KR20210028146A - 드롭-온-디맨드 표면 코팅 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 코팅 경로(6)의 트랙(7)을 따라 코팅 포인트(8)로부터 구축되는 물체(1)의 2차원 또는 3차원 표면(2) 상의 코팅 영역(3)에서 다중 채널 인쇄 헤드(5)에 의해 생성된 코팅 매체의 코팅으로서, 적어도 하나의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(HP)가 시작 윤곽(AK)과 정렬되고, 트랙(7)의 종료 코팅 포인트(EP)가 종료 윤곽(EK)과 정렬되는 것을 특징으로 한다.

Description

드롭-온-디맨드 표면 코팅

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전문의 특징을 갖는 코팅, 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 드롭(drop) 또는 제트(jet) 기반 도포 헤드(이하, 코팅 헤드)[이는 코팅 로봇에 의해 표면 위에서 안내되며, 여기서 코팅 로봇은 일반적으로, 예를 들어 6개의 이동 축 또는 이들의 조합, 즉 임의로 설계된 프로그래밍 가능한 이동 자동 장치를 갖는 모바일 로봇 또는 산업용 로봇에 의한 기계적인 자동화된 데카르트(Cartesian) 및/또는 극 이동 장치를 나타낸다]를 사용하여 페인트, 래커, 잉크, 실란트(sealant) 또는 접착제와 같은 액체 코팅제에 의해 물체(1), 특히 산업 제품, 자동차, 항공기, 선박 또는 기차와 같은 차량 또는 차량 부품의 평면(2D) 또는 곡면(3D) 표면(2)을 비접촉 코팅하는 기술 분야에 속하며, 상기 도포 헤드는 코팅 로봇에 의해 표면 위에서 안내되며, 코팅 로봇은 일반적으로, 예를 들어 6개의 이동 축 또는 이들의 조합, 즉 임의로 설계된 프로그래밍 가능한 이동 자동장치를 갖는 모바일 로봇 또는 산업용 로봇에 의한 기계적인 자동화된 데카르트(Cartesian) 및/또는 극 이동 장치를 나타낸다. 본 발명의 의미에서 코팅 헤드는 코팅제가 표면(2)상에 자유롭게 날아 정착하는 개별 드롭(drop), 드롭 클라우드(cloud) 또는 제트로서 여러 또는 다수의 노즐을 통해 분사되는 임의의 종류의 유체 도포기이다. 다중 또는 다중 채널 능력은 높은 표면 코팅 속도로 생산적인 코팅 공정을 위한 기본 요건이다. 코팅 헤드는 주로 다중 채널 드롭-온-디맨드(drop-on-demand, DOD) 헤드이며, 이는 예를 들어 빠른 전환 밸브에 의해 가압된 유체를 분사하거나 다른 작동 원리에 따라 작동한다. 특정한 도포의 경우, 통상적인 잉크젯 헤드는 또한 과도적 압력을 구축하여 잉크를 분사하는 피에조(piezo) 또는 가열 요소를 사용하는 코팅 헤드로 이해될 수도 있다. 높은 코팅 속도를 달성하기 위해서는 코팅 헤드에서 가능한 한 많은 수의 인쇄 노즐이 필요하다. 그럼에도 불구하고, 코팅 헤드의 도포 폭은 일반적으로 코팅 영역(3)의 폭보다 작고, 따라서 코팅제는 일반적으로 횡으로 연결된 여러 코팅 경로(6)로 도포된다. 코팅 영역(3)은 여기서 표면(2) 상의 코팅 또는 코팅 패턴의 기하학적 형상이다. 코팅 영역(3)은 본질적으로 그의 가장자리 윤곽(4)에 의해 기하학적으로 정의된다.

특히 점성 코팅제로 표면을 코팅할 경우, 나노 리터 범위로 물리적으로 유도된 드롭 크기로 인해 그래픽 잉크젯 인쇄에 비해 낮은 인쇄 패턴 해상도만이 달성될 수 있다는 문제가 있다.

오늘날의 직교 그리딩(griding) 기술 - 코팅 포인트가 단단한 x-y 그리드에 배열됨 - 을 사용할 때, 이것은 코팅 가장자리에서 매우 가시적인 단(step) 형성으로 이어질 수 있다[예를 들어, 도 2(종래 기술) 참조]. 그리드와 관련하여 가장자리가 그러한 그리드의 수직 또는 수평의 +/- 5° 내에 있는 경우, 단 형성은 특히 방해가 되며[도 4a(종래 기술) 참조], 이에 의해 정확한 수직 및 수평이 배제된다.

이러한 임계적 각도는 또한 코팅 영역(3)을 포함하는 영역(1)이 위에서 언급 한 도포 영역의 경우와 같이 영역 곡률(볼록 또는 오목)을 갖는 경우 더 자주 발생한다. 예를 들어 2차원 표면 곡률의 경우, 코팅 경로(6)는 가장 가까운 코팅 경로의 시각으로부터 볼 때 항상 볼록하게 굴곡지게 보여, 이음매 없는 연결을 위해 이 코팅 경로는 볼록한 굴곡진 가장자리(9)를 가져야 한다. 코팅 헤드에서 노즐의 열은 단단하기 때문에, 즉, 개별 노즐은 3D 표면과 관련하여 상이한 거리 및 방향을 갖기 때문에, 표면 곡률 반경의 감소에 따라 결함("부산물(artifact)") 없는 3D 표면 코팅의 어려움이 증가한다.

이론적으로, 이러한 모든 문제는 모든 포인트가 단일 노즐로 자유롭게 표면에 도포되면 쉽게 제거될 수 있다. 그러나 이러한 방식으로는 코팅 도포를 위한 생산적인 작업 공정은 가능하지 않다. 따라서, 하나는, 가능한 최대 수의 노즐을 갖고 가능한 최대의 총 도포 폭을 가지며 이에 따라 산업적 목적을 위해 충분히 높은 균일 코팅 속도를 갖는 코팅 헤드의 사용에 의존한다.

공지된 종래 기술은 다음을 포함한다: 자동차 루프(roof)와 같은 코팅 영역의 더 작은 비-평행성을 보상하기 위해, 공보 DE 10 2014 017 707 A1을 참조한다. 후자는 비-회전 대칭적 코팅제 제트의 사용에 기반하며, 경로 이동 중에 제트 축에 대한 도포기의 회전을 제안한다. 따라서, 경로 방향에서 유효 도포 폭은 도포기를 기울임으로써 변경될 수 있고, 굴곡진 가장지리는 어느 정도 재현될 수 있다. 코팅제 제트의 원격 측면은 코팅 두께에 직접적인 영향을 미치는 경로 이동 및 회전의 중첩으로 인해 회전 중에 표면에 대해 다른 속도로 이동하기 때문에, 전체적으로 낮은 회전 속도만이 허용된다.

DE 10 2014에서는, 3D 표면, 특히 차량의 그래픽 잉크젯 인쇄를 위해, 인쇄 이미지가 많은 직선 경로 조각으로 구성되어야 하며, 이들 각각은 서로 대각선으로, 바람직하게는 대략 45(135)도의 각도로, 어떠한 경우에도 전술한 임계적 각도와는 멀리 떨어지게 뻗어가야 한다고 제안되어 있다. 이동 중에 잉크젯 헤드를 비틀어 인쇄 경로의 직사각형 형상에서 벗어날 가능성이 또한 고려된다. 그럼에도 불구하고, 임의의 다중 곡선 3D 표면을 완벽하게 부산물 없이 인쇄할 가능성이 여기에서 또한 제한된다.

DE 10 2012 005 650.8은 수동, 자동 또는 로봇 안내에 의한 잉크 또는 래커 도포용 도포 장치를 제안한다. 내부에 포함된 DOD 코팅 헤드는 곡선 경로, 심지어 좁은 원형 이동을 수행할 수 있다. 이것은 코팅 헤드가 라인 이동 중에 수직 표면 둘레로 회전할 수 있게 하지만, 이는 상이한 노즐들이 시간당 상이한 수의 코팅 포인트를 전달해야 하므로 모든 노즐의 코팅 포인트가 서로 동일한 거리를 유지해야 한다는 것을 의미한다. 모든 노즐에 대해 단지 단일 발사(firing) 빈도만을 제공하는 종래 기술의 코팅 헤드 제어와는 대조적으로, 개별 노즐은 언제든지 발사될 수 있거나 상이한 발사 빈도로 제어된다. 그러나 이 공보는 코팅 경로(6)의 방향에 수직이거나 평행하지 않은 코팅 영역의 가장자리에서 단 형성을 회피하기 위한 해결책을 제공하지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은, 라인으로 고정 배열된 가능한 최대 수의 인쇄 노즐을 갖고 특히 또한 밀리미터 범위로 내려간 노즐 간격을 갖는 코팅 헤드에 의해, 그리고 분당 평방 미터 범위의 높은 코팅 속도로 2차원 또는 3차원 표면상의 인접한 코팅 경로들 사이에서 국소적 바닥 코팅 또는 탑(top) 코팅 형태로 부산물 없는 코팅 내에서, 가장자리에 가시적인 단 형성 없이 임의의 코팅 영역(3)을 도포하기 위하여 적절한 인쇄 이미지뿐만 아니라 적절한 인쇄 방법 및 장치를 생성하는 것이다.

이 목적은, 코팅 영역(3)이 하나 이상의 코팅 경로(6)로 어떤 방식으로 분할되어야 한다는 사실에 기초한 본 발명에 따른 인쇄 이미지 및 방법에 의해 해결된다. 이들은 인접한 코팅 경로(6)에 또는 코팅 영역(3)의 가장자리에 완벽하고 단 없이 맞아야 한다. 이것은, 윤곽이 최적으로 재현될 수 있는 방식으로 본 발명에 따른 코팅 경로(6) 내의 트랙(7) 상에 코팅 포인트(8)를 위치시킴으로써 달성된다. 본 발명은 코팅 영역(3)의 가장자리에서 단 형성을 감소시키는 방법 및 장치를 제공한다. 이러한 맥락에서, 인쇄된 이미지는 코팅 영역(3)이 포함되는 모든 코팅 포인트(8)의 전체인 것으로 이해된다. 건조 후에도 개별 코팅 포인트(8)가 실제로 여전히 가시적인지 또는 개별 코팅 포인트(8)가 완벽하게 뻗어나갔는지 여부와 관련이 없다.

본 발명에 따르면, 물체(1)의 2차원 또는 3차원 표면(2)상의 코팅 영역(3)에서 다중 채널 인쇄 헤드(5)에 의해 생성된 코팅제의 코팅("도포된 층"의 의미 내)이 하나 이상의 코팅 경로(6)의 트랙(7)을 따라 코팅 포인트(8)로부터 구축됨에 있어서, 적어도 하나의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)는 시작 윤곽(AK)과 정렬되고 트랙(7)의 종료 코팅 포인트(EP)는 종료 윤곽(EK)과 정렬되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인쇄된 이미지는 직교 그리드에서 벗어나며; 코팅 헤드(5)에 의해 생성된 상이한 코팅 경로(7)의 코팅 포인트(8)가 서로 개별적으로 오프셋되고 서로 상이한 거리(d_p)를 가질 수 있기 때문에, 코팅 헤드의 인쇄 노즐로부터의 드롭 전달 공정은 비동기적인 것으로 설명될 수 있다. 그리드 이미지 또는 벡터 그래픽 형태의 코팅 영역(3)의 템플릿은 데이터 처리 시스템(DP 시스템)에 의해 본 발명에 따른 데이터 포맷으로 변환되어야 하며, 본 발명에 따른 인쇄 공정 제어는 표면 처리 및 코팅 헤드 제어의 측면 모두에서 요구된다.

시작 또는 종료 윤곽은 직선, 곡선일 수 있고 그 자체 여러 윤곽으로 구성될 수 있다. 이것은 순수한 보조 라인일 수 있으며, 예를 들어 추가 코팅 포인트(8)의 생성 또는 표면(2)상의 실제 존재하는 윤곽, 예컨대 코팅 영역(3)의 가장자리 또는 다른 코팅 경로(6)의 가장자리의 생성을 위해 인쇄된 이미지에서 보이지 않게 유지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 트랙(7)상의 추가 코팅 포인트(8)는 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이에서 맞추어진다.

본 발명에 따르면, 이것은 바람직하게는 모든 코팅 경로(6)의 모든 트랙(7) 및 트랙 섹션에 적용된다. 따라서, 코팅 경로(6)의 트랙(7)은 코팅 헤드(5)의 특정 인쇄 노즐에 의해 시작 및 종료 코팅 포인트 사이에 생성된 코팅 포인트(8)의 양으로 이해된다. 코팅 헤드(5)의 인쇄 노즐에 의해 코팅 경로 내에 도포된 모든 코팅 포인트(8)의 양은 총 트랙으로 불리어질 수 있다. 따라서, 총 트랙은 여러 시작 및 종료 윤곽과 잘 교차될 수 있으며, 이는 여러 트랙을 생성하고, 예를 들어 코팅 영역(3)이 내부에 추가 패턴, 문자 또는 그래픽을 포함하는 경우 또는 가장자리 영역이 인접한 코팅 경로(6)와 연동되는 경우이다.

코팅 경로(7) 자체는 임의의 곡률을 가질 수 있다. 전술한 윤곽은 경로의 코스에 대해 대각선 또는 수직으로 배향될 수 있으며 원하는 곡률을 가질 수 있다.

예를 들어, AP와 EP 사이의 트랙(7)에 남아있는 코팅 포인트는 인접한 코팅 포인트의 도트 간격이 가능한 한 정확하게 트랙 간격에 대응하는 방식으로 맞추어(fit)질 수 있다. 이러한 방식으로 클래식 및 대응하는 직교(xy) 그리드에 대해 동일한 포인트 밀도가 달성된다. 그러나 원칙적으로 임의의 도트 간격이 또한 고려될 수 있다.

인접한 코팅 포인트(8), 트랙(7) 사이의 포인트 거리의 결정은 예를 들어 다음 계산 규칙에 따른다: AP와 EP 사이의 트랙 길이(LS)의 계산; 공칭 포인트 거리(d_xy)에 의한 트랙 길이의 정수 분할은 포인트의 수(n)가 되고; 정수 분할(모듈로(modulo))의 나머지는 포인트 수(n)에 의해 나누어지고, 이는 거리 보정(ddp)이 되며; 최종적으로 결과는 포인트 거리이다.

d_p = d_xy + ddp.

도 2에서와 같이 종래 기술의 직교 그리드 그래픽으로 도 3b에서 본 발명에 따른 인쇄된 이미지의 결과를 보면, 가장자리 품질의 강한 개선이 상부 및 하부 가장자리 모두에서 식별 가능하며 단 형성을 볼 수 없다. 가장자리의 재현은 거의 완벽하다.

일반적인 그리드-배향 인쇄 이미지와 달리, 본 발명에 따른 인쇄 이미지는 코팅 경로(6) 사이의 전환에서 바닥 또는 탑 코팅과 같은 결함이 더 적게 발생하기 때문에 훨씬 더 좋은 윤곽 재현과 결함이 없는 표면 코팅을 모두 달성한다.

따라서, 본 발명에 따른 방법은 실제로 더 높은 광학 이미징 품질을 필요로 하는 도포를 위해 저해상도 인쇄 기술을 사용할 가능성을 열어 준다. 대안적으로, 기존의 고해상도 코팅 헤드의 인쇄 품질이 더욱 향상될 수 있다.

본 발명에 따르면, 시작 및/또는 종료 코팅 포인트는 원래 도트 피치(p_xy)보다 훨씬 낮은 정확도로, 예를 들어 도트 피치(p_xy)를 갖는 그리드 그래픽에 비해 그리드 치수의 1 내지 10%로 윤곽과 정렬될 수 있다. 이 시점에서, 지정 코팅 포인트(8)가 반드시 점선 또는 원형 형상과 동의어일 필요가 없다는 것이 명시적으로 지적되어야 한다. 오히려, 이 아이디어는 실제 기술에서 거의 찾아 볼 수 없는 이상화를 나타낸다.

따라서, 코팅 포인트는 또한 여기에서 타원형, 기다랗거나 횡으로 닳은 형상과 같은 다른 형상을 갖는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 기다란 것으로 또는 전체적으로 코팅 경로(6)의 트랙(7)과 일치하는 선으로 표면상에 하나 이상의 코팅 포인트(8)를 설계하는 것이 유용할 수 있다. 따라서, 대체로, 코팅 포인트(8)는 표면에 개별적으로 별도로 제어 가능한 양의 코팅제의 침착으로 이해된다.

각 트랙(7)의 시작 및 종료 코팅 포인트는 대응하는 시작 또는 종료 윤곽에 접선 방향으로 가능한 한 정확하게 위치한다. 대안적으로, 포인트들은 중심, 접선 또는 윤곽선에서 임의로 오프셋되어 그들의 중심점이 윤곽선과 일치하거나 그것과 임의의 거리를 가질 수 있다. 따라서, 가장자리"에서" 또는 가장자리"와" 정렬 또는 이에 대한 양 또는 음의 오프셋을 갖는 정렬은 다른 경우 중 하나를 배제하는 방식으로 본 발명 내에서 해석되어서는 안된다. 그러나, 오프셋에 의해, 최종 결과에서 코팅의 광학 가장자리가 템플릿에 주어진 바와 같이 미리 계획된 코팅 영역(3)과 원하는 대로 일치하는 방식으로 많은 요인에 의존하는 코팅제의 유동 역학을 보상하는 수단이 사용자에게 제공된다.

본 발명 및 그의 모든 실시형태, 응용 및 관련 공정의 설명을 위해 여러 도면이 첨부된다.

원칙적으로 AP와 EP 사이의 트랙(7)상의 코팅 포인트(8)의 피팅(fitting)은 원하는 대로 수행될 수 있다. 본 발명의 유리한 추가 실시형태는 적어도 2개의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이에 각각의 트랙(7)상의 나머지 코팅 포인트(8)가 전체 길이에 걸쳐 또는 적어도 섹션에서 등거리에 있다는 것이다.

트랙(6)상의 상이한 코팅 포인트(8) 그룹이 상이한 도트 간격(d_1)을 갖는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 제 1 그룹의 도트 간격은 특정될 수 있지만, 적어도 하나의 나머지 그룹의 도트 간격은, 만족스러운 최종 결과를 가진 트랙의 도트가 코팅이 광학적 결함을 갖지 않는 방식으로 트랙의 시작 코팅 포인트와 종료 코팅 포인트(EP) 사이에 삽입되는 방식으로 결정된다. 인쇄 이미지 생성을 위해, 적어도 하나의 그룹이 시작 코팅 포인트(AP) 또는 종료 코팅 포인트(EP)에 직접 연결되어 있다면 단순화될 수 있다.

트랙(7)의 코팅 포인트들(8) 사이의 개별 거리(d_k,i)가 인접한 도트에 대해 양 또는 음의 트랙 방향으로 트랙을 따라 작은 오프셋(Δd)을 갖는다면 또한 유리할 수 있다. 이러한 오프셋은 고정된 계산 규칙에 의해 결정론적으로 또는 랜덤한 값에 의해 확률적으로 생성될 수 있으며, 코팅 포인트의 선택 또는 트랙(7)의 모든 코팅 포인트(8)의 원래 또는 수정된 위치에서 중첩될 수 있다. 예를 들어, 도트 피치의 <20%, <10% 또는 <5% 범위의 코팅 포인트의 작은 확률 오프셋의 이점은 라인 또는 모아레 효과와 같은 인쇄 이미지에서 결함의 시각적 인식을 줄임으로써 전체적으로 보다 균일한 인쇄 이미지를 눈으로 인식하는 것이다.

DOD 도포를 위해 코팅 재료의 일정한 드롭 부피가 가정되면 도트 피치의 감소는 코팅 두께의 증가를 동반하고, 도트 피치의 증가는 코팅 두께의 대응하는 감소를 동반한다. 도트 피치와 필름 두께는 반비례한다. 본 발명에 따르면, 드롭 크기를 조절하여 코팅 두께의 차이를 보상할 수 있다. 트랙의 각 도트에 대해 층 두께가 조정되어 인접한 도트에 대한 적어도 하나의 관련 도트 피치(d_k)에 반비례한다.

V_drop ~ 1/d_k

따라서, 본 발명에 따르면, 코팅 포인트(8)의 드롭 부피는 코팅 두께가 평균적으로 목표 코팅 두께에 대응하는 방식으로 조정된다.

예를 들어, 트랙(7)이 수백 내지 수천개의 코팅 포인트(8)를 포함하는 경우, 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이의 트랙(7)에서 코팅 포인트의 분포에 대한 전술한 규칙은 코팅 포인트의 트랙이 최대 1 도트 피치만큼 늘이거나 압축되어야 하는 방식으로 이미 구현될 수 있다. 예를 들어, 트랙(k) 내에서 모든 코팅 포인트에 대해 일정한 도트 피치(d_k)가 선택되었다고 가정하면, 이러한 경우 원래 트랙 거리(d_xy)에 비하여 도트 피치(d_k)의 상대적 변화는 1/100 내지 << 1/1000이다. 따라서, 예를 들어 0.5mm의 트랙 거리에서, 도트 피치(d_k)의 보정은 매우 짧은(<5cm) 트랙(7)에 대해서도 원래 트랙 거리(d_xy)에 비해 1% 미만의 범위에 있다.

따라서, 5cm 길이의 트랙의 예를 사용하면, 트랙 상의 도트 배열이 늘어나거나 압축되었는지 여부에 따라 코팅제의 코팅 두께가 또한 최대 1%만큼 감소 또는 증가될 것이다. 50cm 길이의 트랙의 경우, 이것은 0.1%일 것이다. 이러한 정확도는 (a) 일반적으로 코팅 사양보다 낮고 (b) 공정 부정확성의 합보다 낮기 때문에(코팅제의 변동 성질, 코팅제의 전달, 코팅 헤드, 기판 변동, 이동 트랙의 허용 오차 및 속도 등), 드롭 크기를 조정하여 코팅 두께 보정을 생략할 수 있다. 또한, 코팅 헤드 기술은 드롭 크기를 1% 이하의 단으로 제어할 수 있는 기술적 가능성을 제공하지 못할 수 있다.

따라서, 코팅 포인트(8) 그룹이 p_xy의 원래 도트 피치와 예를 들어 1%, 5% 또는 10%의 더 큰 상대 계수(F)만큼 차이가 나는 p_k,l의 일정한 도트 피치를 가질 때, 드롭 크기 조정 방법을 사용하는 것이 합리적이다. 이 경우에, 코팅과 관련된 기술 조건으로부터 계수(F)를 특정하는 것이 유용하다. 다음 단계에서, 도트 피치(p_k,l)는 코팅 포인트(8) 그룹에 대해 결정될 수 있으므로, 코팅 포인트(8)의 트랙이 그룹 내에서 늘어나거나 압축되는지에 따라 궁극적으로 p_k,l/p_xy = F 또는 p_k,l/p_xy = 1/F가 적용된다.

계수(F)의 값은 예를 들어 코팅 헤드의 어드레스 가능한 최소 드롭 크기 증가분에 의해, 코팅제 공급 압력에서 압력원의 정확도에 의해 또는 유변학과 같은 코팅제의 재료 성질을 유지하는 정확도에 의해 주어질 수 있다.

본 발명에 따른 추가 설계 및 장치, 방법, 가능한 경로 형태 및 코팅 전략이 제시되기 전에, 다음 목록은 도면의 개요를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 사용된 명명법을 정의하는 역할을 한다.
도 2는 그리드 그래픽에서 현재의 종래 기술에서 코팅 영역(3)에 대한 코팅 결과를 보여준다.
도 3a는 윤곽(4)과 조합된 트랙(7) 및 코팅 포인트(8)를 갖는 예시적인 코팅 경로(6)를 사용하는 본 발명에 따른 인쇄 이미지의 요소를 도시한다.
도 3b는 도 2에서와 같이 코팅 영역(3)에 대한 본 발명의 원리에 따른 코팅 결과의 예를 보여준다.
도 4는 경로 방향이 5도 미만의 각도 차이를 갖는 2개의 인접한 코팅 경로(6a, 6b)에 대한 그리드 그래픽에서 현재의 종래 기술 코팅 결과를 보여준다.
도 5는 본 발명의 교시 및 인쇄 전략을 적용한 후 도 4a의 경우의 코팅 결과를 보여준다.
도 6은 4개의 곡선 가장자리를 갖는 코팅 영역에 대한 본 발명의 교시 및 인쇄 전략을 적용한 후의 코팅 결과를 보여준다. 여기서, 코팅 포인트(8)는 트랙(7) 상에 분포되며, 그 과정은 코팅 경로(6)를 따라 코팅 헤드(8)가 이동하는 동안 코팅 헤드(8)의 동시 회전에 기인한다.
도 7a는 임의의 형상(3)의 코팅 영역을 인쇄하기 위한 세 가지 전략을 예시한다.
도 7b는 단 형성이 없고 원주 주위에 뻗는 코팅 경로를 갖는 인쇄 패턴 "P"를 재생하기 위한 코팅 전략의 예를 보여준다.
도 8은 도 7a의 상세 A를 확대하여 개별 인쇄 도트(8)를 식별할 수 있도록 하여 코팅 경로 안내 및 코팅 헤드(5)의 각도 위치를 상이한 시간에 도시한다.
도 9는 원형 또는 심지어 타원형 도트 패턴을 예시하기 위한 코팅 전략의 예를 보여준다.
도 10a는 들쭉날쭉한 윤곽("스티칭(stitching)")을 사용하는 중첩 영역(10)에 의한 2개의 코팅 경로(6a, 6b)의 횡적 연결의 예를 보여준다.
도 10b는 2개의 코팅 경로의 합동(congruent) 트랙들(7) 사이에서 프린팅 포인트(8)의 본질적으로 자유로운 분포를 갖는 중첩 영역(10)에 의한 2개의 코팅 경로(6a, 6b)의 연결의 예를 보여준다.
도 11은 인쇄 포인트와 관련된 필수 명명법을 보여준다 - 하나의 트랙(s_i,j)상의 생성.
도 12는 예를 들어 곡선 코팅 세그먼트를 따라 이동할 때 코팅 헤드(5)의 7개의 인쇄 노즐(8)에 대한 발사(firing) 시간의 시간적 순서의 예를 보여준다.
도 13은 본 발명에 따른 물체(1)의 3차원 표면(2)에 코팅 영역(3)을 적용하기 위한 시스템 구조를 개략적으로 보여준다.
도 14는 코팅 헤드(5)의 인쇄 노즐의 시간 비동기 제어를 위한 실시간 헤드 제어부(18) 내의 마이크로프로세서 알고리즘의 필수 요소를 도시한다.
도 15는 인쇄 데이터를 실시간 헤드 제어부(18)로 통신하기 위한 가능한 데이터 포맷의 예를 보여준다.
도 16은 본 발명에 따른 코팅 전략, 코팅 경로 경로 및 도트 패턴의 생성을 위한 데이터 처리 시스템에서 공정 흐름의 필수 단계의 예를 도시한다.
도 17은 데이터 처리 시스템에서 여러 층(L)에 걸쳐 코팅 포인트(8)를 분포시킴으로써 두 코팅 경로(6) 사이의 연결에 대한 광학적 지각을 감소시키기 위한 추가 전략을 도시한다.
도 18은 2개의 층에 걸쳐 순환하는 코팅 단계(BS)의 순서를 예시하며, 여기서 2개의 층의 개별 구조(20)는 라인이다.
도 19는 관련 코팅 전략을 예시하기 위해 코팅 포인트의 육각형 패턴을 보여준다.

위에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅 영역은 가능한 한 시작 및 종료 윤곽에서 단 형성을 최소화하는데 도움이 될 수 있다. 따라서, 설명된 방식으로 재현하기 위해, 제 1 가능성은 예를 들어 코팅 영역(3)의 가장자리 또는 다른 코팅 경로(6)와 같은 일반적인 윤곽에 대해 코팅 경로(6)를 배열하는 것이며, 이들은 코팅 경로의 시작 윤곽(AK) 또는 종료 윤곽(EK)을 나타내고, 따라서 시작 코팅 포인트(AP) 또는 종료 코팅 포인트(EP)가 이 윤곽과 정렬된다. 이는 코팅 경로(6) 또는 각 트랙(7)의 주 방향(HR)에 대한 가장자리가 윤곽과의 교차점에서 바람직하게는 15°내지 165°, 특히 바람직하게는 60°내지 120°의 각도를 형성하는 경우에 유리하다.

원칙적으로, 본 발명에 따른 코팅 방법(아래 참조)은 곡선 코팅 경로(6)의 일반적인 사용을 허용하며, 이는, 인쇄 노즐의 트랙(7)의 상이한 표면 속도(v_S)가 노즐의 개별 드롭 빈도를 개별 표면 속도(v_S)로 조정함으로써 독립적으로 변경할 수 있는 방식으로 개별적인 개별-노즐 제어에 의해 보상될 수 있기 때문이다.

디지털 인쇄 준비 단계(클래식: 프리프레스(prepress)) 동안, 곡선 코팅 경로(6)를 또한 사용하거나 주로 사용하여 코팅 경로(6)를 계획하기 위한 광범위한 가능성이 있다. 이것은 3차원 곡선 표면(2)의 경우에 특히 유리하다.

따라서, 본 발명에 따르면, 코팅 경로(6)를 곡선 윤곽에 평행하게 정렬하는 것도 가능하다. 코팅 경로(6)의 하나의 측면 가장자리(SKA)는 윤곽과 정확히 정렬되거나 그것에 평행한 오프셋, 즉 양 또는 음의 오프셋을 갖게 된다.

기본적으로, 코팅 경로(6)의 트랙(7)의 트랙 길이는 트랙 곡선의 곡률 반경에 따라 다르다. 내부 트랙(7)은 외부 트랙보다 짧다. 본 발명에 따르면, 각 트랙(7)의 시작과 종료 코팅 포인트 사이의 트랙(7)에 너무 많은 코팅 포인트가 삽입되어 도트 피치(d_k)가 원래 도트 피치(p_xy)에 가능한 한 가깝게 접근된다. 이러한 방식으로, 코팅 경로(6)의 층 두께는 곡률이 있더라도 전체 폭에 걸쳐 일정하게 유지된다.

코팅 헤드의 노즐 열이 시간 경과에 따라 코팅 경로의 주 방향(HR)에 대한 방향을 변경하게 하는 코팅 헤드의 회전은 도포된 코팅 경로의 폭의 변경을 자동으로 초래한다. 도 5는 본 발명에 따른 인쇄 이미지 및 방법을 참조하여 이러한 가능성을 예시한다. 인쇄 폭이 감소될 때 코팅 두께의 증가를 방지하기 위해, 본 발명에 따른 인쇄 이미지 및 방법의 적용은, 코팅 경로(6)의 폭이 적어도 하나의 섹션에서 감소될 가능성, 및 드롭 부피 및/또는 서로로부터의 코팅 포인트(8)의 거리가 이 섹션에 적용될 가능성을 포함한다. 따라서, 코팅 두께 보정을 위해 두개의 파라미터 도트 피치 및 드롭 부피가 사용 가능하다.

이러한 가능성은 곡선 코팅 경로(6)를 사용하여 임의로 형상화된 코팅 영역(3)을 코팅하기 위한 다양한 코팅 전략을 초래한다. 도 7a는 2개의 가능한 전략의 사용을 예시한다. 코팅 영역(3)의 가장자리 부근에서, 코팅 경로(6)는 주로 코팅 영역(3)의 직선 또는 곡선 가장자리(4)에 대해 안쪽으로 1 회 이상 접선 방향으로 오프셋되며, 코팅 경로(6)는 간격 없이 서로 인접한다.

상이한 코팅 경로(6)가 특히 시작 및 종료 영역에서 서로 연결될 수 있는 상이한 방법이 있다. 작은 선택은 도 7a에서 상세 A, B, C로 도 7b에서 상세 D로 도시된다.

제 1 코팅 경로(6a)의 측면 가장자리(SKA)가 제 1 윤곽과 일치하고 제 2 코팅 경로(6b)의 측면 가장자리(SKA)가 제 2 윤곽과 일치하며 2개의 윤곽이 바람직하게는 60° 내지 120°의 각도를 둘러싸면, 상세 A에 도시된 두 코팅 경로의 연결이 유리하다. 이것은 도 8에 확대 도시되어 있다. 이 경우, 제 2 윤곽은 코팅 경로(6)의 시작(AK) 또는 종료 윤곽(EK)으로서 바람직하게는 사용된다. 도 7a 및 도 8의 경우에, 제 1 및 제 2 윤곽은 코팅 영역(3)의 각각의 가장자리 윤곽(4)이다. 도 7a 및 8에 도시된 바와 같이, 제 1 코팅제 경로(6a)에 연결되는 제 2 코팅제 경로(6b)는 그 시작 윤곽(AK)과 함께 제 1 코팅제 경로(6a)의 측면 가장자리(SKA)에 부착된다. 제 2 코팅제 경로(6b)의 측면 가장자리(SKA) 및 제 1 코팅제 경로(6a)의 종료 윤곽은 코팅제 영역의 가장자리 윤곽(4)과 일치하는 공통 윤곽 상에 있다.

제 1 코팅 경로(6a)의 측면 가장자리(SKA)가 제 1 윤곽과 일치하고 제 2 코팅 경로(6b)의 측면 가장자리(SKA)가 제 2 윤곽과 일치하며 두 윤곽이 바람직하게는 120° 내지 180°의 각도를 둘러싸면, 도 7a에서 상세 B로 도시된 2개의 코팅 경로의 연결이 유리하다. 이 경우, 2개의 코팅 경로(6a, 6b)의 연결은 제 1 코팅 시트(6a)의 종료 윤곽(EK)이 제 1 코팅 경로(6a)의 시작 윤곽(AK)과 일치되는 방식으로 설계된다. 도 7b의 상세 D는 코팅 경로(6) 내에서 작은 반경을 실현하는 것이 또한 가능함을 보여주기 위한 것이다. 이 경우 추가 코팅 경로를 연결할 필요가 없다.

도 7a의 중앙에 도시된 바와 같이, 코팅 영역(3)의 또 다른 부분은 코팅 경로(6)를 포함하는데, 이는 주로 평행한 직선 또는 곡선 코팅 경로 조각(6)을 갖는다. 이들은 시작 및 종료 윤곽을 가지며, 이는 도시된 예에서 주로 다른 코팅 경로(6)의 측면 가장자리(SKA)이다.

곡선 코팅제 경로(6)를 사용할 수 있는 많은 가능성에도 불구하고, 특히 코너에서의 개별적인 작은 영역은 코팅제 경로(6) 형태로 최적으로 코팅될 수 없다는 것이 여전히 가능할 수 있다. 본 발명에 따르면, 코팅 영역(3)의 개별 영역 요소는 코팅 헤드(5)의 단일 인쇄 노즐에 의해 생성되는 자유 도트 패턴을 포함한다. 상이한 크기의 코팅 포인트(8)를 사용하고, 유동을 고려하여 영역 요소가 주어진 코팅 두께로 코팅되는 방식으로 코팅 포인트의 위치 및 그의 개별 드롭 부피를 선택하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 코팅은 코팅 영역(3)의 코팅 포인트(8)의 평균 크기와 크기가 상당히 다른 코팅 포인트(8)를 포함하는 자유 도트 패턴을 갖는 영역을 포함한다(도 7a의 상세 C를 참조).

본 발명에 따르면, 물체(1)의 표면(2)상의 코팅의 일부는 축(11)을 중심으로 원으로 배열된 도트 패턴(8)을 가질 수 있다. 이것은 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이 표면(2)에 수직일 수 있지만, 공간에서 임의의 각도로 있을 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 하위 영역의 표면(2) 자체는 공간에서 축(11)을 중심으로 한 1차원 표면 윤곽의 회전의 결과일 수 있다. 예는 구, 피라미드, 원뿔 또는 시가(cigar) 또는 비행기의 동체이다. 이러한 표면을 코팅하기 위해, 개별 코팅 경로(6)는 서로 평행하고 회전 축(11)을 중심으로 원형으로 이어지며, 이에 따라 적어도 개별 코팅 경로(6)는 360도의 전체 회전을 수행할 수 있어, 종료 윤곽(EK)이 동일한 코팅 경로(6a 또는 6b)의 시작 윤곽(AK)과 일치한다(도 9). 본 발명에 따르면, 코팅 경로(6)는 또한 표면(2)에 대해 회전축(10)을 중심으로 회전 대칭이 되는 방식으로 배열될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 축(11)을 중심으로 적어도 일부에서 회전 대칭적으로 형성되는 물체(1)의 표면(2) 상에 위치되는 코팅 영역(3)에서, 코팅 경로(6)는 주 방향(HR)이 적어도 회전 방향의 영역에서 표면(2)에 접하는 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 코팅이 제안된다.

특별한 경우는 코팅 영역(3)의 적어도 일부가 회전 패턴을 포함하고, 이에 의해 코팅 영역(3)의 적어도 일부에서 인쇄 포인트(8)는 원형 트랙(7) 상에 놓여 있으며, 그 회전축(11)은 코팅 헤드(5)의 인쇄 노즐의 축(5)과 일치하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 코팅 헤드의 순수한 회전이 발생한다(도 9의 코팅 경로(6b) 참조).

특별한 경우에, 코팅은 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP) 및 종료 코팅 포인트(EP)가 동일한 것을 추가의 특징으로 한다. 이 경우, 그 결과의 둥글지만 바람직하게는 기다란 또는 라인 형상의 코팅 포인트(8)는 반대 측면상의 이들 윤곽에 닿는 방식으로 시작 윤곽(AK) 및 종료 윤곽(EK)에 정렬될 수 있다.

예를 들어, 세그먼트 호 패턴, 육각형 패턴 또는 나선형 또는 타원형 경로의 코팅을 기반으로 하는 다양한 다른 코팅 전략이 생각될 수 있다. 이들 모두는 청구항 1의 특징에 의해 정의된 독창적인 기본 아이디어에 의해 가능하게 된다.

한 가지 어려움은 항상 코팅 결함이 보이지 않는 방식으로 두개의 코팅 경로(6a, 6b)를 함께 결합하는 것일 수 있다. 눈은 가능한 한 피해야 하는 라인의 희미한 표시에도 특히 민감하다. 인쇄 기술에서 알려진 기술인 "스티칭"도 본 발명에 따른 방법에 적용될 수 있다. 여기서, 2개의 인접한 경로(6a, 6b)는 중첩 영역(10)에서 서로 중첩되는 방식으로 배치된다. 그 다음, 보조 윤곽이 이 중첩 영역에 삽입되며, 이는 기다란 라인에 대응하지 않는다. 예를 들어 스티칭에서 이것은 지그재그 라인이다. 이 영역의 코팅 포인트는 2개의 코팅 경로(6a, 6b) 사이에서 분할된다. 이 경우는 도 10a에 도시되어 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 2개의 코팅 경로(6a, 6b)가 중첩되고, 이에 의해 중첩 영역(10)에서 보조 윤곽에 의해 정의된 영역이 제 1 코팅 경로(6a)와 제 2 코팅 경로(6b) 사이에서 분할되는 것을 특징으로 하는 코팅이 제안된다. 코팅 경로(6a)의 임의의 가장자리 윤곽은 다른 코팅 경로(6b)의 임의의 가장자리 윤곽과 중첩될 수 있다. 또한, 중첩 영역 내의 2개의 코팅 경로(6a, 6b)의 개별 트랙(7)은 합동일 필요가 없다.

도 10b는 중첩 영역(10)에서 개별 코팅 포인트(8) 또는 코팅 포인트 그룹이 코팅 경로(6a 또는 6b)에 자유롭게 할당될 수 있다는 예를 보여준다. 이를 위해, 코팅 경로(6a, 6b)가 코팅 경로(6a)의 적어도 하나의 트랙(7a)이 코팅 경로(6b)의 트랙(7b)과 일치하고 이들 트랙의 코팅 포인트(8)가 코팅 경로(6a, 6b) 사이에서 분할되는 방식으로 중첩된다면 유리하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 2개의 코팅 경로(6a, 6b)가 중첩 영역(10)에서 적어도 제 1 코팅 경로(6a)의 하나의 트랙 (7a) 및 제 2 코팅 경로 (6b)의 하나의 트랙(7b)이 실질적으로 일치하는 방식으로 횡으로 중첩되며, 이러한 트랙의 코팅 포인트(8)는 트랙(7a, 7b)이 함께 연속 코팅을 형성하는 방식으로 트랙(7a, 7b) 사이에 분할되는 것을 특징으로 하는 코팅이 제안된다. 중첩 영역(10)에서 적어도 하나의 코팅 포인트(8)는 인접한 코팅 포인트보다 적어도 20% 더 작을 수 있다.

본 발명에 따른 추가의 실시형태에서, 코팅제는 유약 처리된(glazed), 즉 적어도 부분적으로 투명하며, 예를 들어 유약 처리 페인트 또는 유약 처리 바니시이다. 특히 노란색, 자홍색, 검은색 또는 청록색의 기본 색상 중 하나의 바니시 또는 잉크일 수도 있다. 특히, 코팅 영역(3) 내에 임의의 그래픽 패턴을 포함할 수도 있다. 유약 처리 코팅제가 사용되는 경우, 코팅 아래에 존재하는 기판 또는 기타 코팅의 광학적 특성이 코팅을 통해 빛날 수 있다. 이러한 맥락에서, 코팅제는, 산란된 광 파장보다 상당히 큰 안료 또는 산란 입자를 포함하지만 그로부터 생성된 코팅이 적어도 부분적으로 투명할 정도로 작은 적재량(load)으로만 코팅제에 존재한다면 유약 처리된 것으로 간주되어야 한다.

본 발명에 따르면, 선행 청구항들 중 하나에 따른 코팅은 코팅 영역(3)이 추가 코팅제의 적어도 하나의 추가 코팅을 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이 시점에서, 본 발명에 따른 코팅은 환경적 영향으로부터 표면의 보호 또는 표면의 물리적 또는 화학적 특성(습윤성, 광택, 반사율, 전기 전도성 또는 절연성, 평활화 및 충전, 석재 충격 내성 및 기타 여러 가지)의 변형과 같은 기능적 목적을 모두 제공할 수 있지만, 또한 본질적으로 위에서 언급한 표면(2)의 광학 장식 또는 그래픽 디자인을 위한 것임에 유의해야 한다. 따라서, 본 발명의 교시는 또한, 아래에 설명된 인쇄 데이터 준비 및 인쇄 헤드의 제어를 위한 공정이 또한 구현된다면 잉크젯 인쇄 분야에도 적용될 수 있다. 이러한 방식으로, 오늘날 인쇄 방법의 효과적인 해상도가 지능형 모션(motion) 자동화 및 코팅 공정 기술만에 의해 증가될 수 있거나, 또는 원하는 해상도가 낮은 해상도만을 제공하는 보다 비용 효율적인 인쇄 헤드를 사용하여 달성될 수 있다.

이를 위해, 이미지의 모든 세부 사항에 본 발명의 방법을 적용할 필요는 없다. 패턴 인식 알고리즘을 사용하여 코너, 테두리 및 가장자리와 같은 선택된 고-콘트라스트 그래픽 요소를 추출하고 이를 본 발명의 교시를 적용하기 위해 본 발명에 따른 윤곽에 할당하는 것으로 충분하다.

본 발명에 따른 코팅의 생성은 다음에 제시된 장치 및 방법을 필요로 한다:

본 발명에 따른 코팅을 생성하는 본 발명의 방법을 설명하기 위해, 도 11의 명명법은 코팅 포인트(P_i,j,k)가 위치하는 코팅 경로(Bi)의 트랙(s_i,j)를 기반으로 하며, 이는 후속 코팅 포인트(P_{i,j,k + 1})까지 거리(d_i,j,k)를 갖는다. 트랙(s_i,j)은 시작 코팅 포인트(AP)로부터 종료 코팅 포인트(EP)까지 연장된다. 인덱스는 다음의 의미를 갖는다:

경로 인덱스: i = 1 ... m

경로 상의 트랙 인덱스: j = 1 .. b

코팅 포인트(8)의 인덱스: k = 1 ... n

트랙의 수(b)는 코팅 헤드(5)의 인쇄 노즐의 수에 대응하며, 여기서 여러 트랙 세그먼트는, 3개의 트랙 세그먼트로 구성된 도 10a의 경로(6a)의 트랙(7a)의 경우와 같이 트랙(7) 내에 존재할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 코팅 포인트(8)를 배치하는 방법은 이들 트랙 세그먼트 각각에 적용될 수 있다.

인덱스(k)는 상이한 트랙(7)상의 코팅 포인트(n)의 수가 일정하지 않고 가변적임을 보여준다. 예를 들어 원형 트랙의 경우, 트랙 반경이 가장 큰 트랙이 가장 많은 코팅 포인트를 갖는다. 코팅이 없는 영역을 정의하는 하나 이상의 윤곽을 교차하는 트랙은 더 적은 수(n)의 코팅 포인트(8)를 갖는다.

시간 제어의 기본 원리는 곡률에 대한 짧은 경로 세그먼트를 사용하여 도 12에 예시되어 있다. 이 세그먼트의 코팅은 시작 시간(t1)과 종료 시간(t2) 사이에 발생한다. 개별 인쇄 노즐은 코팅 헤드(5) 내에서 원으로 도시된다. 시간 간격 내에서 코팅 헤드(5)는 이동하고 회전한다. 발사 시간(12)은 각 트랙의 코팅 포인트가 다음 포인트까지 일정한 거리(d_i,j,k)를 갖는 방식으로 계산되었다. 이것은 위에서 유도된 값(d_p)에 대응한다. 원형 모션은 각 트랙상의 각 인쇄 노즐에 대해 발사 시간(12) 사이에 상이한 시간 간격(Δt)을 초래한다. 노즐 또는 트랙(s1 ~ s7)에 대한 발사 시간(12)의 시간 순서가 7개의 다이어그램에 도시되어 있다.

인덱싱을 예시하기 위해, 선택된 발사 시간에 대해 시간 간격(Δt_i,j,k)이 주어지며, 예를 들어 트랙(s1)의 Δt₁₁₁ 및 Δt₁₁₂ 또는 트랙(s7)의 Δt₁₇₁ 또는 Δt₁₇₁이 주어진다. 시간 간격(Δt_i,j,k)은 트랙 속도(v_i,j,k)로부터 초래하며, 이는 당업자에게 알려진 방식으로 사전에 주 방향(H)의 트랙 속도 및 코팅 헤드 회전으로부터 벡터적으로 도출된다. v_i,j,k는 코팅 포인트(k)가 도포될 때 트랙(j)의 코팅 경로(i)의 인쇄 노즐의 속도이다. 그 결과는 다음과 같다:

Δt_i,j,k = d_i,j,k/v_i,j,k

각 트랙(j)의 단일 코팅 포인트(8)의 전달을 위한 목표 시간(12)을 결정하기 위해, 값(Δt_i,j,k)이 이전 도트의 발사 시간에 추가된다. 절차를 구현하려면 코팅 헤드의 모든 이동과 회전에 대해 정확한 시간과 순서 계획을 준수해야 하며, 이는 코팅 로봇에 의해 보장되어야 한다. 공정은 실시간으로 실행되므로 일반적으로 값 v_i,j,k(t) 또는 Δt_i,j,k(t)는 컴퓨팅 유닛에서 전역 실행 변수 "시간"(t)의 함수로 추적된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 코팅 포인트(8)에 대한 전달 포인트의 이동 및 동기화는 예를 들어 센서 측정, 즉 이동 처리의 실제 데이터로부터의 실제 이동 운동학(시간, 위치, 속도)의 실시간 추적을 포함할 수 있거나, 또는 기본적으로 시간 변수이거나 커버된 거리를 나타낼 수 있는 트랙-특이적 가동 변수(ξ)(도 11 참조)를 기반으로 한다.

전체적으로, 본 발명에 따른 코팅 방법을 구현 가능하도록 하기 위해서는 다양한 시스템 구성 요소가 필요하다. 도 13에서 가장 중요한 구성 요소는 단순화된 형태로만 도시되어 있다. 데이터 처리 시스템(16)에서, 프로그래머는 본 발명의 교시에 따라 오프라인으로 코팅 경로 계획을 수행한다. 이 공정은 프리프레스(pre-press)라고도 한다. 이를 위해, 물체(1)의 표면(2) 및 코팅 영역(3)의 데이터가 처리된다. 표면(2)의 데이터는 물체(1)의 설계 문서로부터 디지털 형식으로 이미 존재할 수 있다. 대안적으로, 광학 3D 측정(15)을 사용하는 표면 측정에 의해 얻어질 수도 있다. 프리프레스 단계의 결과, 적어도 하나의 인쇄 데이터 세트는 경로 관련 인쇄 데이터를 포함하는 실시간 헤드 제어부(18)로 전송되며, 그 포맷은 아래의 본 발명의 맥락에서 제안된다. 코팅 로봇(17)을 위한 모션 데이터 및 제어 데이터는 실시간 데이터 처리 시스템(17)으로 전송되고 추가 구성 및 제어 데이터는 실시간 헤드 제어부(18)로 전송된다.

실시간 공정은 코팅 로봇(14)의 모션 제어, 실시간 헤드 제어부(18)를 통한 코팅 헤드에서의 인쇄 노즐의 제어, 및 코팅제 공급의 모든 기능, -압력 조절, -온도 제어, 코팅제 변경 및 헹굼 단계, 코팅 헤드 유지 관리 및 청소, 코팅 공정의 실시간 모니터링, 표면의 준비 및 코팅의 건조를 포함한다.

본 발명에 따르면, 비동기 인쇄 공정이라고 불리어 질 수 있는 데이터 포맷이 제안된다. 잉크젯 프린팅 기술에서는 코팅 헤드(5)에서의 연속된 모든 노즐이 동시에 발사되기 때문에, 순전히 픽셀 기반 데이터 세트가 충분하다. 일반적으로, 개별 픽셀의 색상 값만이 다음 발사 시간에 병렬로 충분히 신속하게 처리될 수 있는 방식으로 노즐로 전송된다.

본 발명에 따른 방법은 각 코팅 포인트(8)에 대한 정보의 적어도 하나의 데이터 쌍을 필요로 한다: 제 1 값은 경로(i)상의 트랙(j)상의 코팅 포인트(k)의 발사 시간에 관한 시간 정보(θ_i,j,k)이다. 이 값은 각 코팅 포인트에 따라 지속적으로 증가하는 절대 값(T_i,j,k), 또는 전술한 시간 간격(Δt_i,j,k)과 같은 증분 값일 수 있다. 제 2 값은 통상적인 데이터 포맷에서와 같이 드롭 부피(V_i,j,k)를 정의하는 값이다. 따라서 데이터 쌍(θ_i,j,k, V_i,j,k)을 갖는 각 코팅 포인트(8)가 고유하게 결정된다.

가능한 한 효율적이고 쉽게 직렬로 검색할 수 있는 데이터 포맷으로 데이터 쌍을 저장할 수 있는 많은 가능성이 있다.

한 가지 가능성은 예를 들어 이러한 계층적 방식으로 모든 코팅 포인트에 대한 모든 경로의 모든 트랙을 저장하는 것이다. 또는, 예를 들어 데이터 삼중항(n, θ_i,j,k, V_i,j,k)에 의해 연속된 동일한 데이터 쌍의 수(n)를 항상 저장할 수 있다. 이것은 예를 들어 이미 많은 경우를 커버하는 직선 또는 일정하게 굴곡된 코팅 경로(6)를 갖는 경우이다.

일반적으로, 코팅 경로는 데이터 블록 형태의 가장 효율적인 데이터 표현이 달성되는 방식으로 여러 세그먼트로 분할될 수 있다. 도 14에서는, 경로 세그먼트 유형 형태의 단순 분류를 포함하는 포맷이 제안되어 자원 절약 실시간 처리를 가능하게 한다. 도 15의 다음 설명에서 경로 세그먼트로의 분할로 인해, 경로 인덱스(i) 대신에 세그먼트 인덱스(i)를 사용하는 경로 세그먼트 관련 데이터 쌍: (θ_ξ,j,k, V_ξ,j,k)이 가정된다는 점에 유의해야 한다. 경로의 다른 세그먼트는 데이터 기술 측면에서 다른 경로처럼 처리된다. 프로젝트 데이터(물체, 표면, 템플릿 코팅 영역, 고객, 코팅제, 희석제, 인쇄 파라미터 ...) 또는 인쇄 작업에 대한 자세한 정보(경로, 세그먼트, 트랙, 코팅 포인트의 수, 보정 값, 그래픽 유형, 데이터 포맷, 코딩)을 포함할 수 있는 헤드 후에, 파일은 예를 들어 경로 세그먼트(ξ)를 포함하는 코팅 경로에 따라 구조화된다.

경로 세그먼트(ξ)의 데이터 블록은 유형 사양(유형 1: 직사각형 패턴, 유형 2: 원형 호, 유형 3: 임의의 패턴), 이어서 각 트랙의 도트 수(n), 이어서 각 경우에 데이터 쌍(θ_ξ,j,k, V_ξ,j,k)을 포함한다.

예를 들어 직사각형 패턴의 가장 간단한 경우에는, 모든 트랙이 동일하기 때문에 트랙(7)에 대한 코팅 포인트의 수, 또한 임의의 다른 내부 패턴이 없는 코팅 영역인 경우 단일 데이터 쌍(θ_ξ,j,k, V_ξ,j,k)을 특정하는 것으로 충분하다(→유형 1). 원호의 경우, 각 트랙(sj)에 대해 데이터 쌍(θ_ξ,j,k, V_ξ,j,k)이 특정되어야, 상이한 트랙 속도에도 불구하고, 이것이 계획된다면 개별적인 일정한 도트 피치(d_p)가 각 트랙에 주어진다(→유형 2). 경로 세그먼트 유형 3은 각 코팅 포인트(8)에 개별 드롭 부피와 개별 발사 시간이 할당되는 일반적인 경우를 위해 예약된다.

여기에서는 단지 개별 세그먼트 유형만이 산정되어 예로서 주어지고 다양한 가능성이 철저히 다루어질 수 없다는 것에 유의해야 한다. 이들 모두는 모든 코팅 경로(6)의 모든 트랙(7)의 코팅 포인트(8)의 독창적인 생성에 기반한다.

다음은 실시간 코팅 헤드 제어 공정에 대한 설명이다: 데이터 쌍의 낮은 지연 처리를 달성하기 위하여, 먼저 작업 메모리, 버퍼 또는 데이터 버퍼에 임시로 저장되어야 하며, 여기서 신속하게 검색될 수 있다. 종래의 코팅 헤드 제어와 대조적으로, 본 발명에 따른 코팅 헤드 제어는 각 인쇄 노즐에 대해 별도의 시간 제어를 가지며, 이는 개별 발사 시간을 지연 없는 발사 명령으로 변환할 수 있다. 코팅 포인트(8)의 각 전달 전에 개별 발사 시간이 정의될 수 있다. 시간 제어의 원리는 개별 인쇄 노즐에서 설명된다: 제 1 단계에서 시간 정보 및 드롭 크기 표시(θ_ξ,j,k, V_ξ,j,k)의 데이터 쌍이 로딩된다. 시간 정보는 이미 여기에서 발사 시간(T_next)으로서 단순화된 형태로 이용할 수 있다. 루프(loop)에서 마이크로 프로세서의 시스템 시간은 마이크로 초 정확도("폴링(polling)")로 목표 발사 시간(T_next)과 지속적으로 비교되며 이 시간을 초과한 후에 즉시 드롭 방출(release)이 촉발된다. 그 다음, 트랙상의 다음 코팅 포인트에 대한 데이터 쌍이 로딩되고 공정이 반복된다.

코팅 헤드가 더 많은 수의 인쇄 노즐을 갖는 경우, 모든 인쇄 노즐에 대한 하위 루프에서 시간 쿼리(query)가 순차적으로 수행되고 노즐(j)을 발사한 후 이 노즐에 대한 대응 데이터 쌍이 다시 로딩된다(여기소 도 14의 흐름도 참조). 인쇄 노즐의 수에 따라 이미 강력한 마이크로 제어기가 필요할 수 있다. 특히, 새 인쇄 데이터의 발사 및 재로딩은 항상 더 많은 수의 클록 사이클을 요구하며, 이는 두 인쇄 노즐의 발사 시간이 서로 매우 가깝다면 인쇄 이미지의 손상으로 이어질 수 있다. 따라서, 병렬 컴퓨터, 예를 들어 FPGA는 일반적으로 이 목적에 더 적합하다. 또한 주어진 프로그래밍된 이벤트에 대한 실시간 촉발 신호는 항상 실시간 공정 제어기에서 실시간 코팅 헤드 제어부로 전송되어, 예를 들어 인쇄 드롭 생성 공정을 시작, 일시 중지 또는 중지하거나 코팅제 세척 또는 변경 또는 파라미터 세트 변경을 위해 사전 프로그래밍된 공정 사이클을 개시한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 코팅제의 코팅 포인트(8)의 하나 이상의 트랙(7)으로 구성된 하나 이상의 코팅 경로(6)를 따라 도입되고 또한 거리(DD)에서 표면(2) 위로 안내되는 코팅 헤드(5)의 도움으로 코팅 영역(3)의 형태로 물체(1)의 2차원 또는 3차원 표면(2) 상에 코팅을 생성하는 방법으로서, 적어도 하나의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)가 시작 윤곽(AK)과 정렬되어 도포되고 트랙(7)의 종료 코팅 포인트(EP)가 종료 윤곽(EK)과 정렬되어 도포되는 것을 특징으로 한다. 트랙(7)상의 추가 코팅 포인트(8)는 적어도 하나의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이에 적합한 방식으로 도포될 수 있으며, 이는 청구항 1 내지 19에 따른 코팅이 생성되는 방식으로 수행될 수 있다.

코팅 데이터 생성에서 코팅 도포에 이르는 기술 공정은 대략 다음 단계로 설명될 수 있다:

(a) 물체의 표면(2)을 설명하는 제 1 데이터 세트 및 코팅 영역(3)을 설명하는 제 2 데이터 세트에 기초하여 데이터 처리 시스템에서 인쇄 데이터 생성을 구현하는 단계로서, 다음의 하위 단계를 갖는 단계(도 16 참조):

- 2개의 데이터 세트의 로딩 및 기하학적 관계의 설정. 이들은 표면(2)의 기하학적 데이터와 관련하여 코팅 영역의 기하학적 위치를 설명한다.

- 코팅 헤드에서의 인쇄 노즐의 수와 거리 및 코팅 헤드(5)와 표면(2) 사이에 유지될 거리(DD)를 고려하여 코팅 영역(3)이 코팅 경로에 의해 적어도 완전히 덮이는 방식으로 코팅 경로(Bi) 및 그 트랙(sj)의 생성. 추가 사용을 위해, 의도된 코팅 헤드 속도(vj(ξ)) 및 곡률(φj(ξ))가 모든 트랙(sj)에 대해 계산된다.

- 트랙(7)을 가로지르는 윤곽(4)상의 모든 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(APi) 및 종료 코팅 포인트(Epi)를 결정.

- 필요한 경우, 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이의 트랙(7)에서 추가 코팅 포인트(8)를 채우고, 트랙(7)에서 인접한 코팅 포인트(8) 사이의 도트 피치를 결정함. 대부분의 경우에서와 같이 트랙(7)상의 코팅 포인트가 등거리로 분포된다면, 후속 단계에서 먼저 모든 인쇄 경로(i)의 트랙 세그먼트(sj)의 경로 길이(Lj)가 결정된 다음, 인접한 코팅 포인트(8)의 도트 피치(dj)가 모든 트랙(j) 인쇄 경로(i)에 대해 계산되고; 도트 피치는 액적 전달을 위한 인쇄 노즐의 발사를 위한 제어 시간으로 변환되며; 위에서 계산된 모든 트랙(sj)의 속도(vj(ξ))와 곡률(φj(ξ))이 이를 위해 사용된다.

- 필요한 경우, 목표 코팅 두께가 달성되도록 코팅 포인트(8)의 드롭 크기의 보정이 이루어진다.

- 코팅 포인트-특이적 데이터 요소들을 포함하고, 각각이 하나 이상의 코팅 포인트(8)에 대해 적어도 하나의 시간 또는 위치 관련 정보 및 하나의 부피 관련 정보를 포함하는 인쇄 데이터 세트를 생성.

- 거리(DD)를 고려한 코팅 로봇의 제어를 위한 모션 데이터의 생성.

(b) 인쇄 데이터 세트를 실시간 코팅 헤드 제어부로 전송하는 단계.

(c) 모션 데이터를 코팅 로봇의 제어부로 전송하는 단계.

(d) 마지막으로, 건조 공정을 포함한 인쇄 데이터 및 모션 데이터를 기반으로 코팅 공정을 수행하는 단계.

코팅 공정은, 하나 이상의 트랙(7) 및 하나 이상의 코팅 경로(6)를 따라 배열되는 코팅제의 코팅 포인트(8)로 구성된 코팅 영역(3)의 형태로 물체(1)의 2차원 또는 3차원 표면(2)에 코팅을 생성하기 위한 장치로 수행되며, 이 장치는,

코팅 포인트-특이적 데이터 요소들을 포함하고, 이들 각각이 하나 이상의 코팅 포인트(8)에 관한 적어도 하나의 시간 또는 위치 관련 정보 및 하나의 부피 관련 정보를 포함하는 인쇄 데이터 레코드를 생성하고, 코팅 공정의 경로 및 제어 데이터를 생성하기 위한 데이터 처리 시스템(16),

실시간 공정 제어부(17),

물체(1)의 표면(2) 위의 거리(DD)에서 코팅 헤드를 이동시키는 코팅 로봇(14),

코팅 헤드의 적어도 2개의 인쇄 노즐을 비동기식으로 제어하여 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP) 및 종료 코팅 포인트(EP)가 트랙(7)을 가로지르는 윤곽(4)에 적합하게 되도록 구성된 실시간 코팅 헤드 제어기,

코팅제를 접촉 없이 표면에 개별적인 양으로 도포하기에 적합한 적어도 하나의 열의 인쇄 노즐을 갖는 코팅 헤드(5)

를 특징으로 한다.

6a 및 6b와 같은 코팅 영역(3) 내의 2개의 코팅 경로(6) 사이의 연결에 대한 광학적 지각을 감소시키기 위한 도 10a 및 도 10b에 설명된 대책에 추가하여, 본 발명에 따른 다른 전략이 적합하며, 이는 아래에서 설명된다:

이러한 추가 전략의 기본 아이디어는, 코팅 영역(3)의 코팅 포인트(8)가 제 1 공정 단계 A(도 17: 예시적인 도트 패턴)에서 n개의 가상 코팅 층[다음에서 간략하게 층(L)이라고 지칭됨]로 분포된다는 것이다. 코팅 포인트(8)의 상이한 층(Li, i = 1..n)으로의 분배는 데이터 처리 시스템 또는 프린터 드라이버에서 수행된다. 따라서, 각 층(Li)은 층(Li)의 도트 패턴(PMi)이라고 하는 코팅 영역(3)의 모든 코팅 포인트(8)의 서브 세트를 포함한다. 모든 층(Li)의 도트 패턴(PMi)은 모든 층(L)을 완전한 코팅으로 처리한 후에 서로 보완한다.

도 17에 예시된 바와 같이, 도트 패턴(PM)은 도트, 도트 그룹 또는 라인(도 18)으로 구성되며, 바람직하게는 이후 개별 구조(20)로 지칭되는 코팅 영역(3) 위에 일정한 간격으로 배열되며, 그 사이에 간격(21)이 위치되며, 이는 나머지 층(L)의 개별 구조(20)에 의해 채워진다.

본질적인 특징은, 개별 층(Li)의 도트 패턴(PMi)이 다른 층(Lj)의 도트 패턴(PMj)의 간격을 차지하도록 되고, 상이한 층의 코팅 포인트(8)가 국부적으로 일치하지 않으며, 즉 동일한 위치를 갖지 않는다는 것이다. 따라서, 상이한 층(L)의 도트 패턴(PM)은 상보적이다. 완전한 코팅은 모든 층(Li)의 처리를 필요로 한다.

상이한 층(Li)은 제 2 공정 단계 B(도 18: 예시적 라인 패턴)에서 표면(2)에 도포되며, 도포 단계는 하나 이상이지만 일반적으로 코팅 헤드(5)를 사용하는 처리 전략에 따라 다수의 n 코팅 단계(BS1 내지 BSn)를 갖는다. 코팅 단계(BS)는 단일 층(L)의 모든 개별 구조(20)를 배타적으로 포함한다. 예를 들어, 코팅 단계(BS)는 코팅 헤드(5)가 물체 위로 안내되는 경우 층(L)으로부터 단일 코팅 경로(6)의 모든 개별 구조(20)를 포함한다.

동일한 층(L)과 관련된 코팅 포인트(8)는 동일하거나 상이한 라인 폭의 라인에 대응하여 표면(2)상에서 동일하거나 상이한 도트 크기를 가질 수 있다. 유사하게, 상이한 층(Li)과 관련된 코팅 포인트(8)는 동일하거나 상이한 라인 폭의 라인에 대응하여 표면(2)상에서 동일하거나 상이한 도트 크기를 가질 수 있다. 도트 크기 및 라인 폭은 드롭-온-디맨드 드롭 크기, 역학 및 표면 상태에서 비롯된다.

목적은, 처리 순서에서 표면(2) 상의 일 포인트에 적용된 제 1 코팅 단계(BS1)의 드롭 크기 또는 라인 폭이 BS1과 관련된 층(Li)의 개별 구조(20)(도트 또는 라인)가 표면에 분리된 개별 구조(20), 즉 서로 접촉하지 않거나 약간만 접촉하고 서로 뻗지 않거나 약간만 뻗는 분리된 도트 및/또는 라인으로 이미지화되도록 충분히 작게 선택되어야 한다는 것이다. 예를 들어 드롭-온-디맨드 기술, 도포 공정 또는 기판 속성(예를 들어, 표면 질감 또는 습윤성의 국부적 차이)의 허용 오차로 인해, 언급된 인쇄 도트 또는 라인 사이에 분리되거나 증가된 접촉이 발생할 수 있다는 것이 보장되어야 한다.

또한 처리 순서에서 표면(2)상의 포인트에 도포된 마지막 코팅 단계(BSn)의 드롭 크기 또는 라인 폭이 이전 코팅 단계(BSi)에서 이 포인트에 도포된 드롭 크기 또는 라인 폭보다 더 크고, 코팅에서의 임의의 간격이 코팅 재료로 완전히 채워지도록 충분히 크게 선택된다면 유리할 수 있다.

바람직한 처리 전략은 아래에서 설명된다. 코팅 단계(BS) 동안 처리된 개별 구조(20)가 단 하나의 개별 층(L)에서 기원하는 것이 필수적이다.

바람직하게는, 코팅 헤드(5)는 인접한 코팅 경로(6)의 제한된 폭으로 인해 (3차원) 물체(1)의 표면(2) 위로 안내된다. 바람직하게는, 각각의 코팅 경로(6)에 의해 덮여 있는 층(L)의 모든 개별 구조(20)가 도포된다. 코팅 단계(BS)에서 표면(2)에 도포된 개별 구조(20)는 단일 층(L)에서 기원한다.

제 1 처리 전략에 따르면, 층(Li)의 모든 개별 구조(20)는 먼저 하나 이상의 코팅 단계(BS)에 의해 도포되고, 이어서 나머지 층의 그것이 뒤따른다. 이것은, 예를 들어 2개의 층(L)(n = 2)의 경우, 양 층(L₁, L₂)의 개별 구조(20)가 예를 들어 다수의 코팅 경로(6)에 의해 표면(2)에 차례로 완전히 도포된다는 것을 의미한다.

드롭-온-디맨드 공정에서 표면의 코팅은 코팅제의 상호 인터레이싱(interlacing, 흐름)에 의해 응집성(coherent) 층을 형성하기 위해 인접한 코팅 포인트가 여전히 젖은 상태에서 서로 접촉해야 한다는 사실에 기반하기 때문에, 막 설명한 처리 전략은 제 1 단계에서 도포된 제 1 층(L1)의 개별 구조(20)가 여전히 충분히 적은 것이 보장되는 경우에 단지 적용될 수 있다. 일반적으로 이는 코팅 영역(3)이 이를 위해 충분히 작아야 함을 의미한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 구배는 제 1 층(L₁)과 제 2 층(L₂)의 분리된 개별 구조(20) 사이에서 항상 발생하며, 제 1 층(L₁)의 개별 구조(20)와 이에 인접한 제 2 층(L₁)의 개별 구조(20)의 도포 사이에서 경과하는 시간(t_{L2 -L1})이 표면(2)상의 코팅제의 개방 시간(t₀)[그 위에서는 충분한 구배가 더 이상 발생할 수 없다]보다 짧아야 한다는 코팅 영역(3)의 각 포인트에서의 요건이 있다. 따라서 코팅 영역(3)의 각 포인트에 대해 다음이 적용되는 방식으로 처리 전략을 결정하려고 하는 것이 바람직하다:

t_{L2 -L1} < t₀가 충족되며,

여기서 t₀는 몇 초 또는 몇 분 정도이다. 이 요건은 추가의 처리 전략으로 이어진다:

기본적으로, 코팅 영역(3)은 적어도 2개의 코팅 단계(BS)에서 드롭-온-디맨드 코팅 헤드(5)에 의해 코팅되며, 이는 보완적인 도트 패턴(PM)을 포함하며, 바람직하게는 코팅 영역(3) 위에 고르게 분포되어 있으며, 각각은 서로 분리된 도트 또는 라인을 포함한다.

개별 코팅 단계(BS)에서 코팅 포인트(8)의 적용은 바람직하게는 평행한 코팅 경로(6)에서 연속적으로 수행되거나, 예를 들어 다축 코팅 로봇(14)에 의해 안내되는 상기 및 도 3 내지 10에서 설명된 코팅 전략의 도움으로 수행된다.

추가의 처리 전략은 큰 코팅 영역(3)에 더 적합하고 연속적인 코팅 단계(BS)에서 개별 구조(20)가 상이한 층으로부터 교대로 표면(2)에 도포되고, 이에 의해 이러한 개별 구조(20)는 그들이 유래하는 대응 층(L)의 도트 패턴(PM)의 서브 세트를 나타낸다는 사실을 특징으로 한다.

원리는 도 18에 예시되어 있다. 이 예에서, 코팅 영역(3)의 코팅 포인트(8)는 2개의 층(L₁, L₂) 상에 분포되며; 개별 구조(20)는 라인이다. 이 선택은 4개의 코팅 단계(BS₁, BS₂, BS₃, BS₄)에 의한 연속 처리와 관련하여 이루어지며, 이는 예를 들어 코팅 헤드(5)를 사용하는 코팅 경로(6)에 대응하며, 라인은 인쇄 노즐의 인쇄 트랙(7)에 대응한다. 이들은 n = 2 층이고; 코팅 단계에 도포된 개별 구조(라인)는 층(L₁) 및 층(L₂)으로부터 교대로 된다.

본 발명에 따르면, 이 방법에서, 제 1 코팅 단계(BS₁)에서 코팅 영역(3)의 적어도 제 1 섹션(A₁)은 아직 폐쇄된 층을 형성하지 않는 제 1 층(L₁)의 개별 구조(20)로 코팅된다. 제 2 코팅 단계(BS₂)에서, 제 2 층(L₂)의 개별 구조(20)는 제 1 섹션(A₁) 및 추가로 제 2 섹션(A₂)을 코팅하기 위해 사용되며, 이에 의해 섹션(A₁)에서 폐쇄 코팅은 이제 L₁ 및 L₂의 개별 구조(20)에서 초래되며, 섹션(A₂)에서는 층(L₂)의 개별 구조(20)의 폐쇄되지 않은 층이다. 제 3 코팅 단계(BS₃)에서, 제 1 층(L₁)의 개별 구조(20)는 다시 제 2 섹션(A₂) 및 추가로 제 3 섹션(A₂)을 코팅하기 위해 사용되며, 이에 의해 폐쇄된 코팅이 이제 L₂ 및 L₁의 개별 구조(20)로부터 섹션(A₂)에서 생성되고, 층(L₁)의 개별 구조(20)의 폐쇄되지 않은 층은 섹션(A₃)에서 생성된다. L₁ 및 L₂의 개별 구조(20)를 갖는 이러한 교번 코팅은 이제 유사하게 무한히 계속될 수 있고, 따라서 이 방법을 사용하여 큰 코팅 영역이 코팅될 수 있다. 단지 4개의 코팅 단계(BS)가 도 18에 도시되어 있다. 마지막(네 번째) 코팅 단계(BSn(BS₄))에서, 최종 결과 층(L₁ 또는 L₂)(여기서는 L₂)의 개별 구조(20)는 두 번째(여기서는 세 번째) 섹션 A_{n- 2}(여기서는 A₃)을 코팅하는데 사용되어, 이제 L₁ 및 L₂의 개별 구조(20)로부터 마지막 섹션(A_n-2)에서 또한 폐쇄 코팅이 존재한다.

따라서, 여러 코팅 단계(BS)로 구성된 순차적 코팅 방법 내에서, 적어도 하나의 코팅 단계(BS)가 수행되며, 이에 의해 공간(21)에 의해 차단된 도트 또는 라인과 같은 규칙적으로 배열된 개별 구조(20)가 2개의 섹션(A_i, A_{i + 1})에서 물체 표면에 도포되는데, 여기에서, 제 1 섹션(A_i)에서 이전에 적용된 불완전한 층이 규칙적으로 배열된 개별 구조(20)에 의해 완성되어 폐쇄 코팅을 형성하고, 제 2 섹션(A_{i +1})에서 개별 구조(20)의 불완전 층이 도포되며, 이는 보완적으로 배열된 인터스페이스(interspace, 21)를 갖는다.

도 19는 제 1 공정 단계(A)에서 코팅 영역(3)의 코팅 포인트(8)의 3 개 층(L₁, L₂, L₃)에의 분포를 예시적으로 설명한다. 도면의 상단에 도시된 바와 같이, 여기서 코팅 포인트(8)의 포인트 배열은 육각형 배열이다. 이는 포인트를 육각형으로 표시함으로써 명확해진다. 층 1 내지 3 상의 코팅 포인트(8)의 분포는 해칭에 의해 예시된다. 따라서, 전체 층(위 그림)은 아래에 표시된 층(L₁, L₂, L₃)으로 구성된다.

제 2 공정 단계(B)에서 층의 도포는 2개의 층을 갖는 경우에 대해 전술한 것처럼 유사하게 실행된다. 도 20에서, 코팅 경로(6) 및 관련 트랙(7)에 대한 2개의 가능한 배향, 특히 주 방향이 예시로서 순수하게 개략적으로 도시되어 있다.

행과 열로 코팅 포인트(8)의 직교 배열에서는 단지 2개의 주 방향과 2개의 대각선이 코팅 헤드(5) 또는 코팅 트랙(6)의 이동 방향으로서 가능하지만, 육각형 배열에서는 3개의 주 방향과 3개의 대각선이 있고, 이에 의해 대각선은 항상 2개의 주 방향에 대한 각도의 이등분선이다.

코팅 경로(6)를 갖는 층(L_i)의 개별 구조(20)를 도포할 때, 코팅 경로(6)는 기본적으로 코팅 헤드의 노즐 거리에 따라 임의의 주 방향 또는 대각선을 따라 정렬될 수 있다. 예를 들어, 육각형 도트 배열의 경우, 코팅 단계(BS) 또는 모든 층(L₁)의 코팅 경로(6)는 동일한 주 방향 또는 대각선을 따라 정렬될 수 있으며, 이는 코팅 영역(3)이 기본적으로 길고 평행한 코팅 경로(6)가 있는 일측에서 시작하여 다른 측을 향해 코팅될 수 있다는 이점을 가지며, 이는 코팅 영역(3)이 기본적으로 길고 평행한 코팅 트랙(6)이 있는 일 측으로부터 다른 측으로 코팅될 수 있다는 이점을 갖는다. 층(L₁ 내지 L₃)에서 순환하는 개별 구조(20)를 사용하는 코팅 단계(BS)로 작업하는 것이 가능하다:

도 19는 육각형 포인트 패턴의 특수한 특징(상세 D)을 보여준다. 가장자리 윤곽(4)의 각도 위치에 따라, 2개 층의 코팅 포인트가 번갈아 돌출되거나 함몰될 수 있다. 그럼에도 불구하고 직선 가장자리를 얻기 위해, 본 발명에 따라 최종 도포된 코팅 단계(BSn)에서 이들 코팅 포인트 사이에 감소된 크기의 코팅 포인트(8)를 배치하는 것이 제안된다(가장자리 윤곽(4)에서 돌출되는 도 19의 확대 참조).

본 발명의 방법 및 코팅 포인트(8)의 제안된 배열은 기본적으로 여기에 제공된 예에 제한되지 않으며, 함께 연결될 수 있는 일반적인 대책을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 도 3 내지 10에 따른 도트 배열은 상이한 층(L)에 분포될 수 있고, 층(Li, i = 1 ... n)의 개별 구조는 코팅 단계(BSj, j = 1...k), 특히 코팅 경로(6)에 의해 코팅될 각 표면(2)에 연속적으로 또는 섹션별로 도포될 수 있다. 적용될 각 코팅 포인트(8)의 도트 크기는 다양할 수 있다.

전술한 바와 같이, 코팅 영역(3)에서의 응집성 코팅은 본질적으로 제 2 층(L₂)의 개별 구조(20)의 코팅 포인트(8)와 함께 이어지고 층을 형성하는 제 1 층(L1)의 개별 구조(20)의 코팅 포인트(8)로 구성된다. 개별 구조(20)가 전체 코팅 영역(3)에 걸쳐 실질적으로 배열되거나 규칙적으로 분포되기 때문에, 코팅 포인트(8)가 코팅 영역(3)을 가로지르는 방식은 항상 동일하고 코팅 경로와 독립적이다.

대조적으로, 코팅제는 항상 종래 기술에 따라 평행 경로(6)에서 전체 표면에 도포된다. 이로 인해 각 경로(6)의 중간에서의 영역[여기에서는 인접한 코팅 포인트(8)가 거의 동시에 도포되고 최적으로 뻗어갈 수 있다]과 코팅 경로(6)의 가장자리(9)[여기에서는 초 내지 분의 더 큰 시간 오프셋으로 도포되는 인접 경로가 서로 연결되고 시간 오프셋으로 인해 두개의 인접한 코팅 경로(6)의 인접 트랙(7) 사이의 더 나쁜 코스가 발생한다] 사이의 코스에 가시적인 차이가 초래된다.

1: 물체
2: 표면
3: 코팅 영역
4: 일반 가장자리 윤곽
5: 코팅 헤드
6; 코팅 시트
6a: 제 1 코팅 경로
6b: 제 2 코팅 시트
7: 인쇄 노즐의 트랙
8: 코팅 포인트
9: 코팅 경로의 가장자리
10: 중첩 영역
11: 회전 축
12: 발사 시간
14: 코팅 로봇
15: 3D 측정 유닛
16: DP 시스템
17: 실시간 공정 제어부
18: 실시간 헤드 제어부
20: 개별 구조
21: 공간, 간격
HR: (H1, H2, H4, H4) 주 방향 1 코팅 경로
AK: 시작 윤곽
EK: 종료 윤곽
SKA: 코팅 경로의 측면 가장자리
AP: 시작 코팅 포인트
EP: 종료 코팅 포인트
BS: 코팅 단계
L: 층
A: 섹션
PM: 층의 도트 패턴

Claims (23)

1. 물체(1)의 2차원 또는 3차원 표면(2)에 코팅제로부터 코팅 영역(3)에서 다중 채널 인쇄 헤드(5)에 의해 생성되고, 하나 이상의 코팅 경로(6)의 트랙(7)을 따라 코팅 포인트(8)로부터 구축되는 코팅에 있어서,
   적어도 하나의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)가 시작 윤곽(AK)과 정렬되고, 트랙(7)의 종료 코팅 포인트(EP)가 종료 윤곽(EK)과 정렬되는 것을 특징으로 하는 코팅.
2. 제 1 항에 있어서,
   시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이에 추가의 코팅 포인트(8)가 트랙(7) 상에 맞추어지는 것을 특징으로 하는 코팅.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이에, 추가의 코팅 포인트(8)가 적어도 섹션에 등거리로 맞추어지는 것을 특징으로 하는 코팅.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 코팅 포인트(8)의 선택은 인접한 포인트에 대한 양 또는 음의 트랙 방향으로 트랙을 따라 개별 확률 오프셋(Δd)을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 코팅.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   코팅 포인트(8)의 드롭 부피는 코팅제의 코팅 두께가 평균적으로 일정한 방식으로 조정되는 것을 특징으로 하는 코팅.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   코팅 경로(6)가 적어도 표면(2)에 대해 대략 수직인 섹션에서 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   코팅 경로(6)는 적어도 하나의 섹션에서 그 폭이 감소되고, 드롭 부피 및/또는 서로로부터의 코팅 포인트(8)의 거리가 이 영역에 적합화되는 것을 특징으로 하는 코팅.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   코팅 경로(6)는 코팅 패턴(3)의 직선 또는 곡선 가장자리(4)에 대해 주로 접선 방향으로 안쪽으로 1 회 이상 오프셋되고, 코팅 경로(6)는 간격 없이 횡으로 서로 인접하는 것을 특징으로 하는 코팅.
9. 제 8 항에 있어서,
   코팅 패턴(3)의 적어도 일부가 주로 평행, 직선 또는 곡선의 코팅 경로 조각(6)을 갖는 코팅 경로(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 패턴(3)의 개별 영역 요소는 인쇄 헤드(5)의 단일 인쇄 노즐에 의해 생성된 자유 도트 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅.
11. 제 10 항에 있어서,
    자유 도트 패턴은 코팅 패턴(3)의 코팅 포인트(8)의 평균 크기와 크기가 실질적으로 상이한 코팅 포인트(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP) 및 종료 코팅 포인트(EP)가 동일한 것을 특징으로 하는 코팅.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    물체(1)의 표면(2)에 위치하고 적어도 축(11) 주위의 섹션에서 회전 대칭으로 형상화된 코팅 패턴(3)의 영역에서, 코팅 경로(6)는 주 방향(HR)이 적어도 회전 방향의 영역에서 표면(2)에 접선 방향으로 뻗어가는 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 코팅.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 패턴(3)의 적어도 섹션에서, 인쇄 도트(8)는 회전축(22)이 인쇄 헤드(5)의 인쇄 노즐의 축과 일치하는 원형 트랙(7)에 놓이는 것을 특징으로 하는 코팅.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 코팅 경로(6a, 6b)가 중첩되고, 중첩 영역(10)에서 보조 윤곽에 의해 정의된 표면 부분이 제 1 코팅 경로(6a)와 제 2 코팅 경로(6b) 사이에서 분할되는 것을 특징으로 하는 코팅.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 코팅 경로(6a, 6b)는 중첩 영역(10)에서 적어도 제 1 코팅 경로(6a)의 하나의 트랙(7a) 및 제 2 코팅 경로(6b)의 하나의 트랙(7b)이 실질적으로 일치하는 방식으로 횡으로 중첩되며, 코팅 포인트(8)는 트랙(7a, 7b)이 함께 연속 코팅을 형성하는 방식으로 트랙(7a, 7b) 중에서 분할되는 것을 특징으로 하는 코팅.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중첩 영역(10)에서 적어도 하나의 인쇄 포인트(8)가 인접한 인쇄 포인트보다 적어도 20% 더 작은 것을 특징으로 하는 코팅.
18. 제 17 항에 있어서,
    코팅제는 유약 처리되고, 코팅 패턴(3)은 그래픽 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 패턴(3)이 추가 코팅제의 적어도 하나의 추가 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅.
20. 코팅제의 코팅 포인트(8)의 하나 이상의 트랙(7)으로 구성된 하나 이상의 코팅 경로(6)를 따라 위치되고 거리(DD)에서 표면(2) 위로 안내되는 인쇄 헤드(5)의 도움으로 물체(1)의 2차원 또는 3차원 표면(2)에 코팅 패턴(3)의 형태로 코팅을 생성하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)는 시작 윤곽(AK)에 정렬되게 도포되고, 트랙(7)의 종료 코팅 포인트(EP)는 종료 윤곽(EK)에 정렬되게 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제 20 항에 있어서,
    적어도 하나의 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이에 추가의 코팅 포인트(8)가 맞추어진(fitted) 방식으로 트랙(7)에 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    다음의 단계를 특징으로 하는 방법:
    - 물체의 표면(2)을 설명하는 제 1 데이터 세트 및 코팅 구조(3)를 설명하는 제 2 데이터 세트에 기초하여 데이터 처리 시스템에서 인쇄 데이터 생성을 실행하는 단계로서, 다음의 하위 단계를 갖는 단계:
    - 데이터 세트를 로딩하고 기하학적 관계를 설정하는 하위 단계;
    - 코팅 헤드(5)와 표면(2) 사이의 거리(DD)를 고려하여 코팅 구조(3)가 코팅 경로에 의해 적어도 완전히 덮이는 방식으로 코팅 경로(Bi) 및 그의 트랙(sj)의 생성하는 하위 단계;
    - 트랙(7)을 가로지르는 윤곽(4)에서 트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP) 및 종료 코팅 포인트(EP)을 결정하는 하위 단계;
    - 필요한 경우, 시작 코팅 포인트(AP)와 종료 코팅 포인트(EP) 사이의 트랙(7)에 추가의 코팅 포인트(8)를 채우고, 트랙(7)에서 인접한 코팅 포인트(8) 사이의 포인트 간격을 결정하는 하위 단계;
    - 필요한 경우, 목표 코팅 두께가 달성되도록 코팅 포인트(8)의 드롭 크기를 보정하는 하위 단계;
    - 코팅 포인트-특이적 데이터 요소들을 포함하고, 각각이 하나 이상의 코팅 포인트(8)에 관해 적어도 하나의 시간 또는 위치 관련 정보 및 하나의 부피 관련 정보를 포함하는 인쇄 데이터 세트를 생성하는 하위 단계;
    - 거리(DD)를 고려한 코팅 로봇의 제어를 위한 이동 데이터를 생성하는 하위 단계;
    - 인쇄 데이터 세트를 실시간 인쇄 헤드 제어부로 전송하는 단계;
    - 모션 데이터를 코팅 로봇 제어기로 전송하는 단계;
    - 인쇄 데이터 및 모션 데이터에 기초하여 코팅 공정을 수행하는 단계.
23. 하나 이상의 코팅 경로(6)의 하나 이상의 트랙(7)을 따라 배열된 코팅제의 코팅 포인트(8)로 구성된 코팅 패턴(3)의 형태로 물체(1)의 2차원 또는 3차원 표면(2)에 코팅을 생성하기 위한 장치에 있어서,
    코팅 포인트-특이적 데이터 요소들을 포함하고, 각각이 하나 이상의 코팅 포인트(8)에 관해 적어도 하나의 시간 또는 위치 관련 정보 및 하나의 부피 관련 정보를 포함하는 인쇄 데이터 세트를 생성하고, 코팅 공정의 경로 및 제어 데이터를 생성하기 위한 데이터 처리 시스템(16),
    실시간 공정 제어기(17),
    물체(1)의 표면(2) 위에서 거리(DD)를 두고 인쇄 헤드를 이동시키는 코팅 로봇(14),
    트랙(7)의 시작 코팅 포인트(AP) 및 종료 코팅 포인트(EP)가 트랙(7)을 가로지르는 윤곽(4)에 적합화되는 방식으로 인쇄 헤드의 적어도 2개의 인쇄 노즐을 비동기식으로 구동하도록 구성된 실시간 인쇄 헤드 제어기,
    표면에 코팅제를 접촉없이 개별적인 양으로 도포하기에 적합한 적어도 하나의 열의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(5)
    를 특징으로 하는 장치.

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