KR102441773B1 - 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치 - Google Patents

저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치 Download PDF

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Abstract

저심도 레이저 동판의 길이 방향 및 회전 오프셋 정렬이 매우 정밀하게 동시에 가능하도록 하는 동시에, 균일한 품질의 잉크가 저심도 레이저 동판에 항상 일정량으로 도포되도록 함으로써 인쇄 품질 향상 및 잉크 소모량 최소화에 의한 친환경 녹색 기술을 제공하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치는, 잉크의 점도를 측정하고 측정된 점도에 따라서 내부에 보관되는 잉크의 점도를 균일하게 유지하도록 하는 잉크 점도 관리 모듈을 포함하는 잉크 저장조; 잉크 저장조의 잉크 상면에 침전되는 저심도 레이저 동판의 외주면적이 동일하도록 잉크 저장조의 이동을 제어하는 저장조 이동 모듈; 저심도 레이저 동판이 설치된 그라비아 롤에 설치되어, 저심도 레이저 동판과 그라비아 롤의 축 길이 방향 상대 이동 및 회전 방향 상대 이동을 감지하는 동판 이동 감지부; 저심도 레이저 동판에 의하여 패턴이 인쇄된 연포장재의 인쇄 영역을 촬영하는 영상 촬영부; 및 동판 이동 감지부의 감지 결과 및 영상 촬영부의 촬영 결과 중 적어도 하나를 바탕으로 다수의 그라비아 롤에 설치된 저심도 레이저 동판들 사이의 정상 정렬 여부를 판단한 정렬 모니터링 정보를 생성하고, 영상 촬영부의 촬영 결과를 바탕으로 각 저심도 레이저 동판에 대한 인쇄 품질 정보를 생성하고, 잉크 점도 관리 모듈 및 저장조 이동 모듈의 구동을 제어하는 제어부;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치{GRAVURE PRINTING DEVICE CAPABLE OF MANAGING MICRO-ALIGNMENT OF LOW-DEPTH LASER COPPER PLATE AND SUPPLY OF ECO-FRIENDLY INK}
본 발명은 저심도 레이저 동판 및 친환경 잉크를 사용하는 그라비아 인쇄 시스템 상에서 동판의 미세 정렬과 친환경 잉크의 최적량 공급 제어가 가능한 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 그라이바 롤 축과 저심도 레이저 동판의 상대 이동의 감지를 통하여 저심도 레이저 동판 사이의 길이 방향 및 회전 방향의 오프셋 정렬을 정밀하게 수행할 수 있도록 하고, 동시에 균일한 품질의 잉크를 최적량으로 지속 공급하도록 하여, 인쇄 품질 향상 및 잉크 소모량의 최적화에 따른 자원 낭비 절감, 폐기량 감소를 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 롤에 설치되는 저심도 레이저 동판의 정렬이 부적합하여 각 그라비아 롤에 의하여 인쇄되는 이미지의 오차가 발생하는 경우, 원하는 이미지를 구현할 수 없어 심각한 자원 낭비가 예상되며, 잉크를 동판에 도포하는 데에도, 잉크 저장조에 그라비아 롤을 침천시키기 때문에 잉크 저장조에 많은 양의 잉크를 공급해야 하고, 동판이 잉크 저장조 내에 침전되는 경우 잉크의 양에 따라서 외주면의 넓이가 다르게 되어 잉크의 공급량에 오차가 발생하는 경우 잉크가 번지거나 부족함에 따라서 인쇄 품질이 달라지거나, 닥터 블레이드에 의하여 제거되는 잉크가 많아 잉크가 낭비되는 문제가 발생될 수 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 동판의 정렬을 수행하는 기술이 게시되어 있다.
그러나 이러한 기술을 포함하여 기존의 기술들에서는, 단순히 동판의 길이 방향 정렬만이 가능한 동시에, 별도의 인쇄마크를 인쇄해야 하는 문제가 있어, 정밀한 동판의 정렬이 불가능한 문제가 있고, 잉크에 대한 공급 제어를 통해 소모되는 잉크의 양을 최소화하는 기술이 전무한 문제가 있다.
이에 본 발명은, 저심도 레이저 동판의 길이 방향 및 회전 오프셋 정렬이 매우 정밀하게 동시에 가능하도록 하는 동시에, 균일한 품질의 잉크가 저심도 레이저 동판에 항상 일정량으로 도포되도록 함으로써 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 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치는, 잉크의 점도를 측정하고 측정된 점도에 따라서 내부에 보관되는 잉크의 점도를 균일하게 유지하도록 하는 잉크 점도 관리 모듈을 포함하는 잉크 저장조; 잉크 저장조의 잉크 상면에 침전되는 저심도 레이저 동판의 외주면적이 동일하도록 잉크 저장조의 이동을 제어하는 저장조 이동 모듈; 저심도 레이저 동판이 설치된 그라비아 롤에 설치되어, 저심도 레이저 동판과 그라비아 롤의 축 길이 방향 상대 이동 및 회전 방향 상대 이동을 감지하는 동판 이동 감지부; 저심도 레이저 동판에 의하여 패턴이 인쇄된 연포장재의 인쇄 영역을 촬영하는 영상 촬영부; 및 상기 동판 이동 감지부의 감지 결과 및 영상 촬영부의 촬영 결과 중 적어도 하나를 바탕으로 다수의 그라비아 롤에 설치된 저심도 레이저 동판들 사이의 정상 정렬 여부를 판단한 정렬 모니터링 정보를 생성하고, 상기 영상 촬영부의 촬영 결과를 바탕으로 각 저심도 레이저 동판에 대한 인쇄 품질 정보를 생성하고, 상기 잉크 점도 관리 모듈 및 상기 저장조 이동 모듈의 구동을 제어하는 제어부;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 잉크 점도 관리 모듈은, 상기 잉크 저장조 내부 영역의 복수의 포인트의 유체 밀도를 측정하는 광 측정 모듈; 및 상기 잉크 저장조 내부 영역의 잉크를 교반하는 교반 모듈;을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광 측정 모듈에 의하여 측정된 복수의 포인트에서의 유체 밀도가 동일하도록 상기 교반 모듈의 구동을 제어하는 것이 가능하다.
상기 저장조 이동 모듈은, 상기 그라비아 롤의 축에 설치되어 하부 방향의 잉크 저장조의 잉크 상면까지의 거리를 측정하는 거리 측정 센서; 및 상기 잉크 저장조를 승강시키는 승강 모듈;을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 거리 측정 센서에 의하여 측정된 거리가 동일하도록 상기 승강 모듈을 제어하는 것이 가능하다.
상기 제어부는, 상기 승강 모듈의 제어 결과에 따라 생성된 제어 데이터를 통하여 도출되는 상기 잉크 저장조의 상승 높이가 기설정된 임계 높이에 도달 시, 잉크 저장조에 저장된 잉크의 부족을 알리는 잉크 부족 알람 정보를 생성하는 것이 가능하다.
상기 동판 이동 감지부는, 저심도 레이저 동판과 그라비아 롤 축의 길이 방향 및 회전 방향의 상대 이동 시 발생하는 마찰에 의한 진동을 감지하는 진동 감지 센서;를 포함하고, 상기 제어부는, 그라비아 롤의 회전에 따른 디폴트 진동과 상기 마찰에 의한 진동의 진동 스펙트럼 차이를 판단하는 알고리즘으로서, 기존의 진동 감지 결과를 이용하여 머신러닝에 의하여 학습되는 진동 분석 알고리즘을 통하여 상기 진동 감지 센서로부터 감지된 진동을 통해 상기 저심도 레이저 동판과 그라비아 롤 축의 길이 방향 및 회전 방향의 상대 이동 여부를 판단하여, 상대 이동이 발생된 경우 비정상 정렬이 발생되는 것으로 판단하여, 정렬 점검 요청 신호가 포함된 정렬 모니터링 정보를 생성하는 것이 가능하다.
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본 발명에 의하면, 잉크 저장조에 공급된 잉크의 양이 부족 임계 시점에 도달할 때까지, 저심도 레이저 동판의 외면이 잉크에 침전되는 외주면의 넓이가 항상 일정하게 유지되도록 저장조 이동 모듈이 구동되며, 잉크의 점도가 잉크 저장조 내에서 항상 균일하도록 잉크 정보 관리 모듈이 구동된다. 이에 의하여 균일한 품질 및 양의 잉크가 항상 저심도 레이저 동판에 공급되기 때문에 잉크 품질 관리의 문제에 의한 잉크 및 연포장재의 낭비 및 이에 의한 환경에 대한 악영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
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도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 점도 관리 모듈의 상세한 구성 및 기능을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장조 이동 모듈의 상세한 구성 및 기능을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동판 이동 감지부의 기능을 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 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 점도 관리 모듈의 상세한 구성 및 기능을 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장조 이동 모듈의 상세한 구성 및 기능을 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동판 이동 감지부의 기능을 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.
상술한 도면들을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치(이하 '본 발명의 장치'라 함)는, 잉크 저장조(10), 저장조 이동 모듈(30), 동판 이동 감지부(30), 영상 촬영부(40) 및 제어부(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 장치에는 상기의 구성 이외에도, 일반적인 그라비아 인쇄 공정을 통한 인쇄 장치에 관한 장비로서, 그라비아 롤(1), 가압 롤(5)을 포함할 수 있다. 이에 따라서 그라비아 롤(1)과 가압 롤(5) 사이를 연포장재(100)가 통과하면서, 그라비아 롤(1)에 장착된 저심도 레이저 동판(2)의 음각 패턴에 도포된 잉크가 인쇄되어 일정 색상의 패턴이 인쇄된다.
이때 그라비아 롤(1) 및 가압 롤(5)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(5)과 합께, 잉크 저장조(10), 저장조 이동 모듈(20), 닥터 블레이드(3), 동판 이동 감지부(30), 영상 촬영부(40) 등은 각 스테이션마다 설치됨이 바람직하고, 제어부(50)는 다수의 스테이션을 총괄하여 하나의 구성이 본 발명의 인쇄 장치에 포함되어 제어부(50)가 각 스테이션의 정보를 취합하여 각 스테이션을 제어하거나 통합적인 모니터링 정보, 인쇄 품질 정보 등을 생성하도록 구현될 수 있다.
잉크 저장조(10)는 메인 저장조(11)와 잉크 점도 관리 모듈(12, 13)을 포함하여 이루어지는 구성을 지칭한다. 메인 저장조(11)는 외부로부터 공급되는 잉크를 보관하며, 후술하는 그라비아 롤(1)에 탑재된 저심도 레이저 동판(2)이 메인 저장조(11) 내에 진입되어 보관되고 있는 잉크에 접촉되면서 잉크가 저심도 레이저 동판(2)의 외면에 도포되도록 한다. 이를 위하여 메인 저장조(11)의 길이 방향의 길이 및 폭은 저심도 레이저 동판(2)의 직경 및 곡률에 따라서 서로 다르게 구성될 수 있다.
또한 메인 저장조(11) 내에 잉크를 공급하는 방식은 상부 개방부를 통하여 잉크를 수작업으로 공급하거나 상부 개방부를 향하여 잉크를 공급하는 공급 라인(미도시) 등을 통하여 자동으로 공급하는 방식 등을 사용할 수 있다. 메인 저장조(11) 내에는 잉크의 사용량 등을 고려하여 실시간, 주기적 또는 인쇄량에 따라서 잉크가 공급될 수 있다.
잉크 저장조(10)에는 잉크 점도 관리 모듈(12, 13)이 포함된다. 잉크 정보 관리 모듈(12, 13)은 잉크의 점도를 측정하고 측정된 점도에 따라서 내부에 보관되는 잉크의 점도를 균일하게 유지하도록 하는 기능을 수행하는 구성들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 후술하는 제어부(50)의 제어에 의하여 잉크 점도 관리 모듈(12, 13)의 동작이 제어될 수 있다. 후술하는 바와 같이 제어부(50)는 잉크 점도 관리 모듈(12, 13)의 구동을 제어하는 기능을 수행하게 된다. 이를 기반으로 잉크 점도 관리 모듈(12, 13)은 광 측정 모듈(12) 및 교반 모듈(13)을 포함하여 구성될 수 있다.
광 측정 모듈(12)은 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크 저장조(10)의 메인 저장조(11) 내부에 잉크가 존재할 수 있는 복수의 포인트 또는 면 상의 유체 밀도를 측정하기 위하여, 발광부(121) 및 수광부(122)를 포함하여 구성되는 광 측정 센서를 포함한다. 유체의 밀도에 따라서 광 패턴의 파형이 변화됨에 따른 발광부(121)에서 발광된 광의 파형을 수광부(122)에서 수신 시 이를 분석함으로써, 유체의 밀도, 즉 잉크의 밀도를 측정할 수 있다. 이때 발광부(121) 및 수광부(122)는 복수의 높이 구간별 밀도를 측정하기 위하여 일체형 다 포인트 광 측정 센서 또는 각 층별로 다수의 센서가 설치될 수 있다.
잉크의 밀도(IT) 값은 제어부(50)에 전송되는데, 제어부(50)는 복수의 포인트 또는 층별 유체의 밀도값을 수신하게 되면, 이를 기반으로 교반 모듈(13)을 구동시킨다. 구체적으로 교반 모듈(13)은 모터(133), 메인 플레이트(131) 및 교반 블레이드(132)로 구성될 수 있다.
모터(133)는 외부 전원 및 제어부(50)의 제어 신호에 따라서 구동됨에 따라 메인 플레이트(131)를 회전시키는 회전력을 부여한다. 메인 플레이트(131)는 외부와 밀폐되도록 메인 저장조(11) 하부에 설치되며, 메인 플레이트(131)의 상면에는 돌출 리브 형으로 메인 플레이트(131)에 방사상으로 교반 블레이드(132)가 설치될 수 있다.
교반 블레이드(132)는 메인 저장조(11)의 하부측에서 회전됨으로써 잉크를 교반하는 기능을 수행한다. 이는 후술하는 저장조 이동 모듈(20)에 의하여 저장조가 상승하면서, 잉크가 부족할 때 저심도 레이저 동판(2) 및 그라비아 롤(1)과 교반 블레이드(132)의 충돌을 방지하기 위함이다.
제어부(50)는 예를 들어 상술한 광 측정 모듈(12)에 의하여 측정된 복수의 포인트에서의 유체 밀도가 다른 경우 교반 모듈(13)을 구동시키고, 유체 밀도가 임계 오차 비율(예를 들어 5%) 내로 동일 또는 유사하게 유지되는 경우 교반 모듈(13)의 구동을 정지시켜, 유체 밀도가 복수의 포인트에서 동일하도록 교반 모듈(13)의 구동을 제어할 수 있다.
이를 통하여 잉크가 메인 저장조(11) 내부에서 오래 보관됨에 따라서 뭉침에 따라서 밀도가 서로 다른 경우 교반 모듈(13)에 의하여 고르게 섞임으로써, 잉크의 밀도차에 의한 인쇄 품질의 저하를 방지할 수 있다.
한편, 저장조 이동 모듈(20)은 잉크 저장조(10)의 잉크 상면에 침전되는 저심도 레이저 동판(2)의 외주면적이 동일하도록 잉크 저장조(10)의 이동을 제어하는 기능을 수행한다. 저장조 이동 모듈(20)의 구동 역시 상술한 제어부(50)에 의하여 수행되는 것으로 이해될 것이다.
구체적으로, 저장조 이동 모듈(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 거리 측정 센서(14)와 승강 모듈(L)을 포함할 수 있다. 거리 측정 센서(14)는 저심도 레이저 동판(2)이 잉크에 얼마나 침전되어 있는지 여부에 대한 측정을 위한 센서이다. 구체적으로 그라비아 롤(1)의 회전 축(4)과 이에 설치된 저심도 레이저 동판(2) 및 잉크 상면 사이의 거리 관계에 의하여 저심도 레이저 동판(2)이 잉크 내에 침전된 외주면적이 정해지는 원리를 이용한다. 이를 위해서 거리 측정 센서(14)는 도 3에 도시된 바와 같이 그라비아 롤(1)의 축(4)에 설치되어, 하부 방향을 향하여 초음파 또는 광을 발생시키고 이로부터 반사되는 초음파 또는 광을 감지하여, 잉크 저장조(10) 내부의 잉크의 상면까지의 거리(d1)를 측정하게 된다.
승강 모듈(L)은 잉크 저장조(10) 자체를 d2, 즉 높이 방향으로 이동시키는, 즉 잉크 저장조(10)를 승강시키는 기능을 수행하기 위하여 스텝 모터, 캠 기어 또는 유압식 실린더 등의 구조를 포함할 수 있다. 이대 제어부(50)는 거리 측정 센서(14)에 의하여 측정된 거리(d1)가 동일하도록 승강 모듈(L)의 구동을 제어함으로써, 결과적으로 잉크에 침전된 저심도 레이저 동판(2)의 외주면적이 동일하게 유지되도록 한다.
이를 통하여, 잉크가 과도하게 도포되거나 부족하게 도포됨에 따른 인쇄 품질의 차이를 줄일 수 있어, 인쇄 품질 관리에 따른 자원 소모를 방지하여 친환경적인 기술을 제공할 수 있다. 동시에, 잉크가 과도하게 도포됨에 따라서 닥터 블레이드(3)에 의하여 제거 및 폐기되는 잉크가 과다하게 증가됨에 따른 잉크의 소모량을 최소화할 수 있는 효과 역시 기대할 수 있다.
한편 잉크 저장조(10)에 잉크가 완전히 부족한 경우, 잉크 저장조(10)의 상부측과 닥터 블레이드(3) 또는 저심도 레이저 동판(2)의 측면 등이 그 사이즈 및 높이에 따라서 충돌될 수 있으며, 이를 방지하기 위하여는 잉크가 충분히 공급되도록 관리자에게 알릴 필요가 있다.
이를 위해서 제어부(50)는 예를 들어 승강 모듈(L)의 제어 결과에 따라 생성된 제어 데이터를 통하여 도출되는 잉크 저장조(10)의 상승 높이가 기설정된 임계 높이에 도달 시, 잉크 저장조(10)에 저장된 잉크의 부족을 알리는 잉크 부족 알람 정보를 생성하는 것이 바람직하다. 생성된 잉크 부족 알람 정보는 관리 단말(미도시)이나 본 발명의 장치의 제어 패널 등에 전송되어, 관리자가 이를 인지하고 잉크를 추가적으로 공급하도록 할 수 있다.
동판 이동 감지부(30)는 도 1 및 4에 도시된 바와 같이 저심도 레이저 동판(2)이 설치된 그라비아 롤(1)에 설치되어, 저심도 레이저 동판(2)과 그라비아 롤(1)의 축 길이 방향 상대 이동 및 회전 방향 상대 이동을 감지하는 기능을 수행한다.
동판 이동 감지부(30)는 물리적인 센싱을 통하여 저심도 레이저 동판(20)과 그라비아 롤(1) 사이의 정렬의 이상 여부를 체크한다.
최초 정렬이 맞추어지도록 설치됨을 가정 시, 동판 이동 감지부(30)는 저심도 레이저 동판(2)과 그라비아 롤 축(4)의 길이 방향 및 회전 방향의 상대 이동 시 발생하는 마찰에 의한 진동을 감지하기 위하여 그라비아 롤 축(4)과 저심도 레이저 동판(2)의 내측에 동시에 접촉되도록 설치되는 진동 감지 센서(12)를 포함한다.
이 경우 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(50)는 진동 감지 센서(12)의 감지값에 따라서 정렬의 틀어짐을 감지하게 된다. 구체적으로, 제어부(50)는 그라비아 롤(1)의 회전에 따른 디폴트 진동(w1)과 축(4)과 동판(2)의 틀어짐에 따라서 발생되는 마찰에 의한 진동(w2)의 진동 스펙트럼 차이를 판단하는 알고리즘으로서, 기존의 진동 감지 결과를 이용하여 머신러닝에 의하여 학습되는 진동 분석 알고리즘을 통하여 진동 감지 센서(12)로부터 감지된 진동을 통해 저심도 레이저 동판(2)과 그라비아 롤 축(4)의 길이 방향 및 회전 방향의 상대 이동 여부를 판단하게 된다.
이 경우 상대 이동이 발생된 경우 비정상 정렬이 발생되는 것으로 판단하여, 정렬 점검 요청 신호가 포함된 정렬 모니터링 정보(MD1)를 생성하는 것이 가능하다. 이는 축(4)과 저심도 레이저 동판(2) 사이가 틀어짐에 따라서 발생되는 마찰 진동을 감지하는 원리를 이용하게 되는 것이다.
이는 상술한 바와 같이, 최초 설치 시 저심도 레이저 동판(2)이 회전 및 길이 방향으로 각 스테이션마다 정확한 정렬이 이루어짐을 가정한 상태에서, 이로부터 정렬에 이탈이 발생한 경우를 감지하는 알고리즘이다. 즉 진동 분석 알고리즘은, 기존의 파형인 디폴트 진동(w1)에 대해서 기존의 w2 파형에 대한 진동 감지 결과 및 진동에 따른 정렬 이탈 판단 결과를 샘플 데이터로 이용하여 머신러닝을 통하여 학습됨에 따라서 다양한 경우의 길이방향 및 회전방향의 저심도 레이저 동판(2)과 롤 축(4)의 틀어짐을 감지하게 된다.
한편 인쇄 품질을 감지하는 것은 연포장재(100)에 인쇄된 결과를 분석함에 따라서 가능하게 된다. 이를 위하여 영상 촬영부(40)는 저심도 레이저 동판(2)에 의하여 패턴이 인쇄된 연포장재의 인쇄 영역을 촬영하는 기능을 수행하게 된다.
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이때 제어부(50)는 상술한 기능들을 포함하여, 동판 이동 감지부(30)의 감지 결과를 바탕으로 다수의 그라비아 롤(1)에 설치된 저심도 레이저 동판(2)들 사이의 정상 정렬 여부를 판단한 정렬 모니터링 정보를 생성하고, 영상 촬영부(40)의 촬영 결과를 바탕으로 각 저심도 레이저 동판(2)에 대한 인쇄 품질 정보를 생성하고, 상술한 바와 같이 잉크 점도 관리 모듈(12. 13) 및 저장조 이동 모듈(20)의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
영상 촬영부(40)와 제어부(50)는 인쇄 품질 정보를 생성할 수 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.
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Claims (9)

  1. 잉크의 점도를 측정하고 측정된 점도에 따라서 내부에 보관되는 잉크의 점도를 균일하게 유지하도록 하는 잉크 점도 관리 모듈을 포함하는 잉크 저장조;
    잉크 저장조의 잉크 상면에 침전되는 저심도 레이저 동판의 외주면적이 동일하도록 잉크 저장조의 이동을 제어하는 저장조 이동 모듈;
    저심도 레이저 동판이 설치된 그라비아 롤에 설치되어, 저심도 레이저 동판과 그라비아 롤의 축 길이 방향 상대 이동 및 회전 방향 상대 이동을 감지하는 동판 이동 감지부;
    저심도 레이저 동판에 의하여 패턴이 인쇄된 연포장재의 인쇄 영역을 촬영하는 영상 촬영부; 및
    상기 동판 이동 감지부의 감지 결과를 바탕으로 다수의 그라비아 롤에 설치된 저심도 레이저 동판들 사이의 정상 정렬 여부를 판단한 정렬 모니터링 정보를 생성하고, 상기 영상 촬영부의 촬영 결과를 바탕으로 각 저심도 레이저 동판에 대한 인쇄 품질 정보를 생성하고, 상기 잉크 점도 관리 모듈 및 상기 저장조 이동 모듈의 구동을 제어하는 제어부;을 포함하고,
    상기 동판 이동 감지부는,
    저심도 레이저 동판과 그라비아 롤 축의 길이 방향 및 회전 방향의 상대 이동 시 발생하는 마찰에 의한 진동을 감지하는 진동 감지 센서;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    그라비아 롤의 회전에 따른 디폴트 진동과 상기 마찰에 의한 진동의 진동 스펙트럼 차이를 판단하는 알고리즘으로서, 기존의 진동 감지 결과를 이용하여 머신러닝에 의하여 학습되는 진동 분석 알고리즘을 통하여 상기 진동 감지 센서로부터 감지된 진동을 통해 상기 저심도 레이저 동판과 그라비아 롤 축의 길이 방향 및 회전 방향의 상대 이동 여부를 판단하여, 상대 이동이 발생된 경우 비정상 정렬이 발생되는 것으로 판단하여, 정렬 점검 요청 신호가 포함된 정렬 모니터링 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉크 점도 관리 모듈은,
    상기 잉크 저장조 내부 영역의 복수의 포인트의 유체 밀도를 측정하는 광 측정 모듈; 및
    상기 잉크 저장조 내부 영역의 잉크를 교반하는 교반 모듈;을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 광 측정 모듈에 의하여 측정된 복수의 포인트에서의 유체 밀도가 동일하도록 상기 교반 모듈의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저장조 이동 모듈은,
    상기 그라비아 롤의 축에 설치되어 하부 방향의 잉크 저장조의 잉크 상면까지의 거리를 측정하는 거리 측정 센서; 및
    상기 잉크 저장조를 승강시키는 승강 모듈;을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 거리 측정 센서에 의하여 측정된 거리가 동일하도록 상기 승강 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 승강 모듈의 제어 결과에 따라 생성된 제어 데이터를 통하여 도출되는 상기 잉크 저장조의 상승 높이가 기설정된 임계 높이에 도달 시, 잉크 저장조에 저장된 잉크의 부족을 알리는 잉크 부족 알람 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 저심도 레이저 동판 미세 정렬 관리 및 친환경 잉크 공급이 가능한 그라비아 인쇄 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0890761A (ja) * 1994-09-20 1996-04-09 Dainippon Printing Co Ltd インキ供給装置
CN210501908U (zh) * 2019-07-25 2020-05-12 潍坊东航印刷科技股份有限公司 多标跟踪自动套准系统
CN212147995U (zh) * 2020-04-08 2020-12-15 广州市同源塑料制品有限公司 一种防油墨结块及恒粘度的循环供墨装置

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