KR20200032829A

KR20200032829A - 회전형 드럼 인쇄 장치

Info

Publication number: KR20200032829A
Application number: KR1020180111908A
Authority: KR
Inventors: 정진훈; 이희관; 사공길
Original assignee: 주식회사 직지
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-03-27
Also published as: KR102214212B1; WO2020060082A1; US20210347165A1

Abstract

본 발명은, 회전 가능하게 지지하는 베이스에 결합되어 인쇄할 대상이 되는 용지를 장착 및 분리 가능하게 마련된 드럼 형상의 드럼본체를 갖는 진공드럼부와; 용지를 적재하고 적재된 용지를 상기 진공드럼부로 공급하는 급지부와; 상기 진공드럼부에서 설정된 문자, 이미지를 포함하는 화상을 형성(인쇄)하는 프린팅헤드부와; 상기 급지부에서 상기 드럼본체로 용지를 장착 가능하게 언클램핑하고 용지를 결합하여 상기 드럼본체로 가압하는 클램핑 가능하게 상기 진공드럼부에 결합된 클램핑유닛과 상기 클램핑유닛과 연동되어 작동하도록 상기 베이스에 결합된 캠부를 포함하되, 상기 클램핑유닛은, 용지를 가압하는 클램핑위치와 용지로부터 이격되는 언클램핑위치 사이를 회전 가능하게 나이프회전축에 결합된 클램핑나이프와, 상기 캠부와 연동 가능하게 상기 나이프회전축 양단부에 결합된 한 쌍의 클램핑브래킷을 구비하며, 상기 캠부는 상기 나이프회전축이 상기 클램핑위치와 상기 언클램핑위치 사이를 회전하도록 상기 한 쌍의 클램핑브래킷에 결합된 캠접촉부재와 각각 접촉 가능하게 마련된 캠을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 다양한 두께나 무거운 인쇄용지를 포함하는 인쇄용지의 적용 범위를 확대시킬 수 있고, 다품종 소량 생산에 적절한 드럼 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

Description

회전형 드럼 인쇄 장치 {Rotating type Drum Printing Device}

본 발명은, 회전형 드럼 인쇄 장치에 관한 것으로, 특히, 드럼에 인쇄할 용지를 보다 안정적으로 클램핑 및 언클램핑하며, 다양한 재질의 인쇄용지를 적용할 수 있으며, 다품종 소량 인쇄에 적용될 수 있도록 구조를 개선한 회전형 드럼 인쇄 장치에 관한 것이다.

인간이 사회생활을 하면서 다양한 방법으로 의사를 전달하고 있다. 의사 전달 방법의 하나가 인쇄이고, 문자·그림·사진 등을 종이나 기타 물체의 표면에 일정한 방법으로 옮겨 찍어서 여러 벌의 복제물을 만드는 일이다.

다시 말해서 인쇄물을 만들기 위한 복제 기술 및 행위를 말한다. 인쇄물 본래의 기능은 시각적 전달매체이므로 인쇄는 커뮤니케이션 수단의 하나이며, 최근에는 감각·정서의 반응을 목적으로 하는 장식의 수단으로도 이용되고 있다. 인쇄물을 생산하는 데는 인쇄술, 즉 인쇄물을 만들어내기 위한 복제 기술이 사용된다. 인쇄술이란, 일정한 판면(版面)에 잉크를 묻혀서 그 잉크를 다른 재료(주로 종이가 사용되지만, 이 밖에 셀로판·폴리에틸렌·비닐·목재·유리·도자기·알루미늄·함석판 등)에 옮겨 문자나 그림 등을 다수 복제하는 기술이다. 문장은 활자나 사진식자에 의해 조판하고, 그림이나 사진은 망판·원색판·다색 옵셋판 등으로 제판하여 볼록판인쇄나 옵셋판 등으로 원고와 가급적 똑같게 복제하는 것이 그 목적이다.

인쇄는 등사판 인쇄로부터 고속윤전 인쇄에 이르기까지 그 범위가 매우 넓다. 또, 오늘날에는 소비문명의 진전에 따라 종이뿐만 아니라 금속판은 물론, 셀로판과 같은 투명체에 복제하는 인쇄도 성행하고 있으며, 비닐이나 옷감의 프린트무늬, 식기나 가구의 표면 장식 등 생활용품에 이르기까지 인쇄물이 진출하였다. 인쇄방식으로는 종래의 볼록판[凸版]·평판(平版)·오목판(凹版] 등 세 가지 형식이 이용되는 외에 공판인쇄의 이용이 증대되고 있으며, 또 누르는 힘이 없어도 인쇄되는 정전인쇄(靜電印刷) 방법이 발명되어 활발히 실용되고 있다.

본 발명은 원통 형상의 드럼 인쇄 장치와 관련된 것으로 통상의 사무용 복합기는 인쇄용지가 특정 재료에 한정되어 있고 기계 구조상 PVC 등의 두껍고 무거운 산업용 재료를 사용하기 매우 어려우나 본 발명의 인쇄 장치는 PVC를 포함하는 다양한 재질의 인쇄용지를 사용할 수 있다.

한편, 옵셋 인쇄 장치의 경우 디자인 → 필름 → 출력 → 재판 → 조색 → 셋팅 → 생산의 공정이 필요하고 하나의 장비에 투입되는 인력이 많이 소요된다. 또한, 인쇄 판재에 레이저로 작업하는 CTP(Computer to Plate)를 사용하더라도 디자인 → 재판 → 조색 → 셋팅 → 생산의 다수 공정을 거쳐 인쇄 결과물을 만들 수 있다.

[참고문헌]

일본공개특허공보 특개2002-120353호 (2002.04.23. 공개)

본 발명의 목적은, 다양한 두께나 무거운 인쇄용지를 포함하는 인쇄용지의 적용 범위를 확대시킬 수 있는 드럼 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 다품종 소량 생산에 적절한 드럼 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄용지가 회전 드럼에 경사지게 장착 내지 클램핑된 경우에도 입력되어 인쇄될 이미지를 대응하여 조절할 수 있는 드럼 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄용지의 급지부터 인쇄, 경화, 배출 및 적재까지 자동으로 이루어질 수 있는 드럼 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 회전 가능하게 지지하는 베이스에 결합되어 인쇄할 대상이 되는 용지를 장착 및 분리 가능하게 마련된 드럼 형상의 드럼본체를 갖는 진공드럼부와; 용지를 적재하고 적재된 용지를 상기 진공드럼부로 공급하는 급지부와; 상기 진공드럼부에서 설정된 문자, 이미지를 포함하는 화상을 형성(인쇄)하는 프린팅헤드부와; 상기 급지부에서 상기 드럼본체로 용지를 장착 가능하게 언클램핑하고 용지를 결합하여 상기 드럼본체로 가압하는 클램핑 가능하게 상기 진공드럼부에 결합된 클램핑유닛과 상기 클램핑유닛과 연동되어 작동하도록 상기 베이스에 결합된 캠부를 포함하되, 상기 클램핑유닛은, 용지를 가압하는 클램핑위치와 용지로부터 이격되는 언클램핑위치 사이를 회전 가능하게 나이프회전축에 결합된 클램핑나이프와, 상기 캠부와 연동 가능하게 상기 나이프회전축 양단부에 결합된 한 쌍의 클램핑브래킷을 구비하며, 상기 캠부는 상기 나이프회전축이 상기 클램핑위치와 상기 언클램핑위치 사이를 회전하도록 상기 한 쌍의 클램핑브래킷에 결합된 캠접촉부재와 각각 접촉 가능하게 마련된 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 클램핑나이프는, 탄성 변형 가능한 재질을 포함하고, 상기 드럼본체의 회전축선 방향으로 복수로 분할되어 설정된 간격으로 상기 클램핑회전축에 결합된 것이 바람직하다.

또한, 상기 급지부에서 공급된 용지가 상기 드럼본체에 장착된 이후에 상기 드럼본체를 회전시키면서 장착된 용지의 비틀림량, 기울기량을 포함하는 왜곡정도를 감지하는 비젼부를 포함하며, 상기 프링팅헤드부에서 형성할 화상을 상기 비젼부에서 감지한 상기 왜곡정도에 대응한 량만큼 보정하여 인쇄하도록 제어부에서 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프린팅헤드부로 잉크를 공급하는 잉크공급부를 더 포함하고, 상기 잉크공급부는, 잉크를 수용하는 잉크탱크와, 상기 잉크탱크로부터 펌핑된 잉크를 상기 프린팅헤드부로 공급 가능하게 상기 프린팅헤드부에 근접되게 마련된 보조잉크통과, 상기 보조잉크통과 상기 프린팅헤드부로 공급되는 잉크라인과 분기되어 상기 보조잉크통으로 공급되는 에어라인과 연통되어 잉크가 상기 에어라인으로 역류되는지를 감지 가능하게 마련된 역류방지부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 급지부에서 공급되는 용지는 상기 드럼본체에 수직으로 상기 드럼본체의 회전중심축선을 향하도록 공급되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 급지부는 결합된 용지를 상기 언클램핑 위치에서 상기 클램핑나이프가 형성한 틈새 사이로 용지가 위치하도록 용지를 회전 가능하게 마련된 흡착판회전부재를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 회전 가능하게 지지하는 베이스에 결합되어 인쇄할 대상이 되는 용지를 장착 및 분리 가능하게 마련된 드럼 형상의 드럼본체를 갖는 진공드럼부와; 용지를 적재하고 적재된 용지를 상기 진공드럼부로 공급하는 급지부와; 상기 드럼본체에 결합되어 회전하는 용지의 비틀림량, 기울기량을 포함하는 왜곡정도를 감지하는 비젼부와; 상기 진공드럼부에서 설정된 문자, 이미지를 포함하는 화상을 형성(인쇄)하는 프린팅헤드부와; 상기 프림팅헤드부로 잉크를 공급하는 잉크공급부와; 상기 프린팅헤드부에서 인쇄된 화상을 경화시키는 UV부와; 상기 드럼본체에서 인쇄된 용지를 배출하고 적재하는 배출부와; 상기 급지부에서 상기 드럼본체로 용지를 장착 가능하게 언클램핑하고 용지를 결합하여 상기 드럼본체로 가압하는 클램핑 가능하게 상기 진공드럼부에 결합된 클램핑유닛과; 상기 클램핑유닛과 연동되어 작동하도록 상기 베이스에 결합된 캠부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치에 의해서도 달성된다.

이에, 본 발명에 따르면, 다양한 두께나 무거운 인쇄용지를 포함하는 인쇄용지의 적용 범위를 확대시킬 수 있는 드럼 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

또한, 다품종 소량 생산에 적절한 드럼 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

또한, 인쇄용지가 회전 드럼에 경사지게 장착 내지 클램핑된 경우에도 입력되어 인쇄될 이미지를 대응하여 조절할 수 있는 드럼 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

또한, 인쇄용지의 공급부터 인쇄, 경화, 배출 및 적재까지 자동으로 이루어질 수 있는 드럼 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 인쇄 장치의 개략도,
도 2a 및 2b는 도 1의 용지를 클램핑 및 언클램핑하는 클램핑유닛을 설명하기 위한 진공드럼부의 평면도 및 측면도,
도 3a 및 도 3b는 클램핑유닛이 용지를 클램핑 및 언클램핑하는 과정을 설명하기 위해 캠부의 작동 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4a 및 4b는 드럼본체에 클램핑된 용지가 경사지거나 비틀어진 정도를 비젼부가 감지하고 이를 프린트하는 과정에서 제어하는 과정을 설명하기 위한 개념도,
도 5는 용지의 폭은 분할하여 인쇄하는 과정을 설명하기 위한 개념도,
도 6은 잉크공급부의 작동 과정을 설명하기 위한 개략도,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 인쇄 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 회전형 드럼 인쇄 장치(1000, 이하에서 '인쇄 장치'라 함)에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 인쇄 장치의 개략도이고, 도 2a 및 2b는 도 1의 용지를 클램핑 및 언클램핑하는 클램핑유닛을 설명하기 위한 진공드럼부의 평면도 및 측면도이며, 도 3a 및 도 3b는 클램핑유닛이 용지를 클램핑 및 언클램핑하는 과정을 설명하기 위해 캠부의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 및 4b는 드럼본체에 클램핑된 용지가 경사지거나 비틀어진 정도를 비젼부가 감지하고 이를 프린트하는 과정에서 제어하는 과정을 설명하기 위한 개념도이며, 도 5는 용지의 폭은 분할하여 인쇄하는 과정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6은 잉크공급부의 작동 과정을 설명하기 위한 개략도이며, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 인쇄 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 인쇄 장치(1000)는, 도 1 내지 도 3b 및 도 6에 도시된 바와 같이, 인쇄할 대상이 되는 인쇄용지(20)를 공급하는 급지부(1100)와, 급지된 용지(20)를 장착하여 회전하는 진공드럼부(1200)와, 진공드럼부(1200)에 클램핑 및 언클램핑하는 클램핑유닛(1400) 및 캠부(1300)와, 진공드럼부(1200)에 장착된 인쇄용지(20)의 기울기, 비틀어짐 등을 감지할 수 있는 비젼부(1600)와, 인쇄용지(20)에 입력되고 설정된 문자, 이미지 등을 포함하는 화상을 인쇄하는 프린팅헤드부(1500)와, 프린팅헤드부(1500)로 인쇄할 잉크를 공급하는 잉크공급부(1700)와, 인쇄된 용지(20)를 진공드럼부(1200)로부터 분리하여 적재하는 배출부(1800)와, 프린팅헤드부(1500)의 잉크를 회수하는 클리닝부(1900)와, 이러한 각종 구성과 신호 등을 송수신하고 전자기적인 동력을 공급하고 제어하면서 각종 구성을 제어, 통제하는 제어부(1980)로 이루어져 있다. 그리고, 인쇄 장치(1000)는 이러한 구성들을 지지하고 수용할 수 있는 미도시된 프레임을 구비하는 것이 바람직하다.

급지부(1100)는, 인쇄될 용지(20)를 적재하고 한장씩 이를 이송하여 드럼본체(1210)에 장착할 수 있도록 공급하기 위해 다양한 구성을 구비하고 있다. 배출부(1800)는 직육면체 형상으로 구비되어 인쇄될 용지(20)를 적재하고 승강 및 하강가능하게 마련된 급지테이블(1110)과, 급지테이블(1110)을 예를 들면 볼스크류를 이용하여 승강 및 하강시키는 급지리프트(1113)와, 급지리프트(1113)가 작동하는 과정에서 급지테이블(1110)이 안정적으로 이동할 수 있도록 복수로 마련된 리프트가이드(1115)와, 용지(20)를 한장씩 공급할 수 있도록 진공흡착판(미도시)을 포함하고 용지(20)가 드럼본체(1210)에 장착될 수 있도록 클램핑유닛(1400)이 언클램핑위치에서 용지를 90도에 근접되게 회전시켜 용지의 선단부 영역이 드럼본체(1210)의 원주방향을 따라 안정적으로 클램핑될 수 있도록 하는 흡착판회전부재(1123)를 갖는 급지흡착부재(1120)와, 급지흡착부재(1120)를 결합하여 용지를 적재된 위치에서 클램핑유닛(1400)이 있는 위치까지 이송시키는 이송부재(1130)와, 진공흡착판에 흡착되는 용지가 한장씩 흡착되도록 용지의 정전기를 없애주거나 각 용지를 공기 등을 이용하여 한장씩 분리시키는 미도시된 급지분리부재와 적재된 급지의 높이를 감지하는 급지높이센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

배출부(1800)에서 드럼본체(1210)로 용지를 장착하는 과정에서 보다 효과적으로 용지의 전단부(도 4a의 '20a' 참조)가 드럼본체(1210)의 직경방향에 대하여 수직하게 위치하도록 용지(20)를 정렬시키는 정렬수단(미도시)를 더 구비할 수 있다. 즉, 급지되는 용지와 배출되는 용지는 가능하면 드럼본체(1210)의 직경 방향을 향하도록 급지 또는 배출되는 것이 바람직하다. 이러한 방향을 적용하는 경우 발명자들이 다른 여러 가지 경우와 비교하기 위해 다양한 실험 내지 테스트를 한 결과 용지가 가장 효과적으로 급지 및 배출될 수 있음을 도출할 수 있었다.

다시 말하면, 배출부(1800)에서 드럼본체(1210)로 용지를 장착시키는 급지 과정은 통상의 사무실 등에서 사용하는 프린터와 상이하여 공급되는 용지를 둥근 드럼본체(1210)에 장착을 시켜야 하기 때문에 용지를 공급하는 방향은 드럼본체(1210)의 직경 방향(드럼본체의 회전중심축선을 향하는 방향)과 일치하는 것이 가장 바람직함을 본 발명자는 다양한 실험을 통해 알 수 있었다.

공급되는 용지가 PVC로 두께 0.1 ~ 0.3mm의 경우 용지를 드럼본체(1210)의 직경방향에 수직으로 공급하는 것이 이후 프린팅하는 공정에서 발생할 수 있는 다양한 문제점을 최소화시킬 수 있었다.

진공드럼부(1200)는, 드럼축(1211)에 회전 가능하게 지지어 회전하고 내부가 비어 있는 드럼본체(1210)와, 드럼본체(1210)의 회전방향을 따라 복수로 이격되어 판면에 함몰 형성된 홈인 드럼홈(1220)과 드럼홈(1220)에서 용지(20)의 전단부(20a)가 결합되는 측에 드럼본체(1210) 내부와 드럼홈(1220)이 관통되도록 관통된 진공홀(1230)을 구비하여 급지된 용지를 드럼본체(1210)에 클램핑 및 언클램핑할 수 있도록 클램핑유닛(1400)과 캠부(1300)와 연동하여 급지된 용지(20)를 안정적으로 장착될 수 있도록 하고, 드럼본체(1210)의 내부에 진공을 형성하여 진공홀(1230)과 드럼홈(1220)에도 진공이 형성되도록 하는 진공펌프(1240)와, 드럼본체(1210)의 판면에 클램핑유닛(1400)이 결합될 수 있도록 함몰된 클램핑유닛결합부(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

드럼본체(1210)의 크기는 본 발명에 따르면 A4 용지 길이방향을 따라 두 장이 장착될 수 있는 크기로 구비되어 있으나 필요에 따라 다양한 크기로 구비될 수 있음은 물론이다.

이러한 진공드럼부(1200)에 의해 급지된 용지가 드럼본체(1210)의 판면에 밀착되어 빠른 회전속도에 의해서도 장착된 용지에서는 원심력에 의해 드럼본체(1210)의 판면으로부터 분리되거나 들뜨는 형상이 발생하지 않는다.

아울러 후술하는 클램핑유닛(1400)에 의해 드럼본체(1210)에 용지의 선단부가 장착되어 드럼본체(1210)가 회전하는 과정에서 장착된 용지가 드럼본체(1210)에 밀착하도록 용지를 드럼본체(1210)측으로 눌러주는 용지가압롤부재(1140)가 급지부(1100)에 구비되어 있어 보다 효과적으로 용지가 드럼본체(1210)에 장착될 수 있다.

진공드럼부(1200)가 회전하면서 클램핑위치, 언클램핑위치, 프린팅 위치 등의 설정된 위치에 정확하게 정지, 이동하기 위해서 드럼본체(1210)에 동력을 제공하는 모터를 포함하는 드럼구동부(미도시)의 회전량을 감지하는 엔코더를 활용하여 제어부(1980)에서 제어할 수 있다.

캠부(1300)는, 진공드럼부(1200) 외측에 결합되어 클램핑유닛(1400)과 연동하여 드럼본체(1210)에 용지를 장착하는 클램핑과 분리하는 언클램핑을 수행하고, 캠축(1311)을 중심으로 회전하고 통상의 캠 구조를 갖는 캠(1310)과, 캠축(1311)에 동력을 제공하는 수단인 캠구동모터(1320)로 이루어져 있고 캠구동모터(1320)는 예를 들면 스템모터를 포함한다.

클램핑유닛(1400)은, 도 1 내지 도 3b에 도시된 보와 같이, 드럼본체(1210)에 결합되어 공급되는 용지를 클램핑하거나 인쇄가 완료된 용지를 언클램핑하는 기능을 한다. 클램핑유닛(1400)은 공급되는 용지를 클램핑하는 클램핑위치와 인쇄가 완료된 용지를 언클램핑하는 언클램핑위치에서 캠부(1300)와 연동하여 용지를 클램핑나이프(1420)에 클램핑 및 언클램핑할 수 있다.

클램핑유닛(1400)은, 드럼본체(1210)의 외주에 회전축선 방향을 따라 길게 마련되어 나이프회전축지지부재(1460)에 의해 회전 가능하게 결합된 나이프회전축(1430)과, 나이프회전축(1430)에 일정한 간격으로 이격되어 결합되어 용지를 드럼본체(1210)에 밀착되도록 탄성 가압하면서 클램핑하는 클램핑나이프(1420)와, 클램핑브래킷(1410)을 구비한다.

클램핑브래킷(1410)의 일측은 나이프회전축(1430)의 단부측에 각각 결합되고 타측은 캠부(1300)의 캠(1310)과 접촉 가능하게 결합된 캠접촉롤러(1450)와 결합되고, 나이프회전축(1430)과 캠접촉롤러(1450) 사이에는 클램핑나이프(1420)가 드럼본체(1210)측으로 밀착되게 탄성가압하는 클램핑탄성부재(1440)를 지지하는 탄성부재고정축(1441)이 결합되어 있다. 클램핑탄성부재(1440)의 일측은 클램핑브래킷(1410)에 결합된 탄성부재고정축(1441)에 결합되어 있고 타측은 드럼본체(1210)의 측면에 결합된 탄성부재고정축(1441)에 각각 결합되어 클램핑브래킷(1410)을 나이프회전축(1430)을 회전하게 지지하면서 드럼본체(1210)측으로 탄성가압하고 있다.

여기서 클램핑나이프(1420)는 나이프회전축(1430)을 따라 길게 연속적으로 배치하지 않고 일정한 폭으로 간격(도 2a의 좌측 도면 'K' 참조)을 두고 배치시킨 것은 연속적으로 배치하는 경우 드럼본체(1210)에 접촉하는 부분이 다소 얇아 직선으로 되지 않고 휘어지는 현상이 발생하여 용지를 보다 효과적으로 가압하지 못하였다. 즉, 연속으로 클램핑나이프를 하나로 구비(미도시)하여 배치하면 클램핑나이프가 비교적 얇아서 길이방향으로 굴곡되는 등의 변형이 발생(가공 등의 경우에도 가공으로 인한 열과 얇은 재질적 특성으로 인해 변형이 발생하기도 함)하여 오히려 용지가 들뜨는 현상을 발생시키기도 한다. 이에, 클램핑나이프(1420)는 본 발명과 같이 일정한 폭을 갖는 다수로 구비되어 나이프회전축(1410)에 결합되는 구조가 바람직하다. 아울러 클램핑나이프(1420)는 탄성 변형 가능한 재질로 구비되는 것이 바람직하다. 클램핑나이프(1420)의 형상은 도면에서와 같이 얇은 판 상의 부재를 절곡된 것도 바람직하나, 판 형상의 재질을 가공한 구조로 이루어질 수도 있다.

이러한 구조에 의해 도 3a 및 도 3b에서와 같이, 클램핑유닛(1400)의 클램핑나이프(1420)는 캠부(1300)의 연동에 의해 용지를 드럼본체(1210)에 장착, 결합 내지 고정하는 클램핑을 하기도 하고 드럼본체(1210)로부터 분리시킬 수 있는 언클램핑을 할 수 도 있다. 이러한 작동 과정을 도 3a 및 도 3b를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 드럼본체(1210)가 회전하여 용지를 공급받는 급지부(1100)에 위치하거나 인쇄된 용지를 배출하는 배출부(1800)에 위치한다. 이에, 캠부(1300)의 캠구동모터(1320)가 회전하여 캠(1310)이 캠접촉롤러(1450)를 밀어내면 클램핑브래킷(1410)은 나이프회전축(1430)을 중심으로 상측으로 이동(드럼본체의 외측으로 이동)하고 클램핑탄성부재(1440)는 늘어나게 된다(도 3a의 'spring1' 표시 참조). 이에, 나이프회전축(1430)에 결합된 클램핑나이프(1420)는 나이프회전축(1430)을 중심으로 시계방향으로 회전하여 드럼본체(1210)와 이격되어 틈새(도 3a의 'gap' 참조)를 형성한다. 이러한 틈새에 급지부(1100)에서는 용지(20)를 흡착판회전부재(1123)가 용지를 공급하게 되고 배출부(1800)에서는 용지를 클램핑나이프(1420)가 가압하지 않아 배출흡착판(1810)이 인쇄된 용지를 흡착하여 드럼본체(1210)로부터 용지를 분리할 수 있다. 이러한 작동은 클램핑유닛(1400) 양측에 각각 있는 캠부(1300) 및 한 쌍의 클램핑브래킷(1410)에서 동시에 이루어져 나이프회전축(1430)과 클램핑나이프(1420)가 작동하는 과정에서 별도의 비들림이 발생하지 않고 매우 안정적으로 이루어질 수 있다.

다음, 도 3b에서와 같이, 캠구동모터(1320)의 구동에 의해 캠(1310)이 회전하여 캠접촉롤러(1450)의 중심축이 점점 캠축(1311)으로 이동하면 클램핑브래킷(1410)은 나이프회전축(1430)을 중심으로 반시계방향으로 회전하여 드럼본체(1210)측으로 클램핑탄성부재(1440)의 탄성력에 의해 이동(도 3b의 'spring 2' 표시 참조)하게 되고 클램핑나이프(1420)도 드럼본체(1210)의 외주측에 접촉하게 된다. 이러한 과정이 급지부(1100)에서 이루어지면 공급된 용지를 클램핑나이프(1420)가 드럼본체(1210)측으로 견고하게 탄성 가압하게 되고, 배출부(1800)에서 배출흡착판(1810)이 흡착한 용지를 배출한 다음에 이루어지므로 클램핑나이프(1420)는 드럼본체(1210)의 외주와 접촉하게 된다.

이러한 과정을 반복적으로 하면서 용지(20)의 전단부(20a)와 후단부(20b)를 클램핑나이프(1420)가 각각 클램핑 및 언클램핑하여 용지(20)를 드럼본체(1210)에 장착하기도 드럼본체(1210)로부터 분리하기도 한다.

비젼부(1600)는 드럼본체(1210)에 장착 내지 고정된 인쇄 대상이 되는 용지(20)가 적절하게 장착되어 있는지를 드럼본체(1210)에 부착된 용지(20)를 회전하는 과정에서 카메라 등으로 감지하는 기능을 하고 필요에 따라 조명수단도 포함할 수 있다. 즉, 도 4a에 도시된 바와 같이, 정상적인 용지(20)가 점선과 같이 드럼본체(1210)에 장착 내지 배치되어 있어야 하나 어떠한 이유로 도 4a의 점선과 같이 정상적인 위치와 용지(20)의 측면부(20c)가 일정한 각도로 기울어져 있다면(도 4a의 'α' 참조), 비젼부(1600)에서 이를 감지하여 제어부(1980)로 보내면 제어부(1980)에서는 도 4b에 도시된 바와 같이 좌측의 정상적으로 인쇄할 이미지를 감지한 각도에 대응하여 기울어진 경사진(도 4b의 'α' 참조) 우측의 이미지로 보정된 이미지를 프린팅헤드부(1500)에서 용지(20)에 인쇄하도록 제어한다. 여기서 용지(20)의 전단부는 참조번호 '20a', 후단부는 참조번호 '20b', 측면부는 참조번호 '20c'이다.

이러한 과정을 통해 용지(20)가 기울어진 만큼 인쇄할 이미지를 기울여 인쇄하도록 하여 프린팅헤드부(1500)를 조절하거나 제어하는 것보다 훨씬 간단하고 편리하게 기울어진 용지(20)에 대응하여 정상적으로 원하는 이미지를 인쇄할 수 있다.

프린팅헤드부(1500)는 회전하는 드럼본체(1210)의 용지(20)에 미리 입력되어 설정된 이미지를 인쇄하는 기능을 한다. 프린팅헤드부(1500)는 잉크가 분사되는 노즐(미도시)가 결합된 프린팅헤드(1510)와, 프린팅헤드(1510)를 회전축선 방향으로 단속적으로 이송시키는 헤드이송부(미도시)와, 프린팅헤드(1510)가 드럼본체(1210)로부터의 이격된 거리인 높이를 조절할 수 있는 헤드높이조절부(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

아울러 프린팅헤드부(1500)에서 용지를 인쇄하는 방법은 도 5에 도시된 바와 같이 용지(20)를 회전하는 방향을 따라 몇 개로 영역(도 5에서는 4개의 구역, 'Rot1' 내지 'Rot4' 및 'L1' 내지 'L4' 참조)으로 구획하여 좌측부터 하나의 영역을 인쇄한 다음 프린팅헤드(1510)를 우측으로 다음 영역으로 이송시킨 후에 다음 영역들을 각 순차적으로 인쇄한다. 즉, 드럼본체(1210)의 첫 번째 회전('Rot1' 참조)에서는 용지 폭 'L1'을 인쇄하고, 두 번째 회전('Rot2' 참조)에서는 용지 폭 'L2'를 인쇄하고, 세 번째 회전('Rot3' 참조)에서는 용지 폭 'L3'을 인쇄하고, 네 번째 회전('Rot4' 참조)에서는 용지 폭 'L4'를 인쇄한다. 이러한 인쇄 과정에서 각 영역이 오버랩되는 영역에서는 중복되어 인쇄를 하되, 분사되는 잉크 점의 위치가 겹치지 않도록 제어부(1980)에서 제어하는 것이 바람직하다.

이러한 인쇄 방식으로 인해 보다 높은 해상도의 인쇄가 가능하고 물리적으로 노즐의 막힘 등으로 발생하는 문제점을 보완할 수 있어 바람직하다.

UV부(1570)는 프린팅헤드부(1500)에서 인쇄한 이미지가 경화될 수 있도록 인쇄 영역을 예를 들면 UV 램프 등으로 경화시킨다. UV부(1570)는 드럼본체(1210)가 회전하는 방향으로 프린팅헤드부(1500)의 하류에 위치하는 것이 바람직하다. UV부(1570)는, 예를 들면 사용하는 잉크가 UV 잉크인 경우 UV부(1570)의 파장이 잉크의 파장 영역에 대응하여 구비되어야 하며, LED 등을 사용하여 장시간 사용할 수 있어야 하고, 발열이 적은 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.

잉크공급부(1700)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 프린팅헤드부(1500)로 잉크를 공급하는 기능을 한다. 잉크공급부(1700)는, 칼라별로 각 잉크를 수용하여 저장하는 복수의 잉크탱크(1710)와, 각 잉크탱크(1710)에 대응하여 설정된 량만큼 잉크를 저장할 수 있는 다소 높은 위치에 배치된 복수의 보조잉크통(1720)과, 보조잉크통(1720)과 프린팅헤드부(1500)로 공급되는 잉크라인에서 분기되어 에어공급라인과 연결된 역류방지부재(1730)와, 잉크탱크(1710)에서 보조잉크통(1720)으로 잉크를 각각 공급해 주는 잉크펌프(1711)로 이루어진다.

역류방지부재(1730)에는 에어가 공급되며 혹시 보조잉크통(1720) 또는 프린팅헤드부(1500)에어 잉크가 에어라인으로 역류되면 역류방지부재(1730)에 저장되어 역류감지센서(1731)가 감지하여 이를 사용자에게 알려준다. 이러한 역류방지 기능에 의해 잉크 공급 라인으로 과다한 잉크가 공급되는 것을 예방하고 역류한 잉크가 공압용 각종 밸브, 레귤레이터, 센서로 유입되는 것을 예방하여 장비의 오작동을 방지할 수 있다.

배출부(1800)는 인쇄되어 배출되는 용지(20)를 클램핑유닛(1400)의 언클램핑위치에서 흡착할 수 있는 배출흡착판(1810)을 구비하여 흡착한 용지(20)를 드럼본체(1210)부터 분리하여 이송시키는 배출이송장치(1820)와, 이송된 용지(20)를 적재하는 제품적재유닛(1840)을 구비한다.

배출부(1800)는 급지부(1100)와 그 기능이 유사하고 작동은 반대이고 통상의 기능을 하고 있으므로 이하에서 구체적인 설명을 생략한다.

다만, 용지(20)를 배출하는 위치 내지 방향도 드럼본체(1210)에 수직인 드럼본체(1210)의 직경 방향으로 하는 것이 바람직하다.

클리닝부(1900)는, 도 1에 도시된 바와 같이 드럼본체(1210)의 측면에 배치되어 프린팅헤드부(1500)가 프린팅하는 위치가 아니라 드럼본체(1210)을 벗어난 상측에 위치하는 경우 프린팅헤드부(1500)로부터 프린팅하는 과정에서 분사된 잉크의 잔여물이 떨어지는 것을 수집하는 폐잉크받이(1910)와, 폐잉크를 수용하는 폐잉크통(1930)과, 폐잉크받이(1910)와 폐잉크통(1930) 사이의 폐잉크배관(1920)으로 이루어져 있다.

제어부(1980)는 전술한 각 센서 등에서 감지하는 정보를 수신하여 필요한 정보로 변환하여 대응한 구성을 제어하고, 각 구성이 순차적으로 적절하게 구동, 작동될 수 있도록 제어하는 기능을 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 인쇄 장치(1000)의 작동 방법을 도 7 및 전술한 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원을 인가하면 제어부(1980) 및 각 구성이 작동 상태로 대기한다.

다음, 자동 운전 버튼을 누르면, 급지 과정(S2100), 용지 클램핑과정(S2200), 비젼 확인과정(S2300), 프린팅 과정(S2400), 용지 배출과정(S2500)의 순서로 진행된다.

급지 과정(S2100)은, 용지(20)를 적재하고 적재된 용지(20)를 급지함에 따라 적재테이블(미도시)을 승강시키는 용지 적재 승강 과정(S2110)과, 클램핑유닛(1400)이 위치한 경우 용지(20)를 한 장씩 분리하고 흡착하여 드럼본체(1210)측으로 이송하는 용지 분리 흡착이송 과정(S2120)과, 흡착이송된 용지(20)를 클램핑위치에서 대기하는 과정(S2130)으로 이루어진다.

용지 클램핑과정(S2200)은, 클램핑 위치에 드럼본체(1210)가 위치하도록 드럼본체(1210)가 정지(S2210)하면, 캠부(1300)의 캠(1310)이 작동하여 클램핑나이프(1420)가 드럼본체(1210)의 외주면 판면으로부터 이격되어 도 3a와 같이 틈새를 형성(S2220)하는 언클램핑위치에 치하고, 급지부(1100)에서 대기하던 용지(20)가 틈새측으로 위치하도록 용지전단부를 90도 회전시켜 클램핑위치로 위치시키면(S2230), 캠부(1300)의 캠(1310)이 회전하여 클램핑나이프(1420)가 드럼본체(1210)의 외주면 판면을 가압하여 용지(20)를 드럼본체(1210)에 클램핑하여 장착하도록 클램핑나이프(1420)를 클램핑위치로 이동시키고(S2240), 이 과정에서 드럼본체(1210)의 드럼홈(1220)에 진공이 형성되어 드럼본체(1210)에 용지(20)가 밀착되도록 드럼본체(1210) 내부에 진공이 걸리도록 진공펌프(1240)를 가동하며(S2250), 동시에 드럼본체(1210)에용지(20)가 회전하는 과정에서 밀착되도록 급지부(1100)의 용지가압롤부재(1140)가 용지(20)를 드럼본체(1210)의 판면으로 가압한다(S2260). 용지(20)의 전단부(20a)를 클램핑나이프(1420)로 드럼본체(1210)의 판면에 클램핑한 상태에서 진공펌프(1240)가 가동하고 용지가압롤부재(1140)로 용지(20)를 가압하면서 드럼본체(1210)가 회전하여 용지(20)의 후단부(20b) 위치에서 클램핑유닛(1400)과 캠부(1300)이 작동하도록 정지한다(S2265). 이러한 상태에서 캠부(1300)의 캠(1310)이 작동하여 클램핑나이프(1420)가 드럼본체(1210)의 판면으로부터 틈새를 형성(S2270)시키면 이 틈새로 용지(20)의 후단부(20b)가 위치하게 된다(S2280). 이에, 캠(1310)이 더 회전하여 클램핑나이프(1420)가 용지(20)의 후단부(20b)를 견고하게 가압하는 클램핑위치로 이동한다(S2290). 이러한 과정을 거쳐 용지(20) 한 장에 드럼본체(1210)의 반쪽 외주면에 장착되게 되고 동일한 용지 클램핑과정(S2200)을 거쳐 나머지 용지(20) 한 장이 드럼본체(1210)의 나머지 반쪽 외주면에 장착되게 된다.

비젼 확인과정(S2300)은, 드럼본체(1210)에 장착된 용지(20)가 정상적인 위치에서 도 4a에서와 같이 얼마나 비틀어지거나 경사졌는지를 감지하는 과정으로 드럼본체(1210)가 회전하는 과정에서 용지(20)의 포인트(예들 들면, 도 4a의 'A1' 'A2' 'B1' 및 'B2' 참조)를 카메라로 인식하여 이러한 정상위치로부터 점선과 같이 경사진 정도(도 4a의 'α' 참조, 'A1' 'A2a' 'B1a' 및 'B2a' 참조)를 확인(S2310)하고, 감지한 정보를 제어부(1980)로 전달한다(S2330). 제어부(1980)로 전달된 정보는 전술한 바와 같이 도 4b에 도시된 바와 같이 경사진 정도에 대응하여 이미지를 경사지게 프린팅헤드부(1500)에서 용지(20)에 프린팅되게 제어할 수 있다.

프린팅 과정(S2400)은, 드럼본체(1210)가 회전하면서(S2410) 도 5에 도시된 바와 같이, 설정되고 구획된 영역을 순차적으로 입력된 정보(ㄴ2420)에 따라 용지(20)에 프린팅헤드부(1500)에서 필요한 잉크를 분사하여 인쇄하게 된다. 인쇄된 용지(20)가 회전하면 인쇄된 잉크는 UV부(1570)를 통과하면서 빛 내지 열에 의해 경화하게 된다(S2430). 이러한 프린팅 과정(S2400)에서도 용지(20)의 경사진 정도를 실시간으로 파악하고 파악된 정보에 기초하여 이미지를 대응시켜 인쇄될 수 있도록 하는 과정을 포함한다(S2450).

인쇄되어 경화된 용지를 드럼본체(1210)로부터 배출하는 용지 배출과정(S2500)은, 전술한 급지 과정 및 클램핑 과정의 역순으로 언클램핑 위치에 드럼이 정지(S2510)하고, 캠(1310)이 작옹하여 클램핑나이프(1420)가 언클핑위치에 도달하여 용지(20)을 언클램핑하면(S2520), 용지전단부(20a)를 배출을 위한 배출흡착판(1810)이 흡착하여(S2530) 이동시키면서 이동속도에 대응하여 드럼본체(1210)가 회전하고 용지(20)의 후단부(20b)가 언클램핑위치에 위치하도록 정지하여 용지(20)를 언클램핑하여(S2550) 용지(20)를 이송시키고 이송된 용지(20)를 적재시킨다(S2560). 이와 같은 과정을 나머지 한 장의 용지(20)에 반복하여 드럼본체(1210)에 장착된 두 장의 용지(20)를 배출시켜 적재시킬 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 다양한 두께와 무거운 인쇄용지를 포함하는 인쇄용지의 적용 범위를 확대시킬 수 있는 드럼 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

1000 : 인쇄 장치 20 : (인쇄)용지
1100 : 급지부 1110 : 급지테이블
1113 : 급지리프트 1115 : 리프트가이드
1120 : 급지흡착부재 1123 : 흡착판회전부재
1130 : 이송부재 1140 : 용지가압롤부재
1200 : 진공드럼부 1210 : 드럼본체
1211 : 드럼축 1220 : 드럼홈
1230 : 진공홀 1240 : 진공펌프
1250 : 클램핑유닛결합부
1300 : 캠부 1310 : 캠
1311 : 캠축 1320 : 캠구동모터
1400 : 클램핑유닛 1410 : 클램핑브래킷
1420 : 클램핑나이프 1430 : 나이프회전축
1440 : 클램핑탄성부재 1441 : 탄성부재고정축
1450 : 캠접촉롤러 1460 : 나이프회전축지지부재
1500 : 프링팅헤드부 1510 : 프링팅헤드
1570 : UV부 1600 : 비젼부
1700 : 잉크공급부 1710 : 잉크탱크
1711 : 잉크펌프 1720 : 보조잉크통
1730 : 역류방지부재 1731 : 역류감지센서
1800 : 배출부 1810 : 배출흡착판
1820 : 배출이송장치 1840 : 제품적재부재
1900 : 클리닝부 1910 : 페잉크받이
1920 : 폐잉크배관 1930 : 폐잉크통
1980 : 제어부

Claims

회전 가능하게 지지하는 베이스에 결합되어 인쇄할 대상이 되는 용지를 장착 및 분리 가능하게 마련된 드럼 형상의 드럼본체를 갖는 진공드럼부와;
용지를 적재하고 적재된 용지를 상기 진공드럼부로 공급하는 급지부와;
상기 진공드럼부에서 설정된 문자, 이미지를 포함하는 화상을 형성(인쇄)하는 프린팅헤드부와;
상기 급지부에서 상기 드럼본체로 용지를 장착 가능하게 언클램핑하고 용지를 결합하여 상기 드럼본체로 가압하는 클램핑 가능하게 상기 진공드럼부에 결합된 클램핑유닛과 상기 클램핑유닛과 연동되어 작동하도록 상기 베이스에 결합된 캠부를 포함하되,
상기 클램핑유닛은, 용지를 가압하는 클램핑위치와 용지로부터 이격되는 언클램핑위치 사이를 회전 가능하게 나이프회전축에 결합된 클램핑나이프와, 상기 캠부와 연동 가능하게 상기 나이프회전축 양단부에 결합된 한 쌍의 클램핑브래킷을 구비하며,
상기 캠부는 상기 나이프회전축이 상기 클램핑위치와 상기 언클램핑위치 사이를 회전하도록 상기 한 쌍의 클램핑브래킷에 결합된 캠접촉부재와 각각 접촉 가능하게 마련된 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치.
제1항에 있어서,
상기 클램핑나이프는, 탄성 변형 가능한 재질을 포함하고, 상기 드럼본체의 회전축선 방향으로 복수로 분할되어 설정된 간격으로 상기 클램핑회전축에 결합된 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급지부에서 공급된 용지가 상기 드럼본체에 장착된 이후에 상기 드럼본체를 회전시키면서 장착된 용지의 비틀림량, 기울기량을 포함하는 왜곡정도를 감지하는 비젼부를 포함하며,
상기 프링팅헤드부에서 형성할 화상을 상기 비젼부에서 감지한 상기 왜곡정도에 대응한 량만큼 보정하여 인쇄하도록 제어부에서 제어하는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치.
제1항에 있어서,
상기 프린팅헤드부로 잉크를 공급하는 잉크공급부를 더 포함하고,
상기 잉크공급부는, 잉크를 수용하는 잉크탱크와, 상기 잉크탱크로부터 펌핑된 잉크를 상기 프린팅헤드부로 공급 가능하게 상기 프린팅헤드부에 근접되게 마련된 보조잉크통과, 상기 보조잉크통과 상기 프린팅헤드부로 공급되는 잉크라인과 분기되어 상기 보조잉크통으로 공급되는 에어라인과 연통되어 잉크가 상기 에어라인으로 역류되는지를 감지 가능하게 마련된 역류방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치.
제1항에 있어서,
상기 급지부에서 공급되는 용지는 상기 드럼본체에 수직으로 상기 드럼본체의 회전중심축선을 향하도록 공급되는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치.
제2항에 있어서,
상기 급지부는 결합된 용지를 상기 언클램핑 위치에서 상기 클램핑나이프가 형성한 틈새 사이로 용지가 위치하도록 용지를 회전 가능하게 마련된 흡착판회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치.
회전 가능하게 지지하는 베이스에 결합되어 인쇄할 대상이 되는 용지를 장착 및 분리 가능하게 마련된 드럼 형상의 드럼본체를 갖는 진공드럼부와;
용지를 적재하고 적재된 용지를 상기 진공드럼부로 공급하는 급지부와;
상기 드럼본체에 결합되어 회전하는 용지의 비틀림량, 기울기량을 포함하는 왜곡정도를 감지하는 비젼부와;
상기 진공드럼부에서 설정된 문자, 이미지를 포함하는 화상을 형성(인쇄)하는 프린팅헤드부와;
상기 프림팅헤드부로 잉크를 공급하는 잉크공급부와;
상기 프린팅헤드부에서 인쇄된 화상을 경화시키는 UV부와;
상기 드럼본체에서 인쇄된 용지를 배출하고 적재하는 배출부와;
상기 급지부에서 상기 드럼본체로 용지를 장착 가능하게 언클램핑하고 용지를 결합하여 상기 드럼본체로 가압하는 클램핑 가능하게 상기 진공드럼부에 결합된 클램핑유닛과; 상기 클램핑유닛과 연동되어 작동하도록 상기 베이스에 결합된 캠부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 인쇄 장치.