KR20110001379A

KR20110001379A - 롤투롤 인쇄장치

Info

Publication number: KR20110001379A
Application number: KR1020090058892A
Authority: KR
Inventors: 변도영; 신기현
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-06

Abstract

본 발명은 롤투롤 인쇄장치에 관한 것으로서, 유체를 일정량 수용하기 위해 몸체의 내부에 형성된 챔버, 상기 유체의 분사를 위해 상기 챔버로부터 연통되어 몸체의 일측면으로 형성된 노즐이 형성된 몸체, 상기 유체가 상기 노즐을 통해 분사되도록 정전기장을 형성하는 액추에이터를 포함하는 액적분사 잉크젯헤드가 외주면에 다수개 배열되어 구비된 인쇄롤러부;가 구비된 롤투롤 인쇄장치에 있어서, 상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제1열노즐부와, 상기 제1열노즐부와 이웃하여 상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제2열노즐부를 포함하여 구성되되, 상기 제1열노즐부를 구성하는 각 노즐의 사이마다 상기 제2열노즐부를 구성하는 각 노즐이 배열된다.

롤투롤, 인쇄, 잉크젯, 정전기장

Description

롤투롤 인쇄장치{Apparatus for roll to roll printing}

본 발명은 롤투롤 인쇄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무수히 많은 작은 마이크로 노즐을 롤에 직접 결합하여, 롤의 중심부로 공급되는 잉크를 정전기장 유도에 의하여 마이크로 잉크젯을 구현하고, 마이크로 잉크젯을 구현함에 따라 종래의 패턴형성 방법보다 매우 작은 마이크로 크기의 인쇄물을 만들 수 있으며, 롤이 진행되는 상태에서 다수의 센서를 사용하여 상대속도가 "0"에 가까운 상태를 유지할 수 있으므로, 해상도, 집정도, 정밀도가 향상되는 롤투롤 인쇄장치에 관한 것이다.

기존의 고집적·미세 구조물 제조에 이용되는 반도체 공정 기술 기반의 MEMS(Microelectromechanical Systems) 혹은 NEMS(Nanoelectromechanical systems) 기술은 근본적으로 화학적 반응을 통한 적층·식각 과정을 통해서 이루어지는 과정이므로 식각액, 반응가스, 반응 후 잔존물 등의 유해물질의 배출이 심각하다.

한편, 잉크젯 프린터 헤드 기술은 여러 분야에서의 응용이 기대되고 있는데, 상술한 문제점을 극복하기 위해 IT분야에서 반도체 제조공정에도 잉크젯 프린터 헤드 기술을 활용하여 원하는 부위에만 선택적으로 패턴을 형성하여 상대적으로 유해 물질을 줄일 수 있는 기술이 사용되고 있다.

특히, 평판디스플레이의 비약적인 발전에 힘입어 디스플레이산업의 시장 규모가 가파르게 성장하면서, 디스플레이 산업이 기술적인 측면에서 경량화, 슬림화, 대형화와 맞물려 가격 하락에 따른 압력 또한 거세져 기존 반도체 공정 기술보다 획기적으로 공정 과정을 줄일 수 있는 잉크젯 헤드 프린터 기술이 시장 및 경쟁력 확보를 위한 신기술로 인정받아 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 잉크젯 프린터 헤드 기술은 디스플레이 산업뿐만 아니라, 각종 마이크로 센서, 바이오칩, RFID, 마이크로 적층 안테나, 생물 세포 배양 등 그 응용 범위가 점차 확대되는 추세이다.

정전기장을 이용하여 유체를 액적의 형태로 분사시키는 기술은, 주로 코팅 또는 입자 생산 등에 다양하게 적용되어 왔으며, 단백질 분석을 위한 질량분석(mass spectrometry)에 적용되기도 하였고, 최근에 정전기장을 이용한 잉크젯 헤드 개발에 대한 기술이 보고되고 있으며, 이를 롤투롤 방식의 인쇄 기술과 결합하는 기술이 보고되었다.

롤투롤 방식의 인쇄법은 고속으로 소자를 제작할 수 있다는 장점 때문에 디스플레이, RFID 등의 분야에서 활발히 적용하고자 연구하고 있는 기술이지만, 매우 작은 선폭의 미세 패턴과 다중패턴에 어려움이 있다는 단점이 있다.

반면, 전기수력학(EHD) 잉크젯은 매우 작은 패턴이 가능하다는 장점이 있으나 롤투롤에 비하여 패턴 속도가 작다는 단점이 있다.

이에 따라 전기수력학(EHD) 잉크젯 시스템을 롤투롤 시스템에 결합하면 저밀 인쇄를 고속으로 가능하게 할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 잉크젯 헤드가 롤에 장착되므로 잉크와 전압을 외부에서 회전하는 롤에 공급해야하는 문제점이 존재한다.

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 무수히 많은 작은 마이크로 노즐을 롤에 직접 결합하여, 롤의 중심부로 공급되는 잉크를 정전기장 유도에 의하여 마이크로 잉크젯을 구현하고, 마이크로 잉크젯을 구현함에 따라 종래의 패턴형성 방법보다 매우 작은 마이크로 크기의 인쇄물을 만들 수 있으며, 롤이 진행되는 상태에서 다수의 센서를 사용하여 상대속도가 "0"에 가까운 상태를 유지할 수 있고, 롤의 내부에 잉크저장부와 압력제어유닛을 구성하며, 정전기장 유도에 의하여 마이크로 잉크젯을 구현하며, 롤의 축방향 패터닝이 가능하여, 해상도, 집정도, 정밀도가 향상되는 롤투롤 인쇄장치를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 롤투롤 인쇄장치는, 유체를 일정량 수용하기 위해 몸체의 내부에 형성된 챔버, 상기 유체의 분사를 위해 상기 챔버로부터 연통되어 몸체의 일측면으로 형성된 노즐이 형성된 몸체, 상기 유체가 상기 노즐을 통해 분사되도록 정전기장을 형성하는 액추에이터를 포함하는 액적분사 잉크젯헤드가 외주면에 다수개 배열되어 구비된 인쇄롤러부;가 구비된 롤투롤 인쇄장치에 있어서, 상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제1열노즐부와, 상기 제1열노즐부와 이웃하여 상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제2열노즐부를 포함하여 구성되되, 상기 제1열노즐부를 구성하는 각 노즐의 사이마다 상기 제2열노즐부를 구성하는 각 노즐이 배열된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 인쇄롤러부에 내장되어 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버로 유체를 공급하는 잉크저장부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 잉크저장부는 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버로 공급되는 유체의 공급압력을 제어하기 위한 압력제어유닛;이 구비된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 인쇄롤러부의 상측공간으로 인쇄물을 진입시키도록 회전구동되는 상부롤러 및 상기 인쇄롤러부의 하측공간으로 인쇄물을 진입시키도록 회전구동되는 하부롤러를 포함하는 이송롤러부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 상부롤러 및 하부롤러에 의해 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 위치를 감지하기 위한 위치감지센서, 상기 상부롤러 및 하부롤러에 의해 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 진입속도를 감지하기 위한 진입속도감지센서, 상기 상부롤러 및 하부롤러에 의해 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 진동을 감지하기 위한 진동감지센서를 포함하는 인쇄물감지부; 및 상기 인쇄롤러부의 회전속도를 감지하는 인쇄롤러부감지센서, 상기 상부롤러의 회전속도를 감지하는 상부롤러감지센서 및 상기 하부롤러의 회전속도를 감지하는 하부롤러감지센서를 포함하는 롤러감지부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 인쇄물감지부 및 롤러감지부에서 감지된 정보에 근거하여 상기 인쇄롤러부, 상부롤러, 하부롤러를 회전구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 회전구동되는 인쇄롤러부의 외주면과 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 상대속도가 "0"에 가까운 속도가 되도록 상기 인쇄롤러부, 상부롤러, 하부롤러의 회전구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 인쇄롤러부, 상부롤러, 하부롤러는 정방향회전 또는 역방향회전이 가능하여 상기 인쇄물이 양측 방향에서 진입할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 액정분사 잉크젯헤드의 액추에이터에서 정전기장을 형성하기 위한 전기적 신호는, 직류전압의 연속적인 신호, 정전기장의 형태가 직류전압의 펄스인 신호, 특정 주파수의 교류전압 신호, 또는 직류의 연속적인 신호에 교류전압을 함께 인가하는 신호인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 인쇄롤러부의 표면에는 패턴마스크가 구비되고, 상기 노즐과 상기 패턴마스크의 사이에 정전기장을 형성하여 상기 인쇄물의 표면에 패터닝을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 무수히 많은 작은 마이크로 노즐을 롤에 직접 결합하여, 롤의 중심부로 공급되는 잉크를 정전기장 유도에 의하여 마이크로 잉크젯을 구현할 수 있는 이점이 있다.

또한, 잉크젯을 이용한 롤프린팅의 경우에 롤의 축방향 프린팅을 위해서는 회전을 정지시켜야 하는 단점을 있었으나, 이를 노즐들의 배치를 통해 상기 단점을 개선함에 따라 롤의 축방향 패터닝을 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 롤이 진행되는 상태에서 다수의 센서를 사용하여 상대속도가 "0"에 가까운 상태를 유지할 수 있으므로, 해상도, 집정도, 정밀도가 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.

본 실시예의 롤투롤 인쇄장치는, 인쇄롤러부(100), 이송롤러부(200), 인쇄물감지부(300), 롤러감지부(400), 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

상기 인쇄롤러부(100)는, 유체를 일정량 수용하기 위해 몸체(110)의 내부에 형성된 챔버(112), 상기 유체의 분사를 위해 상기 챔버(112)로부터 연통되어 몸체(110)의 일측면으로 형성된 노즐(114)이 형성된 몸체(110), 상기 유체가 상기 노즐(114)을 통해 분사되도록 정전기장을 형성하는 액추에이터(120)를 포함하는 액적분사 잉크젯헤드(100h)가 외주면에 다수개 배열되어 구비된다.

상기 이송롤러부(200)는, 상기 인쇄롤러부(100)의 상측공간으로 인쇄물(A)을 진입시키도록 회전구동되는 상부롤러(210) 및 상기 인쇄롤러부(100)의 하측공간으로 인쇄물(A)을 진입시키도록 회전구동되는 하부롤러(220)를 포함한다.

상기 인쇄물감지부(300)는, 상기 상부롤러(210) 및 하부롤러(220)에 의해 상기 인쇄롤러부(100)의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물(A)의 위치를 감지하기 위한 위치감지센서(310), 상기 상부롤러(210) 및 하부롤러(220)에 의해 상기 인쇄롤러부(100)의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물(A)의 진입속도를 감지하기 위한 진입속도감지센서(320), 상기 상부롤러(210) 및 하부롤러(220)에 의해 상기 인쇄롤러부(100)의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물(A)의 진동을 감지하기 위한 진동감지센서(330)를 포함한다.

상기 롤러감지부(400)는, 상기 인쇄롤러부(100)의 회전속도를 감지하는 인쇄롤러부감지센서(410), 상기 상부롤러(210)의 회전속도를 감지하는 상부롤러감지센서(420) 및 상기 하부롤러(220)의 회전속도를 감지하는 하부롤러감지센서(430)를 포함한다.

상기 제어부(500)는, 상기 인쇄물감지부(300) 및 롤러감지부(400)에서 감지된 정보에 근거하여 상기 인쇄롤러부(100), 상부롤러(210), 하부롤러(220)를 회전구동을 제어한다.

먼저, 인쇄롤러부(100)에 대하여 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 인쇄롤러부(100)의 외주면에는 액적분사 잉크젯헤드(100h)가 다수개 배열되어 구비되며, 상기 액적분사 잉크젯헤드(100h)는 액체 및 입자를 포함하는 유체(이하, '유체'라고 통칭함)를 일정량 수용하기 위해 몸체(110)의 내부에 형성된 챔버(112), 유체의 분사를 위해 챔버(112)로부터 연통되 어 몸체(110)의 일측면으로 형성된 노즐(114)이 형성된 몸체(110), 유체가 상기 노즐(114)을 통해 분사되도록 정전기장을 형성하는 액추에이터(120)를 포함한다.

여기서, 액적분사 잉크젯헤드(100h)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

액적분사 잉크젯헤드(100h)는 정전기장을 이용하여 액적을 분사하기 위한 구성요소로서, 그 구성은 챔버(112)와 노즐(114)이 형성된 몸체(110), 몸체(110)의 노즐(114)을 통해 유체가 분사되도록 정전기장을 형성하는 액추에이터(120)를 포함한다.

몸체(110)의 챔버(112)는 외부로부터 유체를 일정량 수용하기 위해 몸체(110)의 내부에 형성된 소정의 공간을 이루는 부분이고, 몸체(110)의 노즐(114)은 챔버(112)에 수용된 유체의 분사를 위해 상기 챔버(112)로부터 연통되어 상기 몸체(110)의 일측면으로 형성된 홀 형태로 이루어진 부분이다.

한편, 상술한 챔버(112)와 노즐(114)은, 다수의 챔버(112)를 형성하고, 각 챔버(112)로부터 각각 연통된 다수의 노즐(114)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 다수의 챔버(112)와 노즐(114)을 구성하면, 각 챔버(112)마다 다른 종류의 유체를 수용하여 적용할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 상술한 챔버(112)는 인쇄롤러부(100)의 내부에 유체가 저장될 수 있는 공간을 마련하고, 이 공간과 각각 연통되도록 하여 구성할 수 있다. 즉, 각각의 챔버(112)로 유체가 공급될 수 있도록 하는 구성이면 선택하여 적용할 수 있다.

액추에이터(120)는 챔버(112)에 수용된 유체가 노즐(114)을 통해 분사될 수 있도록 정전기장을 형성하는 부분으로서, 상세하게는, 챔버(112) 또는 노즐(114)에 위치된 전극과, 몸체(110)의 일측면에 설치된 전극판과, 전극 및 전극판의 사이에 전압을 인가하는 전원부를 포함하여 이루어진다. 상기 전극판은 복수개가 평행하게 설치될 수도 있음은 물론이다. 여기서, 전극은 챔버(112) 또는 노즐(114)의 벽면에 증착을 통해 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성된 액추에이터(120)에 의한 일예로서, 전극에 (+)극을 연결하고 전극판에 (-)극을 연결한 후 전원부를 통해 전극 및 전극판의 사이에 전압을 인가하면, 전기분무에 의해 몸체(110)의 챔버(112)에 수용된 유체가 몸체(110)의 노즐(114)을 통해 전극판 측으로 분사된다.

상술한 바와 같이 구성된 액적분사 잉크젯헤드(100h)가 인쇄롤러부(100)의 외주면에 다수개 배열되어 구비되는 것이다. 이때, 인쇄롤러부(100)는 정방향회전 또는 역방향회전이 가능한 것은 물론이다.

한편, 액정분사 잉크젯헤드의 액추에이터(120)에서 정전기장을 형성하기 위한 전기적 신호는, 직류전압의 연속적인 신호, 정전기장의 형태가 직류전압의 펄스인 신호, 특정 주파수의 교류전압 신호, 또는 직류의 연속적인 신호에 교류전압을 함께 인가하는 신호를 적용할 수 있다.

직류전압의 연속적인 신호에 의하여 액체의 계면에 전하가 하전되고 계면의 접선방향으로 전하의 이동이 생기면서 계면 중앙부근에 정전기력의 집중이 생기면서 액적이 형성 토출될 수 있다. 다만, 인가되는 전압의 크기와 액체의 전기전도도, 표면장력계수, 점성도 등에 따라서 계면의 변화와 제팅 모드가 다르게 되기 때문에 연속적인 신호일 경우에는 단일 액적이 형성되는 매우 제한된 조건에서만 액 적을 생성, 토출할 수 있다.

이를 극복하기 위하여 직류전압의 펄스를 가하면 한정된 시간에서만 정전기력을 액적의 계면에 작용하므로 원하는 시점에 원하는 개수의 (drop-on-demand) 액적을 생성하고 토출할 수 있으며, 연속젯 또는 콘젯(continuous jet or Cone-jet)의 경우에도 연속젯을 절단함으로서 액적을 형성할 수 있다.

그러나, 이 경우에도 인가전압과 액체의 물리적 특성에 따른 최적조건을 인가하여야 효과적으로 액적을 생성할 수 있다. 즉, 원하는 시점에 원하는 개수의 액적을 생성하기 위해서는 잉크의 특성에 따라 최적의 전압과 주파수의 펄스를 인가해야 한다.

한편, 전기분무(electrospray) 연구에서 교류전압에 의해서도 액체 계면의 변화가 가능함이 보고되고 있다. 따라서 본 실시예에서는 이러한 교류전압을 이용한 액적의 생성, 토출을 제안한다. 더불어 전술한 액적 생성의 효율과 효과를 증진시키기 위하여 액체가 분무 또는 액적생성이 되지 않는 범위의 직류전압을 인가하면서 특정주파수의 교류전압을 인가하면 해당 주파수에 비례하는 횟수로 액적이 형성 토출될 수 있으며 보다 안정적인 최적조건을 제공할 수 있다.

한편, 인쇄롤러부(100)의 표면에는 패턴마스크(P)가 구비되고, 노즐(114)과 패턴마스크(P)의 사이에 정전기장을 형성하여 인쇄물(A)의 표면에 패터닝을 형성할 수도 있다.

즉, 스크린 프린팅과 같은 패턴마스크(P)가 인쇄롤러부(100)의 표면에 천공되어 있고, 인쇄롤러부(100)의 내부에 전기분무장치인 잉크젯헤드(100h)가 내재되 어 있어 노즐(114)에서 미세한 액체분무(spray)가 패턴마스크를 통과하여 인쇄물(A)의 표면에 패터닝을 하는 것이다.

여기에서, 상기 인쇄롤러부(100)의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제1열노즐부(ax1)와, 상기 제1열노즐부(ax1)와 이웃하여 상기 인쇄롤러부(100)의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제2열노즐부(ax2)를 포함하여 구성되되, 상기 제1열노즐부(ax1)를 구성하는 각 노즐(100h1)의 사이마다 상기 제2열노즐부(ax2)를 구성하는 각 노즐(100h2)이 배열된 것이 바람직하다.

이는, 상기 제1열노즐부(ax1)의 각 노즐(100h1)의 사이에 상기 제2열노즐부(ax2)의 각 노즐(100h2)이 배열되도록 함으로써, 상기 인쇄롤러부(100)의 회전축선을 따라 직선형태로 인쇄하는 품질을 향상하기 위함이다.

즉, 상기 제1열노즐부(ax1)의 각 노즐(100h1)의 사이에 상기 제2열노즐부(ax2)의 각 노즐(100h2)이 배열되지 않고, 상기 제1열노즐부(ax1)의 각 노즐(100h1)에 대응되어 상기 제2열노즐부(ax2)의 각 노즐(100h2)이 배열된 경우에는, 상기 제1열노즐부(ax1) 및 제2열노즐부(ax2)의 각 노즐(100h1, 100h2)에 의해 상기 인쇄롤러부(100)의 회전축선을 따라 직선형태로 인쇄함에 있어서, 노즐 간의 간격이 있게 되어 직선이 아닌 점선의 형태로 인쇄되는 문제가 있는 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 제1열노즐부(ax1)의 각 노즐(100h1)의 사이에 상기 제2열노즐부(ax2)의 각 노즐(100h2)이 배열되도록 하여, 상기 제1열노즐부(ax1)의 각 노즐(100h1)에 의해 점선형태로 인쇄된 이후에 상기 제2열노즐부(ax2)의 각 노즐(100h2)에 의해 상기 점선형태로 인쇄된 부분의 점선 사이에 인 쇄를 하여 직선형태로의 인쇄가 가능하도록 한다.

한편, 상기 인쇄롤러부(100)에 내장되어 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버(112)로 유체를 공급하는 잉크저장부(130)가 구비되는데, 상기 잉크저장부(130)는 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버(112)로 공급되는 유체의 공급압력을 제어하기 위한 압력제어유닛(132)을 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 잉크저장부(130)에 저장된 잉크가 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버(112)로 유체를 공급하게 되고, 이때, 상기 압력제어유닛(132)에 의해 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버(112)로 유체가 적정한 압력으로 공급될 수 있게 된다.

다음으로, 이송롤러부(200)에 대하여 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 이송롤러부(200)는 상부롤러(210)와 하부롤러(220)를 포함하여 구성되며, 상부롤러(210)는 인쇄롤러부(100)의 상부에 마련되어 인쇄롤러부(100)의 상측공간으로 인쇄물(A)을 진입시키도록 회전구동되는 롤러이고, 하부롤러(220)는 인쇄롤러부(100)의 하부에 마련되어 인쇄롤러부(100)의 하측공간으로 인쇄물(A)을 진입시키도록 회전구동되는 롤러이다.

한편, 상부롤러(210), 하부롤러(220)는 인쇄롤러부(100)와 마찬가지로 정방향회전 또는 역방향회전이 가능하도록 구성되며, 이에 따라 인쇄롤러부(100), 상부롤러(210), 하부롤러(220)가 모두 정방향회전 또는 역방향회전이 가능하게 되어 인쇄물(A)이 양측 방향에서 진입할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 인쇄 물(A)이 인쇄롤러부(100)의 하측공간에서 우측에서 좌측으로 이송되지만, 인쇄물(A)이 인쇄롤러부(100)의 하측공간에서 좌측에서 우측으로 이송하는 것도 가능한 것이다.

상부롤러(210)는 인쇄롤러부(100)의 상측공간 양측에 각각 구비될 수 있고, 하부롤러(220)는 인쇄롤러부(100)의 하측공간 양측에 각각 구비될 수 있다.

한편, 상부롤러(210)에 의해 이송되는 인쇄물(A)은 중력에 의해 하방으로 낙하되지 않도록 지지하는 지지수단으로 지지가 될 수 있다. 이러한 지지수단은 상부롤러(210)의 구동에 따라 인쇄물(A)이 이송될 수 있도록 회전자재하게 설치되는 이송용 롤러로 구성할 수 있다.

다음으로, 인쇄물감지부(300)에 대하여 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 인쇄물감지부(300)는 위치감지센서(310), 진입속도감지센서(320), 진동감지센서(330)를 포함하여 구성되며, 위치감지센서(310)는 상부롤러(210) 및 하부롤러(220)에 의해 인쇄롤러부(100)의 상측공간 및 하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물(A)의 위치를 감지하고, 진입속도감지센서(320)는 상부롤러(210) 및 하부롤러(220)에 의해 상기 인쇄롤러부(100)의 상측공간 및 하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물(A)의 진입속도를 감지하며, 진동감지센서(330)는 상부롤러(210) 및 하부롤러(220)에 의해 상기 인쇄롤러부(100)의 상측공간 및 하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물(A)의 진동을 감지한다.

다음으로, 롤러감지부(400)에 대하여 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 롤러감지부(400)는 인쇄롤러부감지센서(410), 상부롤러감지센서(420), 하부롤러감지센서(430)를 포함하여 구성되며, 인쇄롤러부감지센서(410)는 인쇄롤러부(100)의 회전속도를 감지하고, 상부롤러감지센서(420)는 상부롤러(210)의 회전속도를 감지하며, 하부롤러감지센서(430)는 하부롤러(220)의 회전속도를 감지한다.

다음으로, 제어부(500)에 대하여 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 제어부(500)는 인쇄물감지부(300)의 위치감지센서(310), 진입속도감지센서(320), 진동감지센서(330) 및 롤러감지부(400)의 인쇄롤러부감지센서(410), 상부롤러감지센서(420), 하부롤러감지센서(430)에서 감지된 정보에 근거하여 인쇄롤러부(100), 상부롤러(210), 하부롤러(220)를 회전구동을 제어한다.

상세하게는, 도 7에 도시된 바와 같이, 회전구동되는 인쇄롤러부(100)의 외주면과 상기 인쇄롤러부(100)의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물(A)의 상대속도가 "0"에 가까운 속도가 되도록 상기 인쇄롤러부(100), 상부롤러(210), 하부롤러(220)의 회전구동을 제어하는 것이다.

미설명한 도 8은 액적분사 잉크젯헤드를 통해 액적이 분사되는 상태를 순차적으로 나타내는 단층사진이고, 도 9는 액적분사 잉크젯헤드를 통해 액적이 분사되는 상태를 나타내는 사진이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치의 액적분사 잉크젯헤드를 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치의 인쇄롤러부 사시도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치를 나타내는 개념도.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치를 나타내는 단면개략도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치의 패터닝을 설명하기 위한 개념도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치의 인쇄물감지부, 롤러감지부, 제어부의 관계를 나타내는 블록도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치의 액적분사 잉크젯헤드를 통해 액적이 분사되는 상태를 순차적으로 나타내는 단층사진.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 인쇄장치의 액적분사 잉크젯헤드를 통해 액적이 분사되는 상태를 나타내는 사진.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100:인쇄롤러부 100h:액적분사 잉크젯헤드

110:몸체 112:챔버

114:노즐 200:이송롤러부

210:상부롤러 220:하부롤러

300:인쇄물감지부 310:위치감지센서

320:진입속도감지센서 330:진동감지센서

400:롤러감지부 410:인쇄롤러부감지센서

420:상부롤러감지센서 430:하부롤러감지센서

500:제어부

A:인쇄물 P:패턴마스크

Claims

유체를 일정량 수용하기 위해 몸체의 내부에 형성된 챔버, 상기 유체의 분사를 위해 상기 챔버로부터 연통되어 몸체의 일측면으로 형성된 노즐이 형성된 몸체, 상기 유체가 상기 노즐을 통해 분사되도록 정전기장을 형성하는 액추에이터를 포함하는 액적분사 잉크젯헤드가 외주면에 다수개 배열되어 구비된 인쇄롤러부;가 구비된 롤투롤 인쇄장치에 있어서,

상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제1열노즐부와, 상기 제1열노즐부와 이웃하여 상기 인쇄롤러부의 중심축선을 따라 등간격으로 배열된 임의의 제2열노즐부를 포함하여 구성되되, 상기 제1열노즐부를 구성하는 각 노즐의 사이마다 상기 제2열노즐부를 구성하는 각 노즐이 배열된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 인쇄롤러부에 내장되어 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버로 유체를 공급하는 잉크저장부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제2항에 있어서,

상기 잉크저장부는 상기 각 액적분사 잉크젯헤드의 챔버로 공급되는 유체의 공급압력을 제어하기 위한 압력제어유닛;이 구비된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인 쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 인쇄롤러부의 상측공간으로 인쇄물을 진입시키도록 회전구동되는 상부롤러 및 상기 인쇄롤러부의 하측공간으로 인쇄물을 진입시키도록 회전구동되는 하부롤러를 포함하는 이송롤러부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제4항에 있어서,

상기 상부롤러 및 하부롤러에 의해 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 위치를 감지하기 위한 위치감지센서, 상기 상부롤러 및 하부롤러에 의해 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 진입속도를 감지하기 위한 진입속도감지센서, 상기 상부롤러 및 하부롤러에 의해 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 진동을 감지하기 위한 진동감지센서를 포함하는 인쇄물감지부; 및

상기 인쇄롤러부의 회전속도를 감지하는 인쇄롤러부감지센서, 상기 상부롤러의 회전속도를 감지하는 상부롤러감지센서 및 상기 하부롤러의 회전속도를 감지하는 하부롤러감지센서를 포함하는 롤러감지부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제5항에 있어서,

상기 인쇄물감지부 및 롤러감지부에서 감지된 정보에 근거하여 상기 인쇄롤러부, 상부롤러, 하부롤러를 회전구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제6항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 회전구동되는 인쇄롤러부의 외주면과 상기 인쇄롤러부의 상하측공간으로 각각 진입되는 인쇄물의 상대속도가 "0"에 가까운 속도가 되도록 상기 인쇄롤러부, 상부롤러, 하부롤러의 회전구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제6항에 있어서,

상기 인쇄롤러부, 상부롤러, 하부롤러는 정방향회전 또는 역방향회전이 가능하여 상기 인쇄물이 양측 방향에서 진입할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제6항에 있어서,

상기 액정분사 잉크젯헤드의 액추에이터에서 정전기장을 형성하기 위한 전기적 신호는, 직류전압의 연속적인 신호, 정전기장의 형태가 직류전압의 펄스인 신호, 특정 주파수의 교류전압 신호, 또는 직류의 연속적인 신호에 교류전압을 함께 인가하는 신호인 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.
제6항에 있어서,

상기 인쇄롤러부의 표면에는 패턴마스크가 구비되고, 상기 노즐과 상기 패턴마스크의 사이에 정전기장을 형성하여 상기 인쇄물의 표면에 패터닝을 형성하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 인쇄장치.