KR20120086639A - 필름 공급 장치의 장력 조절 장치, 및 이를 구비한 필름 공급 장치 - Google Patents

필름 공급 장치의 장력 조절 장치, 및 이를 구비한 필름 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필름 공급 장치의 장력 조절 장치, 및 이를 구비한 필름 공급 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 전극 공급 장치는 필름 공급 장치의 장력 조절 장치는 회전축을 구비하며 필름을 공급하는 공급 롤의 일측에 제공되는 지지부재; 및 상기 지지부재에 상기 공급 롤과 이격되어 장착되는 보조 롤을 포함하는 제 1 특징, 및 댄서 암; 상기 댄서 암의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 공급 롤로부터 공급되는 필름을 가이드하는 상부 댄서 롤; 상기 댄서 암의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 하부 댄서 롤; 및 상기 댄서 암이 회동 가능하도록 연결되는 피봇을 포함하는 제 2 특징 중 어느 하나 또는 양자를 포함한다.

Description

필름 공급 장치의 장력 조절 장치, 및 이를 구비한 필름 공급 장치{Device for Controlling Tension of Film Feeding Apparatus, and Film Feeding Apparatus Having the Same}
본 발명은 필름 공급 장치의 장력 조절 장치, 및 이를 구비한 필름 공급 장치에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 필름(film)을 공급하는 필름 공급 장치에서 지속적으로 발생하는 필름의 장력 변화를 정밀하고 안정적으로 제어함으로써, 공급되는 필름의 장력이 일정하게 유지되고, 필름의 국부적인 손상이 방지되며, 그에 따라 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 낮아지거나 제거되고, 전체 공정 시간(tact time) 및 비용이 감소되는 필름 공급 장치의 장력 조절 장치, 및 이를 구비한 필름 공급 장치에 관한 것이다.
2차 전지와 같은 전지의 전극 조립체를 제조하기 위해서는 통상적으로 음극 활물질이 코팅된 음극 전극과 양극 활물질이 코팅된 양극 전극을 복수개 제조한 후, 상기 복수의 음극 전극과 복수의 양극 전극을 세퍼레이터(separator)를 개재하여 적층한 전극 조립체를 제조하여야 한다.
또한, R2R(roll-to-roll) 시스템인 그라비어(gravure) 인쇄 장치에서 전자인쇄(printed electronics) 방식으로 알에프아이디 태그(RFID tag) 또는 플렉서블 디스플레이(flexible display) 등을 제조하기 위해 플렉시블 필름의 공급이 요구된다.
도 1a는 종래 기술에 따른 전극 적층 장치를 사용하여 전극 조립체를 제조하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 전극 적층 장치(10)를 사용하여 전극 조립체를 제조하기 위해서는 먼저 복수의 음극 전극(110) 및 복수의 양극 전극(120)을 준비한다. 그 후, 공급 롤(160)에 감겨 있는 세퍼레이터(130)의 한 쪽 끝단을 클램프(144)에 고정되도록 장착시킨다. 그 후, 바(bar: 150)를 이용하여 세퍼레이터(130)의 면을 따라 우측 방향(+ X 방향) 및 좌측 방향(-X 방향)으로 이동하여 복수의 제 1 공간(112a,112b) 및 복수의 제 2 공간(122a,122b)(설명의 편의상 각각 2개의 공간에 대한 참조부호만을 사용하였음)을 순차적으로 형성하면서, 복수의 음극 전극(110a,110b) 및 복수의 양극 전극(120a,120b)을 복수의 제 1 공간(112a,112b) 및 복수의 제 2 공간(122a,122b) 내에 위치시킨다. 이러한 방식으로 세퍼레이터(130) 상에 복수의 음극 전극(110)과 복수의 양극 전극(120)을 순차적으로 적층하여 전극 조립체를 완성한다.
상기 예시적으로 기술한 종래 기술에 따른 전극 적층 장치(10)를 사용하여 전극 조립체를 제조하기 위해 사용되는 세퍼레이터(130) 또는 R2R(roll-to-roll) 시스템에서 알에프아이디 태그 또는 플렉서블 디스플레이 등을 제조하기 위해 사용되는 플렉시블 필름(이하 통칭하여 “필름”이라 함)은 유연성(flexibility)을 구비하고 있다. 따라서, 예를 들어 도 1a에서와 같이 세퍼레이터와 같은 필름(130)은 바(150)에 의해 공급될 때, 필름(130)의 사용에 의해 필름(130)의 무게가 변화면서 필름(130)의 장력 변화가 발생한다. 이러한 장력 변화는 필름(130)의 공급 속도의 변화를 일으켜 필름(130)이 늘어나거나 또는 엉키는 문제가 발생하여 필름(130)의 국부적인 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 공급되는 필름(130)의 장력을 일정하게 유지하기 위한 장치가 요구된다. 이를 위해 종래 기술에서는 필름(130)의 장력을 일정하게 조절하기 위한 댄서(dancer)를 구비한 필름 공급 장치가 사용되고 있다.
도 1b는 종래 기술에 따른 댄서를 구비한 필름 공급 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 1b를 참조하면, 종래 기술에 따른 필름 공급 장치(100)는 회전축(162)을 구비하며, 필름(130)을 공급하는 공급 롤(160); 피봇(pivot: 174), 상기 피봇(174)에 회동 가능하게 연결되는 댄서 암(dancer arm: 176), 상기 댄서 암(176)의 하부에 제공되는 댄서 롤(dancer roll: 178)로 구성되며, 상기 필름(130)의 장력을 조절하기 위한 댄서(170); 상기 댄서(170)와 별개로 제공되며, 상기 공급 롤(160)로부터 상기 댄서 롤(178)로 공급되는 상기 필름(130)을 가이드하는 제 1 및 제 2 가이드 롤(180a,180b); 상기 댄서 롤(178)을 거쳐 공급되는 상기 필름(130)을 가이드하는 제 3 가이드 롤(180c); 상기 피봇(176)에 연결되며, 상기 댄서암(176)의 변위 각도(또는 회전량)를 측정하는 변위차계(potentiometer: 190); 상기 회전축(162)에 연결되며, 상기 변위차계(190)의 상기 변위 각도에 따라 상기 회전축(162)의 회전 속도를 조절하는 서보 모터(194); 및 상기 변위차계(190) 및 상기 서보 모터(194)에 각각 연결되며, 상기 변위차계(190)로부터 상기 변위 각도의 입력값을 수신하고, 상기 입력값에 대응되는 상기 서보 모터(194)의 토크값(torque value)을 계산하여, 상기 서보 모터(194)로 출력하는 제어 장치(192)를 포함한다. 여기서 제어 장치(192)는 예를 들어 마이크로프로세서 또는 퍼스널 컴퓨터 등으로 구현될 수 있다.
상술한 종래 기술에 따른 필름 공급 장치(100)에서는 공급 롤(160)이 회전함에 따라 공급 롤(160) 상에 감겨 있는 필름(130)의 반경(R)이 줄어들면서 필름(130)의 무게 변화에 따라 공급 롤(160) 및 제 1 가이드 롤(180a) 사이의 필름(130)에 걸리는 장력(T1)이 계속 변하게 된다. 이 경우, 장력(T1)의 변화는 제 2 가이드 롤(180b)과 댄서 롤(178) 사이의 필름(130)에 걸리는 장력(T2)의 변화와 동일하고, 제 1 및 제 2 가이드 롤(180a,180b)은 고정 상태에 있으므로 장력(T2)의 변화에 따라 댄서 암(176)이 피봇(174)을 중심으로 회동한다. 구체적으로, 장력(T2)이 수직 방향(V)에 대한 미리 정해진 기준 장력값보다 큰 경우에는 댄서 암(176)이 A 위치로 이동하고, 미리 정해진 기준 장력값보다 작은 경우에는 댄서 암(176)이 B 위치로 이동한다. 이 때, 변위차계(190)는 댄서 암(176)의 변위 각도를 측정하여 제어 장치(192)에 전송한다. 제어 장치(192)는 전송받은 변위 각도의 입력값에 대응되는 서보 모터(194)의 회전 토크값(torque value)을 계산한다. 그 후, 제어 장치(192)는 계산된 토크값을 서보 모터(194)로 출력하고, 서보 모터(194)는 전송받은 토크값에 따라 공급 롤(160)의 회전축(162)의 회전 속도가 증가 또는 감소되도록 제어한다.
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 필름 공급 장치(100)에서는 필름(130)이 공급 롤(160)에 거의 원에 가까운 상태로 감긴 상태에서 이격 지점(S)에서 분리되어 제 1 및 제 2 가이드 롤(180a,180b)로 직접 공급되므로, 필름(130)과 공급 롤(160) 간의 접촉 면적 및 접촉 면적의 변화가 매우 커서 장력(T1) 및 장력(T2)의 변화가 상당히 심하다. 따라서, 장력(T2)의 변화에 따른 댄서 암(176)의 변위 각도가 크게 변하게 되어 제어 장치(192)를 통한 공급 롤(160)의 회전축(162)의 회전 속도도 빠르게 변화되어야 한다. 따라서, 제어 장치(192)를 통한 필름(130)의 장력의 정밀한 조절이 상당히 어렵다.
또한, 공급 롤(160)에서 댄서(170)의 댄서 롤(178) 사이에 제공되는 제 1 및 제 2 가이드 롤(180a,180b)는 고정 상태를 유지하므로, 장력(T1) 및 장력(T2)의 급속한 변화를 완화시켜주기 위한 기능을 할 수 없다.
또한, 필름(130)의 정밀한 장력 조절이 이루어지지 않는 경우 필름(130)의 늘어남 또는 엉킴 발생에 의해 필름(130)에 국부적인 손상이 발생할 수 있다.
또한, 최종 제품의 불량 발생 가능성이 높아지고, 그에 따라 전체 공정 시간(tact time) 및 비용이 크게 증가한다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 필름(film)을 공급하는 필름 공급 장치에서 지속적으로 발생하는 필름의 장력 변화를 정밀하고 안정적으로 제어함으로써, 공급되는 필름의 장력이 일정하게 유지되고, 필름의 국부적인 손상이 방지되며, 그에 따라 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 낮아지거나 제거되고, 전체 공정 시간(tact time) 및 비용이 감소되는 필름 공급 장치의 장력 조절 장치 및 방법, 및 이를 구비한 필름 공급 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 필름 공급 장치의 장력 조절 장치는 회전축을 구비하며 필름을 공급하는 공급 롤의 일측에 제공되는 지지부재; 및 상기 지지부재에 상기 공급 롤과 이격되어 장착되는 보조 롤을 포함하고, 상기 보조 롤은 상기 필름이 상기 공급 롤로부터 공급될 때, 상기 필름과 상기 공급 롤 간의 접촉 면적 및 상기 접촉 면적의 변화를 최소화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 필름 공급 장치의 장력 조절 장치는 댄서 암; 상기 댄서 암의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 공급 롤로부터 공급되는 필름을 가이드하는 상부 댄서 롤; 상기 댄서 암의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 하부 댄서 롤; 및 상기 댄서 암이 회동 가능하도록 연결되는 피봇을 포함하고, 상기 상부 댄서 롤 및 상기 하부 댄서 롤은 상기 필름의 장력 변화에 따라 상기 피봇을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 필름 공급 장치의 장력 조절 장치는 회전축을 구비하며 필름을 공급하는 공급 롤의 일측에 제공되는 지지부재; 상기 지지부재에 상기 공급 롤과 이격되어 장착되는 보조 롤; 댄서 암; 상기 댄서 암의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 공급 롤로부터 공급되는 필름을 가이드하는 상부 댄서 롤; 상기 댄서 암의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 하부 댄서 롤; 및 상기 댄서 암이 회동 가능하도록 연결되는 피봇을 포함하고, 상기 보조 롤은 상기 필름이 상기 공급 롤로부터 공급될 때, 상기 필름과 상기 공급 롤 간의 접촉 면적 및 상기 접촉 면적의 변화를 최소화시키며, 상기 상부 댄서 롤 및 상기 하부 댄서 롤은 상기 필름의 장력 변화에 따라 상기 피봇을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 필름 공급 장치는 회전축을 구비하며 필름을 공급하는 공급 롤; 댄서 암; 상기 댄서 암의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 공급 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 상부 댄서 롤; 상기 댄서 암(의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 하부 댄서 롤; 상기 댄서 암이 회동 가능하도록 연결되는 피봇으로 구성되는 댄서; 상기 피봇이 장착되며, 상기 댄서가 상기 피봇을 기준으로 회동하는 댄서 지지부재; 상기 피봇에 연결되며, 상기 댄서 암의 변위 각도를 측정하는 변위차계; 상기 회전축에 연결되며, 상기 변위차계의 상기 변위 각도에 따라 상기 회전축의 회전 속도를 조절하는 서보 모터; 및 상기 변위차계로부터 상기 변위 각도의 입력값을 수신하고, 상기 입력값에 대응되는 토크값을 계산하며, 상기 계산된 토크값을 상기 서보 모터로 출력하는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필름 공급 장치의 장력 조절 장치 및 이를 구비한 필름 공급 장치를 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 필름의 장력 변화를 안정적인 제어가 가능하여 공급되는 필름의 장력이 일정하게 유지된다.
2. 필름의 늘어남 또는 엉킴 발생이 방지되어 필름의 국부적인 손상이 발생이 방지된다.
3. 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 낮아지거나 제거된다.
4. 최종 제품의 전체 공정 시간(tact time) 및 비용이 크게 감소된다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 전극 적층 장치를 사용하여 전극 조립체를 제조하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 댄서를 구비한 필름 공급 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 조절 장치를 구비한 필름 공급 장치의 일측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 조절 장치를 구비한 필름 공급 장치의 일측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치에서 댄서 암의 변위 각도에 따른 서보 모터의 토크값의 선형화 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2d 및 도 2e는 각각 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 필름 공급 장치의 장력 조절 장치를 도시한 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 조절 장치를 구비한 필름 공급 장치의 일측면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 조절 장치를 구비한 필름 공급 장치의 일측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)의 장력 조절 장치(201)는 회전축(262)을 구비하며 필름(230)을 공급하는 공급 롤(260)의 일측에 제공되는 지지부재(264); 및 상기 지지부재(264)에 상기 공급 롤(260)과 이격되어 장착되는 보조 롤(266)을 포함하고, 상기 보조 롤(266)은 상기 필름(230)이 상기 공급 롤(260)로부터 공급될 때, 상기 필름(230)과 상기 공급 롤(260) 간의 접촉 면적 및 상기 접촉 면적의 변화를 최소화시키는 것을 특징으로 한다. 여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)의 장력 조절 장치(201)의 경우, 댄서(270)는 도 1b에 도시된 종래 기술의 댄서(170)(이 경우, 댄서(170)와 별개로 제공되는 제 1 및 제 2 가이드 롤(180a,180b)이 사용된다)로 구현되거나 또는 도 2b에 도시된 본 발명의 댄서(270) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)의 장력 조절 장치(201)는 댄서 암(276); 상기 댄서 암(276)의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 공급 롤(260)로부터 공급되는 필름(230)을 가이드하는 상부 댄서 롤(272); 상기 댄서 암(276)의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤(272)로부터 공급되는 상기 필름(230)을 가이드하는 하부 댄서 롤(278); 및 상기 상기 댄서 암(276)이 회동 가능하도록 연결되는 피봇(274)을 포함하고, 상기 상부 댄서 롤(272) 및 상기 하부 댄서 롤(278)은 상기 필름(230)의 장력 변화에 따라 상기 피봇(274)을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)의 장력 조절 장치(201)는 회전축(262)을 구비하며 필름(230)을 공급하는 공급 롤(260)의 일측에 제공되는 지지부재(264); 상기 지지부재(264)에 상기 공급 롤(260)과 이격되어 장착되는 보조 롤(266); 댄서 암(276); 상기 댄서 암(276)의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 공급 롤(260)로부터 공급되는 상기 필름(230)을 가이드하는 상부 댄서 롤(272); 상기 댄서 암(276)의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤(272)로부터 공급되는 상기 필름(230)을 가이드하는 하부 댄서 롤(278); 및 상기 댄서 암(276)이 회동 가능하도록 연결되는 피봇(274)을 포함하고, 상기 보조 롤(266)은 상기 필름(230)이 상기 공급 롤(260)로부터 공급될 때, 상기 필름(230)과 상기 공급 롤(260) 간의 접촉 면적 및 상기 접촉 면적의 변화를 최소화시키며, 상기 상부 댄서 롤(272) 및 하부 댄서 롤(278)은 상기 필름(230)의 장력 변화에 따라 상기 피봇(274)을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)는 회전축(262)을 구비하며, 필름(230)을 공급하는 공급 롤(260); 댄서 암(276); 상기 댄서 암(276)의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 공급 롤(260)로부터 공급되는 필름(230)을 가이드하는 상부 댄서 롤(272); 상기 댄서 암(276)의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤(272)로부터 공급되는 상기 필름(230)을 가이드하는 하부 댄서 롤(278); 상기 댄서 암(276)이 회동 가능하도록 연결되는 피봇(274)으로 구성되는 댄서(270); 상기 피봇(274)이 장착되며, 상기 댄서(270)가 상기 피봇(274)을 기준으로 회동하는 댄서 지지부재(271); 상기 피봇(276)에 연결되며, 상기 댄서 암(276)의 변위 각도를 측정하는 변위차계(290); 상기 회전축(262)에 연결되며, 상기 변위차계(290)의 상기 변위 각도에 따라 상기 회전축(262)의 회전 속도를 조절하는 서보 모터(294); 및 상기 변위차계(290)로부터 상기 변위 각도의 입력값을 수신하고, 상기 입력값에 대응되는 토크값(torque value)을 계산하며, 상기 계산된 토크값을 상기 서보 모터(294)로 출력하는 제어 장치(292)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)는 상기 공급 롤(260)의 일측에 제공되는 지지부재(264); 및 상기 지지부재(264)에 상기 공급 롤(260)과 이격되어 장착되는 보조 롤(266)을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 제어 장치(292)는 예를 들어 마이크로프로세서 또는 퍼스널 컴퓨터 등으로 구현될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200) 및 이에 사용되는 장력 조절 장치(201)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)에서는 필름(230)이 회전축(262)을 구비한 공급 롤(260)에 의해 공급된다. 그 후, 필름(230)은 댄서(270)를 구성하는 댄서 암(276)의 상부에 회전 가능하게 장착되는 상부 댄서 롤(272) 및 댄서 암(276)의 하부에 회전 가능하게 장착된 하부 댄서 롤(278)에 의해 가이드된다. 이 경우, 피봇(274)은 상부 댄서 롤(272) 및 하부 댄서 롤(278)의 중간 지점과 상부 댄서 롤(272) 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 이러한 피봇(274)의 위치에 따라 댄서 암(276)은 안정적인 회동 동작을 할 수 있다. 또한, 피봇(274)은 댄서 지지부재(271)에 장착되며(도 2a 참조), 그에 따라 댄서(270)는 댄서 지지부재(271) 상에서 피봇(274)을 기준으로 회동한다.
한편, 공급 롤(260)이 회전함에 따라 공급 롤(260) 상에 감겨 있는 필름(230)의 반경(R)이 줄어들면서 필름(230)의 무게 변화에 따라 공급 롤(260) 및 상부 댄서 롤(272) 사이의 필름(230)에 걸리는 장력(T1) 및 하부 댄서 롤(278)과 제 3 가이드 롤(280c)(도 2a 참조) 사이의 필름(230)에 걸리는 장력(T2)이 계속 변하게 된다. 이러한 장력(T1,T2)의 변화에 따라 댄서 암(276)이 피봇(274)을 중심으로 회동한다. 구체적으로, 장력(T1,T2)이 수직 방향(V)에 대한 미리 정해진 기준 장력값보다 큰 경우에는 댄서 암(276)이 A 위치로 이동하고, 미리 정해진 기준 장력값보다 작은 경우에는 댄서 암(276)이 B 위치로 이동한다. 따라서, 본 발명에서는 필름(230)을 가이드하는 상부 및 하부 댄서 롤(272,278) 자체가 회전 가능하므로 장력(T1,T2)의 급속한 변화를 완화시켜주기 위한 기능을 할 수 있다.
한편, 변위차계(290)는 댄서 암(276)의 변위 각도를 측정하여 제어 장치(292)에 전송한다. 제어 장치(292)는 전송받은 변위 각도의 입력값에 대응되는 서보 모터(294)의 토크값(torque value)을 계산한다. 그 후, 제어 장치(292)는 계산된 토크값을 서보 모터(294)로 출력하고, 서보 모터(294)는 전송받은 토크값에 따라 공급 롤(260)의 회전축(262)의 회전 속도가 증가 또는 감소되도록 제어한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)에서는, 필름(230)이 댄서 암(276)의 상부 및 하부 댄서 롤(272,278)에 의해 가이드되면서 필름(230)에 걸리는 장력(T1,T2)의 변화가 상부 및 하부 댄서 롤(272,278)에 직접 회전력을 인가하게 된다. 그 결과, 댄서(270)의 댄서 암(276)이 피봇(274)을 중심으로 회전한다. 댄서 암(274)의 회전에 따른 변위 각도(또는 회전량)는 변위차계(290)에 의해 측정된다. 변위차계(290)는 측정된 댄서 암(274)의 변위 각도를 제어 장치(292)로 전송한다. 제어 장치(292)는 수신된 변위 각도의 입력값 및 미리 정해진 기준 장력값에 기초하여 서보 모터(294)의 회전 속도를 증가 또는 감소시키기 위한 토크값을 계산한다. 그 후 제어 장치(292)는 계산된 토크값을 서보 모터(294)로 출력하고, 서보 모터(294)는 입력된 토크값에 따라 공급 롤(260)의 회전축(262)의 회전 속도가 증가 또는 감소되도록 제어한다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치에서 댄서 암의 변위 각도에 따른 서보 모터의 토크값의 선형화 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)에서는 변위차계(290)에 의해 측정되는 댄서 암(276)의 변위 각도는 점선으로 표시된 바와 같이 비선형 특성을 갖는다. 이러한 댄서 암(276)의 변위 각도의 비선형 특성에 따라 서보 모터(294)의 토크값도 비선형적으로 가변되어야 한다. 그러나, 서보 모터(294)의 토크값을 비선형적으로 가변시키면 공급 롤(260)의 회전축(262)의 회전 속도도 비선형적으로 가변된다. 이러한 회전축(262)의 회전 속도의 비선형적인 변화는 공급 롤(260)에서 공급되는 필름(230)에 걸리는 장력의 비선형적 변화를 수반하게 되어 필름(230)에 걸리는 장력(T1,T2)의 변화에 대한 대응을 어렵게 한다.
따라서, 본 발명에서는 제어 장치(292)가 예를 들어 내장된 룩업테이블 또는 비선형 함수를 선형화하도록 해주는 선형화 연산프로그램을 사용하여 댄서 암(276)의 변위 각도의 비선형값에 대응하여 서보 모터(294)의 토크값을 선형화된 토크값으로 보상하여 연산해줌으로써 서보 모터(294)의 토크값이 선형화 특성을 갖도록 출력할 수 있다. 그 결과, 댄서 암(276)의 변위 각도의 비선형 특성과 무관하게 서보 모터(294)의 토크값이 선형화 특성을 갖게 되어 공급 롤(260)의 회전축(262)의 회전 속도 및 그에 따른 필름(230)의 장력의 변화도 선형적으로 가변된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)는 댄서 암(274)의 회전을 억제하는 밸런스 장치(279)를 추가로 포함할 수 있다. 밸런스 장치(279)는 댄서 암(274)에 수직한 방향으로 연장되는 연결 부재(279a); 및 상기 연결 부재(279a)의 외측 단부와 상기 댄서 지지부재(271)에 각각 연결되는 탄성 부재(279b)로 구현될 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(279b)는 연결 부재(279a)와 일정한 각도(바람직하게는 90도)를 유지하면서(즉, 비평행 상태로) 연결된다. 이러한 밸런스 장치(279)는 탄성 부재(279b)의 탄성력을 이용하여 장력(T1,T2)의 변화에 따른 댄서 암(274)의 급격한 회전을 방지하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)는 공급 롤(260)의 일측에 제공되는 지지부재(264); 및 상기 지지부재(264)에 상기 공급 롤(260)과 이격되어 장착되는 보조 롤(266)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 보조 롤(266)에 의해 필름(230)은 공급 롤(260)에 거의 반원에 가까운 상태로 감긴 상태에서 제 1 이격 지점(S1)에서 분리되어 보조 롤(266) 및 공급 롤(160)의 제 2 이격 지점(S2)을 경유하여 공급되므로, 필름(230)과 공급 롤(260) 간의 접촉 면적 및 접촉 면적의 변화가 매우 작아져 필름(230)과 공급 롤(260) 간의 마찰에 따른 필름(230)에 걸리는 장력이 현저하게 감소된다. 또한, 보조 롤(266)에 의해 공급 롤(260)과 보조 롤(266) 사이의 필름(230)에 걸리는 2개의 장력(T0a,T0b)으로 분산된다. 그에 따라, 공급 롤(260)과 상부 댄서 롤(272) 사이 및 하부 댄서 롤(278)과 제 3 가이드 롤(280c) 사이의 필름(230)에 걸리는 장력(T1,T2) 자체의 값이 현저하게 감소될 뿐만 아니라, 장력(T1,T2)의 변화도 상당히 작아지므로 장력(T1,T2)의 변화에 따른 댄서 암(276)의 변위 각도의 변화도 상당히 작아진다. 그 결과, 공급 롤(160)의 회전축(162)의 회전 속도의 변화도 상당히 작아지게 되어 제어 장치(292)에 의해 필름(230)의 장력 조절을 상당히 정밀하고 용이하게 제어하는 것이 가능해진다.
도 2d 및 도 2e는 각각 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 필름 공급 장치의 장력 조절 장치를 도시한 도면이다.
도 2d 및 도 2e를 참조하면, 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)의 장력 조절 장치(201)는 각각 2개의 보조 롤(266a,266b) 및 3개의 보조 롤(266a,266b,266c)이 사용된다는 점을 제외하고는 도 2a 및 도 2b에 도시된 필름 공급 장치(200)의 장력 조절 장치(201)와 실질적으로 동일하다.
상술한 도 2d 및 도 2e에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 필름 공급 장치(200)의 장력 조절 장치(201)는 복수의 보조 롤을 사용함으로써 필름(230)과 공급 롤(260) 간의 접촉 면적 및 접촉 면적의 변화가 추가로 감소될 뿐만 아니라, 필름(230)에 걸리는 장력도 추가로 분산된다는 장점이 달성된다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
10: 전극 적층 장치 110,120: 전극
112a,112b,122a,122b: 공간 130: 세퍼레이터/필름
144: 클램프 150: 바
160: 공급 롤 100,200: 필름 공급 장치
162,262: 회전축 170,270: 댄서
174,274: 피봇 176,276: 댄서 암
178,272,278: 댄서 롤 180a,180b,180c,290c: 가이드 롤
190, 290: 변위차계 192,292: 제어 장치
194,294: 서보 모터 201: 장력 조절 장치
264: 지지부재 266,266a,266b,266c: 보조 롤
271: 댄서 지지부재 279: 밸런스 장치
279a: 연결 부재 279b: 탄성 부재

Claims (16)

  1. 필름 공급 장치의 장력 조절 장치에 있어서,
    회전축을 구비하며 필름을 공급하는 공급 롤의 일측에 제공되는 지지부재; 및
    상기 지지부재에 상기 공급 롤과 이격되어 장착되는 보조 롤
    을 포함하고,
    상기 보조 롤은 상기 필름이 상기 공급 롤로부터 공급될 때, 상기 필름과 상기 공급 롤 간의 접촉 면적 및 상기 접촉 면적의 변화를 최소화시키는
    필름 공급 장치의 장력 조절 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 롤이 복수개 사용되는 필름 공급 장치의 장력 조절 장치.
  3. 필름 공급 장치의 장력 조절 장치에 있어서,
    댄서 암;
    상기 댄서 암의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 공급 롤로부터 공급되는 필름을 가이드하는 상부 댄서 롤;
    상기 댄서 암의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 하부 댄서 롤; 및
    상기 댄서 암이 회동 가능하도록 연결되는 피봇
    을 포함하고,
    상기 상부 댄서 롤 및 상기 하부 댄서 롤은 상기 필름의 장력 변화에 따라 상기 피봇을 중심으로 회동하는
    필름 공급 장치의 장력 조절 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 피봇은 상기 댄서 암 상에서 상기 상부 댄서 롤 및 상기 하부 댄서 롤의 중간 지점과 상기 상부 댄서 롤 사이에 위치되는 필름 공급 장치의 장력 조절 장치.
  5. 필름 공급 장치의 장력 조절 장치에 있어서,
    회전축을 구비하며 필름을 공급하는 공급 롤의 일측에 제공되는 지지부재;
    상기 지지부재에 상기 공급 롤과 이격되어 장착되는 보조 롤;
    댄서 암;
    상기 댄서 암의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 공급 롤로부터 공급되는 필름을 가이드하는 상부 댄서 롤;
    상기 댄서 암의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 하부 댄서 롤; 및
    상기 댄서 암이 회동 가능하도록 연결되는 피봇
    을 포함하고,
    상기 보조 롤은 상기 필름이 상기 공급 롤로부터 공급될 때, 상기 필름과 상기 공급 롤 간의 접촉 면적 및 상기 접촉 면적의 변화를 최소화시키며,
    상기 상부 댄서 롤 및 상기 하부 댄서 롤은 상기 필름의 장력 변화에 따라 상기 피봇을 중심으로 회동하는
    필름 공급 장치의 장력 조절 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보조 롤이 복수개 사용되는 필름 공급 장치의 장력 조절 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 피봇은 상기 댄서 암 상에서 상기 상부 댄서 롤 및 상기 하부 댄서 롤의 중간 지점과 상기 상부 댄서 롤 사이에 위치되는 필름 공급 장치의 장력 조절 장치.
  8. 필름 공급 장치에 있어서,
    회전축을 구비하며 필름을 공급하는 공급 롤;
    댄서 암; 상기 댄서 암의 상부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 공급 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 상부 댄서 롤; 상기 댄서 암(의 하부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 상부 댄서 롤로부터 공급되는 상기 필름을 가이드하는 하부 댄서 롤; 상기 댄서 암이 회동 가능하도록 연결되는 피봇으로 구성되는 댄서;
    상기 피봇이 장착되며, 상기 댄서가 상기 피봇을 기준으로 회동하는 댄서 지지부재;
    상기 피봇에 연결되며, 상기 댄서 암의 변위 각도를 측정하는 변위차계;
    상기 회전축에 연결되며, 상기 변위차계의 상기 변위 각도에 따라 상기 회전축의 회전 속도를 조절하는 서보 모터; 및
    상기 변위차계로부터 상기 변위 각도의 입력값을 수신하고, 상기 입력값에 대응되는 토크값을 계산하며, 상기 계산된 토크값을 상기 서보 모터로 출력하는 제어 장치
    를 포함하는 필름 공급 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 필름 공급 장치는
    상기 공급 롤의 일측에 제공되는 지지부재; 및
    상기 지지부재에 상기 공급 롤과 이격되어 장착되는 보조 롤
    을 추가로 포함하는 필름 공급 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 보조 롤이 복수개 사용되는 필름 공급 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 피봇은 상기 댄서 암 상에서 상기 상부 댄서 롤 및 상기 하부 댄서 롤의 중간 지점과 상기 상부 댄서 롤 사이에 위치되는 필름 공급 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제어 장치에는 상기 변위 각도의 비선형값에 대응하여 상기 토크값을 선형화하도록 보상하여 연산해주는 룩업테이블 또는 선형화 연산프로그램이 내장되어 있는 필름 공급 장치.
  13. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 마이크로프로세서 또는 퍼스널 컴퓨터로 구현되는 필름 공급 장치.
  14. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름 공급 장치는 상기 댄서 암의 회전을 억제하는 밸런스 장치를 추가로 포함하는 필름 공급 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 밸런스 장치는
    상기 댄서 암에 수직한 방향으로 연장되는 연결 부재; 및
    상기 댄서 지지부재에 각각 연결되는 탄성 부재
    로 구현되는 필름 공급 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 상기 연결 부재와 일정한 각도를 유지하면서 연결되는 필름 공급 장치.
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