KR20050094234A

KR20050094234A - 식품용 프린터 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20050094234A
Application number: KR1020040019401A
Authority: KR
Inventors: 김영순
Original assignee: 김영순
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-27

Abstract

본 발명은 제과 또는 제빵 등의 식품 표면에 크림, 초코릿 등으로 문자 및 도형을 출력하는 식품용 프린터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 스테핑 모터 및 크기 조절 노즐 등의 기계요소를 제어하여 초콜릿, 쨈, 생크림, 팥 등의 식품을 벡터원리로 짜내는 방법으로 문자, 도형 및 다양한 모양을 작성함으로써, 작은 문자나 도형도 쉽게 작성할 수 있으며, 일괄적인 문자의 작성도 가능하고, 노즐구조를 개선하여 점도성이 높은 식품을 원활히 출력할 수 있도록 한다. 또한, 문자를 작성하기 위한 속도를 향상시킬 수 있으며, 다양한 출력 대상물(예, 케이크, 떡 등의 고형식품)에 대한 인쇄가 가능하고, 컴퓨터 화면에 보이는 대로 출력이 되므로 소비자가 원하는 정확도 면에 있어 더욱 큰 장점이 있다. 또한, 최근 더욱 다양화되어 가는 개개인의 취향과 개성을 더욱 부합하게 하여 의미 없이 형식화되어 가는 선물에 축하하는 메시지를 담아 더욱 의미 있는 상품으로 향상시켜주며, 다양한 서체를 출력함으로서 직접 수작업 한 것과 같은 효과를 줄 수도 있으며, 젊은이들이나 어른들에게도 축하와 감사의 마음을 카드 이외로도 직접적으로 전달받을 수 있는 다양한 장점이 있다.

Description

식품용 프린터 및 그 제어방법{PRINTER FOR FOOD AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 식품용 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제과 또는 제빵 등의 식품 표면에 크림, 초콜릿 등으로 문자, 도형 및 다양한 모양을 출력하는 식품용 프린터 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 제과 또는 제빵 등의 분야에서 케이크, 떡 및 아이스크림 등의 식품 표면에 초콜릿, 쨈, 생크림, 팥 등을 짜내어 문자나 도형 또는 다양한 모양을 작성하는 작업은 모두 수작업으로 이루어져 왔다.

그러나, 이와 같이 종래의 수작업으로 문자나 도형 또는 다양한 모양을 작성할 경우, 작은 문자 작성의 어려움과 일괄적이지 못한 문자 작성 등의 문제점이 있으며, 아울러 종래의 분사형 노즐을 사용하는 식용 잉크젯프린터는 점도성이 높은 식품을 출력할 수 없는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 제과 또는 제빵, 떡, 아이스크림 등의 식품 표면에 크림, 초콜릿 등으로 문자, 도형 및 다양한 모양을 출력하는 식품용 프린터에 있어서, 스테핑 모터 및 크기 조절 노즐 등의 기계요소를 제어하여 초콜릿, 쨈, 생크림, 팥 등의 식품을 벡터원리로 짜내는 방법으로 문자 및 도형을 작성함으로 작은 문자나 도형도 쉽게 작성할 수 있으며, 일괄적인 문자의 작성도 가능하고, 노즐구조를 개선하여 점도성이 높은 식품을 원활히 출력할 수 있도록 한 식품용 프린터 및 그 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식품용 프린터는 컴퓨터 제어를 통하여 식품의 표면에 문자, 도형 및 다양한 모양을 출력하는 장치에 있어서, 사용자에 의한 문자, 도형의 출력명령을 케이블을 통하여 인쇄에 대한 정보를 제어회로가 내장된 제어수단으로 송신하는 컴퓨터; 상기 제어수단의 제어에 따라 노즐 이동 벨트로 동력을 전달하여 노즐이 X-Y축으로 이동되도록 하는 X-Y축 제어 스테핑 모터; 상기 제어수단의 제어에 따라 프레임 하단의 축을 가동시키고 이 축은 Z축 기둥에 동력을 전달하여 노즐이 Z축을 따라 이동되도록 하는 Z축 제어 스테핑 모터; 노즐 부위의 인쇄 높이를 측정하여 제어수단에 전송하는 거리측정센서; 공급 호퍼 내에 있는 각각의 액상 원료를 공급튜브를 통해 노즐까지 압력을 주어 이송시키는 액체정량펌프; 실린더 일측에 설치되며 톱니바퀴 기둥을 상하로 이동시켜 톱니바퀴가 노즐제어 스테핑 모터와 실린더 톱니장치를 연결시키게 하는 톱니바퀴 기둥용 전자기 자석; 내부에는 내부실린더가 형성되고, 그 타측에는 외부 실린더 걸림쇠 스프링에 의하여 지지되는 실린더 걸림쇠가 형성된 실린더; 외부 실린더에 걸려있던 내부 실린더 걸림쇠를 눌러 노즐조절 내부실린더를 하단으로 움직이게 하는 실린더 걸림쇠; 상기 실린더 걸림쇠 상단에 설치된 걸림쇠 당김 전자기 자석; 액상 원료를 노즐로 이송시키고, 플로우 센서는 액상 원료의 이송량을 제어하는 액체정량펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 식품용 프린터의 제어방법은, 컴퓨터 제어를 통하여 식품의 표면에 문자, 도형 및 다양한 모양을 출력하는 방법에 있어서, 컴퓨터를 사용하여 서체 작성 프로그램, 도형 작성 프로그램의 작성시 문자별 혹은 도형별로 벡터 정보와 벡터 라인 내 특정 점을 기준으로 두께를 지정하여 저장하는 단계; 상기 정보를 조합하여 크기, 회전 등에 대한 벡터 값을 변환하고 획 기준으로 분해하고 각 스테핑 모터를 제어하기 위한 정보로 변환하여 문자 또는 도형을 출력하는 단계로 이루어 진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 컴퓨터(1), 케이블(2), 제어수단(3), X-Y축 제어 스테핑 모터(4,5), 노즐 이동 벨트(6,7), Z축 제어 스테핑 모터(8), 프레임 하단 축(9), Z축 기둥(10,11), 거리측정센서(12), 출력 대상물(13), 액체정량펌프 (14), 공급 호퍼(15), 액상 원료(16), 공급튜브(17), 톱니바퀴 기둥용 전자기 자석(18), 톱니바퀴 기둥(19), 톱니바퀴(20), 노즐제어 스테핑 모터(21), 실린더 톱니장치(22), 실린더(23), 실린더 고정 틀(24), 실린더 이동 틀(25), 외부 실린더 걸림쇠 스프링(26), 실린더 걸림쇠(27), 내부 실린더 걸림쇠(28), 노즐조절 내부실린더(29), 걸림쇠 당김 전자기 자석(30), 내부실린더 복원 스프링(31), 외부실린더 복원 스프링(32), 플로우 센서(33), 노즐(34), 노즐 고정볼트(35,36)로 구성된다.

상기 컴퓨터(1)는 본 발명의 식품 프린터 프로그램이 설치되고, 케이블(2)을 통하여 제어회로가 내장된 제어수단(3)으로 인쇄에 대한 정보를 송신한다.

X-Y축 제어 스테핑 모터(4, 5)는 노즐 이동 벨트(6, 7)로 동력을 전달하여 노즐(34)이 X-Y축으로 이동되도록 하고, Z축 제어 스테핑 모터(8)는 프레임 하단의 축(9)을 가동시키고 이 축은 Z축 기둥(10, 11)에 동력을 전달하여 노즐(34)이 Z축을 따라 이동되도록 한다.

거리측정센서(12)는 노즐(34) 부위의 인쇄 높이를 측정하여 제어수단(3)에 전송한다. 액체정량펌프(14)는 공급 호퍼(15) 내에 있는 각각의 액상 원료(16)를 공급튜브(17)를 통해 노즐(34)까지 압력을 주어 이송시키는 역할을 한다.

톱니바퀴 기둥용 전자기 자석(18)은 실린더(23) 일측에 설치되며 톱니바퀴 기둥(19)을 상하로 이동시켜 톱니바퀴(20)가 노즐제어 스테핑 모터(21)와 실린더 톱니장치(22)를 연결시키게 한다.

실린더(23)의 타측에는 외부 실린더 걸림쇠 스프링(26)에 의하여 지지되는 실린더 걸림쇠(27)가 형성되고, 내부에는 내부실린더(29)가 형성된다. 실린더 걸림쇠(27)는 외부 실린더(23)에 걸려있던 내부 실린더 걸림쇠(28)를 눌러 노즐조절 내부실린더(29)를 하단으로 움직이게 한다. 또한, 상기 실린더 걸림쇠(27) 상단에는 걸림쇠 당김 전자기 자석(30)이 설치된다.

액체정량펌프(14)는 액상 원료(16)를 노즐(34)로 이송시키고, 플로우 센서(33)는 액상 원료(16)의 이송량을 제어한다.

노즐제어 스테핑 모터(21)는 외부 실린더(23)가 걸림쇠(27)에 걸린 상태에서 내부 실린더(29)를 상하 동작시키고, 탄성 노즐(34)이 벌어지고 좁아짐으로 노즐(34)의 구멍 크기를 조절한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 사용자가 식품 프린터 프로그램이 설치된 컴퓨터(1)에서 문자, 도형의 출력명령을 내리면, 이 명령이 케이블(2)을 통하여 인쇄에 대한 정보를 제어회로가 내장된 제어수단(3)으로 송신된다.

제어수단(3)은 인쇄정보를 받게 되면 X-Y축 제어 스테핑 모터(4, 5)를 작동시키고 이 작동은 노즐 이동 벨트(6, 7)로 동력을 전달하여 노즐(34)의 X-Y축에 대한 제어를 하게 된다. 아울러, Z축 제어 스테핑 모터(8)는 프레임 하단의 축(9)을 가동시키고 이 축은 Z축 기둥(10, 11)에 동력을 전달하여 노즐(34)의 Z축에 대한 제어를 하게 되어 X-Y-Z 3차원 방향 제어를 한다.

특히 Z축의 제어는 노즐(34) 부위의 거리측정센서(12)로 인쇄 높이를 제어하여 3차원적인 출력 대상물(13)의 표면에서도 출력이 가능하게 하는 역할을 한다. 여기서, 상기 출력 대상물(13)은 예로서, 케이크, 떡 등의 고형식품을 통칭한다.

액체정량펌프(14)는 공급 호퍼(15) 내에 있는 각각의 액상 원료(16)를 공급튜브(17)를 통해 노즐(34)까지 압력을 주어 이송시킨다.

이후 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄가 시작되면 톱니바퀴 기둥용 전자기 자석(18)이 작동되어 톱니바퀴 기둥(19)이 하단으로 이동하고, 톱니바퀴(20)가 노즐제어 스테핑 모터(21)와 실린더 톱니장치(22)를 연결시키게 된다.

이로서 출력을 하는 실린더(23)가 실린더 고정 틀(24)이 연결된 실린더 이동 틀(25)을 타고서 하단으로 내려가 출력 시 다른 부품이 대상물(13)에 닿지 않게 출력하고자 하는 노즐(34)을 대상물(13)과 더욱 근접하게 놓게 한다.

실린더(23)가 하단으로 움직이는 중 일정한 높이가 되면 외부 실린더 걸림쇠 스프링(26)의 힘으로 실린더 걸림쇠(27)가 작동하게 되며, 이는 도 4의 외부 실린더에 걸려있던 내부 실린더 걸림쇠(28)를 누르고 노즐조절 내부실린더(29)가 더욱 하단으로 움직이게 한다.

또한 출력물(13)에 대한 인쇄가 중지하게 되면 걸림쇠 당김 전자기 자석(30)이 작동하고 톱니바퀴 기둥용 전자기 자석(18)의 멈춤으로 실린더 외부 걸림쇠(27)가 다시 풀어지고 내부실린더 복원 스프링(31)과 외부실린더 복원 스프링(32)의 힘으로 다시 인쇄 준비 위치로 이동하게 된다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 서 액체정량펌프(14)로 흘러온 액상 원료(16)는 내부실린더까지 흘러와서 플로우 센서(33)에 닿게 되면 센서가 작동하게 되고 일정량을 더 흘려보냄으로 노즐(34) 끝 부분까지 채우게 된다. 그리고 외부 실린더가 걸림쇠에 걸린 상태에서 노즐제어 스테핑 모터가 작동하게 되면 인쇄 중 노즐(34)의 구멍 크기의 조절을 위해 내부 실린더의 상하작동을 하게 되고 이로 인해 도 6에 도시된 고탄소강으로 연마된 노즐(34)의 탄성으로 노즐(34)이 벌어지고 좁아짐으로 노즐(34)의 구멍 크기를 조절한다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 식품 프린터의 제어방법을 나타낸 플로우챠트로서, 본 발명의 식품 프린터를 조작하기 위한 제어방법을 기술하면, 먼저 프린트하기 이전에 도 7에서의 문자값에 대한 출력정보와, 도 8에서의 도형에 대한 출력정보와, 도 9에서의 인쇄 대상물에 대한 외관정보를 출력에 대한 디자인을 하기 이전에 기본적인 정보 저장 작업이 필요하다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 문자나 도형에 대한 정보 및 제목을 기입하고, 도 11의 좌측 문자처럼 그 획을 기준으로 선을 이용하여 글자 및 도형을 그린 후, 중앙의 그림과 같이 선 위에 있는 지정된 점에 대한 두께를 지정한다. 마지막으로 우측 그림과 같이 선을 따라 노즐(34)의 위치가 변경되며 각 지점별 두께정보로서 노즐(34)의 구멍 크기를 변경시키며 문자나 도형을 출력하게 되는 방법이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 대상물(13)에 대한 정보는 출력물 디자인의 바탕이 되고 그 위에 O/S 폰트와 이미지 파일을 사용하여 자유롭게 디자인을 한다. 모든 디자인이 완료되면 문자에 대한 폰트 및 문자값을 기준으로 A 저장소의 출력정보를 호출하고 폰트의 크기나 서체 효과를 기준으로 문자에 대한 벡터 정보를 변형한다.

여기서, 본 발명에서의 전체 문자에 대한 디자인 처리는 통상의 O/S폰트를 기준으로 해서 다양한 서체로 처리하는 것이 바람직하다.

도형도 문자와 유사한 방법으로 도형에 대한 B 저장소의 출력정보를 호출하여 도형의 크기를 기준으로 도형에 대한 벡터 정보를 변형한 후, 이 문자 및 도형에 대한 정보를 스테핑 모터가 인식할 수 있는 X-Y축 정보 및 해당 두께 자료로 변환하고 이를 버퍼에 누적시킨 후 제어회로의 버퍼로 이동시켜 스테핑 모터를 제어하여 문자를 출력한다.

본 실시예에서는 문자에 대하여 설명하였으나, 여기에 설명되지 않은 도형 및 다양한 모양 예로서 리본모양, 꽃모양 등에서도 동일한 방법의 적용이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 출력 대상물(13)을 안착시키고, 통상의 모터 및 밸트의 구동에 의하여 X-Y축으로 이송시키는 이송수단을 더 구비하여, 실린더(23) 및 노즐(34)은 고정시킨 상태에서 출력 대상물(13)을 이송시켜 그 표면에 문자나 도형을 인쇄할 수도 있으며, 노즐(34) 및 대상물(13) 두가지 모두를 함께 동작시키는 등의 다양한 응용도 가능하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 식품용 프린터 및 그 제어방법에 의하면, 컴퓨터를 사용하여 호퍼에 담겨있는 점도성이 높은 식품을 액체정량펌프로 그 양을 조절하고 두께조절 노즐을 통한 두께와 X-Y-Z축을 조절하는 스테핑 모터로서 문자를 작성하므로 종래 수작업으로 할 수 없는 정확하고 깨끗하며 일괄적이고 크기 조절 및 글자체도 다양하게 음식물에 작성할 수 있다.

또한, 문자를 작성하기 위한 속도를 향상시킬 수 있으며, 다양한 대상물에 대한 인쇄가 가능하고, 컴퓨터 화면에 보이는 대로 출력이 되므로 소비자가 원하는 정확도 면에 있어 더욱 큰 장점이 있다.

또한, 최근 더욱 다양화되어 가는 개개인의 취향과 개성을 더욱 부합하게 하여 의미 없이 형식화되어 가는 선물에 축하하는 메시지를 담아 더욱 의미 있는 상품으로 향상시켜주며 다양한 서체를 출력함으로서 직접 수작업 한 것과 같은 효과를 줄 수도 있으며, 젊은이들이나 어른들에게도 축하와 감사의 마음을 카드 이외로도 직접적으로 전달받을 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 식품 프린터의 정면도.

도 2 및 도 3은 본 발명의 노즐 및 실린더 작동을 상세히 나타낸 측면 및 정면도.

도 4(a)(b)(c) 내지 도 6은 본 발명의 노즐 및 실린더의 구조를 상세히 나타낸 분해 및 투시도.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 식품 프린터의 제어방법을 나타낸 플로우챠트.

도 11은 본 발명의 식품 프린터의 제어방법에 따른 문자 출력의 일예를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 컴퓨터 2 : 케이블

3 : 제어수단 4, 5 : X-Y축 제어 스테핑 모터

6, 7 : 노즐 이동 벨트 8 : Z축 제어 스테핑 모터

9 : 프레임 하단 축 10, 11 : Z축 기둥

12 : 거리측정센서 13 : 출력 대상물

14 : 액체정량펌프 15 : 공급 호퍼

16 : 액상 원료 17 : 공급튜브

18 : 톱니바퀴 기둥용 전자기 자석 19 : 톱니바퀴 기둥

20 : 톱니바퀴 21 : 노즐제어 스테핑 모터

22 : 실린더 톱니장치 23 : 실린더

24 : 실린더 고정 틀 25 : 실린더 이동 틀

26 : 외부 실린더 걸림쇠 스프링 27 : 실린더 걸림쇠

28 : 내부 실린더 걸림쇠 29 : 노즐조절 내부실린더

30 : 걸림쇠 당김 전자기 자석 31 : 내부실린더 복원 스프링

32 : 외부실린더 복원 스프링 33 : 플로우 센서

34 : 노즐 35, 36 : 노즐 고정볼트

Claims

컴퓨터 제어를 통하여 식품의 표면에 문자 또는 도형을 출력하는 장치에 있어서,

사용자에 의한 문자, 도형의 출력명령을 케이블(2)을 통하여 인쇄에 대한 정보를 제어회로가 내장된 제어수단(3)으로 송신하는 컴퓨터(1);

상기 제어수단(3)의 제어에 따라 노즐 이동 벨트(6, 7)로 동력을 전달하여 노즐(34)이 X-Y축으로 이동되도록 하는 X-Y축 제어 스테핑 모터(4, 5);

상기 제어수단(3)의 제어에 따라 프레임 하단의 축(9)을 가동시키고 이 축은 Z축 기둥(10, 11)에 동력을 전달하여 노즐(34)이 Z축을 따라 이동되도록 하는 Z축 제어 스테핑 모터(8);

노즐(34)로부터 출력 대상물(13)까지의 인쇄 높이를 측정하여 제어수단(3)에 전송하는 거리측정센서(12);

공급 호퍼(15) 내에 있는 각각의 액상 원료(16)를 공급튜브(17)를 통해 노즐(34)까지 압력을 주어 이송시키는 액체정량펌프(14);

실린더(23) 일측에 설치되며 톱니바퀴 기둥(19)을 상하로 이동시켜 톱니바퀴(20)가 노즐제어 스테핑 모터(21)와 실린더 톱니장치(22)를 연결시키게 하는 톱니바퀴 기둥용 전자기 자석(18);

내부에는 내부실린더(29)가 형성되고, 그 타측에는 외부 실린더 걸림쇠 스프링(26)에 의하여 지지되는 실린더 걸림쇠(27)가 형성된 실린더(23);

외부 실린더(23)에 걸려있던 내부 실린더 걸림쇠(28)를 눌러 노즐조절 내부실린더(29)를 하단으로 움직이게 하는 실린더 걸림쇠(27);

상기 실린더 걸림쇠(27) 상단에 설치된 걸림쇠 당김 전자기 자석(30);

액상 원료(16)를 노즐(34)로 이송시키고, 플로우 센서(33)는 액상 원료(16)의 이송량을 제어하는 액체정량펌프(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품용 프린터.
제 1항에 있어서,

상기 노즐제어 스테핑 모터(21)는 외부 실린더(23)가 걸림쇠(27)에 걸린 상태에서 내부 실린더(29)를 상하 동작시키고, 이에 따라 탄성 노즐(34)이 벌어지고 좁아짐으로 노즐(34)의 구멍 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 식품용 프린터.
제 1항에 있어서,

상기 공급 호퍼(15) 내에 있는 각각의 액상 원료(16)를 공급튜브(17)를 통해 노즐(34)까지 이송시키는 수단으로 통상의 유압 펌프 구조가 적용되는 것을 특징으로 하는 식품용 프린터.
제 1항에 있어서,

상기 공급 호퍼(15) 내에 있는 각각의 액상 원료(16)를 공급튜브(17)를 통해 노즐(34)까지 이송시키는 수단으로 통상의 스크류 가압 펌프 구조가 적용되는 것을 특징으로 하는 식품용 프린터.
제 1항에 있어서,

상기 출력 대상물(13)을 안착시키고, 통상의 모터 및 밸트의 구동에 의하여 X-Y축으로 이송시키는 이송수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 식품용 프린터.
컴퓨터 제어를 통하여 식품의 표면에 문자 또는 도형을 출력하는 방법에 있어서,

컴퓨터를 사용하여 서체 작성 프로그램, 도형 작성 프로그램의 작성시 문자별 혹은 도형별로 벡터 정보와 벡터 라인 내 특정 점을 기준으로 두께를 지정하여 저장하는 단계;

상기 정보를 조합하여 크기, 회전 등에 대한 벡터 값을 변환하고 획 기준으로 분해하고 각 스테핑 모터를 제어하기 위한 정보로 변환하여 문자 또는 도형을 출력하는 단계로 이루어 진 것을 특징으로 하는 식품용 프린터의 제어방법.
제 6항에 있어서,

문자의 획을 기준으로 선을 이용하여 글자 및 도형을 그린 후, 선 위에 있는 지정된 점에 대한 두께를 지정하고, 선을 따라 노즐의 위치가 변경되며 각 지점별 두께정보로서 노즐의 구멍 크기를 변경시켜 문자나 도형을 출력하는 것을 특징으로 하는 식품용 프린터의 제어방법.