KR20100092898A - 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치 - Google Patents

인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

여기 기재된 양태에 따라, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는 공정 방향에 대한 이송되고 있는 기판 매체의 비틀어짐을 측정하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함한다. 상기 장치는 또한 공정 방향으로 기판 매체를 이동시키기 위한 닙 어셈블리를 포함한다. 상기 닙 어셈블리는 기판 매체를 맞물기 위한 구동 롤러 및 아이들러 롤러를 포함한다. 구동 롤러는, 샤프트 축선상에 회전가능하게 지지되고, 상기 샤프트 축선은 그 샤프트 축선을 측정된 기판 매체 비틀어짐과 정렬시키기 위해 실질적으로 그 일 단부에서 피벗식으로 지지된다. 샤프트 축선은 그 샤프트 축선에 직교하는 피벗 축선을 중심으로 피벗된다.

Description

인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치{AN APPARATUS FOR DE-SKEWING SUBSTRATE MEDIA IN A PRINTING SYSTEM}
본 개시 기술은 인쇄 시스템과 같은 기판 매체 취급 어셈블리에서 기판 매체를 레지스터링 (registering) 하고 비틀어짐보정하는 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다.
인쇄 시스템에서, 기판 매체가 공정 방향으로 이송될 때 기판 매체의 정확하고 안정적인 레지스터링이 요구된다. 이미지 전달 영역에서 기판 매체가 약간만 비틀어지거나 오정렬되어도 이미지 및/또는 컬러 레지스트레이션에 오류가 생길 수 있다. 예컨대, 닙 어셈블리 (nip assembly) 또는 벨트를 사용하여 기판 매체를 운반하는 인쇄 시스템에서, 기판 매체의 약간의 비틀어짐이 처리 오류를 일으킬 수 있다. 또한, 기판 매체가 인쇄 시스템의 구간 사이에서 이송될 때, 비틀어짐의 양은 증가 또는 축적될 수 있다. 모듈형 오버프린트 (overprint) 시스템에서, 비틀어짐의 축적은, 특히 교차-공정 (cross-process) 방향에서 모듈 출구 및 입구 지점 사이의 기판 매체 위치지정 오류로 변환될 것이다. 이러한 오류는 큰 미는 힘, 당기는 힘, 또는 전단력을 발생시킬 수 있으며, 이러한 힘들은, 운반되고 있는 기판 매체에 전달된다. 매체 및 경량 기판 매체는, 이러한 매체의 주름, 구부러짐 또는 찢김을 일으키는 큰 힘을 일반적으로 지탱할 수 없다.
따라서, 종래기술의 결점을 극복하는, 기판 매체를 레지스터링하고 비틀어짐보정하는 장치, 방법 및 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
여기 기재된 양태에 따라, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는 공정 방향에 대한 이송되고 있는 기판 매체의 비틀어짐을 측정하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함한다. 상기 장치는 또한 공정 방향으로 기판 매체를 이동시키기 위한 닙 어셈블리를 포함한다. 닙 어셈블리는 기판 매체를 맞물기 위한 구동 롤러 및 아이들러 롤러를 포함한다. 구동 롤러는 샤프트 축선상에 회전가능하게 지지되고, 상기 샤프트 축선은 그 샤프트 축선을 측정된 기판 매체 비틀어짐과 정렬시키기 위해 실질적으로 그 일단부에서 피벗식으로 지지된다. 샤프트 축선은 그 샤프트 축선에 직교하는 피벗 축선을 중심으로 피벗된다.
여기 기재된 다른 양태에 따르면, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치가 제공되며, 여기서 닙 어셈블리는 피벗 축선을 중심으로 피벗될 수 있다. 또한, 장치는 기판 매체의 가장자리에 대해 평행한 배향으로 샤프트 축선을 피벗 축선을 중심으로 피벗시키기 위한 구동 부재를 더 포함할 수 있다. 부가적으로는, 구동 부재는 피벗식 지지부에 대해 실질적으로 샤프트 축선의 대향하는 단부에 배치될 수 있다. 또한, 구동 부재는 캠 어셈블리를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 센서는 공정 방향으로 닙 어셈블리의 앞쪽에 배치된 적어도 두 개의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 두 개의 센서는 교차-공정 방향으로 이격될 수 있으며, 여기서 두 센서 사이의 직선이 디폴트 위치 (default position) 에서 축선에 평행하다. 피벗식 지지부는 구형 베어링 요소를 포함할 수 있다. 또한, 구동 부재 및 센서는 센서 측정에 응답하여 닙 어셈블리를 구동시키기 위해 제어 시스템에 연결될 수 있다. 아이들러 롤러는 구동 롤러 쪽으로 편향될 수 있다.
여기 기재된 다른 양태에 따르면, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 공정 방향으로 이송된 기판 매체의 비틀어짐 각도를 측정하는 것을 포함한다. 그 후, 비틀어짐 각도에 맞도록 레지스트레이션 닙 어셈블리의 회전 축선을 피벗시키는 것을 포함한다. 회전 축선은 공정 방향의 중심선에 대해 옆으로 배치된 지지부를 중심으로 피벗된다. 기판 매체가 레지스트레이션 닙 어셈블리와 맞물리면, 공정 방향에 직교하는 위치로 회전 축선을 피벗시킨다.
도 1 은 인쇄 시스템과 함께 사용되는 기판 매체 레지스트레이션 및 비틀어짐보정 장치의 부분적인 개략 측면도이다.
도 2 는 인쇄 시스템과 함께 사용되는 기판 매체 레지스트레이션 및 비틀어짐보정 장치의 부분적인 개략 평면도이다.
도 3 은 닙 어셈블리가 취급 기판 매체에 실질적으로 일치하도록 비틀어져 있는 도 2 의 장치의 부분적인 개략 평면도이다.
도 4 는 닙 어셈블리 및 기판 매체가 디폴트 위치로 조정되어 있는 도 3 의 장치의 부분적인 개략 평면도이다.
여기서 사용될 때, "인쇄기" 또는 "인쇄 시스템" 은 "인쇄물" 또는 인쇄 출력 기능을 발생시키기 위해 사용되는 하나 이상의 장치를 말하며, 인쇄 출력 기능이란 어떤 목적으로 "기판 매체" 에 정보를 복제하는 것을 말한다. 여기서 사용되는 "인쇄기" 또는 "인쇄 시스템" 은 인쇄 출력 기능을 실행하는 디지털 복사기, 제본기, 팩스기, 다기능 기계 등과 같은 어떤 장치를 포함한다.
인쇄 시스템은, 정보를 기록 및 복제하기 위해 정전기 대전 패턴을 형성 및 사용하는 것을 말하는 인쇄물을 만들기 위한 "일렉트로스테토그라픽 공정 (electrostatographic process)", 정보를 기록 및 복제하기 위해 전기 대전 판에 수지 분말을 사용하는 것을 말하는 "제로그라픽 공정", 또는 잉크젯 공정, 액체 잉크 공정, 고체 잉크 공정 등과 같은 인쇄물을 만들기 위한 다른 적절한 공정을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 인쇄 시스템은 단색 또는 컬러 이미지 데이터를 인쇄 및/또는 취급할 수 있다.
여기서 사용될 때, "기판 매체" 는, 예컨대 정보가 복제될 수 있는, 바람직하게는 시트 (sheet) 또는 웨브 (web) 형태의, 종이, 트랜스패런시 (transparencies), 양피지, 필름, 패브릭 (fabric), 플라스틱, 또는 다른 기판을 말한다.
여기서 사용될 때, "센서" 는, 물리적인 자극에 응답하고 제어장치의 측정 및/또는 작동을 위한 결과적인 임펄스를 전달하는 장치를 말한다. 이러한 센서는 압력, 빛, 운동, 열, 소리 및 자성을 사용하는 센서를 포함한다. 또한, 여기서 말하는 이러한 센서 각각은, 기판 매체의 속도, 배향, 공정 또는 교차-공정 위치 및 또한 크기와 같은 기판 매체의 특징을 검출 및/또는 측정하기 위한 하나 이상의 포인트 센서 (point sensor) 및/또는 어레이 센서 (array sensor) 를 포함할 수 있다. 따라서, 여기서 말하는 "센서" 는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
여기서 사용될 때, "비틀어짐 (skew)" 은 공정 방향에 대한 기판 매체의 물리적인 배향을 말한다. 특히, 비틀어짐은 공정 방향에 대한 기판 매체의 가장자리의 오정렬, 비스듬한, 또는 경사진 배향을 말한다.
여기서 사용될 때, "공정" 및 "공정 방향" 이란 기판 매체에 정보를 인쇄 또는 복제하는 공정을 말한다. 공정 방향은 공정 동안 기판 매체가 이동하는 흐름 경로를 말한다. "교차-공정 방향" 은 공정 방향에 대해 옆방향이다.
도 1 은, 바람직하게는 인쇄 시스템을 위한 기판 매체 취급 시스템과 함께 사용되는 기판 매체를 레지스터링하고 비틀어짐보정하는 (de-skew) 장치의 부분적인 개략 측면도이다. 여기서 부분적인 개략도는 크기대로 되어 있지 않다. 도 1 에 있어서, 화살표 (10) 는 상류의 장소로부터 하류의 장소를 향하는 공정 방향에 대응하는 기판 매체의 흐름의 방향을 나타낸다. 이와 같이, 기판 매체는 닙 어셈블리 (110) 가 있는 레지스트레이션 및 비틀어짐보정 영역을 가로질러 이동한다. 2 개의 배플 (baffle) (25) 이 기판 매체 경로 (10) 의 위아래에 제공되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 배플은, 기판 매체 중심선 (35) 으로부터 등거리로 이격되어 있고, 기판 매체가 흐름 방향 (10) 으로 닙 조립체 (110) 에 다가가고 닙 조립체 (110) 를 넘어서 이동할 때 기판 매체를 위한 가이드로서 작용한다.
바람직하게는, 각각의 닙 (115) 은 구동 롤 (120) 및 아이들러 (idler) (130) 를 포함한다. 닙의 구동 롤 (120) 및 아이들러 (130) 는 접촉선을 따라 서로 닿기 쉽다. 따라서, 닙 (115) 은 기판 매체를 맞물고 파지하여 전체 어셈블리를 통해 기판 매체를 이동시키는데 사용된다. 도시되지는 않았지만, 구동 롤 (120) 및 아이들러 (130) 를 서로를 향해 편향시켜 닙 (115) 을 위한 파지력을 공급하는 아이들러 축 (132) 에 대해 중심 탑재되는 (center loaded) 것이 바람직하다. 구동 축 (122) 및 아이들러 축 (132) 에 대한 디폴트 위치는 흐름 경로 (10) 에 직교하는 것이 바람직한 평면 (20) 에 있다. 또한, 바람직하게는, 구동 축 (122) 및 아이들러 축 (132) 은 디폴트 위치에 있을 때 공통 레지스트레이션 평면 (20) 에서 평행한 구성으로 지지된다. 레지스트레이션 평면 (20) 은 기판 매체 흐름 경로 (10) 를 수직으로 횡단한다. 바람직하게는, 각각의 닙 (115) 으로부터의 구동 롤 (120) 은 공통 구동 축 (122) 에 의해 지지된다. 유사하게는, 각각의 닙 (115) 으로부터의 아이들러 (130) 는 공통 아이들러 축 (132) 에 의해 지지된다. 따라서, 적어도 구동 롤 (120), 구동 축 (122), 아이들러 (130) 및 아이들러 축 (132) 은 전체 닙 조립체 (110) 의 일부로 고려된다. 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 1 개 이상의 닙 (115) 이 구동 축 (122) 및 아이들러 축 (132) 에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 또한, 캠 종동부 (124) 가 구동 축 (122) 에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 캠 종동부 (124) 는 캠 (160) 과 맞물리도록 되어 있다. 캠 (160) 은 흐름의 방향 (10) 에서 닙 어셈블리 (10) 의 배향 또는 각도를 변경시키기 위한 엑츄에이팅 부재로서 사용된다. 바람직하게는, 구동 축 (122) 은 캠 (160) 쪽으로 편향된다.
도 2 는 도 1 에 도시된 장치의 부분적인 개략 평면도이다. 2 개의 닙 (115) 이 유동 경로 (10) 를 가로질러 옆으로 이격되어 있다. 설명을 위해, 여기서는 평면도에 구동 축 (122) 만이 도시되어 있는데, 구동 축 (122) 및 아이들러 축 (132) 은 평행하게 유지되는 것이 바람직하기 때문이다. 구동 축 (122) 은 구동 축 (122) 이 그 축선을 따라 자유롭게 회전하는 것을 허용하는 베어링 (140, 150) 에 의해 지지된다. 캠 (160) 은 인보드 (inboard) 베어링 (150) 의 위치를 변경시킬 수 있다. 캠 (160) 은 스텝 모터 (stepper motor) (비도시) 인 것이 바람직한 모터에 의해 구동되는 캠 축 (170) 에 의해 지지된다. 아웃보드 (outboard) 베어링 (140) 은, 아웃보드 베어링 (140) 이 축회전 (axial rotation) 이외에 구동 축 (122) 의 피벗식 운동 (A) 을 제공하는 구형 베어링 요소 (145) 를 포함한다는 점에서, 베어링 (150) 과 상이하다. 이와 같이, 캠 (160) 이 회전할 때, 닙 어셈블리 (110) 의 인보드 측은 캠 (160) 이 어떻게 회전하는지에 따라 상류 방향 또는 하류 방향으로 아치형 (A) 으로 운동할 것이다. 인보드 측이 피벗될 때, 닙 어셈블리 (110) 의 아웃보드 측은 구형 베어링 요소 (145) 를 중심으로 피벗된다. 따라서, 닙 어셈블리는 구형 베어링 요소 (145) 에 중심이 있는 피벗 축선을 중심으로 피벗되고, 이 피벗 축선은 공정 방향 및 교차-공정 방향 모두에 직교한다. 아이들러 축 (132) 은 구동 축 (122) 이 피벗될 때 아이들러 축 (132) 이 구동 축 (122) 을 따르고 구동 축 (122) 에 대해 평행하게 유지되도록 지지된다. 예컨대, 닙 어셈블리 (110) 의 인보드 측에서, 인보드 베어링이 떠있게 할 수 있는 타원형 가이드 요크 (yoke) (비도시) 에서 지지될 수 있다. 닙 어셈블리 (110) 의 피벗식 운동 (A) 은 부착된 모터를 사용하여 캠 (160) 을 특정량 회전시킴으로써 제어되는 것이 바람직하다.
닙 어셈블리 (110) 의 상류에는 센서 (S1, S2, S3) 가 있다. 센서 (S1, S2, S3) 는 기판 매체가 레지스트레이션 및 비틀어짐보정 영역에 다가갈 때 기판 매체의 배향을 검출하는 것이 바람직하다. 두 개 (2) 내지 세 개 (3) 의 센서가 도 2 내지 도 4 에 도시되어 있지만, 센서의 유형, 원하는 측정의 정확도, 및 필요하거나 바람직한 여분에 따라 더 적거나 더 많은 수의 센서가 사용될 수 있다. 예컨대, 기판 매체가 각각의 개별적인 센서를 거쳐 지나갈 때 검출하도록 압력 센서 또는 광센서가 사용될 수 있다. 부가적으로는, 센서는 필요에 따라 더 상류에 또는 레지스트레이션 및 비틀어짐보정 영역에 더 가깝게 위치될 수 있다. 개시된 기술에 따라 기판 매체의 위치 및/또는 다른 특징을 검출하기 위해 어떤 시트 감지 시스템이 사용될 수 있다.
도 3 및 도 4 에 도시된 일 실시형태에 있어서, 도 1 에 도시된 구동 축 (122) 디폴트 위치에 대해 평행한 구성으로 서로 이격되어 있는 적어도 2 개의 센서 (S1, S2) 가 제공된다. 바람직하게는, 이 센서 (S1, S2) 는 또한 광수용기(들) 및 이미지 전달 구역과 같은 다른 상류/하류 공정에 대해 평행하다. 이 센서 (S1, S2) 의 이러한 평행한 정렬은 전체 어셈블리의 셋업 동안 "제로 아웃 (zeroed out)" 되는 것이 바람직하다. 대안적으로는, 평행한 정렬을 유지하기 위해 자동화된 기구가 제공될 수 있다. 센서 (S1, S2) 는 기판 매체 (5) 에 의해 차단될 때 개별적으로 검출할 것이다. 센서 (S1, S2) 가 기판 매체 (5) 에 의해 차단되는 시간의 차를 등록하고 그 속도를 알면, 레지스트레이션 평면 (20) 및 하류 전달 영역에 대한 기판 매체 (5) 의 비틀어짐을 측정할 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 제 3 센서 (S3) 가 하류의 알려진 치수의 S1 에 인접하게 위치되면, 기판 매체 (5) 의 속도를 더 정확하게 측정할 수 있다.
도 3 은 레지스트레이션 및 비틀어짐보정 영역에 다가가는 비틀어진 기판 매체 (5) 를 나타낸다. 기판 매체 (5) 가 센서 (S1, S2) 를 교차할 때, 비틀어짐이 자동화된 제어 시스템에 의해 측정되고 레지스터링된다. 그 후, 기판 매체 (5) 가 레지스트레이션 평면 (20) 에 도달하기 전에, 구동 축 (122) 및 아이들러 축 (132) 을 포함하는 닙 어셈블리 (110) 는 측정된 비틀어짐에 맞도록 피벗된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 제어 시스템은 캠 (160) 을 제어하는 모터를 구동시킴으로써 닙 어셈블리 (110) 를 B1 방향으로 피벗시킨다. 이런 피벗식 운동 동안, 구동 축 (122) 및 아이들러 축 (132) 은 평면 (22) 에서 서로 평행하게 유지되며, 이 평면 (22) 은 닙 어셈블리 중앙 평면을 가리킨다. 일단 닙 어셈블리 (110) 가 기판 매체 (5) 에 맞도록 비틀어지면, 닙 평면 (22) 은 레지스트레이션 평면 (20) 과 각도 (θ) 를 형성할 것이다. 일단 닙 어셈블리 (110) 가 기판 매체 (5) 를 맞물면, 어떤 추가의 상류 또는 하류 닙 (비도시) 이 개방되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 이런 추가의 닙은 기판 매체 (5) 를 해방시켜, 기판 매체 (5) 는 자유롭게 조정될 수 있다. 캠 (160) 은 그 후 모터에 의해 B2 방향으로 구동될 수 있어, 그 디폴트 위치로 되돌아간다. 도 4 는 디폴트 위치의 닙 어셈블리 (110) 를 나타낸다. 디폴트 위치로의 이 피벗식 회전은 기판 매체 (5) 를 실질적으로 하류 전달 영역과 정렬되도록 당기거나 위치변경시킨다.
대안적으로는, 센서 (S1, S2) 가, 들어오는 기판 매체 (5) 가 디폴트 위치와 실질적으로 정렬되어 있는 (큰 비틀어짐이 없음) 것을 검출하면, 비틀어짐보정은 실행되지 않는 것이 바람직하다. 기판 매체 (5) 는 그 후 닙 어셈블리를 통해 나아갈 수 있고, 구동 축 (122) 을 피벗시키지 않고 하류 이송 영역으로 가게 된다.
부가적으로는, 상기와 같이 피벗식 비틀어짐보정이 실행되는지의 여부에 관계없이, 일단 기판 매체 (5) 가 닙 어셈블리 (110) 에 의해 맞물리면 추가의 교차-공정 위치지정이 나타날 수 있다. 또한, 공정 위치지정 및 시기도 레지스트레이션 및 비틀어짐보정 영역에서 조정될 수 있다. 교차-공정 또는 공정 위치지정 또는 시기의 어떤 추가의 조정 동안, 이전의 하류의 닙은 기판 매체 (5) 가 더 자유롭게 조정될 수 있도록 개방되는 것이 바람직하다. 교차-공정 위치지정과 같은 기능은 구동 기구의 상당 부분을 옆으로 (공정 방향 (10) 에 대해 옆으로) 변경시킴으로써 달성될 수 있다. 기판 매체 (5) 가 적절히 위치지정될 때 검출하기 위해서 가장자리 센서와 같은 추가의 센서가 사용될 수 있다. 구동 축 속도의 신중한 제어를 통해 어떤 공정 위치지정 또는 시기가 달성될 수 있다.
종종 인쇄 시스템은 하나 이상의 인쇄 모듈 또는 스테이션을 포함한다. 따라서, 하나 이상의 닙 어셈블리 (110) 가 전체 인쇄 시스템에 포함될 수 있다. 또한, 여기 개시된 기술에 따른 하나 이상의 닙 어셈블리 (110) 를 포함하는 모듈 시스템 또는 시스템이 기판 매체 위치를 검출할 수 있고 전체 인쇄 시스템에서 레지스트레이션 및/또는 비틀어짐을 제어하기 위해 중앙 프로세서에 그 정보를 다시 공급할 수 있다. 따라서, 하나의 닙 어셈블리 (110) 로 보정을 하기에는 레지스트레이션 및/또는 비틀어짐이 너무 크다면, 예컨대 다른 모듈 또는 스테이션에서 하나 이상의 닙 어셈블리 (110) 를 사용하여 보정을 달성할 수 있다.
110 닙 어셈블리
10 매체 방향
120 구동 롤
130 아이들러
S1 센서
S2 센서
S3 센서

Claims (4)

  1. 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치로서,
    공정 방향에 대한 이송되고 있는 기판 매체의 비틀어짐을 측정하기 위한 적어도 하나의 센서, 및
    공정 방향으로 기판 매체를 이동시키기 위한 닙 어셈블리를 포함하며,
    상기 닙 어셈블리는 기판 매체를 맞물기 위한 구동 롤러 및 아이들러 롤러를 포함하고, 상기 구동 롤러는 샤프트 축선상에 회전가능하게 지지되고, 상기 샤프트 축선은 그 샤프트 축선을 측정된 기판 매체 비틀어짐과 정렬시키기 위해 실질적으로 그 일단부에서 피벗식으로 지지되며, 따라서 상기 샤프트 축선은 그 샤프트 축선에 직교하는 피벗 축선을 중심으로 피벗되는, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 닙 어셈블리는 피벗 축선을 중심으로 피벗되는, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판 매체의 가장자리에 대해 평행한 배향으로 상기 샤프트 축선을 피벗 축선을 중심으로 피벗시키기 위한 구동 부재를 더 포함하는, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 구동 부재는 실질적으로 피벗식 지지부에 대해 샤프트 축선의 대향하는 단부에 배치되는, 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치.
KR1020100012917A 2009-02-13 2010-02-11 인쇄 시스템에서 기판 매체를 비틀어짐보정하기 위한 장치 KR20100092898A (ko)

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