KR20120066941A - 그라비아 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

인쇄 페이스트가 수용되는 챔버와, 상기 챔버 수용된 인쇄 페이스트에 일부분이 침지되며 외부면에 패턴이 형성된 그라비아 롤과, 상기 그라비아 롤에 접촉되어 패턴이 인쇄되는 인쇄시트를 상기 그라비아 롤로 밀찰시키는 압동롤 및 상기 압동롤에 연결되어 상기 인쇄시트가 상기 그라비아 롤에 밀착되도록 하는 구동부를 포함하며, 상기 압동롤은 상기 구동부에 의해 상기 인쇄시트를 상기 그라비아 롤 측으로 가압하는 경우 상기 그라비아 롤에 상기 인쇄시트가 평탄하게 접촉될 수 있도록 길이방향의 중앙부로부터 가장자리로 갈수록 직경이 작아지게 형성되는 그라비아 인쇄장치가 개시된다.

Description

그라비아 인쇄장치{Gravure printing apparatus}

본 발명은 그라비아 인쇄장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴이 형성된 그라비아 롤을 구비하는 그라비아 인쇄장치에 관한 것이다.

종래에는 적층형 세라믹 전자부품의 제조과정에서 내부전극은 스크린 프린팅 방식으로 형성되었다. 이러한 스크린 프린팅 방식은 패턴을 쉽게 형성하며, 롤투롤 공정에 적합해서 양산에 적용되고 있었다.

그러나, 성능향상과 원가절감의 목적으로 그라비아 인쇄방식이 제안되었다. 그리비아 인쇄방식은 스크린 프린팅 방식에 비해서 롤 이송속도가 수십배 이상 빠르기 때문에 생산성이 우수한 장점이 있다.

이에 따라서 기존의 단순한 이미지 인쇄에 적용되던 그라비아 인쇄방식이 적층형 전자부품의 제조공정에 적용되었다.

한편, 그라비아 인쇄방식으로 전자부품용 내부전극을 형성하는 경우 인쇄면 전체의 균일성 뿐만 아니라 각 패턴 내부의 미시적인 균일성이 요구되고 있다. 따라서, 이미지 인쇄보다도 정밀한 기구제어가 요구되고 있다.

특히, 그라비아 인쇄장치에는 인쇄 페이스트가 수용되는 셀이 가공된 그라비아 롤과 인쇄시트를 접촉시켜주는 압동롤이 구비된다. 그리고, 압동롤을 승강시켜 인쇄시트와 그라비아 롤이 밀착되도록 하는 실린더는 압동롤을 통해 고속으로 구동되는 그라비아 롤에 접촉되는 인쇄시트에 균일한 압력을 인가할 필요가 있다.

그런데, 고속으로 인쇄되는 그라비아 롤에 인쇄시트를 밀착시키는 압동롤로부터 가해지는 압력이 부분적으로 다르게 되면, 인쇄시트의 손상이 발생되거나 인쇄막 두께가 균일하지 못하여 최종 제품의 용량 산포가 크게 발생되는 문제가 있다.

또한, 압동롤로부터 가해지는 압력이 요구되는 값보다 작으면, 인쇄 페이스트가 인쇄시트에 부정확하게 전사되는 문제가 있다.

즉, 전자부품의 제조가 가능하도록 정밀하고 일정하게 압동롤로부터 가해지는 압력을 조절할 필요가 있다.

본 발명은 인쇄시트가 그라비아 롤에 균일한 압력에 의해 밀착된 상태에서 패턴이 인쇄될 수 있는 그라비아 인쇄장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치는 인쇄 페이스트가 수용되는 챔버와, 상기 챔버 수용된 인쇄 페이스트에 일부분이 침지되며 외부면에 패턴이 형성된 그라비아 롤과, 상기 그라비아 롤에 접촉되어 패턴이 인쇄되는 인쇄시트를 상기 그라비아 롤로 밀찰시키는 압동롤 및 상기 압동롤에 연결되어 상기 인쇄시트가 상기 그라비아 롤에 밀착되도록 하는 구동부를 포함하며, 상기 압동롤은 상기 구동부에 의해 상기 인쇄시트를 상기 그라비아 롤 측으로 가압하는 경우 상기 그라비아 롤에 상기 인쇄시트가 평탄하게 접촉될 수 있도록 길이방향의 중앙부로부터 가장자리로 갈수록 직경이 작아지게 형성될 수 있다.

상기 압동롤은 상기 인쇄시트를 상기 그라비아 롤 측으로 가압하는 경우 상기 인쇄시트를 평탄하게 가압할 수 있도록 탄성을 가진 재질로 이루어질 수 있다.

상기 압동롤은 상기 인쇄시트의 손상을 방지토록 고무 재질로 이루어질 수 있다.

상기 구동부는 상기 압동롤의 중심축의 양단부에 연결되어 상기 압동롤을 승강시키는 에어 실린더로 이루어질 수 있다.

상기 구동부는 상기 압동롤의 승강 높이를 제한하기 위한 상,하부 센서를 구비할 수 있다.

상기 그라비아 롤은 상기 압동롤로부터 압력이 가해지는 경우 압력이 분산될 수 있도록 적어도 외부면이 동판으로 이루어질 수 있다.

상기한 그라비아 인쇄장치는 상기 그라비아 롤에 접촉되도록 구비되어 상기 그라비아 롤의 표면에 도포된 여분의 인쇄 페이스트를 제거하는 닥터 블레이드를 더 포함할 수 있다.

상기한 그라비아 인쇄장치는 상기 구동부에 연결되어 상기 압동롤이 하강하여 상기 인쇄시트를 상기 그라비아 롤 측으로 가압하는 경우 평탄하게 상기 인쇄시트에 접촉될 수 있도록 상기 압동롤의 하강 거리를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 길이방향의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 직경이 작아지는 압동롤을 통해 인쇄시트가 그라비아 롤에 균일한 압력에 의해 밀착된 상태에서 전극 패턴이 인쇄될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치를 정면에서 바라본 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치를 측면에서 바라본 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치의 작동을 설명하기 위한 작동도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치를 정면에서 바라본 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치를 측면에서 바라본 구성도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치(100)는 챔버(120), 그라비아 롤(140), 압동롤(160), 구동부(180)를 포함하여 구성될 수 있다.

챔버(120)는 내부에 인쇄 페이스트(P)가 수용될 수 있는 내부 공간을 가지며, 그라비아 롤(140)이 인쇄 페이스트(P)에 침지될 수 있도록 일측이 개구된 형상을 가진다.

즉, 챔버(120)는 상부측이 개구된 오목한 그릇 형상을 가질 수 있으며, 내부에 인쇄 페이스트(P)가 수용된다.

한편, 챔버(120)에 수용되는 인쇄 페이스트(P)는 도전성 페이스트일 수 있다.

그라비아 롤(140)은 챔버(120)에 수용된 인쇄 페이스트(P)에 일부분이 침지되며 외부면에 셀(142)이 형성된다. 한편, 그라비아 롤(140)은 그라비아 롤 구동부(미도시)에 연결되어 고속 회전된다.

또한, 그라비아 롤(140)은 챔버(120)에 수용되는 인쇄 페이스트(P)에 하부측이 침지되며, 인쇄 페이스트(P)가 일시 수용되는 셀(142)이 구비되어 이송되는 인쇄 시트(S)에 인쇄 페이스트(P)를 전사한다.

즉, 그라비아 롤(140)에 구비되는 셀(142)에 수용되는 인쇄 페이스트(P)를 인쇄 시트(S)에 전사하여 전극 패턴을 인쇄한다.

한편, 본 실시예에서는 인쇄 페이스트(P)가 수용되는 셀(142)이 형성된 전사체가 그라비아 롤(140)인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이송되는 인쇄 시트(S)에 전극 패턴을 인쇄할 수 있는 전사체라면 형상에 제한받지 않는다.

여기서 그라비아 롤(140)의 작동을 살펴보면, 그라비아 롤(140)의 하단부는 챔버(120)에 수용되는 인쇄 페이스트(P)에 침지되도록 배치된다. 그리고, 그라비아 롤(140)은 인쇄시트(S)가 이송되는 경우 회전되며, 이에 따라 그라비아 롤(140)의 외주면과 외주면에 형성되는 셀(142)에는 인쇄 페이스트(P)가 도포된다.

이와 같이, 그라비아 롤(140)의 회전에 의해 그라비아 롤(140)에 도포된 인쇄 페이스트(P)가 인쇄 시트(S)로 공급될 수 있다. 이때, 그라비아 롤(140)은 이송되는 인쇄 시트(S)의 속도에 맞추어 회전될 수 있다.

한편, 그라비아 롤(140)은 압동롤(160)로부터 압력이 가해지는 경우 압력이 분산될 수 있도록 적어도 외부면이 동판으로 이루어질 수 있다. 또한, 외부면이 비교적 가공이 용이한 동판으로 이루어지므로 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 그라비아 롤(140)의 표면에는 마모를 방지하기 위한 크롬(Cr)을 도금할 수 있다.

그리고, 인쇄 시트(S)는 세라믹 그린시트일 수 있으며, 바람직하게는 캐리어 필름에 의해 배접된 세라믹 그린시트일 수 있다.

압동롤(160)은 그라비아 롤(140)에 접촉되어 전극 패턴이 인쇄되는 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140)로 밀착시킨다.

한편, 압동롤(160)은 구동부(180)에 의해 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압하는 경우 그라비아 롤(140)에 인쇄 시트(S)가 평탄하게 접촉될 수 있도록 길이방향의 중앙부로부터 가장자리로 갈수록 직경이 작아지게 형성될 수 있다. 즉, 그라비아 롤(140)은 크라운 형상을 가질 수 있다.

여기서, 길이방향이라고 하면 압동롤(160)의 중심축(162)이 향하는 방향을 의미한다.

더하여, 압동롤(160)은 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압하는 경우 인쇄 시트(S)를 평탄하게 가압할 수 있도록 탄성을 가진 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 압동롤(160)은 인쇄 시트(S)의 손상을 방지할 수 있도록 고무 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 구동부(180)는 압동롤(160)의 중심축(162)의 양단부에 연결되어 압동롤(160)을 승강시킨다. 이에 따라, 구동부(180)에 의해 압동롤(160)이 그라비아 롤(140) 측으로 가하는 가압력은 압동롤(160)의 길이방향 중앙부보다 가장자리부가 커지게 된다.

이하에서 압동롤(160)의 작동에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 압동롤(160)은 탄성을 가진 재질로 형성되며, 또한 길이방향의 중앙부로부터 가장자리로 갈수록 직경이 작아지게 형성된다. 그리고, 구동부(180)에 의해 압동롤(160)이 하강하여 그라비아 롤(140) 측으로 가하는 가압력은 압동롤(160)의 길이방향 중앙부보다 가장자리부가 커지게 된다.

이에 따라, 구동부(180)에 의해 압동롤(160)이 하강하여 압동롤(160)의 중앙부가 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140)의 사이에 개재한 상태에서 그라비아 롤(140)을 가압하는 경우 탄성 재질로 이루어지는 압동롤(160)의 중앙부는 탄성 변형된다.

이후 계속해서 압동롤(160)이 하강하는 경우 압동롤(160)은 가장자리 측에서 구동부(180)에 의해 그라비아 롤(140) 측으로 가해지는 힘이 커지게 된다. 그런데, 압동롤(160)의 중앙부가 변형된 상태에 있으므로, 구동부(180)에 의해 압동롤(160)의 중앙부와 가장자리부를 통해 가압하는 가압력의 차이가 보상될 수 있다.

즉, 압동롤(160)이 평탄하게 변형되며, 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압하는 가압력 또한 균일하게 할 수 있다.

구동부(180)는 압동롤(160)에 연결되어 인쇄 시트(S)가 그라비아 롤(140)에 밀착되도록 한다. 또한, 구동부(180)는 압동롤(160)의 중심축(162)의 양단부에 연결되어 압동롤(160)을 승강시키는 에어 실린더로 이루어질 수 있다.

즉, 구동부(180)는 적어도 두 개의 에어 실린더로 이루어지며, 에어 실린더에 구비되는 로드가 압동롤(160) 중심축(162)의 양단부에 연결된다.

결국, 압동롤(160)은 에어 실린더에 구비되는 로드의 승강에 연동하여 승강될 수 있으며, 구동부(180)에 의해 승강되는 압동롤(160)을 통해 가해지는 가압력은 압동롤(160)의 가장자리 측이 중앙부보다 크게 된다.

한편, 구동부(180)는 압동롤(160)의 승강 높이를 제한하기 위한 상,하부 센서(182,184)를 구비할 수 있다. 또한, 하부 센서(184)는 제어부(190)에 연결되어 압동롤(160)이 하강하여 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압하는 경우 동일한 압력을 가하는 동시에 평탄하게 인쇄 시트(S)에 접촉될 수 있도록 압동롤(160)의 하강 거리를 제어한다.

즉, 제어부(190)는 하부 센서(184)로부터 송출되는 신호에 따라 압동롤(160)의 하강 거리를 조절할 수 있도록 구동부(180)를 제어한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 그라비아 롤(140)에 접촉되도록 구비되어 그라비아 롤(140)의 표면에 도포된 여분의 인쇄 페이스트(P)를 제거하는 닥터 블레이드(192)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

닥터 블레이드(192)는 강철 또는 스테인레스 재질의 바디에 세라믹 입자가 함유된 도금층을 구비할 수 있다.

즉, 닥터 블레이드(192)는 그라비아 롤(140)의 표면에 도포된 여분의 인쇄 세이스트(P)를 제거하여 인쇄 시트(S) 상에 두께가 일정한 전극 패턴이 전사되도록 하는 역할을 수행한다.

더하여, 닥터 블레이드(192)에 세라믹 입자가 함유된 도금층이 적층됨으로써 그라비아 롤(140)과의 마찰에 의해 닥터 블레이드(192)의 마모에 의해 발생되는 전극 패턴의 전사 불량을 감소시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 길이방향의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 직경이 작아지는 압동롤(160)을 통해 인쇄 시트(S)가 그라비아 롤(140)에 균일한 압력에 의해 밀착된 상태에서 전극 패턴이 인쇄될 수 있다.

즉, 구동부(180)에 의해 압동롤(160)의 가장자리로부터 가해지는 가압력이 중앙부로부터 가해지는 가압력과 차이가 있지만, 압동롤(160)의 길이방향의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 직경이 작아지는 압동롤(160)을 통해 균일한 압력으로 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압할 수 있다.

이에 따라, 균일한 압력에 의해 밀착된 상태에서, 다시 말해 압동롤(160)이 평탄하게 인쇄 시트(S)를 가압할 수 있으므로 전극 패턴이 균일하게 형성될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치의 작동을 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 인쇄장치의 작동을 설명하기 위한 작동도이다.

먼저, 인쇄 시트(S)의 이송이 시작되면, 도 3에 도시된 바와 같이 그라비아 롤(140)의 회전이 시작된다. 이와 동시에 압동롤(160)이 구동부(180)에 의해 하강하여 압동롤(160)이 인쇄 시트(S)에 접촉된다.

이때, 압동롤(160)은 아직 변형되지 않고 단순히 인쇄 시트(S)에 접촉된 상태이며, 압동롤(160)의 가장자리부는 그라비아 롤(140)로부터 이격된 상태를 유지한다.

이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 압동롤(160)의 길이방향 중앙부가 인쇄 시트(S)가 그라비아 롤(140)과의 사이에 개재된 상태에서 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압한다.

이때, 압동롤(160)이 변형되어 압동롤(160)의 가장자리부는 그라비아 롤(140) 측으로 보다 인접하게 배치된다.

이후, 압동롤(160)은 계속적으로 하강하고 이에 따라 탄성 재질로 이루어지는 압동롤(160)은 계속적으로 변형된다.

한편, 압동롤(160)의 하강은 구동부(180)에 구비되는 하부 센서(174)에 의해 에어 실린더로 구성되는 구동부(180)의 로드가 감지될 때까지 계속된다.

그리고, 하부 센서(174)로부터 송출되는 신호에 의해 제어부(190)는 에어 실린더로 구성되는 구동부(180)의 구동을 정지시킨다.

이때, 압동롤(160)은 도 5에 도시된 바와 같이 평탄하게 변형되어 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압한다.

그런데, 압동롤(160)은 중심축(162)의 양단부에서 구동부(180)에 연결되므로, 구동부(180)의 하강에 의해 압동롤(160)로부터 그라비아 롤(140) 측으로의 가압력은 압동롤(160)의 가장자리측이 중앙측보다 크게 된다.

그런데, 압동롤(160)이 길이방향 중앙부가 가장자리보다 직경이 크게 형성되므로, 압동롤(160)이 평탄하게 변형되어 인쇄 시트(S)를 그라비아 롤(140) 측으로 가압하는 경우 구동부(180)에 의해 압동롤(160)로부터 그라비아 롤(140) 측으로의 가압력의 차이를 보상할 수 있다.

상기한 바와 같이, 균일한 압력으로 압동롤(160)이 그라비아 롤(140) 측으로 인쇄 시트(S)를 가압함으로써 인쇄 시트(S)가 그라비아 롤(140)에 균일한 압력에 의해 밀착된 상태에서 전극 패턴이 인쇄될 수 있다.

100 : 그라비아 인쇄장치 120 : 챔버
140 : 그라비아 롤 160 : 압동롤
180 : 구동부

Claims (8)

1. 인쇄 페이스트가 수용되는 챔버;
   상기 챔버 수용된 인쇄 페이스트에 일부분이 침지되며 외부면에 패턴이 형성된 그라비아 롤;
   상기 그라비아 롤에 접촉되어 패턴이 인쇄되는 인쇄시트를 상기 그라비아 롤로 밀찰시키는 압동롤; 및
   상기 압동롤에 연결되어 상기 인쇄시트가 상기 그라비아 롤에 밀착되도록 하는 구동부;
   를 포함하며,
   상기 압동롤은 상기 구동부에 의해 상기 인쇄시트를 상기 그라비아 롤 측으로 가압하는 경우 상기 그라비아 롤에 상기 인쇄시트가 평탄하게 접촉될 수 있도록 길이방향의 중앙부로부터 가장자리로 갈수록 직경이 작아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압동롤은 상기 인쇄시트를 상기 그라비아 롤 측으로 가압하는 경우 상기 인쇄시트를 평탄하게 가압할 수 있도록 탄성을 가진 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 압동롤은 상기 인쇄시트의 손상을 방지토록 고무 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 압동롤의 중심축의 양단부에 연결되어 상기 압동롤을 승강시키는 에어 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 압동롤의 승강 높이를 제한하기 위한 상,하부 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 그라비아 롤은 상기 압동롤로부터 압력이 가해지는 경우 압력이 분산될 수 있도록 적어도 외부면이 동판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 그라비아 롤에 접촉되도록 구비되어 상기 그라비아 롤의 표면에 도포된 여분의 인쇄 페이스트를 제거하는 닥터 블레이드를 더 포함하는 그라비아 인쇄장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 구동부에 연결되어 상기 압동롤이 하강하여 상기 인쇄시트를 상기 그라비아 롤 측으로 가압하는 경우 평탄하게 상기 인쇄시트에 접촉될 수 있도록 상기 압동롤의 하강 거리를 제어하는 제어부를 더 포함하는 그라비아 인쇄장치.

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