KR20130075678A - 매체 반송 장치 및 매체 반송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 매체 반송 장치로서: 상기 매체 반송 장치는 제 1 매체 반송부, 제 2 매체 반송부, 제 1 힘 변환기, 및 제어 유닛을 포함하고; 상기 제 1 매체 반송부는 제 1 반송 표면 및 제 1 구동 유닛을 갖고, 기판 매체를 운반하도록 구성 및 작동되고; 상기 제 2 매체 반송부는 제 2 반송 표면 및 제 2 구동 유닛을 구비하고, 상기 제 1 매체 반송부로부터 상기 기판 매체를 수용하고 상기 기판 매체를 운반하도록 구성 및 작동되고; 상기 제 1 힘 변환기는 상기 제 1 매체 반송부와 제 2 매체 반송부 사이의 제 1 상대적 힘을 측정하고, 또 상기 제 1 상대적 힘과 관련되는 제 1 힘 신호를 출력하도록 작동하고; 상기 제어 유닛은 상기 제 1 힘 신호를 수신하도록, 그리고 제 1 및 제 2 구동 유닛 중의 적어도 하나에 소정의 값과 상기 제 1 힘 신호의 비교에 의존하는 제어 신호를 출력하도록 구성 및 작동되고, 상기 제어 신호는 상기 제 1 힘 신호를 소정의 값에 또는 약 소정의 값 이하에 유지하기 위해 각각의 상기 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록 각각의 상기 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령하는, 매체 반송 장치가 제공된다. 또한 매체 반송 장치를 사용하기 위한 방법이 제공된다.

Description

매체 반송 장치 및 매체 반송 방법{A MEDIA TRANSPORT APPARATUS AND A MEDIA TRANSPORT METHOD}
본 발명은 문서 작성 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 마킹 구역으로부터 하류측 조작 장치까지 기판 매체의 고도의 동작 품질의 이송을 제공하는 마킹 스테이션 내의 기판 매체 조작 시스템 및 방법에 관한 것이다.
특히 고정 프린트 헤드들을 이용하는 다이렉트 마킹 인쇄 적용에서, 속도 불안정 또는 불연속이 없는 기판 매체의 고도의 동작 품질이 고품질의 화상 생산을 달성하기 위해 필요하다. 그러나, 마킹 구역 반송 기구로부터 하류측 반송 기구로의 기판 매체의 이송은 동작 품질에 불안정을 일으킬 수 있고, 이것은 문서 상에 원하지 않는 화상 아티팩트 (image artifacts) 를 초래할 수 있다.
하나의 가능성 있는 해결책은 반송 중에 기판 매체에 의도적인 왜곡 (buckle) 을 도입하는 것이다. 이러한 방법으로, 동작 품질에 대한 임의의 불안정은 상기 왜곡에 의해 흡수될 수 있고, 기판 매체의 평평한 부분은 일반적으로 불안정화되지 않는다. 유감스럽게도, 이 기법은 특히 매체 기판에 영구적인 손상을 유발하지 않고 왜곡시킬 수 있는 경량의 매체 유형에 적용될 수 있을 뿐이다. 이 기법은 예를 들면 최대 약 26 내지 29 포인트 (즉, 약 0.026 ~ 0.029 인치의 두께) 사이의 판지를 포함하는 더 무겁고 더 강성이 큰 기판에는 적합하지 않다. 그러므로, 많은 유형의 기판 매체에 적합한 해결책이 요망된다.
종래 기술의 이들 및 기타 약점, 결점, 및 결핍들을 극복하기 위해, 본 발명에 따르면 제 1 반송 표면 및 제 1 구동 유닛을 갖는 제 1 매체 반송부를 포함하는 매체 반송 장치가 제공되고, 제 1 매체 반송부는 기판 매체를 운반하도록 구성되고 작동한다. 제 2 반송 표면 및 제 2 구동 유닛을 갖는 제 2 매체 반송부는 제 1 매체 반송부로부터 기판 매체를 수용하여 이 기판 매체를 운반한다. 제 1 힘 변환기는 제 1 매체 반송부와 제 2 매체 반송부 사이의 제 1 상대적 힘을 측정하고, 이 제 1 상대적 힘과 관련되는 제 1 힘 신호를 출력한다. 제어 유닛은 제 1 힘 신호를 수신하고, 제 1 및 제 2 구동 유닛 중의 적어도 하나에 소정의 값과 제 1 힘 신호의 비교에 의존하는 제어 신호를 출력한다. 제어 신호는 제 1 힘 신호를 약 소정의 값에 또는 약 소정의 값 이하에 유지하기 위해 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령한다.
본 발명에 따른 매체 반송 장치에서, 제 1 힘 변환기는 로드 셀 스트레인 게이지 (load cell strain gauge) 를 포함할 수 있다. 제 1 힘 변환기는 제 1 매체 반송부 또는 제 2 매체 반송부의 프로세스 방향과 일반적으로 정렬되는 제 1 상대적 힘의 성분을 측정하도록 임의로 작동한다.
제 1 및 제 2 매체 반송부들 중의 적어도 하나는 각각의 섀시 본체에 임의로 장착되고, 제 1 힘 변환기는 이 섀시 본체와의 계면에 장착된다. 마찰 감소 장착부는 임의로 제 2 반송 장치의 프로세스 방향과 일반적으로 정렬되는 적어도 하나의 자유도를 제공하도록 구성되는 제 2 반송 장치를 지지한다.
임의로, 제 1 및 제 2 반송부들 중의 적어도 하나는 기판 매체를 각각의 제 1 및 제 2 반송 표면에 유지하기 위해 각각의 제 1 또는 제 2 홀드 다운력 (hold down forces) 을 발생시키도록 작동한다. 제 1 또는 제 2 홀드 다운력은 공기압 차, 정전장 (electrostatic field), 또는 이들의 조합 중의 임의의 것에 의해 생성될 수 있다.
특정의 실시예들에서, 동작 인코더는 제 1 반송 표면 및 그 상면의 기판 매체 중의 적어도 하나와 작동 연결되고, 제 1 동작 인코더는 제 1 반송 표면 또는 기판 매체의 동작과 관련되는 제 1 동작 신호를 출력하도록 구성 및 작동된다.
본 발명의 추가의 실시예에 따르면, 제 3 반송 표면 및 제 3 구동 유닛을 갖는 제 3 매체 반송부는 제 2 매체 반송부로부터 기판 매체를 수용하고 이 기판 매체를 운반하도록 구성 및 작동된다. 제 2 힘 변환기는 제 2 매체 반송부와 제 3 매체 반송부 사이의 상대적 힘을 측정하고, 이 상대적 힘과 관련된 제 2 힘 신호를 출력한다. 제어 유닛에 의해 출력된 제어 신호는 제 1 힘 신호와 제 2 힘 신호 사이의 차이를 약 소정의 값에 또는 약 소정의 값 이하의 값에 유지하기 위해 각각의 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록 각각의 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령한다. 제 3 매체 반송부는 이것을 지지하는 마찰 감소 장착부를 포함할 수 있고, 이 마찰 감소 장착부는 일반적으로 제 3 매체 반송부의 프로세스 방향으로 적어도 하나의 자유도를 제공한다.
본 발명에 따르면 또한 기판 매체가 제 1 반송 표면 및 제 1 구동 유닛을 갖는 제 1 매체 반송부로부터 제 2 반송 표면 및 제 2 구동 유닛을 갖는 제 2 매체 반송부까지 운반되는 매체 반송 방법이 제공된다. 제 1 매체 반송부와 제 2 매체 반송부 사이의 제 1 상대적 힘이 측정되고, 제 1 상대적 힘과 관련된 제 1 힘 신호가 출력된다. 제 1 힘 신호는 제어 유닛에서 수신되고, 그리고 이 제어 유닛은 소정의 값과 제 1 힘 신호의 비교에 의존하는 제어 신호를 제 1 및 제 2 구동 유닛 중의 적어도 하나에 출력한다. 제어 신호는 제 1 힘 신호를 약 소정의 값에 또는 약 소정의 값 이하에 유지하기 위해 각각의 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록, 제어 신호를 수신하는 각각의 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령한다.
본 발명의 추가의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 매체 반송부 중의 적어도 하나는 섀시 본체에 장착되고, 제 1 힘 변환기는 섀시 본체와의 계면에 장착된다. 제 1 힘 변환기는 제 1 매체 반송부 또는 제 2 매체 반송부의 프로세스 방향과 일반적으로 정렬되는 제 1 상대적 힘의 성분을 측정할 수 있다. 제 2 반송 장치는 이 제 2 반송 장치의 프로세스 방향에 일반적으로 정렬되는 적어도 하나의 자유도를 제공하도록 구성되는 마찰 감소 장착부에 의해 임의로 지지될 수 있다.
제 1 또는 제 2 매체 반송부는 기판 매체를, 예를 들면, 공기압 차, 정전장, 또는 이들의 조합에 의해 각각의 제 1 및 제 2 반송 표면에 유지하도록 작동하는 각각의 제 1 또는 제 2 홀드 다운력을 발생할 수 있다. 제 1 동작 인코더는 제 1 반송 표면 및 그 위의 기판 매체 중의 적어도 하나와 임의로 연결되고, 제 1 동작 인코더로부터의 제 1 반송 표면 또는 기판 매체의 동작과 관련되는 제 1 동작 신호를 출력한다.
더 추가의 실시예들에서, 기판 매체는 제 2 매체로부터 제 3 반송 표면 및 제 3 구동 유닛을 갖는 제 3 매체 반송부로 더 운반될 수 있다. 제 2 매체 반송부와 제 3 매체 반송부 사이의 제 2 상대적 힘이 측정되고, 제 2 상대적 힘과 관련된 제 2 힘 신호는 제어 유닛으로 출력된다. 제어 유닛에 의해 출력된 제어 신호는 제 1 힘 신호와 제 2 힘 신호 사이의 차를 약 소정의 값에 또는 약 소정의 값 이하에 유지하기 위해 각각의 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록 각각의 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령한다. 제 3 반송 장치는 제 3 반송 장치의 프로세스 방향과 일반적으로 정렬되는 적어도 하나의 자유도를 제공하도록 구성되는 마찰 감소 장착부에 의해 임의로 지지될 수 있다.
본원의 이들 및 기타의 목적, 목표 및 이점은 첨부한 도면과 관련하여 예시적인 실시예의 아래의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
일부의 실시예들이 예시로서 도시되었고, 첨부한 도면들에 제한되지 않고, 여기서 동일한 도면부호는 다수의 도면을 통해 동일한 구조를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프린터를 도시한다;
도 2는 기판 매체를 위한 동작 제어도를 개략적으로 도시한다;
도 3a 및 도 3b는 본 발명과 일치하는 시스템의 실험적 실시로부터 유도된 데이터의 그래프이다; 그리고
도 4는 본 발명에 따른 기판 매체를 위한 동작 제어도의 대안적 실시예를 도시한다.
본 명세서에서 사용되는 "프린터"라 함은 잉크, 토너 등을 사용하여 기판 매체 상에 화상을 형성하기 위한 임의의 기기, 기계, 장치를 말한다. "프린터"는 임의의 목적을 위한 인쇄 출력 기능을 실행하는 복사기, 서적 제작 기계, 팩시밀리 기계, 복합기 등과 같은 임의의 장치를 포함할 수 있다. 단색 프린터가 기재되는 경우, 이 발명은 기판 매체 상에 다색 화상을 형성하기 위해 하나 이상의 색상 (예를 들면, 적색, 청색, 녹색, 흑색, 청녹색, 적자색, 황색, 투명색 (clear) 등) 의 잉크 또는 토너를 사용하는 인쇄 시스템을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는, "기판 매체 (substrate media)"라 함은 종이 (예를 들면, 1 장의 종이, 긴 웨브의 종이, 1 림 (ream) 의 종이 등), 투명 필름, 양피지, 필름, 직물, 플라스틱, 최대 약 26 내지 29 포인트 (즉, 약 0.026 ~ 0.029 인치의 두께) 사이의 판지, 또는 화상이 인쇄되거나 배치될 수 있는 기타 기판과 같은 실체적 매체를 말한다.
본 명세서에서 사용되는 "프로세스 경로 (process path)"라 함은 기판 매체의 일면 또는 양면 상에 프린터에 의해 인쇄될 기판 매체의 유닛이 프린터를 통해 통과하는 경로를 말한다. 이 프로세스 경로의 개시부로부터 프로세스 경로의 말단부까지 프로세스 경로를 따라 이동하는 기판 매체의 유닛은 "프로세스 방향"으로 이동한다고 말한다.
본 명세서에서 명사로 사용되는 "반송부 (transport)"는 "매체 반송부" 또는 "반송 장치"를 말하고, 각각 및 모두는 화상이 마킹될 프린터를 통해 기판 매체를 운반하도록 작동되는 기계식 기기를 말한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린터 (10) 가 도시되어 있다. 프린터 (10) 는 매체 공급 유닛 (12) 을 포함할 수 있고, 이 매체 공급 유닛 (12) 내에 하나 이상의 유형의 기판 매체가 보관될 수 있고, 또 이 매체 공급 유닛 (12) 으로부터 기판 매체가, 예를 들면 절단된 시트 매체가 1 매씩 화상으로 마킹되기 위해 공급될 수 있다. 매체 공급 유닛 (12) 은 기판 매체를 마킹 유닛 (14) 에 배송한다. 이 마킹 유닛은 예를 들면 마무리 작업을 위해 기판을 준비시킬 수 있는 계면 모듈 (16) 에 마킹된 기판 매체를 배송한다. 임의로 이 프린터 (10) 는 마무리 유닛 (도시되지 않음) 을 포함할 수 있고, 이 마무리 유닛은 계면 모듈 (16) 로부터 인쇄된 문서를 수용한다. 이 마무리 유닛은, 예를 들면, 스태킹 (stacking), 소팅 (sorting), 콜레이팅 (collating), 스태플링 (stapling), 천공 (hole-punching) 등에 의해 문서를 마무리한다.
마킹 유닛 (14) 은 이 마킹 유닛 (14) 내에 마킹 구역 (20) 을 포함한다. 마킹 구역 (20) 은 마킹 엔진, 본 실시 형태에서는 하나 이상의 프린트 헤드들 (22a, 22b, 등), 집합적으로 프린트 헤드들 (22) 을 갖는 잉크젯 마킹 엔진을 포함하며, 임의의 프린트 헤드는 기판 매체를 직접 마크하고 그럼으로써 기판 매체에 화상을 형성하도록 작동한다. 프린트 헤드 (22a) 에서 사용될 수 있는 단지 하나의 실시 형태로서의 하나의 기술은 잉크젯 프린트 헤드 구조이다. 잉크젯 프린트 헤드는 리저버 (reservoir; 24a, 24b 등) 로부터 잉크를 인출할 수 있다. 마킹 구역 반송부 (26) 는 예를 들면 제한 없이 정전 수단 또는 진공 수단에 의해 기판 매체를 그 자체 내에 확실하게 유지하도록 작동한다. 다른 실시예에서, 마킹 엔진은 정전 (제로그래픽) 전사, 또는 더 구어적인 표현으로 레이저 인쇄를 포함하는 인쇄 또는 문서 작성을 위한 임의의 기술을 포함할 수 있다.
이 마킹 구역 반송부 (26) 는, 기판 매체의 동작의 적극적인 제어에 의해, 예를 들면 롤러 닙 (28) 에 의해 마킹 구역 (20) 을 향해 배송된 기판 매체를 수용하고, 이 기판 매체를 마킹 구역 (20) 을 향해, 그 내부로, 그것을 통과하여, 그 외부로 및 마킹 구역 (20) 으로부터 멀어지는 방향으로 운반하도록 더욱 작동한다. 이 마킹 구역 반송부 (26) 는 프린트 헤드가 기판 매체에 마킹할 수 있도록 프린트 헤드들 (22) 에 충분하게 근접하여 마킹 구역 (20) 내에서 기판 매체를 유지하지만, 기판 매체가 프린트 헤드들과 접촉하는 것을 방지한다.
마킹 구역 반송부 (26) 는 기판 매체를 추가의 처리를 위해 하류측 반송부 (30) 로 이송하도록 구성 및 작동된다. 단지 실시 형태로서, 하류측 반송부 (30) 는 마킹 구역 반송부 (26) 로부터 기판 매체를 수용하고, 처리될 이 기판 매체를 자외선 경화, 용융, 확산 (spreading), 건조 등 (이들의 임의의 또는 일부의 조합이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한 포함될 수 있음) 을 제한 없이 포함하는 후-마킹 (post-marking) 공정부 (32) 로 배송한다. 물론 필요에 따라 후-마킹 공정부 (32) 는 생략될 수 있다.
본 명세서에 기재된 발명의 이 실시예에서, 양자 사이에서 동작이 동조되는 기판 매체 반송부 (26, 30) 는 모두 인쇄 유닛 (14) 내에 배치된다. 그러나, 본 발명에 비추어 본 기술분야의 당업자는, 본 발명이 모두 출원인의 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서, 매체 공급 유닛 (12), 마킹 유닛 (14), 또는 처리 유닛 (16), 또는 기판 매체가 반송되는 실질적으로 임의의 다른 유닛 내에서 또는 사이에서 인접하는 반송부들 사이에서 기판 매체를 이송하기 위해 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이제 도 2를 참조하면, 마킹 구역 반송부 (26) 와 하류측 반송부 (30) 사이에서 이송되는 기판 매체를 위한 동작 제어도가 개략적으로 도시되어 있다. 마킹 구역 반송부 (26) 는 무한 벨트 (38) 및 롤러 (32, 34, 36) 주위의 경로를 포함한다. 이 경우, 롤러 34 는 구동 롤러로서, 롤러 36 는 장력 롤러로서, 그리고 롤러 32 는 조향 (steering) 롤러로서 작용한다. 기타 구조들은 본 기술분야의 당업자에게 본 발명의 범위 내의 것으로서 이해될 것이다. 마킹 구역 반송 구동 유닛 (40) 은 구동 롤러 (34) 에 작동 연결되는 모터 (도시되지 않음) 에 명령함으로써 구동 롤러 (34) 의 동작을 제어한다. 특정의 실시예에서 무한 벨트 (38) 는 공기 투과성이고, 진공 홀드-다운 매니폴드 (42) 는 프린트 헤드 (22) 의 하측을 통과하는 무한 벨트 (38) 의 하측에 위치하고, 즉 무한 벨트는 적어도 부분적으로 진공 홀드-다운 매니폴드 (42) 와 프린트 헤드들 (22) 사이에 위치한다. 이 진공 홀드-다운 매니폴드 (42) 는 상면에 음의 대기압을 도입하고, 그 결과 이 상면은 공기 투과성 무한 벨트 (34) 를 통해 공기를 흡인한다. 무한 벨트 (38) 상에 놓인 하나의 유닛 (unit) 의 기판 매체는 무한 벨트 (38) 및 진공 홀드 다운 매니폴드 (42) 를 통과하는 공기류에 의해 그리고 또한 기판 매체 (15) 의 대향측 사이의 공기압 차에 의해 무한 벨트 (38) 에 흡착된다. 진공 홀드 다운 매니폴드 (42) 는 라인 (74) 을 통해 음의 진공 공기압 공급원 (72) 과 유체 연통한다. 유동 라인 (74) 은 예를 들면 유량 제어 밸브 (76), 압력 조절기 등을 제공하여 임의로 제어되거나 변경될 수 있다. 대안적으로, 진공 공급원 (72) 자체는 가변 진공압을 제공하도록 구성될 수 있다. 인쇄 구역 반송부 (26) 는 마킹 유닛 (14) 의 프레임 또는 섀시 부분 (44) 의 측부, 상부, 또는 대향부에 장착된다.
도 2에는 하류측 반송부 (30) 가 더 도시되어 있다. 본 실시 형태에서, 하류측 반송부 (30) 도 무한 벨트 (56) 및 다수의 롤러 (52, 54) 주위의 경로를 사용하고, 롤러는 본 실시 형태의 경우에는 2 개 이지만 인쇄 구역 반송부 (26) 와 유사하게 3 개 이상이 임의로 사용될 수 있다. 하류측 반송부 (30) 의 적어도 하나의 롤러, 예를 들면 롤러 54 는 구동 롤러이고, 롤러들 중의 다른 롤러들, 예를 들면 롤러 52 는 아이들러 (들) 및/또는 조향 롤러이다. 하류측 반송 구동 유닛 (58) 은 구동 롤러 (54) 에 작동 가능하게 부착된 모터 (도시되지 않음) 에 명령함으로써 구동 롤러 (54) 의 동작을 제어한다. 본 실시 형태에서, 무한 벨트 (56) 도 또한 공기 투과성 무한 벨트이고, 하류측 반송부 (30) 는 무한 벨트 (56) 의 적어도 일부분의 하측에 진공 홀드 다운 매니폴드 (62) 를 구비한다.
더욱이, 대안적인 홀드 다운 수단, 예를 들면 본 기술분야에 공지된 바와 같은 정전 홀드 다운 시스템이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 각각의 진공 홀드 다운 매니폴드 (42, 62) 에 추가하여 또는 그것 대신에 마킹 구역 반송부 (26) 및/또는 하류측 반송부 (30) 와 관련하여 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
하류측 반송부 (30) 는 섀시 프레임 (60) 에 장착되거나 섀시 프레임 (60) 에 의해 지지된다. 섀시 프레임 (60) 은 더욱이 기판 매체 (15) 가 프린터 (10) 를 통해 이동하는 프로세스 방향과 정렬되는 적어도 하나의 자유도를 구비하는 마찰 감소 슬라이드 (64) 를 통해 마킹 유닛 (14) 에 임의로 연결된다. 임의적 슬라이드 (64) 는 리니어 볼 베어링 슬라이드를 포함하는 리니어 슬라이드일 수 있거나, 또는 프로세스 방향 및 이 프로세스 방향의 측방향의 양 방향으로 섀시 프레임 (60) 에 동작의 자유도를 부여하는 추가의 자유도, 예를 들면 유체막 (예를 들면 오일) 상에 섀시 프레임 (60) 을 지지하기 위한 수단을 제공할 수 있다.
하류측 반송 섀시 (60) 와 인쇄 구역 반송부 (26) 가 장착되는 프레임 또는 섀시 (44) 사이의 계면은 힘 변환기 (70) 에 의해 모니터링된다. 힘 변환기 (70) 는 스트레인 게이지, 로드 셀, 또는 하류측 섀시 (60) 와 인쇄 구역 반송부 섀시 (44) 사이의 힘을 측정 및/또는 결정하기 위한 기타 수단일 수 있다. 하류측 반송부 (60) 는 임의적 슬라이드 (64) 등에 의해 분리되고, 그 결과 하류측 반송부 (30) 와 인쇄 구역 반송부 (26) 사이의 상대적 힘은 힘 변환기 (70) 에 의해 검출될 수 있을 것이다.
대안적 실시예에서, 하류측 반송부 (30) 는 슬라이드 (64) 에 장착되지 않고, 섀시 (60) 에 직접 장착된다. 그 결과 섀시 (60) 는 섀시 (60) 와 프레임 (44) 사이의 상대적인 힘이 힘 변환기 (70) 에 의해 결정되는 방식으로 프레임 (44) 상에 지지될 수 있다. 단지 실시 형태로서, 피봇 연결부가 프레임 (44) 과 섀시 (60) 사이에 존재할 수 있고, 프레임 (44) 과 섀시 (60) 사이의 계면의 제 2 점에 힘 변환기가 결합될 수 있다. 프레임 (44) 과 섀시 (60) 사이의 힘의 중력 성분을 확인하기 위해 적절한 계산이 행해질 수 있다.
작동 시, 기판 매체 (15) 가 인쇄 구역 (20) 에 인접하여 인쇄 구역 반송부 (26) 로부터 하류측 반송부 (30) 까지 이송되는 중에, 기판 매체 (15) 의 동작 품질에 대한 중단 또는 불안정이 없는 것이 바람직하다. 동작 불안정 중의 하나의 원인은 2 개의 반송부들 사이의 속도 불일치일 수 있다. 이 경우, 하류측 반송부가 기판 매체 (15) 상에 힘을 발휘할 때, 속도 불일치는 기판 매체 (15) 상의 힘 또는 당김 (tugging) 으로서, 궁극적으로는 동작 품질, 예를 들면 인쇄 구역 (20) 을 통한 기판 매체 (15) 의 동작의 정속도 특성에 대한 불안정으로서 발현될 것이다. 이 힘이 커질 때, 기판 매체는 화상 왜곡 및/또는 원하지 않는 아티팩트를 초래하는 슬립을 일으킬 수 있다.
그러므로, 제어 시스템 (90) 이 공급원 변환기 (70) 로부터 피드백 데이터로서의 출력 신호 (92) 를 사용하여 형성된다. 시트 (sheet) 힘 설정점 (84) 이 설정된다. 힘 변환기 (70) 로부터의 신호 (92) 와 함께 가산 접점 (summing junction; 82) 으로 전송되는 시트 힘 설정점을 나타내는 신호에 대하여 통상 0 레벨 그러나 수 레벨의 힘이 바람직할 수 있다. 합계 명령 (96) 의 출력이 인쇄 구역 반송부 (26) 및 하류측 반송부 (30) 중의 하나 또는 양자의 속도를 결정하기 위한 비례-적분-미분 (PID) 제어 알고리즘을 포함하는 제어기 (80) 로 전송된다. 이 제어기 (80) 는 하류측 반송부 구동 롤러 (54) 의 제어를 위해 구동 유닛 (58) 을 향하는 제어 신호 (98) 를 출력한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이 제어기 (80) 는 인쇄 구역 반송부 구동 롤러 (34) 의 제어를 위해 인쇄 구역 반송부 구동 유닛 (40) 에 신호 (94) 를 전송할 수 있다. 이러한 방법으로, 힘 피드백 제어는 2 개의 반송 유닛들 사이의 속도 일치를 유지한다.
이제 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 일반적으로 일치하는 힘 피드백 시스템의 실험적 실시로부터 유도된 데이터가 도시되어 있다. 도 3a에서, 그래프 (100) 는 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 데이터 플롯에 따라 속도 (m/초) 및 힘 (뉴톤) 을 교대로 측정하는 종속 수직축 (102) 에 의해 정의된다. 독립 수평축 (104) 은 인쇄 프로세스의 베이스 라인 (base line) 개시로부터의 시간 (초) 을 표현한다.
그래프 (100) 의 선 110 은 표면 인코더 (로터리 표면 인코더 (76), 도 2) 로부터 유도된, 인쇄 구역 (20) 에서의 기판 매체 (15) 의 표면 속도를 표시하는 데이터를 나타낸다. 데이터 선 112 은 하류측 반송부 (30) 의 진공 벨트를 구동하는 스테퍼 (stepper) 모터의 스테퍼 속도를 표시한다. 이 경우, 스테퍼 속도 (112) 는 일정하게 제어된다. 데이터 선 114 은 힘 변환기 (70) 에 의해 측정된 섀시 프레임 (60) 과 프레임 (44) 사이의 계면 힘을 표시한다. 그래프 (100) 에 도시된 바와 같이, 시트 매체 (15) 가 일반적으로 수직선 118 의 시간 T1으로 표시되는, 반송부들 (26, 30) 사이의 간격을 메우기 까지, 계면 힘 (114) 은 공칭 대역 (nominal band; 116) 내에서 일반적으로 변동한다. 계면의 시간으로부터, 이 계면 힘 (114) 은 급상승하여 수직선 120 으로 표시되는 시간 T2 에서 최대치에 도달한다. 계면 힘 (114) 의 최대치의 주위에서, 기판 매체 (15) 의 표면 속도 (110) 의 불안정은 일반적으로 122에서 표시된다. 계면 힘 (115) 의 최대치로부터의 감소는 기판 매체 내의 미끄러짐 (slippage) 의 결과이고, 이 미끄러짐은 122 에서 동작 품질의 불안정으로서 발현된다.
다음에 도 3b를 참조하면, 도 3a의 그래프 (100) 의 축들과 유사한 종속 수직축 (202) 및 독립 수평축 (204) 을 갖는 그래프 (200) 가 도시되어 있다. 속도의 표면 인코드는 데이터 선 210 으로 표시되고, 진공 벨트 구동 모터의 스테퍼 속도는 데이터 선 212 로 표시되고, 계면 힘은 데이터 선 214 로 표시된다. 그래프 (200) 및 이 그래프가 유도된 실험은 진공 벨트 스테퍼 속도 (212) 가 인쇄 구역 반송부 (26) 의 추정된 속도로 일정하게 유지되지 않는다는 점에서 이전의 실시 형태와 다르다. 오히려, 진공 벨트 스테퍼 속도 (212) 는 도 2에 도시된 힘 피드백 시스템 (90) 에 따라 제어된다. 이 경우, 계면 힘 (214) 은 이전의 실시 형태와 일반적으로 유사한 공칭 대역 (216) 내에서 변동한다. 기판 매체 (15) 는 수직선 218 로 표시되는 시간 T3 에서 하류측 반송부와 계면을 형성한다. 그러나 도 3b의 실시 형태에서, 스테퍼 속도 (212) 는 계면 힘 (214) 이 증대할 때 힘 피드백 또는 힘 변환기 (70) 에 따라 제어기 (80) 에 의해 제어되고, 스테퍼 속도 (212) 는 이전의 실시 형태에서 보이는 레벨 미만으로 계면 힘 (214) 을 제어하기 위해 감소되도록 허용된다. 결과로서, 그리고 일반적으로 도면부호 222를 참조하면, 표면 인코더 속도 (210) 는, 대폭 감소된 계면 힘 (214) 으로 인해, 이전의 실시 형태에서 나타나는 동작 품질 불안정이 없이 실질적으로 일정하게 유지된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 대안적 실시예가 도시되어 있다. 특히, 도 4의 실시예는 추가의 하류측 반송부 (310) 를 포함한다. 논의를 단순화하기 위해, 하류측 반송부 (310) 는 하류측 반송부 (30) 와 실질적으로 유사하고, 예를 들면 적어도 하나는 피동 롤러, 다른 것은 아이들러 및/또는 조향 롤러인 롤러들 (312, 314), 무한 벨트 (316) 및 롤러들 (312, 314) 의 주위의 경로를 갖는다. 이 하류측 반송부 (310) 는 섀시 프레임 (318) 에 장착되고 또 섀시 프레임 (318) 에 구비되고, 섀시 프레임 (318) 자체는 프로세스 방향으로 적어도 하나의 자유도를 갖는 슬라이드 (320) 에 임의로 장착된다.
제 2 힘 변환기 (322) 는 하류측 프레임 섀시 (318) 와 하류측 프레임 섀시 (60) 사이에 설치된다. 힘 변환기 (322) 로부터 출력된 신호 (324) 는 가산 접점 (326) 내의 힘 변환기 (70) 로부터 발생하는 신호 (42) 로부터 감산된다. 이러한 방법으로, 신호 (328) 는 피드백 공급원으로서 가산 접점 (82) 에 입력된다. 이러한 방법으로, 구동 유닛 (58) 의 피드백 제어는 하류측 반송부 (30) 에 기인하는 힘에 대해서만 기능한다. 이 피드백 힘은 하류측 유닛들에 기인하는 속도 불일치 힘들을 구동부 (58) 를 이용하여 상쇄시키려고 하지 않는다. 그러므로, 이 힘이 하류측 반송부 (310) 에 기인하는 경우, 반송부 (30) 의 과도한 감속에 의해 개시되는 불측의 왜곡은 없다.
제 1 힘 변환기 (70) 의 상기 논의를 참조하여, 제 1 하류측 반송부 (30), 제 2 하류측 반송부 (310), 이 반송부의 임의적인 각각의 섀시, 및 제 2 힘 변환기 (322) 사이의 물리적인 계면의 유사한 변형례가 본 발명의 범위 내에서 검토된다. 예를 들면, 적절한 예비 부하 (preload) 의 계산 및 표준화 (normalization) 는 마찰 감소 슬라이드 (320) 의 구조, 비용 및 지출 없이 효과적인 힘의 측정치가 결정될 수 있도록 할 것이다.

Claims (10)

  1. 매체 반송 장치로서:
    상기 매체 반송 장치는 제 1 매체 반송부, 제 2 매체 반송부, 제 1 힘 변환기, 및 제어 유닛을 포함하고;
    상기 제 1 매체 반송부는 제 1 반송 표면 및 제 1 구동 유닛을 갖고, 기판 매체를 운반하도록 구성 및 작동되고;
    상기 제 2 매체 반송부는 제 2 반송 표면 및 제 2 구동 유닛을 구비하고, 상기 제 1 매체 반송부로부터 상기 기판 매체를 수용하고 상기 기판 매체를 운반하도록 구성 및 작동되고;
    상기 제 1 힘 변환기는 상기 제 1 매체 반송부와 제 2 매체 반송부 사이의 제 1 상대적 힘을 측정하고, 또 상기 제 1 상대적 힘과 관련되는 제 1 힘 신호를 출력하도록 작동하고;
    상기 제어 유닛은 상기 제 1 힘 신호를 수신하도록, 그리고 제 1 및 제 2 구동 유닛 중의 적어도 하나에 소정의 값과 상기 제 1 힘 신호의 비교에 의존하는 제어 신호를 출력하도록 구성 및 작동되고, 상기 제어 신호는 상기 제 1 힘 신호를 상기 소정의 값에 또는 약 상기 소정의 값 이하에 유지하기 위해 각각의 상기 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록 각각의 상기 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령하는, 매체 반송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 매체 반송부 중의 적어도 하나는 각각의 섀시 본체에 장착되고, 상기 제 1 힘 변환기는 상기 섀시 본체와의 계면에 장착되는, 매체 반송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 2 반송 장치의 프로세스 방향과 일반적으로 정렬되는 적어도 하나의 자유도를 제공하도록 구성되는, 상기 제 2 반송 장치를 지지하는 마찰 감소 장착부를 더 포함하는, 매체 반송 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 매체 반송부 중의 적어도 하나는 각각의 제 1 및 제 2 반송 표면에 상기 기판 매체를 유지시키기 위해 각각의 제 1 및 제 2 홀드 다운 힘을 발생시키도록 작동되는, 매체 반송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 매체 반송 장치는 제 3 매체 반송부 및 제 2 힘 변환기를 더 포함하고;
    상기 제 3 매체 반송부는 제 3 반송 표면 및 제 3 구동 유닛을 갖고, 상기 제 2 매체 반송부로부터 상기 기판 매체를 수용하도록, 상기 기판 매체를 상기 제 3 반송 표면에 유지하도록, 그리고 상기 기판 매체를 운반하도록 구성 및 작동되고;
    상기 제 2 힘 변환기는 상기 제 2 반송부와 제 3 반송부 사이의 상대적 힘을 측정하도록, 그리고 상기 제 2 상대적 힘과 관련되는 제 2 힘 신호를 출력하도록 작동하고;
    상기 제어 유닛에 의해 출력되는 제어 신호는 상기 제 1 힘 신호와 상기 제 2 힘 신호 사이의 차를 상기 소정의 값에 또는 약 상기 소정의 값 이하에 유지하기 위해 각각의 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록 각각의 상기 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령하는, 매체 반송 장치.
  6. 매체 반송 방법으로서:
    제 1 반송 표면 및 제 1 구동 유닛을 갖는 제 1 매체 반송부로부터 제 2 반송 표면 및 제 2 구동 유닛을 갖는 제 2 매체 반송부까지 기판 매체를 운반하는 단계;
    상기 제 1 매체 반송부와 제 2 매체 반송부 사이의 제 1 상대적 힘을 측정하고, 그리고 상기 제 1 상대적 힘과 관련되는 제 1 힘 신호를 출력하는 단계;
    제어 유닛 내에서 상기 제 1 힘 신호를 수신하고, 상기 제어 유닛에 의해 소정의 값과 상기 제 1 힘 신호의 비교에 의존하는 제어 신호를 상기 제 1 및 제 2 구동 유닛 중의 적어도 하나에 출력하는 단계; 및
    상기 제 1 힘 신호를 상기 소정의 값에 또는 약 상기 소정의 값 이하에 유지하기 위해 각각의 상기 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록, 상기 제어 신호를 수신하는 각각의 상기 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령하는 단계를 포함하는, 매체 반송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 매체 반송부 중의 적어도 하나를 섀시 본체에 장착하는 단계; 및
    상기 제 1 힘 변환기를 섀시 본체와의 계면에 장착하는 단계를 더 포함하는, 매체 반송 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    제 2 반송 장치의 프로세스 방향과 일반적으로 정렬되는 적어도 하나의 자유도를 제공하도록 구성되는 마찰 감소 장착부에 의해 상기 제 2 반송 장치를 지지하는 단계를 더 포함하는, 매체 반송 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판 매체를 각각의 제 1 및 제 2 반송 표면에 유지하도록 작동하는 각각의 제 1 및 제 2 홀드 다운 힘을 발생시키는 단계를 더 포함하는, 매체 반송 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    기판 매체를 상기 제 2 매체로부터 제 3 반송 표면 및 제 3 구동 유닛을 갖는 제 3 매체 반송부로 운반하는 단계;
    상기 제 2 매체 반송부와 상기 제 3 매체 반송부 사이의 제 2 상대적 힘을 측정하고, 상기 제 2 상대적 힘과 관련되는 제 2 힘 신호를 출력하는 단계;
    상기 제어 유닛 내에서 상기 제 2 힘 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고; 그리고
    상기 제어 유닛에 의해 출력되는 제어 신호는 상기 제 1 힘 신호와 제 2 힘 신호 사이의 차를 상기 소정의 값에 또는 약 상기 소정의 값 이하에 유지하기 위해 각각의 상기 제 1 또는 제 2 매체 반송부의 동작을 구동하도록 각각의 상기 제 1 또는 제 2 구동 유닛에 명령하는, 매체 반송 방법.
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