KR102440563B1 - 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치 - Google Patents

Abstract

그라비아 롤의 길이 방향 및 회전 오프셋 정렬이 매우 정밀하게 동시에 가능하도록 하는 동시에, 균일한 품질의 잉크를 가장 최적화된 양으로 소모되도록 하여, 인쇄 품질 향상 및 잉크 소모량 최소화에 의한 자원 낭비 절감을 통한 친환경 녹색 기술을 제공하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치는, 교반기가 설치된 잉크 저장조; 그라비아 롤의 곡률과 같거나 큰 곡률을 갖는 곡면 형상으로서 그라비아 롤의 길이 방향으로 길게 형성된 내면을 갖고, 잉크 저장조로부터 잉크가 공급되어 내면이 형성하는 공간에 잉크가 저장되는 잉크 공급부; 잉크 공급부에 저장된 잉크에 침전되어 회전하는 그라비아 롤의 저심도 레이저 동판과 접촉되어, 저심도 레이저 동판의 음각 패턴 이외의 표면 잉크를 제거하는 닥터 블레이드; 그라비아 롤의 길이 방향 이동 및 회전 이동을 제어하는 정렬 이동 수단; 그라비아 롤을 통과한 연포장재의 잉크가 인쇄된 영역을 촬영하는 영상 촬영부; 및 영상 촬영부의 촬영 결과를 바탕으로 정렬 이동 수단을 제어하고, 잉크 공급부의 잉크 공급량에 따라서 잉크 저장조로부터 잉크 공급부로 공급되는 잉크의 양을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치{GRAVURE PRINTING DEVICE CAPABLE OF AUTOMATIC ALIGNMENT OF LOW-DEPTH LASER COPPER PLATES AND ECO-FRIENDLY INK SAVING}

본 발명은 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 인쇄되는 패턴을 분석하여 그라비아 롤의 길이 방향 및 회전 오프셋 정렬이 매우 정밀하게 동시에 가능하도록 하는 동시에, 균일한 품질의 잉크를 가장 최적화된 양으로 소모되도록 하여, 인쇄 품질 향상 및 잉크 소모량 최소화에 의한 자원 낭비 절감을 통한 친환경 녹색 기술에 관한 것이다.

플라스틱 필름 등과 같은 부재에 일정한 이미지 등의 패턴을 인쇄하는 방법은 다양한 방식이 존재하며, 이 중 그라비아(Gravure) 도포 방법은 요판 인쇄의 일종으로서, 패턴에 대응되는 음각을 형성한 원통형의 그라비아 롤에 잉크를 묻혀 음각 이외의 부분의 잉크를 긁어낸 후, 가압 잉크 탱크와 그라비아 롤 사이에 연포장재 등의 필름을 통과시킴으로써, 음각에 잔존하는 잉크를 필름에 전사시키는 방식이다.

그라비아 공정 방식의 인쇄 방법은, 패턴 형성의 미세 구현이 가능하여, 잡지, 카탈로그 사진 인쇄, 특히 연질의 플라스틱 필름에 대한 패턴 인쇄에 널리 사용되고 있다.

이러한 그라비아 롤 인쇄 공정은, 적용되는 다수개의 기본 색상(예를 들어 RGBW 4가지)으로 인쇄되어야 하는 이미지의 색상을 분할하고, 이에 대응되는 패턴을 레이저 제판한 저심도 레이저 동판을 그라비아 롤에 장착한 뒤, 각 그라비아 롤에 해당 색상의 잉크를 공급하여 인쇄를 수행함으로써, 매우 고화질의 인쇄가 가능한 장점이 있다. 색의 점도 및 혼합 정도는, 패턴의 심도 등을 통해 제어됨으로써 매우 정밀한 인쇄 품질을 가질 수 있다.

이와 같이 그라비아 롤 인쇄 공정은 다수의 색이 인쇄됨에 따라서 다수의 저심도 레이저 동판이 사용된다. 저심도 레이저 동판은 심도를 낮게 구현할 수 있어 잉크 소모량을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 잉크의 경우 친환경 잉크를 사용하는데 이는 에탄올 등을 포함하여 유해물질인 톨루엔 등을 포함하지 않도록 하여 환경 오염에 매우 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이러한 인쇄 공정에 있어서 다수의 그라비아 롤의 정렬이 부적합하여 각 그라비아 롤에 의하여 인쇄되는 이미지의 오차가 발생하는 경우, 원하는 이미지를 구현할 수 없어 심각한 자원 낭비가 예상되며, 잉크를 그라비아 롤에 도포하는 데에도, 잉크 저장조에 그라비아 롤을 침천시키기 때문에 잉크 저장조에 많은 양의 잉크를 공급해야 하고, 잉크의 공급량에 오차가 발생하는 경우 역시 원하는 이미지를 구현할 수 없어 심각한 자원 낭비가 되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 예를 들어 한국공개특허 제10-2004-0076212호 등에서는, 연포장재 등의 인쇄물 상에 인쇄를 수행 시, 제1 인쇄 마크의 위치와 목표로 하는 인쇄 마크의 위치를 비교하여 그라비아 롤의 정렬을 수행하는 기술이 게시되어 있다.

그러나 이러한 기술을 포함하여 기존의 기술들에서는, 단순히 그라비아 롤의 길이 방향 정렬만이 가능한 동시에, 별도의 인쇄마크를 인쇄해야 하는 문제가 있어, 정밀한 그라비아 롤의 정렬이 불가능한 문제가 있고, 잉크에 대한 공급 제어를 통해 소모되는 잉크의 양을 최소화하는 기술이 전무한 문제가 있다.

이에 본 발명은, 별도의 인쇄 마크 등의 필요가 전혀 없이, 각 저심도 레이저 동판에 의하여 인쇄되어야 하는 이미지를 그대로 이용하여 그라비아 롤의 길이 방향 및 회전 오프셋 정렬이 매우 정밀하게 동시에 가능하도록 하는 동시에, 균일한 품질의 잉크를 가장 최적화된 양으로 소모되도록 하여, 인쇄 품질 향상 및 잉크 소모량 최소화에 의한 친환경 녹색 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치는, 교반기가 설치된 잉크 저장조; 그라비아 롤의 곡률과 같거나 큰 곡률을 갖는 곡면 형상으로서 상기 그라비아 롤의 길이 방향으로 길게 형성된 내면을 갖고, 상기 잉크 저장조로부터 잉크가 공급되어 내면이 형성하는 공간에 잉크가 저장되는 잉크 공급부; 잉크 공급부에 저장된 잉크에 침전되어 회전하는 상기 그라비아 롤의 저심도 레이저 동판과 접촉되어, 상기 저심도 레이저 동판의 음각 패턴 이외의 표면 잉크를 제거하는 닥터 블레이드; 상기 그라비아 롤의 길이 방향 이동 및 회전 이동을 제어하는 정렬 이동 수단; 상기 그라비아 롤을 통과한 연포장재의 잉크가 인쇄된 영역을 촬영하는 영상 촬영부; 및 상기 영상 촬영부의 촬영 결과를 바탕으로 상기 정렬 이동 수단을 제어하고, 상기 잉크 공급부의 잉크 공급량에 따라서 상기 잉크 저장조로부터 상기 잉크 공급부로 공급되는 잉크의 양을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 기 저장된 이미지로서, 인쇄되어야 할 이미지인 목표 이미지로부터 다수의 제1 비교 포인트를 추출하고, 상기 영상 촬영부의 촬영 결과 생성된 이미지인 인쇄 이미지로부터 상기 비교 포인트에 대응되는 제2 비교 포인트를 추출한 뒤, 상기 제1 비교 포인트들 사이의 벡터값인 제1 벡터값과, 상기 제2 비교 포인트들 사이의 벡터값인 제2 벡터값을 비교하여, 상기 제1 벡터값과 상기 제2 벡터값의 차이값인 오차값이 존재하는 경우, 관리 단말에 상기 제1 벡터값, 상기 제2 벡터값 및 상기 오차값을 전송하여, 관리자가 다수의 저심도 레이저 동판 중 적어도 하나의 정렬이 가능하도록 하는 것이 가능하다.

상기 제어부는, 상기 제1 벡터값과 상기 제2 벡터값의 차이값인 오차값이 존재하는 경우, 상기 제2 벡터값이 상기 제1 벡터값이 되도록 하는 이동값 및 상기 이동값이 존재하는 색상에 대한 코드인 이동 대상 색 코드 정보를 생성한 뒤, 상기 이동 대상 색 코드 정보에 대응되는 그라비아 롤의 정렬 이동 수단을 상기 이동값에 따라서 구동하여 상기 길이 방향의 이동 또는 회전 방향의 오프셋 위치를 변경함으로써, 상기 제2 벡터값이 상기 제1 벡터값과 일치하도록 하는 것이 가능하다.

상기 제어부는, 그라비아 인쇄 장치에 설치된 다수의 그라비아 롤에 대응되는 색상별로 둘 이상의 제1 비교 포인트를 추출하는 것이 가능하다.

상기 제어부는, 상기 목표 이미지의 경계선에 대응되는 복수의 포인트들 사이의 벡터값들의 변경률을 상기 복수의 포인트에 대해서 도출하고, 인접 포인트를 향하는 벡터 변경률이 기설정된 임계 변경률을 초과하는 포인트들 중 상기 제1 비교 포인트를 추출하는 것이 가능하다.

잉크 저장조로부터 상기 잉크 공급부를 향하는 잉크 공급 라인에는 잉크의 공급 여부를 제어하는 밸브 및 펌프를 포함하는 공급량 제어부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 공급량 제어부의 구동을 제어하여 상기 잉크 저장조로부터 상기 잉크 공급부로 공급되는 잉크의 양을 제어하는 것이 가능하다.

상기 밸브 인근에는 유체로부터의 압력을 센싱하는 압력 센서가 설치되며, 상기 제어부는, 상기 압력 센서의 센싱값이 기설정된 제1 압력값이 되도록 상기 공급량 제어부의 구동을 제어하여, 상기 제1 압력값에 대응되는 양의 잉크가 상기 잉크 공급부에 존재하도록 하는 것이 가능하다.

상기 제어부는, 상기 공급량 제어부가 구동되는 경우, 상기 교반기의 구동을 정지시키는 것이 가능하다.

상기 잉크 공급부의 내면에는 상기 잉크의 온도를 제어하는 온도 제어 장치 및 상기 잉크의 온도를 센싱하는 온도 센서가 설치되고, 상기 제어부는, 상기 온도 센서의 센싱값이 기 저장된 목표 온도값이 되도록 상기 잉크 공급부의 온도 제어 장치를 제어하는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 별도의 인쇄 마크 등의 인쇄가 전혀 필요 없이, 인쇄되어야 하는 목표 이미지의 경계선을 기준으로 포인트로 지정할 수 있는 다수의 포인트와 인쇄되는 결과물로서 분석되는 다수의 포인트 사이의 벡터값을 비교함으로써, 인쇄 이미지의 가로 방향, 즉 그라비아 롤의 길이 방향의 오차뿐 아니라, 인쇄 이미지의 세로 방향, 즉 그라비아 롤의 회전 방향의 오차를 동시에 검출할 수 있다.

이를 통하여, 그라비아 롤의 길이 방향 정렬 및 회전 방향의 오프셋 위치의 정렬이 동시에 가능한 동시에 상술한 바와 같이 인쇄 마크가 필요없어 매우 효율적으로 인쇄 품질을 고도화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 잉크 저장조로부터 최소의 잉크만을 소비할 수 있는 곡면 내면을 갖는 잉크 공급부와 이에 대한 잉크 공급 제어 및 잉크의 온도 제어를 통하여, 그라비아 롤에 도포되는 잉크의 품질 유지 및 그라비아 롤에 대한 잉크 공급을 위하여 소비되는 잉크의 최소화가 가능해져, 잉크의 절약 및 인쇄 품질 관리가 최적화되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치를 설명하기 위한 일 그라비아 롤 스테이션의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 제1 비교 포인트가 추출되는 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 제1 벡터값과 제2 벡터값의 차이값이 판단되는 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 이동 대상 색 코드 정보가 생성되는 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 5 및 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 잉크 공급부의 구체적인 구성 및 기능 예를 설명하기 위한 도면.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 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 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치를 설명하기 위한 일 그라비아 롤 스테이션의 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 제1 비교 포인트가 추출되는 흐름을 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 제1 벡터값과 제2 벡터값의 차이값이 판단되는 흐름을 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 이동 대상 색 코드 정보가 생성되는 흐름을 설명하기 위한 도면, 도 5 및 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 잉크 공급부의 구체적인 구성 및 기능 예를 설명하기 위한 도면이다. 한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.

또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.

상기 도면들을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치(이하 '본 발명의 인쇄 장치'라 함)는, 일반적인 그라비아 인쇄 공정을 통한 인쇄 장치에 관한 장비로서, 그라비아 롤(1), 가압 롤(2)을 포함하여 그라비아 롤(1)과 가압 롤(2) 사이를 연포장재(100)가 통과하면서, 그라비아 롤(1)에 장착된 저심도 레이저 동판의 음각 패턴에 도포된 잉크가 인쇄되어 일정 색상의 패턴이 인쇄된다.

이때 그라비아 롤(1) 및 가압 롤(2)은 각 스테이션마다 복수개 구비될 수 있고, 각 스테이션에는 일정한 색상의 잉크로서, 예를 들어 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 및 백(White) 색의 잉크가 각 스테이션마다 구비되어 해당 잉크가 도포되며, 잉크가 각 패턴마다 도포되게 되면서 단색 잉크 또는 잉크 사이의 혼합에 의하여 원하는 색상이 구현될 수 있다. 또한, 각 스테이션에는 상기의 RGBW 색뿐 아니라, 특정 색상을 띄는 잉크가 도포될 수 있으며, 이에 따라서 잉크가 혼합되지 않고 독립된 패턴에 인쇄되어 원하는 이미지가 구현될 수 있도록 하기 위하여 스테이션이 어려개 배치될 수 있다.

이아 본 발명의 인쇄 장치에 포함된 다수의 구성들 중, 상기의 그라비아 롤(1) 및 가압 롤(2)과 합께, 잉크 저장조(10), 잉크 공급부(20), 닥터 블레이드(30), 정렬 이동 수단(40), 영상 촬영부(50) 등은 각 스테이션마다 설치됨이 바람직하고, 제어부(60)는 다수의 스테이션을 총괄하여 하나의 구성이 본 발명의 인쇄 장치에 포함되어 제어부(60)가 각 스테이션의 정보를 취합하여 각 스테이션을 제어하도록 구현될 수 있다.

잉크 저장조(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부의 잉크를 고르게 혼합할 수 있는 교반기(11)를 포함하여, 잉크가 그 안에서 굳거나 영역별로 색상 및 점도의 차이가 발생하지 않고 고르게 섞인 상태로 존재할 수 있도록 구성될 수 있다.

잉크 공급부(20)는, 예를 들어 도 1, 5 및 6 등에 도시된 바와 같이 그 내부에 그라비아 롤(1)이 배치되며, 그 내부에 그라비아 롤(1)의 저심도 레이저 동판이 침전되는 잉크가 존재할 수 있도록 캐비티가 존재한다.

이때 그 캐비티를 한정하는 내면은 상기와 같이 그라비아 롤(1)의 일부 외주면이 그 내면이 형성하는 캐비티에 존재하되, 가장 최소의 잉크만을 사용할 수 있도록 하기 위하여, 그라비아 롤(1)의 회전 방향으로 이와 유사한 곡면 형성의 내면을 갖는다. 이때 그라비아 롤(1)이 안정적으로 배치될 수 있도록 하기 위하여 상기 도면드렝 도시된 바와 같이 그라비아 롤(1)의 곡률과 같거나 그보다 큰 곡률을 갖는 곡면 형상임이 바람직하다. 또한 길이 방향으로는, 그라비아 롤(1)에 원활하게 잉크를 공급하기 위하여 그라비아 롤(1)의 길이 방향으로 내면이 길게 형성됨이 바람직하다.

이로부터, 잉크 저장조(10)로부터 공급 라인(12)을 따라서 잉크가 펌프(71)에 의하여 이동됨에 따라서 그 내면이 형성하는 내부 캐비티에 잉크가 저장되고, 이에 따라서 그라비아 롤(1)의 일부 외면으로서 저심도 레이저 동판의 표면이 잉크가 침전되어 그라비아 롤(1)의 회전에 따라서 그 표면에 고르게 잉크가 도포된다.

이후, 닥터 블레이드(30)에 의하여 일부 잉크가 제거되는데, 닥터 블레이드(30)는 잉크 공급부(20)에 저장된 잉크에 침전되어 회전하는 그라비아 롤(1)의 저심도 레이저 동판과 접촉되어, 저심도 레이저 동판의 음각 패턴 이외의 표면 잉크를 제거함으로써, 저심도 레이저 동판의 음각 패턴에만 잉크가 도포되도록 한다.

이를 통하여 그라비아 롤(1)과 가압 롤(2)의 사이에 배치되는 연포장재(100)에는 해당 스테이션의 저심도 레이저 동 판의 음각 패턴에 도포된 잉크가 인쇄되어 통과되며 다수의 스테이션을 통과함에 따라서 인쇄되어야 하는 이미지가 인쇄되도록 하는 것이다.

한편 정렬 이동 수단(40)은 예를 들어 제어 장치(42) 및 이동 수단(41)으로 구성될 수 있는데 이때 제어 장치(42)는 후술하는 제어부(60)와 일체로 구성될 수 있다.

이동 수단은 예를 들어 캠 기어 및 스텝 모터 등의 다양한 구성을 포함하여, 제어 장치(42)에 의하여 제어됨으로써, 그라비아 롤(1)의 길이 방향 이동 및 회전 이동을 제어하는 기능을 수행한다. 이때 길이 방향 이동은 그라비아 롤(1)의 회전 축 자체의 길이 방향, 즉 인쇄물의 측면에서 폭, 즉 가로 방향 이동이나, 축에 설치된 저심도 레이저 동판만의 이동 중 어느 하나를 지칭하는 것으로 이해될 수 있다.

이때 길이 방향 이동은 캠 기어 구조 또는 공압 또는 유압 실린더형 구조에 따라서 제어 장치(42)의 제어 명령에 따라서 자동으로 이동되도록 하거나, 관리자에 의하여 수동으로 이동될 수 있는 구조를 모두 포함하는 것으로 이해될 것이다.

회전 이동은, 인쇄물의 측면에서 길이, 즉 세로 방향의 이동을 제어하기 위한 것으로 회전의 여부를 제어하는 것이 아니라 일부 회전을 수행하여 각 스테이션의 그라비아 롤(1) 사이의 상대적인 회전 포인트의 위치, 즉 회전 오프셋(Offset)을 제어하기 위한 일부 회전 이동을 의미한다. 이를 위해서 스텝 모터 등이 사용되거나, 그라비아 롤(1)의 축을 회전하는 모터에 대한 일부 제어가 수행되는 방식으로 그 회전 이동이 제어될 수 있다.

한편 영상 촬영부(50)는, 그라비아 롤(1)을 통과한 연포장재(100)의 잉크가 인쇄된 영역을 촬영하는 기능을 수행한다. 예를 들어 인쇄물, 즉 연포장재(100)의 폭 방향의 일정 영역을 촬영하게 되며, 이렇게 촬영된 이미지는 제어부(60)에 전송된다.

제어부(60)는 영상 촬영부(50)의 촬영 결과를 바탕으로 정렬 이동 수단(40)을 제어하고, 잉크 공급부(20)의 잉크 공급량에 따라서 잉크 저장조(10)로부터 잉크 공급부(20)로 공급되는 잉크의 양을 제어하는 기능을 수행한다.

구체적으로, 제어부(60)는 정렬 이동 수단(40)의 제어에 있어서 자동화된 프로세스를 통하여 매우 정밀하고 실시간적으로 인쇄 품질을 최적화하도록 할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 그라비아 롤(1)의 폭 방향의 일부 이동에 의한 오차가 발생 시 원하는 패턴보다 가로 방향으로 일부 이동된 패턴이 인쇄됨에 따라서 인쇄 품질에 오류가 발생할 수 있다. 또한 각 스테이션별로 정지 시의 상대적 회전 선의 위치, 즉 회전 오프셋이 원하는 위치에 존재하지 않는 경우, 세로 방향으로 일부 이동된 패턴이 인쇄됨에 따라서 인쇄 품질에 오류가 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 제어부(60)는 예를 들어 도 2 내지 4에 도시된 바와 같은 예를 통해 설명될 수 있는 본 발명의 각 실시예의 기능을 수행함으로써 기존의 기술에 비하여 매우 자동화되고, 매우 정밀하고 가로뿐 아니라 세로 방향에서도 정렬을 수행할 수 있어, 인쇄 수율이 크게 향상됨에 따라서 자원 소모 감소 및 에너지 절약 효과를 얻을 수 있도록 한다.

먼저, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 제어부(60)는 제1 비교 포인트(P1)를 추출한다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이 제어부(60)는 기 저장된 이미지로서, 인쇄되어야 하는 이미지인 목표 이미지(200)로부터 다수의 제1 비교 포인트(P1)를 추출한다.

이때 제1 비교 포인트(P1)는 실제 인쇄 시 그 포인트에서의 위치 변화를 감지할 수 있도록 할 수 있는 다수의 포인트를 의미한다. 즉, 본 발명에서는 별도의 인쇄 마크 등의 인쇄 없이, 실제 제품의 이미지에 따라서 인쇄되어야 하는 인쇄 이미지 상에서 포인트를 설정하고 그에 따른 포인트의 상대적인 위치 비교를 통하여, 별도의 인쇄 마크의 인쇄가 필요 없도록 하여 더욱 효율적으로 인쇄 품질, 즉 그라비아 롤(1) 간의 상대적인 폭 및 회전 방향의 정렬을 분석함을 목적으로 하기 때문에, 목표 이미지(200)로부터 P1 포인트를 다수 추출하는 것이다.

이때 그 추출은 목표 이미지(200)가 인쇄를 위하여 제어부(60)에 입력될 시 1회 최초로 수행되어 이후의 인쇄 품질 분석에 지속적으로 사용됨이 바람직할 것이다.

이때 제어부(60)는 실제 인쇄 시 그 포인트에서의 위치 변화를 감지할 수 있도록 할 수 있는 다수의 포인트를 식별하는 데 있어서 다수의 스테이션에서의 모든 정렬 여부를 명확하게 파악하고, 특히 다수의 색상이 혼합되거나 독립 출력될 시 그 상대적인 위치의 정밀성을 보장하기 위하여, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 그라비아 인쇄 장치에 설치된 다수의 그라비아 롤(1)에 대응되는 색상별로 그 이미지(201)를 분류하고, 이로부터 각 색상별로 둘 이상의 제1 비교 포인트를 추출함이 바람직하다.

이때 제1 비교 포인트(P1)를 추출 시, 실제 포인트에 대한 상대적 위치 비교가 가능하기 위해서는, 패턴 내부의 포인트가 아닌, 목표 이미지(200)의 각 색상별 경계선에 대응되는 라인을 구성하는 복수의 포인트들 중에서 제1 비교 포인트(P1)를 추출함이 바람직하다.

그 중에서도 명확하게 제1 비교 포인트(P1)를 식별하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 목표 이미지(200)의 경계선 중 뾰족한 영역이나 돌출 또는 오목한 영역으로서, 그 포인트의 인식이 매우 명확하게 될 수 있는 포인트를 제1 비교 포인트(P1)로 식별함이 바람직하다.

이러한 제1 비교 포인트(P1)의 추출은 예를 들어 외부 관리 단말(미도시)로부터의 입력에 따라서 설정됨에 따라서 추출되거나, 제어부(60)에 의하여 자동으로 추출될 수 있다. 제어부(60)는 자동 추출에 있어서 예를 들어 목표 이미지(200)의 경계선에 대응되는 복수의 포인트들 사이의 벡터값들의 변경률을 복수의 포인트에 대해서 도출하고, 인접 포인트를 향하는 벡터 변경률이 기설정된 임계 변경률을 초과하는 포인트들 중 상기 제1 비교 포인트를 추출할 수 있다.

각 포인트들 사이를 잇는 벡터값은 예를 들어 돌출되거나 오목한 뾰족점에 해당하는 포인트 사이에서 급변하게 된다. 즉 부드러운 곡면 등을 갖는 경계선을 구성하는 포인트들에서는 벡터값이 변경률이 매우 작아, 부드럽게 라인이 구성되는 것이다. 즉 예를 들어 95%를 임계 변경률로 하여 이를 초과하는 벡터값 변경률, 특히 벡터의 방향값의 변경률이 상기 임계 변경률을 초과 시 해당 포인트를 뾰족한 부분으로 인식하고 이들 중 랜덤하게 둘 이상의 포인트를 해당 색상에서의 제1 비교 포인트(P1)로 설정하는 것이다.

한편 인쇄 품질의 체크 중, 다수의 스테이션에서의 그라비아 롤(1) 사이의 길이 방향 또는 회전 방향의 정렬을 체크하는 방식은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같다. 즉, 제어부(60)는 상술한 바와 같이 기 저장된 이미지로서, 인쇄되어야 할 이미지인 목표 이미지(200, 201)로부터 다수의 제1 비교 포인트(P1)를 추출하게 된다.

이후, 영상 촬영부(50)의 촬영 결과가 생성된 이미지인 인쇄 이미지(211)로부터 각 비교 포인트에 대응되는 제2 비교 포인트(P2)를 추출하게 된다. 이때 제2 비교 포인트(P2)의 추출은 상기 제1 비교 포인트(P1)의 추출에 사용된 알고리즘과 동일한 알고리즘을 적용하거나, 제1 비교 포인트(P1)의 추출 시 저장된 인쇄 이미지에 대한 각 제1 비교 포인트(P1)의 좌표값을 이용하여 촬영된 인쇄 이미지에서 연포장재(200)의 경계면을 원점으로 한 좌표값 도출 및 이에 따른 각 제1 비교 포인트(P1)에서의 좌표값과 동일한 위치의 좌표값을 갖는, 즉 실제 인쇄된 이미지 상의 좌표값을 분석하여 제1 비교 포인트(P1)에 매칭되는 패턴에서의 포인트를 제2 비교 포인트(P2)로 추출하는 방식 등이 적용될 수 있다.

이후, 제어부(60)는 각 제1 비교 포인트(P1)들 사이의 벡터값이 제1 벡터값(V11, V12) 과, 제2 비교 포인트(P2)들 사이의 벡터값이 제2 벡터값(V21, V22)을 비교함으로써 제1 벡터값(V11, V12)과 제2 벡터값(V21, V22) 사이의 차이값인 오차값(Vd1)이 존재하는지 여부를 판단하여 각 스테이션 상에서의 그라비아 롤(1)들 사이의 정렬의 오차를 판단하게 된다.

즉 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어 특정 색상에 해당하는 그라비아 롤(1) 사이의 길이 방향, 즉 연포장재(100) 측면에서 폭(가로) 방향의 정렬이 틀어진 경우, 가로 방향으로 각 색상 사이의 포인트 사이의 가로 방향 거리가 달라짐에 따라서 V11와 V21 벡터 및 V12와 V22 벡터가 서로 달라질 것이다. 이와 동일하게 그라비아 롤(1)이 정지 시의 회전 위치에 대한 정렬이 틀어진 경우, 세로 방향으로 그 세로 방향 거리가 달라지게 되어 각 벡터가 서로 달라질 것이다.

제어부(60)는 이를 판단하여, 연포장재(100)를 기준으로 가로 방향뿐 아니라, 세로 방향에 대해서도 정렬의 오류를 명확하게 파악하는 것이다. 특히, 다수의 제1 및 제2 비교 포인트를 통하여 벡터값을 정밀하게 분석함으로써 정렬의 오류를 더욱 명확하게 분석할 수 있다.

이때 제어부(60)는 제1 실시예에 있어서 해당 오차값(Vd1) 및 제1 벡터값(V11, V12)과 제2 벡터값(V21, V22)을 텍스트 및 수치 정보 또는 시각화한 정보로 가공하여, 관리 단말에 전송할 수 있다. 이에 따라서 관리자가 다수의 저심도 레이저 동판 중 적어도 하나의 정렬이 가능하도록 한다.

한편 본 발명의 제2 실시예에 있어서 본 발명의 인쇄 장치에 포함된 상술한 정렬 이동 수단(40)을 상기 오차값(Vd1)에 따라서 자동으로 제어할 수 있다. 즉 도 4를 참조하면, 예를 들어, 제어부(60)는 상기와 같이 오차값(Vd1)이 존재하는 경우, 제2 벡터값(V21, V22)이 제1 벡터값(V11, V12)이 되도록 하는 이동값을 도출한다. 해당 이동값은 각 색상별로 도출될 것이기 때문에 그 이동값, 즉 오차값이 존재하는 색상에 대한 코드인 이동 대상 색 코드 정보를 함께 그 이동값에 매칭하여 생성한다.

이때 다수의 스테이션 사이의 오차가 존재 시, 특정 색상을 기준으로 다른 색상에 대한 오차값을 연쇄 연산한 뒤 특정 색상을 기준으로 그 이동값을 각각 도출할 수 있다.

이때 특정 색상은 각 스테이션 중 최초 스테이션의 색상이 됨이 바람직하며, 이에 따라서 두 번째 스테이션에서 첫 번째 스테이션에서 인쇄된 색상과 두 번째 스테이션에서 인쇄된 색상의 상대적인 위치를 파악하고, 세 번째 스테이션에서는 첫 번째 스테이션에서 인쇄된 색상과 세 번째 스테이션에서 인쇄된 색상의 상대적인 위치를 파악하게 된다. 즉 각 제1 및 제2 비교 포인트들 각각의 사이의 벡터값은 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 색상들에 대한 제1 및 제2 비교 포인트들 각각의 사이의 벡터값으로 추출되어 상기 오차값(Vd1) 및 이동값의 분석 및 생성에 사용됨이 바람직하다.

한편, 패턴 자체의 인쇄 오류 판단, 즉 형상적인 인쇄의 오류 판단을 위해서는 제1 벡터값 및 제2 벡터값을 도출 시, 같은 색상에 대해서 설정된 제1 및 제2 비교 포인트들 각각 사이의 벡터값을 도출함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우 정렬 문제가 아니기 때문에, 이에 대한 값은 상술한 일 실시예와 마찬가지로 관리 단말에 전송되어 저심도 레이저 동판 자체의 유지 및 보수가 가능하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이 이동 대상 색 코드 정보와 이동값이 매칭되어 생성되면, 제어부(60)는 이동 대상 색 코드 정보에 대응되는 그라비아 롤(1)의 정렬 이동 수단(40)을 이동값에 따라서 구동하여 길이 방향의 이동 또는 회전 방향의 오프셋 위치를 변경함으로써, 제2 벡터값이 상기 제1 벡터값과 일치하도록 하는 피드백 제어를 수행하게 된다.

이와 같은 본 발명의 각 실시예에 따르면, 별도의 인쇄 마크 등의 인쇄가 전혀 필요 없이, 인쇄되어야 하는 목표 이미지의 경계선을 기준으로 포인트로 지정할 수 있는 다수의 포인트와 인쇄되는 결과물로서 분석되는 다수의 포인트 사이의 벡터값을 비교함으로써, 인쇄 이미지의 가로 방향, 즉 그라비아 롤의 길이 방향의 오차뿐 아니라, 인쇄 이미지의 세로 방향, 즉 그라비아 롤의 회전 방향의 오차를 동시에 검출하고, 이를 통해서 관리자에 의한 수동 정렬 또는 정렬 이동 수단(40)의 제어에 따라서 자동으로 매우 정밀한 정렬이 가능하여, 매우 효율적으로 인쇄 품질을 고도화함에 따라서 인쇄 품질 향상 및 잉크 소모량 최소화에 의한 친환경 녹색 기술을 제공할 수 있다.

한편 제어부(60)는 상술한 정렬 이동 수단(40)의 제어뿐 아니라, 상술한 바와 같이 잉크 공급부(20)에 대한 잉크 저장조(10)로부터의 잉크 공급량을 제어하여 항상 최적의 잉크만이 그라비아 롤(1)에 공급되도록 할 수 있다. 이미, 잉크 공급부(20)의 내면 형상에 의하여 잉크가 과도하게 공급되지 않고 가장 최적으로 공급되나, 이에 따라서 그 침전 정도가 달라지는 경우 인쇄 품질에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

이를 위하여 도 1 및 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인쇄 장치에는, 잉크 저장조로부터 상기 잉크 공급부를 향하는 잉크 공급 라인에는 잉크의 공급 여부를 제어하는 밸브(72) 및 펌프(71)를 포함하는 공급량 제어부(70)가 더 포함될 수 있다. 이를 통해 제어부(60)는 공급량 제어부(70)의 구동을 제어하여 잉크 저장조(10)로부터 잉크 공급부(20)로 공급되는 잉크의 양을 제어하게 된다.

한편 공급되는 잉크의 양 제어는, 잉크 공급부(20)에 공급된 상태인 잉크의 양을 기준으로 수행된다. 이에 따라서 현재 잉크 공급부(20)에 공급된 잉크의 양을 측정하기 위하여 도 1 및 5 등에 도시된 바와 같이 본 발명의 인쇄 장치에는, 밸브(72)의 인근에 유체로부터의 압력을 센싱하는 압력 센서(13)가 설치될 수 있다.

압력 센서(13)는 잉크 공급부(20) 및 공급 라인(12) 상에서의 잉크의 유체압을 측정함으로써, 이를 통해서 제어부(60)는 형태 잉크 공급부(20)에 존재하는 잉크의 부피를 측정할 수 있다. 이를 통해, 제어부(60)는, 압력 센서(13)의 센싱값이 기설정된 제1 압력값이 되도록 공급량 제어부(70)의 구동을 제어하여, 제1 압력값에 대응되는 양의 잉크가 잉크 공급부(20)의 내면이 형성하는 캐비티에 존재하도록 하는 것이 가능한 것이다. 이때 제1 압력값은 잉크 공급부(20)의 크기 및 침전되어야 하는 영역의 크기에 따라서 다르게 설정될 수 있다.

한편, 교반기(11)가 구동되는 동안 잉크 저장조(11)에는 유체의 대류가 일어나면서 잉크가 고르게 섞이는 중인 바, 이때 펌프(71) 및 밸브(72)를 구동시키는 경우, 잉크가 정확한 양이 공급되지 않거나, 서로 다른 점도 및 색상을 갖는 잉크가 교반되는 도중 토출될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여, 본 발명에서 제어부(60)는 공급량 제어부(70)가 구동되는 경우, 교반기(11)의 구동을 정지시킬 수 있다.

한편, 잉크의 점도 및 색상은 잉크의 품질에 큰 영향을 미치는데 이에 더하여 그라비아 롤(1)의 저심도 레이저 동판에 공급되는 잉크의 온도 역시 건조 속도, 인쇄 점도 등에 영향을 미칠 수 있다.

이러한 잉크의 그라비아 롤(1)의 공급 시의 온도를 정밀하게 제어하기 위하여, 예를 들어 도 1 및 6에 도시된 바와 같이 잉크 공급부(20)에는 잉크 공급부(20)의 내면 표면의 온도를 제어하는 온도 제어 장치(82)가 설치되는 동시에, 잉크의 온도를 센싱하는 온도 센서(81)가 설치될 수 있다. 이 경우 제어부(60)는 온도 센서(81)의 센싱값이 기 저장된 목표 온도값이 되도록 잉크 공급부(82)의 온도 제어 장치를 제어할 수 있는 것이다. 이때 목표 온도값은 잉크의 스펙 등에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 잉크 저장조(10)로부터 최소의 잉크만을 소비할 수 있는 곡면 내면을 갖는 잉크 공급부(20)와 이에 대한 잉크 공급 제어 및 잉크의 온도 제어를 통하여, 그라비아 롤(1)의 저심도 레이저 동판의 표면에 도포되는 잉크의 품질 유지 및 그라비아 롤(1)에 대한 잉크 공급을 위하여 소비되는 잉크의 최소화가 가능해져, 잉크의 절약 및 인쇄 품질 관리가 최적화되는 효과가 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 교반기가 설치된 잉크 저장조;
   그라비아 롤의 곡률과 같거나 큰 곡률을 갖는 곡면 형상으로서 상기 그라비아 롤의 길이 방향으로 길게 형성된 내면을 갖고, 상기 잉크 저장조로부터 잉크가 공급되어 내면이 형성하는 공간에 잉크가 저장되는 잉크 공급부;
   잉크 공급부에 저장된 잉크에 침전되어 회전하는 상기 그라비아 롤의 저심도 레이저 동판과 접촉되어, 상기 저심도 레이저 동판의 음각 패턴 이외의 표면 잉크를 제거하는 닥터 블레이드;
   상기 그라비아 롤의 길이 방향 이동 및 회전 이동을 제어하는 정렬 이동 수단;
   상기 그라비아 롤을 통과한 연포장재의 잉크가 인쇄된 영역을 촬영하는 영상 촬영부; 및
   상기 영상 촬영부의 촬영 결과를 바탕으로 상기 정렬 이동 수단을 제어하고, 상기 잉크 공급부의 잉크 공급량에 따라서 상기 잉크 저장조로부터 상기 잉크 공급부로 공급되는 잉크의 양을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   기 저장된 이미지로서, 인쇄되어야 할 이미지인 목표 이미지로부터 다수의 제1 비교 포인트를 추출하고, 상기 영상 촬영부의 촬영 결과 생성된 이미지인 인쇄 이미지로부터 상기 비교 포인트에 대응되는 제2 비교 포인트를 추출한 뒤, 상기 제1 비교 포인트들 사이의 벡터값인 제1 벡터값과, 상기 제2 비교 포인트들 사이의 벡터값인 제2 벡터값을 비교하여, 상기 제1 벡터값과 상기 제2 벡터값의 차이값인 오차값이 존재하는 경우, 관리 단말에 상기 제1 벡터값, 상기 제2 벡터값 및 상기 오차값을 전송하여, 관리자가 다수의 저심도 레이저 동판 중 적어도 하나의 정렬이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 벡터값과 상기 제2 벡터값의 차이값인 오차값이 존재하는 경우, 상기 제2 벡터값이 상기 제1 벡터값이 되도록 하는 이동값 및 상기 이동값이 존재하는 색상에 대한 코드인 이동 대상 색 코드 정보를 생성한 뒤,
   상기 이동 대상 색 코드 정보에 대응되는 그라비아 롤의 정렬 이동 수단을 상기 이동값에 따라서 구동하여 상기 길이 방향의 이동 또는 회전 방향의 오프셋 위치를 변경함으로써, 상기 제2 벡터값이 상기 제1 벡터값과 일치하도록 하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   그라비아 인쇄 장치에 설치된 다수의 그라비아 롤에 대응되는 색상별로 둘 이상의 제1 비교 포인트를 추출하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 목표 이미지의 경계선에 대응되는 복수의 포인트들 사이의 벡터값들의 변경률을 상기 복수의 포인트에 대해서 도출하고, 인접 포인트를 향하는 벡터 변경률이 기설정된 임계 변경률을 초과하는 포인트들 중 상기 제1 비교 포인트를 추출하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   잉크 저장조로부터 상기 잉크 공급부를 향하는 잉크 공급 라인에는 잉크의 공급 여부를 제어하는 밸브 및 펌프를 포함하는 공급량 제어부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 공급량 제어부의 구동을 제어하여 상기 잉크 저장조로부터 상기 잉크 공급부로 공급되는 잉크의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 밸브 인근에는 유체로부터의 압력을 센싱하는 압력 센서가 설치되며,
   상기 제어부는,
   상기 압력 센서의 센싱값이 기설정된 제1 압력값이 되도록 상기 공급량 제어부의 구동을 제어하여, 상기 제1 압력값에 대응되는 양의 잉크가 상기 잉크 공급부에 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 공급량 제어부가 구동되는 경우, 상기 교반기의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 잉크 공급부의 내면에는 상기 잉크의 온도를 제어하는 온도 제어 장치 및 상기 잉크의 온도를 센싱하는 온도 센서가 설치되고,
   상기 제어부는,
   상기 온도 센서의 센싱값이 기 저장된 목표 온도값이 되도록 상기 잉크 공급부의 온도 제어 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판의 자동 정렬 및 친환경 잉크의 절약이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
   

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