KR20240004908A - 크로스 웹 장력 측정 및 제어 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 일반적으로 웹 프로세싱 장치를 통해 웹을 운송하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 일 양상에서, 웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛이 제공된다. 웹 장력 조정 유닛은 제1 가이드 롤러를 포함한다. 제1 가이드 롤러는 조정 유닛을 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 제1 로케이션에서 웹의 변위 데이터를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들을 더 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 측정된 변위 데이터에 기초하여 조정 유닛을 제어하기 위한 시스템 제어기를 더 포함한다.

Description

크로스 웹 장력 측정 및 제어

[0001] 본 개시내용은 일반적으로 웹 프로세싱 장치(web processing apparatus)를 통해 웹을 운송하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

[0002] 연속 웹을 프로세싱할 때 웹 핸들링이 핵심 요인이다. 수백 미터 또는 심지어 수 킬로미터의 웹을 핸들링하는 많은 롤러들은 웹에서 손상, 특히 주름들, 찢어짐들 등과 같은 일방적인 열 손상이 발생하지 않도록 하는 그러한 방식으로 배열하고 동작되어야 한다. 그러나, 예를 들면, 플라스틱 또는 금속 포일들의 웹 두께는 기판(substrate) 폭에 걸쳐 변할 수 있다. 또한, 때로는 웹은 웹의 폭에 걸쳐 상이한 내부 장력을 가지고 보관 스풀 롤러(storage spool roller) 상에 권취된다.

[0003] 웹 코팅과 같은 웹 프로세싱 동안 불량들이 발생하는 것은 바람직하지 않다. 이들 불량들은 생산의 완전한 중단으로 그리고/또는 프로세싱된 웹의 부분들 또는 전체의 거부로 이어질 수 있다. 다시 말하면, 웹 가이딩 오작동은 매우 비용이 많이 들 수 있고 시간 소모적일 수 있다.

[0004] 더구나, 현재의 웹 프로세싱 장치들, 예컨대 코팅 장치에서는 상당한 공간적 제약들이 있다. 또한, 많은 애플리케이션들에서, 웹은 웹의 한쪽 측면, 즉, 웹 또는 포일의 코팅된 면에 전혀 닿지 않아야 하거나 또는 그 상에서 가이드되지 않아야 한다. 결과적으로, 웹 프로세싱 장치, 예컨대 코팅 장치를 통하는 웹의 경로의 설계는 본질적으로 제한된다.

[0005] 따라서, 웹이 프로세싱 시스템을 통해 이동할 때 웹을 모니터링하고 제어하기 위한 시스템들 및 방법들에 대한 필요성이 존재한다.

[0006] 본 개시내용은 일반적으로 웹 프로세싱 장치를 통해 웹을 운송하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

[0007] 일 양상에서, 웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛(web tension adjustment unit)이 제공된다. 웹 장력 조정 유닛은 제1 가이드 롤러를 포함한다. 제1 가이드 롤러는 조정 유닛을 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 제1 로케이션에서 웹의 변위 데이터를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들을 더 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 측정된 변위 데이터에 기초하여 조정 유닛을 제어하기 위한 시스템 제어기를 더 포함한다.

[0008] 구현들은 다음의 것들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서(confocal laser sensor)들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 이동 방향에 수직인, 웹을 가로지르는 횡단 방향(transverse direction)으로 배열되는 적어도 2 개의 센서들을 포함한다. 제1 로케이션은 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있으며, 여기서 웹은 프리 스팬 포지션(free span position)에 있다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 반사각을 측정한다. 웹 장력 조정 유닛은 크로스 웹 장력(cross-web tension)을 모니터링하여 제1 로케이션에서 웹의 제2 측면을 모니터링하기 위해 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들 반대편에 포지셔닝되는 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들을 더 포함한다. 조정 유닛은 제1 가이드 롤러의 제1 단부에 포지셔닝된다. 조정 유닛은 모터를 포함한다. 시스템 제어기는 폐루프 제어기이며 측정된 변위 데이터는 가변 피드백 신호로서 사용된다. 시스템 제어기는 아날로그 전자기기들 및 디지털 전자기기들 중 하나를 포함한다.

[0009] 다른 양상에서, 웹 프로세싱 장치가 제공된다. 웹 프로세싱 장치는 웹을 가이드하기 위한 적어도 하나의 웹 장력 조정 유닛을 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 제1 가이드 롤러를 포함한다. 제1 가이드 롤러는 조정 유닛을 포함한다. 조정 유닛은 제1 로케이션에서 웹의 변위 데이터를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들을 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 측정된 변위 데이터에 기초하여 조정 유닛을 제어하기 위한 시스템 제어기를 더 포함한다.

[0010] 구현들은 다음의 것들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 웹 프로세싱 장치는 웹을 코팅하기 위한 코팅 유닛을 더 포함한다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 이동 방향에 수직인, 웹을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 적어도 제1 센서 및 제2 센서를 포함한다. 제1 로케이션은 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있으며, 여기서 웹은 프리 스팬 포지션에 있다. 제1 센서는 횡단 방향을 따르는 제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되고, 제2 센서는 횡단 방향을 따르는 제2 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝된다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 반사각을 측정한다. 시스템 제어기는, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 웹의 장력이 동일하도록, 웹의 측정된 반사각에 기초하여 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하도록 구성된다.

[0011] 또 다른 양상에서, 웹을 프로세싱하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 적어도 하나의 웹 장력 조정 유닛을 사용하여 웹을 가이드하는 단계를 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 조정 유닛을 포함하는 제1 가이드 롤러를 포함한다. 웹 장력 조정 유닛은 제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들을 포함한다. 방법은 제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하는 단계를 더 포함한다. 방법은 제1 가이드 롤러의 일 단부를 이동시킴으로써 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하는 단계를 더 포함하며, 조정하는 단계는 웹의 측정된 변위에 기초한다.

[0012] 구현들은 다음의 것들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 방법은 측정된 변위 데이터에 기초하여 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하는 단계를 더 포함하며, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 웹의 장력은 동일하다. 방법은 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정한 이후 웹을 재료의 층으로 코팅하는 단계를 더 포함한다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 이동 방향에 수직인, 웹을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 적어도 제1 센서 및 제2 센서를 포함한다. 제1 로케이션은 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있으며, 여기서 웹은 프리 스팬 포지션에 있다. 제1 센서는 횡단 방향을 따르는 제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되고, 제2 센서는 횡단 방향을 따르는 제2 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝된다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 반사각을 측정한다. 방법은 웹의 측정된 반사각에 기초하여 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하는 단계를 더 포함하며, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 웹의 장력은 동일하다.

[0013] 다른 양상에서, 명령들이 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되며, 명령들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세스로 하여금 상기 장치 및/또는 방법의 동작들을 수행하게 한다.

[0014] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 구현들의 보다 구체적인 설명이 구현들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 구현들만을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0015] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 프로세싱 장치의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0016] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력 조정 유닛의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0017] 도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 도 2의 웹 장력 조정 유닛의 개략적인 평면도를 예시한다.
[0018] 도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 조정 유닛을 통합하는 롤러의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0019] 도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력을 조정하는 방법의 흐름도를 예시한다.
[0020] 도 6a는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 센서 판독치들의 플롯을 예시한다.
[0021] 도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 센서 판독치들의 플롯을 예시한다.
[0022] 도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력을 조정하는 신호 흐름 차트를 예시한다.
[0023] 도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력 조정 유닛을 통합하는 웹 코팅 시스템의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0024] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 구현의 엘리먼트들 및 특징들이 추가의 언급없이 다른 구현들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.

[0025] 다음의 개시내용은 롤투롤(roll-to-roll) 증착 시스템들, 계측 시스템들, 및 롤투롤 증착 시스템에서 가요성 기판 또는 웹의 웹 장력을 모니터링하고 조정하는 방법들을 설명한다. 본 개시내용의 다양한 구현들에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 특정한 세부사항들이 다음의 설명에서 그리고 도 1 내지 도 8에서 기술된다. 웹 코팅, 코팅 계측 시스템들, 롤투롤 증착 시스템에서 가요성 기판 또는 웹의 웹 장력을 조정하는 것과 종종 연관되는 널리 공지된 구조물들 및 시스템들을 설명하는 다른 세부사항들은 다양한 구현들의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 방지하기 위해 다음의 개시내용에서 기술되지 않는다.

[0026] 도면들에 도시된 세부사항들, 치수들, 각도들 및 다른 특징들 중 다수는 단지 특정 구현들을 예시하는 것일 뿐이다. 따라서, 다른 구현들은 본 개시내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 세부사항들, 컴포넌트들, 치수들, 각도들 및 특징들을 가질 수 있다. 게다가, 본 개시내용의 추가의 구현들은 아래에서 설명되는 몇몇 세부사항들 없이 실시될 수 있다.

[0027] 시스템의 기하학적 형상 및 움직임을 설명하는 목적들을 위해, 데카르트 좌표들(x, y, 및 z)이 사용된다. 본원에서 사용될 때, x 방향을 따르는 움직임은 +x 및 -x 방향들을 따르는 움직임 둘 모두를 지칭할 수 있다. 본원에서 사용될 때, y 방향을 따르는 움직임은 +y 및 -y 방향들을 따르는 움직임을 지칭할 수 있다. 본원에서 사용될 때, z 방향을 따르는 움직임은 +z 및 -z 방향들을 따르는 움직임을 지칭할 수 있다.

[0028] 본원에서 설명되는 구현들은 롤투롤 코팅 시스템, 예컨대 TopMet™, SmartWeb™, TopBeam™을 참조하여 하기에서 설명될 것인데, 이들 모두는 미국 캘리포니아 산타클라라에 소재하는 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능하다. 롤투롤 프로세싱을 수행할 수 있는 다른 도구들도 본원에서 설명되는 구현들로부터 이익을 얻도록 또한 구성될 수 있다. 본원에서 설명되는 장치 설명은 예시적이며, 본원에서 설명되는 구현들의 범위를 제한하는 것으로 해석되거나 또는 이해되어서는 안된다. 또한, 본원에서 설명되는 구현들은 단일의 측면 상에 코팅을 갖는 가요성 기판 또는 대향 측면들 상에 코팅을 갖는 또는 양면 코팅을 갖는 가요성 기판에 적용가능하다.

[0029] 본원에서 설명되는 일부 구현들이 실시될 수 있는 특정한 기판이 제한되지는 않지만, 예를 들면, 웹 기반의 기판들, 패널들 및 별개의 시트들을 포함한 가요성 기판들 상에서 구현들을 실시하는 것이 특히 유익하다는 것을 유의한다. 기판은 또한 포일, 필름, 또는 박판(thin plate)의 형태일 수 있다.

[0030] 본원에서 설명되는 구현들 내에서 사용되는 가요성 기판 또는 웹은, 전형적으로, 그것이 굴곡가능하다는 점을 특징으로 할 수 있다는 것이 또한 여기에 주목된다. 용어 "웹"은 용어 "스트립", 용어 "가요성 기판" 등에 대해 동의어로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원의 구현들에서 설명되는 웹은 포일일 수 있다. 용어 "웹"의 동의어들은 스트립, 포일, 가요성 기판 등이다. 전형적으로, 웹은 얇은 가요성 재료의 연속 시트를 포함한다. 웹 재료들의 예들은 금속들, 플라스틱들, 종이 등을 포함한다. 본원에서 이해되는 바와 같은 웹은 전형적으로 3차원 고체 본체이다. 본원에서 이해되는 바와 같은 웹의 두께는 1 mm 미만, 더욱 전형적으로는 500 mm 미만 또는 심지어 10 mm 미만일 수 있다. 본원에서 이해되는 바와 같은 웹은 적어도 0.5 m, 더욱 전형적으로는 적어도 1 m 또는 심지어 적어도 4 m의 폭을 가질 수 있다. 본원에서 이해되는 바와 같은 웹은 전형적으로 적어도 1 km, 25 km 또는 심지어 60 km의 길이를 갖는다.

[0031] 기판이 수직으로 배향된 기판인 일부 구현들에서, 수직으로 배향된 기판은 수직 평면에 대해 기울어질 수 있다는 것을 추가로 유의한다. 예를 들면, 일부 구현들에서, 기판은 수직 평면으로부터 약 1 도 내지 약 20 도 기울어질 수 있다. 기판이 수평으로 배향되는 기판인 일부 구현들에서, 수평으로 배향된 기판은 수평 평면에 대해 기울어질 수 있다. 예를 들면, 일부 구현들에서, 기판은 수평 평면으로부터 약 1 도 내지 약 20 도 기울어질 수 있다. 본원에서 사용될 때, 용어 "수직"은 수평선에 대해 수직인 가요성 전도성 기판의 주 표면 또는 증착 표면으로서 정의된다. 본원에서 사용될 때, 용어 "수평"은 가요성 전도성 기판의 주 표면 또는 증착 표면이 수평선에 대해 평행한 것으로 정의된다.

[0032] 본 개시내용에서, "롤" 또는 "롤러"는 프로세싱 시스템에서의 기판의 존재 동안 기판(또는 기판의 일부)이 접촉할 수 있는 표면을 제공하는 디바이스로서 이해될 수 있다는 것을 추가로 유의한다. 본원에서 언급되는 "롤" 또는 "롤러" 의 적어도 일부는 프로세싱될 또는 이미 프로세싱된 기판과 접촉하기 위한 원형 모양의 형상을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, "롤" 또는 "롤러"는 원통형 또는 실질적으로 원통형 형상을 가질 수 있다. 실질적으로 원통형인 형상은 일직선의 길이 방향 축 주위에 형성될 수 있거나 또는 굴곡된 길이 방향 축 주위에 형성될 수 있다. 일부 구현들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 "롤" 또는 "롤러"는 가요성 기판과 접촉하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 언급되는 바와 같은 "롤" 또는 "롤러"는 기판이 프로세싱되는 동안(예컨대 증착 프로세스 동안) 또는 기판이 프로세싱 시스템에 존재하는 동안 기판을 가이드하도록 구성되는 가이드 롤러(guiding roller); 코팅될 기판에 정의된 장력을 제공하도록 구성되는 스프레더 롤러; 정의된 이동 경로를 따라 기판을 편향시키는 편향 롤러; 프로세싱 동안 기판을 지지하기 위한 프로세싱 롤러, 예컨대 프로세스 드럼, 예를 들면, 코팅 롤러 또는 코팅 드럼; 조정 롤러, 공급 롤, 테이크업 롤(take-up roll) 등일 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 "롤" 또는 "롤러"는 금속을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 기판과 접촉하게 될 롤러 디바이스의 표면은 코팅될 개개의 기판에 맞게 구성될 수 있다. 게다가, 일부 구현들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 롤러들은 특히 이중 베어링 롤러 아키텍처를 갖는 저마찰 롤러 베어링들에 장착될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본원에서 설명되는 바와 같은 운송 어레인지먼트(transportation arrangement)의 롤러 평행성이 달성될 수 있으며, 기판 운송 동안 횡단 방향의 기판이 "일탈하는(wandering)" 것이 제거될 수 있다.

[0033] 웹 시스템에서의 롤러들의 오정렬에 기인하여 프로세싱 동안 웹을 따르는 장력의 변동들은 프로세싱된 웹에서 주름들 및 다른 결함들로 이어질 수 있으며, 이들은 프로세싱된 웹을 손상시킬 수 있다. 챔버에서의 웹 장력을 조정하는 한 가지 방식은 웹 시스템을 셧다운하고, 웹 시스템을 개방하고, 그리고 롤러들을 물리적으로 조정하는 것이다. 그러나, 이것은 웹 시스템의 상당한 가동 중단 시간(downtime)으로 이어질 수 있으며, 이것은 소유 비용을 증가시킬 수 있다. 또한, 웹에서의 이들 결함들은 전체 웹이 프로세싱된 이후까지 검출되지 않을 수 있다. 이것은 프로세싱된 웹을 폐기하는 것으로 이어질 수 있으며, 이것은 재료 비용들을 증가시킬 수 있다. 따라서, 프로세싱 동안 웹에서의 장력을 인시튜로(in-situ) 모니터링할 수 있는 것 및 시스템을 개방하지 않고도 모니터링된 장력에 응답하여 웹 장력을 동적으로 조정할 수 있는 것이 유리할 것이다.

[0034] 또한, 웹 시스템들에서 사용되는 현재의 광학 모니터링 시스템들은 작은 피사계 심도(depth of field), 예를 들면, +/-20 ㎛의 범위의 피사계 심도를 가질 수 있다. 이것은 조사 하에 있는 웹이, 예를 들면, 펄럭임(fluttering)에 의해, 광 빔의 광학 경로를 따라 +/-20 ㎛ 이상만큼 포지션을 변경해서는 안된다는 것을 의미한다. 가요성 기판의 그 운송 동안의 광학적 투과 속성들을 신뢰성 있게 측정하는 것은 특히 어렵다. 예를 들면, 가요성 기판들은 기판 운송 경로에 수직인 방향에서, 특히 기판이 기판 지지체 상에 지지되지 않는 기판의 부분들에서, 펄럭임을 나타내는 경향이 있을 수 있다. 게다가, 가요성 기판들은 전형적으로 얇고 섬세하며, 그 결과 그러한 기판들은 지지되지 않는 포지션들에서 20 ㎛ 이상만큼 펄럭일 수 있다. 이 웹 펄럭임은 전형적으로 가요성 기판을 모니터링하기 위해 사용될 수 있는 거리들 측정 센서들의 타입들을 제한한다. 예를 들면, 전형적으로 삼각 측량 기반의 센서들은 웹 펄럭임에 기인하여 양면 측정들에 대해서는 사용되지 않는다.

[0035] 웹 코팅의 프로세스들에서, 두께를 측정하기 위해 사용되는 여러 가지 계측 기법들이 있다. 이들 기법들 중 일부는 웹 펄럭임에 의해 야기되는 에러들의 문제를 겪게 되고 그들의 사용을 더욱 어렵게 만든다. 본 개시내용의 일부 구현들은 반대 접근법을 취하고 관심 측정치로서 펄럭임에 대한 민감도를 사용하고 그것을 웹의 로컬 장력에 대한 비접촉식 프록시로서 사용한다. 샘플 각도에 대한 민감도를 갖는 임의의 적절한 센서 계측이 사용될 수 있다. 예를 들면, 삼각 측량 레이저 변위, 커패시턴스, 및 와전류가 사용될 수 있다. 기본적으로 펄럭임에 민감한 임의의 신호는 웹의 코팅되지 않은 부분 또는 두께에서의 변동이 펄럭임으로부터의 신호와는 훨씬 상이한 주파수에서 발생하는 코팅된 섹션 중 어느 하나에 대해 재사용될 수 있다. 변동의 소스들 둘 모두가 발생하는 경우, 그들은, 관련된 두께 및 펄럭임/웹 장력 정보를 추출하도록, 고역 통과 필터 및 저역 통과 필터를 사용하여 수학적으로 파티셔닝될 수 있다.

[0036] 본 개시내용의 일부 구현들에서, 웹 각도를 계산하기 위해 비접촉식 센서를 사용하여 크로스 웹 장력이 실시간으로 측정된다. 웹 각도의 측정치는 웹을 모니터링하기 위해 레이저 센서들과 같은 다양한 광학 센서들의 사용을 가능하게 하는 롤러들의 평행성을 조정하기 위해 제어 시스템으로 다시 주입될 수 있다. 레이저 기반의 삼각 측량 거리 센서들은 웹 프리젠테이션(web presentation)의 각도에 민감하다. 웹의 각도는 장력 및 필터링 메커니즘의 함수이다. 공지되어 있는 안정적인 두께의 웹들의 경우, 겉보기 두께의 변화는 이제 국소적으로 웹 각도의 표현이다. 그 각도는 그 포인트에서의 웹 경로의 장력의 함수이며, 어떠한 코팅도 발생하지 않는 웹 가장자리들 둘 모두에서 로케이션들이 선택되는 경우, 크로스 웹 장력은 실시간으로 측정될 수 있다. 그런 다음, 이 측정치는, 롤러들의 평행성을 조정함으로써 웹 장력을 정정하기 위해 제어 시스템으로 다시 주입될 수 있다.

[0037] 본 개시내용의 일부 구현들에서, 비접촉식 센서는 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.

[0038] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 프로세싱 장치(110)를 포함하는 웹 프로세싱 시스템(100)의 개략적인 단면도를 예시한다. 웹 프로세싱 장치(110)는 웹 장력 조정 유닛(120)을 포함한다. 웹 프로세싱 장치(110)는 하나 이상의 층들로 코팅되도록 웹(130)이 공급되는 하나 이상의 코팅 유닛들(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 게다가, 웹(130)이 코일링(coil)되어 있는 웹 보관 스풀(140)이 도시되어 있다. 전형적으로, 웹 보관 스풀(140) 상의 웹(130)은 프로세싱되지 않는다. 도시된 구현에 대한 대안으로, 웹 보관 스풀(140)은 웹 프로세싱 장치(110) 내에 포지셔닝될 수 있다(예를 들면, 도 8에 예시되는 구현 참조). 본원에서 설명되는 일부 구현들에서, 웹 프로세싱 장치(110)는 진공 조건들, 예를 들면, 10 mbar 미만 또는 심지어 1 mbar 미만의 압력들에서 동작된다. 다른 구현들에서, 웹 프로세싱 장치(110)는 대기 조건들에서 동작된다.

[0039] 도 1에 도시되는 바와 같이, 웹(130)은 유입구 포트(inlet port)(150), 예컨대 제1 밀봉부(seal)를 통해 웹 프로세싱 장치(110)에 진입한다. 프로세싱된 웹(160)은 배출구 포트(outlet port)(170), 예컨대 제2 밀봉부를 통해 웹 프로세싱 장치(110) 밖으로 가이드되고, 권취 스풀(wind-up spool)(180) 상에 감겨질 수 있다. 도 1에 도시되는 구현에 대한 대안으로, 프로세싱된 웹을 보관하기 위한 권취 스풀은 웹 프로세싱 장치(110) 내에 포지셔닝될 수 있다(예를 들면, 도 8에 예시되는 구현 참조). 결과적으로, 일부 구현들에서, 권취 스풀은 진공 조건들에서 동작하도록 구성될 수 있다.

[0040] 전형적으로, 웹 프로세싱 장치(110)는 본 개시내용에 따른 1 개, 2 개, 3 개, 또는 그 초과의 웹 장력 조정 유닛들(120)을 포함한다.

[0041] 웹 프로세싱 시스템(100)은 웹 프로세싱 시스템(100)의 다양한 양상들을 제어하도록 동작가능한 시스템 제어기(190)를 더 포함한다. 시스템 제어기(190)는 웹 프로세싱 시스템(100)의 제어 및 자동화를 용이하게 하며 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit; CPU), 메모리, 및 지원 회로들(또는 I/O)을 포함할 수 있다. 소프트웨어 명령들 및 데이터는 CPU에게 지시하기 위해 메모리 내에 코딩 및 저장될 수 있다. 시스템 제어기(190)는, 예를 들면, 시스템 버스를 통해 웹 프로세싱 시스템(100)의 컴포넌트들 중 하나 이상과 통신할 수 있다. 시스템 제어기(190)에 의해 판독가능한 프로그램(또는 컴퓨터 명령들)은 웹(130)과 같은 기판에 대해 어떤 태스크들이 수행가능한지를 결정한다. 일부 양상들에서, 프로그램은 프로세싱 조건들을 모니터링하기 위한, 웹 프로세싱 장치(110)를 제어하기 위한 그리고/또는 웹 장력 조정 유닛(120)을 제어하기 위한 코드를 포함할 수 있는, 시스템 제어기(190)에 의해 판독가능한 소프트웨어이다. 단일의 시스템 제어기인 시스템 제어기(190)가 도시되지만, 본원에서 설명되는 양상들과 함께 다수의 시스템 제어기들이 사용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.

[0042] 본원에서 개시되는 바와 같은 웹 가이드 제어 유닛 또는 웹 프로세싱 장치의 전형적인 애플리케이션은 고진공 웹 필름 증착이다. 예를 들면, 일부 에너지 저장 디바이스 애플리케이션들에서, 기저의 애노드 또는 캐소드 재료들에 대한 사전 리튬화 층(pre-lithiation layer)으로서 기능하는 웹 위에 리튬 금속의 얇은 층이 증착될 수 있다. 본원에서 개시되는 바와 같은 웹 장력 조정 유닛 또는 웹 프로세싱 장치의 추가적인 애플리케이션은 얇은 플라스틱, 종이 또는 금속 포일과 같은 패키징 기판 상에서 보호 층의 증착을 수반한다. 신선도를 촉진하고 이들 필름들을 사용하는 소비자 제품들의 보관 수명(shelf life)을 연장하는 수분 또는 산소 배리어를 생성하기 위해 얇은 금속 또는 산화물 필름들이 패키징 기판 상에 증착될 수 있다.

[0043] 본 개시내용의 구현에 따르면, 웹(130)은 웹 보관 스풀(140)과 같은 웹 공급부로부터 웹 프로세싱 장치(110)로 공급된다. 코일 상에서의 웹의 전형적인 길이들은 500 미터 내지 60 킬로미터의 범위 내에 있다. 일부 구현들에서, 웹(130)은 이전 웹 프로세싱 장치(도시되지 않음)로부터 웹 프로세싱 장치(110)로 공급된다. 일반적으로, 그리고 본 구현으로 제한되지 않으면서, 본원에서 개시되는 바와 같은 웹 프로세싱 장치들 중 2 개, 3 개, 또는 그 초과가 나란히 포지셔닝될 수 있고, 그 결과, 웹은 이들 웹 프로세싱 장치들 전체를 통해 연속적으로 이어진다.

[0044] 본 구현으로 제한되지 않으면서, 전형적인 가이드 속도들은 분당 0.01 미터 내지 초당 20 미터(m/s)의 범위 내에 있다. 웹 프로세싱 장치(110)에서는 상이한 프로세싱 동작들, 예컨대 웹의 세정, 코팅, 특히 스퍼터링, 냉각, 가열, 또는 구조화가 수행될 수 있다.

[0045] 웹 프로세싱 장치(110)에서 웹이 프로세싱된 이후, 프로세싱된 웹(160)은 배출구 포트(170)에서 웹 프로세싱 장치(110)를 빠져나간다. 프로세싱된 웹(160)은, 권취 스풀(180)에 의해 도 1에 도시되는 바와 같이, 제2 프로세싱 유닛으로 공급될 수 있거나 또는 보관을 위해 가이드될 수 있다. 특히, 본원에서 개시되는 바와 같은 웹 프로세싱 시스템, 웹 프로세싱 장치, 및 방법들은 특히 스풀 상에서 웹을 연속적인 방식으로 권취하는(winding-up) 것을 허용하고, 따라서 권취 스풀 상에서의 비대칭적인 층 스택을 방지한다.

[0046] 본원에서 설명되는 바와 같은 웹 장력 조정 유닛 및 웹 프로세싱 장치는 다양한 애플리케이션들에서 웹을 가이드하기 위해 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 웹 프로세싱 장치는 금속 웹, 특히 구리 또는 알루미늄 웹, 및 얇은 플라스틱 웹들과 같은 웹들을 코팅하는 데 특히 적합하다. 이러한 맥락에서 얇은 웹은 1 m 내지 200 m, 특히 30 ㎛ 내지 140 ㎛의 두께를 갖는 것으로 이해되도록 의도된다.

[0047] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력 조정 유닛(120)의 개략적인 단면도를 예시한다. 도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 도 2의 웹 장력 조정 유닛(120)의 개략적인 평면도를 예시한다. 웹 장력 조정 유닛(120)은 기판, 예컨대 웹(130)을 가이드하기 위한 제1 롤러(210)와 제2 롤러(220)를 포함한다. 제1 롤러(210) 및/또는 제2 롤러(220)는 가이드 롤러들일 수 있다. 웹 장력 조정 유닛(120)은 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230a-230d)(통칭하여 230) 및 옵션 사항으로(optionally) 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들(240)을 더 포함한다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230) 및/또는 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들(240)은 자립형일 수 있거나 또는 모듈 내에 포지셔닝될 수 있다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 웹(130)은 기판 운송 경로(T)를 따라 제1 롤러(210)로부터 제2 롤러(220)까지 반송 및 운반된다.

[0048] 일부 구현들에서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)은 제1 롤러(210)와 제2 롤러(220) 사이의 포지션에 제공될 수 있다. 존재하는 경우, 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들(240)도 제1 롤러(210)와 제2 롤러(220) 사이의 포지션에 또한 제공된다. 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들(240)은 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)의 반대편에 포지셔닝될 수 있다. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)은 웹(130)의 제1 측면 또는 "전면(front side)"을 향하도록 포지셔닝될 수 있고, 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들(240)은 웹(130)의 제2 측면 또는 "후면(backside)"을 향하도록 포지셔닝될 수 있다. 웹(130)이 기판 지지체 표면, 예를 들면, 롤러의 표면 상에서 지지되지 않는, 제1 롤러(210)와 제2 롤러(220) 사이의 영역은 "프리 스팬(free span)" 또는 "프리 스팬 포지션"으로서 또한 지칭될 수 있다. 웹(130)이 "프리 스팬 포지션"에서 펄럭일 수 있고, 그 결과, 광학적 측정이 부정적인 영향을 받을 수 있다는 것이 표시되어 있다. 예를 들면, 웹(130)의 검사된 부분은 기판 운송 방향("T")에 수직인 방향에서 광 빔의 초점 밖으로 이동할 수 있다. 펄럭이는 동안 반사각의 이러한 변화는 웹의 반사각을 변경하며, 이것은 웹의 국소적 장력의 변화를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 국소적 장력의 이러한 변화는 시스템 제어기(190)로 전달될 수 있고 그리고/또는 그에 의해 계산될 수 있으며, 그런 다음, 제1 롤러(210) 및/또는 제2 롤러(220)의 평행성을 조정하기 위해 사용될 수 있다.

[0049] 일부 구현들에서, 도 3에 도시되는 바와 같이, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)은, 이동 방향("T")에 수직인 횡단 방향을 따라 나란히 포지셔닝되는 복수의 제1 비접촉식 센서들(230a-230d)을 포함한다. 도 3에서는 4 개의 제1 비접촉식 센서들이 도시되어 있지만, 임의의 적절한 수의 제1 비접촉식 센서들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 일부 구현들에서, 웹(130) 위에서 횡단 방향을 따라 이동하도록 구성되는 단일의 비접촉식 센서가 복수의 비접촉식 센서들 대신에 사용된다. 복수의 제1 비접촉식 센서들(230a-230d)을 횡단 방향을 따라 포지셔닝하는 것은 비접촉식 센서들이 웹(130)의 폭을 가로질러 모니터링하는 것을 허용한다. 웹의 각도(예를 들면, 웹의 펄럭임)에 대한 민감성을 갖는 임의의 적절한 비접촉식 센서. 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230a-230d)은 임의의 수의 레이저 기반의 삼각 측량 센서들, 간섭계들, 이미지 센서들, 와전류 센서(Eddy Current Sensor; ECS)들, 커패시턴스 센서들, 및/또는 두께 센서들을 포함할 수 있다. 적절한 비접촉식 센서들의 예들은 레이저 기반의 삼각 측량 센서들, 예를 들면, Keyence 및 Micro-Epsilon LVDT 간섭계들을 포함한다. 본원에서 설명되는 구현들과 함께 사용될 수 있는 레이저 조면계(profilometer)들의 예들은, 7.5 mm 폭 내에서 애노드 가장자리 정의를 측정할 수 있고 가장자리 두께(Z 축) 및 직진성(X 축) 반복성을, 축들 둘 모두에 대해 0.3 ㎛ 이내에서, 갖는 Keyence LJ-X8020, 및 10 mm 폭 내에서 애노드 가장자리 정의를 측정할 수 있고 가장자리 두께 및 직진성 반복성을, 축들 둘 모두에 대해 0.2 ㎛ 이내에서, 갖는 Keyence CL-PT010을 포함한다.

[0050] 도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 조정 유닛을 통합하는 가이드 롤러(400)의 개략적인 단면도를 예시한다. 가이드 롤러(400)는, 예를 들면, 웹 장력 조정 유닛(120)에서 사용되는 제1 롤러(210) 및 제2 롤러(220) 중 적어도 하나일 수 있다. 가이드 롤러(400)는 전형적으로 샤프트(410)에 장착된다. 본원에서 사용될 때, 용어 샤프트는, 예를 들면, 회전가능할 수 있거나, 또는 롤러가 중심으로 삼아 회전하는 정적 축을 구성할 수 있는 가이드 롤러(400)의 임의의 지지체를 포함해야 한다.

[0051] 웹(130)은 가이드 롤러(400)에 의해 가이드된다. 웹(130)은 일반적으로 프로세싱되지 않을 수 있거나 또는 하나 이상의 프로세싱 동작들을 이미 겪었을 수 있다. 특히, 본 개시내용의 웹 장력 조정 유닛(120)은 웹 프로세싱 장치들에서의 사용으로만 배타적으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 웹 장력 조정 유닛(120)은 웹 운송이 사용되는 제조 공장들에서 또한 구현될 수 있다.

[0052] 예시의 목적을 위해, 가이드 롤러(400)는 프레임(420) 상에 장착되는 것으로 도시된다. 프레임(420)은 가이드 롤러(400)를 지지할 수 있는 임의의 유닛일 수 있다. 특히, 가이드 롤러(400)의 양 측면들 상의 프레임(420)은 일체형 프레임에 속하는 것이 가능하지만, 그러나 필수는 아니다. 본 청구대상에서 사용되는 가이드 롤러들의 전형적인 직경들은 65 mm와 300 mm 사이에 있다.

[0053] 가이드 롤러(400)의 정렬은 롤러 조정 유닛(430a, 430b)(통칭하여 430)을 사용하여 조정된다. 일부 구현들에서, 단일의 조정 유닛이 제공된다. 예를 들면, 롤러 조정 유닛(430a) 또는 롤러 조정 유닛(430b) 중 어느 하나가 존재한다. 롤러 조정 유닛(430)은 전형적으로 가이드 롤러(400)의 제1 단부(440) 또는 제2 단부(450)에 배치된다. 예를 들면, 롤러 조정 유닛(430a)은 제1 단부(440)에 배치될 수 있다. 롤러 조정 유닛(430b)은 가이드 롤러(400)의 제2 단부(450)에 배치될 수 있다. 2 개의 조정 유닛들 각각이, 전형적으로, 가이드 롤러(400)의 제1 단부(440) 및 제2 단부(450)에 제공되는 것, 예컨대 각각이 가이드 롤러(400)의 일 단부 상에 제공되는 것도 또한 가능하다. 예를 들면, 도 4에 예시적으로 예시되는 바와 같이, 롤러 조정 유닛(430b)은 제2 단부(450)에 인접하게 배치된다.

[0054] 일부 구현들에서, 롤러 조정 유닛(430)은 x 방향(+x/-x)을 따르는 이동, y 방향(+y/-y)을 따르는 이동, 및 z 방향(+z/-z)을 따르는 이동 중 적어도 하나에 대응할 수 있다. 따라서, 가이드 롤러(400)의 제1 단부(440) 및 제2 단부(450) 각각은 x 방향(예를 들면, +x/-x), y 방향(예를 들면, +y/-y), 및 z 방향(예를 들면, +z/-z) 중 적어도 하나를 따라 독립적으로 조정가능할 수 있다.

[0055] 원칙적으로, 롤러 조정 유닛(430)은 웹(130)에 대해 작용하는 횡단 장력을 방지하기 위한 가이드 롤러(400)의 정렬을 위해 적용될 수 있다. 전형적으로, 본 개시내용의 롤러 조정 유닛(430)은 가이드 롤러(400)에서, 결과적으로는 가이드 롤러(400)에 후속하는 모든 기기에서, 상이한 코일링 강도(coiling strength)들을 보상하는 데 특히 유용하다. 상이한 코일링 강도는, 가장 전형적으로는, 웹의 폭을 따르는 그것의 상이한 두께의 결과이다. 이것은 일반적으로 기울어진 공급을 초래할 수 있고, 후속하여, 가이딩 롤러들과 웹(130) 사이의 가변 접촉을 초래할 수 있으며, 이것은 열적 문제(thermal complication)들을 수반할 수 있다.

[0056] 본 개시내용의 일부 구현들에서, 가이드 롤러(400)는 냉각 또는 가열 롤러이다. 전형적으로, 가이드 롤러(400)의 하류 및/또는 상류에 포지셔닝되는 추가적인 롤러들이 있다. 다른 프로세싱 동작들, 예컨대 세정 또는 코팅은, 가이드 롤러(400) 이전에(즉, 상류에서) 또는 가이드 롤러(400) 이후에(즉, 하류에서) 취해질 수 있다.

[0057] 본 개시내용의 임의의 구현으로 제한되지 않으면서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)에 의해 측정되는 데이터는 가이드 롤러(400)의 정렬을 모니터링하기 위해 그리고 가이드 롤러(400)의 일 단부를 이동시킴으로써 가이드 롤러(400)의 정렬을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 수평 및 수직 방향 중 하나 이상과 비교하여 가이드 롤러(400)의 정렬은 변경된다. 가이드 롤러(400)의 일 단부에서 단지 하나의 롤러 조정 유닛(430)이 제공되는 경우, 가이드 롤러(400)의 다른 단부는 일정한 포지션에서 유지된다.

[0058] 가이드 롤러(400)는, 전형적으로, 웹 장력에 의해 야기되는 힘이 가이드 롤러(400)의 샤프트(410)에 대해 작용하는 차원에 대응하는 차원에서 이동된다. 본원에서, 피처 "차원에서의 이동" 또는 "차원에서의 측정"은, 각각, 한 방향 및/또는 그것의 반대 방향에서의 움직임 또는 측정을 각각 가리켜야 한다. 예를 들면, 도 4에 도시되는 양방향 화살표(460)는 하나의 차원을 예시한다. 본원에서 설명되는 일부 구현들에서, 장력은 가이드 롤러가 이동되는 것과 동일한 차원에서 측정된다.

[0059] 일부 구현들에서, 롤러 조정 유닛(430)은 가이드 롤러(400)의 일 단부를 이동시키기 위한 액추에이터, 예컨대 모터를 포함한다. 특히, 이것은 도 4의 구현으로 제한되지 않으며, 본원에서 설명되는 모든 구현들의 하나 이상의 롤러 조정 유닛들(430)에는 액추에이터, 예컨대 모터가 제공될 수 있다. 예를 들면, 일 예에서, 모터는 선형 모터일 수 있다. 다른 예에서, 모터는 x 방향, y 방향, 및 z 방향 중 적어도 하나를 따라 이동할 수 있을 수 있다. 화살표(460)에 의해 표시되는 바와 같이, 모터는 이 페이지에 도시되는 관점에서 가이드 롤러(400)의 단부를 상하로 이동시킬 수 있다. 모터는 또한 가이드 롤러(400)를 페이지의 평면에 수직으로 이동시킬 수 있다.

[0060] 도 4의 구현으로 제한되지 않는 일부 구현들에서, 롤러 조정 유닛(430)의 이동 방향들은 계산된 장력의 측정 방향들에 대응한다. 즉, 도 4의 예시에서와 같이, 시스템 제어기(190)는 전형적으로 조정 유닛이 가이드 롤러를 이동시키도록 구성되는 것과 동일한 방향에서 가이드 롤러에서 장력을 계산하도록 구성된다. 예를 들면, 도 4의 구현에서, 화살표(350)에 의해 표시되는 방향은 조정 유닛(310)의 이동 방향들, 및 계산된 장력의 측정 방향들 둘 모두에 대응할 수 있다.

[0061] 본 개시내용의 롤러 조정 유닛(430)에서는 상이한 모터들이 사용될 수 있다. 전형적으로, 조정을 위한 액추에이터는 전기 또는 유압 모터이다. 프레임(420)에서는, 롤러 조정 유닛(430)이 가이드 롤러(400)의 개개의 측면(들)을 이동시키는 레일들(도시되지 않음) 등이 제공될 수 있다.

[0062] 도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력을 조정하는 방법(500)의 흐름도를 예시한다. 방법(500)은 웹 장력 조정 유닛, 예를 들면, 웹 장력 조정 유닛(120)을 사용하여 수행될 수 있다. 웹 장력 조정 유닛(120)은 코팅 시스템, 예컨대 도 8에 묘사되는 웹 코팅 시스템(800)에 포지셔닝될 수 있다. 도 6a는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 센서 판독치들(602, 604, 606, 및 608)의 플롯(600)을 예시한다. 도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 센서 판독치들(622, 624, 626, 및 628)의 플롯(620)을 예시한다.

[0063] 동작(510)에서, 웹(130)은 기판 운송 경로("T")를 따라 운송된다.

[0064] 동작(520)에서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)을 지나는 웹(130)의 이송 동안, 하나 이상의 비접촉식 센서들은 예를 들면 레이저를 방출하며, 그 레이저는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)에 대한 웹의 높이, 포지션, 또는 거리를 모니터링한다. 도 6a를 참조하면, 플롯(600)은 웹(130)을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 4 개 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)에 대한 센서 판독치들을 묘사한다. 예를 들면, 센서 판독치(602)는 횡단 방향을 따라 제1 로케이션에서 웹을 모니터링하는 제1 비접촉식 센서(230a)에 대응한다. 센서 판독치(604)는 횡단 방향을 따라 제2 로케이션에서 웹을 모니터링하는 제2 비접촉식 센서(230b)에 대응한다. 센서 판독치(606)는 횡단 방향을 따라 제3 로케이션에서 웹을 모니터링하는 제3 비접촉식 센서(230c)에 대응한다. 센서 판독치(608)는 횡단 방향을 따라 제3 로케이션에서 웹을 모니터링하는 제4 비접촉식 센서(230d)에 대응한다. 플롯(600)에 도시되는 바와 같이, 제4 비접촉식 센서(230d)는, 웹(130)의 펄럭임, 또는 롤러들 중 하나, 예를 들면, 제2 롤러(220)의 오정렬에 기인하는 웹의 변위에 의해 야기될 수 있는 문제(610) 또는 이상을 검출한다.

[0065] 동작(530)에서, 문제(610)의 검출에 응답하여, 시스템 제어기(190)는 롤러들의 유지/재정렬을 개시하여 더욱 균일한 웹 장력을 달성하도록 웹(130)에 대한 장력을 조정할 수 있다. 일부 구현들에서, 롤러들은 웹(130)의 장력을 조정하기 위해 실시간으로 동적으로 정렬된다. 도 6b를 참조하면, 플롯(620)은 웹 장력의 정정 이후에 웹(130)을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 4 개 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)에 대한 센서 판독치들을 묘사한다. 예를 들면, 센서 판독치(622)는 제1 비접촉식 센서(230a)에 대응하고, 센서 판독치(624)는 제2 비접촉식 센서(230b)에 대응하고, 센서 판독치(626)는 제3 비접촉식 센서(230c)에 대응하고, 센서 판독치(628)는 제4 비접촉식 센서(230d)에 대응한다. 플롯(620)에 도시되는 바와 같이, 제4 비접촉식 센서(230d)의 센서 판독치(628)는, 문제(610)가 정정되어 롤러들이 재정렬되었고 웹(130)에 대한 장력이 더욱 균일하다는 것을 표시하는 더 평활한 판독치(630)를 나타낸다는 것을 예시한다.

[0066] 도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력 조정 유닛에 대한 신호 흐름 차트(700)를 예시한다. 웹 장력 조정 유닛에 대한 신호 흐름 차트(700)는 횡단 장력 측정의 네거티브 피드백(710)에 기초한 폐루프 제어기를 포함한다. 폐루프 시스템은 제어된 시스템의 출력, 예를 들면, 피드백 신호(720)를, 시스템 제어기(190) 그 자체의 출력인, 제어된 시스템에 공급되는 제어 신호(740) 및 피드백 신호(720)의 이전 값들을 사용함으로써 설정점(730) 값과 동일하게 유지한다. 신호 흐름 차트(700)의 메인 엘리먼트들은, 본 개시내용의 구현들에 따른 웹 장력 조정 유닛(120)을 구성하는, 시스템 제어기(190), 가이드 롤러(400), 및 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230)이다. 웹의 횡단 방향을 따라 포지셔닝되는 적어도 2 개의 비접촉식 센서들에 의한 모니터링에 기초하여 계산될 수 있는 웹에서의 장력 차이는 피드백 신호(720)이다. 일부 구현들에서, 웹에서의 장력 차이는 웹의 횡단 방향을 따라 이동하도록 구성되는 단일의 센서에 의한 모니터링에 기초하여 또한 계산될 수 있다. 횡단 방향을 따르는 제1 로케이션의 모니터링에 기초하여 계산되는 장력은 횡단 방향을 따르는 제2 로케이션의 모니터링에 기초하여 계산되는 장력과 비교되어 웹의 장력이 균일한지 또는 불균일한지의 여부를 결정할 수 있다. 장력이 균일하지 않은 경우, 가이드 롤러(400)는 웹의 장력을 정정하도록 조정될 수 있다.

[0067] 일부 구현들에서, 제어기에서의 설정점(730)은 웹에 대해 작용하는 횡단 장력들에 대응하는 장력 차이들을 보상하기 위해 널 값(null value)을 갖는다. 따라서, 일부 구현들에서, 에러(731)는 장력 차이 측정치, 즉 피드백 신호(720)에 대응한다. 일부 구현들에서, 시스템 제어기(190)는 가이드 롤러(400)의 롤러 조정 유닛(430)을 사용하여 제로의 에러(731)로부터의 편차들을 보상한다. 전형적으로, 이러한 에러(731) 보상은 가이드 롤러(400)의 샤프트(410)의 조정(즉, 이동)으로 해석된다. 따라서, 제어 신호(740), 예를 들면, 제어기 출력은 전형적으로 가이드 롤러(400)의 개개의 단부가 얼마나 많이 이동되어야 하는지의 롤러 조정 유닛(430)에 대한 지시에 대응한다.

[0068] 원칙적으로, 시스템 제어기(190)에서는 상이한 제어 접근법들이 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 다음의 것들로부터 선택되는 선형 제어 접근법이 시스템 제어기(190)에서 구현된다: 비례, 적분 및 미분(proportional, integral and derivative; PID) 제어; 비례 및 적분(proportional and integral; PI) 제어; 비례 및 미분(proportional and derivative; PD) 제어; 및 비례(proportional; P) 제어. 그러나, 또한, 비선형 제어 접근법들을 사용하는 다른 고급 제어들, 예를 들면, 적응형 이득, 데드 타임 보상, 퍼지 로직(fuzzy logic), 신경망들, 또는 피드포워드 제어가 본 개시내용의 구현들에서 구현될 수 있다. 본 출원에서 구현되는 제어기들은 트랜지스터-트랜지스터 로직(transistor-transistor logic; TTL)과의 호환성을 포함하는 아날로그 또는 디지털 인터페이스들일 수 있다. 전형적으로 디지털 인터페이스들은, 조정 유닛에 대한 값들이 특정하고 고정된 시간 기간 이후에 새로 고쳐지는 별개의 방식으로 작동한다. 자체 튜닝, 신호 계산 또는 필터링, 또는 빌트인 표시자들과 같은 다른 특별한 피처들이 본 개시내용의 제어기들에서 존재할 수 있다.

[0069] 도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 웹 장력 조정 유닛을 통합하는 웹 코팅 시스템(800)의 개략적인 단면도를 예시한다. 웹 코팅 시스템(800)은 제1 웹 장력 조정 유닛(812a) 및 옵션 사항으로 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)을 포함한다. 제1 웹 장력 조정 유닛(812a) 및 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)은 본원에서 앞서 설명된 웹 장력 조정 유닛(120)일 수 있다.

[0070] 웹 코팅 시스템(800)은 본원에서 설명되는 구현들에 따라 웹들 상에 코팅들을 증착하도록 구성되는 Applied Materials에 의해 제조되는 SMARTWEB® 시스템일 수 있다. 웹 코팅 시스템(800)은 웹을 코팅하기 위한 프로세싱 액션들 중 일부 또는 모두가 수행될 수 있는 공통 프로세싱 환경(801)을 포함한다. 일 예에서, 공통 프로세싱 환경(801)은 진공 환경으로서 동작가능하다. 다른 예에서, 공통 프로세싱 환경(801)은 불활성 가스 환경으로서 동작가능하다.

[0071] 웹 코팅 시스템(800)은 연속적인 가요성 기판을 공급하기 위한 풀기 모듈(unwinding module)(802), 연속적인 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 모듈(804), 연속적인 가요성 기판을 수집하기 위한 감기 모듈(winding module)(808)을 포함하는 롤투롤 시스템으로서 구성된다. 프로세싱 모듈(804)은 공통 프로세싱 환경(801)을 정의하는 챔버 본체(805)를 포함한다.

[0072] 일부 구현들에서, 프로세싱 모듈(804)은 순서대로 배열되는 복수의 프로세싱 모듈들(810, 820, 830, 및 840)을 포함하며, 각각은 재료의 웹(130)에 대해 하나의 프로세싱 동작을 수행하도록 구성된다. 일 예에서, 도 8에 묘사되는 바와 같이, 프로세싱 모듈들(810-840)은 코팅 드럼(855) 주위에서 반경 방향으로 배치된다. 또한, 반경 방향 이외의 배열들이 고려된다. 예를 들면, 다른 구현에서, 프로세싱 모듈들(810-840)은 선형 구성으로 포지셔닝될 수 있다. 각각의 프로세싱 모듈(810-840)은 증착 소스를 포함한다. 구획(compartment)들은, 코팅 드럼(855) 위에서의 증착을 허용하는 좁은 개구를 제외하면, 인접한 구획들에 대해 폐쇄되거나 또는 격리될 수 있다.

[0073] 일부 구현들에서, 프로세싱 모듈들(810-840)은 독립형 모듈식 서브챔버들인데, 여기서 각각의 프로세싱 모듈은 다른 모듈식 서브챔버들과는 구조적으로 분리되어 있다. 따라서, 독립형 모듈식 서브챔버들 각각은 서로에게 영향을 끼치지 않으면서 독립적으로 배열, 재배열, 교체 또는 유지될 수 있다. 4 개의 프로세싱 모듈들(810-840)이 도시되어 있지만, 임의의 개수의 프로세싱 모듈들이 웹 코팅 시스템(800)에 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 웹 코팅 시스템(800)은 3, 4, 6 또는 12 개의 프로세싱 모듈들을 포함할 수 있지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다.

[0074] 프로세싱 모듈들(810-840)은, 웹 코팅 시스템(800)이 본 개시내용의 구현들에 따라 코팅을 증착하는 것을 가능하게 하는 임의의 적절한 구조물, 구성, 배열, 및/또는 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세싱 모듈들(810-840)은 코팅 소스들, 전력 소스들, 개개의 압력 제어들, 증착 제어 시스템들, 및 온도 제어를 포함하는 적절한 증착 시스템들을 포함할 수 있지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다. 일부 구현들에서, 프로세싱 모듈들(810-840)에는 개개의 가스 공급부들이 제공된다. 프로세싱 모듈들(810-840)은, 전형적으로는, 우수한 가스 분리를 제공하기 위해 서로 분리되어 있다.

[0075] 프로세싱 모듈들(810-840) 각각은 하나 이상의 증착 소스들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 본원에서 설명되는 바와 같은 하나 이상의 증착 소스들은 전자 빔 소스, CVD 소스들, PECVD 소스들, 및 다양한 PVD 소스들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시적인 PVD 소스들은 스퍼터링 소스들, 전자 빔 증발 소스들, 및 열 증발 소스들을 포함한다. 일 구현에서, 증발 소스는 리튬(Li) 소스이다. 게다가, 증발 소스는 또한 2 개 이상의 금속들의 합금일 수 있다. 증착될 재료(예를 들면, 리튬)는 도가니(crucible)에 제공될 수 있다. 리튬은, 예를 들면, 열 증발 기법들에 의해 또는 전자 빔 증발 기법들에 의해 증발될 수 있다.

[0076] 일부 구현들에서, 프로세싱 모듈들(810-840)은 웹(130)의 양 측면들을 프로세싱하도록 구성된다. 웹 코팅 시스템(800)은 수평으로 배향되는 웹(130)을 프로세싱하도록 구성되지만, 웹 코팅 시스템(800)은 상이한 방위들로 포지셔닝되는 기판들을 프로세싱하도록 구성될 수 있으며, 예를 들면, 웹(130)은 수직으로 배향될 수 있다. 일부 구현들에서, 웹(130)은 가요성 전도성 기판이다. 일부 구현들에서, 웹(130)은 하나 이상의 층들이 상부에 형성된 전도성 기판을 포함한다. 일부 구현들에서, 전도성 기판은 구리 기판이다.

[0077] 일부 구현들에서, 웹 코팅 시스템(800)은 감기 모듈(808)에 포지셔닝되는 공통 테이크업 릴(854), 프로세싱 모듈(804)에 포지셔닝되는 코팅 드럼(855), 및 풀기 모듈(802)에 포지셔닝되는 피드 릴(feed reel)(856)을 갖는 릴투릴(reel-to-reel) 시스템을 포함한다. 테이크업 릴(854), 코팅 드럼(855), 및 피드 릴(856)은 개별적으로 가열될 수 있다. 테이크업 릴(854), 코팅 드럼(855) 및 피드 릴(856)은 각각의 릴 내에 포지셔닝되는 내부 열원 또는 외부 열원을 사용하여 개별적으로 가열될 수 있다. 웹 코팅 시스템(800)은 테이크업 릴(854), 코팅 드럼(855), 및 피드 릴(856) 사이에 포지셔닝되는 하나 이상의 보조 이송 롤러들(853a, 853b, 853c, 853d, 853e, 853f)을 더 포함할 수 있다. 일 양상에 따르면, 하나 이상의 보조 이송 릴들(853a-853f), 테이크업 릴(854), 코팅 드럼(855) 및 피드 릴(856) 중 적어도 하나는 모터에 의해 구동 및 회전될 수 있다.

[0078] 일부 구현들에서, 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)은 복수의 프로세싱 모듈들(810-840)로부터 상류에 그리고 피드 릴(856)로부터 상류에 포지셔닝된다. 예를 들면, 도 8에 도시되는 바와 같이, 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)은 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230a)을, 그리고 옵션 사항으로, 보조 이송 롤러들(853b와 853c) 사이에서 웹(130)의 프리-스팬 부분에 인접하게 포지셔닝되는 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들(240)을 포함한다. 일부 구현들에서, 도 8에 묘사되는 바와 같이, 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)은 프로세싱 모듈(804)에 포지셔닝된다. 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)에 대한 다른 로케이션들이 또한 고려된다. 일 예에서, 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)은 풀기 모듈(802)에 포지셔닝될 수 있다. 다른 예에서, 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)은 별개의 모듈에 포지셔닝되고, 별개의 모듈은 풀기 모듈(802)과 프로세싱 모듈(804) 사이에 포지셔닝된다.

[0079] 일부 구현들에서, 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)은 복수의 프로세싱 모듈들(810-840)로부터 하류에 그리고 테이크업 릴(854)로부터 상류에 포지셔닝된다. 예를 들면, 도 8에 도시되는 바와 같이, 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)은 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들(230e)을, 그리고 옵션 사항으로, 보조 이송 롤러들(853d와 853e) 사이에서 웹(130)의 프리-스팬 부분에 인접하게 포지셔닝되는 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들(240e)을 포함한다. 일부 구현들에서, 도 8에 묘사되는 바와 같이, 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)은 프로세싱 모듈(804)에 포지셔닝된다. 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)에 대한 다른 로케이션들도 또한 고려된다. 일 예에서, 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)은 감기 모듈(808)에 포지셔닝될 수 있다. 다른 예에서, 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)은 별개의 모듈에 포지셔닝되고, 별개의 모듈은 프로세싱 모듈(804)과 감기 모듈(808) 사이에 포지셔닝된다.

[0080] 웹 코팅 시스템(800)은 상이한 프로세싱 모듈들(810-840)을 지나 웹(130)을 이동시키기 위한 피드 릴(856) 및 테이크업 릴(854)을 포함한다. 동작에서, 웹(130)은 화살표("T")에 의해 도시되는 기판 이동 방향에 의해 표시되는 바와 같이 피드 릴(856)로부터 풀리게 된다. 웹(130)은 하나 이상의 보조 이송 릴들(853a-853f)(통칭하여 853)을 통해 가이드될 수 있다. 하나 이상의 보조 이송 릴들(853a-853f) 중 적어도 하나는 가이드 롤러(400)일 수 있다. 이동하는 웹(130)의 장력은 본원에서 설명되는 바와 같이 제1 웹 장력 조정 유닛(812a) 및/또는 제2 웹 장력 조정 유닛(812b)을 사용하여 조정될 수 있다.

[0081] 피드 릴(856)로부터 언코일링(uncoiling)되고 보조 이송 롤러(853b) 위를 이동한 이후, 웹(130)은, 그런 다음, 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)을 지나 이동된다. 제1 웹 장력 조정 유닛(812a)이 웹(130)의 장력에서 이상을 검출하는 경우, 보조 이송 롤러들(853b 및 853c) 중 적어도 하나는, 웹에 대한 장력을 더욱 균일하게 만드는 것에 응답하여, 조정된다.

[0082] 구현들은 다음의 잠재적 이점들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 레이저 센서들에 의해 제공되는 해상도 및 편리성은, 양면 동시적 측정을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 운송 어레인지먼트의 롤러 평행성이 달성될 수 있으며, 기판 운송 동안 횡단 방향의 기판이 "일탈하는" 것이 제거될 수 있다. 소유 비용을 증가시키는, 웹 기반의 프로세싱 시스템들에서의 가동 중단 시간이 감소될 수 있다. 웹에서의 결함들은 프로세싱 동안 검출될 수 있으며 결함들에 응답하여 프로세싱 동안 정정들이 동적으로 이루어질 수 있다. 웹에서의 장력은 프로세싱 동안 인시튜로 모니터링될 수 있으며 웹 장력은, 시스템을 개방하지 않고도, 모니터링된 장력에 응답하여 동적으로 조정될 수 있다.

실시예들 목록

[0083] 본 개시내용은, 다른 것들 중에서도, 다음의 실시예들을 제공하며, 이들 각각은 임의의 대안적 실시예들을 옵션 사항으로 포함하는 것으로 간주될 수 있다:

[0084] 조항 1. 웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛으로서, 웹 장력 조정 유닛은:

제1 가이드 롤러 ― 제1 가이드 롤러는:

조정 유닛을 포함함 ―;

제1 로케이션에서 웹의 변위 데이터를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들; 및

측정된 변위 데이터에 기초하여 조정 유닛을 제어하기 위한 시스템 제어기를 포함한다.

[0085] 조항 2. 조항 1에 따른 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.

[0086] 조항 3. 조항 1 또는 조항 2의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 이동 방향에 수직인, 웹을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 적어도 2 개의 센서들을 포함한다.

[0087] 조항 4. 조항 3의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 제1 로케이션은 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있으며, 여기서 웹은 프리 스팬 포지션에 있다.

[0088] 조항 5. 조항 4의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 반사각을 측정한다.

[0089] 조항 6. 조항 1 내지 조항 5 중 어느 한 조항의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 크로스 웹 장력을 모니터링하여 제1 로케이션에서 웹의 제2 측면을 모니터링하기 위해 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들 반대편에 포지셔닝되는 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들을 더 포함한다.

[0090] 조항 7. 조항 1 내지 조항 6 중 어느 한 조항의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 조정 유닛은 제1 가이드 롤러의 제1 단부에 포지셔닝된다.

[0091] 조항 8. 조항 1 내지 조항 7 중 어느 한 조항의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 조정 유닛은 모터를 포함한다.

[0092] 조항 9. 조항 1 내지 조항 8 중 어느 한 조항의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 시스템 제어기는 폐루프 제어기이며, 측정된 변위 데이터는 가변 피드백 신호로서 사용된다.

[0093] 조항 10. 조항 9의 웹 장력 조정 유닛에 있어서, 시스템 제어기는 아날로그 전자기기들 및 디지털 전자기기들 중 하나를 포함한다.

[0094] 조항 11. 웹 프로세싱 장치로서:

웹을 가이드하기 위한 적어도 하나의 웹 장력 조정 유닛을 포함하고, 웹 장력 조정 유닛은:

제1 가이드 롤러 ― 제1 가이드 롤러는:

조정 유닛을 포함함 ―;

제1 로케이션에서 웹의 변위 데이터를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들; 및

측정된 변위 데이터에 기초하여 조정 유닛을 제어하기 위한 시스템 제어기를 포함한다.

[0095] 조항 12. 조항 11의 웹 프로세싱 장치에 있어서, 웹을 코팅하기 위한 코팅 유닛을 더 포함한다.

[0096] 조항 13. 조항 11 또는 조항 12의 웹 프로세싱 장치에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.

[0097] 조항 14. 조항 11 내지 조항 13 중 어느 한 조항의 웹 프로세싱 장치에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 이동 방향에 수직인, 웹을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 적어도 제1 센서 및 제2 센서를 포함한다.

[0098] 조항 15. 조항 14의 웹 프로세싱 장치에 있어서, 제1 로케이션은 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있으며, 여기서 웹은 프리 스팬 포지션에 있다.

[0099] 조항 16. 조항 14 또는 조항 15의 웹 프로세싱 장치에 있어서, 제1 센서는 횡단 방향을 따르는 제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되고, 제2 센서는 횡단 방향을 따르는 제2 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝된다.

[00100] 조항 17. 조항 11 내지 조항 16 중 어느 한 조항의 웹 프로세싱 장치에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 반사각을 측정한다.

[00101] 조항 18. 조항 17의 웹 프로세싱 장치에 있어서, 시스템 제어기는, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 웹의 장력이 동일하도록, 웹의 측정된 반사각에 기초하여 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하도록 구성된다.

[00102] 조항 19. 웹을 프로세싱하기 위한 방법으로서:

적어도 하나의 웹 장력 조정 유닛을 사용하여 웹을 가이드하는 단계 ― 웹 장력 조정 유닛은:

조정 유닛을 포함하는 제1 가이드 롤러; 및

제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들을 포함함 ―;

웹의 측정된 변위 데이터를 제공하기 위해 제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하는 단계; 및

제1 가이드 롤러의 일 단부를 이동시킴으로써 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하는 단계 ― 조정하는 단계는 웹의 측정된 변위에 기초함 ― 를 포함한다.

[00103] 조항 20. 조항 19의 방법에 있어서, 웹의 측정된 변위 데이터에 기초하여 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하는 단계를 더 포함하며, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 웹의 장력은 동일하다.

[00104] 조항 21. 조항 19 또는 조항 20의 방법에 있어서, 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정한 이후 웹을 재료의 층으로 코팅하는 단계를 더 포함한다.

[00105] 조항 22. 조항 19 내지 조항 21 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.

[00106] 조항 23. 조항 19 내지 조항 22 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 이동 방향에 수직인, 웹을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 적어도 제1 센서 및 제2 센서를 포함한다.

[00107] 조항 24. 조항 23의 방법에 있어서, 제1 로케이션은 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있으며, 여기서 웹은 프리 스팬 포지션에 있다.

[00108] 조항 25. 조항 24의 방법에 있어서, 제1 센서는 횡단 방향을 따르는 제1 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되고, 제2 센서는 횡단 방향을 따르는 제2 로케이션에서 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝된다.

[00109] 조항 26. 조항 19 내지 조항 25 중 어느 한 조항의 방법에 있어서, 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 웹의 반사각을 측정한다.

[00110] 조항 27. 조항 26의 방법에 있어서, 웹의 측정된 반사각에 기초하여 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하는 단계를 더 포함하며, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 웹의 장력은 동일하다.

[00111] 본 명세서에서 설명되는 구현들 및 모든 기능적 동작들은, 본 명세서에서 개시되는 구조적 수단들 및 그 구조적 등가물들, 또는 그들의 조합들을 포함하는 디지털 전자 회로부에서, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어에서 구현될 수 있다. 본원에서 설명되는 구현들은 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품들, 즉, 데이터 프로세싱 장치, 예를 들면, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다중 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의한 실행을 위해, 또는 이들의 동작을 제어하기 위해, 머신 판독가능 저장 디바이스에서 유형적으로(tangibly) 구현되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로서 구현될 수 있다.

[00112] 본 명세서에서 설명된 프로세스들 및 로직 흐름들은 입력 데이터에 대해 동작하여 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 하나 이상의 프로그램가능 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 로직 흐름들은 또한, 특수 목적 로직 회로부, 예를 들면, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)에 의해 수행될 수 있고, 장치가 특수 목적 로직 회로부, 예를 들면, FPGA 또는 ASIC으로서 또한 구현될 수 있다.

[00113] 용어 "데이터 프로세싱 장치"는, 예로서, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들을 포함하는, 데이터를 프로세싱하기 위한 모든 장치, 디바이스들, 및 머신들을 포괄한다. 장치는, 하드웨어에 더하여, 문제의 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들면, 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 오퍼레이팅 시스템, 또는 그들 중 하나 이상의 것들의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 실행에 적절한 프로세서들은, 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다.

[00114] 컴퓨터 프로그램 명령들 및 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터-판독가능 매체들은 예로서 반도체 메모리 디바이스들, 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스들; 자기 디스크들, 예컨대, 내부 하드 디스크들 또는 탈착식(removable) 디스크들; 마그네토-광학 디스크들; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 모든 형태들의 비-휘발성 메모리, 매체들 및 메모리 디바이스들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 로직 회로부에 의해 보충되거나 또는 이에 포함될 수 있다.

[00115] 본 개시내용의 엘리먼트들, 또는 그 엘리먼트들의 예시적인 양상들 또는 구현(들)을 도입하는 경우에, 단수 표현들 및 "상기"는 하나 이상의 그러한 엘리먼트들이 존재함을 의미하도록 의도된다.

[00116] 용어들 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)" 및 "구비하는(having)"은 포괄적이도록 의도되며, 열거된 엘리먼트들 이외의 추가적인 엘리먼트들이 존재할 수 있음을 의미한다.

[00117] 전술한 바가 본 개시내용의 구현들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 구현들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

1. 웹(web)을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛(web tension adjustment unit)으로서,
   제1 가이드 롤러 ― 상기 제1 가이드 롤러는,
   조정 유닛을 포함함 ―;
   제1 로케이션에서 상기 웹의 변위 데이터를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들; 및
   상기 측정된 변위 데이터에 기초하여 상기 조정 유닛을 제어하기 위한 시스템 제어기를 포함하는,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서(confocal laser sensor)들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 상기 웹의 이동 방향에 수직인, 상기 웹을 가로지르는 횡단 방향(transverse direction)으로 배열되는 적어도 2 개의 센서들을 포함하는,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 로케이션은 상기 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있고, 상기 웹은 프리 스팬 포지션(free span position)에 있는,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 상기 웹의 반사각을 측정하는,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
6. 제1 항에 있어서,
   크로스 웹 장력(cross-web tension)을 모니터링하여 상기 제1 로케이션에서 상기 웹의 제2 측면을 모니터링하기 위해 상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들 반대편에 포지셔닝되는 하나 이상의 제2 비접촉식 센서들을 더 포함하는,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 조정 유닛은 상기 제1 가이드 롤러의 제1 단부에 포지셔닝되거나,
   상기 조정 유닛은 모터를 포함하거나, 또는
   이들의 조합인,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 시스템 제어기는 폐루프 제어기이며, 상기 측정된 변위 데이터는 가변 피드백 신호로서 사용되는,
   웹을 가이드하기 위한 웹 장력 조정 유닛.
9. 웹 프로세싱 장치로서,
   웹을 가이드하기 위한 적어도 하나의 웹 장력 조정 유닛을 포함하고,
   상기 웹 장력 조정 유닛은,
   제1 가이드 롤러 ― 상기 제1 가이드 롤러는,
   조정 유닛을 포함함 ―;
   제1 로케이션에서 상기 웹의 변위 데이터를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들; 및
   상기 측정된 변위 데이터에 기초하여 상기 조정 유닛을 제어하기 위한 시스템 제어기를 포함하는,
   웹 프로세싱 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 웹을 코팅하기 위한 코팅 유닛을 더 포함하는,
    웹 프로세싱 장치.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는,
    웹 프로세싱 장치.
12. 제9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 상기 웹의 이동 방향에 수직인, 상기 웹을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 적어도 제1 센서 및 제2 센서를 포함하고, 그리고
    상기 제1 로케이션은 상기 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있고, 상기 웹은 프리 스팬 포지션에 있는,
    웹 프로세싱 장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 횡단 방향을 따르는 상기 제1 로케이션에서 상기 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되고, 상기 제2 센서는 상기 횡단 방향을 따르는 제2 로케이션에서 상기 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되는,
    웹 프로세싱 장치.
14. 제9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 상기 웹의 반사각을 측정하고, 그리고
    상기 시스템 제어기는, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 상기 웹의 장력이 동일하도록, 상기 웹의 상기 측정된 반사각에 기초하여 상기 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하도록 구성되는,
    웹 프로세싱 장치.
15. 웹을 프로세싱하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 웹 장력 조정 유닛을 사용하여 상기 웹을 가이드하는 단계 ― 상기 웹 장력 조정 유닛은,
    조정 유닛을 포함하는 제1 가이드 롤러; 및
    제1 로케이션에서 상기 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되는 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들을 포함함 ―;
    상기 웹의 측정된 변위 데이터를 제공하기 위해 상기 제1 로케이션에서 상기 웹의 상기 변위를 측정하는 단계; 및
    상기 제1 가이드 롤러의 일 단부를 이동시킴으로써 상기 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하는 단계 ― 상기 조정하는 단계는 상기 웹의 상기 측정된 변위에 기초함 ― 를 포함하는,
    웹을 프로세싱하기 위한 방법.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 웹의 상기 측정된 변위 데이터에 기초하여 상기 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하는 단계를 더 포함하고, 조정 이후, 양 측면들 상에서의 상기 웹의 장력은 동일한,
    웹을 프로세싱하기 위한 방법.
17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 가이드 롤러의 포지션을 조정하는 단계 이후 상기 웹을 재료의 층으로 코팅하는 단계를 더 포함하는,
    웹을 프로세싱하기 위한 방법.
18. 제15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 공초점 레이저 센서들, 삼각 측량 기반 레이저 센서들, 라인 기반 레이저 센서들, 커패시턴스 센서들, 와전류 센서들, 또는 이들의 조합으로부터 선택되거나,
    상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 상기 웹의 이동 방향에 수직인, 상기 웹을 가로지르는 횡단 방향으로 배열되는 적어도 제1 센서 및 제2 센서를 포함하거나, 또는
    이들의 조합인,
    웹을 프로세싱하기 위한 방법.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 로케이션은 상기 제1 가이드 롤러와 제2 롤러 사이에 있고, 상기 웹은 프리 스팬 포지션에 있고, 그리고
    상기 제1 센서는 상기 횡단 방향을 따르는 제1 로케이션에서 상기 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되고, 상기 제2 센서는 상기 횡단 방향을 따르는 제2 로케이션에서 상기 웹의 변위를 측정하도록 포지셔닝되는,
    웹을 프로세싱하기 위한 방법.
20. 제15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 비접촉식 센서들은 상기 웹의 반사각을 측정하고, 그리고
    상기 방법은,
    상기 웹의 상기 측정된 반사각에 기초하여 상기 제1 가이드 롤러의 상기 포지션을 조정하기 위한 신호를 계산하는 단계를 더 포함하고,
    조정 이후, 양 측면들 상에서의 상기 웹의 장력은 동일한,
    웹을 프로세싱하기 위한 방법.