KR20200043904A - 다이렉트-투-오브젝트 프린터에서 자외선 경화성 잉크로 3차원 물체 상에 인쇄하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

다이렉트-투-오브젝트 프린터에서 자외선 경화성 잉크로 3차원 물체 상에 인쇄하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

다이렉트-투-오브젝트 프린터는, 평면 부재 상의 물체들의 인쇄를 위해 평면 부재 위에서 복수의 프린트헤드들을 이송하고, 프린트헤드들이 평면 부재 위에서 통과한 후에 복수의 프린트헤드들을 회전시키는 활주 아암을 포함한다. 이어서, 프린터는 프린트헤드들의 동일한 순서를 유지하면서 평면 부재 상의 물체들의 상이한 부분을 인쇄하기 위해 평면 부재 위에서 활주 아암을 반대 방향으로 이동시킨다.

Description

다이렉트-투-오브젝트 프린터에서 자외선 경화성 잉크로 3차원 물체 상에 인쇄하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PRINTING ON THREE-DIMENSIONAL OBJECTS WITH ULTRAVIOLET CURABLE INKS IN A DIRECT-TO-OBJECT PRINTER}
본 발명은 일반적으로 3차원(3D) 물체 상에 인쇄하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 물체 상에 자외선 경화성 잉크를 인쇄하는 시스템에 관한 것이다.
다이렉트-투-오브젝트(direct-to-object, DTO) 프린터로 알려진 프린터가 3차원(3D) 물체 상에의 인쇄를 위해 개발되었다. 도 4a는, 홀더(108)가 부재(116) 상에서 고정형 프린트헤드(fixed printhead)(118)들의 어레이(112)를 지나 이동함에 따라, 홀더(108)에 장착된 물체(104)의 표면을 인쇄하도록 구성되는 종래 기술의 인쇄 시스템(100)을 도시한다. 본 문헌에 사용되는 바와 같이, 용어 "고정형 프린트헤드"는 움직이지 않는 프린터 내의 프린트헤드를 지칭하며, 이들의 면판(faceplate)은 홀더에 의해 고정된 물체의 인쇄 전반에 걸쳐 물체 홀더의 평면과 평행하게 유지된다. 어레이(112) 내의 프린트헤드(118)들 중 하나 이상이 자외선(UV) 잉크를 물체 상으로 방출하고, UV 램프(120)가 UV 잉크를 경화시키도록 제어기(124)에 의해 작동된다. 프린트헤드들은 물체가 첫번째로 백색 프린트헤드를, 두번째로 시안(cyan) 색상 프린트헤드를, 세번째로 흑색 프린트헤드를, 그리고 네번째로 마젠타(magenta) 프린트헤드를 통과하도록 배열된다. 이 색상들이 다른 순서들로 배열될 수 있지만, 백색이 전형적으로 다른 색상에 앞서 위치하여 다른 색상들을 위한 배경을 제공한다. 제어기(124)는 물체가 홀더 내에 장착된 후에 홀더(108)를 이동시키기 위해 액추에이터(128)를 작동시키도록 구성된다. 홀더(108)에는 또한 제어기가 홀더 내의 물체를 회전시키도록 작동하는 액추에이터가 구성될 수 있다. 물체의 원주의 제1 섹터(sector)가 제1 패스(pass)에서 프린트헤드들에 의해 인쇄되고, UV 램프(120)에 의해 경화되며, 새로운 섹터가 인쇄될 수 있도록 홀더가 프린트헤드들을 통과함에 따라 물체의 상이한 섹터를 제공하도록 회전되고, 이어서 새롭게 인쇄된 섹터 상의 잉크가 경화될 수 있도록 홀더와 물체가 UV 램프(120)에 대향하는 위치로 복귀된다. 대안적으로, 제2 UV 램프가 시안 프린트헤드 아래에 추가되어, 홀더가 백색 프린트헤드로부터 시안 프린트헤드로의 방향으로 이동할 때 물체 상으로 방출된 UV 잉크를 경화시킬 수 있다. 제어기(124)는 홀더(108)와 물체(104)가 프린트헤드들을 통과함에 따라 마킹 재료(marking material)를 물체(104)의 표면 상으로 방출하기 위해 어레이(112) 내의 프린트헤드들을 작동시키도록 구성된다. 도 4b는 홀더(108)와 물체(104)가 프린트헤드 어레이(112)를 대면할 때의 홀더와 물체를 도시한다. 래치(latch)(132)들이 홀더(108)를 부재(116)에 부착시킨다.
시스템(100)의 아키텍처는 프린트헤드 어레이(112)에 의한 다수의 패스를 필요로 하는데, 물체는 다른 패스가 수행되기 전에 UV 잉크가 건조될 수 있도록 각각의 패스 후에 UV 램프(120)에 의해 경화되도록 복귀된다. 대안적으로, 추가의 UV 램프가 요구되고, 이러한 추가는 추가의 비용을 필요로 한다. 또한, 시스템(100)은 하나의 물체 상에 이미지를 인쇄하는 것으로 제한되고, 이미지는 한 번에 하나의 섹터씩 인쇄된다. 따라서, 많은 물체가 인쇄될 수 있게 하고 단일 UV 램프로 경화될 수 있게 하는 다이렉트-투-오브젝트 인쇄 시스템이 이로울 것이다.
신규한 다이렉트-투-오브젝트(DTO) 인쇄 시스템은 많은 물체가 인쇄될 수 있게 하고 단일 UV 램프로 경화될 수 있게 한다. 인쇄 시스템은 안내 레일; 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 부재로서, 부재의 제1 단부는 안내 레일 주위에 장착되고, 안내 레일을 따라 제1 방향 및 제2 방향으로 활주하도록 구성되며, 제2 방향은 제1 방향과 반대이고, 부재의 제2 단부는 안내 레일로부터 수직으로 연장되는, 상기 부재; 부재의 제2 단부에 장착되는 복수의 프린트헤드들로서, 복수의 프린트헤드들 내의 프린트헤드들은 부재의 제1 단부가 안내 레일을 따라 제1 방향으로 이동할 때 미리 결정된 순서를 갖고, 복수의 프린트헤드들은 부재의 제2 단부를 중심으로 회전하도록 구성되는, 상기 복수의 프린트헤드들; 부재의 일단부가 안내 레일을 따라 제1 방향 및 제2 방향으로 이동함에 따라 복수의 프린트헤드들이 따르는 경로에 대향하여 위치되는 평면 부재; 복수의 액추에이터들로서, 액추에이터들 중 적어도 하나는 부재의 제1 단부에 작동가능하게 연결되고, 액추에이터들 중 적어도 하나는 복수의 프린트헤드들에 작동가능하게 연결되는, 상기 복수의 액추에이터들; 및 복수의 프린트헤드들 및 복수의 액추에이터들에 작동가능하게 연결되는 제어기를 포함한다. 제어기는 부재의 제1 단부에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 부재의 제1 단부를 안내 레일을 따라 제1 방향 및 제2 방향으로 이동시키도록 하고 복수의 프린트헤드들을 평면 부재에 대향하는 경로를 따라 이동시키도록 하며, 복수의 프린트헤드들을 작동시켜 복수의 프린트헤드들이 평면 부재에 대향하는 경로를 따라 이동함에 따라 잉크의 액적들을 평면 부재를 향해 방출하여 평면 부재 상에 위치된 물체들 상에 이미지들을 형성하도록 하고, 복수의 프린트헤드들에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 복수의 프린트헤드들을 부재의 제2 단부를 중심으로 회전시켜서 부재의 제1 단부가 안내 레일을 따라 제1 방향으로 이동하든 제2 방향으로 이동하든 상관없이 프린트헤드들을 미리 결정된 순서로 위치시키도록 구성된다.
DTO 프린터를 작동시키는 방법은 많은 물체가 단일 UV 램프로 인쇄 및 경화될 수 있게 한다. 이 방법은 제어기에 의해, 안내 레일 주위에 장착되는 부재의 제1 단부에 작동가능하게 연결되는 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 부재의 제1 단부를 안내 레일을 따라 양방향으로 이동시키고 복수의 프린트헤드들을 평면 부재에 대향하는 경로를 따라 이동시키는 단계; 제어기에 의해, 복수의 프린트헤드들을 작동시켜, 복수의 프린트헤드들이 평면 부재에 대향하는 경로를 따라 이동함에 따라 잉크의 액적들을 평면 부재를 향해 방출하여 평면 부재 상에 위치되는 물체들 상에 이미지들을 형성하는 단계; 및 제어기에 의해, 복수의 프린트헤드에 작동가능하게 연결되는 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 복수의 프린트헤드들을 안내 레일 주위에 장착된 부재의 제2 단부를 중심으로 회전시켜서, 부재의 제1 단부가 안내 레일을 따라 이동하는 방향에 상관없이 프린트헤드들을 미리 결정된 순서로 위치시키는 단계를 포함한다.
도 1a는 많은 물체가 인쇄될 수 있게 하고 단일 UV 램프로 경화될 수 있게 하도록 구성된 인쇄 시스템의 측면도의 개략도.
도 1b는 도 1a의 인쇄 시스템의 평면도의 개략도.
도 2a는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2b는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2c는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2d는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2e는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2f는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2g는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2h는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 2i는 작동 중인 도 1b의 시스템을 도시한 평면도.
도 3a는 프린트헤드가 물체 위에서 이동함에 따라 인쇄될 물체를 이미지화하기 위한 스캐너를 포함하는 도 1a에 도시된 시스템의 일 실시예의 측면도.
도 3b는 도 3b에 도시된 실시예의 평면도.
도 4a는 단일 물체 상에 잉크 이미지를 형성하기 위한 종래 기술의 DTO 프린터의 개략도.
도 4b는 도 4a의 프린터에 사용될 수 있는 종래 기술의 홀더를 예시한 도면.
다수의 물체의 인쇄 및 UV 램프에 의한 잉크의 경화를 가능하게 하는 인쇄 시스템(200)의 측면도가 도 1a에 도시되어 있다. 이러한 시스템은 잉크 도관(212)에 의해 프린트헤드(216)들에 연결되는 복수의 잉크 저장조(208)를 지지하는 프레임(204)을 포함한다. 프린트헤드(216)들은 프레임(204)으로부터 연장되는 아암(arm)(224)(도 1b)의 일단부에서 브래킷(bracket)(220)에 장착된다. 아암(224)은 브래킷(220)이 프린트헤드(216)들을 한 쌍의 샤프트(232)에 장착된 평면 부재(planar member)(228) 위에서 이송시킬 수 있게 하기 위해 안내 레일(226)을 따라 활주하도록 구성된다. 샤프트(232)는 아래에서 도 1b를 참조하여 논의되는 방식으로 프레임(204)을 통해 연장된다. 피가공물(workpiece)(236)들이 인쇄를 위해 평면 부재(228) 상에 위치된다. 지지 부재(240)들이 프레임(204)으로부터 연장되어, 시스템(200)이 바닥 또는 다른 평면 지지 표면 상에 서 있을 수 있게 한다. 프린트헤드 유지관리 유닛(printhead maintenance unit)(242)이 프린트헤드들을 위한 홈 위치(home position)에 대향하여 위치된다.
도 1b에 도시된 시스템(200)의 평면도에서, 샤프트(232)의 단부는 샤프트를 프레임(204)의 밑면에 장착되는 지지 슬리브(도시되지 않음)를 통해 양방향으로 활주시키도록 액추에이터(244)에 작동가능하게 연결된다. 이러한 방식으로, 평면 부재(228)는 안내 레일(226)을 따른 공정 방향(P)으로의 브래킷(220) 및 프린트헤드(216)의 이동에 수직으로 이동한다. 평면 부재(228)의 양방향 이동은 본 문헌에서 공정 횡단(cross-process)(C-P) 방향으로 불리고, 안내 레일(226)을 따른 브래킷(220) 및 프린트헤드(216)의 양방향 이동은 본 문헌에서 공정 방향(P)으로 불린다. 이들 두 방향으로의 이동의 조정(coordination)이 시스템(200)의 작동에 있어서 아래에서 더욱 완전히 논의된다. 잉크 도관(212)들은 잉크를 프린트헤드들에 공급하기 위해 각자의 프린트헤드(216)들과 정합하기 전에 브래킷(220) 내의 구멍(248)을 통과한다. 잉크 도관(212)들은 일대일 대응으로 잉크 저장조(208)를 프린트헤드(216)들에 연결한다. 도면들에 도시된 프린트헤드들 및 잉크 저장조들의 순서는 일부 이미지를 인쇄하는 데 유용하지만, 다른 배열이 다른 이미지에 유용하고 시스템(200)의 다른 실시예에서 수용될 수 있다. 브래킷(220)은 브래킷(220)을 아암(224)에 유지시키는 핀(pin)(252)을 중심으로 피벗하도록 장착된다. 액추에이터(244)들 중 하나가 브래킷을 핀(252)을 중심으로 피벗시키도록 브래킷(220)에 작동가능하게 연결된다. 또한, UV 램프(256)가 브래킷(220)에 장착된다. 전기 전도체(260)가 또한 구멍(248)을 통과하여 UV 램프(256)를 스위치(268)를 통해 전원(264)에 전기적으로 연결한다. 제어기(272)가 액추에이터 및 스위치를 선택적으로 작동시키도록 액추에이터(244) 및 스위치(268)에 작동가능하게 연결되어, 브래킷(220)을 안내 레일(226)을 따라 이동시키고 평면 부재(228)에 연결된 샤프트(232)를 이동시키며 브래킷(220)을 핀(252)을 중심으로 회전시키고 UV 램프(256)에 동력공급하도록 한다. 제어기(272)는 또한 평면 부재(228) 상의 물체 상에 이미지를 형성하기 위해 제어기에 연결된 메모리 내에 저장된 이미지 데이터를 참고하여 프린트헤드 내의 이젝터(ejector)를 작동시키도록 프린트헤드(216)에 작동가능하게 연결된다. 유지관리 유닛(242)이 또한 제어기(272)에 연결되어, 제어기가 세정 및 다른 프린트헤드 유지관리를 위한 유지관리 유닛(242)을 작동시킬 수 있도록 한다.
작동시, 제어기(272)는 샤프트(232)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜 평면 부재(228)를 그의 홈 위치로 이동시키도록 하는데, 그 홈 위치에서 도 1b에 도시된 바와 같이 피가공물(236)이 인쇄를 위해 평면 부재(228) 상에 위치되고 브래킷(220)이 그의 홈 위치에 위치된다. 제어기(272)는 이어서 브래킷(220)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜 브래킷 및 프린트헤드를 공정 방향으로 이동시키도록 하고, 제어기는 또한 프린트헤드(216) 및 UV 램프(256)를 작동시켜 도 2a에 도시된 바와 같이 평면 부재(228) 상의 피가공물(236)의 일부분 상에 잉크 이미지를 형성하고 경화시키도록 한다. 도 2a 내지 도 2i에서, 도면을 간단하게 하기 위해 전도체(260), 스위치(268), 및 전원(264)이 제거되어 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이 프린트헤드가 평면 부재(228)의 길이를 횡단한 후에, 제어기(272)는 액추에이터(244)를 작동시켜 브래킷을 정지시키도록 하지만, 제어기는 피가공물이 평면 부재의 전체 길이를 따라 위치되지 않으면 프린트헤드의 이동을 보다 빨리 정지시킬 수 있다. 제어기(272)는 이어서 브래킷(220)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜 도 2c에 도시된 바와 같이 브래킷을 반시계 방향으로 회전시키도록 하지만, 브래킷은 반대 방향으로 회전될 수 있다. 회전 방향은 중요하지 않지만, 브래킷은 안내 레일을 따른 최초 이동 동안에 프린트헤드들 앞에 위치하였던 동일한 프린트헤드가 도 2d에 도시된 바와 같이 복귀 이동에서 프린트헤드들 앞에 위치하도록 일 방향 또는 반대 방향으로 충분히 회전되어야 한다. 제어기(272)는 또한 샤프트(232)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜 평면 부재(228)를 프레임(204)을 향해 이동시키도록 한다. 제어기(272)는 도 2d에 도시된 바와 같이 공정 횡단 방향으로의 피가공물의 다음 비인쇄 부분이 프린트헤드(216)에 대향하여 정렬될 때 평면 부재 이동의 이동을 정지시킨다. 제어기(272)는 이어서 브래킷(220)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜, 도 2e에 도시된 바와 같이 프린트헤드를 안내 레일을 따라 홈 위치가 위치되는 평면 부재(228)의 단부를 향해 이동시키면서 이미지의 다음 부분을 형성하고 경화시키도록 프린트헤드 및 UV 램프를 작동시키도록 한다. 도 2e에 도시된 바와 같이 프린트헤드가 평면 부재(228)의 길이를 횡단한 후에, 제어기(272)는 브래킷을 정지시키도록 액추에이터(244)를 작동시킨다. 제어기(272)는 이어서 브래킷(220)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜, 도 2f에 도시된 바와 같이 잉크 도관 및 전기 전도체가 동일한 방향으로의 반복되는 회전에 의해 꼬이지 않는 것을 보장하는 데 도움을 주기 위해 브래킷을 브래킷이 평면 부재의 다른 단부에서 회전되었던 방향과 반대 방향으로 회전시키도록 한다. 역시, 브래킷은 안내 레일을 따른 이전의 이동 동안에 프린트헤드들 앞에 위치하였던 동일한 프린트헤드가 도 2g에 도시된 바와 같이 다음의 이동에서 프린트헤드들 앞에 위치하도록 충분히 회전된다. 제어기(272)는 또한 샤프트(232)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜 평면 부재(228)를 프레임(204)을 향해 이동시키도록 한다. 제어기(272)는 도 2g에 도시된 바와 같이 공정 횡단 방향으로의 피가공물의 다음 비인쇄 부분이 프린트헤드(216)에 대향하여 정렬될 때 평면 부재 이동의 이동을 정지시킨다. 제어기(272)는 이어서 브래킷(220)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜, 도 2h에 도시된 바와 같이 프린트헤드를 안내 레일을 따라 평면 부재(228)의 대향 단부로 이동시키면서 피가공물 상에 이미지의 최종 부분을 형성하고 경화시키도록 프린트헤드(216)를 작동시키도록 한다. 제어기(272)는 이어서 브래킷(220)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜 도 2i에 도시된 바와 같이 브래킷을 그의 홈 위치로 복귀시키고 브래킷을 회전시켜 프린트헤드들을 프린트헤드들이 작동의 시작시에 위치되었던 동일한 순서로 제공하도록 하고, 샤프트(232)에 연결된 액추에이터(244)를 작동시켜 평면 부재를 그의 홈 위치로 복귀시키도록 한다.
도 1a, 도 1b, 및 도 2a 내지 도 2i를 참조하여 전술된 실시예들에서, 평면 부재(228)는 상이한 평면 부재들이 시스템 내에 설치될 수 있도록 샤프트(232)들로부터 제거가능하게 형성될 수 있다. 평면 부재의 각각의 버전에는 시스템의 인쇄 작업 동안에 물체를 유지시키기 위해 상이한 유형의 물체들의 윤곽들에 대응하는 리세스(recess)들이 형성될 수 있다. 이러한 리세스는 물체를 미리 결정된 위치에 유지시키는 데 도움을 주어, 물체 상에 이미지를 인쇄하기 위해 제어기(272)가 프린트헤드(216)를 정확하게 작동시킬 수 있도록 한다. 대안적으로, 평면 부재 또는 플랫폼(228)에는 진공원에 유체연통 가능하게 결합되는 구멍들이 형성될 수 있어, 진공원으로부터 구멍들로의 부압의 인가가 물체를 평면 부재에 유지시킬 수 있도록 한다. 도 3a 및 도 3b의 실시예(300)는 스캐너(304)를 포함하고, 스캐너는 항상 프린트헤드(216) 앞에 위치하도록 브래킷(220)의 일단부에 장착된다. 스캐너(304)는 평면 부재(228) 및 물체(236)의 이미지 데이터를 생성하며, 이러한 이미지 데이터는 제어기(272)에 제공된다. 제어기(272)는 이러한 이미지 데이터를 처리하여 물체의 위치를 식별하도록 하고, 이들 식별된 위치는 제어기에 의해 사용되어 물체 상에 이미지를 인쇄하도록 프린트헤드를 작동시킨다.
시스템(200)의 동작의 설명 및 도면은 시스템이 다수의 물체의 인쇄, 단일 UV 램프에 의한 이미지 부분의 경화, 및 각각의 패스에 대해 선두 프린트헤드와 동일한 프린트헤드의 위치설정을 가능하게 하는 방법을 보여준다. 따라서, 시스템은 추가의 UV 램프와 연관된 비용을 절감하고, 물체의 인쇄 속도를 높이며, 인쇄 공정을 간단하게 한다.

Claims (20)

  1. 인쇄 시스템으로서,
    안내 레일;
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 부재로서, 상기 부재의 상기 제1 단부는 상기 안내 레일 주위에 장착되고, 상기 안내 레일을 따라 제1 방향 및 제2 방향으로 활주하도록 구성되며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 반대이고, 상기 부재의 상기 제2 단부는 상기 안내 레일로부터 수직으로 연장되는, 상기 부재;
    상기 부재의 상기 제2 단부에 장착되는 복수의 프린트헤드들로서, 상기 복수의 프린트헤드들 내의 상기 프린트헤드들은 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향으로 이동할 때 미리 결정된 순서를 갖고, 상기 복수의 프린트헤드들은 상기 부재의 상기 제2 단부를 중심으로 회전하도록 구성되는, 상기 복수의 프린트헤드들;
    상기 부재의 상기 일단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동함에 따라 상기 복수의 프린트헤드들이 따르는 경로에 대향하여 위치되는 평면 부재;
    복수의 액추에이터들로서, 상기 액추에이터들 중 적어도 하나는 상기 부재의 상기 제1 단부에 작동가능하게 연결되고, 상기 액추에이터들 중 적어도 하나는 상기 복수의 프린트헤드들에 작동가능하게 연결되는, 상기 복수의 액추에이터들; 및
    상기 복수의 프린트헤드들 및 상기 복수의 액추에이터들에 작동가능하게 연결되는 제어기로서, 상기 제어기는 상기 부재의 상기 제1 단부에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 상기 부재의 상기 제1 단부를 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키도록 하고 상기 복수의 프린트헤드들을 상기 평면 부재에 대향하는 상기 경로를 따라 이동시키도록 하며, 상기 복수의 프린트헤드들을 작동시켜 상기 복수의 프린트헤드들이 상기 평면 부재에 대향하는 상기 경로를 따라 이동함에 따라 잉크의 액적들을 상기 평면 부재를 향해 방출하여 상기 평면 부재 상에 위치된 물체들 상에 이미지들을 형성하도록 하고, 상기 복수의 프린트헤드들에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 상기 복수의 프린트헤드들을 상기 부재의 상기 제2 단부를 중심으로 회전시켜서 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향으로 이동하든 상기 제2 방향으로 이동하든 상관없이 상기 프린트헤드들을 상기 미리 결정된 순서로 위치시키도록 구성되는, 상기 제어기
    를 포함하는, 인쇄 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부재의 상기 제2 단부에 연결되는 브래킷(bracket)으로서, 상기 브래킷은 상기 브래킷을 상기 부재의 상기 제2 단부에 연결하는 핀(pin)을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 복수의 프린트헤드들은 상기 브래킷에 장착되는, 상기 브래킷을 추가로 포함하고,
    상기 복수의 프린트헤드들에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터는 상기 브래킷에 연결되어 상기 브래킷 및 상기 복수의 프린트헤드들을 상기 핀을 중심으로 회전시키도록 하는, 인쇄 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브래킷에 장착되는 자외선(UV) 램프로서, 상기 UV 램프는 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 제1 방향으로 이동하든 상기 제2 방향으로 이동하든 상관없이 상기 UV 램프가 상기 복수의 프린트헤드들을 따르도록 상기 미리 결정된 순서로 위치되는, 상기 UV 램프를 추가로 포함하고,
    상기 제어기는 상기 복수의 프린트헤드들이 상기 평면 부재에 대향하는 상기 경로를 따라 이동함에 따라 방출된 잉크를 경화시키기 위해 상기 UV 램프를 작동시키도록 또한 구성되는, 인쇄 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 브래킷에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향으로 이동하는 것을 멈춘 후에 상기 브래킷을 제1 회전 방향으로 회전시키도록, 그리고
    상기 브래킷에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제2 방향으로 이동하는 것을 멈춘 후에 상기 브래킷을 상기 제1 회전 방향과 반대인 회전 방향으로 회전시키도록
    또한 구성되는, 인쇄 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    전원;
    상기 전윈 및 상기 UV 램프에 작동가능하게 연결되는 스위치
    를 추가로 포함하고,
    상기 제어기는 상기 스위치에 작동가능하게 연결되고, 상기 제어기는 상기 스위치를 작동시켜 상기 UV 램프를 상기 전원에 선택적으로 연결하도록 또한 구성되는, 인쇄 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 샤프트로서, 상기 제1 단부는 상기 복수의 액추에이터들 내의 적어도 하나의 액추에이터에 작동가능하게 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 평면 부재에 연결되는, 상기 적어도 하나의 샤프트를 추가로 포함하고,
    상기 제어기는 상기 적어도 하나의 샤프트에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터에 작동가능하게 연결되고, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 샤프트에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 상기 평면 부재를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 경로를 따라 양방향으로 이동시키도록 또한 구성되는, 인쇄 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 적어도 하나의 샤프트에 작동가능하게 연결된 상기 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향으로 이동되고 상기 브래킷, 상기 복수의 프린트헤드들, 및 상기 UV 램프를 상기 제1 방향으로 상기 평면 부재에 대향하는 상기 경로를 따라 상기 부재의 상기 제1 단부가 정지하는 위치로 이송한 후에, 상기 평면 부재를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 상기 경로를 따라 이동시켜서 상기 평면 부재의 상이한 부분을 상기 복수의 프린트헤드들 및 상기 UV 램프와 정렬시키도록 또한 구성되는, 인쇄 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 제어기가 상기 샤프트에 작동가능하게 연결된 상기 액추에이터를 작동시켜 상기 평면 부재를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 상기 경로를 따라 이동시키고 있는 동안에, 상기 브래킷에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 상기 브래킷을 회전시키도록 또한 구성되는, 인쇄 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 프린트헤드들 내의 상기 프린트헤드들의 상기 미리 결정된 순서는 백색 잉크를 방출하는 프린트헤드를 상기 복수의 프린트헤드들 내의 임의의 다른 프린트헤드보다 먼저 상기 평면 부재 위에서 통과하도록 위치시키는, 인쇄 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 프린트헤드들이 상기 안내 레일을 따라 이동함에 따라 상기 복수의 프린트헤드들에 선행할 수 있게 하는 위치에서 상기 복수의 프린트헤드들에 작동가능하게 연결되는 이미지 생성기로서, 상기 이미지 생성기는 상기 평면 부재 및 상기 평면 부재 상의 상기 물체의 이미지 데이터를 생성하도록 구성되는, 상기 이미지 생성기를 추가로 포함하고,
    상기 제어기는 상기 이미지 생성기에 의해 생성된 상기 이미지 데이터를 수신하도록 상기 이미지 생성기에 작동가능하게 연결되고, 상기 제어기는 상기 평면 부재 상의 상기 물체들의 위치들을 식별하도록, 그리고 상기 식별된 위치들을 사용하여 상기 복수의 프린트헤드를 작동시켜서, 상기 복수의 프린트헤드들이 상기 안내 레일을 따라 이동함에 따라 상기 물체들 상에 이미지들을 형성하도록 또한 구성되는, 인쇄 시스템.
  11. 인쇄 시스템을 작동시키는 방법으로서,
    제어기에 의해, 안내 레일 주위에 장착되는 부재의 제1 단부에 작동가능하게 연결되는 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 부재의 상기 제1 단부를 상기 안내 레일을 따라 양방향으로 이동시키고 복수의 프린트헤드들을 평면 부재에 대향하는 경로를 따라 이동시키는 단계;
    상기 제어기에 의해, 상기 복수의 프린트헤드들을 작동시켜, 상기 복수의 프린트헤드들이 상기 평면 부재에 대향하는 상기 경로를 따라 이동함에 따라 잉크의 액적들을 상기 평면 부재를 향해 방출하여 상기 평면 부재 상에 위치되는 물체들 상에 이미지들을 형성하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 복수의 프린트헤드에 작동가능하게 연결되는 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 복수의 프린트헤드들을 상기 안내 레일 주위에 장착된 상기 부재의 제2 단부를 중심으로 회전시켜서, 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 이동하는 방향에 상관없이 상기 프린트헤드들을 상기 미리 결정된 순서로 위치시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부재의 상기 제2 단부에 브래킷을 연결하는 단계로서, 상기 브래킷은 상기 브래킷을 상기 부재의 상기 제2 단부에 연결하는 핀을 중심으로 회전하도록 구성되는, 상기 단계;
    상기 복수의 프린트헤드들을 상기 브래킷에 장착하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 복수의 프린트헤드들에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 브래킷 및 상기 복수의 프린트헤드들을 상기 핀을 중심으로 회전시키는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 상기 브래킷에 장착되고 상기 미리 결정된 순서로 위치된 UV 램프를 작동시켜, 상기 UV 램프가 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 평면 부재에 대향하는 상기 경로를 따라 이동하는 방향에 상관없이 상기 복수의 프린트헤드들을 따르도록 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 상기 브래킷에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 제1 방향으로 이동하는 것을 멈춘 후에 상기 브래킷을 제1 회전 방향으로 회전시키는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 브래킷에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하는 것을 멈춘 후에 상기 브래킷을 상기 제1 회전 방향과 반대인 회전 방향으로 회전시키는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 전원 및 상기 UV 램프에 작동가능하게 연결되는 스위치를 작동시켜 상기 UV 램프를 상기 전원에 선택적으로 연결하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 상기 평면 부재에 연결되는 적어도 하나의 샤프트에 작동가능하게 연결되는 상기 복수의 액추에이터들 내의 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 상기 평면 부재를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 경로를 따라 양방향으로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 상기 적어도 하나의 샤프트에 작동가능하게 연결된 상기 하나의 액추에이터를 작동시켜, 상기 안내 레일 주위에 장착된 상기 부재의 상기 제1 단부가 상기 안내 레일을 따라 상기 제1 방향으로 이동되고 상기 브래킷, 상기 복수의 프린트헤드들, 및 상기 UV 램프를 상기 제1 방향으로 상기 평면 부재에 대향하는 상기 경로를 따라 상기 부재의 상기 제1 단부가 정지하는 위치로 이송한 후에, 상기 평면 부재를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 상기 경로를 따라 이동시켜서 상기 평면 부재의 상이한 부분을 상기 복수의 프린트헤드들 및 상기 UV 램프와 정렬시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 상기 제어기가 상기 적어도 하나의 샤프트에 작동가능하게 연결된 상기 액추에이터를 작동시켜 상기 평면 부재를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 상기 경로를 따라 이동시키고 있는 동안에, 상기 브래킷에 작동가능하게 연결된 상기 적어도 하나의 액추에이터를 작동시켜 상기 브래킷을 회전시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 복수의 프린트헤드들 내의 상기 프린트헤드들의 상기 미리 결정된 순서는 백색 잉크를 방출하는 프린트헤드를 상기 복수의 프린트헤드들 내의 임의의 다른 프린트헤드보다 먼저 상기 평면 부재 위에서 통과하도록 위치시키는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 프린트헤드들에 연결되고, 상기 복수의 프린트헤드들이 상기 안내 레일을 따라 이동함에 따라 상기 복수의 프린트헤드들에 선행하도록 위치되는 이미지 생성기에 의해, 상기 평면 부재 및 상기 평면 부재 상의 상기 물체들의 이미지 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 이미지 생성기에 의해 생성된 상기 이미지 데이터를 사용하여 상기 평면 부재 상의 상기 물체들의 위치들을 식별하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 복수의 프린트헤드들을 작동시켜, 상기 식별된 위치들을 사용하여 상기 복수의 프린트헤드들이 상기 안내 레일을 따라 이동함에 따라 상기 물체들 상에 이미지들을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
KR1020190124428A 2018-10-18 2019-10-08 다이렉트-투-오브젝트 프린터에서 자외선 경화성 잉크로 3차원 물체 상에 인쇄하기 위한 시스템 및 방법 KR102548020B1 (ko)

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