KR20140111095A

KR20140111095A - 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20140111095A
Application number: KR1020130023951A
Authority: KR
Inventors: 이동진; 신기현; 이종수
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-09-18
Also published as: KR101493885B1

Abstract

본 발명은 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 공정 운전속도를 고려한 레이저 소결 로직 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직시스템에 있어서, 레이저 구동소자가 기판으로부터 소정거리 이격되어 배치되는 레이저 구동부(100)와, 상기 레이저 구동부(100)로부터 롤투롤의 진행방향으로 소정 거리(x) 이격되어 상기 기판 상에 센서가 배치되는 센서 구동부(200)와, 상기 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 인식부(300)와, 상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어하는 컨트롤러부(400)와, 상기 레이저 구동부, 센서 구동부, 인식부, 컨트롤러부를 제어하는 제어부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템 및 그 방법{System for Roll-to-roll continuous printing process laser sintering logic and method therefor}

본 발명은 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 공정 운전속도를 고려한 레이저 소결 로직 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

종래, 한국등록특허 제1070733호, '레이저를 이용한 잉크의 건조방법'외에 다수 출원 및 공개된 바 있다.

종래기술에 의하면, 그라비아 인쇄 방식에 의해 웹 상에 인쇄된 전도성 잉크를 건조시키는 방법에 있어서, 일방향으로 상기 웹을 이송하는 단계; 그라비아 롤의 외주연 일부를 전도성 잉크가 담겨진 잉크충전수조 내에 담가서 회전시키는 단계; 상기 그라비아 롤에 뭍혀진 전도성 잉크를 상기 웹 상에 인쇄하는 단계; 상기 웹상에 인쇄된 전도성 잉크의 레이저 파장에 대한 흡수율을 고려하여 레이저의 파장, 레이저의 출력범위 그리고 레이저의 조사 시간을 조정하는 단계; 및 상기 조정된 파장, 출력범위 그리고 조사시간에 따른 레이저를 조사하여 상기 웹 상에 인쇄된 전도성 잉크를 건조 및 큐어링시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

웹의 잉크에 레이저를 조사하여 건조되도록 하고 있으나, 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 공정 운전속도에 대한 고려하여 레이저 소결하는 레이저 소결 로직에 대한 필요가 있었다.

본 발명의 목적은 전술한 점을 감안하여 안출된 것으로, 롤투롤 연속 인쇄 공정에서 레이저 소결공정을 수행하기 위한 레이저 소결 로직 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직시스템에 있어서, 레이저 구동소자가 기판으로부터 소정거리 이격되어 배치되는 레이저 구동부(100); 상기 레이저 구동부(100)로부터 롤투롤의 진행방향으로 소정 거리(x) 이격되어 상기 기판 상에 센서가 배치되는 센서 구동부(200); 상기 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 인식부(300); 상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어하는 컨트롤러부(400); 및 상기 레이저 구동부, 센서 구동부, 인식부, 컨트롤러부를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 레이저 구동부(100)는, 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 다수의 레이저 구동소자가 일렬로 배치되도록 하는 레이저 배치모듈(110); 및 상기 레이저 배치모듈(110)을 통해 배치되는 레이저 구동소자의 위치를 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 레이저 동기화모듈(120);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 센서 구동부(200)는, 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)에 교차하는 직각방향(CD, Cross direction)으로 다수의 센서가 일렬로 배치되도록 하는 센서 배치모듈(210); 및 상기 센서 배치모듈(210)을 통해 배치되는 센서의 위치를 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 센서 동기화모듈(220);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 더욱 바람직하게 상기 레이저 구동부(100)는, 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 레이저 구동소자의 간격에 따라 레이저 빔의 세기를 조절하는 레이저 구동조절모듈(130);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 더욱 바람직하게 상기 센서 구동부(200)는, 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 센서의 간격에 따라 센서 측정 범위 및 감도를 조절하는 센서 구동조절모듈(230);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 센서 구동부(200)는, 상기 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)의 좌측으로 센서가 이격되어 배치되는 제1 센서박스(240); 상기 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 우측으로 센서가 이격되어 배치되는 제2 센서박스(250); 및 상기 레이저 구동소자, 제1 센서박스(240) 및 제2 센서박스(250)가 레일 상에 이동할 수 있도록 모터가 구비되는 모션 컨트롤러(260);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 컨트롤러부(400)는, 상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 운전속도 V(m/s)를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 것을 특징으로 한다.

또한 더욱 바람직하게 상기 센서 구동부(200)는, 상기 모션 컨트롤러(260)에 의해 움직이는 방향을 감지하여 왼쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 온(On)하고 제2 센서 박스(250)를 오프(Off)하고, 오른쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 오프(Off)하고, 제2 센서 박스(250)를 온(On)하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 컨트롤러부(400)는, 상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 웹 이송 방향과 레이저 구동부(100) 이동방향을 비교하여 레이저 이동방향이 웹 이송 방향과 같은 경우 레이저 이동속도에서 웹 이송속도를 뺀 상대속도(Vp)를 산출하는 제1 상대속도 산출모듈(410); 및 상기 레이저 이동방향이 웹 이송방향과 반대인 경우 레이저 이동속도를 웹 이송속도를 합한 상대속도(Va)를 산출하는 제2 상대속도 산출모듈(420);을 더 포함하여, 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 상대속도 V(m/s)를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 레이저 구동부(100)가 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)으로 이동할 수 있도록 하는 MD방향 레일(140); 및 상기 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 이동할 수 있도록 하는 CD방향 레일(150);을 더 포함하며, 상기 레이저 구동부(100)의 레이저 구동소자로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XL)로 이격 배치되는 트리거 기준센서(160); 상기 센서 구동부(200)로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XS)로 이격 배치되어 트리거 마크를 감지하기 위한 트리거 센서(170); 상기 센서 구동부(200)를 통해 감지된 인쇄 패턴 이미지의 x,y좌표를 산출하는 좌표 산출모듈(180); 및 상기 인쇄 패턴에 따른 경로를 선정하고, 상기 경로에 따라 레이저를 이송하여 소결하도록 하는 경로 생성모듈(190);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 경로 생성모듈(190)은, 센서 구동부의 센서와 소정거리 이격 배치되는 트리거 센서로부터 트리거 마크를 감지하는 트리거 마크 인식수단(191); 상기 센서를 통해 인쇄 패턴을 측정하여 상기 인쇄 패턴의 시작점과 도착점의 경로를 선정하는 경로 선정수단(192); 상기 경로 선정모듈을 통해 선정된 시작점과 도착점을 포함하는 공간 상의 그래프를 생성하는 공간 생성수단(193); 및 상기 공간 생성모듈을 통해 생성된 그래프 상에서 최적 경로(인쇄패턴에 따른 경로)를 선정하여 컨트롤러부로 제어신호를 보내어 상기 선정된 최적 경로에 따라 레이저를 이송하여 패턴을 소결하도록 하는 경로제어수단(194); 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 경로 생성모듈(190)은, 상기 센서를 통하여 인쇄 패턴 측정시, N-1, N, N+1번째 측정된 인쇄 패턴을 연계하여, 상기 인쇄 패턴에 따른 최적 경로를 선정하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 경로 생성모듈(190)은, 레이저 패턴 소결 완료 후, 외부로부터 수신하는 원점이동 명령 입력신호에 따라 레이저 구동소자를 원점 이동하고, 다음 패턴의 시작 좌표로 이동하도록 하는 제1 경로 이동모듈(198); 및 상기 레이저 패턴 소결 완료 후, 마지막 패턴 소결 위치 좌표를 저장하고, 다음 소결할 패턴의 edge 중 마지막 패턴 소결 위치와 근접한 edge 선정 후, 이동하도록 하는 제2 경로 이동모듈(199);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법에 있어서, (a) 제어부(500)가 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 단계; (b) 상기 제어부(500)가 컨트롤러부(400)로 전달받은 펄스 신호의 특성이 상승(rising edge)특성 또는 하강(Falling edge)특성인지 분석하는 단계; 및 (c) 상기 제어부(500)가 펄스 신호 분석결과, 상승 특성일 경우, 레이저 구동소자를 온(On)시키고, 하강 특성일 경우 레이저 구동소자를 오프(Off)시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 제 (a) 단계 이전에, (a-1) 상기 제어부(500)가 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하는 직각방향(CD)으로 다수의 레이저 구동소자 및 센서를 일렬로 배치되도록 하고, 위치를 상기 직각방향(CD)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 제 (a) 단계 이전에, (a-2) 상기 제어부(500)가 센서 구동부(200)를 통해 이송되는 웹의 움직이는 방향을 감지하여 웹의 진행방향을 판단하는 단계; (a-3) 상기 제어부(500)가 상기 제 (a-2) 단계의 판단결과, 왼쪽으로 이송하는 경우, 레이저 구동부(100)를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 좌측으로 센서가 이격되어 배치되는 제1 센서박스(210)를 온(On)하고, 상기 레이저 구동부(100)를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 우측으로 센서가 이격되어 배치되는 제2 센서박스(220)를 오프(Off)하도록 하는 단계; 및 (a-4) 상기 제어부(500)가 상기 제 (a-2) 단계의 판단결과, 오른쪽으로 이송하는 경우, 상기 제1 센서박스(210)를 오프(Off)하고, 상기 제2 센서박스(220)를 온(On)하도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 제 (c) 단계는, (c-1) 상기 제어부(500)가 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 웹 이송 방향과 레이저 구동부(100) 이동방향을 비교판단하는 단계; (c-2) 상기 제어부(500)가 상기 제 (c-1) 단계의 판단결과, 레이저 이동방향이 웹 이송 방향과 같은 경우 레이저 이동속도에서 웹 이송속도를 뺀 상대속도(Vp)를 산출하는 단계; (c-3) 상기 제어부(500)가 상기 제 (c-1) 단계의 판단결과, 상기 레이저 이동방향이 웹 이송방향과 반대인 경우 레이저 이동속도를 웹 이송속도를 합한 상대속도(Va)를 산출하는 단계; 및 (c-4) 상기 제어부(500)가 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 상기 웹 이송 방향에 따른 상대속도 Vp [V(m/s)] 또는 Va [V(m/s)]를 나눈 값을, 조사되는 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 제 (a) 단계 이전에, (a-1') 상기 제어부(500)가 센서 구동부의 센서와 소정거리 이격 배치되는 트리거 센서를 통해 트리거 마크를 감지하는 단계; (a-2') 상기 제어부(500)가 상기 센서를 통해 인쇄 패턴을 측정하여 상기 인쇄 패턴의 시작점과 도착점의 경로를 선정하는 단계; (a-3') 상기 제어부(500)가 상기 시작점과 도착점을 포함하는 공간 상의 그래프를 생성하는 단계; 및 (a-4') 상기 제어부(500)가 상기 그래프 상에서 인쇄패턴에 따른 최적 경로를 선정하고, 컨트롤러부로 제어신호를 보내어 상기 최적 경로에 따라 레이저를 이송하여 패턴을 소결하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 제 (a-4') 단계는, 상기 제어부(500)가 상기 센서를 통하여 N-1, N, N+1번째 측정된 인쇄 패턴을 연계하여, 상기 인쇄 패턴에 따른 최적 경로를 선정하도록 하는 단계인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게 상기 제 (c) 단계 이후, (d) 상기 제어부(500)가 레이저 패턴 소결 완료 후, 외부로부터 수신하는 명령 입력신호를 수신하는 단계; (e) 상기 제어부(500)가 수신하는 명령 입력신호가 원점이동 명령일 경우, 상기 레이저 구동부(100)를 원점 이동하고, 다음 패턴의 시작 좌표로 이동하도록 하는 단계; (f) 상기 제어부(500)가 마지막 패턴 소결 위치 좌표를 저장하는 단계; 및 (g) 상기 제어부(500)가 다음 소결할 패턴의 edge 중 마지막 패턴 소결 위치와 근접한 edge를 선정 후, 상기 레이저 구동부(100)를 이동하도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다수의 레이저 On-Off 제어 로직을 이용한 레이저 소결공정을 제공하고, 센서를 이용한 경로 추정 및 경로생성을 통해 레이저를 패턴 위치로 이동시켜 소결할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 레이저 구동조절모듈의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 센서 구동조절모듈의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템을 이용한 레이저 소결 로직 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템을 이용한 레이저 소결 로직 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템을 이용한 레이저 소결 로직 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10는 본 발명의 제3 실시예의 또 다른 예시에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템을 이용한 레이저 소결 로직 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11는 본 발명의 제3 실시예의 또 다른 예시에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 이동순서 선정에 대한 흐름도이다.

이하, 본 발명에 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 전체 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템은 레이저 구동부(100), 센서 구동부(200), 인식부(300), 컨트롤러부(400) 및 제어부(500)가 유기적으로 결합되어 이루어진 시스템이다.

레이저 구동부(100)는 레이저 구동소자가 기판으로부터 소정거리 이격되어 배치된다. 여기서, 레이저 구동부(100)는 레이저 배치모듈(110), 레이저 동기화 모듈(120), 레이저 구동조절모듈(130), MD방향 레일(140), CD방향 레일(150), 트리거 기준센서(160), 트리거 센서(170), 좌표 산출모듈(180), 경로 생성모듈(190)을 포함할 수 있다.

우선, 레이저 배치모듈(110)은 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction;이하 MD)에 교차하는 직각방향(CD, Cross direction;이하, CD)으로 다수의 레이저 구동소자가 일렬로 배치되도록 할 수 있다.

레이저 동기화모듈(120)은 레이저 배치모듈(110)을 통해 배치되는 레이저 구동소자의 위치를 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 구성이다.

레이저 구동조절모듈(130)은 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 레이저 구동소자의 간격에 따라 레이저 빔의 세기를 조절할 수 있다.

MD방향 레일(140)은 레이저 구동부(100)가 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)으로 이동할 수 있도록 하는 구성이다.

CD방향 레일(150)은 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 이동할 수 있도록 하는 구성이다.

트리거 기준센서(160)는 레이저 구동소자로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XL)로 이격 배치되는 구성이다.

트리거 센서(170)는 센서 구동부(200)로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XS)로 이격 배치되어 트리거 마크를 감지하기 위한 구성이다.

좌표 산출모듈(180)은 센서 구동부(200)를 통해 감지된 인쇄 패턴 이미지의 x,y좌표를 산출하는 구성이다.

경로 생성모듈(190)은 인쇄 패턴에 따른 경로를 생성하고, 상기 경로에 따라 레이저를 이송하여 소결하도록 하는 구성이다.

이러한 경로 생성모듈(190)은 센서 구동부의 센서와 소정거리 이격 배치되는 트리거 센서로부터 트리거 마크를 감지하는 트리거 마크 인식수단(191)과, 상기 센서를 통해 인쇄 패턴을 측정하여 상기 인쇄 패턴의 시작점과 도착점의 경로를 선정하는 경로 선정수단(192)과, 상기 경로 선정모듈을 통해 선정된 시작점과 도착점을 포함하는 공간 상의 그래프를 생성하는 공간 생성수단(193)과, 상기 공간 생성모듈을 통해 생성된 그래프 상에서 최적 경로(인쇄패턴에 따른 경로)를 선정하여 컨트롤러부로 제어신호를 보내어 상기 선정된 최적 경로에 따라 레이저를 이송하여 패턴을 소결하도록 하는 경로제어수단(194)을 포함할 수 있다.

여기서, 경로생성모듈(190)은 센서를 통하여 인쇄 패턴 측정시, N-1, N, N+1번째 측정된 인쇄 패턴을 연계하여, 상기 인쇄 패턴에 따른 최적 경로를 선정하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 경로 생성모듈(190)의 다른 예시를 설명하면 다음과 같다. 경로 생성모듈(190)은 센서 구동부(200)의 이미지 프로세싱을 통해 기 설정된 이동순서 기준에 따라 상기 좌표 산출모듈(180)을 통해 산출되는 좌표간 이동순서를 선정하고 이동순서에 따라 레이저 소결하도록 할 수도 있다.

이러한 제3 실시예의 다른 예시에 따른 경로 생성모듈(190)은 거리 산출모듈(195), 운전속도 측정모듈(196), 재계산 모듈(197), 제1 경로이동모듈(198), 제2 경로 이동모듈(199)을 포함할 수 있다. 거리 산출모듈(195)은 좌표간 이동순서가 N-1번째인 좌표에서 N번째 좌표까지의 거리(Xn)를 산출하기 위한 구성이다.

운전속도 측정모듈(196)은 롤투롤의 진행방향(MD)으로 레이저 이송모터 속도(Vm)를 측정하기 위한 구성이다.

재계산 모듈(197)은 레이저 이송모터 속도(Vm)에 따라 인쇄되는 패턴의 x,y좌표를 시간에 대한 함수로 재계산하기 위한 구성이다.

제1 경로 이동모듈(198)은 레이저 패턴 소결 완료 후, 외부로부터 수신하는 원점이동 명령 입력신호에 따라 레이저 구동소자를 원점 이동하고, 다음 패턴의 시작 좌표로 이동하도록 하는 구성이다.

그리고 제2 경로 이동모듈(199)은 레이저 패턴 소결 완료 후, 마지막 패턴 소결 위치 좌표를 저장하고, 다음 소결할 패턴의 edge 중 마지막 패턴 소결 위치와 근접한 edge 선정 후, 레이저 구동소자를 이동하도록 하는 구성이다.

센서 구동부(200)는 레이저 구동부(100)로부터 롤투롤의 진행방향으로 소정 거리(x) 이격되어 상기 기판 상에 센서가 배치되는 구성이다. 이러한 센서 구동부(200)는 센서 배치모듈(210), 센서 동기화모듈(220), 센서 구동조절모듈(230), 제1 센서박스(240), 제2 센서박스(250), 모션 컨트롤러(260)가 유기적으로 결합된 구성이다.

센서 배치모듈(210)은 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 다수의 센서가 일렬로 배치되도록 할 수 있다.

센서 동기화모듈(220)은 센서 배치모듈(210)을 통해 배치되는 센서의 위치를 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 구성이다.

센서 구동조절모듈(230)은 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 센서의 간격에 따라 센서 측정 범위 및 감도를 조절하는 구성이다.

제1 센서박스(240)는 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)의 좌측으로 센서가 이격되어 배치되는 구성이다.

제2 센서박스(250)는 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 우측으로 센서가 이격되어 배치되는 구성이다.

모션 컨트롤러(260)는 레이저 구동소자, 제1 센서박스(240) 및 제2 센서박스(250)가 레일 상에 이동할 수 있도록 모터가 구비되는 구성이다. 이러한 모션 컨트롤러(260)는 롤투롤의 이송되는 웹(기판)의 움직이는 방향을 감지하여 왼쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 온(On)하고 제2 센서 박스(250)를 오프(Off)하고, 오른쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 오프(Off)하고, 제2 센서 박스(250)를 온(On)하도록 할 수 있다.

인식부(300)는 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 구성이다.

컨트롤러부(400)는 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어하는 구성이다. 이러한 컨트롤러부(400)는 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 운전속도 V(m/s)를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 것을 특징으로 한다.

그리고 이러한 컨트롤러부(400)는 제1 상대속도 산출모듈(410)과 제2 상대속도 산출모듈(420)을 포함하여 구성된다.

제1 상대속도 산출모듈(410)은 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 웹 이송 방향과 레이저 구동부(100) 이동방향을 비교하여 레이저 이동방향이 웹 이송 방향과 같은 경우 레이저 이동속도에서 웹 이송속도를 뺀 상대속도(Vp)를 산출할 수 있다.

그리고 제2 상대속도 산출모듈(420)은 레이저 이동방향이 웹 이송방향과 반대인 경우 레이저 이동속도를 웹 이송속도를 합한 상대속도(Va)를 산출하는 구성이다.

이러한 컨트롤러부(400)는 레이저 이동방향과 웹 이송방향에 따라, 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 상대속도 Vp [V(m/s)] 또는 Va [V(m/s)]를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 것을 특징으로 한다.

제어부(500)는 레이저 구동부, 센서 구동부, 인식부, 컨트롤러부를 제어하는 기능을 수행한다.

-제1 실시예-

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 구성도이다.

본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 제 1실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 구동소자가 기판으로부터 소정거리 이격되어 배치되는 레이저 구동부(100)와, 상기 레이저 구동부(100)로부터 롤투롤의 진행방향으로 소정 거리(x) 이격되어 상기 기판 상에 센서가 배치되는 센서 구동부(200)와, 상기 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 인식부(300)와, 상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어하는 컨트롤러부(400)와, 상기 레이저 구동부, 센서 구동부, 인식부, 컨트롤러부를 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 예시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 레이저 구동조절모듈의 예시도이다.

제1 실시예에 따른 레이저 구동부(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)에 교차하는 직각방향(CD, Cross direction)으로 다수의 레이저 구동소자가 일렬로 배치되도록 하는 레이저 배치모듈(110)과, 상기 레이저 배치모듈(110)을 통해 배치되는 레이저 구동소자의 위치를 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 레이저 동기화모듈(120)과, 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 레이저 구동소자의 간격에 따라 레이저 빔의 세기를 조절하는 레이저 구동조절모듈(130)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 센서 구동조절모듈의 예시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 센서 구동부(200)는 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 다수의 센서가 일렬로 배치되도록 하는 센서 배치모듈(210)과, 상기 센서 배치모듈(210)을 통해 배치되는 센서의 위치를 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 센서 동기화모듈(220)과, 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 센서의 간격에 따라 센서 측정 범위 및 감도를 조절하는 센서 구동조절모듈(230)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 참고로 센서는 Area scan camera, Line scan camera, Photo electric sensor, Optical sensor 등을 포함할 수 있다.

-제2 실시예-

도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 제 2실시예에 따르면, 레이저 구동소자가 기판으로부터 소정거리 이격되어 배치되는 레이저 구동부(100)와, 상기 레이저 구동부(100)로부터 롤투롤의 진행방향으로 소정 거리(x) 이격되어 상기 기판 상에 센서가 배치되는 센서 구동부(200)와, 상기 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 인식부(300)와, 상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어하는 컨트롤러부(400)와, 상기 레이저 구동부, 센서 구동부, 인식부, 컨트롤러부를 제어하는 제어부(500)를 포함하는 구성에 있어서,

도 5에 도시된 바와 같이, 센서 구동부(200)는 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)의 좌측으로 센서가 이격되어 배치되는 제1 센서박스(240)와, 상기 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 우측으로 센서가 이격되어 배치되는 제2 센서박스(250)와, 상기 레이저 구동소자, 제1 센서박스(240) 및 제2 센서박스(250)가 레일 상에 이동할 수 있도록 모터가 구비되는 모션 컨트롤러(260)를 포함할 수 있다.

이때, 모션 컨트롤러(260)에 의해 움직이는 방향을 감지하여 왼쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 온(On)하고 제2 센서 박스(250)를 오프(Off)하고, 오른쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 오프(Off)하고, 제2 센서 박스(250)를 온(On)하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 컨트롤러부(400)는, 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 운전속도 V(m/s)를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 것을 특징으로 한다.

이러한 컨트롤러부(400)는 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 웹 이송 방향과 레이저 구동부(100) 이동방향을 비교하여 레이저 이동방향이 웹 이송 방향과 같은 경우 레이저 이동속도에서 웹 이송속도를 뺀 상대속도(Vp)를 산출하는 제1 상대속도 산출모듈(410)과, 상기 레이저 이동방향이 웹 이송방향과 반대인 경우 레이저 이동속도를 웹 이송속도를 합한 상대속도(Va)를 산출하는 제2 상대속도 산출모듈(420)을 더 포함하여, 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 상대속도 V(m/s)를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프할 수 있다.

-제3 실시예-

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템의 제 3실시예에 따르면, 레이저 구동소자가 기판으로부터 소정거리 이격되어 배치되는 레이저 구동부(100)와, 상기 레이저 구동부(100)로부터 롤투롤의 진행방향으로 소정 거리(x) 이격되어 상기 기판 상에 센서가 배치되는 센서 구동부(200)와, 상기 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 인식부(300)와, 상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어하는 컨트롤러부(400)와, 상기 레이저 구동부, 센서 구동부, 인식부, 컨트롤러부를 제어하는 제어부(500)를 포함하는 제1 실시예의 구성에 있어서,

도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 구동부(100)가 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)으로 이동할 수 있도록 하는 MD방향 레일(140)과, 상기 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 이동할 수 있도록 하는 CD방향 레일(150)을 더 포함하며, 상기 레이저 구동부(100)의 레이저 구동소자로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XL)로 이격 배치되는 트리거 기준센서(160)와, 상기 센서 구동부(200)로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XS)로 이격 배치되어 트리거 마크를 감지하기 위한 트리거 센서(170)와, 상기 센서 구동부(200)를 통해 감지된 인쇄 패턴 이미지의 x,y좌표를 산출하는 좌표 산출모듈(180)과, 인쇄 패턴에 따른 경로를 생성하고, 상기 경로에 따라 레이저를 이송하여 소결하도록 하는 경로 생성모듈(190);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제3 실시예의 경로 생성모듈(190)의 다른 예를 들면, 상기 센서 구동부(200)의 이미지 프로세싱을 통해 기 설정된 이동순서 기준에 따라 상기 좌표 산출모듈(180)을 통해 산출되는 좌표간 이동순서를 선정하고 이동순서에 따라 레이저 소결하도록 할 수도 있다.

참고로 레이저 구동부의 위치 제어를 MD, CD방향으로 이동시, xy plotter와 같이 모션 컨트롤러, 모터, 레일 등을 포함하는 장치를 이용할 수 있다.

상기 경로 생성모듈(190)은 좌표간 이동순서가 N-1번째인 좌표에서 N번째 좌표까지의 거리(Xn)를 산출하기 위한 거리산출모듈(191)과, 상기 롤투롤의 진행방향(MD)으로 레이저 이송모터 속도(Vm)를 측정하기 위한 운전속도 측정모듈(192)과, 상기 레이저 이송모터 속도(Vm)에 따라 인쇄되는 패턴의 x,y좌표를 시간에 대한 함수로 재계산하기 위한 재계산 모듈(193)과, 레이저 패턴 소결 완료 후, 외부로부터 수신하는 원점이동 명령 입력신호에 따라 레이저 구동소자를 원점 이동하고, 다음 패턴의 시작 좌표로 이동하도록 하는 제1 경로 이동모듈(194)과, 상기 레이저 패턴 소결 완료 후, 마지막 패턴 소결 위치 좌표를 저장하고, 다음 소결할 패턴의 edge 중 마지막 패턴 소결 위치와 근접한 edge 선정 후, 이동하도록 하는 제2 경로 이동모듈(195)을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 경로 추정 및 경로 생성알고리즘을 통해 레이저를 패턴 위치로 이동시켜 소결하는 것으로 area scan camera 및 line scan camera를 이용하였으나, 레이저 변위 센서 등으로 대체할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템을 이용한 레이저 소결 로직 방법을 도 7을 참조하여 살펴보면, 다음과 같다.

제어부(500)는 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 한다(S2).

다음으로 상기 제어부(500)는 컨트롤러부(400)로 전달받은 펄스 신호의 특성이 상승(rising edge)특성 또는 하강(Falling edge)특성인지 분석한다(S4).

그리고 상기 제어부(500)는 펄스 신호 분석결과, 상승 특성일 경우, 레이저 구동소자를 온(On)시키고, 하강 특성일 경우 레이저 구동소자를 오프(Off)시킨다(S6).

여기서 제 S2 단계 이전에 제어부(500)는 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하는 직각방향(CD)으로 다수의 레이저 구동소자 및 센서를 일렬로 배치되도록 하고, 위치를 상기 직각방향(CD)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시킬 수 있다(S2-1).

본 발명의 제2 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

앞서 기술한 제1 실시예에 따른 방법의 제 S2 단계 이전에 제어부(500)는 레이저 구동소자 및 센서를 동기화하고(S2-1), 센서 구동부(200)를 통해 이송되는 웹의 움직이는 방향을 감지하여 웹의 진행방향을 판단한다(S2-2).

다음으로 제어부(500)는 상기 제 (S2-2) 단계의 판단결과, 왼쪽으로 이송하는 경우, 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 좌측으로 센서가 이격되어 배치되는 제1 센서박스(240)를 온(On)하고, 상기 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 우측으로 센서가 이격되어 배치되는 제2 센서박스(250)를 오프(Off)하도록 한다(S2-3).

또한 상기 제어부(500)는 상기 제 (S2-2) 단계의 판단결과, 오른쪽으로 이송하는 경우, 상기 제1 센서박스(210)를 오프(Off)하고, 상기 제2 센서박스(220)를 온(On)하도록 한다(S2-4).

다음으로 상기 제어부(500)는 인식부(300)를 통해 펄스 신호 특성을 분석한다(S4).

다음으로 제어부(500)는 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 웹 이송 방향과 레이저 구동부(100) 이동방향을 비교판단한다(S6-1).

다음으로 상기 제어부(500)는 상기 제 (S6-1) 단계의 판단결과, 레이저 이동방향이 웹 이송 방향과 같은 경우 레이저 이동속도에서 웹 이송속도를 뺀 상대속도(Vp)를 산출한다(S6-2).

다음으로 제어부(500)는 제 (S6-1) 단계의 판단결과, 상기 레이저 이동방향이 웹 이송방향과 반대인 경우 레이저 이동속도를 웹 이송속도를 합한 상대속도(Va)를 산출한다(S6-3).

그리고 제어부(500)는 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 상기 웹 이송 방향에 따른 상대속도 Vp [V(m/s)] 또는 Va [V(m/s)]를 나눈 값을, 조사되는 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하도록 한다(S6-4).

본 발명의 제3 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법을 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

앞서 기술한 제1 실시예에 따른 방법의 제 S2 단계 이전에, 제어부(500)는 (S2-1') 상기 제어부(500)가 센서 구동부의 센서와 소정거리 이격 배치되는 트리거 센서를 통해 트리거 마크를 감지하는 단계; (S2-2') 상기 제어부(500)가 상기 센서를 통해 인쇄 패턴을 측정하여 상기 인쇄 패턴의 시작점과 도착점의 경로를 선정하는 단계; (S2-3') 상기 제어부(500)가 상기 시작점과 도착점을 포함하는 공간 상의 그래프를 생성하는 단계; 및 (S2-4') 상기 제어부(500)가 상기 그래프 상에서 인쇄패턴에 따른 최적 경로를 선정하고, 컨트롤러부로 제어신호를 보내어 상기 최적 경로에 따라 레이저를 이송하여 패턴을 소결하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 제(S2-4') 단계에서, 제어부(500)는 센서를 통해 N-1, N, N+1번째 측정된 인쇄 패턴을 연계하여, 상기 인쇄 패턴에 따른 최적 경로를 선정하도록 하는 단계인 것을 특징으로 한다.

그리고 다음으로 제어부(500)는 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤부로 펄스 신호를 전달한다(S2).

다음으로 제어부(500)는 인식부를 통해 펄스 신호특성을 분석한다(S4).

다음으로 제어부(500)는 레이저 구동소자 온(On) 또는 오프(Off)제어한다(S6).

앞서 기술한 제1 실시예의 제 (S6) 단계 이후, 제어부(500)는 레이저 패턴 소결 완료 후, 외부로부터 수신하는 명령 입력신호를 수신한다(S8).

다음으로 제어부(500)는 수신하는 명령 입력신호가 원점이동 명령일 경우, 상기 레이저 구동부(100)를 원점 이동하고, 다음 패턴의 시작 좌표로 이동하도록 한다(S10).

다음으로 제어부(500)는 마지막 패턴 소결 위치 좌표를 저장한다(S12).

그리고 제어부(500)는 다음 소결할 패턴의 edge 중 마지막 패턴 소결 위치와 근접한 edge를 선정 후, 상기 레이저 구동부(100)를 이동하도록 하도록 한다(S14).

본 발명의 제3 실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법의 또 다른 예를 도 10를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

앞서 기술한 제1 실시예에 따른 방법의 제 S2 단계 이전에 제어부(500)는 레일을 통해 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction) 또는 상기 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하는 직각방향(CD, Cross direction)으로 이동할 수 있도록 하는 레이저 구동부(100)를 통해 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리 이격 배치되는 센서로 트리거 마크를 감지한다(S2-1').

다음으로 제어부(500)는 센서 구동부(200)를 통해 감지된 인쇄 패턴 이미지의 x,y좌표를 산출한다(S2-2').

다음으로 제어부(500)는 제(S2-2')단계에서 산출되는 좌표를 기 설정된 이동순서 기준에 따라 상기 좌표간 이동순서를 선정하고 상기 이동순서에 따라 레이저 소결하도록 한다(S2-3')

여기서, 도 11을 참조하여 설명하면, 제 (S2-3') 단계에서 제어부(500)는 상기 좌표간 이동순서가 N-1번째인 좌표에서 N번째 좌표까지의 거리(Xn)를 산출하도록 한다(S2-3'-1).

다음으로 제어부(500)는 롤투롤의 진행방향(MD)으로 레이저 이송모터 속도(Vm)를 측정하도록 한다(S2-3'-2).

그리고 제어부(500)는 상기 레이저 이송모터 속도(Vm)에 따라 인쇄되는 패턴의 x,y좌표를 시간에 대한 함수로 재계산하도록 한다(S2-3'-3).

다음으로 제어부(500)는 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤부로 펄스 신호를 전달한다(S2).

본 발명에 의하면, 다수의 레이저 On-Off 제어 로직을 이용한 레이저 소결공정을 제공하고, 센서를 이용한 경로 추정 및 경로생성을 통해 레이저를 패턴 위치로 이동시켜 소결할 수 있는 효과가 있다. 그리고 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 공정 운전속도를 고려한 레이저 소결 로직을 제공하는 효과가 있다.

100 : 레이저 구동부 110 : 레이저 배치모듈
120 : 레이저 동기화모듈 130 : 레이저 구동조절모듈
140 : MD방향 레일 150 : CD방향 레일
160 : 트리거 기준센서 170 : 트리거 센서
180 : 좌표 산출모듈 190 : 경로 생성모듈
191 : 트리거 마크 인식수단 192 : 경로 선정수단
193 : 공간 생성수단 194 : 경로제어수단
195 : 거리 산출모듈 196 : 운전속도 측정모듈
197 : 재계산 모듈 198 : 제1 경로이동모듈
199 : 제2 경로이동모듈 200 : 센서 구동부
210 : 센서 배치모듈 220 : 센서 동기화모듈
230 : 센서 구동조절모듈 240 : 제1 센서박스
250 ; 제2 센서박스 260 : 모션 컨트롤러
300 : 인식부 400 : 컨트롤러부
410 : 제1 상대속도 산출모듈 420 : 제2 상대속도 산출모듈
500 : 제어부

Claims

롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직시스템에 있어서,
레이저 구동소자가 기판으로부터 소정거리 이격되어 배치되는 레이저 구동부(100);
상기 레이저 구동부(100)로부터 롤투롤의 진행방향으로 소정 거리(x) 이격되어 상기 기판 상에 센서가 배치되는 센서 구동부(200);
상기 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 인식부(300);
상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어하는 컨트롤러부(400); 및
상기 레이저 구동부, 센서 구동부, 인식부, 컨트롤러부를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 구동부(100)는,
롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 다수의 레이저 구동소자가 일렬로 배치되도록 하는 레이저 배치모듈(110); 및
상기 레이저 배치모듈(110)을 통해 배치되는 레이저 구동소자의 위치를 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 레이저 동기화모듈(120);을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 구동부(200)는,
롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)에 교차하는 직각방향(CD, Cross direction)으로 다수의 센서가 일렬로 배치되도록 하는 센서 배치모듈(210); 및
상기 센서 배치모듈(210)을 통해 배치되는 센서의 위치를 상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 센서 동기화모듈(220);을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 레이저 구동부(100)는,
상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 레이저 구동소자의 간격에 따라 레이저 빔의 세기를 조절하는 레이저 구동조절모듈(130);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 센서 구동부(200)는,
상기 직각방향(CD, Cross direction)으로 배치되는 다수의 센서의 간격에 따라 센서 측정 범위 및 감도를 조절하는 센서 구동조절모듈(230);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 구동부(200)는,
상기 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)의 좌측으로 센서가 이격되어 배치되는 제1 센서박스(240);
상기 레이저 구동소자를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 우측으로 센서가 이격되어 배치되는 제2 센서박스(250); 및
상기 레이저 구동소자, 제1 센서박스(240) 및 제2 센서박스(250)가 레일 상에 이동할 수 있도록 모터가 구비되는 모션 컨트롤러(260);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러부(400)는,
상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 운전속도 V(m/s)를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 센서 구동부(200)는,
상기 모션 컨트롤러(260)에 의해 움직이는 방향을 감지하여 왼쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 온(On)하고 제2 센서 박스(250)를 오프(Off)하고, 오른쪽으로 이송하는 경우, 제1 센서 박스(240)를 오프(Off)하고, 제2 센서 박스(250)를 온(On)하도록 하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 컨트롤러부(400)는,
상기 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 웹 이송 방향과 레이저 구동부(100) 이동방향을 비교하여 레이저 이동방향이 웹 이송 방향과 같은 경우 레이저 이동속도에서 웹 이송속도를 뺀 상대속도(Vp)를 산출하는 제1 상대속도 산출모듈(410); 및
상기 레이저 이동방향이 웹 이송방향과 반대인 경우 레이저 이동속도를 웹 이송속도를 합한 상대속도(Va)를 산출하는 제2 상대속도 산출모듈(420);을 더 포함하여,
센서와 레이저간 거리 x(m)에서 상대속도 V(m/s)를 나눈 값에서 조사된 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 구동부(100)가 롤투롤의 진행방향(MD, Machine direction)으로 이동할 수 있도록 하는 MD방향 레일(140); 및 상기 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하여 직각방향(CD, Cross direction)으로 이동할 수 있도록 하는 CD방향 레일(150);을 더 포함하며,
상기 레이저 구동부(100)의 레이저 구동소자로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XL)로 이격 배치되는 트리거 기준센서(160);
상기 센서 구동부(200)로부터 롤투롤의 진행방향(MD)으로 소정거리(XS)로 이격 배치되어 트리거 마크를 감지하기 위한 트리거 센서(170);
상기 센서 구동부(200)를 통해 감지된 인쇄 패턴 이미지의 x,y좌표를 산출하는 좌표 산출모듈(180); 및
상기 인쇄 패턴에 따른 경로를 선정하고, 상기 경로에 따라 레이저를 이송하여 소결하도록 하는 경로 생성모듈(190);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 경로 생성모듈(190)은,
센서 구동부의 센서와 소정거리 이격 배치되는 트리거 센서로부터 트리거 마크를 감지하는 트리거 마크 인식수단(191);
상기 센서를 통해 인쇄 패턴을 측정하여 상기 인쇄 패턴의 시작점과 도착점의 경로를 선정하는 경로 선정수단(192);
상기 경로 선정모듈을 통해 선정된 시작점과 도착점을 포함하는 공간 상의 그래프를 생성하는 공간 생성수단(193); 및
상기 공간 생성모듈을 통해 생성된 그래프 상에서 최적 경로(인쇄패턴에 따른 경로)를 선정하여 컨트롤러부로 제어신호를 보내어 상기 선정된 최적 경로에 따라 레이저를 이송하여 패턴을 소결하도록 하는 경로제어수단(194); 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 경로 생성모듈(190)은,
상기 센서를 통하여 인쇄 패턴 측정시, N-1, N, N+1번째 측정된 인쇄 패턴을 연계하여, 상기 인쇄 패턴에 따른 최적 경로를 선정하도록 하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 경로 생성모듈(190)은,
레이저 패턴 소결 완료 후, 외부로부터 수신하는 원점이동 명령 입력신호에 따라 레이저 구동소자를 원점 이동하고, 다음 패턴의 시작 좌표로 이동하도록 하는 제1 경로 이동모듈(198); 및
상기 레이저 패턴 소결 완료 후, 마지막 패턴 소결 위치 좌표를 저장하고, 다음 소결할 패턴의 edge 중 마지막 패턴 소결 위치와 근접한 edge 선정 후, 이동하도록 하는 제2 경로 이동모듈(199);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 시스템.
롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법에 있어서,
(a) 제어부(500)가 센서 구동부(200)의 센서를 통해 감지되는 패턴을 인식하여 컨트롤러부(400)로 펄스 신호를 전달하도록 하는 단계;
(b) 상기 제어부(500)가 컨트롤러부(400)로 전달받은 펄스 신호의 특성이 상승(rising edge)특성 또는 하강(Falling edge)특성인지 분석하는 단계; 및
(c) 상기 제어부(500)가 펄스 신호 분석결과, 상승 특성일 경우, 레이저 구동소자를 온(On)시키고, 하강 특성일 경우 레이저 구동소자를 오프(Off)시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 (a) 단계 이전에,
(a-1) 상기 제어부(500)가 롤투롤의 진행방향(MD)에 교차하는 직각방향(CD)으로 다수의 레이저 구동소자 및 센서를 일렬로 배치되도록 하고, 위치를 상기 직각방향(CD)으로 동일 선상에 위치하도록 동기화시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 (a) 단계 이전에,
(a-2) 상기 제어부(500)가 센서 구동부(200)를 통해 이송되는 웹의 움직이는 방향을 감지하여 웹의 진행방향을 판단하는 단계;
(a-3) 상기 제어부(500)가 상기 제 (a-2) 단계의 판단결과, 왼쪽으로 이송하는 경우, 레이저 구동부(100)를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 좌측으로 센서가 이격되어 배치되는 제1 센서박스(210)를 온(On)하고, 상기 레이저 구동부(100)를 중심으로 소정 간격(x)만큼 롤투롤의 진행방향(MD)의 우측으로 센서가 이격되어 배치되는 제2 센서박스(220)를 오프(Off)하도록 하는 단계; 및
(a-4) 상기 제어부(500)가 상기 제 (a-2) 단계의 판단결과, 오른쪽으로 이송하는 경우, 상기 제1 센서박스(210)를 오프(Off)하고, 상기 제2 센서박스(220)를 온(On)하도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 (c) 단계는,
(c-1) 상기 제어부(500)가 인식부(300)로부터 수신하는 펄스 신호에 따라 상기 레이저 구동소자를 온-오프 제어시, 웹 이송 방향과 레이저 구동부(100) 이동방향을 비교판단하는 단계;
(c-2) 상기 제어부(500)가 상기 제 (c-1) 단계의 판단결과, 레이저 이동방향이 웹 이송 방향과 같은 경우 레이저 이동속도에서 웹 이송속도를 뺀 상대속도(Vp)를 산출하는 단계;
(c-3) 상기 제어부(500)가 상기 제 (c-1) 단계의 판단결과, 상기 레이저 이동방향이 웹 이송방향과 반대인 경우 레이저 이동속도를 웹 이송속도를 합한 상대속도(Va)를 산출하는 단계; 및
(c-4) 상기 제어부(500)가 센서와 레이저간 거리 x(m)에서 상기 웹 이송 방향에 따른 상대속도 Vp [V(m/s)] 또는 Va [V(m/s)]를 나눈 값을, 조사되는 레이저가 인쇄된 패턴에 도달하는 시간Tlaser(sec)를 뺀 시정수(sec) 후, 온 또는 오프하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 (a) 단계 이전에,
(a-1') 상기 제어부(500)가 센서 구동부의 센서와 소정거리 이격 배치되는 트리거 센서를 통해 트리거 마크를 감지하는 단계;
(a-2') 상기 제어부(500)가 상기 센서를 통해 인쇄 패턴을 측정하여 상기 인쇄 패턴의 시작점과 도착점의 경로를 선정하는 단계;
(a-3') 상기 제어부(500)가 상기 시작점과 도착점을 포함하는 공간 상의 그래프를 생성하는 단계; 및
(a-4') 상기 제어부(500)가 상기 그래프 상에서 인쇄패턴에 따른 최적 경로를 선정하고, 컨트롤러부로 제어신호를 보내어 상기 최적 경로에 따라 레이저를 이송하여 패턴을 소결하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 제 (a-4') 단계는, 상기 제어부(500)가 상기 센서를 통하여 N-1, N, N+1번째 측정된 인쇄 패턴을 연계하여, 상기 인쇄 패턴에 따른 최적 경로를 선정하도록 하는 단계인 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 (c) 단계 이후,
(d) 상기 제어부(500)가 레이저 패턴 소결 완료 후, 외부로부터 수신하는 명령 입력신호를 수신하는 단계;
(e) 상기 제어부(500)가 수신하는 명령 입력신호가 원점이동 명령일 경우, 상기 레이저 구동부(100)를 원점 이동하고, 다음 패턴의 시작 좌표로 이동하도록 하는 단계;
(f) 상기 제어부(500)가 마지막 패턴 소결 위치 좌표를 저장하는 단계; 및
(g) 상기 제어부(500)가 다음 소결할 패턴의 edge 중 마지막 패턴 소결 위치와 근접한 edge를 선정 후, 상기 레이저 구동부(100)를 이동하도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정에서의 레이저 소결 로직 방법.