4는 강화 코팅층(1100)을 형성하는 방법을 더욱 상세하게 나타내는 공정 흐름도이다. 도 4의 (a)를 참조하면, 인쇄 패턴이 형성된 베이스층(120)에 가장 먼저 제1 강화층(1110)이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 강화층(1110)은 습식도금 방식으로 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 제1 강화층(1110)의 습식 도금은 무수크롬산과 황산의 혼합 수용액을 도금액으로 하는 전해 도금방식으로 수행될 수 있다. 습식 도금 방식으로 형성되기 때문에 별도의 접착층이 없더라도 우수한 접착력을 확보할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 강화층(1110)을 형성한 후에 표면의 평탄도 향상을 위하여 추가적으로 표면연마를 할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 Ar 이온에 의한 연마 및 세정이 이루어질 수 있다. 이러한 연마및 세정 공정을 통하여 상기 베이스층(120) 표면에 형성될 수 있는 오염물을 제거할 수 있고, 상기 베이스층(120) 및 제1 강화층(1110)을 구성하는 분자를 여기 상태로 만들어 이후 다른 층의 증착을 용이하게 할 수 있다. 상기 제1 강화층(1110)은 상기 베이스층(120)을 덮도록 습식 도금 방식으로 형성된다. 상기 제1 강화층(1110)은 상기 베이스층(120)의 강도를 강화시킬 수 있다. 또한, 제1 강화층(1110)은 내산화성이 우수한 금속을 사용하여 Cu와 같은 산화도가 높은 금속을 사용한 베이스층(120)을 보호할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 강화층(1110)은 Cu에 대한 친화성이 높으면서 내산화성 및 내구성이 강한 물질을 사용할 수 있다. 상기 제1 강화층(1110)으로 베이스층(120)에 대하여 접착력 및 밀착력을 확보하면서 내구성을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 상기 제1 강화층(1110)으로 W, Si, Ti, Zr 및 Cr으로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 특히 Cu에 대한 친화성이 높은 Cr 도금층으로 제1 강화층(1110)을 형성할 수 있다. 상기 제1 강화층(1110)의 두께는 0.1 내지 10㎛일 수 있다. 0.1㎛ 미만인 경우 베이스층(120)의 강도를 확보하기에 충분하지 않고, 10㎛를 초과하는 경우 습식 도금층의 특성상 제1 강화층 표면에 도금 크랙을 유도할 수 있다.

도 4의 (1b)를 참조하면, 상기 제1 강화층(1110) 위에 제1 접착층(1130)층을 형성할 수 있다. 상기 제1 접착층(1130)은 제1 강화층(1110)의 표면을 균일하게 하는 역할을 한다. 습식 도금으로 형성된 크랙에 의하여 불균일해진 제1 강화층(1110)의 표면을 균일하게 할 수 있다. 그에 따라 제2 강화층과 제1 강화층 사이에 균일한 접착력이 형성될 수 있게 한다. 상기 제1 접착층(1130)은 상기 제1 강화층(1110)과 제2 강화층 사이의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 상기 제1 접착층(1130)은 스퍼터링 방법, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 분자선 에피탁시 법(1MBE; molecularbeam epitaxy), 레이저 어블레이션 법, 이온어시스트성막법, 플라즈마 화학 증착법 등의 공지된 다양한 박막 형성 방법으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접착층(1130)은 상기 제1 강화층(1110)에 대한 친화성이 우수한 금속이 사용될 수 있으며 제1 강화층(1110)과 동일하거나 유사한 물질이 사용될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 제1 접착층(1130)은 W, Ti, Cr, Zr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 금속층으로 구성될 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 베이스층을 Cr 도금층으로 형성하는 경우, 베이스층과의 친화력을 높이기 위해서 제1 접착층으로 Cr 스퍼터층을 적용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 접착층(1130)의 두께는 0.1㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 0.1㎛ 미만인 경우 제1 강화층(1110)의 표면을 충분히 균일하게 할 수 없고 그라비아 인쇄 제판 롤러 사용시 충격 등에 의하여 막이 쉽게 파손될 수 있기 때문이다. 5㎛를 초과하는 경우 베이스층(120)에 형성된 패턴의 정밀도를 훼손시킬 수 있기 때문이다. 도 4의 (1c)를 참조하면, 상기 제1 접착층(1130) 위에 제2 접착층(1150)을 형성할 수 있다. 상기 제2 접착층(1150)은 제2 강화층(1170)과 제1 접착층(1130)의 접착력을 강화시킬 수 있다. 제1 접착층(1130)은 제1 강화층(1110)의 표면을 매끄럽게 하여 균일한 접착력을 확보할 수 있지만, 제2 강화층(1170)과의 격자 상수 차이에 의해 접착력의 강도가 떨어지기 때문에 접착력이 약해질 수 있다. 제1 강화층(1110) 및 제1 접착층(1130)은 제2 강화층(1170)과 서로 다른 구조를 갖는 물질이 사용되어 서로 간의 접착력이 떨어지게 된다. 그에 따라 충분한 접착력을 확보하기 어려워진다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 접착층(1150)으로 제1 접착층(1130)의 격자 상수와 제2 강화층(1170)의 격자 상수 사이의 격자 상수를 갖는 물질이 사용될 수 있다. 그에 따라, 제1 접착층(1130)과 제2 강화층(1170) 사이에 제2 접착층(1150)을 형성하여 격자 상수 차이를 보완할 수 있다. 그에 따라, 제1 접착층(1130)과 제2 강화층(1170) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 결과적으로 제1 강화층(1110)과 제2 강화층(1170) 사이의 접착면에서 제1 접착층(1130)에 의해서 균일한 크기의 접착력이 고르게 형성될 수 있으며, 제2 접착층(1150)에 의하여 접착력의 크기가 향상될 수 있다. 상기 제2 접착층(1150)은 스퍼터링 방법, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 분자선 에피탁시 법, 레이저 어블레이션 법, 이온어시스트성막법, 플라즈마 화학 증착법 등의 공지된 다양한 박막 형성 방법으로 형성될 수 있다.

상기 제2 접착층(1150)으로 질화금속층을 사용하는 경우 접착력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 강화 코팅층(1100) 내부 응력을 분산시킴과 동시에 기계적 강도를 보강할 수 있다. 질화금속층의 경우 일반적인 탄화금속층에 비하여 기계적 강도가 높기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제2 접착층(1150)은 제2 강화층과 친화력을 높이고 충분한 기계적 강도를 확보하기 위하여 질화 금속층으로 형성될 수 있다. 또한, 이에 제한되는 것은 아니나 제2 접착층은 상기 제1 접착층 및 제1 강화층과의 친화력을 높이기 위하여 W, Ti, Cr, Zr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 질화 금속층으로 구성될 수 있다. 상기 제2 접착층(1150)의 두께는 0.1㎛ 내지 1㎛일 수 있다. 0.1㎛ 미만인 경우 충분한 제2 접착층(1150)이 형성되지 않아 제1 접착층과 제2 강화층 사이의 접착력을 확보하기 어렵다. 1㎛를 초과하는 경우 과도한 질화물의 형성으로 제2 강화층의 접합이 이루어지지 않아 박리 현상이 초래될 수 있기 때문이다. 도 4의 (1d)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제2 접착층(1150) 위에 제2 강화층(1170)을 형성할 수 있다.

상기 제2 강화층(1170)은 강화 코팅층(1100)의 외부면으로 노출되도록 최외부에 형성될 수 있다. 상기 제2 강화층(1170)은 인쇄 매체 및 또는 닥터 블레이드와 직접 접촉하도록 형성되며 외부의 물리적 스트레스를 직접 받는 층에 해당한다. 따라서, 상기 제2 강화층(1170)은 제1 강화층(1110) 보다 경도가 높은 물질이 사용될 수 있으며, 내마모성 및 내구성이 더 우수한 물질을 사용할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 상기 제2 강화층(1170)은 다이아몬드상 카본(DLC; Diamond Like Carbon)막으로 구성될 수 있다. 또한 상기 제2 강화층(1110)의 막 강도를 최대화하고, 막내부 응력을 감소시키기 위하여 Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 구성될 수 있다. 다이아몬드상 카본(DLC)막은 카본(1carbon)의 증착에 의하여 형성된 층으로서, 다이아몬드와 매우 유사한 성질을 갖는 층이다. 다이아몬드상 카본(DLC)막은 구조적으로 다이아몬드 결정과 다르지만, 내산화성 및 내화학성이 우수하며 경도가 높고 매끄러운 특성을 갖는다. 즉 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 구성된 층은 저 마찰계수를 갖기 때문에 지속적인 마찰에 대한 충분한 내마모성 및 내구성을 가질 수 있다. 또한, Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막으로 제2 강화층을 구성하는 경우 그 강도를 더욱 강화할 수 있다. 다이아몬드상 카본(DLC)막은 결정 내에 수소 함량이 많아질수록 경도가 감소하게 되는데, Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막의 경우 수소 자리에 Si가 도핑되어 수소 함량이 적어지게 되기 때문이다. 따라서, 수소비율이 감소하게 되고 다이아몬드상 카본(DLC)막의 경도가 더욱 증가하게 된다. 또한, 탄소와 수소 결합에 Si가 도핑됨으로서 제2 강화층(1170)의 영률이 증가할 수 있다. 그에 따라 강화 코팅층(1100) 내부의 응력이 감소하여 보다 경도가 높고 안정적인 층을 형성할 수 있다.

Si를 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막의 경우 마찰계수가 낮아지기 때문에 그라비아 인쇄 제판 롤 사용시 인쇄 대상물에 소착 및 융착을 줄여 제품 생산시의 불량률을 줄일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제2 강화층(1170)은 스퍼터링법, 진공증착법, 이온플레이팅법, 분자선 에피탁시법, 레이저 어블레이션법, 이온어시스트성막법, 플라즈마 화학 증착법 및 이온빔 증착법으로 구성된 군 중 에서 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 강화층을 이온빔 증착법으로 형성하기 위하여 제1 강화층(1110), 제1 접착층(1130) 및 제2 접착층(1150)이 형성된 그라비아 인쇄 제판 롤을 반응 챔버에 장착한다. 상기 반응 챔버 내부는 진공 상태로 유지되며, 이온빔 증착 장치에 카본을 공급하기 위한 증착원이 되는 가스가 공급될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 증착원으로서 탄화수소(1CxHy)계열의 가스를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 CH4, C2H2, C6H6 또는 C4H10이 사용될 수 있다. 또한, Si을 포함하는 다이아몬드상 카본(DLC)막을 형성하기 위해서 이에 제한되는 것은 아니나 증착원으로 상기와 같은 탄화수소계열의 가스와 실레인 가스(1SiH4)를 함께 넣을 수 있다.

증착원을 반응 챔버에 공급하고 이온건에 전원을 인가한다. 이온건에 전원이 인가됨에 따라 증착원들은 플라즈마 상태로 여기되어 제2 접착층(1150)의 표면에 제2 강화층(1170)으로 증착되게 된다. 이온빔 증착을 통해 미세한 크기의 인쇄 패턴에 고르게 제2 강화층(1170)을 증착 할 수 있다. 상기 제2 접착층(1150)에 코팅되는 이온들의 에너지를 제어하고 축적되는 전하를 방전시키기 위해 공급되는 전원의 주파수와 전압을 조절할 수 있다. 그리고, 전원이 인가되는 시간을 조절하여 제2 접착층(1150)의 두께를 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 강화층(1170)의 두께는 0.2 내지 2㎛일 수 있다. 0.2㎛ 미만인 경우 그라비아인쇄 제판 롤의 내마모성과 내구성이 현저히 떨어질 수 있고, 2㎛ 초과인 경우 코팅 물질의 높은 내부 응력으로 인하여 박리 현상이 나타날 수 있기 때문이다. 또한, 코팅 공정 시간의 증가로 생산 단가가 증가할 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 강화층(1110)과 제2 강화층(1170)으로 구성된 강화 코팅층(1100)이 인쇄 패턴에 형성되기 때문에, 내구성 및 내마모성이 우수한 인쇄 패턴을 갖는 그라비아 인쇄 제판 롤을 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤은 세라믹 또는 금속 파우더를 인쇄 매체로 사용하는 전자 부품에도 적용될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 그라비아 인쇄 제판 롤을 사용하여 적층형 세라믹 캐패시터의 내부 전극을 인쇄하는 것을 나타내는 개략도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 세라믹 캐패시터의 내부 전극을 인쇄하기 위하여 복수개의 유전체층을 마련할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 복수개의 유전체층은 캐리어 필름(1550) 형태로 제공될 수 있다. 내부 전극(1551)을 인쇄 한 후에 칩 사이즈에 따라 절단될 수 있다. 그리고, 강화 코팅층(1100)이 형성된 그라비아 인쇄 제판 롤(1230)을 내부 전극 페이스트에 침지하여 상기 복수개의 유전체층에 내부 전극 패턴을 인쇄할 수 있다. 적층 세라믹 캐패시터용 그라비아 인쇄 장치는 압동롤(1520)과 인쇄 제판 롤(1230)을 포함한다. 그리고 캐리어 필름(1550)을 가이드 하는 2개의 가이드롤(1560)을 포함한다. 압동롤(1520)은 캐리어 필름(1550)을 사이에 두고 인쇄제판 롤(1230) 함께 돌아가면서, 인쇄 제판 롤(1230)의 인쇄 패턴(1270)에 담겨진 인쇄 매체가 캐리어 필름(1550)으로 전사되어 내부 전극 패턴(1551)을 인쇄한다.

도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 세라믹 캐패시터용 그라비아 인쇄 제판 롤(1230)은 복수개의 인쇄 패턴(1270)이 형성된다. 인쇄 패턴(1270)의 A-A' 방향 단면을 나타내는 도 6의 (1b)를 참조하면, 롤 프레임(1315) 위에 베이스층(1320)이 형성되고, 상기 베이스층(1320)에는 내부 전극 패턴을 인쇄하기 위한 인쇄 패턴이 형성되게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 인쇄 패턴이 형성된 베이스층(1320)에는 강화 코팅층(1400)이 형성된다. 따라서, 세라믹 또는 금속을 그라비아 인쇄 매체로 사용하는 경우 인쇄 매체에 고체 함량이 높기 때문에 인쇄패턴에 가해지는 마찰이 커지게 된다. 그에 따라서 인쇄 패턴은 쉽게 마모되고 그라비아 인쇄 제판 롤 또는 닥터블레이드를 자주 바꾸어주어야 하는 부담이 생긴다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 세라믹 또는 금속을 포함하는 내부 전극 패턴을 인쇄하더라도 강화 코팅층(1400)이 형성되고, 특히 강화 코팅층의 최외부의 제2 강화층의 경우 저 마찰계수를 갖고 매끄러운 층으로 형성된다.

따라서, 쉽게 마모되지 않는 인쇄 패턴을 형성할 수 있어 그라비아 인쇄 제판 롤 또는 닥터블레이드를 자주 바꾸어주어야 하는 부담을 덜 수 있다. 그리고, 인쇄 매체가 인쇄 패턴에 부착되는 현상을 감소시킬 수 있어 보다 얇은 두께를 갖는 내부 전극 패턴을 인쇄할 수 있다. 뿐만 아니라, 인쇄 패턴이 쉽게 마모 및 손상되지 않기 때문에 내부 전극 패턴과 같은 미세 패턴을 인쇄할 경우 인쇄 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 이하, 실시예들은 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예는 예시적으로 나타낸 것이므로 한정적으로 해석되어서는 안된다는 것은 말할 것도 없다.

[실시예 1]

본 발명의 일 실시예에 따라 베이스층으로 Cu 도금층을 형성하고, 제1 강화층으로 Cr 습식 도금층을 형성하였다. 상기 Cr 습식 도금층 위에 제1 접착층으로 Cr 스퍼터층을 형성하고, 제1 접착층 위에 질화 크롬층을 스퍼터 방식으로 제2 접착층을 형성하였다. 제2 접착층 표면에 제2 강화층을 형성하기 위하여 표면에 형성된 산화막 또는 오염 물질을 제거하기 위하여 아르곤 이온(1Ar+)을 사용하여 그라비아 인쇄 제판 롤을 세정하였다. 이온 건에 700 내지 3000 V의 전압이 인가시켜 10 내지 1000분간 세정하였다. 이온건 증착 장치에 탄화수소계열 가스를 공급하기 위하여 C2H2를 공급하였다. 이온건에 700 내지 3000V의 전원을 인가하여 가스공급부를 통하여 C2H2를 공급하여 주었다. 그에 따라, 이온건에 전원을 인가하여 이온빔 증착법에 의해 카본 플라즈마를 발생시켰다.

코팅되는 이온들의 에너지를 제어하고 축적되는 전하를 방전시기키 위해서 1 내지 350kHz의 주파수와 60 내지 -600V 인가하면서 다이아몬드상 카본 박막을 형성하였다. 다양한 두께를 구현하기 위하여 공정 시간을 조절하였다. 10 내지 300분 동안 전압을 인가하여 제2 접착층 표면에 다이아몬드상 카본 박막으로 구성된 0.2 내지 2㎛의 제2 강화층을 형성할 수 있었다.

[실시예 2]

본 발명의 그라비아 인쇄 제판 롤의 접착 강도 및 내구성을 확인하기 위하여, 제1 강화층인 습식 도금층이 없는 비교예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤과 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄 제판 롤의 접착 강도 및 내구성을 비교하여 보았다. 비교예로, 베이스층으로 Cu 도금층을 형성하고, 코팅층으로 Cr 스퍼터층을 상기 Cu 도금층 위에 직접 형성하고, 상기 Cr 스퍼터층 위에 질화 크롬층을 스퍼터링 방식으로 형성하여 접착층을 형성하고, 다이아몬드상 카본(DLC)층을 형성하였다. 본 발명의 일 실시예로, 실시예 1에서와 같은 방법으로 Cu 도금층으로 베이스층을 형성하였다. 그리고 강화 코팅층으로 베이스층 위에 제1 강화층으로 Cr 습식 도금층을 형성하고 상기 Cr 습식 도금층 위에 제1 접착층으로 Cr 스퍼터층을 형성하며, 제1 접착층 위에 질화 크롬층을 스퍼터 방식으로 제2 접착층을 형성하였다. 그리고, 상기 제2 접착층 위에 다이아몬드상 카본(DLC)층을 형성하여 제2 강화층을 마련하였다. 그리고, 본 발명의 비교예와 본 발명의 일 실시예의 접착 강도 및 마모성을 비교하기 위하여 강철구로 0.1에서 10N까지 지속적으로 힘의 크기를 크게 하면서 0.2mm/min의 속도로 10mm를 긁었다. 그리고 표면에 코팅층이 일어나는 시점을 확인하여 보았다.

비교예에 따르면 4N에서부터 코팅층이 일어나기 시작하고, 코팅층이 훼손되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 강화 코팅층을 형성한 경우 6N에서부터 코팅층이 일어나고 훼손되기 시작하였다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 습식 도금 방식으로 형성된 제1 강화층을 형성하고, 제1 강화층 표면에 접착력을 제공하면서 표면을 균일하게 하고 제1 강화층과 제2 강화층을 접착시키는 제1 접착층을 형성하고, 제1 접착층과 제2 강화층을 접착시키는 제2 접착층을 형성한 뒤, 제2 강화층을 형성하여 그라비아 인쇄 제판 롤의 표면강도 및 내구성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다.

Ⅱ. 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 롤

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 도 7은 본 발명의 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)의 표면 결함 검사용 비젼 시스템을 보여주는 장치 개요도이다. 본 발명의 비젼 시스템은 장치 본체(2100)와 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)를 회전시킬 수 있는 회전축(2120), 롤러(2110) 후면에서 롤러(2110) 면을 촬영할 수 있는 광학계(2140), 광학계(2140)를 롤러의 길이 방향과 길이 방향의 직교되는 방향으로 이동시킬 수 있는 선형 스테이지(2130)을 구비한다. 또한, 광학계(2140)에서 촬영된 이미지 데이터를 분석하여 패턴 결함 여부를 판단할 수 있는 결함 판단 모듈(2201), 모니터링 결과를 쉽게 찾아볼 수 있게 한 디스플레이 디자인 모듈(2202), 그리고 이미지 파일로 인해 컴퓨터 처리(2파일을 읽고 쓰고 불러내는 등의 처리)에서 속도가 느려지지 않게 하는 파일 처리 모듈(2203)을 구비 한다.

또한, 광학계(2140)에서 촬영된 이미지를 쉽게 관찰할 수 있는 모니터(2300)를 구비한다. 모니터(2300)는 비젼 시스템 자체에 구비될 수도 있지만, 비젼 시스템과 거리를 둔 원격지에 설치할 수도 있고, 태블릿 PC 또는 스마트폰과 같은 모바일 단말기로 구성할 수도 있다. 우선 장치 본체(2100)는 단순히 플레이트 형태로 개략적으로 표시되어 있지만 장치 본체(2100)에는 컨트롤 박스 및 외부 케이싱이 추가로 장착될 수 있다. 또한 외부로부터의 진동을 억제할 수 있는 제진장치 등을 더 갖출 수 있다. 회전축(2120)은 구동 모터와 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 샤프트를 연결하는 커플링으로 구성되어 있으며, 회전축(2120)은 장치 본체(2100)에 마련되어 장치 본체(2100) 상에서 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)를 회전시키는 역할을 한다.

선형 스테이지(2130)는 X축 스테이지(2131)와 Y축 스테이지(2132)로 구성되어 있으며, 장치 본체(2100)에 장착되어 장치 본체(2100) 상에서 광학계(2140)를 탑재하고 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)의 길이 방향과 길이 방향의 직교 방향을 따라 이동되는 구조체이다. X축 스테이지(2131)는 선형 이미지 스캐너(2141)가 한 번에 롤러 전체 영역을 촬영할 수 없기 때문에 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)의 길이 방향으로 일정 간격을 이동하면서 촬영하게 되는데 이때 사용된다. 그리고 Y축 스테이지(2132)는 선형 이미지 스캐너(2141) 및 프레임 이미지 스캐너(2142)의 초점을 맞추는데 사용된다.

광학계(2140)는 선형 스테이지(2130)에 배치되며, 그라비아 롤러의 전체 영역을 촬영하는 선형 이미지 스캐너(2141)와 결함 부위와 같은 관심 영역을 확대 관찰할 수 있는 프레임 이미지 스캐너(2142)를 포함한다. 선형 이미지 스캐너(2141)는 1차원 이미지 센서가, 그리고 프레임 이미지 스캐너(2142)는 2차원 이미지 센서가 적용되는 것을 특징으로 하고 프레임 이미지 스캐너(2142)는 선형 이미지 스캐너(2141)에 비해 상대적으로 고배율의 렌즈가 적용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 롤러(2110)의 곡률로 인한 이미지 왜곡을 회피하고 대면적을 고해상도로 촬영하기 위하여 이미지 스캐너를 선형으로 구성하였다. 선형 이미지 스캐너(2141)를 이용하여 롤러(2110)의 둘레를 스캐닝하고 스캐너의 시야각(Field Of View)만큼 롤러의 길이 방향으로 이동한 다음 다시 롤러(2110)의 둘레를 스캔하는 방식으로 롤러(2110)의 전 면적을 촬영한다. 따라서 롤러(2110)의 전체 표면이 대면적이라고 하더라도 전면적에 대해 왜곡이 없는 이미지를 얻을 수 있다. 또한 선형 이미지 스캐너(2141)는 라인 단위로 취득한 이미지를 합성해 큰 이미지를 생성하는 방식이기 때문에 이미지 사이즈에 대한 한계가 없어 롤러(2110) 표면을 고해상도로 촬영하는 것이가능하다. 롤러(2110) 표면을 프레임 이미지 스캐너로 한 번에 촬영할 경우에는 롤러(2110)의 곡률로 인한 이미지 왜곡이 발생하나 본 발명의 선형 이미지 스캐너(2141)는 롤러(2110)의 곡률이 거의 문제되지 않는 정도의 폭에 대해 스캐닝하기 때문에 신뢰도가 높은 이미지를 얻을 수 있다.

도 8는 본 발명의 비젼 시스템에 의해 롤러(2110) 결함 검출 모니터(2300) 화면 구성 예를 보여준다. 좌측에 자동검사에 대한 결함목록, 검사기록, 하드웨어, 종료 버튼을 포함한 목록 메뉴가 나오고, 메뉴 우측으로 롤러(2110)면의 이미지가 구간별로 도시되고, 중앙에는 결함이 있는 이미지가 확대 도시된다. 그 아래에는 결함의 세부 이미지들이 도시되고, 최 우측에는 결함 부위를 최고 배율로 확대한 이미지가 도시된다. 도 13은 본 발명의 비젼 시스템에서 롤러(2110) 패턴과 패턴 사이의 마진부에 있는 결함부를 찾기 위한 신호처리 방법을 설명하는 개요도이다. 본 발명은, 선형 이미지 스캐너(2141)에 의해 취득한 영상신호를 처리하여 롤러(2110)의 패턴들 사이에 해당되는 마진부에 있는 결함과 패턴 자체에 내재된 결함을 발견할 수 있는 결함 판단 모듈을 구성하였다. 패턴과 패턴 사이의 마진부에 있는 결함을 찾기 위해, 다수의 셀(Cell)로 구성된 패턴은 하나의 개체로 인식되도록 신호 처리하고, 하나의 개체로 된 패턴과 마진부의 결함에 의한 이미지 개체의 크기를 비교하여 마진부의 결함을 찾아내게 하였다. 이를 위해, 마진부와 패턴을 포함한 이미지에 대해 팽창(dilation) 처리를 실시 한 후, 침식(erosion) 처리 하였다.

팽창 처리를 하게 되면, 패턴을 구성하고 있는 미세 셀들의 외곽선이 두꺼워져 하나의 면을 이루고, 인접한 셀들과 합체되어 패턴 자체가 하나의 면으로 된 개체로 된다. 하나의 면으로 된 개체 상태에서 침식 처리하게 되면, 외곽선만 남아 본래 패턴의 외곽선으로 이루어진 개체가 된다. 마진부는 본래 어떠한 이미지도 없어야 정상이나, 결함이 있으면, 팽창과 침식 처리에 의해 결함이 독립된 개체로 나타난다. 패턴은 본래 모두 일정한 크기로 형성되어 있으므로 마진부에 있는 결함에 의한 개체 크기는 패턴의 외곽선으로 이루어진 개체에 비해 훨씬 더 작다. 따라서 패턴의 크기가 평균에 비해 훨씬 작은 것을 찾거나, 본래 패턴의 크기를 기준으로 하여 개체 크기가 작은 패턴을 찾으면, 이들은 마진부의 결함으로 판단된다.

또한, 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 패턴 자체에 내재 된 결함의 발견은, 불량이 전혀 없는 표준 패턴의 이미지를 신호화하여 입력해 두고 실제 촬영된 패턴의 이미지를 신호화한 다음, 표준 패턴 이미지와 뺄셈 처리하여 그 차이 값이 주어진 임계치 이상인 픽셀이 일정 영역 안에 일정 수 이상이 존재할 경우를 결함으로 판단하게 하였다. 도 8에 본 발명의 비젼 시스템에서 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 패턴 자체에 내재 된 결함을 찾기 위한 신호처리 방법을 설명하였다. 상술한 이미지 획득과정과 결함 검사 방법에 대해 좀 더 상세히 설명하면, 다음과 같다. 도 10는 결함 검사 방법에 대한 순서도 이다. 선형 이미지 스캐너(2141)는 이미지 획득에 있어서, 라인 단위로 각각 촬영한 이미지를 적층하여 전체 이미지로 합성하는 방식을 적용하기 때문에 롤러를 회전시켜야만 롤러(2110) 둘레의 전체 이미지를 촬영할 수 있다. 따라서 롤러(2110)를 일정속도로 회전시킬 수 있는 회전축(2120)을 구비하여야 한다. 또한, 촬영된 이미지에 왜곡이 발생하지 않기 위해서는 촬영 속도와 롤러(2110)의 회전속도가 정확히 동기화되어야만 한다. 따라서 회전축(2120)은 고분해능의 엔코더(encoder)를 포함하고 엔코더에서 출력되는 펄스 신호를 피드백으로 하여 카메라와 조명을 제어한다.

이러한 선형 이미지 스캐너(2141)를 이용하여 롤러 표면의 영상 이미지를 획득한다(400 단계). 처음 획득한 영상은 0에서 255까지 회색도(gray level)의 다중치 신호이다. 롤러(2110)를 비추는 빛을 이미지 센서에 대해 동축광을 적용하여 촬영하기 때문에 롤러(2110) 표면에 음각으로 형성되어 있는 인쇄 패턴이나 깊이가 있는 결함 부위의 경우 평면에 비해 어둡게 표현된다. 상기 다중치 신호의 영상을 평면부의 회색도보다 낮은 임계치(Threshold Value) 기준으로 이치화하게 되면 임계치보다 큰 평면부는 백색으로 표현되고 롤러(2110) 표면에 음각으로 형성된 인쇄 패턴과 핀홀, 찍힘, 스크래치와 같이 깊이가 있는 결함 부위는 흑색으로 표현된다(410 단계). 본래 엄밀한 의미의 이치화는 그 값을 0 또는 1로 표현하는 것이다. 그러나 영상의 픽셀 값을 0 또는 1로 표현할 경우 눈으로 보기에 식별이 어렵기 때문에 영상의 이치화에서는 픽셀 값을 0 또는 255로 변환한다. 영상의 이치화는 다양한 영상 처리 분야에서 사용되며, 특히 영상 내에 원하는 객체의 위치를 찾기 위한 전처리 과정으로 많이 사용된다.

그러나 이 단계에서는 결함뿐만 아니라 패턴들도 함께 검출이 된다. 따라서 결함만 검출하기 위해서는 패턴들이 형성된 영역을 검사 영역에서 제외시켜는 단계를 거쳐야 한다. 본 발명에서는 패턴을 하나의 개채로 인식되도록 하는 신호 처리를 통해 패턴의 마스크 이미지를 생성하고, 생성한 마스크 이미지를 사용해 패턴이 형성된 영역을 제외한 영역만 검사하는 방법을 제공한다. 롤러(2110) 표면에 형성되어 있는 모든 패턴들은 다수의 미세 셀들이 서로 인접하게 그룹지어 있다는 공통점이 있다(도 11 참조). 이와 같은 패턴을 다음과 같이 하나의 개체로 인식되도록 신호 처리하게 되면 결함은 본래 사이즈를 유지하게 되지만 패턴은 다수의 셀들이 합쳐져서 결함 사이즈에 비해 상대적으로 훨씬 큰 하나의 개체로 변하게 된다. 여기에서 일정 임계치 이상이 되는 크기의 개체(패턴)만을 가지고 마스크 이미지를 생성한다.

패턴부의 마스크 이미지를 생성하기 위해 1 내지 3의 단계를 거친다(420 단계). 1. 열림(Opening) 처리를 통해 큰 사이즈의 패턴은 남겨두고 결함과 같은 마진부의 작은 개체들을 제거한다. 열림 처리는 침식과 팽창의 과정을 거친다.

2. 닫힘(Closing) 처리를 통해 인접한 셀들로 구성된 패턴을 하나의 개체로 만든다. 닫힘 처리는 팽창과 침식의 과정을 거친다.

3. 상기 과정을 거치면 패턴이 형성된 영역만 흑색으로 표시된 마스크 이미지(도 12 참조)가 생성된다. 앞에서 생성한 패턴부의 마스크 이미지를 원래 이미지에 덧씌우고, 백색으로 표시된 영역에서 주어진 임계치 사이즈 이상의 개체2흑점)들을 검출한다. 상기와 같은 과정을 통해, 도 13에서와 같이 마진부 결함 검출 화면을 얻을 수 있다. 현재 검사기 사양으로 최소 14㎛ 이상의 개체를 검출할 수 있다(430 단계). 롤러(2110)의 패턴 자체에 내재된 결함의 발견은 위치 검출 알고리즘을 통해 서브 픽셀 분해능으로 패턴들의 정확한 위치를 검출하고 결함이 전혀 없는 표준 패턴의 이미지를 신호화 하여 입력해 두고 실제 촬영된 패턴의 이미지를 신호화 한 다음, 표준 패턴 이미지와 뺄셈 처리하여 그 차이 값이 주어진 임계치 이상인 픽셀이 일정 영역 안에 일정 수 이상이 존재할 경우를 결함으로 판단하게 하였다(440 단계). 도 8은 패턴부 결함을 뺄셈 연산으로 검출하는 것을 보여준다.

또한, 표준 패턴 이미지는 사용자가 직접 등록할 수도 있고, 한 영상 내에 주기적으로 반복하여 존재하는 패턴의 경우 복수의 패턴들을 평균화하여 표준 패턴의 이미지를 자동으로 인식해서 생성할 수도 있다.

마지막으로 상기 영상 처리를 통해 검출된 결함은 회전축(2120)과 선형 스테이지(2130)로부터 획득한 위치 정보를 결함 영상과 맵핑하는 단계를 거친다(450 단계). 한편, 본 발명은, 패턴 및 마진부 결함을 고해상도로 촬영할 수 있도록 롤러(2110)를 비추는 빛을 이미지 스캐너에 대해 동축 광을 적용하여 결함이 흑색으로 선명하게 나타나도록 하였다. 즉, 조명과 이미지 스캐너가 동축으로 설치된다. 도 9는 본 발명의 비젼 시스템의 동축 광학계(2140)에 의한 결함 검출 방식을 설명하기 위한 개요도이다. 기존의 광학계는 이미지 스캐너에 대해 빛이 각도를 지니며 입사되기 때문에 핀홀과 같은 결함부에서 이미지 스캐너 쪽으로 입사되어 결함부가 밝게 나타나게 되어있다. 그러나, 핀홀 자체가 수직과 수평으로 이루어진 사각 구덩이가 아니기 때문에 상이 매우 작고 흐리거나 포착되지 못하는 경우가 많다. 이에 비해, 본 발명과 같이 동축 광을 사용하면, 핀홀과 같은 결함부에서 빛이 이미지 센서가 없는 쪽으로 산란되어 블랙 스팟으로 나타난다. 이러한 블랙 스팟의 크기는 상당히 커서 결함의 발견이 용이하고 누락되지 않아 신뢰도가 높다.

또한, 본 발명은 이미지 센서로 입사되는 빛의 집속을 위해 텔레센트릭 렌즈 telecentric lens)를 사용하여 주변부 이미지 왜곡을 방지하였다. 또한, 본 발명은, 비젼 시스템과의 인터페이스를 구축함에 있어, 이미지 파일로 인해 컴퓨터 처리(2파일을 읽고 쓰고 불러내는 등의 처리)에서 속도가 느려지지 않게 하는 파일 처리 모듈(2203)을 구비하였다. 즉, 대용량의 이미지 데이터를 신속하게 처리하기 위하여, 가상 메모리를 이용하여 이미지 데이터를 기록하고 읽어내도록 하였다. 예를 들어, 롤러(2110)의 직경이 150mm이고 전체 폭이 550mm라고 가정했을 때 폭 14mm 구간에 대해 롤러(2110)를 한 바퀴 회전하면서 스캔하여 얻은 이미지 파일의 메모리의 크기가 대략 500MB이고, X축으로 이동하며 전체 구간을 모두 스캔하게 될 경우 이미지 파일 크기의 총합은 대략 22GB정도이다. 일반 PC로 이러한 크기의 파일을 읽고 쓰는데 1시간이 넘게 걸린다. 따라서 디스크 영역의 일부를 물리적 메모리(RAM)와 같이 처리할 수 있도록 가상 메모리로 적용하여 처리 시간을 단축시킨다. 가상 메모리는 메모리 맵 파일 기법을 이용해 구현하였다.

윈도우는 물리적 메모리(RAM)가 부족할 경우 하드 디스크의 페이징 파일(2Paging)을 메모리 대신 사용한다. 특징은 페이징 파일을 사용하면 속도가 조금 느려질 뿐 물리적 메모리(RAM)와 동일한 기능을 한다. 메모리 맵 파일은 이런 이론에 기반하여 하드디스크에 존재하는 파일의 내용을 프로세스의 주소 공간에 연결하는 기법으로 간단히 말해 파일을 메모리처럼 사용하는 기법이다. 한편, 본 발명의 비젼 시스템에 의해 제공되는 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 표면의 이미지들을 관찰자가 보기 편리하도록 디스플레이 디자인 모듈(2202)을 제공하였다. 이미지 센서에 의해 촬영되는 롤러(2110) 부분에 대해 지속적으로 화면을 제공하고, 특정 화면을 선택하면, 그에 대한 확대도를 제공하며, 확대도 중 특정 부분을 클릭하면 그에 대한 더 높은 배율의 확대도를 제공한다. 결함이 발견된 부분에 대해서는 해당 이미지를 별도로 제공하며, 롤러(2110)가 원통형이므로 원통 좌표계를 적용하여 각 이미지의 위치를 좌표로 특정할 수 있게 하였다. 결함에 대한 이미지의 경우, 일련번호와 함께 이러한 좌표계로 특정되어 롤러(2110)의 어느 지점에 결함이 존재하는지 파악하기 쉽다.

또한, 본 시스템에는 패턴 내의 셀 깊이를 측정할 수 있는 3차원 현미경과 검사 후 부적합품 관리를 위하여 결함 부위를 표시할 수 있는 펜(Pen) 마킹 장치 등을 추가로 장착할 수 있다. 이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 도 7은 본 발명의 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)의 표면 결함 검사용 비젼 시스템을 보여주는 장치 개요도이다. 본 발명의 비젼 시스템은 장치 본체(2100)와 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)를 회전시킬 수 있는 회전축(2120), 롤러(2110) 후면에서 롤러(2110) 면을 촬영할 수 있는 광학계(2140), 광학계(2140)를 롤러의 길이 방향과 길이 방향의 직교되는 방향으로 이동시킬 수 있는 선형 스테이지(2130)을 구비한다. 또한, 광학계(2140)에서 촬영된 이미지 데이터를 분석하여 패턴 결함 여부를 판단할 수 있는 결함 판단 모듈(2201), 모니터링 결과를 쉽게 찾아볼 수 있게 한 디스플레이 디자인 모듈(2202), 그리고 이미지 파일로 인해 컴퓨터 처리(2파일을 읽고 쓰고 불러내는 등의 처리)에서 속도가 느려지지 않게 하는 파일 처리 모듈(2203)을 구비한다.

또한, 광학계(2140)에서 촬영된 이미지를 쉽게 관찰할 수 있는 모니터(2300)를 구비한다. 모니터(2300)는 비젼 시스템 자체에 구비될 수도 있지만, 비젼 시스템과 거리를 둔 원격지에 설치할 수도 있고, 태블릿 PC 또는 스마트폰과 같은 모바일 단말기로 구성할 수도 있다. 우선 장치 본체(2100)는 단순히 플레이트 형태로 개략적으로 표시되어 있지만 장치 본체(2100)에는 컨트롤 박스 및 외부 케이싱이 추가로 장착될 수 있다. 또한 외부로부터의 진동을 억제할 수 있는 제진장치 등을 더 갖출 수 있다. 회전축(2120)은 구동 모터와 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 샤프트를 연결하는 커플링으로 구성되어 있으며, 회전축(2120)은 장치 본체(2100)에 마련되어 장치 본체(2100) 상에서 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)를 회전시키는 역할을 한다. 선형 스테이지(2130)는 X축 스테이지(2131)와 Y축 스테이지(2132)로 구성되어 있으며, 장치 본체(2100)에 장착되어 장치 본체(2100) 상에서 광학계(2140)를 탑재하고 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)의 길이 방향과 길이 방향의 직교 방향을 따라 이동되는 구조체이다. X축 스테이지(2131)는 선형 이미지 스캐너(2141)가 한 번에 롤러 전체 영역을 촬영할 수 없기 때문에 그라비아 인쇄 제판 롤(2110)의 길이 방향으로 일정 간격을 이동하면서 촬영하게 되는데 이때 사용된다. 그리고 Y축 스테이지(2132)는 선형 이미지 스캐너(2141) 및 프레임 이미지 스캐너(2142)의 초점을 맞추는데 사용된다.

광학계(2140)는 선형 스테이지(2130)에 배치되며, 그라비아 롤러의 전체 영역을 촬영하는 선형 이미지 스캐너(2141)와 결함 부위와 같은 관심 영역을 확대 관찰할 수 있는 프레임 이미지 스캐너(2142)를 포함한다. 선형 이미지 스캐너(2141)는 1차원 이미지 센서가, 그리고 프레임 이미지 스캐너(2142)는 2차원 이미지 센서가 적용되는 것을 특징으로 하고 프레임 이미지 스캐너(2142)는 선형 이미지 스캐너(2141)에 비해 상대적으로 고배율의 렌즈가 적용되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은, 롤러(2110)의 곡률로 인한 이미지 왜곡을 회피하고 대면적을 고해상도로 촬영하기 위하여 이미지 스캐너를 선형으로 구성하였다. 선형 이미지 스캐너(2141)를 이용하여 롤러(2110)의 둘레를 스캐닝하고 스캐너의 시야각(2Field Of View)만큼 롤러의 길이 방향으로 이동한 다음 다시 롤러(2110)의 둘레를 스캔하는 방식으로 롤러(2110)의 전 면적을 촬영한다. 따라서 롤러(2110)의 전체 표면이 대면적이라고 하더라도 전면적에 대해 왜곡이 없는 이미지를 얻을 수 있다. 또한 선형 이미지 스캐너(2141)는 라인 단위로 취득한 이미지를 합성해 큰 이미지를 생성하는 방식이기 때문에 이미지 사이즈에 대한 한계가 없어 롤러(2110) 표면을 고해상도로 촬영하는 것이 가능하다. 롤러(2110) 표면을 프레임 이미지 스캐너로 한 번에 촬영할 경우에는 롤러(2110)의 곡률로 인한 이미지 왜곡이 발생하나 본 발명의 선형 이미지 스캐너(2141)는 롤러(2110)의 곡률이 거의 문제되지 않는 정도의 폭에 대해 스캐닝하기 때문에 신뢰도가 높은 이미지를 얻을 수 있다. 도 8는 본 발명의 비젼 시스템에 의해 롤러(2110) 결함 검출 모니터(2300) 화면 구성 예를 보여준다. 좌측에 자동검사에 대한 결함목록, 검사기록, 하드웨어, 종료 버튼을 포함한 목록 메뉴가 나오고, 메뉴 우측으로 롤러(2110)면의 이미지가 구간별로 도시되고, 중앙에는 결함이 있는 이미지가 확대 도시된다. 그 아래에는 결함의 세부 이미지들이 도시되고, 최 우측에는 결함 부위를 최고 배율로 확대한 이미지가 도시된다.

도 13은 본 발명의 비젼 시스템에서 롤러(2110) 패턴과 패턴 사이의 마진부에 있는 결함부를 찾기 위한 신호처리 방법을 설명하는 개요도이다. 본 발명은, 선형 이미지 스캐너(2141)에 의해 취득한 영상신호를 처리하여 롤러(2110)의 패턴들 사이에 해당되는 마진부에 있는 결함과 패턴 자체에 내재된 결함을 발견할 수 있는 결함 판단 모듈을 구성하였다. 패턴과 패턴사이의 마진부에 있는 결함을 찾기 위해, 다수의 셀(Cell)로 구성된 패턴은 하나의 개체로 인식되도록 신호 처리하고, 하나의 개체로 된 패턴과 마진부의 결함에 의한 이미지 개체의 크기를 비교하여 마진부의 결함을 찾아 내게 하였다. 이를 위해, 마진부와 패턴을 포함한 이미지에 대해 팽창(dilation) 처리를 실시 한 후, 침식(erosion) 처리 하였다. 팽창 처리를 하게 되면, 패턴을 구성하고 있는 미세 셀들의 외곽선이 두꺼워져 하나의 면을 이루고, 인접한 셀들과 합체되어 패턴 자체가 하나의 면으로 된 개체로 된다. 하나의 면으로 된 개체 상태에서 침식 처리하게 되면, 외곽선만 남아 본래 패턴의 외곽선으로 이루어진 개체가 된다. 마진부는 본래 어떠한 이미지도 없어야 정상이나, 결함이 있으면, 팽창과 침식 처리에 의해 결함이 독립된 개체로 나타난다.

패턴은 본래 모두 일정한 크기로 형성되어 있으므로 마진부에 있는 결함에 의한 개체 크기는 패턴의 외곽선으로 이루어진 개체에 비해 훨씬 더 작다. 따라서 패턴의 크기가 평균에 비해 훨씬 작은 것을 찾거나, 본래 패턴의 크기를 기준으로 하여 개체 크기가 작은 패턴을 찾으면, 이들은 마진부의 결함으로 판단된다. 또한, 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 패턴 자체에 내재 된 결함의 발견은, 불량이 전혀 없는 표준 패턴의 이미지를 신호화하여 입력해 두고 실제 촬영된 패턴의 이미지를 신호화한 다음, 표준 패턴 이미지와 뺄셈 처리하여 그 차이 값이 주어진 임계치 이상인 픽셀이 일정 영역 안에 일정 수 이상이 존재할 경우를 결함으로 판단하게 하였다. 도 14에 본 발명의 비젼 시스템에서 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 패턴 자체에 내재 된 결함을 찾기 위한 신호처리 방법을 설명하였다. 상술한 이미지 획득과정과 결함 검사 방법에 대해 좀 더 상세히 설명하면, 다음과 같다.

도 10는 결함 검사 방법에 대한 순서도 이다. 선형 이미지 스캐너(2141)는 이미지 획득에 있어서, 라인 단위로 각각 촬영한 이미지를 적층하여 전체 이미지로 합성하는 방식을 적용하기 때문에 롤러를 회전시켜야만 롤러(2110) 둘레의 전체 이미지를 촬영할 수 있다. 따라서 롤러(2110)를 일정속도로 회전시킬 수 있는 회전축(2120)을 구비하여야 한다. 또한, 촬영된 이미지에 왜곡이 발생하지 않기 위해서는 촬영 속도와 롤러(2110)의 회전속도가 정확히 동기화되어야만 한다. 따라서 회전축(2120)은 고분해능의 엔코더(encoder)를 포함하고 엔코더에서 출력되는 펄스 신호를 피드백으로 하여 카메라와 조명을 제어한다.

그러나 이 단계에서는 결함뿐만 아니라 패턴들도 함께 검출이 된다. 따라서 결함만 검출하기 위해서는 패턴들이 형성된 영역을 검사 영역에서 제외시켜는 단계를 거쳐야 한다. 본 발명에서는 패턴을 하나의 개채로 인식되도록 하는 신호 처리를 통해 패턴의 마스크 이미지를 생성하고, 생성한 마스크 이미지를 사용해 패턴이 형성된 영역을 제외한 영역만 검사하는 방법을 제공한다. 롤러(2110) 표면에 형성되어 있는 모든 패턴들은 다수의 미세 셀들이 서로 인접하게 그룹지어 있다는 공통점이 있다(도 11 참조). 이와 같은 패턴을 다음과 같이 하나의 개체로 인식되도록 신호 처리하게 되면 결함은 본래 사이즈를 유지하게 되지만 패턴은 다수의 셀들이 합쳐져서 결함 사이즈에 비해 상대적으로 훨씬 큰 하나의 개체로 변하게 된다. 여기에서 일정 임계치 이상이 되는 크기의 개체(2패턴)만을 가지고 마스크 이미지를 생성한다. 패턴부의 마스크 이미지를 생성하기 위해 1 내지 3의 단계를 거친다(420 단계).

1. 열림(Opening) 처리를 통해 큰 사이즈의 패턴은 남겨두고 결함과 같은 마진부의 작은 개체들을 제거한다. 열림 처리는 침식과 팽창의 과정을 거친다.

3. 상기 과정을 거치면 패턴이 형성된 영역만 흑색으로 표시된 마스크 이미지(도 12 참조)가 생성된다. 앞에서 생성한 패턴부의 마스크 이미지를 원래 이미지에 덧씌우고, 백색으로 표시된 영역에서 주어진 임계치 사이즈 이상의 개체(흑점)들을 검출한다. 상기와 같은 과정을 통해, 도 13에서와 같이 마진부 결함 검출 화면을 얻을 수 있다. 현재 검사기 사양으로 최소 14㎛ 이상의 개체를 검출할 수 있다(430 단계). 롤러(2110)의 패턴 자체에 내재된 결함의 발견은 위치 검출 알고리즘을 통해 서브 픽셀 분해능으로 패턴들의 정확한 위치를 검출하고 결함이 전혀 없는 표준 패턴의 이미지를 신호화 하여 입력해 두고 실제 촬영된 패턴의 이미지를 신호화 한 다음, 표준 패턴 이미지와 뺄셈 처리하여 그 차이 값이 주어진 임계치 이상인 픽셀이 일정 영역 안에 일정 수 이상이 존재할 경우를 결함으로 판단하게 하였다(440 단계). 도 14은 패턴부 결함을 뺄셈 연산으로 검출하는 것을 보여준다. 또한, 표준 패턴 이미지는 사용자가 직접 등록할 수도 있고, 한 영상 내에 주기적으로 반복하여 존재하는 패턴의 경우 복수의 패턴들을 평균화하여 표준 패턴의 이미지를 자동으로 인식해서 생성할 수도 있다. 마지막으로 상기 영상 처리를 통해 검출된 결함은 회전축(2120)과 선형 스테이지(2130)로부터 획득한 위치 정보를 결함 영상과 맵핑하는 단계를 거친다(450 단계).

한편, 본 발명은, 패턴 및 마진부 결함을 고해상도로 촬영할 수 있도록 롤러(2110)를 비추는 빛을 이미지 스캐너에 대해 동축 광을 적용하여 결함이 흑색으로 선명하게 나타나도록 하였다. 즉, 조명과 이미지 스캐너가 동축으로 설치된다. 도 9는 본 발명의 비젼 시스템의 동축 광학계(2140)에 의한 결함 검출 방식을 설명하기 위한 개요도이다. 기존의 광학계는 이미지 스캐너에 대해 빛이 각도를 지니며 입사되기 때문에 핀홀과 같은 결함부에서 이미지 스캐너 쪽으로 입사되어 결함부가 밝게 나타나게 되어있다. 그러나, 핀홀 자체가 수직과 수평으로 이루어진 사각 구덩이가 아니기 때문에 상이 매우 작고 흐리거나 포착되지 못하는 경우가 많다. 이에 비해, 본 발명과 같이 동축 광을 사용하면, 핀홀과 같은 결함부에서 빛이 이미지 센서가 없는 쪽으로 산란되어 블랙 스팟으로 나타난다. 이러한 블랙 스팟의 크기는 상당히 커서 결함의 발견이 용이하고 누락되지 않아 신뢰도가 높다. 또한, 본 발명은 이미지 센서로 입사되는 빛의 집속을 위해 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)를 사용하여 주변부 이미지 왜곡을 방지하였다.

또한, 본 발명은, 비젼 시스템과의 인터페이스를 구축함에 있어, 이미지 파일로 인해 컴퓨터 처리(파일을 읽고 쓰고 불러내는 등의 처리)에서 속도가 느려지지 않게 하는 파일 처리 모듈(2203)을 구비하였다. 즉, 대용량의 이미지 데이터를 신속하게 처리하기 위하여, 가상 메모리를 이용하여 이미지 데이터를 기록하고 읽어내도록 하였다. 예를 들어, 롤러(2110)의 직경이 150mm이고 전체 폭이 550mm라고 가정했을 때 폭 14mm 구간에 대해 롤러(2110)를 한 바퀴 회전하면서 스캔하여 얻은 이미지 파일의 메모리의 크기가 대략 500MB이고, X축으로 이동하며 전체 구간을 모두 스캔하게 될 경우 이미지 파일 크기의 총합은 대략 22GB정도이다. 일반 PC로 이러한 크기의 파일을 읽고 쓰는데 1시간이 넘게 걸린다. 따라서 디스크 영역의 일부를 물리적 메모리(RAM)와 같이 처리할 수 있도록 가상 메모리로 적용하여 처리 시간을 단축시킨다. 가상 메모리는 메모리 맵 파일 기법을 이용해 구현하였다.

윈도우는 물리적 메모리(RAM)가 부족할 경우 하드 디스크의 페이징 파일(Paging)을 메모리 대신 사용한다. 특징은 페이징 파일을 사용하면 속도가 조금 느려질 뿐 물리적 메모리(RAM)와 동일한 기능을 한다. 메모리 맵 파일은 이런 이론에 기반하여 하드디스크에 존재하는 파일의 내용을 프로세스의 주소 공간에 연결하는 기법으로 간단히 말해 파일을 메모리처럼 사용하는 기법이다. 한편, 본 발명의 비젼 시스템에 의해 제공되는 그라비아 인쇄 제판 롤(2110) 표면의 이미지들을 관찰자가 보기 편리하도록 디스플레이 디자인 모듈(2202)을 제공하였다. 이미지 센서에 의해 촬영되는 롤러(2110) 부분에 대해 지속적으로 화면을 제공하고, 특정 화면을 선택하면, 그에 대한 확대도를 제공하며, 확대도 중 특정 부분을 클릭하면 그에 대한 더 높은 배율의 확대도를 제공한다. 결함이 발견된 부분에 대해서는 해당 이미지를 별도로 제공하며, 롤러(2110)가 원통형이므로 원통 좌표계를 적용하여 각 이미지의 위치를 좌표로 특정할 수 있게 하였다. 결함에 대한 이미지의 경우, 일련번호와 함께 이러한 좌표계로 특정되어 롤러(2110)의 어느 지점에 결함이 존재하는지 파악하기 쉽다.

Ⅲ. 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 롤 2

상기 고정모듈(3120)은 상기 베이스몸체부(3110) 상에서 설정범위로 이동되어 상기 지지부(B)에 접하도록 구비되는 바닥부(3121)와, 상기 바닥부(3121)의 상방에 구비되며 상호간에 슬라이딩 방식으로 유동되어 상기 지지부(B)에 접촉되는 복수의 구조물로 이루어진 유동체(3122)를 포함한다.

상기 유동체(3122)는 상기 바닥부(3121)의 상방에 위치되는 최하단유동체(31221)와, 상기 최하단유동체(31221)의 상방에 위치되는 최상단유동체(31223)와, 상기 최하단유동체(31221)와 상기 최상단유동체(31223) 사이에 구비되는 중단유동체(31222)를 포함한다.

상기 최하단유동체(31221), 상기 최상단유동체(31223) 및 상기 중단유동체(31222)의 상기 지지부(B)를 향하는 내측면부에는 자성이 부여되는 자성층(ML)이 각각 구비되어 상기 지지부(B) 상에 자성 결합되되, 상기 유동체(3122)는 내부에 수평형 완충공간(s1)이 다층으로 형성되고 상기 각 완충공간(s1) 상에는 바(Bar) 형상 탄성체(L)가 복수 구비된다. 상기 탄성체(L)는 상기 지지부(B) 기준으로 직교방향으로 위치된다.

상기 유동체(3122)는, 상기 완충공간(s1)들 사이에 높이방향으로 충진물이 충진되고 외주면 또는 내주면 상에는 상기 충진물을 가열하기 위한 가열수단이 구비되는 다수의 충진체(FU)가 구비되며, 상기 충진체(FU)는 외부 제어를 통해 상기 충진물을 토출하여 인접하는 상기 완충공간 상에 충진물이 충진되도록 하고, 상기 충진물은 용융 열가소성 엘라스토머 수지 분사액을 포함한다.

상기 유동체(3122)는 상기 최상단유동체(31223) 상에 구비되어, 상기 베이스몸체(388) 저면부를 향하여 승하강 가능하게 구비되는 승강부(3123)를 더 포함하며, 상기 최상단유동체(31223)의 상부에는 완충패드(31231)가 구비된다.

상기 고정모듈(3120)은, 한 쌍 또는 두 쌍으로 구비되어 상호 대향하는 면이 상하 방향 상으로 소정의 함입부가 형성되어, 상기 지지부(B)를 둘러싸도록 형성되며, 상기 함입부는 횡단면 기준으로 다각 또는 반원 형상으로 형성된다.

상기 유동체(3122)는, 상기 중단유동체(31222)는 상기 최하단유동체(31221) 상에서 경사지도록 유동되며, 상기 최상단유동체(31223)은 상기 중단유동체(31222) 상에서 경사지도록 유동되고, 상기 중단유동체(31222)와 상기 최상단유동체(31223)는 상기 지지부(B)를 향하여 필요에 따라 택일적 이거나 획일적으로 유동하여 접한다.

도 24 내지 도 25는 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성의 다른 실시예를 도시한 도면들이다. 이하에서는 기술적 특징이 있는 부분을 중심으로 설명하기로 한다. 도 24 내지 도 25를 참조하면, 상기 유동체(3222)는 상기 중단유동체(32222)는 상기 최하단유동체(32221) 상에서 수평방향상으로 유동되며, 상기 최상단유동체(32223)는 상기 중단유동체(32222) 상에서 수평방향상으로 유동되고, 상기 중단유동체(32222)와 상기 최상단유동체(32223)는 상기 지지부(B)를 향하여 필요에 따라 택일적 이거나 획일적으로 유동하여 접한다.

도 26은 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성의 다른 실시예를 도시한 도면들이다. 도 26을 참조하면, 상기 최하단유동체(32221), 상기 중단유동체(32222), 상기 최상단유동체(32223)는, 상기 지지부(B)를 향하는 전방이 후방과 상호 반전되도록 회전되며, 각 후단부 상에는 상기 지지부 상에 접촉되도록 하기위한 내부와 외부 간에 전진 및 후진 가능한 흡착모듈(I)이 구비된다. 상기 흡착모듈(I)은 제1 흡착모듈(I1)과, 상기 제1 흡착모듈로부터 진퇴형으로 구비되는 제2 흡착모듈(I2)와, 상기 제2 흡착모듈(I2)로부터 진퇴형으로 구비되는 제3 흡착모듈(I3)을 포함한다.

도 27은 도 15에 따른 구성들 중 일부 구성의 또 다른 실시예를 도시한 도면들이다. 도 27을 참조하면, 상기 베이스몸체부(3210) 상에서 일정 범위로 유동가능하도록 구비되며 상기 바닥부(3221)가 상기 지지부(B)를 향하도록 가압힘을 제공하는 제1 가압모듈(P1)과, 상기 제1 가압모듈(P1)의 상방으로 연동되어 상기 최하단유동체(32221)가 상기 지지부(B)를 향하도록 가압힘을 제공하는 제2 가압모듈(P2)과, 상기 제2 가압모듈(P2)의 상방으로 연동되어 상기 중단유동체(32222)가 상기 지지부(B)를 향하도록 가압힘을 제공하는 제3 가압모듈(P3)과, 상기 제3 가압모듈(P3)의 상방으로 연동되어 상기 최상단유동체(32223)가 상기 지지부(B)를 향하도록 가압힘을 제공하는 제4 가압모듈(P4)를 더 포함한다.

상기 제1 가압모듈(P1)은 상방에 상기 제1 가압모듈(P1)을 상기 베이스몸체부(3210) 상에 고정시키기 위한 제1 조임모듈(L1)이 구비되며, 상기 제2 가압모듈(P2)은 상방에 상기 제2 가압모듈(P2)을 상기 제1 가압모듈(P1) 상에 고정시키기 위한 제2 조임모듈(L2)이 구비되고, 상기 제3 가압모듈(P3)은 상방에 상기 제3 가압모듈(P3)을 상기 제2 가압모듈(P2) 상에 고정시키기 위한 제3 조임모듈(L3)이 구비된다. 상기 제4 가압모듈(P4)은 상방에 상기 제4 가압모듈(P4)을 상기 제3 가압모듈(P3) 상에 고정시키기 위한 제4 조임모듈(L4)이 구비되고, 상기 제1 가압모듈(P1) 내지 상기 제4 가압모듈은(P4) 사용자의 조작에 기반하여 수동방식으로 동작되거나, 외부의 제어신호에 기반하여 자동방식으로 동작되되, 정회전 또는 역회전 방식으로 동작된다.

도 28은 도 27에 따른 구성들 중 일부 구성의 또 다른 실시예를 도시한 도면들이다. 도 28을 참조하면, 상기 제2 가압모듈(P2) 내지 상기 제4 가압모듈(P4)은, 각각 상기 최하단유동체(32221) 내지 상기 최상단유동체(32223) 상에 바(Bar)형상체로 결속되어 가압힘을 제공하며, 상기 바 형상체로부터 상방과 하방간에 상대이동 가능하도록 결속된다. 상기 제2 가압모듈(P2)은 상기 제1 가압모듈(P1)로부터 상승하여 바 형상체를 매개로 상기 최하단유동체(32221) 상에 가압힘을 제공하며, 상기 제3 가압모듈(P2)이 상기 제2 가압모듈(P2)로부터 상승하여 바 형상체를 매개로 상기 중단유동체(32222) 상에 가압힘을 제공하고, 상기 제4 가압모듈(P4)이 상기 제3 가압모듈(P2)로부터 상승하여 바 형상체를 매개로 상기 최상단유동체(32223) 상에 가압힘을 제공하며, 상기 제2 가압모듈(P2) 내지 제4 가압모듈(P4)이 하방으로 유동되면 상기 제1 조임모듈(L1) 내지 상기 제4 조임모듈(L4)을 통해 상호 결속된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

2100 : 본체 2110 : 그라비아 롤러
2120 : 회전축 2130 : 선형 스테이지
2131 : X축 스테이지 2132 : Y축 스테이지
2140 : 광학계 2141 : 선형 이미지 스캐너
2141a : 조명 2141b : 렌즈
2141c : 카메라 2142 : 프레임 이미지 스캐너
2201 : 결함 판단 모듈 2202 : 디스플레이 디자인 모듈
2203 : 파일 처리 모듈 2300 : 모니터

Claims

비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤에 있어서,
상기 그라비아 인쇄 제판 롤은,
그라비아 인쇄 패턴이 형성된 베이스층과 상기 베이스층의 강도 강화를 위해 상기 베이스층에 도포되는 강화 코팅층을 포함하며,
상기 강화 코팅층은 상기 베이스층에 습식 도금 방식으로 형성되는 제1 강화층, 강화 코팅층의 외부면을 이루는 제2 강화층과, 상기 제1 강화층과 제2 강화층 사이에 배치되며, 상기 제1 강화층 표면에 접착력을 제공하는 제1 접착층 및 상기 제1 접착층과 제2 강화층 사이에 접착력을 제공하는 제2 접착층을 포함하는 비젼 시스템이 구비되며,
상기 비젼 시스템은,
소정의 본체 상에 구비되어 그라비아 인쇄 제판 롤 표면의 일정 부분을 촬영하는 이미지 스캐너; 촬영된 이미지 스캐너의 이미지 데이터를 분석하여 패턴 결함이 있는지 여부를 검출하는 결함 판단 모듈; 촬영된 이미지와 결함이 발견된 부분의 이미지를 모니터에 디스플레이하는 디스플레이 모듈; 상기 본체는 지면을 향하여 구비되는 다수지 지지부; 상기 지지부가 거치되는 소정의 베이스몸체부; 및 상기 베이스몸체부 상에서 상기 지지부의 둘레부 적어도 일부에 접하도록 구비되어 상기 지지부를 고정시키는 적어도 한 쌍의 고정모듈을 포함하며,
상기 고정모듈은,
상기 베이스몸체부 상에서 설정범위로 이동되어 상기 지지부에 접하도록 구비되는 바닥부와, 상기 바닥부의 상방에 구비되며 상호간에 슬라이딩 방식으로 유동되어 상기 지지부에 접촉되는 복수의 구조물로 이루어진 유동체를 포함하며,
상기 유동체는,
상기 바닥부의 상방에 위치되는 최하단유동체와, 상기 최하단유동체의 상방에 위치되는 최상단유동체와, 상기 최하단유동체와 상기 최상단유동체 사이에 구비되는 중단유동체를 포함하며,
상기 최하단유동체, 상기 최상단유동체 및 상기 중단유동체의 상기 지지부를 향하는 내측면부에는 자성이 부여되는 자성층이 각각 구비되어 상기 지지부 상에 자성 결합되되,
상기 유동체는,
내부에 수평형 완충공간이 다층으로 형성되고 상기 각 완충공간 상에는 바(bar) 형상 탄성체가 복수 구비되며,
상기 탄성체는 상기 지지부 기준으로 직교방향으로 위치되는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.
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청구항 1에 있어서,
상기 유동체는,
상기 완충공간들 사이에 높이방향으로 충진물이 충진되고 외주면 또는 내주면 상에는 상기 충진물을 가열하기 위한 가열수단이 구비되는 다수의 충진체가 구비되며,
상기 충진체는 외부 제어를 통해 상기 충진물을 토출하여 인접하는 상기 완충공간 상에 충진물이 충진되도록 하고,
상기 충진물은 용융 열가소성 엘라스토머 수지 분사액을 포함하되,
상기 유동체는,
상기 최상단유동체 상에 구비되어, 상기 베이스몸체 저면부를 향하여 승하강 가능하게 구비되는 승강부를 더 포함하며,
상기 최상단유동체의 상부에는 완충패드가 구비되는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.
청구항 4에 있어서,
상기 고정모듈은,
한 쌍 또는 두 쌍으로 구비되어 상호 대향하는 면이 상하 방향 상으로 소정의 함입부가 형성되어, 상기 지지부를 둘러싸도록 형성되며, 상기 함입부는 횡단면 기준으로 다각 또는 반원 형상으로 형성되는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.
청구항 5에 있어서,
상기 유동체는,
상기 중단유동체는 상기 최하단유동체 상에서 경사지도록 유동되며,
상기 최상단유동체은 상기 중단유동체 상에서 경사지도록 유동되고,
상기 중단유동체와 상기 최상단유동체는 상기 지지부를 향하여 필요에 따라 택일적 이거나 획일적으로 유동하여 접하는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.
청구항 5에 있어서,
상기 유동체는,
상기 중단유동체는 상기 최하단유동체 상에서 수평방향상으로 유동되며,
상기 최상단유동체는 상기 중단유동체 상에서 수평방향상으로 유동되고,
상기 중단유동체와 상기 최상단유동체는 상기 지지부를 향하여 필요에 따라 택일적 이거나 획일적으로 유동하여 접하는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.
청구항 7에 있어서,
상기 최하단유동체, 상기 중단유동체, 상기 최상단유동체는,
상기 지지부를 향하는 전방이 후방과 상호 반전되도록 회전되며, 각 후단부 상에는 상기 지지부 상에 접촉되도록 하기위한 흡착모듈이 구비되며,
상기 흡착모듈은 제1 흡착모듈과, 상기 제1 흡착모듈로부터 진퇴형으로 구비되는 제2 흡착모듈와, 상기 제2 흡착모듈로부터 진퇴형으로 구비되는 제3 흡착모듈을 포함하는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.
청구항 8에 있어서,
상기 베이스몸체부 상에서 일정 범위로 유동가능하도록 구비되며 상기 바닥부가 상기 지지부를 향하도록 가압힘을 제공하는 제1 가압모듈과,
상기 제1 가압모듈의 상방으로 연동되어 상기 최하단유동체가 상기 지지부를 향하도록 가압힘을 제공하는 제2 가압모듈과,
상기 제2 가압모듈의 상방으로 연동되어 상기 중단유동체가 상기 지지부를 향하도록 가압힘을 제공하는 제3 가압모듈과,
상기 제3 가압모듈의 상방으로 연동되어 상기 최상단유동체가 상기 지지부를 향하도록 가압힘을 제공하는 제4 가압모듈를 더 포함하는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 가압모듈은 상방에 상기 제1 가압모듈을 상기 베이스몸체부 상에 고정시키기 위한 제1 조임모듈이 구비되며,,
상기 제2 가압모듈은 상방에 상기 제2 가압모듈을 상기 제1 가압모듈 상에 고정시키기 위한 제2 조임모듈이 구비되고,
상기 제3 가압모듈은 상방에 상기 제3 가압모듈을 상기 제2 가압모듈 상에 고정시키기 위한 제3 조임모듈이 구비되며,
상기 제4 가압모듈은 상방에 상기 제4 가압모듈을 상기 제3 가압모듈 상에 고정시키기 위한 제4 조임모듈이 구비되고,
상기 제1 가압모듈 내지 상기 제4 가압모듈은 사용자의 조작에 기반하여 수동방식으로 동작되거나, 외부의 제어신호에 기반하여 자동방식으로 동작되되, 정회전 또는 역회전 방식으로 동작되는 비젼 시스템이 구비된 그라비아 인쇄 제판 롤.