KR20090115000A - 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법 - Google Patents

섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 전자소자제조를 위한 연속공정 롤투롤 인쇄시 레지스터 제어방법에 있어서, 인쇄롤로 유입되는 인쇄물 소재의 장력외란으로 인한 레지스터 외란을 보상제어 로직을 통해 제어하는 단계를 포함하는 구성이며, 상기 보상 제어 로직은 언와인더구간과 인피드구간을 통해 제 1 인쇄롤을 통해 들어오는 인쇄물 소재가 장력 제어되는 단계; 인쇄물 소재가 제 2 인쇄롤을 통과한 직후 설치되어 있는 레지스터 센서를 통해 레지스터 오류값이 계산된 후, 피드백 제어기(feedback controller)를 통해 피드백 제어보상신호가 계산되는 단계; 제 2 인쇄롤에 상기 제 1 피드백 제어보상신호가 입력되는 단계; 제 1 인쇄롤에 유입되는 인쇄물 소재의 장력 외란 신호를 입력값으로하여 보상기를 통해 보상 제어신호를 계산하는 단계; 및 제 2 인쇄롤에 피드백 제어신호와 입력측 장력 보상 제어신호를 더한 값이 입력되는 단계; 를 포함하는 특징에 의하여 인피드 구간의 장력외란이 레지스터 오류를 발생하지 않도록 정밀하게 보상하여 인쇄기술의 위상제어를 초정밀도로 높이고, 레지스터 오류를 정밀하게 보상하며, 전자소자를 연속공정 인쇄방식으로 대량 생산하는 효과가 있다.
롤투롤, 레지스터, 전자소자, 인쇄, 장력, 보상

Description

섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법{COMPENSATION METHOD OF REGISTER ERRORS DUE TO TENSION DISTURBANCE FOR HIGH PRECISE ELECTRONIC ROLL-TO-ROLL PRINTING SYSTEM}
본 발명은 전자소자 제조를 위한 연속공정 롤투롤 인쇄방법에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 인쇄구간에 유입되는 소재의 장력외란으로 인한 레지스터 에러를 보상하는 제어로직을 사용하여 입력되는 소재의 장력외란으로 인한 레지스터 에러를 제거하는 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법에 관한 것이다.
일반적인 인쇄공정에서 사용하는 연속공정 롤투롤(ROLL-TO-ROLL) 인쇄 방식을 이용하여 대량이며 저가격의 전자소자 생산에 관심이 집중되고 있다. 기존의 배치(BATCH) 방식을 통한 전자소자의 생산은 단속적인 생산과 애칭(ETCHING) 방식 등에 의한 생산공정의 복잡성으로 인해 생산성이 높지 않았다.
반면 연속공정을 통한 롤투롤 방식의 생산은 소재를 연속적으로 생산할 수 있으며, 은이나 니켈 같은 금속 나노입자가 포함된 잉크를 직접 소재에 인쇄함으로써 생산속도가 급격히 증가한다.
그러나 일반 인쇄매체에 사용되는 전통적인 또는 일반적인 인쇄공정을 전자소자 롤투롤 인쇄에 적용하기 위해서는 인쇄 정밀도를 높여야 한다.
일반적인 인쇄공정의 정밀도는 약 100 미크론(MICRON) 정도로서, 인간의 눈으로 구별할 수 있는 최소오차 범위이고, 전자소자에서는 그 적용 대상에 따라 약 1~20 미크론 또는 그 이하의 인쇄정밀도를 필요로 한다.
상기 연속공정을 위한 인쇄기의 제어기에는 섹셔널 타입의 레지스터 제어기(SECTIONAL TYPE REGISTER CONTROLLER)와 보상롤 타입의 레지스터 제어기(COMPENSATION ROLL TYPE REGISTER CONTROLLER)가 있으며, 최근의 연속공정 인쇄기에는 섹셔널 타입의 레지스터 제어기가 범용적으로 사용된다.
도 1 은 종래 기술의 일례에 의한 것으로 보상롤 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기의 기능 구성도 이다.
상기 첨부된 도 1 을 참조하여, 종래 기술에 의한 보상롤 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기를 상세히 설명하면, 레지스터 제어기(10)는 메인모터(20)를 제어하여 구동력을 발생하고, 발생된 구동력은 샤프트(SHAFT)(30)를 통하여 다수의 기어박스(40)에 제공되며, 각각의 기어박스(40)는 해당 인쇄롤(PRINTING CYLINDER)(50)을 회전시키므로, 다수의 인쇄롤(50)은 동일한 속도로 회전한다. 상기 인쇄롤(50)의 상측부에는 가압롤(70)을 구비하고, 그 사이에 게재된 인쇄물(60)을 이동시키는 동시에 설정된 소정 내용을 인쇄한다.
즉, 인쇄물(60)은 메인모터(20)의 동력에 의하여 동일한 속도로 회전하는 다 수의 인쇄롤(50)과 가압롤(70)에 의하여 지정된 방향으로 이송되면서 인쇄된다.
이때, 다수의 인쇄롤(50)에 의하여 인쇄물(60)에 인쇄하는 내용이 각각 다르고, 연속공정으로 인쇄하는 경우, 상기 인쇄물(60)은 정확한 위치에서 다음 순서의 인쇄롤(50)과 가압롤(70) 사이에 게재되어 해당 내용이 인쇄되어야 한다.
상기 인쇄물(60)에 인쇄된 내용을 스캔헤드(80)에서 스캔하여 레지스터 제어기(10)에 전송하고, 상기 레지스터 제어기(10)는 각각의 스캔헤드(80)에서 스캔한 정보를 분석하며 보상롤(COMPENSATOR ROLL)(90)의 상하 위치를 조정하므로 스팬길이를 조절한다.
상기 보상롤(90)은 상기 인쇄물(60)의 스팬길이를 조절하여 정확한 위치에서 위상차이가 발생하지 않은 상태로 다음 순서의 인쇄롤(50)과 가압롤(70)에 게재되도록 제어하므로, 즉, 인쇄위치를 정밀하게 제어하므로 연속공정의 각 인쇄롤(50)에 의한 인쇄오차가 발생하지 않도록 한다.
그러나 상기와 같은 종래 기술은, 메인모터(20), 기어박스(40), 리니어 모션 가이드, 보상롤(90) 등의 구성을 필요로 하므로 시설 비용이 많이 소요되고, 공간적으로 크기가 크며, 고장 발생 요소가 많고 운용효율이 비교적 낮은 문제가 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제를 일부 개선한 것으로 섹셔날 타입의 레지스터 제어 방식 기술이 있다.
도 2 는 종래 기술의 일례에 의한 것으로 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기의 기능 구성도 이다.
상기 첨부된 도 2 를 참조하여, 개선된 종래 기술에 의한 것으로 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기를 상세히 설명하면, 레지스터 제어기(15), 인쇄롤(55), 가압롤(75), 인쇄물(65), 각각의 인쇄롤(55)에 개별 구동력을 공급하는 모터(25), 모터(25)를 구동하는 드라이버(23), 레지스터 제어기(15)의 제어신호에 의하여 각 드라이버에 구동신호를 출력하는 피피시(POWER PERSONAL COMPUTER: PPC)(17), 인쇄물(65)의 인쇄 상태 및 내용을 스캔하는 스캔헤드(85), 스캔헤드(85)가 스캔한 신호를 데이터로 변환하는 포토셀(87)을 포함하는 구성이다.
상기 개선된 종래 기술은 각 인쇄롤(55)의 구동을 위하여 개별 모터(25)를 사용한다.
상기 레지스터 제어기(15)는 스캔헤드(85)가 인쇄물(65)의 인쇄된 상태를 스캔하고, 포토셀(87)이 데이터로 변환한 신호를 제공받고 인쇄된 내용의 위상을 분석하여, 각 모터(25)가 일치된 위상(PHASE)으로 구동하도록 제어하는 신호를 피피시(17)에 출력한다. 상기 피피시(17)는 드라이버(23)를 제어하며, 드라이버(23)는 각 해당 모터(25)의 구동을 제어하고, 각 모터(25)는 인쇄롤(55)을 위상이 제어된 상태로 구동하므로, 인쇄물(65)은 위상이 일치된 상태로 인쇄한다.
즉, 각 모터(55)의 구동 속도를 변화시켜 인쇄 오류(PRINTING ERROR)에 의한 위상차이(PHASE DIFFERENCE)를 보상(COMPENSATION)하는 방식이다.
그러나 종래 기술의 보상롤 타입 레지스터 제어 방식은 보상롤(90)의 움직임에 의하여 인쇄물의 다음 스팬 길이에 영향을 주지 않았으나, 개선된 종래 기술의 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식은 오류 보상을 위하여 모터(25)의 구동속도 또는 회전속도를 직접 제어하므로 인쇄물(65)의 이송에 의한 위상 변화에 직접적인 영향을 미친다.
즉, 일직선상으로 이송되는 인쇄물(65)에 대하여, 현재 위치의 인쇄롤(55)에 대한 위상차이의 스팬 오류(SPAN ERROR)를 보상(COMPENSATION)하고 있으나, 현재 위치에서의 위상차이 보상이 다음 위치에서의 위상차이를 유발 및 발생하게 하는 문제가 있다.
도 3 은 종래 기술의 일례에 의한 것으로 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기의 각 모터별 레지스터 오류를 도시한 그래프 이다.
상기 도 3 을 참조하여 종래 기술에 의한 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기의 각 모터별 레지스터 오류를 상세히 설명하면, 1 번 모터와 2 번 모터 사이에서 발생하는 레지스터 오류를 Y2로 표시하고, 2 번 모터와 3 번 모터 사이에서 발생하는 레지스터 오류를 Y3 으로 표시한다.
상기 그래프에서 레지스터 오류 Y2와 Y3을 비교하면, 발생된 오류의 크기는 동일하고, 오류 발생의 방향이 서로 반대인 것으로 확인된다.
상기와 같은 종래 기술의 일반적인 인쇄방식에서는 상기와 같은 오류를 보상하기 위하여, 각 인쇄롤마다 PID 제어와 같은 되먹임 제어(FEEDBACK CONTROL) 방식을 적용하여 각각의 스팬에 의하여 발생하는 레지스터 오류를 보상한다.
상기 초정밀 레지스터 위상제어에 의하여 전자소자(ELECTRONIC ELEMENT)를 롤투롤 방식으로 인쇄하기 위하여는, 다음 순서의 스팬에서 발생될 레지스터 오류를 사전에 정확한 값으로 보상하여, 레지스터 오류 발생의 가능성을 미리 줄이어야 한다.
따라서 상기 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기에서 발생하는 전과 후의 스팬(SPAN)간 레지스터 오류를 전향보상 제어한다.
그러나 상기 전향보상 제어 방식을 이용하는 경우에도 인피드 구간에서 인쇄구간으로 유입되는 인쇄물 소재에 장력외란이 발생하는 경우에는 첫 번째 인쇄롤에서 피드백 제어로 레지스터 오류를 제어하므로, 장력외란으로 인한 레지스터 오류를 완전하게 보상하지 못하고, 레지스터 제어의 정밀도가 떨어지게 되는 문제가 있다.
그러므로 인쇄시스템의 인피드 구간으로부터 인쇄구간으로 유입되는 인쇄물 소재에 장력외란이 발생하지 않도록 장력제어 정밀도를 운전장력 대비 1~2% 이내로 제어한다.
그러나 정밀한 위상제어가 필요한 전자소자(ELECTRONIC ELEMENT)의 인쇄를 위한 레지스터 제어 정밀도는 일반 인쇄시스템의 제어정밀도인 오차 허용범위 100 미크론보다 높은 20 미크론 이하의 오차 정밀도를 요구한다.
따라서 연속공정에 의한 인쇄방식으로 전자소자를 생산하기 위하여서는, 오차 허용범위 20 미크론 이하의 오차 정밀도로 제어하는 기술을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 및 필요성을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 레지스터 모델과 장력모델을 사용하여 인피드 구간의 장력외란에 의하여 발생하는 레지스터 오류를 보상하는 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 인피드 구간에서 인쇄구간으로 유입되는 인쇄물의 장력외란에 의한 레지스터 외란을 보상기법으로 제어하여 인쇄롤에서 발생하는 추가적인 레지스터 외란을 제거하므로 전자소자를 초정밀 레지스터 제어방법의 연속공정으로 인쇄하여 생산하는 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 인쇄정밀도의 허용 오차 범위를 20 미크론 이하의 초정밀 상태로 제어하여 전자소자를 롤투롤 인쇄방식으로 생산하는 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 전자소자제조를 위한 연속공정 롤투롤 인쇄시 레지스터 제어방법에 있어서, 인쇄롤로 유입되는 인쇄물 소재의 장력외란으로 인한 레지스터 외란을 보상제어 로직을 통해 제어하는 단계를 포함하는 구성을 제시한다.
바람직하게, 상기 보상 제어 로직은 언와인더구간과 인피드구간을 통해 제 1 인쇄롤을 통해 들어오는 인쇄물 소재가 장력 제어되는 단계; 인쇄물 소재가 제 2 인쇄롤을 통과한 직후 설치되어 있는 레지스터 센서를 통해 레지스터 오류값이 계산된 후, 피드백 제어기(feedback controller)를 통해 피드백 제어보상신호가 계산되는 단계; 제 2 인쇄롤에 상기 제 1 피드백 제어보상신호가 입력되는 단계; 제 1 인쇄롤에 유입되는 인쇄물 소재의 장력 외란 신호를 입력값으로하여 보상기를 통해 보상 제어신호를 계산하는 단계; 및 제 2 인쇄롤에 피드백 제어신호와 입력측 장력 보상 제어신호를 더한 값이 입력되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 인쇄롤의 속도는 다음의 수식으로 연산되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112008031505398-PAT00001
Figure 112008031505398-PAT00002
이고, V 2 는 제 2 인쇄롤의 속도, T 1 은 인피드 구간의 장력외란,
Figure 112008031505398-PAT00003
는 운전속도, L은 스팬의 길이, A는 인쇄물 소재의 단면적, E는 인쇄물 소재의 종탄성계수,
Figure 112008031505398-PAT00004
는 1차 필터 대역폭의 역수,
Figure 112008031505398-PAT00005
는 시정수, s는 라플라스 도메인 변수(복소 변수).
상기와 같은 구성의 본 발명은 인피드 구간에서 인쇄물 소재에 발생된 장력외란을 보상로직으로 제어하여 레지스터 오류가 발생되지 않도록 하므로 인피드 구간의 장력외란이 레지스터 오류를 발생하지 않도록 정밀하게 보상하여 인쇄기술의 위상제어를 초정밀도로 높이는 산업적 이용효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 인쇄물이 인피드 구간으로부터 인쇄구간의 인쇄롤에 유입되면서 발생되는 장력외란을 장력 보상기법으로 제어하여 추가적인 레지스터 외란이 발생하지 않도록 보상하므로 레지스터 오류를 정밀하게 보상하는 사용상 편리한 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 인쇄물의 위상차이 허용범위를 20 미크론 이하의 초정밀 상태로 제어하므로 전자소자를 연속공정 인쇄방식으로 대량 생산하는 사용상 편리한 효과가 있다.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
실시 예
본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 장치 기능 구성도 이며, 도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 2 개의 인쇄롤을 구비한 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 장치 기능 구성도 이고, 도 6 은 상기 도 5 의 T1 에서 장력외란이 발생한 경우의 검출값 도시도 이며, 도 7 은 상기 도 5 의 T1 에서 장력외란이 발생한 경우의 레지스터 오류 검출값 도시도 이고, 도 8 은 상기 도 5 의 T1 에서 장력외란이 발생한 경우에 V2에 인가하는 속도 제어값 도시도 이다.
본 발명의 일례를 설명함에 있어서, 본 발명과 직접적으로 관련 없고, 잘 알려져 있는 기술 내용에 대하여서는 도면 도시 및 설명을 생략하므로, 본 발명의 요지를 흐리지 않고 명확하게 전달한다.
도 4 를 참조하여 본 발명의 일례에 의한 것으로 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 장치를 설명하면, 전자소자를 인쇄할 인쇄물(300)이 권취되고 제어되는 모터에 의하여 공급(UNWINDING)하는 권취기(200); 권취기로부터 풀리는 인쇄물(300)에 소정의 장력(TENSION)을 인가하는 댄서(DANCER)(210); 상기 인쇄물(300)을 소정의 장력으로 공급되도록 하는 인피드롤(220); 상기 인피드롤로부터 공급되는 인쇄물의 장력의 크기를 검출하는 로드셀(190); 상기 인쇄물(300)을 제어된 소정 속도로 이송하고 전자소자를 인쇄하는 제 1 인쇄롤(100); 상기 인쇄물(300)을 상기 제 1 인쇄롤에 압착하는 제 1 가압롤(110); 상기 인쇄물(300)을 제어된 소정 속도로 이송하고 전자소자를 인쇄하는 제 2 인쇄롤(120); 상기 인쇄 물(300)을 상기 제 2 인쇄롤에 압착하는 제 2 가압롤(130); 상기 인쇄물에 인쇄된 전자소자의 상태를 영상으로 검출하는 레지스터 센서(140); 상기 레지스터 센서가 검출한 전자소자의 인쇄상태를 분석하여 제 2 속도 보상 신호를 출력하는 피드백 제어기(150); 상기 로드셀로부터 검출된 신호를 이용하여 제 1 속도 보상 신호를 출력하는 보상기(170); 상기 제 1 인쇄롤과 제 2 인쇄롤의 구동속도를 제어하는 레지스터 제어기(180); 보상기와 레지스터제어기와 피드백제어기로부터 각각 인가되는 속도제어신호를 더하여 제 2 인쇄롤(120)의 속도제어값으로 출력하는 덧셈기(160); 를 포함하는 구성이다.
도 5 를 참조하여, 본 발명의 일례에 의한 것으로 2 개의 인쇄롤을 구비한 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어방식을 설명한다.
상기 첨부된 도 5 를 참조하면, 제 1 인쇄롤(100); 제 1 가압롤(110); 제 2 인쇄롤(120); 제 2 가압롤(130); 상기 각각의 인쇄롤과 가압롤 사이를 이송하면서 인쇄되는 인쇄물(300)이 도시되어 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 전자소자 생산을 위한 연속공정 롤투롤 인쇄에 있어서, 인피드 구간 소재의 장력외란으로 인한 레지스터 외란을 보상기(170) 로직을 통해 초정밀 레지스터 제어한다.
상기 제어로직의 수행단계는 다음과 같다.
1) 권취기(200) - 인피드롤(220) - 제 1 인쇄롤(100) - 제 2 인쇄롤(120)을 인쇄물(300)이 통과함.
이때 상기 권취기(200), 인피더롤(220) 구간은 댄서(210)에 의하여 장력제어가 수행됨.
2) 제 2 인쇄롤(130)을 이송한 인쇄물(300)에 인쇄된 레지스터 마크를 레지스터 센서(140)가 검출하고, 피드백 제어기(150)에서 분석하여 레지스터 에러를 계측함.
3) 상기 피드백 제어기(150)에서 계산된 레지스터 에러의 크기만큼 두 번째 롤의 위상제어를 수행하는 제 2 속도 보상 신호를 출력함.
4) 로드셀(190)에 의하여 인피더 구간의 장력외란을 측정하고, 보상기(170)에서 장력외란 보상로직을 통해 보상값을 계산함.
5) 상기 계산된 보상값을 제 2 인쇄롤(120)의 제 1 속도 보상 신호로 인가함.
상기 제 1 속도보상신호와 제 2 속도보상신호와 레지스터 제어기(180)에 의한 속도제어 신호를 각각 인가받은 덧셈기에 의하여 제 2 인쇄롤의 회전 속도를 제어함.
상기 제 2 인쇄롤(120)의 장력외란 속도 보상은 다음의 식으로 연산한다.
Figure 112008031505398-PAT00006
,
단,
Figure 112008031505398-PAT00007
이고, V 2 는 제 2 인쇄롤의 속도, T 1 은 인피드 구간의 장력외란,
Figure 112008031505398-PAT00008
는 운전속도, L은 스팬의 길이, A는 인쇄물(300) 소재의 단면적, E는 인쇄물(300) 소재의 종탄성계수,
Figure 112008031505398-PAT00009
는 1 차 필터 대역폭의 역수,
Figure 112008031505398-PAT00010
는 시정수, s는 라플라스 도메인 변수이다.
도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 2 개의 인쇄롤을 구비한 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 장치 기능 구성도 이다.
상기 첨부된 도 5 를 참조하여, 각 스팬의 레지스터와 장력모델을 통하여 본 발명의 장력외란으로 인한 레지스터 에러의 보상기를 설계하는 것을 보다 구체적이고 상세히 설명한다.
1. 장력모델(Tension model)
다음은 도 5 와 같이 2개의 인쇄롤(100, 120)을 갖는 시스템의 장력모델이다.
Figure 112008031505398-PAT00011
(1)
Figure 112008031505398-PAT00012
2. 레지스터 에러 모델(Register error model)
도 5 와 같이 2개의 인쇄롤을 갖는 시스템의 레지스터 모델은 다음의 식(1)과 같다.
Figure 112008031505398-PAT00013
(1)
Figure 112008031505398-PAT00014
Figure 112008031505398-PAT00015
는 스트레인(strain)의 변화량으로 식(2)와 같은 관계에 있다.
Figure 112008031505398-PAT00016
(2)
이때, A는 소재의 단면적이고, E는 소재의 종탄성계수이다.
상술된 장력과 레지스터의 관계를 이용하여 장력외란 T1을 보상해주는 보상 값은 식(3)과 같고,
Figure 112008031505398-PAT00017
(3)
여기서,
Figure 112008031505398-PAT00018
이고, V 2 는 2번 인쇄롤의 속도, T 1 은 인피드 구간의 장력외란,
Figure 112008031505398-PAT00019
는 운전속도, L은 스팬의 길이, A는 소재의 단면적, E는 소재의 종탄성계수,
Figure 112008031505398-PAT00020
는 1차 필터 대역폭의 역수,
Figure 112008031505398-PAT00021
는 시정수, s는 라플라스 도메인 변수이다.
도 6 과 같은 장력외란이 발생했을 때, V2는 구체적으로 도 8 과 같은 형태이다. V2의 입력을 도 8 과 같이 주었을 때, 레지스터 에러
Figure 112008031505398-PAT00022
는 도 7 과 같다.
즉, 장력외란으로 인한 레지스터 에러를 보상할 때, 그 다음 스팬에 발생되는 레지스터 에러를 낮추기 위해서는 레지스터 에러와 장력외란의 수학적 모델에서 에러가 0이 되는 속도관계에 따라, 그 다음 롤의 속도를 도 8 의 분포와 같이 입력시켜 준다.
이러한 방법으로 하향(downstream)에 있는 인쇄롤의 속도를 조절하여 입력되는 장력외란으로 인한 레지스터 에러를 도 7 과 같이 보상할 수 있다.
도 4 를 참조하여, 전자소자 생산을 위한 연속공정 롤투롤 인쇄시 초정밀 레 지스터 제어방법을 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 제 1 인쇄롤(100)을 통해 들어오는 소재는 권취기(200)에 의한 언와인더(unwinder) 구간과 인피드롤(220)에 의한 인피드(infeed) 구간을 통해 장력제어가 수행된다.
또한, 제 1 및 제 2 인쇄롤(100, 120)을 통과한 인쇄물(300)은 제 2 인쇄롤(120)을 통과한 직후 설치되어 있는 것으로, 비젼 시스템 혹은 광센서 혹은 레이저변위측정 센서 등 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 레지스터 센서(140)를 통해 레지스터 오류값이 계산된 후, 피드백제어기(feedback controller)를 통해 제 1 속도보상 신호가 계산되고, 상기 계산된 제 1 속도보상 신호는 덧셈기(160)를 통하여 제 2 인쇄롤(120)에 인가된다.
또한, 상기 제 1 인쇄롤(100)에 유입되는 인쇄물(300)의 장력외란을 입력으로 하여 장력외란 보상기(170)를 통해 보상신호를 계산한다.
상기 제 2 인쇄롤(120)에 피드백 제어보상신호인 제 2 속도보상신호와 장력외란 보상 제어신호를 덧셈기에 의하여 더한 값이 입력된다.
이러한 방법으로 인피드 구간의 인쇄롤로 유입하는 인쇄물(300)의 장력외란으로 인한 레지스터 외란을 보상 제어로직을 통해 제거함으로써, 장력제어기의 한계로 인해 발생하는 레지스터 외란을 제거할 수 있다. 그 결과 장력외란으로 인한 레지스터 외란은 모두 제어되므로 본 발명에 의하면 종래 기술과 같이 일반적인 피드백(feedback) 제어로직만을 사용할 경우보다 정밀한 인쇄시스템의 레지스터 제어를 구현할 수 있게 하여 롤투롤 전자소자 인쇄시스템의 구현이 가능하다.
본 발명을 일례로 설명하였으나, 반드시 이러한 일례에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 일례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1 은 종래 기술의 일례에 의한 것으로 보상롤 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기의 기능 구성도,
도 2 는 종래 기술의 일례에 의한 것으로 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기의 기능 구성도,
도 3 은 종래 기술의 일례에 의한 것으로 섹셔날 타입 레지스터 제어 방식 인쇄기의 각 모터별 레지스터 오류를 도시한 그래프,
도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 장치 기능 구성도,
도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 2 개의 인쇄롤을 구비한 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 장치 기능 구성도,
도 6 은 상기 도 5 의 T1 에서 장력외란이 발생한 경우의 검출값 도시도,
도 7 은 상기 도 5 의 T1 에서 장력외란이 발생한 경우의 레지스터 오류 검출값 도시도,
도 8 은 상기 도 5 의 T1 에서 장력외란이 발생한 경우에 V2에 인가하는 속도 제어값 도시도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
100 : 제 1 인쇄롤 110 : 제 1 가압롤
120 : 제 2 인쇄롤 130 : 제 2 가압롤
140 : 레지스터 센서 150 : 피드백 제어기
160 : 덧셈기 170 : 보상기
180 : 레지스터 제어기 190 : 로드셀
200 : 권취기 210 : 댄서
220 : 인피드롤 300 : 인쇄물

Claims (3)

  1. 전자소자제조를 위한 연속공정 롤투롤 인쇄시 레지스터 제어방법에 있어서,
    인쇄롤로 유입되는 인쇄물 소재의 장력외란으로 인한 레지스터 외란을 보상제어 로직을 통해 제어하는 단계를 포함하는 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보상 제어 로직은
    언와인더구간과 인피드구간을 통해 제 1 인쇄롤을 통해 들어오는 인쇄물 소재가 장력 제어되는 단계;
    상기 인쇄물 소재가 제 2 인쇄롤을 통과한 직후 설치되어 있는 레지스터 센서를 통해 레지스터 오류값이 계산된 후, 피드백 제어기(feedback controller)를 통해 피드백 제어보상신호가 계산되는 단계;
    상기 제 2 인쇄롤에 상기 제 1 피드백 제어보상신호가 입력되는 단계;
    상기 제 1 인쇄롤에 유입되는 인쇄물 소재의 장력 외란 신호를 입력값으로하여 보상기를 통해 보상 제어신호를 계산하는 단계; 및
    상기 제 2 인쇄롤에 상기 피드백 제어신호와 입력측 장력 보상 제어신호를 더한 값이 입력되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 인쇄롤의 속도는 다음의 수식으로 연산되는 것을 특징으로 하는 섹셔날 타입 롤투롤 인쇄기의 레지스터 제어 방법.
    Figure 112008031505398-PAT00023
    Figure 112008031505398-PAT00024
    이고, V 2 는 제 2 인쇄롤의 속도, T 1 은 인피드 구간의 장력외란,
    Figure 112008031505398-PAT00025
    는 운전속도, L은 스팬의 길이, A는 인쇄물 소재의 단면적, E는 인쇄물 소재의 종탄성계수,
    Figure 112008031505398-PAT00026
    는 1차 필터 대역폭의 역수,
    Figure 112008031505398-PAT00027
    는 시정수, s는 라플라스 도메인 변수(복소 변수).
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