KR20070118235A - 프린팅 시스템 및 방법 - Google Patents

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후지필름 디마틱스, 인크.
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Abstract

일반적으로, 제 1 측면에서, 본 발명은 인쇄된 이미지를 구비하는 아이템들을 생산하는 생산 시스템을 특징으로 한다. 생산 시스템은 생산 라인의 하나 이상의 스테이션에 대한 경로를 따라 물품들을 수송하도록 구성된 컨베이어를 포함하며, 여기서 각각의 물품들은 컨베이어 상의 위치에 배치된다. 또한 생산 시스템은 컨베이어가 프린팅 스테이션을 지나도록 이동시킬 때 물품들에 이미지를 인쇄하도록 구성된 프린팅 스테이션, 및 프린팅 스테이션에 명령들을 제공하도록 구성된 전자 컨트롤러를 포함하며, 여기서 전자 컨트롤러는 생산 시스템 내의 다른 스테이션의 동작을 기초로 프린팅 동작을 수정한다.

Description

프린팅 시스템 및 방법{PRINTING SYSTEMS AND METHODS}
35 U.S.C. §119(e)(1) 하에서, 본 출원은 2005년 2월 28일에 출원된 "프린팅 시스템 및 방법"이란 제목의 가특허출원 No. 60/657,052에 대한 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용은 본원에 참조로서 통합된다.
본 발명은 프린팅에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 연속적인 생산 라인에서 물품(article)에 프린트하는 것에 관한 것이다.
프린팅 시스템은 잉크젯 프린터와 같은 액적(droplet) 토출(ejection) 장치를 포함할 수 있다. 통상적으로 잉크젯 프린터는 하나 이상의 프린트헤드를 포함한다. 전통적으로, 프린터헤드는 잉크통(reservoir) 및 분사(jetting) 어셈블리를 포함한다. 잉크통은 분사 어셈블리에 잉크를 공급하고, 분사 어셈블리는 필요에 따라 잉크 액적들을 토출하는 분사 모듈을 포함한다. 일부 실시예에서, 분사 모듈 각각은 잉크 서플라이로부터 상응하는 오리피스(orifice) 경로로 인도하는 다수의 잉크 경로들을 포함한다. 각각의 오리피스 경로는 오리피스 개구(opening)에서 끝나며, 여기서 잉크 방울이 토출된다. 잉크 방울 토출은 액추에이터를 이용해 잉크 경로 내의 잉크를 압축함으로써 제어되며, 액추에이터는 예를 들어 압전식 디플렉터(piezoelectric deflector), 가열식 버블젯 생성기(thermal bubble jet generator), 또는 정전기적으로 편향된 엘리먼트(electro statically deflected element)일 수 있다.
각각의 오리피스 개구로부터의 방울 토출은 독립적으로 제어될 수 있다. 드롭 온 디멘드(drop-on-demand) 프린트헤드에서, 각각의 액추에이터는 분사 어셈블리와 프린팅 기판이 서로 상대적으로 움직임으로써 이미지의 특정 픽셀 위치에 방울을 선택적으로 토출하도록 동작된다. 고성능 분사 어셈블리에서, 통상적으로 오리피스 개구는 약 50 미크론 이하, 예를 들어 약 25 미크론의 직경을 가지고, 약 100-300 오리피스/인치의 피치(pitch)로 구별되고, 약 100 내지 약 300 dpi 이상의 해상도를 가지고, 약 1 내지 약 70 피코 리터(pl) 이하의 방울 사이즈를 제공한다. 방울 토출 빈도는 통상적으로 약 10kHz 이상이다.
Hoisington 등의 U.S. 5,265,315는 반도체 본체(body)와 압전식 액추에이터를 구비하는 분사 모듈을 개시하며, 이의 전체 내용은 본원에 참조로서 통합된다. 모듈 본체는 잉크 챔버를 형성하기 위해 식각된 실리콘으로 만들어진다. 오리피스 개구는 실리콘 본체에 부착된 개별 오리피스 플레이트에 의해 형성된다. 압전식 액추에이터는 압전성 물질층을 포함하며, 이 물질은 인가된 전압에 반응하여 외형이 변하거나 휜다. 압전층의 휨은 잉크 경로를 따라 위치된 펌핑 챔버의 잉크를 압축한다.
분사 모듈에 대한 다른 예는 2002년 7월 3일에 출원된 Andreas Bibl 등의 "프린트헤드"라는 제목의 미국 특허 출원 No. 10/189,947에 개시되며, 이의 전체 내용은 본원에 참조로서 통합된다.
일반적으로, 프린트헤드는 하나 이상의 분사 어셈블리를 포함할 수 있다. 프린팅 시스템은 프린트헤드에 대한 기판의 한 번의 통과로 또는 여러 번의 통과로 인쇄할 수 있다. 프린트헤드는, 예를 들어 전자 컴포넌트에 대해 사용되는 물질(예를 들어, 전기적인 도전성 물질) 또는 플랫 패널 디스플레이용 컬러 필터 물질과 같은, 잉크 및/또는 기타 유체들을 분사하는데 사용될 수 있다.
프린터는 생산 라인에서 아이템(item)들 상에 이미지(예를 들어, 그래픽, 텍스트, 바코드)를 인쇄하는데 사용될 수 있다. 아이템 상의 프린팅을 위한 스테이션(station)은 생산 라인에서 다른 스테이션(예를 들어, 검사 스테이션, 적층(lamination) 스테이션, 코팅 스테이션, 압출(extrusion) 스테이션, 조립 스테이션, 진열 스테이션, 커팅 또는 다이싱(dicing) 스테이션)의 윗부분 및/또는 아랫부분일 수 있으며, 프린터 동작은 다른 스테이션의 동작과 통합될 수 있다. 이러한 통합은 생산 시설의 효율성과 처리량을 증진시킬 수 있다.
일반적으로, 제 1 측면에서, 본 발명은 인쇄된 이미지를 구비하는 아이템들을 생산하는 생산 시스템을 특징으로 한다. 생산 시스템은 생산 라인의 하나 이상의 스테이션에 대한 경로를 따라서 물품들을 수송하도록 구성된 컨베이어를 포함하며, 여기서 각각의 물품은 컨베이어 위의 사이트에 위치된다. 또한 생산 시스템은 컨베이어가 프린팅 스테이션을 통과하도록 아이템들을 이동시킴에 따라 물품 상에 이미지를 프린트하도록 구성된 프린팅 스테이션, 및 프린팅 스테이션에게 명령을 하도록 구성된 전자 컨트롤러를 포함하며, 여기서 전자 컨트롤러는 생산 시스템의 다른 스테이션의 동작을 기초로 프린팅 동작을 수정한다.
생산 시스템의 실시예들은 하나 이상의 다음의 특징들을 포함할 수 있다. 다른 스테이션은 프린팅 스테이션의 윗방향 또는 아랫방향에 있을 수 있다. 다른 스테이션은 검사 스테이션 또는 컷팅 스테이션 일 수 있다. 물품들은 이들이 프린팅 스테이션을 통과하여 움직일 때 낱개로 이루어진 물품의 형태일 수 있다. 대안적으로, 물품들은 이들이 프린팅 스테이션을 통과하여 움직일 때 연속적인 웹(web)의 일부일 수 있다. 다른 스테이션은 다수의 컴포넌트를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 해당하는 물품에 동작하도록 구성되며, 전자 컨트롤러는 각 컴포넌트들의 동작에 있어서의 변화를 기초로 프린팅 동작을 수정한다.
일반적으로, 다른 측면에서, 본 발명은 다수의 액적 토출 모듈을 포함하는 증착 장치를 포함하는 시스템을 특징으로 하며, 증착 장치는 기판이 증착 장치에 대해 움직일 때 기판의 많은 부분에 액적들을 증착하도록 구성된다. 또한 시스템은 기판이 컷팅 장치에 대해 움직일 때 기판의 부분들을 절삭하도록 구성된 다수의 컷팅 도구를 구비하는 컷팅 장치를 포함한다. 게다가 시스템은 증착 장치를 제어하도록 구성된 전자 컨트롤러를 포함하여, 증착 장치가 하나 이상의 비활성화된(disabled) 컷팅 도구에 상응하는 웹의 일부들에는 인쇄하지 않는다.
일반적으로, 또 다른 측면에서, 본 발명은 기판 경로에 대해 배열되도록 구성된 증착 장치를 포함하는 시스템을 특징으로 하여 증착 장치가 기판 경로를 따라서 움직이는 기판의 다수의 부분에 액적을 증착한다. 또한 시스템은 증착 시스템이 다수의 기판 부분에 액적들을 증착시키도록 구성된 전자 컨트롤러를 포함하며, 이 전자 컨트롤로는 다수의 엘리먼트들을 구비하는 프로그램 가능한 데이터 구조(예를 들어, 어레이)를 포함하고, 이 각각의 엘리먼트들은 기판의 부분에 대응하고, 여기서 제 1 값을 가지도록 프로그램된 엘리먼트들에 대해서는 증착 장치가 기판의 대응하는 부분들에 액적을 증착하고, 제 1 값과는 상이한 제 2 값을 가지도록 프로그램된 엘리먼트들에 대해서는 증착 장치가 기판의 대응하는 부분에 액적을 증착하지 않는다. 또한 엘리먼트들은 생산 라인에서 증착 시스템으로부터 윗방향 또는 아랫방향에 있는 다른 스테이션의 컴포넌트들과 대응할 수 있다.
일반적으로, 일 측면에서, 본 발명은 인쇄된 이미지를 구비하는 물품들을 생산하는 방법으로서, 프린팅 스테이션을 포함하는 생산 라인의 하나 이상의 스테이션에 대한 경로를 따라 물품들을 운반(conveying)하는 단계, 각각의 물품이 프린팅 스테이션을 지나쳐 움직일 때 경로 상의 다수의 위치에서 물품들에 이미지들을 인쇄하는 단계, 및 생산 라인의 하나 이사의 스테이션으로부터 수신된 정보를 기초로 인쇄하는 단계를 수정하는 단계를 포함하는 방법을 특징으로 한다.
구현은 하나 이상의 다음 특징들을 포함할 수 있다. 본 방법은 프린팅 스테이션이 경로의 특정 위치들에서는 이미지를 인쇄하지 않도록 인쇄하는 단계가 수정되는 단계를 포함할 수 있다. 특정 위치들은 물품이 없는 것에 해당하는 위치일 수 있다.
일반적으로, 측면(aspect)에서, 본 발명은 인쇄된 이미지를 구비하는 물품들을 생산하는 생산 시스템으로서, 생산 시스템의 전체에 걸쳐 경로를 따라 물품들을 수송하도록 구성된 컨베이어(conveyer), 컨베이어가 프린팅 스테이션을 지나 물품들을 이동시킬 때 컨베이어 상의 다수의 위치에서 물품들에 이미지들을 인쇄하도록 구성된 프린팅 스테이션, 컨베이어 상의 물품들 - 여기서 각각의 물품은 이미지가 인쇄되는 위치에 대응함 - 을 탐지하도록 구성된 감지 장치(sensing apparatus), 및 명령들을 프린팅 스테이션에 제공하도록 구성된 전자 컨트롤러 - 여기서 전자 컨트롤러는 감지 장치로부터의 정보를 기초로 프린팅 스테이션의 동작을 수정함 - 를 포함하는 생산 시스템을 특징으로 한다.
구현은 하나 이상의 다음 특징들을 포함할 수 있다. 생산 시스템에서, 전자 컨트롤러는 프린팅 스테이션이 컨베이어의 특정 위치들에서 이미지를 인쇄하지 않도록 인쇄하는 단계를 수정한다. 특정 위치들은 감지 장치에 의해 탐지되는 물품들의 하자 또는 물품들의 불명(missing)에 해당하는 위치일 수 있다. 프린팅 스테이션은 물품들 상에 액적을 증착시킴으로써 이미지들을 인쇄하도록 구성된 다수의 잉크 분사 프린팅 모듈을 포함할 수 있다. 잉크 분사 프린팅 모듈은 압전식 잉크 분사 프린팅 모듈일 수 있다. 감지 장치는 다수의 센서 또는 카메라를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 특정 컨베이어 위치에서 기판 상의 프린팅이 바람직하지 않은 경우라면 생산 시스템이 그 위치에 대한 프린팅을 선택적으로 디세이블 하도록 할 수 있다. 이것은 생산 라인을 멈추지 않고 수행도리 수 있으며, 생산 시설의 전체 효율을 증가시킨다.
컨베이어 위치에서의 프린팅은 프린팅 스테이션의 윗방향 또는 아랫방향의 생산 시스템의 동작을 기초로 바람직하지 않게 될 수도 있다. 예를 들면, 만약 프린팅 스테이션의 윗방향 스테이션이 물품을 특정 컨베이어 위치에 놓는 것을 실패한다면, 그 위치에서의 다음 프린팅은 컨베이어 위로 직접 유체들을 인쇄하는 쓸모없는 증착을 야기할 것이며, 이는 컨베이어를 세척하기 위한 생산 라인의 휴식 시간 및 유지보수 비용을 증가시킬 것이다. 더구나, 값 비싼 증착 유체로 인해, 컨베이어 위로의 쓸모없는 증착은 비용을 증가시킬 수 있으며, 생산 시스템의 전체 경제성을 악화시킨다.
특정 컨베이어 위치에서의 프린팅은 프린팅 스테이션의 윗방향 또는 아랫방향의 스테이션이 실패하였을 때에는 바람직하지 않게 될 것이다. 이러한 예는 컷팅 스테이션의 컷팅 도구가 연속적인 웹으로부터 물품들을 효과적으로 절단하기 위해서 중지하는 것이다. 일부 실시예에서, 윗방향 프린팅 스테이션은 아랫방향의 컷팅 스테이션에서 절단기에 해당하는 연속적인 웹의 특정 위치에 이미지를 인쇄한다. 만약 절단기가 기능불량이라면, 해당하는 인쇄된 부분은 웹으로부터 절단되지 않을 것이며, 이는 증착된 유체의 낭비를 야기할 것이다. 더구나, 남아있는 웹이 재활용되는 경우에, 증착된 유체는 재활용된 웹을 오염시킬 것이며, 이는 더 큰 낭비를 야기할 것이다.
따라서 다른 이점들 중에서, 시스템과 방법은 생산라인의 효율성과 생산량을 증가시킬 수 있으며, 생산 시설의 전체 경제성을 향상시킬 것이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 대한 세부사항들은 첨부한 도면과 하기의 설명에서 설명된다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들, 및 이점들은 상세한 설명과 도면들로부터 그리고 청구범위로부터 명백할 것이다.
도 1은 프린팅 스테이션을 포함하는 생산 라인의 일부에 대한 개념적인 다이어그램이다.
도 2A는 생산 라인 내의 프린팅 스테이션의 단면도이다.
도 2B는 도 2A에서 도시된 프린팅 스테이션의 평면도이다.
도 3은 생산 라인 내의 컷팅 도구의 단면도이다.
도 4A는 컷팅 도구의 실시예에서 절단기에 해당하는 물품 위치(site)들을 도시하는 컨베이어 상의 기판에 대한 평면도이다.
도 4B는 도 4A에서 도시된 물품 위치들에서 물품들 위로 이미지들을 인쇄하기 위한 프린팅 동작을 관리하는 어레이(array)이다.
여러 도면에서 사용된 참조 부호는 동일한 엘리먼트들을 지시한다.
도 1을 참조하면, 생산 시스템(100)의 일부는 프린팅 스테이션(110), 프린팅 스테이션(110)의 윗방향에 있는 제 1 스테이션(120), 프린팅 스테이션(110)의 아랫방향에 있는 제 2 스테이션(130)을 포함한다. 또한 생산 시스템(100)은 제 1 스테이션(120), 프린팅 스테이션(110), 및 제 2 스테이션(130)을 지나는 경로를 따라 물품들(111)을 수송하는 컨베이어(101)을 포함한다. 컨베이어(101)는 다수의 롤러(105)에 의해 수송되며 화살표(102) 방향으로 움직인다.
프린팅 스테이션(110)은 물품들이 프린팅 스테이션을 지나갈 때 각각의 물품 위로 이미지를 인쇄한다. 통상적으로 이미지는 그래픽 이미지(예를 들어, 그림), 텍스트, 또는 추상적인 이미지(예를 들어, 추상적인 로고 또는 바코드와 같이 기능적인 추상적 이미지)이다. 일반적으로 이미지는 생산 시스템(100)이 사용되는 특정 어플리케이션에 따른다.
일부 실시예에서, 인쇄된 이미지는 물품별로 변할 수 있다. 예를 들면 물품들은 일 군에서 각각의 물품에 상이한 시리얼 번호 또는 텍스트 메시지를 인쇄함으로써 구별될 수 있다. 선택적으로, 특정 실시예에서, 일군의 물품들에서 각각의 물품은 동일한 이미지로 인쇄된다.
물품(111)들이 도 1에서 분리된 물품들과 같이 도시되어 있을지라도, 일반적으로 물품들은 분리되어 있을 수도 있으며, 또는 연속적인 웹의 일부일 수도 있다. 분리된 물품들은 나중에 연속적인 웹으로부터 절단되거나 분리될 수 있다(예를 들어, 프린팅 스테이션(110) 전 혹은 후에).
분리된 물품들의 예는 포장 제품(예를 들어, 박스, 병, 캔, 또는 기타 용기), 개별 라벨, 의약 제품(예를 들어, 개별 알약 또는 정제), 식품(예를 들어, 쿠키 또는 사탕), 또는 전자 부품(예를 들어, 마이크로칩)을 포함한다. 연속적인 웹의 예는 폴리머 웹, 금속 웹(예를 들어, 알루미늄 호일), 또는 식용 물질(예를 들어, 쿠키 도우)의 연속적인 웹을 포함한다.
또한 윗방향 스테이션(120)에 의해 수행되는 기능은 생산 시스템(100)이 사용되는 특정 어플리케이션에 따라 변한다. 일부 실시예에서, 윗방향 스테이션(120)은 각각의 물품을, 예를 들어 결함에 대해서 및/또는 컨베이어(101) 상의 이의 위치를 결정하기위해서, 검사(예를 들어, 광학적 검사)하는 검사 스테이션이 다.
특정 실시예에서 윗방향 스테이션(120)은 성형(forming) 기능을 제공한다. 예를 들면, 윗방향 스테이션(120)은 물품들(111)에 물질을 증착 또는 부착(예를 들어, 박막을 씌움) 시킬 수 있거나, 또는 물품들(111)의 구성요소들을 조립할 수 있다. 다른 예에서, 윗방향 스테이션(120)은 연속적인 웹 안으로 전조(precursor) 물질을 압출시키는 압출 스테이션 일 수 있다.
또한, 아랫방향 스테이션(130)은 생산 시스템(100)이 사용되는 특정 어플리케이션에 따른 다양한 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 아랫방향 스테이션은 프린팅 스테이션(110)에 의해 물품들(111) 위로 증착된 잉크를 건조시키거나 또는 고정시키는데 사용되는 경화 스테이션일 수 있다. 경화 스테이션의 예는 (예를 들어, 액체 형태의 잉크로부터 용매를 증발시키기 위한) 오븐, 또는 물품들(111)에 증착된 잉크를 고정시키기 위해 적절한 방사선을 쪼이는 노출 스테이션(예를 들어, UV 노출 스테이션)을 포함한다.
또한 도 2A를 참조하면, 프린팅 스테이션(110)은 프린트헤드(202) 및 전자 컨트롤러를 포함하며, 컨트롤러(230)는 통신 라인(231)을 통해서 프린트헤드(202)로 명령을 제공하고 프린트헤드(202)로부터 정보를 수신한다. 또한 컨트롤러(230)는 통신 라인(232)을 통해 생산 시스템(110)의 다른 부분들과 통신할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(230)는 윗방향 스테이션(120) 및/또는 아랫방향 스테이션(130)과 통신할 수 있다.
도 2A에서 도시된 것과 같이, 컨베이어(101)는 물품들(211, 212, 및 213)을 지지하며, 이들을 프린트헤드(202)를 지나도록 이동시킨다. 각각의 물품이 프린트헤드(202)를 지날 때, 프린트헤드는 물품의 표면 위로 이미지를 인쇄한다. 도 2A에서 도시된 시간의 스냅 샷에서, 물품(213)은 프린트헤드(202)로부터 아랫방향에 위치하며, 이의 윗 표면에 이미 인쇄된 이미지를 포함한다. 물품(212)은 이의 윗 표면에 인쇄하는 프린트헤드(202)에 인접하게 위치한다. 물품(211)은 프린트헤드(202)의 윗방향에 위치하며, 아직 인쇄되지 않았다.
프린트헤드(202)는 다수의 분사 어셈블리(예를 들어, 압전식 잉크젯 분사 어셈블리들)를 장착하며, 이들은 물품들이 프린트헤드에 대해 이동될 때 이미지를 형성하기 위해서 각각의 물품의 윗 표면 위로 액적을 증착한다. 도 2A는 하나의 분사 어셈블리(201)를 도시하며, 이는 오리피스(210)로부터 물품(212)의 윗 표면 위로 액적(220)들을 토출한다.
이제 평면도로 도시되는 도 2B를 참조하면, 프린트헤드(202)는 3개의 분사 어셈블리(201A-201C)를 포함하며, 이들은 컨베이어(101) 위에 3개의 레인(lane)들에 뻗어 있다. 각각의 분사 어셈블리는 컨베이어(101)를 가로지르는 방향으로 연장한 오리피스(225A-225C)들의 어레이를 포함하여, 대응하는 레인에 뻗어 있다. 컨베이어(101)는 각각의 레인에 물품을 수송하며, 따라서 3개의 물품이 동시에 프린트헤드(202)를 지나 수송된다. 3개의 물품은 도 2B에서 각각의 레인에서 도시된다. 구체적으로, 물품(211A, 212A, 및 213A)은 한 레인에서 수송되며, 물품이 지나갈 때 각각의 물품에 이미지를 인쇄하는 분사 어셈블리(201A) 옆으로 지나간다. 상응하여, 물품들(211B-213B) 및 물품들(211C-213C)은 각각 분사 어셈블리(201B 및 201C)를 지나 다른 레인들에서 수송되며, 분사 어셈블리(201B 및 201C)들은 물품들이 지나갈 때 각각의 물품에 이미지를 인쇄한다. 프린트헤드(202)의 아랫방향에 위치한 물품들(213A-C)은 각각 이미지들(222A-C)로 인쇄된다. 프린트헤드(202)에 인접하게 위치한 물품들(212A-C)은 각각 이미지 부분들(224A-C)로 인쇄된 것으로 도시되며, 물품들(211A-C)은 프린트헤드(202)의 윗방향에 있으며, 아직 인쇄되지 않았다.
프린트헤드(202)가 컨베이어(101)을 가로질러 배열된 3개의 분사 어셈블리들을 포함하지만, 일반적으로 프린트헤드의 분사 어셈블리의 개수는 변할 수 있다. 일부 실시예에서 프린트헤드는 3개 이상(예를 들어, 4개 이상, 5개 이상, 6개 이상, 7개 이상, 8개 이상, 또는 10개 이상의 분사 어셈블리와 같이)의 분사 어셈블리를 포함할 수 있다. 대안적으로, 다른 프린트헤드는 오직 하나 혹은 두개의 분사 어셈블리만을 포함할 수 있다.
일반적으로, 생산 시스템(100)은 윗방향 스테이션(120) 및/또는 아랫방향 스테이션(130)의 동작을 기초로 필요에 따라 프린팅 스테이션(110)의 동작을 수정한다. 수정은 특정 물품 상에서 인쇄될 이미지의 형태, 위치, 및 성질을 조정하는 것을 포함할 수도 있으며, 또는 기판의 일부 또는 특정 물품 상에 전혀 프린트하지 않는 것을 포함할 수 있다.
윗방향 스테이션(120)의 동작을 기초로 프린팅 스테이션(110)의 동작을 수정하는 것에 대한 예는 윗방향 스테이션(120)이 컨베이어 상에 물품이 존재하는지 아니면 부재하는지를 결정하는 센서인 경우이다. 예를 들면, 일부 실시예에서 컨베 이어(101)는 컨베이어의 특정 위치에서 물품들(211A-213C)을 고정하기 위한 분리된 구멍(well)들을 포함한다. 프린팅 스테이션(110)이 이미지들을 인쇄하는 타이밍은 각각의 구멍 위치가 프린트 스테이션을 지나 통과하는 것과 조화된다. 그러나 어떠한 이유로든 구멍이 비어있다면, 프린팅 스테이션이 그 특정 구멍에서는 인쇄하지 않도록 프린팅 동작을 수정할 것이 요구된다. 이는 윗방향 스테이션(120)에서 물품들이 존재하는지 아니면 부재하는지에 대해 각각의 구멍을 검사함으로써 수행된다. 프린팅 스테이션은 초기 설정(default)에 의해 각각의 구멍을 인쇄하도록 프로그램되어 있다. 부재가 탐지되면, 윗방향 스테이션(120)은 프린팅 스테이션(110)으로 신호를 전송하여, 프린팅 스테이션이 빈 구명에는 인쇄하지 않도록 한다.
아랫방향 스테이션(130)의 동작을 기초로 프린팅 스테이션(110)의 동작을 수정하는 것에 대한 예는 아랫방향 스테이션(130)이 연속적인 또는 연결된 웹으로부터 인쇄된 물품들을 절단(또는 그렇지 않으면 분리)하기 위한 도구를 포함하는 경우이다. 만약 컷팅 도구의 절단기가 동작할 수 없게 되면, 시스템은 프린팅 스테이션에 동작할 수 없게 된 절단기에 해당하는 웹의 위치에서는 인쇄하지 않도록 지시할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 컷팅 도구의 예는 컷팅 도구(300)이며, 이는 드럼(310)의 외부 표면에 부착된 일련의 절단기(311-318)들을 포함하며, 드럼은 컨베이어(101)가 컷팅 도구를 지나 연속적인 웹(320)을 이동시키는 방향으로 회전한다. 드럼(310)이 회전함에 따라, 절단기는 순차적으로 웹으로부터 물품들을 절단한다. 도 3에 도시된 스냅 샷에서, 절단기(311)는 웹(320)으로부터 물품을 절단하고 있다. 이전에, 절단기(312, 313, 및 314)들은 각각 웹(320)으로부터 물품(321, 322, 및 323)들을 절단하였다. 드럼의 회전이 계속됨에 따라서, 절단기(318)는 웹(320)으로부터 이미 절단된 물품의 윗방향에 위치한 물품을 절단할 것이다.
상기 컷팅 도구가 사용될 수 있는 어플리케이션에 대한 예는 연속적인 웹으로부터 전파식별(RFID) 태그들을 절단하는 것이다. 프린팅 스테이션은 순차적으로 절단되는 태그에 해당하는 웹의 각각의 부분에 식별 이미지(예를 들어, 시리얼 넘버)를 인쇄할 수 있다.
하나 이상의 절단기(311-318)들은 (예를 들어, 무뎌지거나, 부서지거나, 또는 드럼(300)으로부터 빠지는 등의 이유로) 이들의 기능을 수행하는 다른 절단기들의 능력에는 실질적으로 영향을 끼치지 않으면서도 동작할 수 없게 될 수 있다. 이러한 상황에서, 프린팅 스테이션은 동작할 수 없게 된 절단기에 해당하는 웹의 부분 위로 이미지를 인쇄하지 않도록 프린팅 동작을 수정하는 것이 요구될 수 있다. 이러한 부분에 프린트하지 않는 것은 잉크를 절약 할 수 있다. 더구나, 잘려지지 않은 웹이 재활용 되는 경우 잘려지지 않은 웹의 부분들 위로 잉크를 증착하는 것은 웹을 오염시킬 수 있다.
어플리케이션에 따라서, 컷팅 도구(300)는 단지 하나의 절단기 시리즈들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 컷팅 도구(300)는 드럼(310)의 각각의 부분적인 회전 동안 웹으로부터 하나의 물품만을 절단한다. 대안적으로, 컷팅 도구(300)는 웹을 가로지르는 방향으로 다수의 절단기를 포함할 수 있으며, 각각의 부분적인 회전 동안 웹으로부터 대응하는 개수의 물품을 절단한다. 일부 실시예에서, 컷팅 도구는 웹을 가로지르는 방향으로 몇 개의(예를 들어, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상) 절단기를 포함할 수 있다. 게다가 컷팅 도구(300)는 드럼(310)의 원주 둘레에 8개의 절단기로 이루어진 시리즈를 포함하고 있지만, 일반적으로 그 숫자는 변할 수 있다.
게다가 다른 형태의 컷팅 도구들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 원통형 드럼의 표면에 배열된 절단기들의 회전형 어레이 대신에, 컷팅 도구는 컨베이어가 컷팅 도구를 지나도록 웹을 이동시키면서 웹으로부터 물품들을 찍어내는 절단기들의 평면형 어레이를 포함할 수 있다.
도구(300)과 같은 컷팅 도구들에 있어서, 웹으로부터 물품들을 절단하는 다수의 절단기들이 있는 경우, 웹은 상이한 절단기에 해당하는 각각의 위치들의 어레이를 포함하는 것으로 도시될 수 있다. 프린팅 스테이션은 이러한 위치의 각각에서 이미지를 인쇄하도록 구성되어야만 하며, 이들 위치가 컷팅 도구의 아랫방향으로 지나감에 따라서 웹으로부터 절단된다. 예를 들어, 도 4A를 참조하면, 컷팅 도구가 8개의 절단기로 구성된 3개의 레인을 포함하는 경우, 컷팅 도구의 한 회전에 해당하는 웹(400)의 일정 길이는 프린팅 스테이션이 인쇄해야만 하는 위치(401-428)들의 3 X 8 어레이를 포함한다.
컷팅 도구의 동작을 기초로 프린팅 스테이션의 동작을 수정하는 한 가지 방법은 다음과 같다. 프린팅 스테이션을 제어하는 전자 컨트롤러는 각각의 절단기에 해당하는 엘리먼트들을 포함한 데이터 구조를 포함한다. 각각의 엘리먼트들에 대 한 값은 해당하는 절단기의 상태를 나타낸다. 예를 들어, 절단기가 정상적으로 기능하는 경우에는 해당하는 엘리먼트는 "1"로 설정될 수 있다. 만약 절단기가 기능하지 않는 경우에는 해당하는 엘리먼트는 "0"으로 설정될 수 있다. 도 4B를 참조하면, 위치(401-428)들에 대한 해당 절단기들의 어레이가 도시되며, 위치(412 및 416)에 해당하는 절단기는 기능하지 않는다. 웹이 프린팅 스테이션을 지나 움직이기 때문에, 컨트롤러는 인쇄되고 있는 위치들의 행(row)에 해당하는 어레이 열(column)을 판독하고, 상응하여 기판 상에 인쇄하도록 프린팅 스테이션에 지시한다. 예를 들어 위치(401, 411, 및 421)들이 프린트헤드에 인접한 경우에, 컨트롤러는 어레이의 제 1 열을 판독한다. 제 1 열의 모든 엘리먼트들은 "1"인 값을 가지고 있기 때문에, 프린팅 스테이션은 3개의 모든 위치에 이미지들을 인쇄한다. 그러나 위치(402, 412, 및 422)들이 프린트헤드에 인접한 경우에, 컨트롤러는 어레이의 제 2 열을 판독하고, 엘리먼트(412)를 제외하고 위치(402 및 422)에만 인쇄하며, 이는 위치(402 및 422)에 해당하는 엘리먼트는 "1"로 설정되어 있지만, 위치(412)에 해당하는 엘리먼트는 "0"으로 설정되어 있기 때문이다. 어레이는 필요에 따라 수동으로 또는 자동으로 업데이트될 수 있다.
보다 일반적으로, 생산 시스템의 다른 스테이션의 동작 또는 다른 스테이션으로부터의 피드백을 기초로 프린팅을 제어하기 위한 업데이트 가능한 데이터 구조를 포함한다는 개념은 컷팅 외의 다른 동작에서도 사용될 수 있다. 예를 들면, 생산 시스템이 프린팅 스테이션으로 분리된 물품들을 특정 위치들(예를 들어, 컨베이어의 구멍들)로 전달하는 경우에, 프린팅 스테이션의 윗방향에 있는 검사 스테이션 은 물품이 위치되지 않은 위치를 식별할 수 있으며, 프린팅 스테이션이 이러한 위치들에서는 인쇄하지 않도록 해당하는 데이터 구조를 상응하게 업데이트 할 수 있다.
앞에 말한 논의가 생산된 각각의 물품 위로 이미지를 인쇄하는 프린팅 스테이션에 관한 것일지라도, 특정 실시예에서 프린팅 스테이션은 이미지를 형성하는 것과는 다른 목적으로 물품들 위로 물질들을 증착시키는데 사용될 수 있다. 상응하여, 그러한 실시예에서 증착된 물질은 잉크가 아닐 것이다. 증착된 물질은 필터 어레이 형성용 물질과 같은 수동 광학 물질, 또는 유기 발광 다이오드를 형성하는데 사용되는 물질과 같은 방사성(emissive) 광학 물질을 포함하는 광학 물질들을 포함할 수 있다. 증착될 수 있는 유체의 다른 예들은, 전기적 도전성 폴리머와 같은, 전자 물질 및 점착성 물질이다.
증착된 유체가 극단적으로 값 비싼 실시예에서, 실용적인 제품을 제공하지 못하는 위치(예를 들어, 빈 위치 또는 웹으로부터 절단되지 못하는 위치)에서의 프린팅을 방지하도록 프린팅 동작을 수정하는 것은 특히 이익이 될 수 있다. 더구나, 증착된 물질이 컨베이어를 더럽히고, 이를 철저한 세정에 노동이 필요할 수도 있는 빈 위치들에서의 프린팅을 방지하는 것도 또한 매우 이익이 된다.
본 발명의 다수의 실시예들이 개시되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고도 다양한 수정들이 행해질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 다른 실시예들도 다음의 청구범의의 범위 내에 존재한다.

Claims (18)

  1. 인쇄된 이미지를 포함한 아이템들을 생산하는 생산 시스템에 있어서,
    생산 라인의 하나 이상의 스테이션에 대한 경로를 따라 물품들을 수송하도록 구성된 컨베이어 - 상기 각각의 물품은 컨베이어 상의 위치(site)에 배치됨 - ,
    상기 컨베이어가 상기 아이템들을 프린팅 스테이션을 지나도록 이동시킬 때, 상기 물품들에 이미지를 인쇄하도록 구성된 상기 프린팅 스테이션, 및
    상기 프린팅 스테이션에 명령들을 제공하도록 구성된 전자 컨트롤러 - 상기 전자 컨트롤러는 상기 생산 시스템 내의 다른 스테이션의 동작을 기초로 상기 프린팅 동작을 수정함 - 를 포함하는, 생산 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    다른 스테이션은 상기 프린팅 스테이션의 윗방향에 있는, 생산 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    다른 스테이션은 상기 프린팅 스테이션의 아랫방향에 있는, 생산 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    다른 스테이션은 검사 스테이션인, 생산 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    다른 스테이션은 컷팅 스테이션인, 생산 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 물품들이 상기 프린팅 스테이션을 지나 움직일 때, 상기 물품들은 분리된 물품의 형태인, 생산 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 물품들이 상기 프린팅 스테이션을 지나 움직일 때, 상기 물품들은 연속된 웹(web)의 일부인, 생산 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    다른 스테이션은 다수의 컴포넌트 - 이들 각각은 해당하는 물품에 동작하도록 구성됨 - 를 포함하며, 상기 전자 컨트롤러는 상기 각각의 컴포넌트 동작에 있어서의 변화를 기초로 상기 프린팅 동작을 수정하는, 생산 시스템.
  9. 인쇄된 이미지를 구비하는 물품들을 생산하는 방법으로서,
    프린팅 스테이션을 포함하는 생산 라인의 하나 이상의 스테이션에 대한 경로를 따라 물품들을 수송하는 단계;
    각각의 물품이 상기 프린팅 스테이션을 지나 움직일 때 상기 경로 상의 다수의 위치에서 물품들에 이미지를 인쇄하는 단계; 및
    상기 생산 라인의 하나 이상의 스테이션으로부터 수신된 정보를 기초로 상기 인쇄 단계를 수정하는 단계를 포함하는, 물품 생산 방법
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인쇄 단계는 상기 프린팅 스테이션이 상기 경로의 특정 위치들에서는 이미지를 인쇄하지 않도록 수정되는, 물품 생산 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 특정 위치들은 물품이 부재하는 곳에 해당하는 위치인, 물품 생산 방법.
  12. 인쇄된 이미지를 구비하는 물품들을 생산하는 생산 시스템으로서,
    상기 생산 시스템을 통과하는 경로를 따라 물품들을 수송하도록 구성된 컨베이어;
    상기 컨베이어가 상기 물품들이 프린팅 스테이션을 지나도록 이동시킬 때 상기 컨베이어 상의 다수의 위치에서 상기 물품들에 이미지를 인쇄하도록 구성된 상기 프린팅 스테이션;
    상기 컨베이어 상에서 물품들 - 이 때 각각의 물품은 이미지가 인쇄되는 위치에 대응함 - 을 탐지하도록 구성된 감지 장치; 및
    상기 프린팅 스테이션에 명령들을 제공하도록 구성된 전자 컨트롤러를 포함 하며,
    상기 전자 컨트롤러는 상기 감지 장치로부터의 정보를 기초로 상기 프린팅 스테이션의 동작을 수정하는, 생산 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전자 컨트롤러는 상기 프린팅 스테이션이 상기 컨베이어의 특정 위치들에서는 이미지를 인쇄하지 않도록 상기 프린팅을 수정하는, 생산 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 특정 위치들은 상기 감지 장치에 의해 탐지된 빠진 물품 또는 결함이 있는 물품들에 해당하는 위치인, 생산 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 프린팅 스테이션은 상기 물품들에 액적들을 증착시킴으로써 이미지들을 인쇄하도록 구성된 다수의 잉크 분사 프린팅 모듈을 포함하는, 생산 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 잉크 분사 프린팅 모듈은 압전식 잉크 분사 프린팅 모듈인, 생산 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 감지 장치는 다수의 센서를 포함하는, 생산 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 감지 장치는 카메라를 포함하는, 생산 시스템.
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