KR200284766Y1

KR200284766Y1 - 입체소재 인쇄용 프린터

Info

Publication number: KR200284766Y1
Application number: KR2020020013672U
Authority: KR
Inventors: 이윤승
Original assignee: 이윤승
Priority date: 2002-05-04
Filing date: 2002-05-04
Publication date: 2002-08-05

Abstract

본 고안은 잉크젯 프린트헤드를 이용하여 종이 대신에(종이 뿐만 아니라) 입체소재에도 인쇄할 수 있는 구조를 갖도록, 프레임(10), 헤드유닛(20), 입체소재 트레이(30), 제어/구동부(40)로 구성되는 입체소재 인쇄용 프린터이다. 본 고안에 따른 프린터는 트레이가 고정된 상태에서 헤드유닛이 이동을 하므로, 인쇄영역의 확장이 용이해지며, 트레이의 높이조절을 단순한 구조로써 행할 수 있고, 무거운 입체소재도 사용가능해지므로 인쇄품질을 향상시킬 수 있다.

Description

입체소재 인쇄용 프린터{Printer for printing on 3-dimensional object}

본 고안은 종이 등의 유연한 소재 이외에도 입체소재에 인쇄가 가능한 프린터에 관한 것이다.

종래의 도트 프린터가 사양화되면서 현재는 잉크젯 프린터와 레이저 프린터가 프린터시장을 석권하고 있다. 특히, 잉크젯 프린터는 레이저 프린터에 비해 가격이 저렴하고 컬러의 구현이 용이하며 소모품의 가격이 레이저 프린터의 것에 비해 저렴하다는 장점이 있어 널리 보급되고 있다.

그러나, 잉크젯 프린터든 레이저 프린터든, 아니면 다른 방식의 프린터든 그 인쇄영역은 평면상의 종이에 한정되어 있다. 소비자에 따라서는 종이 대신에 평평한 인쇄면을 갖는 판넬이나 공예품 등(이하, "입체소재")에 직접 인쇄를 하길 기대하고 있다.

종이가 아닌 입체소재에 인쇄를 하기 위해서는 프린터의 메카니즘이 입체소재를 수용할 수 있어야 하며, 특히, 입체소재가 종이보다 훨씬 무거운 것을 고려하여야 한다. 또한, 종이와는 달리 인쇄영역의 크기가 정해져 있지 않기 때문에 불필요한 영역으로의 헤드유닛의 이동을 억제하는 것이 경제적이다. 본 고안에서는 잉크젯 프린트헤드를 이용하여 종이 대신에(종이 뿐만 아니라) 입체소재에도 인쇄하는 목적을 갖는, 입체소재 인쇄용 프린터를 개시하고 있다.

도1a는 본 고안의 전체적 기구구성도.

도1b는 도1a의 측면도.

도2는 제어/구동부의 상세도.

도3a는 본 고안의 전기배선도.

도3b는 본 고안의 작용 흐름도.

도4a는 트레이의 높이조절부의 일실시예.

도4b는 트레이의 높이조절부의 다른 실시예.

도5는 본 고안에 추가가능한 구성요소.

도6은 본 고안에 추가가능한 다른 구성요소.

<도면부호의 설명>

프레임(10), 헤드유닛(20), 입체소재 트레이(30), 제어/구동부(40), 입체소재(100), 입체소재가 세팅되어야 할 윤곽(100'), 레일(101), 홈포지션센서(103a), 엔드포지션센서(103b), 베어링브라켓(105a,105b), 헤드유닛커버(201), 프린트헤드(203), 헤드콘트롤러(205), 롤러(207), 센서차단판(209), 높이조절부(301), 클러치(401), 구동판(401a), 피동판(401b), 헤드유닛 구동모터(403), 웜기어(404), 시작위치감지부(405), 전원장치(407),제1회전축(409a), 제2회전축(409b), 벨트(411), 인코더(413), 포토인터럽터(415), 스프로켓(417), 타이밍벨트(419), 서포터(501), 실린더(501a), 피스톤(501b), 링크바(503a,503b,503c,503d), 핸들(505), 높이조절봉(507), 제1지지봉(509a), 제2지지봉(509b), 제1장링크바(511a), 제2장링크바(511b), 제1단링크바(513a), 제2단링크바(513b), 제3단링크바(513c), 제4단링크바(513d), 포스트(515), 레이저발광체(516a,b,c), 레이저 포인터(517a,b,c), 중심회전부(523a,523b), 연결봉(525a,525b), 슬라이드/힌지결합부(529a,529c), 힌지결합부(529b,529d), 힌지/나사결합부(529e), 힌지결합부(529f,529g), 힌지/나사결합부(529h), 힌지결합부(529i,529j)

도1a는 본 고안에 따른 입체소재 프린터의 전체 기구 구성을 간략하게 나타내는 사시도이고, 도1b는 측면도이다. 본 고안의 프린터는 프레임(10), 헤드유닛(20), 입체소재 트레이(30), 제어/구동부(40)로 구성된다.

프레임(10)은 전체적으로형상을 갖는데, 좌우측벽의 내면에는 직선운동용 레일(101)이 설치되어 있다. 또한, 프레임(10)의 일측벽의 외면에는 두 개의 센서(103a, 103b)가 설치된다. 하나는 홈포지션(home position) 감지용이고 다른 하나는 엔드포지션(end position) 감지용이다. 이들 센서(103a, 103b)는 헤드유닛(20)이 불필요한 영역으로 이동하지 않도록 이동영역을 규제하기 위한 것이다.

헤드유닛(20)은 종래의 잉크젯 프린터용과 유사하다. 즉, 헤드유닛(20)커버(201) 안에 프린트헤드(203)와 헤드콘트롤러(205) 및 프린트헤드 구동용 모터(도면에 표시 안됨)가 설치되어 있다. 헤드콘트롤러(205)의 작용에 대해서는 차후 도3a를 참조하여 설명할 것이다. 헤드유닛(20)의 외측면에는 홈/엔드포지션 센서(103a, 103b)를 이네이블시키는 센서차단판(209)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성되는 헤드유닛(20)은 도1a의 Y방향으로 왕복운동을 하고, 헤드유닛(20) 내의 프린트헤드(203)는 X방향으로 왕복운동하면서 인쇄를 수행한다. 종래의 잉크젯 프린터에서는 헤드유닛(20)은 이동하지 않는 상태에서 인쇄소재(종이)가 이동하였지만, 본 고안에서는 인쇄소재(입체소재)는 정지되어 있고 헤드유닛(20)이 이동하면서 프린트헤드(203)의 인쇄위치를 이동시키고 있다. 종래 프린터에서는 종이를 이동시키는 것이 훨씬 용이하며 종이가 플렉시블하기 때문에 종이의 이동에 따른 주변 영역의 점유도가 비교적 작아도 되었지만, 본 프린터에서는 입체소재가 이동한다면 그 무게에 따른 부하증대의 문제와 플렉시블하지 않은 소재에 의한 주변 영역의 점유도가 커지는 문제가 있기 때문이다. 이에 대해서는 나중에 또 반복설명될 것이다.

입체소재 트레이(30)(이하, "트레이")는 인쇄하고자 하는 입체소재(100)를 올려놓는 대로서 Z방향으로 높이조절이 가능하도록 높이조절부(301)를 갖는다. 높이조절부(301)에 대해서는 추후에 설명한다. 한편, 트레이(30)에는 다수의 홀(303)이 천공되어 있다. 이들 홀(303)은 트레이(301)에 입체소재를 탑재할 때에 지그가 필요할 경우 지그를 고정하기 위한 것으로서, 빠르고 정확하게 지그를 교환하며 인쇄작업을 수행할 수 있다. 또한, 티셔츠나 손수건 등 매우 유연한 소재에 인쇄를해야 할 때에도 천소재 전용 지그를 만들 수 있다.

제어/구동부(40)는 시스템제어부를 포함하는 구성요소로서, PC로부터 전송된 인쇄 데이터를 헤드유닛(20)의 헤드콘트롤러(205)에 제공하여 인쇄를 하도록 제어하고, 헤드유닛(20)을 구동시키는 모터(403)를 제어하며, 본 고안에 따른 프린터장치 전체의 타이밍을 제어하는 역할을 한다.

제어/구동부(40)는, 프레임(10)의 양측에 설치되는 베어링 브라켓(105a, 105b); 베어링 브라켓(105a, 105b)에 의해 회전축이 지지되는 클러치(401); 클러치(401)의 구동판에 동력을 전달하는 헤드유닛 구동모터(403); 장치 전체의 타이밍을 제어하고 각 구성요소에 동작신호를 주는 시스템제어부(도면에 표시 안함); 시스템제어부 및 헤드콘트롤러(205)에 시작위치를 알려주는 시작위치 감지부(405); 기타 전원장치(407)로 구성된다. 각 구성요소의 기능은 이후에 본 고안의 작용을 설명하면서 함께 설명한다.

이제, 본 고안의 각 구성요소와 작용에 대하여 상세히 설명한다. PC로부터 인쇄 데이터가 전달되어 이 데이터에 따라 X방향으로 왕복운동하면서 잉크를 분사하는 프린트헤드의 작용에 대해서는 종래의 잉크젯 프린터와 동일하므로 자세한 설명을 생략할 것이다. 앞에서도 설명하였지만, 종래의 잉크젯 프린터에서는 헤드유닛은 고정되어 있고(프린트헤드만 좌우로 왕복함) 용지트레이가 이동하지만, 본 고안에서는 헤드유닛이 이동한다. 왜냐하면, 입체소재가 무거우므로 입체소재 트레이가 이동되도록 하면 부하가 커지게 되고, 또, 높이가 높은 입체소재는 트레이 이송시 흔들리므로 사용이 곤란해지며, 트레이가 이동되면 평면상 점유면적이 커지기 때문이다.

우선, 헤드유닛(20)의 구동에 대해서 설명한다.

도1a에서 헤드유닛이 Y방향으로 움직이도록 하는 것은 제어/구동부(40)에 의해 이루어진다. 우선 제어/구동부(40)의 구성을 보다 자세하게 설명한 후, 헤드유닛(20)의 구동 작용에 관해서 설명하기로 한다.

도2는 제어/구동부(40)의 상세 구성도이다. 베어링 브라켓(105a, 105b)에 의해 지지되는 제1회전축(409a)과 제2회전축(409b)에 클러치(401)가 설치되어 있다. 클러치(401)는 전자클러치로서 전력이 인가되면 구동판(401a)과 피동판(401b)을 연결시키는 전자부품이다. 클러치(401)의 구동판(401a)은 제1회전축(409a)과 결합되어 있고 클러치(401)의 피동판(401b)은 제2회전축(409b)과 결합되어 있다. 클러치(401)의 구동판(401a)은 헤드유닛 구동모터(403)로부터 벨트(411)에 의해 동력을 전달받고, 피동판(401b)은 클러치(401)에 인가되는 드라이브신호에 의해 구동판(401a)과 연결되면 그때에 구동판(401a)과 더불어 회전을 한다.

한편, 클러치(401) 구동판(401a)의 측면에는 인코더(413)가 동축으로 설치되어 헤드유닛 구동모터(403)에 의해 함께 회전한다. 인코더(413)의 원주 일부에는 포토인터럽터(photo-interrupter)(415)가 맞물려 설치되어 인코더(413)의 슬릿수를 카운트한다. 인코더(413)와 포토인터럽터(415)는 모터의 속도를 제어하기 위한 역할을 하는 것으로, 모터 제어분야에서 공지된 기술이다.

시작위치 감지부(405)는 시작위치에 관한 초기상태 신호를 시스템제어부에인가하는 역할을 하는데, 스텝모터 및 감속기와 포토인터럽터로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 있어서는, 원주의 일부구간이 절개되거나 불투명한 원판의 일부구간이 투명하게 오픈된 원판을 스텝모터(감속기에 의해 회전수를 낮춤)로 회전시키면서 포토인터럽터에 원판의 오픈된 구간이 지날 때 시작위치로서 초기상태 신호를 내보내도록 구성할 수 있다. 그러나, 시작위치 감지부는 시작위치 신호를 발생하면 되는 것이므로, 어떠한 방식이든지 가능하다. 실제로 모든 메카트로닉스 제품에는 이러한 시작위치 감지 및 발생부가 있어야 한다.

제2회전축(409b)의 끝에는 스프로켓(417)이 설치되어, 타이밍벨트(419)를 통해 헤드유닛(20)에 동력을 전달한다. 헤드유닛(20)은 타이밍벨트(419)에 의해 동력을 전달받아 롤러(207)에 의해 직선레일(101) 위를 굴러서 직선 왕복 운동을 한다. 이러한 타이밍벨트에 의한 동력의 전달과, 직선레일상에서의 왕복운동은 복사기, 이미지스캐너 등에서 사용되는 기술이다. 본 고안에서 타이밍벨트(419)는 개방형(open type)과 폐쇄형(closed type)이 모두 가능한데, 개방형일 경우에는 헤드유닛(20)의 최대 이동거리(즉, 최대 인쇄가능 영역)를 확장하더라도 타이밍벨트를 교체할 필요가 없는 장점이 있다.

본 고안의 작용을 회로적 블록다이어그램(도3a)과 플로우챠트(도3b)를 통해서 보충 설명한다.

도3a에서 보는 것과 같이 헤드콘트롤러(205)는 병렬인터페이스 또는 USB인터페이스와 통신하여 PC로부터 데이터를 전달받아서 프린트헤드(203)로 하여금 인쇄동작을 하도록 하고 프린터의 상태를 PC로 전달한다. 또한, 헤드유닛(20) 내의 헤드구동모터 인코더(미도시) 신호를 입력받아 헤드구동모터(미도시)를 동작시킨다. 이 밖에 본 고안의 헤드콘트롤러(205)는 시작위치 감지부(405)로부터 시작위치 신호를 입력받으며, 헤드유닛 구동모터 인코더(415)로부터 신호를 입력받아 헤드유닛 구동모터(403)를 동작시킨다.

한편, 시스템제어부(60)는 시작위치 감지부(405)로부터 시작위치 신호를 입력받고, 프레임(10) 측면의 홈포지션 센서(103a)와 엔드포지션 센서(103b)로부터 신호를 입력받고, 헤드유닛 구동모터 단속클러치(401)를 제어한다.

본 고안의 구성을 도3b에서 보다 더 구체적으로 설명한다. 인쇄가 시작되면, 시작위치 감지부(405)가 동작한다[S1]. 시작위치가 감지되었는지 체크하여[S3] 감지되지 않았으면 에러표시를 하고[S5] 감지되었으면 시작신호가 존재하는지 체크한다[S7]. 시작신호가 존재하지 않으면 에러표시를 하고[S9], 시작신호가 존재하면[S7] 헤드유닛(20)이 홈포지션에 위치하는지를 체크한다[S11]. 홈포지션이 아닌 경우에는 헤드유닛(20)이 더 이상 동작하지 않도록 클러치(401)를 끊고 에러표시를 한다[S13]. 홈포지션인 것으로 감지된 경우에는 클러치(401)를 연결시킨다[S15]. 클러치(401)가 연결되면 헤드유닛 구동모터(403)에 의해 헤드유닛이 이동하면서 프린트헤드(203)에 의해 인쇄작업이 수행된다[S17]. 인쇄작업 도중에 헤드유닛(20)이 엔드포지션에 도달하였는지를 체크하여[S19] 엔드포지션이 아닌 경우에는 계속해서 인쇄작업을 수행하고[S21] 엔드포지션에 다다르면 클러치(401)를 끊고서 인쇄작업을 끝낸다[S23].

다음에, 트레이(30)의 높낮이 조절 기구에 관하여 설명한다. 트레이 높낮이 조절은 도4a,b와 같이 두 가지 링크기구에 의해 각각 구현 가능하다. 도4a와 도4b를 보면, 프레임(10)의 바닥과 트레이(30) 사이에 링크기구가 설치되어 있음을 알 수 있다.

도4a의 링크기구에 관해 설명한다.

프레임(10)과 트레이(30) 사이에 복수의 서포터가 세워져 있다. 서포터로서는 실린더(501a)에 피스톤(501b)이 삽입된 것을 사용하고 있지만 이에 한정되지는 않는다. 서포터는 프레임(10) 위에서 트레이(30)가 상승 하강 할 때에 평면상에서 좌우로 움직이지 못하도록 하는 역할을 한다. 도4a에서는 서포터가 2개만 표시되어 있지만 실제로는 4각형 트레이의 각 모서리 주위에 한 개씩 총 4개가 설치되는 것이 바람직하다.

도4a의 (a)에서 볼 때, 프레임(10)과 트레이(30) 사이에 X자로 링크바(503a, 503b, 503c, 503d)가 설치된다. 제1링크바(503a)의 제1단(519a)은 트레이(30)에 회전가능하게 고정되고 제2단(521a)은 프레임(10) 상에서 미끌어지도록 롤러와 결합된다. 또한, 제2링크바(503b)의 제1단(519b)은 트레이(30)에 회전가능하게 고정되고 제2단(521b)은 프레임(10) 상에서 미끌어지도록 롤러와 결합된다. 그리고, 제1링크바(503a)와 제2링크바(503b)의 각 중심부(523)는 회전가능하게 결합된다. 마찬가지로, 제3링크바(503c)와 제4링크바(503d)도 동일하게 설치된다.

실제의 각 링크바의 결합구조는 도4a의 (b)에 나타낸 것과 같다. 즉, 도면(a)의 표시상태가 실제로는 한 쌍씩 결합되어 있는 것이다. 그리고 각 링크바의 중심회전부(523a, 523b)는 연결봉(525a, 525b)으로 연결되어 있다. 마지막으로, 연결봉(525a, 525b)의 중앙부에는 긴 높이조절봉(507)이 삽입되어 나사결합되어 있다. 높이조절봉(507)의 일단에는 핸들(505)이 부착되어 있다. 트레이(30) 높이를 조절하기 위하여 핸들(505)을 돌리면 높이조절봉(507)이 돌면서 나사결합된 연결봉(525a, 525b)를 밀거나 당기게 되므로 도면 (c)에서와 같이 링크기구가 작동되어 트레이(30)의 높이가 조절될 수 있다.

도4b는 다른 구조의 링크기구를 나타낸다. 트레이(30)의 하면에 한 쌍의 제1지지봉(509a)이 부착되어 있고, 프레임(10)의 상면에는 한 쌍의 제2지지봉(509b)이 부착되어 있다. 그리고 제1지지봉(509a)과 제2지지봉(509b)에 걸쳐서 2개의 제1, 제2장링크바(511a, 511b)가 X자로 결합된다. 각 지지봉(509a, 509b)에 결합되는 각 링크바(511a,511b)의 말단 중에서 일부는 지지봉을 따라 슬라이드되고 자체적으로 회전하는 슬라이드/힌지결합부(529a,529c)를 갖는다. 그러나, 각 링크바(511a, 511b)의 말단 중에서 529b와 529d는 슬라이드되지 않고 회전만 되는 힌지결합부이다. 물론, 529a 및 529c가 슬라이드되지 않게 힌지결합되고, 529b 및 529d가 슬라이드되도록 결합되어도 된다. 그리고 제1장링크바(511a)와 제2장링크바(511b)가 교차되는 중심부(527)는 회전가능하게 결합되며, 도4a의 (b)의 경우와 같이 연결봉(미도시)에 의해 연결되어 높이조절봉(507')과 나사결합된다.

한편, 높이조절봉(507')과 제1지지봉(509a) 사이 및 높이조절봉(507')과 제2지지봉(509b) 사이에는 중심부(527)를 사이에 두고 제1, 제2단링크바(513a, 513b)와 제3, 제4단링크바(513c, 513d)가 "〈〉" 형상으로 결합된다. 제1, 제2단링크바(513a, 513b)의 일단은 공통으로 높이조절봉(507')에 나사결합되어 회전될 수 있도록 힌지/나사결합부(529e)를 갖고 제1, 제2단링크바(513a, 513b)의 타단은 각각 제1지지봉(509a) 및 제2지지봉(509b)에 슬라이드는 하지 않고 회전가능하게만 결합되는 힌지결합부(529f, 529g)를 갖는다. 또한, 제3, 제4단링크바(513c, 513d)의 일단은 공통으로 높이조절봉(507')에 나사결합되어 회전될 수 있도록 힌지/나사결합부(529h)를 갖고 제3, 제4단링크바(513c, 513d)의 타단은 각각 제1지지봉(509a) 및 제2지지봉(509b)에 슬라이드는 하지 않고 회전가능하게만 결합되는 힌지결합부(529i, 529j)를 갖는다.

트레이(30) 높이를 조절하기 위하여 핸들(505')을 돌리면 높이조절봉(507')이 돌면서 나사결합된 제1~제4단링크바(513a~d)의 힌지/나사결합부(529e,529h)를 밀거나 당기게 되므로 링크기구가 작동되어 트레이(30)의 높이가 조절될 수 있다.

도4a의 높이조절부의 경우에는 서포터의 피스톤(501b) 길이 이상으로는 트레이(30)를 높힐 수가 없지만, 도4b의 경우에는 제1ㆍ제2지지봉(509a,509b)의 반장 길이(도4b의 "L/2" 표시부)만 충분히 확보되면 트레이(30)의 높이를 더욱 높힐 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 본 고안의 구성과 작용을 설명하였다. 이하, 위와 같은 구성에 추가될 수 있는 별도의 구성요소에 관해 설명한다.

도5는 트레이(30)에 레이저 포인터(517a,b,c)를 비추기 위한 구성을 나타낸다. 기존의 보통지 인쇄용 프린터에서는 용지의 급지 및 배지가 정확한 타이밍에 이루어지도록 센서와 롤러 등이 설치되어 있지만, 본 고안에서는 사용자가 직접 입체소재를 트레이(30)에 올려놓아야 한다. 따라서, 입체소재를 정확한 위치에 올려놓아야 할 필요가 있다. 즉, PC로부터 오는 인쇄데이터의 시작 위치와 입체소재의 시작점 위치가 정확히 일치해야 한다. 이렇게 정확한 입체소재의 세팅을 위해, 본 고안의 프레임(10) 측면의 적소에 도5에서와 같이 대략적으로 "ㄱ" 자인 포스트(515)를 세운다. 포스트(515)의 수평면에는 다수의 레이저발광체(516a,b,c)가 아래를 향해 설치된다. 도5에서, 레이저발광체(516a,b,c)로부터 트레이(30) 표면 상에 레이저가 조사되어 레이저 포인터(517a,b,c)가 형성되어 있음을 볼 수 있다. 트레이(30) 상의 4각형 점선은 입체소재가 세팅되어야 할 윤곽(100')을 나타내고 있다. 도5의 레이저 포인터 장치는 본 고안에서와 같이 헤드유닛이 이동하고 트레이가 고정되어 있기 때문에 비로소 실현가능해진다. 만일 본 고안에서 헤드유닛이 고정되고 트레이가 이동하여 인쇄를 수행한다면 트레이상의 레이저 포인터 형성 기구는 매우 곤란해질 것이다(실제로 거의 불가능함).

한편, 도6의 구성이 도2의 구성에 대체될 수 있다. 도6은 제어/구동부(40)의 클러치(401)의 구동판(401a) 기어에 동력을 전달하는 데 있어서 도2에서와 같이 벨트(411)를 사용하는 것이 아니라 웜기어(404)를 통해 전달하는 것을 나타낸다. 도6에서 모터(403)의 회전력이 웜기어(404)에 의해 90°방향이 전환되어 구동판(401a)에 전달됨을 알 수 있다. 이렇게 함으로써, 클러치(401)의 구동판(401a)과 피동판(401b)이 연결되어 헤드유닛이 구동중인 경우에는 회전축(409a,409b)에 외부의 힘이 가해지더라도 헤드유닛에 영향을 미치지 않게 된다(웜기어 메카니즘의 사용목적은 힘이 한쪽 방향으로만 전달되도록 하는 것이다). 반대로, 클러치가 끊어진 경우에는 구동판(401a)과 상관없이 피동판(401b)이 회전가능하므로 외압에 의해(가령 손으로) 헤드유닛을 이동시킬 수 있다.

이상에서 도면을 참조한 구체적 실시예들을 기준으로 본 고안을 설명하였지만, 본 고안의 기술적 범위는 이 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 기술적 범위는 첨부한 등록실용신안에 의해 그 범위가 정해지는 것이다.

본 고안의 프린터 메카니즘에 따르면, 종이나 필름과 같은 유연한 소재 이외에 입체소재에도 직접 인쇄가 가능해지므로 다양한 용도(예로서 광고ㆍ판촉용, 기념품, 선물 등)로서 응용이 가능하다. 또한, 헤드유닛이 이동하고 입체소재 트레이가 고정되어 있으므로, 인쇄영역의 확장이 용이하다. 즉, 트레이가 고정되어 있기 때문에 인쇄영역을 확장하고자 하는 크기만큼만 헤드유닛 이송 레일부를 연장하여 헤드유닛의 이동거리를 확장시킬 수 있다. 또한, 본 고안에 따르면 입체소재의 크기에 맞추어 트레이의 높이조절이 단순한 구조로써 가능해진다. 만일 본 고안이, 트레이가 이동하면서 인쇄를 해야 하는 구조라면 이동하는 트레이의 높이를 조절하는 기구는 매우 복잡해 질 것이다. 또한, 트레이가 고정되고 헤드유닛이 이동하기 때문에 입체소재의 중량에 영향을 전혀받지 않고 헤드유닛 자체의 일정한 부하만이 설계시에 고려되면 되므로 항상 일정한 인쇄 조건을 유지할 수 있다.

Claims

프레임(10), 헤드유닛(20), 입체소재 트레이(30), 제어/구동부(40)로 구성되는 입체소재 인쇄용 프린터로서,

프레임(10)은 전체적으로형상을 가지며, 좌우측벽의 내면에는 직선운동용 레일(101)이 설치되어 있고, 일측벽의 외면에는 홈포지션센서(103a)와 엔드로지션센서(103b)가 설치되고,

헤드유닛(20)은 상기 프레임(10)의 레일(101)을 따라 Y방향으로 이동하는 요소로서, 헤드콘트롤러(205)와 프린트헤드 구동용 모터와 모터에 의해 X방향으로 이동하는 프린트헤드(203)가 설치되어 있고, 외측면에는 홈/엔드포지션 센서(103a, 103b)를 이네이블시키는 센서차단판(209)이 설치되어 있는데, 헤드콘트롤러(205)는 PC와 통신하여 PC로부터 데이터를 전달받아서 프린트헤드(203)로 하여금 인쇄동작을 하도록 하고 프린터의 상태를 PC로 전달하고,

입체소재 트레이(30)(이하, "트레이")는 인쇄하고자 하는 입체소재(100)를 올려놓는 대로서 Z방향으로 높이조절이 가능하도록 높이조절부(301)를 포함하며,

제어/구동부(40)는 PC로부터 전송된 인쇄 데이터를 헤드유닛(20)의 헤드콘트롤러(205)에 제공하여 인쇄를 하도록 제어하고 헤드유닛 구동모터(403)를 제어하는 요소로서, 프레임(10)의 양측에 설치되는 베어링 브라켓(105a, 105b); 베어링 브라켓(105a, 105b)에 의해 회전축이 지지되는 클러치(401); 클러치(401)의 구동판에동력을 전달하는 헤드유닛 구동모터(403); 장치 전체의 타이밍을 제어하고 각 구성요소에 동작신호를 주는 시스템제어부; 시스템제어부 및 헤드콘트롤러(205)에 시작위치를 알려주는 시작위치 감지부(405)를 포함하되, 상기 시스템제어부는 시작위치 감지부(405)로부터 시작위치 신호를 입력받고, 프레임(10) 측면의 홈포지션 센서(103a)와 엔드포지션 센서(103b)로부터 신호를 입력받고, 헤드유닛 구동모터 단속클러치(401)를 제어하여,

트레이(30)가 고정된 상태에서 헤드유닛(20)이 Y방향으로 왕복운동을 하여 인쇄위치를 따라가고, 헤드유닛(20) 내의 프린트헤드(203)가 X방향으로 왕복운동하면서 인쇄를 수행하는 것을 특징으로 하는, 입체소재 인쇄용 프린터.
청구항 1에 있어서, 상기 제어/구동부의 클러치(401)는 구동판(401a)과 피동판(401b)을 포함하는데,

구동판(401a)은 제1회전축(409a)과 결합되고 피동판(401b)은 제2회전축(409b)과 결합되며,

구동판(401a)은 헤드유닛 구동모터(403)로부터 벨트(411)에 의해 동력을 전달받고, 피동판(401b)은 클러치(401)에 인가되는 드라이브신호에 의해 구동판(401a)과 연결되면 그때에 구동판(401a)과 더불어 회전을 하며,

구동판(401a)의 측면에는 인코더(413)가 동축으로 설치되어 헤드유닛 구동모터(403)에 의해 함께 회전하되, 인코더(413)의 원주 일부에는 포토인터럽터(415)가 맞물려 설치되어 인코더(413)의 슬릿 수를 카운트하는 것을 특징으로 하는, 입체소재 인쇄용 프린터.
청구항 1에 있어서, 상기 제어/구동부의 클러치(401)는 구동판(401a)과 피동판(401b)을 포함하는데,

구동판(401a)은 제1회전축(409a)과 결합되고 피동판(401b)은 제2회전축(409b)과 결합되며,

구동판(401a)은 헤드유닛 구동모터(403)로부터 웜기어(404)에 의해 동력을 전달받고, 피동판(401b)은 클러치(401)에 인가되는 드라이브신호에 의해 구동판(401a)과 연결되면 그때에 구동판(401a)과 더불어 회전을 하며,

구동판(401a)의 측면에는 인코더(413)가 동축으로 설치되어 헤드유닛 구동모터(403)에 의해 함께 회전하되, 인코더(413)의 원주 일부에는 포토인터럽터(415)가 맞물려 설치되어 인코더(413)의 슬릿 수를 카운트하는 것을 특징으로 하는, 입체소재 인쇄용 프린터.
청구항 1에 있어서, 상기 시작위치 감지부(405)는

원주의 일부구간이 오픈된 원판과, 이 원판을 회전시키는 스텝모터와, 회전하는 원판의 오픈된 구간이 지날 때를 감지하여 시작위치로서 초기상태 신호를 내보내는 포토인터럽터로 구성되는 것을 특징으로 하는, 입체소재 인쇄용 프린터.
청구항 1에 있어서, 상기 트레이(30)의 높이조절부(301)는

프레임(10)과 트레이(30) 사이에 세워진 복수의 서포터,

프레임(10)과 트레이(30) 사이에 X자로 링크바(503a,503b,503c,503d)가 설치되되, 제1링크바(503a)와 제3링크바(503c)의 제1단(519a,519c)은 트레이(30)에 회전가능하게 고정되고 제2단(521a,521c)은 프레임(10) 상에서 미끌어지도록 롤러와 결합되고, 제2링크바(503b) 및 제4링크바(503d)의 제1단(519b,519d)은 트레이(30)에 회전가능하게 고정되고 제2단(521b,521d)은 프레임(10) 상에서 미끌어지도록 롤러와 결합되며, 제1링크바(503a)와 제2링크바(503b)의 각 중심부(523)는 회전가능하게 결합되고,

상기 각 링크바의 중심회전부(523a, 523b)는 연결봉(525a, 525b)으로 연결되고,

연결봉(525a, 525b)의 중앙부에는 긴 높이조절봉(507)이 삽입되어 나사결합되며, 높이조절봉(507)의 일단에는 핸들(505)이 부착되는 것을 특징으로 하는, 입체소재 인쇄용 프린터.
청구항 1에 있어서, 상기 트레이(30)의 높이조절부(301)는

트레이(30)의 하면에 한 쌍의 제1지지봉(509a)과 프레임(10)의 상면에 한 쌍의 제2지지봉(509b)이 부착되고,

상기 제1지지봉(509a)과 제2지지봉(509b)에 걸쳐서 한 쌍의 제1, 제2 장링크바(511a, 511b)가 X자로 결합되되, 각 지지봉(509a, 509b)에 결합되는 각 링크바(511a,511b)의 말단 중에서 일부는 지지봉을 따라 슬라이드되고 자체적으로회전하는 슬라이드/힌지결합부(529a,529c)를 가지며, 상기 각 링크바(511a,511b)의 말단 중에서 일부는 슬라이드되지 않고 회전만 되는 힌지결합부(529b,529d)를 가지며, 제1장링크바(511a)와 제2장링크바(511b)가 교차되는 중심부(527)는 회전가능하게 결합되며, 각 중심부(527)는 연결봉에 의해 연결되어 높이조절봉(507')과 나사결합되고,

높이조절봉(507')과 제1지지봉(509a) 사이 및 높이조절봉(507')과 제2지지봉(509b) 사이에는 중심부(527)를 사이에 두고 제1, 제2단링크바(513a, 513b)와 제3, 제4단링크바(513c, 513d)가 "〈〉" 형상으로 결합되되, 상기 제1, 제2단링크바(513a, 513b)의 일단은 공통으로 높이조절봉(507')에 나사결합되어 회전될 수 있도록 힌지/나사결합부(529e)를 갖고 제1, 제2단링크바(513a, 513b)의 타단은 각각 제1지지봉(509a) 및 제2지지봉(509b)에 슬라이드는 하지 않고 회전가능하게만 결합되는 힌지결합부(529f, 529g)를 가지며, 상기 제3, 제4단링크바(513c, 513d)의 일단은 공통으로 높이조절봉(507')에 나사결합되어 회전될 수 있도록 힌지/나사결합부(529h)를 갖고 제3, 제4단링크바(513c, 513d)의 타단은 각각 제1지지봉(509a) 및 제2지지봉(509b)에 슬라이드는 하지 않고 회전가능하게만 결합되는 힌지결합부(529i, 529j)를 갖는 것을 특징으로하는, 입체소재 인쇄용 프린터.
청구항 1에 있어서, 상기 프레임(10)의 측면에 세워진 포스트(515), 포스트(515)에 설치된 다수의 레이저발광체(516a,b,c)가 추가로 포함되어,

레이저발광체(516a,b,c)로부터 트레이(30) 표면 상에 레이저가 조사되어 레이저 포인터(517a,b,c)를 형성함으로써 입체소재가 세팅되어야 할 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는, 입체소재 인쇄용 프린터.
청구항 1에 있어서, 상기 트레이(30)에는 입체소재 탑재용 지그를 고정하는 다수의 홀(303)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체소재 인쇄용 프린터.