KR102512564B1 - 가감속 구간에서 uv led 램프의 밴딩 개선 방법 - Google Patents

가감속 구간에서 uv led 램프의 밴딩 개선 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, UV 경화형 프린터에서 UV LED 램프 모듈의 가감속 구간에서 발생하는 밴딩을 개선하기 위한 것으로, (a) 프린트 헤드 장치의 제어부가, 프린트 헤드 장치의 초기화를 행하는 단계(S10); (b) 프린트 헤드 장치(30)의 가속이 이루어지는지? 여부를 체크하는 단계(S20); (c) 가속이 시작되지 않으면 계속해서 체크하고, 가속이 시작되었으면 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에 비례하여 적어도 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가하는 단계(S30); (d) 프린트 헤드 장치(30)가 등속 구간에 진입하였는지? 여부를 체크하는 단계(S40); (e) 아직 상기 프린트 헤드 장치(30)가 등속 구간에 진입하지 않았으면 상기 (c) 단계로 되돌아가서 계속해서 광강도를 증가시키고, 등속 구간에 진입했으면 광강도를 일정하게 유지하는 단계(S50); (f) 감속 구간에 진입했는지? 여부를 체크하는 단계(S60); 및 (g) 아직 프린트 헤드 장치(30)가 감속 구간에 진입하지 않았으면, 상기 (e) 단계의 광강도를 그대로 유지하고, 반면 감속 구간에 진입하였으면, 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에 비례하여 적어도 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시키는 단계(S70); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법{METHOD FOR IMPROVING UV LED LAMP'S BANDING IN ACCELERATION/DECELERATION ZONE}
본 발명은 UV 경화형 프린터에서 UV LED 램프가 발생시키는 밴딩을 개선하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되는 잉크젯용 잉크는 색재(안료), 수지, 용매, 첨가제를 포함하는 구성을 갖는다. 잉크젯용 잉크에 포함된 성분들은 잉크의 적용 범위와 프린터에 적용되는 헤드의 종류에 따라 다양한 조성을 갖게 된다. 특히 용매에 따라 수성, 솔벤트, 자외선(UV) 경화 잉크로 구분된다. 이 중 수성 및 솔벤트 잉크는 인쇄 및 경화 과정에서 발생하는 폐수, 악취 등으로 인체와 환경에 악영향을 미치는 문제점을 갖는다.
이에 유럽과 미국 등 선진국을 중심으로 휘발성 유기 화합물(VOC)이 없고, 폐수가 발생하지 않으며 친환경적인 자외선(UV) 경화 잉크를 연구, 개발하여 사용 범위를 확대하고 있으며, 국내 인쇄 시장에서도 뒤늦게 관심을 갖기 시작하여 점차 사용 범위가 증가하고 있는 추세에 있다. UV 경화 잉크는 출력 매체에 뿌려진 후 자외선광을 조사해 주기만 하면 순간적으로 건조 및 고착이 되는 특성으로 인해 다양한 인쇄 대상물에 사용 가능하다.
이러한 UV 경화 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄 장치는, 광경화성 잉크를 기판으로 안내하기 위한 프린트 헤드와, 경로를 따라 기판 상에 수용된 잉크로 방사선을 안내하기 위한 경화 장치를 포함하며, 인쇄되어야 할 화상의 서로 다른 투명도나 피도장물체의 재질상 차이점 등으로 인하여 상이한 UV 광 강도(Intensity)를 제공하기 위한 UV광 차폐부와, 상기 차폐부를 방사선 경로의 내부 및 외부로 선택적으로 이동시키기 위한 기구를 더 포함할 수 있다. 또한, 기판이 경화 작동 중에 과열되지 않는 것을 보장하기 위해, 차폐부의 이동을 제어함으로써 기판 상에 수용되는 방사선 강도를 변경할 수도 있다.
한편, 기판 과열 방지를 위해 기판 상의 방사선 강도를 변경하기 위한 제1 종래기술로서, 공개특허공보 제2004-0063175호 (잉크젯 인쇄에 사용되는 잉크의 광경화를 위한 방법 및 장치) 가 개시되어 있다.
상기 제1 종래기술에 의하면, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 잉크젯 인쇄 장치(10)는 평면형 잉크젯 프린터이며 프린트 헤드(11)를 포함한다. 프린트 헤드(11)는 일렬의 압전 프린트 헤드를 포함할 수 있다. 프린터는 기판(12)을 도 1에 표시된 화살표와 같이 통상적으로 수평 방향으로 이동시키기 위해 전송 시스템을 포함한다.
기판(12)은 도 2에 도시된 수평으로 연장된 지지부(14)를 가로질러 이동 가능하다. 지지부(14)는 경화 작동 중에 기판(12)을 지지한다. 선택적으로는, 지지부(14) 또는 지지부(14)의 연장부는 프린트 헤드가 잉크를 기판(12)으로 안내하는 시간 동안에 기판(12)을 지지한다.
상기 장치(10)는 경로를 따라 기판(12) 상에 수용된 잉크로 화학선을 안내하기 위한 경화 장치(16)를 또한 포함한다. 경화 장치(16)는 하나 이상의 자외선의 방사원을 포함한다. 방사원의 적절한 램프는 필요에 따라 시간 활성화를 위한 제어 장치(18)와 연결된다. 선택적으로는, 프린트 헤드(11)는 잉크의 지속 시간(즉, 잉크가 기판(12) 상에 수용되는 시간과 기판(12) 상의 잉크가 화학선을 수용하는 시간 사이의 시간차)을 변경하기 위해 경화 장치(16)로부터 접근 및 이격되도록 이동 가능하다.
상기 장치(10)는 경화 장치(16)와 기판(12) 상에 수용된 잉크 사이의 경로에서 연장되는 차폐부(20)를 또한 포함한다. 상기 차폐부(20)는 램프(17)를 둘러싸고 있는 하우징을 포함한다. 설명된 실시예의 하우징은 통상적으로 긴 슬릿 또는 개구(22)와 함께 원통형 형상을 가진다. 차폐부(20)는 선택적으로는 내부에 깊이 반사되는 표면을 포함할 수 있다.
다른 한편, 센서에 의해 수용된 방사선 량을 감지하여 방사량을 가변시키는 제2 종래기술로서, 특허공개공보 제2006-0039917호 (방사 경화성 잉크를 사용한 잉크젯 인쇄 방법 및 장치) 가 개시되어 있다.
상기 제2 종래기술은, 도 3에는 보는 바와 같이, 프레임(12)을 둘러싸는 하우징 뿐만 아니라 인쇄 장치(10)의 다양한 부품들에 대한 지지부를 제공하는 프레임(12)을 포함한다. 지지부(14)는 프레임(12)에 연결되어 있고 인쇄된 화상을 수용하는 기판을 지지한다.
상기 장치(10)는 롤투롤 프린터에서 장치(10)의 사용 중에 기판의 롤을 받치는 풀려있는 롤(16)을 포함한다. 풀려있는 롤(16)은 프레임(12)의 하부에 회전가능하게 결합된다. 풀려있는 롤(16)로부터, 기판은 롤러(18)를 거쳐서 지지부(14)로 넘겨진다. 지지부(14)로부터, 기판은 롤러(20)를 지나 감겨있는 롤러(22)로 지나간다.
구동 롤러(24)는 감겨있는 롤러(22)에 인접한 프레임(12)의 하부에도 연결되어 있고 기판이 감겨있는 롤러(22)로 지나가면서 기판을 마찰 결합한다. 구동 롤러(24)는 차례대로 전기적으로 컨트롤러(26)에 연결되어 있는 모터에 연결되어 있다. 컨트롤러(26)가 구동 롤러(24)를 회전시키도록 모터를 활성화시킬 때, 구동 롤러(24)는 풀려있는 롤(16)로부터의 경로를 따라서, 롤러(18)를 지나, 지지부(14)를 가로질러, 롤러(20)를 넘어서 감겨있는 롤러(22)로 기판을 전진시킨다.
한 쌍의 수평하고 평행한 레일(28)은 프레임(12)에 연결되어 있고 지지부(14)를 가로 질러 이동하면서 기판의 이동 경로 뿐만 아니라 지지부(14)의 평면에 평행한 방향으로 연장되어 있다. 브리지(30)는 레일(20) 양쪽을 지나서 레일(28)의 세로축에 수직한 방향으로 뻗어 있는다. 브리지 구동 장치(32)는 레일(28)의 길이 방향 중의 하나로 브리지(30)를 이동시키도록 작동할 수 있다.
브리지 구동 장치(32)는 레일(28)을 따라 브리지(30)를 이동시키는 많은 적절한 장치들 중의 하나일 수 있다. 도시된 실시예에서, 브리지 구동 장치(32)는 두 개의 구동 유닛(34)을 포함하고, 각 유닛은 컨트롤러(26)에 전기적으로 연결된 선형 구동 모터를 포함한다. 각 구동 유닛(34)의 모터는 모터의 작동에 의하여 브리지(30)를 이동시키는 관련된 레일(28) 상에 장착된 긴 영구 자석과 상호작용한다. 레일(28) 및 구동유닛(34) 중의 하나는 컨트롤러(26)에 전기적으로 연결된 인코더를 포함하여, 레일(28)을 따라서 브리지(30)의 위치가 언제라도 결정될 수 있다.
캐리지(36)는 브리지의 세로축을 따르는 어떤 방향으로 이동을 위하여 브리지(30) 상에 장착되어 있다. 그리하여, 캐리지(36)는 레일(28)을 따라서 브리지(30)의 이동에 수직한 방향으로 이동가능하다. 캐리지 구동 장치(38)는 원하는 경우 브리지(30)를 따라서 캐리지(36)의 이동용 컨트롤러(26)에 전기적으로 연결되어 있다.
캐리지 구동 장치(38)는 브리지 구동 장치(32)와 유사하게 구동 장치의 많은 적절한 타입 중에 하나일 수 있다. 예를 들어, 캐리지 구동 장치(38)는 상기한 바와 같이 선형 구동 모터 및 긴 영구 자석을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 인코더는 캐리지(36)와 연관되어 있고 브리지(30)는 언제라도 브리지(30) 상에 캐리지(36)의 위치를 결정하는 컨트롤러(26)에 전기적으로 연결되어 있다.
인쇄 헤드(40)는 자외선 방사 경화성 잉크를 기판으로 안내하는 캐리지(36) 상에 장착되어 있다. 바람직하게는, 인쇄 헤드(40)는 인쇄 헤드 유닛의 뱅크를 포함하고, 각각은 자외선 방사 경화성 잉크에 관을 달아서 연결된다. 추가로, 인쇄 헤드(40)는 원하는 때에 선택적인 작동을 하는 컨트롤러(26)에 전기적으로 결합되어 있다.
상기 장치(10)는 방사원(42)으로부터 방출된 방사량을 감지하는 센서(46)를 포함한다. 도2에 도시된 바와 같이, 센서(46)는 정적인 수평 평판 상에 장착된다. 센서(46)는 지지부(14) 상에 수용됐을 때(예를 들어, 센서(46)가 지지부(14) 및 지지부(14)의 평면에 평행한 방향으로 지지부(14) 상에 수용된 기판의 일측에 위치) 지지부(14) 및 기판으로부터 측방향으로 오프셋 된 위치에 있다.
센서(46)는 컨트롤러(26)에 전기적으로 연결되어 있다. 방사원(42)이 센서(46) 위에 직접적인 위치에 놓이고 방사원(42)이 활성화될 때, 센서(46)는 센서 영역에 수용된 방사량을 감지하고 감지된 양에 따라 컨트롤러(26)에 신호를 전송한다.
또다른 한편, 인쇄되어야 할 화상의 서로 다른 투명도 때문에 UV 램프의 경화 에너지를 다르게 전달하기 위하여 차단막 필터를 사용하고 경화 시간을 다르게 딜레이하기 위한 제3 종래기술로서, 특허등록 제2054110호 (UV 잉크젯 프린터의 경화 시스템 및 그 방법) 및 특허등록 제2351102호 (UV 램프 차단 장치를 구비하는 UV 잉크젯 프린터의 경화 시스템 및 그 방법) 가 개시되어 있다.
상기 제3 종래기술에 따르면, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 스테이지(102)의 피도장물(10)에 프린팅을 하기 위한 UV 잉크젯 프린터(100)는, 프린트 헤드(120)와 헤드 지지대(104) 및 이들을 제어하기 위한 제어 장치(110)를 포함하여 이루어진다.
UV 램프 차단 장치(140)는 UV 램프 모듈(130)의 하부면으로 이동 가능하고 UV 램프를 선택적으로 차단하는 차단막 필터(146)를 구비한다. UV 램프 차단 장치는 UV 램프로부터 출력되는 경화 에너지를 선택적으로 차단한다. 상기 제3 종래기술에 의하면, UV 램프 모듈로부터 출력되는 경화 에너지를 선택적으로 차단하는 UV 램프 차단 장치를 구비하여, 경화 세기, 경화 구간 및 경화 시간을 조정함으로써, UV 잉크의 특성, 인쇄물의 품질 등에 따라 UV 잉크를 경화시켜서 고해상도, 고품질의 인쇄가 가능하게 한다.
그러나, 상기 제1 종래기술 내지 제3 종래기술은 모두, UV 경화형 프린터에서 UV LED 램프 모듈의 가감속 구간에서 발생하는 밴딩을 개선하기 위한 아이디어를 직접적으로 제공하지 못한다.
특허문헌 1 : 공개특허공보 제2004-0063175호 (잉크젯 인쇄에 사용되는 잉크의 광경화를 위한 방법 및 장치) 특허문헌 2 : 특허공개공보 제2006-0039917호 (방사 경화성 잉크를 사용한 잉크젯 인쇄 방법 및 장치) 특허문헌 3 : 특허등록 제2054110호 (UV 잉크젯 프린터의 경화 시스템 및 그 방법) 특허문헌 4 : 특허등록 제2351102호 (UV 램프 차단 장치를 구비하는 UV 잉크젯 프린터의 경화 시스템 및 그 방법)
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, UV 경화형 프린터에서 UV LED 램프 모듈의 가감속 구간에서 발생하는 밴딩을 개선하기 위한 것이다.
이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르는 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법은, 2개 이상의 프린트 헤드(31~34)로 이루어지는 프린트 헤드 모듈 및 상기 프린트 헤드 모듈의 이동 방향을 기준으로 할 때에 상기 프린트 헤드 모듈의 안쪽(전방)에 장착된 제1 UV LED 경화모듈(35) 및 상기 프린트 헤드 모듈의 바깥쪽(후방)에 장착된 제2 UV LED 경화모듈(36)을 포함하며, 인쇄용 피도장물인 미디어(20) 상에 인쇄를 행하는 프린트 헤드 장치(30)를 이용한, 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법으로서, (a) 상기 프린트 헤드 장치의 제어부가, 프린트 헤드 장치의 초기화를 행하는 단계(S10); (b) 상기 (a) 단계 이후, 상기 프린트 헤드 장치(30)의 가속이 이루어지는지? 여부를 체크하는 단계(S20); (c) 상기 (b) 단계에서의 판단 결과, 가속이 시작되지 않으면 계속해서 체크하고, 가속이 시작되었으면 상기 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에 비례하여 적어도 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가하는 단계(S30); (d) 상기 (c) 단계 이후, 상기 프린트 헤드 장치(30)가 등속 구간에 진입하였는지? 여부를 체크하는 단계(S40); (e) 상기 (d) 단계에서의 판단 결과, 아직 상기 프린트 헤드 장치(30)가 등속 구간에 진입하지 않았으면 상기 (c) 단계로 되돌아가서 계속해서 광강도를 증가시키고, 등속 구간에 진입했으면 광강도를 일정하게 유지하는 단계(S50); (f) 상기 (e) 단계 이후, 감속 구간에 진입했는지? 여부를 체크하는 단계(S60); 및 (g) 상기 (f) 단계에서의 판단 결과, 아직 상기 프린트 헤드 장치(30)가 감속 구간에 진입하지 않았으면, 상기 (e) 단계의 광강도를 그대로 유지하고, 반면 상기 (f) 단계에서의 판단 결과, 감속 구간에 진입하였으면, 상기 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에 비례하여 적어도 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시키는 단계(S70); 를 포함하며, 맨 안쪽(선단)의 프린트 헤드는, 가속구간 직후 등속구간에서 미디어 상을 진입한 후 등속구간에서 미디어 상을 벗어나도록 되어 있고, 맨 바깥쪽(후단)의 프린트 헤드는, 등속구간에서 미디어 상을 진입한 후 감속구간 직전에 미디어 상을 벗어나도록 되어 있으며, 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 가속 구간 중 미디어(20)와 겹치는 부분(C)을, 상기 프린터 헤드 장치(30)의 가속구간(A)에서 상기 맨 안쪽(선단)의 프린트 헤드와 미디어 간의 거리(E)를 제외한 길이로 하고 (C = A - E), 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 감속 구간 중 미디어(20)와 겹치는 부분(D)을, 상기 프린터 헤드 장치(30)의 감속구간(B)에서 상기 맨 바깥쪽(후단)의 프린트 헤드와 미디어 간의 거리(F)를 제외한 길이로 하도록 (D = B - F), 전체 프린터 기기의 크기를 정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (c) 단계에서, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가시키는 동안, 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도는 처음부터 등속구간에서의 광강도로 일정하게 유지하며, 상기 (g) 단계에서, 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시키는 동안, 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도는 처음부터 등속구간에서의 광강도로 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 (c) 단계에서, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가시키는 동안, 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도는 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도와 동일하게 증가시키도록 하며, 상기 (g) 단계에서, 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시키는 동안, 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도는 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도와 동일하게 감소시키도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 프린트 헤드 모듈은 4개의 프린트 헤드(31~34)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법에 따르면, 극히 간단한 방식으로 UV 경화형 프린터에서 UV LED 램프 모듈의 가감속 구간에서 발생하는 밴딩을 개선하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 제1 종래기술에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 인쇄 장치의 개략적인 단부도.
도 3은 제2 종래기술에 따라 구성된 잉크젯 인쇄 장치의 부분 사시도.
도 4는 제3 종래기술에 따른 UV 램프 차단 장치를 구비하는 UV 잉크젯 프린터의 경화 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 5는 도 4에 도시된 UV 잉크젯 프린터의 경화 시스템의 구성을 도시한 블록도,
도 6은 본 발명에 관한 일반적인 멀티 패스 UV 프린터의 개략도.
도 7은 도 6의 프린트 헤드(PH)의 가속 또는 감속 구간을 설명하기 위한 도면.
도 8은 프린트 헤드의 각 잉크 모듈(PH1~PH4)에 대한 속도 커브(Velocity Curve)를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 관한 UV LED 경화 모듈에 대한 속도 커브(Velocity Curve)를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 관한 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법의 흐름도.
본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
하지만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 도면들 중 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에서, 후술하는 실시예 및 실시 형태들은 예시로서 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 하며, 본 발명은 여기에 주어진 상세로 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구항의 범위 및 동등물 내에서 치환 및 균등한 다른 실시예로 변경될 수 있다
(제1 실시예)
이제, 도 6 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 최적 실시예에 관한 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법을 설명한다.
도 6은 본 발명에 관한 일반적인 멀티 패스 UV 프린터의 개략도이고, 도 7은 도 6의 프린트 헤드(PH)의 가속 또는 감속 구간을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 프린트 헤드의 각 잉크 모듈(PH1~PH4)에 대한 속도 커브(Velocity Curve)를 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명에 관한 UV LED 경화 모듈에 대한 속도 커브(Velocity Curve)를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 관한 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법의 흐름도이다.
본 발명에 관한 일반적인 멀티 패스 UV 프린터는 도 6에서 보는 바와 같이 구성된다. 1개 이상의 프린트 헤드(PH1~PH4)(31~34) 및 상기 프린트 헤드(PH1~PH4)(31~34)의 좌우측에 장착된 제1 및 제2 UV LED 경화모듈(35,36)을 포함하는 프린트 헤드 장치(30)가, 테이블(10) 상에 있는 인쇄용 피도장물인 미디어(Media)(20) 위를 좌우로 반복 움직이며 인쇄하게 된다. 혹은 프린트 헤드 장치가 고정되어 있고 테이블(10)이 좌우로 움직이며 미디어(20) 상에 인쇄되도록 하기도 한다. 참고로, 상기 프린트 헤드(PH1~PH4)(31~34)는 일반적인 칼라 인쇄를 위해서는 흑색 잉크모듈(K), 시안색 잉크모듈(C), 마젠다색 잉크모듈(M), 옐로우색 잉크모듈(Y)의 적어도 4개의 제1 내지 제4 프린트 헤드(PH1~PH4)(31~34)가 필요하나, 경우에 따라서는 투명색이나 다른 추가의 잉크모듈의 프린트 헤드가 추가되기도 하고, 역으로 단색 인쇄의 경우에는 단일색의 잉크모듈의 프린트 헤드로만 구성될 수도 있다.
계속해서, 도 7 및 도 8을 참조하여, UV LED 램프 밴딩에 대하여 설명한다.
도 7에서, 테이블(10) 상에 인쇄 가능한 최대 인쇄 폭의 미디어(20)가 올라가 있고, 프린트 헤드 장치(30)가 미디어 시작 위치 (도 7에서 미디어의 우측 단부) 에서 인쇄를 시작하고, 미디어 끝 위치 (도 7에서 미디어의 좌측 단부) 에서 인쇄를 끝낸다고 가정한다. 이때, 초기 위치 (도 7에서 우측) 에 정지해 있던 프린트 헤드 장치(30)가 좌측 방향으로 이동하면서 갑자기 원하는 등속도 구간에 진입할 수는 없는바, 당연히 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브(velocity curve)(1)는, 가속구간(A)의 속도커브(1a)를 가지며, 마찬가지로 갑자기 정지할 수도 없는바, 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브(velocity curve)(1)는, 감속구간(B)의 속도커브(1b)를 가지게 된다.
즉, 도 7에서 A, B는 각각, 프린트 헤드 장치(30)의 가속 또는 감속 구간에 해당한다. 프린트 헤드 장치(30)가 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이며 인쇄할 때 A는 가속 구간이 되고, B는 감속 구간이 된다. (반대로 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이며 인쇄할 때는 B가 가속 구간이 되고, A는 감속 구간이 되나, 여기에서는 설명의 편의상, 프린트 헤드 장치(30)가 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이는 경우만을 가정한다).
그런데, 모든 프린트 헤드(31~34)는 등속으로 움직이며 인쇄해야 한다. 가속 또는 감속 구간에서 인쇄를 하면 이미지 품질에 영향을 주기 때문이다. 즉, 도 8에서, 맨 좌측(선단)의 제1 프린트 헤드(31)는, 가속구간을 지나서 등속구간에서 미디어 상을 지나야 하며, 반면, 맨 우측(후단)의 제4 프린트 헤드(34)는, 등속구간에서 미디어 상을 지난 후, 감속구간에서는 이미 미디어 상을 벗어나도록 설계되어야 한다.
한편, 가감속 구간(A, B)이 크면 클수록, 모터(미 도시됨), 반송기구(미 도시됨), 프린트 헤드 장치(30), 등에 가해지는 부하는 작아진다. 하지만 가감속 구간을 크게 설계하면, 전체 장비의 크기를 크게 하여야 하고, 이는 원가 상승의 요인이 된다. 따라서 모터, 반송기구, 프린트 헤드 장치에 가해지는 부하가 권장 범위에 있도록, 가감속 구간을 계산하여 설계하게 된다.
결국, 인쇄 가능한 최대 인쇄 폭의 미디어(20)가 테이블(10) 상에 올라간 상태에서, 프린트 헤드 장치가 도 7에서와 같은 속도 커브(velocity curve)를 그리며 인쇄해야 하며, 이에 맞추어, 제1 내지 제4 프린터 헤드(31~34) 각각의 속도 커브(2~5) 역시, 각각 제1 내지 제4 프린터 헤드의 가속구간의 속도커브(2a ~ 5a) 및 제1 내지 제4 프린터 헤드의 감속구간의 속도커브(2b ~ 5b)를 좌우측 단부에 갖도록 하면서, 도 8에서와 같은 속도 커브(2~5)를 갖도록 설계되어야 한다.
계속해서, 도 9를 참조하면, 프린터 헤드 장치(30)의 제1 내지 제4 프린트 헤드(31~34) 모듈의 좌우측에는, UV 잉크 분사 후, UV 방사선을 조사하여 순식간에 UV 경화시키기 위한 제1 UV LED 경화모듈(35) 및 제2 UV LED 경화모듈(36)이 위치하게 된다.
그리고, 이들 제1 UV LED 경화모듈(35) 및 제2 UV LED 경화모듈(36) 역시, 도 9에서 보는 바와 같이, UV LED 경화 모듈에 대한 속도 커브(Velocity Curve)를 갖게 되는바, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 속도커브(6)는 우측에 가속구간의 속도커브(6a)와 좌측에 감속구간의 속도커브(6b)를 갖게 되며, 제2 UV LED 경화모듈(36)의 속도커브(7) 역시, 우측에 가속구간의 속도커브(7a)와 좌측에 감속구간의 속도커브(7b)를 갖게 된다.
문제는, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 가속구간의 속도커브(6a)와 제2 UV LED 경화모듈(36)의 감속구간의 속도커브(7b)이다. 도 9에서, 도면부호 'C'는, "제1 UV LED 경화모듈(35)이 가속 중 미디어(20)와 겹치는 부분"이며, 도면부호 'D'는, "제2 UV LED 경화모듈(36)이 감속 중 미디어(20)와 겹치는 부분"인바, 이 부분에서는, 가감속 도중에 UV 경화가 이루어짐으로써, 등속구간에 비해 UV 광량의 조사량이 상대적으로 많아지는 까닭에, 균일하지 않는 밴딩 현상이 발생하게 되는 것이다.
즉, UV LED도 등속 구간에서 UV 잉크를 경화(Curing)해야 밴딩이 발생하지 않는다. 도 9와 같이 가감속을 하면서 UV 잉크를 경화(Curing)하게 되면, UV 램프 밴딩이 발생하는데 이 밴딩을 제거하기 위한 방법이 필요하게 되나, 종래기술들은 이에 대해서는 특별히 대책을 강구하지 않았다.
예를들어, 도 9에서 등속 구간에서의 UV LED 광강도(UV LED Intensity)가 50이라고 가정하면, 가속구간(C 구간)에서는, UV LED는 가속 중이므로 미디어에 가해지는 UV LED 총 조사량 평균은 50보다 클 것이다. D 구간에서 역시, UV LED는 감속 중이므로 미디어에 가해지는 UV LED 총 조사량 평균은 50보다 클 것이다. 즉, 등속 구간에서 보다 가감속 구간에서 더 큰 UV 조사량이 가해지며, 이는 결과적으로 밴딩으로 보이게 된다.
본 발명에 의한 UV 램프 밴딩 개선 방법의 기본 개념은, 제어부(미 도시됨)에서, 가감속 구간에서 UV LED 광강도(UV LED Intensity)를 달리하도록 제어하되, 가감속 구간에서 발생하는 프린트 헤드 장치의 속도 커브와 같이 비례하도록, UV LED 광강도의 변화를 주면 가감속 구간에서도 등속 구간과 같은 UV 조사량을 만들 수 있어, UV LED 모듈 밴딩을 개선할 수 있게 된다.
예를 들어, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 가속 구간(C)에서는 UV LED 광강도를 10부터 시작하여 점차 늘려가면서 등속 구간에 다다를 때 50이 되게 하면, 미디어에 가해지는 실질적인 UV 조사량을 일정하게 할 수 있다.
반대로, 제2 UV LED 경화모듈(36)의 감속 구간(D)에서는 UV LED 광강도를 50부터 시작하여 점차 감소시키며 정지할 때에 10이 되게 하면, 역시 미디어에 가해지는 실질적인 UV 조사량을 일정하게 할 수 있으며, 결국 본 발명의 상기 원리를 이용하여 가감속 구간에 UV LED 광강도의 변화를 주면 UV 램프 밴딩을 개선할 수 있다.
보다 구체적으로는, 도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명에 관한 상기 프린트 헤드 장치의 제어방법이 시작되면, 프린트 헤드 장치의 위치 초기화 및 광강도 초기화 (일례로 광강도를 10으로 설정) 를 하고(S10), 이후 프린트 헤드 장치(30)의 가속이 이루어지는지? 여부를 체크하여(S20), 상기 S20 단계에서의 판단 결과, 가속이 시작되지 않으면 계속해서 체크하고, 가속이 시작되었으면 그에 (프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에) 비례하여 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가시킨다(S30). (이때, 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도는 '50'으로 처음부터 일정하게 하더라도 큰 문제는 없으나, 바람직하게는 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도와 동일하게 증가시키도록 하는 것이 바람직하다).
이후, 등속 구간에 진입하였는지? 여부를 체크하여(S40), 상기 S40 단계에서의 판단 결과, 아직 UV 프린트 모듈이 등속 구간에 진입하지 않았으면 상기 S30 단계로 되돌아가서 계속해서 광강도를 증가시키고, 등속 구간에 진입했으면 이제 광강도를 일정하게 유지하면서(S50), 감속 구간에 진입했는지? 여부를 체크하게 된다(S60).
그리하여, 상기 S60 단계에서의 판단 결과, 아직 감속 구간에 진입하지 않았으면, 상기 S50 단계의 광강도를 그대로 유지하고, 반면 상기 S60 단계에서의 판단 결과, 감속 구간에 진입하였으면, 역시 그에 (프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에) 비례하여 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시킨다(S70). (역시 이때, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도는 '50'으로 계속 일정하게 하더라도 큰 문제는 없으나, 바람직하게는 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도와 동일하게 감소시키도록 하는 것이 바람직하다).
또한, 이렇게 UV LED 램프 밴딩을 개선하는 경우, 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 가속 구간 중 미디어(20)와 겹치는 부분(C)을, 상기 프린터 헤드 장치(30)의 가속구간(A)에서 상기 제일 안쪽의 제1 프린터 헤드(31)와 미디어 간의 거리(E)를 제한 길이로 하고 (C = A - E), 마찬가지로 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 감속 구간 중 미디어(20)와 겹치는 부분(D)을, 상기 프린터 헤드 장치(30)의 감속구간(B)에서 상기 제1 프린터 헤드(31)의 반대쪽의 제4 프린터 헤드(34)와 미디어 간의 거리(F)를 제한 길이로 함으로써 (D = B - F), 전체 프린터 기기의 크기를 최소화할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시예들에 의해 설명하였으나, UV LED 램프를 여타 UV 광원으로 대체하거나 가감속 구간에서의 제어 방식을 달리하는 등, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 여러가지 변형이 가능하며, 이외에도 본 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
10 : 테이블
20 : 미디어 (피도장물)
30 : 프린터 헤드 장치
31 ~ 34 : 제1 내지 제4 프린터 헤드 (PH1 ~ PH4)
35 ~ 36 : 제1 및 제2 UV LED 경화모듈
1 : 프린터 헤드 장치(30)의 전체 속도 커브(velocity curve)
1a : 프린터 헤드 장치(30)의 가속구간(A)의 속도커브
1b : 프린터 헤드 장치(30)의 감속구간(B)의 속도커브
2 ~ 5 : 제1 내지 제4 프린터 헤드의 전체 속도 커브(velocity curve)
2a ~ 5a : 제1 내지 제4 프린터 헤드의 가속구간의 속도커브
2b ~ 5b : 제1 내지 제4 프린터 헤드의 감속구간의 속도커브
6 : 제1 UV LED 경화모듈(35)의 좌측으로 이송 중의 전체 속도커브
6a : 제1 UV LED 경화모듈(35)의 가속구간의 속도커브
6b : 제1 UV LED 경화모듈(35)의 감속구간의 속도커브
7 : 제2 UV LED 경화모듈(36)의 좌측으로 이송 중의 전체 속도커브
7a : 제2 UV LED 경화모듈(36)의 가속구간의 속도커브
7b : 제2 UV LED 경화모듈(36)의 감속구간의 속도커브
A : 프린터 헤드 장치(30)의 가속구간
B : 프린터 헤드 장치(30)의 감속구간
C : 제1 UV LED 경화모듈(35)이 가속 중 미디어(20)와 겹치는 부분
D : 제2 UV LED 경화모듈(36)이 감속 중 미디어(20)와 겹치는 부분

Claims (4)

  1. 2개 이상의 프린트 헤드(31~34)로 이루어지는 프린트 헤드 모듈 및 상기 프린트 헤드 모듈의 이동 방향을 기준으로 할 때에 상기 프린트 헤드 모듈의 안쪽(전방)에 장착된 제1 UV LED 경화모듈(35) 및 상기 프린트 헤드 모듈의 바깥쪽(후방)에 장착된 제2 UV LED 경화모듈(36)을 포함하며, 인쇄용 피도장물인 미디어(20) 상에 인쇄를 행하는 프린트 헤드 장치(30)를 이용한, 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법으로서,
    (a) 상기 프린트 헤드 장치의 제어부가, 프린트 헤드 장치의 초기화를 행하는 단계(S10);
    (b) 상기 (a) 단계 이후, 상기 프린트 헤드 장치(30)의 가속이 이루어지는지? 여부를 체크하는 단계(S20);
    (c) 상기 (b) 단계에서의 판단 결과, 가속이 시작되지 않으면 계속해서 체크하고, 가속이 시작되었으면 상기 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에 비례하여 적어도 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가하는 단계(S30);
    (d) 상기 (c) 단계 이후, 상기 프린트 헤드 장치(30)가 등속 구간에 진입하였는지? 여부를 체크하는 단계(S40);
    (e) 상기 (d) 단계에서의 판단 결과, 아직 상기 프린트 헤드 장치(30)가 등속 구간에 진입하지 않았으면 상기 (c) 단계로 되돌아가서 계속해서 광강도를 증가시키고, 등속 구간에 진입했으면 광강도를 일정하게 유지하는 단계(S50);
    (f) 상기 (e) 단계 이후, 감속 구간에 진입했는지? 여부를 체크하는 단계(S60); 및
    (g) 상기 (f) 단계에서의 판단 결과, 아직 상기 프린트 헤드 장치(30)가 감속 구간에 진입하지 않았으면, 상기 (e) 단계의 광강도를 그대로 유지하고, 반면 상기 (f) 단계에서의 판단 결과, 감속 구간에 진입하였으면, 상기 프린트 헤드 장치(30)의 속도 커브에 비례하여 적어도 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시키는 단계(S70);
    를 포함하며,
    맨 안쪽(선단)의 프린트 헤드는, 가속구간 직후 등속구간에서 미디어 상을 진입한 후 등속구간에서 미디어 상을 벗어나도록 되어 있고, 맨 바깥쪽(후단)의 프린트 헤드는, 등속구간에서 미디어 상을 진입한 후 감속구간 직전에 미디어 상을 벗어나도록 되어 있으며,
    상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 가속 구간 중 미디어(20)와 겹치는 부분(C)을, 상기 프린터 헤드 장치(30)의 가속구간(A)에서 상기 맨 안쪽(선단)의 프린트 헤드와 미디어 간의 거리(E)를 제외한 길이로 하고 (C = A - E), 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 감속 구간 중 미디어(20)와 겹치는 부분(D)을, 상기 프린터 헤드 장치(30)의 감속구간(B)에서 상기 맨 바깥쪽(후단)의 프린트 헤드와 미디어 간의 거리(F)를 제외한 길이로 하도록 (D = B - F), 전체 프린터 기기의 크기를 정하는 것을 특징으로 하는 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가시키는 동안, 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도는 처음부터 등속구간에서의 광강도로 일정하게 유지하며,
    상기 (g) 단계에서, 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시키는 동안, 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도는 처음부터 등속구간에서의 광강도로 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도를 증가시키는 동안, 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도는 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도와 동일하게 증가시키도록 하며,
    상기 (g) 단계에서, 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도를 감소시키는 동안, 상기 제1 UV LED 경화모듈(35)의 광강도는 상기 제2 UV LED 경화모듈(36)의 광강도와 동일하게 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하는 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프린트 헤드 모듈은 4개의 프린트 헤드(31~34)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가감속 구간에서 UV LED 램프의 밴딩 개선 방법.
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