KR102664161B1 - 자유 표면들 상의 인쇄 - Google Patents

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KR102664161B1
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안쏘니 데이비드 조오지 로아데스
사무엘 폴 코니시-에반스
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Abstract

프린터는, 라인(12)을 따라 연결되는 제1 인쇄 섹션(100) 및 제2 인쇄 섹션(200), 그리고 컨트롤러(50)를 구비한다. 각 섹션은, 트랙(110; 210) 상에서 이동하는 인쇄 헤드(120; 220)를 포함한다. 프레임 또는 프레임부(104)가, 트랙을 지지하며, 그리고 모터에 의해 휠들 상에서 구동되고, 따라서 프린터는, 진행하면서 인쇄하도록, 수평으로 연장되는 계단 에지를 따라 자율적으로 이동할 수 있다. 프린터는, 계단의 수직면(5v)에 대한 근접도를 검출하기 위한 센서를 더 포함한다. 프린터는, 그에 따라, 예를 들어, 스타디움의 계단들 상에, 광고를 인쇄하기 위해 설치될 수 있다.

Description

자유 표면들 상의 인쇄
본 발명은, 서로 각도를 갖는 2개의 표면 또는 평면 상에, 그리고 구체적으로 계단의 디딤면 및 수직면 양자 모두에, 인쇄하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 일반적으로, 계단 에지와 같은 실제 특징부에 뒤따라, 매체가 자체 내로 급송되지 않는 가운데, "대형으로" 인쇄할 수 있는, 프린터들이, 고려된다.
대부분의 프린터들 또는 인쇄 헤드들은, 프레임들에 장착되며, 그리고 종이와 같은 매체가, 인쇄되기 위해, 프레임을 통해 급송된다. 창문 또는 앞유리와 같은 투명 시트의 양면 상에 인쇄하는 것이, 공지된다.
본 발명은, 매우 제한되지 않는, "자유-범위" 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러한 프린터의 하나의 적용은, 광고 목적으로, 계단들 상에, 특히 스타디움과 같은 공공 건물의 계단들 상에, 인쇄하기 위한 것이다. 현재 배너들 및 스트립들이 그러한 표면들에 적용되지만, 이는, 심지어 작은 오정렬도 눈에 띌 수 있으며, 그리고 또한 마모와 더불어, 스트립들이, 떨어질 수 있고, 보기 흉해지거나 또는 심지어 위험을 초래할 수 있음에 따라, 약간의 기술을 요한다.
본 발명에 따라, 하나의 양태에서, 힌지일 수 있는 라인을 따라 연결되는 제1 인쇄 섹션 및 제2 인쇄 섹션, 그리고 컨트롤러를 포함하는, 프린터로서,
상기 섹션들 중 적어도 하나는,
인쇄 헤드;
상기 인쇄 헤드를 위한 트랙; 및
상기 트랙을 지지하는 프레임 또는 프레임부
를 포함하고,
프린터는 모터를 더 포함하며, 상기 프레임은 수평으로 연장되는 계단 에지에 적용되도록 구성되며, 프린터는 계단의 수직면에 대한 근접도를 검출하기 위한 센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 계단의 에지를 따라 프린터를 구동하도록 하기 위해 상기 모터를 작동시키도록 구성되는 것인, 프린터가, 제공된다.
인쇄 헤드는, 사용 시, 프린터의 구성에 의존하여, 계단의 수직면 또는 수평면에 적용될 것이고; 많은, 아마도 대부분의, 실시예에서, 하나는 수직면(수직 표면)을 위한 것이고 하나는 디딤면(수평면)을 위한 것인, 2개의 인쇄 헤드가 존재할 것이다. 이러한 방식으로, 양자 모두의 면이, 동시에 인쇄될 수 있다. 이러한 맥락에서, 비록 일반적으로 프린터는 실제로 수평인 표면 상에 놓일 것이고 그리고 그에 따라, 그 자체의 중량에 의해 유지되는, 이러한 표면에 대한 임의의 적용 수단을 필요로 하지 않을 것이지만, "수평" 및 "수직" 지정은, 대략적인 것이다. 더욱 일반적으로, 프린터는, 2개의 평면 상에 구성되며 그리고 이러한 2개의 평면의 교차선을 따라 이동한다.
인쇄 헤드는, 예를 들어, 잉크젯 인쇄 헤드일 수 있으며, 그리고 그 자체의 공급원 또는, 더욱 연장된 사용을 위한, 근처의 잉크 저장통에 대한 연결을 구비할 수 있다. 잉크는, 적용에 의존하여, 거의 영구적 및/또는 내후성일 수 있다. 프린터는, 자율적인 작동을 위해, 충전 가능 배터리에 의해 전력을 공급받을 수 있으며, 또는 메인 연결을 구비할 수 있다.
트랙은, 2개의 평행한 레일로 형성될 수 있으며, 그리고 통상적으로, 힌지에 대해, 즉 연결 라인에 대해, 수직일 것이다. 광학식 또는 자기식 인코더들과 같은 인코더를 포함할 수 있고, 따라서 레일들을 따르는 인쇄 헤드의 위치가, 결정될 수 있으며 그리고 컨트롤러에 피드백될 수 있다. 이는, 벨트와 같은 이동 장치의 필요성을 제거하며; 그러나, 별도의 인코더들이, 사용될 수 있다.
프레임은, 이를테면 계단 에지를 감싸는 형상을 가질 수 있고; 이는, 사용 시 하나는 수평이고 하나는 수직인 2개의 교차하는 플레이트로 제작함에 의해, 간단히 달성될 수 있다. 컨트롤러 및 센서는, 이러한 플레이트 상에, 센서는 수직 플레이트 상에 장착될 수 있다. 모터는, 수평 플레이트 또는 프레임 섹션 아래의 휠들에 의한 프린터의 이동을 구동할 수 있으며, 플레이트는, 볼 캐스터들 또는 이와 유사한 전방향 지지대들(omnidirectional supports)에 의해 추가로 지지된다. 휠들은 바람직하게, 독립적으로 구동된다.
프레임은, 사용 시 레일들의 먼쪽 단부들을 유지하는 단부 플레이트들을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 이러한 단부 플레이트들은 신장 가능하며, 따라서 프린터는, 사용 중이 아닐 때, 더 작은 체적으로 축소될 수 있다.
프린터는, 또한 일반적으로, 부품들을 보호하기 위한, 하우징 또는 외피를 구비할 것이다. 이는, 보관을 위해 완전히 접기 위한 클램셸 디자인(clamshell design)일 수 있다.
제2 양태에서, 프린터가, 계단 에지를 따라 구동되며 그리고, 계단 에지를 따르도록 제어되는 가운데, 계단 면들 중의 하나 이상에 인쇄하는, 인쇄 방법이 제공된다.
제3 양태에서, 인쇄 헤드, 인쇄 헤드를 위한 트랙, 및 구동 수단을 포함하는 프린터로서, 프린터가 계단 에지를 따라 이동하도록 야기하기 위해 구동 수단을 구동하도록 구성되는 컨트롤러를 더 포함하는 것인, 프린터가 제공된다.
본 발명의 더 양호한 이해를 위해, 실시예들이, 지금부터 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타내는 계단 프린터의 도면이며;
도 2는 케이스가 제거된 유사한 도면이고;
도 3은 프린터의 하측으로부터의 도면이며; 그리고
도 4는 케이스가 폐쇄된 도면이다.
도 1은, 계단 또는 선반(5) 상에 안착되는, 본 발명에 따른 계단-인쇄 장치를 도시한다. 계단은, 디딤면 또는 수평 표면(5h) 및, 거의 수직 평면인, 수직면(5v)을 구비한다. 참조의 편의를 위해, 계단의 높이는 z-방향으로, 계단의 깊이는 y-방향으로 그리고 계단의 좌우 범위는 x-방향으로, 지시될 것이다.
프린터(1)는 본질적으로, 프레임(104)(도 2), 하나 이상의 인쇄 헤드(120, 220), 그리고 외피 또는 케이스(10)로 구성된다. 프린터(1)는, 2개의 부분 또는 섹션으로, 즉 힌지(12)에 연결되는 수평 부분(100) 및 수직 부분(200)으로 구성된다. 각 부분은, 그 자체가 2개의 별개의 부분으로, 즉 공통 중앙 부분(14) 및 단부 부분들(16, 26)로, 이루어지는, 클램셸 절반부(half-clamshell)를 구비한다. 도시되지 않은, 가요성 커버가, 단부 부분들을 중앙 외피 부분에 연결할 수 있다.
프린터의 구성은, 도 1의 도면과 유사하지만 케이스가 제거되어 프레임(104)이 더욱 명확하게 확인될 수 있는 도면인, 도 2에서 더욱 상세하게 확인될 수 있다. 프레임(104)은, 2개의 상호잠금 베이스 플레이트를, 즉 수평 플레이트(106) 및, 이하에 설명될 것으로서, 또한 센서 플레이트(206)로 지칭되는, 수직 또는 벽 플레이트를, 포함한다. 베이스 플레이트들(106, 206)은, 계단(5)의 에지(5e) 상에 안착되는 브라켓을 형성하도록 교차한다.
계단의 디딤면 상에 안착되는 단부 플레이트(118)가, 상호잠금 베이스 플레이트들에 대해 내향으로 위치된다. 이러한 단부 플레이트는, 이하에 설명되는 인쇄 헤드를 위한 트랙을 형성하는 2개의 선형 슬라이더 또는 레일(110)에 의해, 센서 플레이트(206)의 돌출하는 상측 부분에 연결된다. 이러한 레일들은, 단부 플레이트에 고정되지만, 베어링을 형성하는 센서 플레이트 내의 구멍들을 통과하고, 따라서 단부 플레이트의 길이가, 계단의 크기에 맞추기 위해 또는 인쇄의 범위를 결정하기 위해, 변화될 수 있다. 레일들은 또한, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 외피의 중앙 부분(14)을 통해 돌출한다.
유사한 방식으로, 하측 단부 플레이트(218)가, 수평 베이스 플레이트(106)에 수직 레일들(210)에 의해 연결된다. 이러한 레일들은, 그들의 하방 범위에 관해 유사하게 조절 가능하며 그리고, 간섭을 회피하기 위해 수평 벽으로부터 x-방향으로 약간 오프셋되어, 외피(10)를 통해 돌출한다.
개별적인 자율적인 인쇄 헤드들(120, 220)은, 레일들(110, 210) 상에 위치하게 된다. 이러한 인쇄 헤드들은, 인쇄 도중에 그들이 레일들을 따라 전후방으로 이동하는 것을 가능하게 하는, 개별적인 모터를 포함하고; 경제성을 위해, 각 인쇄 헤드는, 2개의 레일과 접촉하는 2개의 휠을 구동하는 단일 모터를 구비하며, 각 휠은 부싱에 대항하여 레일을 압박한다. 인쇄 헤드들은, 지금부터 설명될 것으로서, 이동할 때, 프레임과 함께 이동된다.
도 3은, 프레임(104)이 계단 상에 안착되는 방식을 또한 드러내도록, 인쇄 헤드에 대해 아래쪽 또는 안쪽으로부터 프린터를 도시한다. 수평 부분(100)은, 베이스 플레이트(106) 상에서 힌지 라인에 수직인 공통 축 상에 장착되는, 한 쌍의 휠(130)을 포함한다. 이러한 휠들은, 상이한 주행을 형성하기 위해 독립적으로 구동되고, 따라서 장치는, 계단에서의 임의의 곡률 및 불규칙성을 따르기 위해, 그 자리에서 어느 방향으로 든 회전할 수 있다.
나머지 안착 지점들은, 볼 베어링들 또는 캐스터들에 의해 제공되며; 베어링(132)이 x-방향으로 프레임을 따라 이격되며, 그리고 2개의 볼(134)이 단부 프레임부(118) 상에서 이격된다. 한편, 수직 프레임부(200)는, 작동 시 계단의 수직면에 대해 안착되는, 유사한 볼 베어링들(234)을 구비한다. 여러 휠들 및 베어링들의 높이는, 바람직하게, 인쇄 헤드가 최대 계단의 에지까지 또는 적어도 그 근처까지 이동할 수 있도록 하는 것이다.
프린터(1)는, 도 1의 베이스 플레이트(106) 상에서 가시적인, 컨트롤러(50)를 더 포함한다. 이러한 컨트롤러(50)는, 전용화된 마이크로컨트롤러일 수 있지만, 본 실시예에서 Raspberry Pi®이다. 컨트롤러는, 예를 들어, 유선으로 또는, 여기에서와 같이, 무선으로, 모터 및 인쇄 헤드들 내의 인쇄 액추에이터들에 그리고, 센서 플레이트(206) 상에 장착되는, 센서(207) 또는 센서들의 세트에 연결된다. 이러한 센서들은, 계단의 수직면에 대한 간격을 측정하며, 따라서 프린터(1)는, 프린터(1)가 수직면에 가깝게 유지될 수 있으며 그리고 그에 따라 계단에서 떨어지는 것이 방지될 수 있다. 인쇄 헤드들(120, 220)은 또한, 레일들(110, 220)을 따르는 위치를 추적하는, 다른 센서들을 포함한다. 이는, 개략적으로 도시된 바와 같이, 레일들 자체 내에 장착되는 인코더들에 의해, 또는 별개의 인코더들에 의해, 실행될 수 있다.
본 실시예에서, 프린터는, 사용 중이 아닐 때, 보관을 위해 접힐 수 있다. 이를 위해, 인쇄 헤드들 및 단부 플레이트들은, 바로 개별적인 베이스 플레이트들까지 이동하며, 따라서 레일들(110, 210)은, 중앙 외피 부분들(14)을 통해 최대 범위로 돌출한다. 외피 부분들은 이어서, 장치가 도 4에 도시된 접힌 구성이 되도록, 힌지 라인을 따라 접힐 수 있다. 별개의 커버가, 적절한 경우, 돌출하는 레일들에 적용될 수 있다.
프린터의 작동이 지금부터 설명될 것이다. 먼저, 프린터는 펴지며 그리고 외피의 단부 부분들(16, 26)은, 전체 영역이 인쇄되어야 하는 경우, 개별적으로 계단의 깊이 및 높이에 정합하도록 신장된다. 계단 주변의 구역이 비어 있기 때문에, 돌출하는 레일들은, 방해받지 않는다. 이어서, 프린터는, 인쇄 영역의 하나의 단부에 배치되며, 그리고 인쇄하도록 설정된다.
각 인쇄 헤드(120, 220)는 이어서, 그래픽이 또한 자체 상에 저장되는 컨트롤러(50)의 제어 하에서, 그의 레일의 길이 만큼, 또는 인쇄하도록 만큼, 이동한다. 프로세서는 이어서, 휠들(130)을 회전시킴에 의해 프린터를 전진시킨다. 일반적으로, 프린터는, 프린터가 인쇄된 표면 위에서 이동하지 않는 것을 보장하기 위해, 단지 하나의 방향으로, 예를 들어 도 2에서 좌측으로, 이동한다. 유용한 특징이, 프린터가 계단 상에서 예기치 않은 물체와 충돌하지 않는 것을 보장하도록 하기 위해, 또는 충돌할 때 프린터를 정지시키기 위해, 접촉 범퍼들 및 초음파 센서들을 구비하는 것이다.
센서 플레이트(206) 상의 센서들이, 프린터가 계단의 수직면으로부터 설정 거리 범위를 남겨두고 있다고 결정하면, 프로세서는, 계단 에지에 대한 추적을 복원하기 위해 휠들을 회전시킨다. 이러한 방식으로, 프린터는, 심지어 계단이 만곡되거나 불규칙한 경우에도, 인쇄하기 위해 수직면으로부터 너무 가깝거나 너무 멀지 않은 가운데, 계단을 따를 수 있다. 적절한 거리 범위가, 예를 들어, 5-10 mm의 정도일 수 있을 것이다. 스프링-부하 접촉 센서들과 같은, 대안적인 센서들이, 이것이 인쇄와 간섭하지 않는 경우, 예상될 수 있다.
레일들이 x-방향으로 오프셋될 필요성이 존재하기 때문에, 수평 인쇄 헤드 또는 수직 인쇄 헤드는, 인쇄를 네모지게 하도록 최종 실행을 완료해야 할 수 있으며, 그리고 실제로 다른 인쇄 헤드는 먼저 인쇄를 시작해야 할 것이다.
도시된 예에 대한 다수의 수정예가, 본 발명의 범위 이내에서 예상될 수 있다. 예를 들어, 계단의 수직면은 수직일 필요가 없으며, 그리고 "수직" 섹션(200)은, 영구적으로 또는 힌지에 대한 고정 가능한 회전 각도를 가짐에 의해, 그에 따라 경사질 수 있다.
베이스 플레이트 또는 중앙 프레임 섹션(106, 206)은, 2개의 상호잠금 부분인 대신에, 일체형 구조일 수 있다.
설명된 실시예는, 바람직함에 따라, 2개의 레일을 구비하지만, 인쇄 헤드들이 그 위에서 진행하는, 단지 하나의 또는 (바람직하게) 2개 초과의 레일이 존재할 수 있다. 레일들 자체가, 또한, 예에서와 같이 인코더들이어야만 하지 않는 대신, 별개의 부품들일 수 있으며, 그리고 또한, 도시된 광학식 시스템과는 상이한 감지 방법이, 예를 들어 자기식 시스템이, 사용될 수 있다. 프린터의 2개의 절반부는, 동일해야만 하지 않는 대신, 상황에 따라, 상이한 레일들, 플레이트들, 베어링들 등을 구비할 수 있다.
계단 또는 에지를 따르는 방법이 사용되는 한, 수평 인쇄 헤드 및 수직 인쇄 헤드 양자 모두를 구비할 필요조차 없다. 예를 들어, 좁은 계단의 경계를 인쇄하도록 요구되는 경우, 적합한 프린터가, 단지 계단 에지를 추적하는 에지 추종기(edge-follower)를 갖는 수평 프린터만을 구비할 것이다.
프린터는, 플랫폼 에지들, 선반들, 또는 건물의 벽들과 같은, 모든 종류의 계단 상에 인쇄하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 라인을 따라 연결되는 제1 섹션 및 제2 섹션, 그리고 컨트롤러(50)를 포함하는, 프린터로서,
    상기 섹션들 중 적어도 하나는,
    인쇄 헤드(120; 220);
    상기 인쇄 헤드를 위한 트랙(110; 210); 및
    상기 트랙을 지지하는 프레임 또는 프레임부(104)
    를 포함하고,
    프린터는 모터를 더 포함하며, 상기 프레임은 수평으로 연장되는 계단 에지에 적용되도록 구성되며, 프린터는 계단의 수직면에 대한 근접도를 검출하기 위한 센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 계단의 에지를 따라 프린터를 구동하도록 하기 위해 상기 모터를 작동시키도록 구성되며,
    상기 섹션들이 그를 따라 연결되는 상기 라인은, 프린터가, 계단의 상이한 각도에 맞추도록 하기 위해, 및/또는 보관을 위해 접히도록 하기 위해, 그를 중심으로 접힐 수 있는 것인, 힌지(12)를 형성하는 것인, 프린터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄 헤드(120)는, 계단의 수평면에 적용되도록 구성되는 것인, 프린터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄 헤드(220)는, 계단의 수직면에 적용되도록 구성되는 것인, 프린터.
  5. 제1항에 있어서,
    각 섹션은, 인쇄 헤드를 포함하며, 그리고 프린터는, 계단의 수평면 및 수직면에 동시에 적용되도록 구성되는 것인, 프린터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은, 계단 상에 안착될 때, 프린터를 주행시키기 위해 모터에 의해 구동되는 휠들(130)을 포함하는 것인, 프린터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은, 프레임이 그 위에 놓이는, 적어도 하나의 볼 또는 캐스터(134)를 포함하는 것인, 프린터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 트랙은, 상기 인쇄 헤드가 그 위에서 안내되는, 2개의 평행한 레일들을 포함하는 것인, 프린터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 레일들을 따르는 인쇄 헤드의 위치설정을 제어하기 위한 인코더들을 포함하는 것인, 프린터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은, 계단의 수직면을 지향하는 수직 플레이트(206), 및 수직면으로부터 상기 인쇄 헤드의 사전 결정된 거리 범위를 유지하기 위한 상기 수직 플레이트 상의 센서(207)를 포함하는 것인, 프린터.
  11. 제1항의 프린터를 이용하여 인쇄하는 인쇄 방법으로서,
    프린터가, 계단 에지를 따라 구동되며 그리고, 계단 에지를 따르도록 제어되는 가운데, 계단 면들 중의 하나 이상에 인쇄하는 것인, 인쇄 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    피드백 메커니즘이, 계단 에지로부터의 주어진 거리에 또는 거리 범위에서 프린터를 유지하기 위해 사용되는 것인, 인쇄 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 프린터가 항공기의 다른 계단들 상에 인쇄하기 위해 사용되는 것인, 인쇄 방법.
  14. 인쇄 헤드, 인쇄 헤드를 위한 트랙, 및 구동 수단을 포함하는 프린터로서,
    프린터가 계단 에지를 따라 이동하도록 야기하기 위해 구동 수단을 구동하도록 구성되는 컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 프린터는 힌지(12)에 연결되는 수평 부분 및 수직 부분으로 구성되는 것인, 프린터.
  15. 제14항에 있어서,
    계단 에지의 수직 부분을 감지하며 그리고 컨트롤러에 피드백을 제공하는, 센서를 더 포함하는 것인, 프린터.
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