KR20210129133A - 3차원 광학 물품 프린팅 방법 - Google Patents

Abstract

인쇄 잉크 레이어들을 연속적 레이어-프린팅 단계들을 통해 적어도 부분적으로 하나씩 적층시켜 프린팅하는 방식으로 3차원 물품(1)을 조형하는 3차원 광학물품(1) 프린팅 방법으로서, 적어도 한 레이어-프린팅 단계 동안 하나의 레이어를 멀티패스 모드로 프린팅하며, 멀티패스 레이어(4)를 다수의 서브레이어들(3)로 나누고 상기 서브레이어들을 연속적 서브레이어-프린팅 단계들을 통해 프린팅하되 각 서브레이어-프린팅 단계 동안 상기 멀티패스 레이어(4)의 일부만 프린팅하고 전체(full) 멀티패스 레이어(4)는 다수의 서브레이어-프린팅 단계들을 통해 얻는다.

Description

3차원 광학 물품 프린팅 방법

본 발명은 3차원 광학 물품(optical component)을 프린팅하는 방법에 관한 것으로, 3차원 물품은 인쇄 잉크 레이어들을 연속적 레이어-프린팅 단계들을 통해 적어도 부분적으로 하나씩 적층시켜 프린팅하는 방식으로 조형된다.

렌즈, 거울 등과 같은 3차원 광학 물품의 프린팅 공정이 종래 기술을 통해 알려져 있다. 광학 물품은 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 한 층씩 적층시켜 조형된다. 액적들은 잉크젯 프린터의 인쇄헤드의 토출 노즐을 통해 기판 쪽으로 토출된다. 광학 물품의 프린팅 공정은 정확도가 높아야 하므로 특히 까다롭다. 이때 최종 레이어들의 프린팅 정확도가 결정적으로 중요하다. 광학 물품은 이러한 표면 마감 레이어들에 의해 정확한 3차원 형상과 요구되는 표면 질감을 갖게 된다. 광학 물품에 광학 품질을 제공하는 표면 마감 레이어들의 정확도는 해당 물품의 표면 곡률 및 평활도의 정확도와 완전성에 크게 영향을 미친다. 그러므로 표면 마감처리 단계 시 잔물결 주름, 파형 주름 및 기타 인공산물을 피하는 것이 중요하다. 이러한 원치 않는 인공산물의 생성을 야기하는 요인들 중, 광학 물품 표면 상의 각 지점과 토출 노즐들 사이의 분사 거리가 있다. 광학 물품의 기하 구조에 따라 분사 거리는 물품 상의 여러 지점 간에 상당한 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 렌즈의 경우, 렌즈의 중심에서의 분사 거리는 렌즈의 외주에서의 분사거리와 크게 다를 수 있다. 이는 액적들이 잉크젯 노즐을 통해 완벽하게 직선으로 토출되는 것이 아니라, 0이 아닌 분사 각도로 토출되기 때문이다. 분사 거리가 증가하면, 이에 따른 분사 각도로 인해 착지 오프셋이 증가한다. 이러한 착지 오프셋의 결과로 광학 물품의 표면 상에 잔물결 주름 및 기타 원치 않는 인공산물이 생겨난다. 표면 마감처리가 일련의 연속적 마감 레이어들에 행해지는 것이므로 이러한 인공산물도 점점 쌓이게 되면서 간섭 패턴을 생성하고 잠재적으로는 비틀린 형상과 파형이 국부적으로 생기게 되어 결과가 더 심각해진다.

본 발명의 목적은 3차원 광학 물품을 프린팅하는 방법으로서, 광학 물품의 평활도에 부정적인 영향을 미치는 원치 않는 인공산물, 구체적으로는 각기 다른 착지 오프셋으로 인해 야기되는 인공산물이 없는 3차원 광학 물품을 프린팅하는 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따르면, 전술된 목적은 인쇄 잉크 레이어들을 연속적 레이어-프린팅 단계들을 통해 적어도 부분적으로 하나씩 적층시켜 프린팅하는 방식으로 3차원 물품을 조형하는 3차원 광학 물품 프린팅 방법을 통해 달성된다. 상기 방법에서는 적어도 한 레이어-프린팅 단계 동안 하나의 레이어를 멀티패스 모드로 프린팅함으로써 멀티패스 레이어를 다수의 서브레이어들로 나누고, 상기 서브레이어들을 연속적 서브레이어-프린팅 단계들을 통해 프린팅하되 각 서브레이어-프린팅 단계 동안 상기 멀티패스 레이어의 일부만 프린팅하며 전체(full) 멀티패스 레이어는 다수의 서브레이어-프린팅 단계들을 통해 얻는다.

이러한 방법으로, 유리하게는 높은 광학 품질과 높은 정확도의 3차원 광학 물품을 프린팅할 수 있다. 단일 레이어를 다수의 서브레이어들로 나누고 이러한 서브레이어들이 원본 단일 레이어의 일부만 커버하도록 함으로써, 각기 다른 분사 거리로 인해 야기되는 원치 않는 프린팅 인공산물을 방지한다. 기존의 2D 프린팅에서는 밴딩(banding) 작용을 막고 출력 이미지들의 균일한 색 밀도를 얻기 위해 멀티패스 프린팅 방법이 이용된다. 본 발명은, 원치 않는 기하학적 요철 생성을 방지하고 의도한 기하 구조 및 형상의 3차원 구조물을 얻기 위한 목적으로, 3차원 구조물의 적어도 일부를 프린팅하는 공정에 멀티패스 기술을 적용한다.

본 발명 측면에서, 각 레이어-프린팅 단계는 바람직하게는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 한 레이어-프린팅 단계의 후속으로 경화 단계가 수행된다. 경화 단계 시, 프린팅된 레이어의 적어도 일부가 방사선 조사, 바람직하게는 UV 광에 노광된다. 경화 단계를 거치면서, 인쇄 잉크(바람직하게는 단량체)의 적층된 액적들은 바람직하게는 인쇄 잉크의 중합 반응을 통해 고정(stabilize)된다. 바람직하게는, 광학 물품이 렌즈, 구체적으로는 안경 렌즈이다.

바람직하게는, 광학 물품에서 광학적으로 가장 관련 있는 부분을 구성하는 레이어들 또는 이들 레이어의 일부를 멀티패스 모드로 프린팅한다. 멀티패스 모드로 프린팅함으로써, 물품에서 광학적으로 가장 관련 있는 부분에서의 광학 수차 효과를 줄이거나 완전히 없앨 수도 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 멀티패스 레이어의 하나 이상의 서브레이어의 프린팅 패턴을 무작위로 생성한다. 바람직하게는, 하나 이상의 멀티패스 레이어의 모든 서브레이어를 무작위로 생성한다. 이런 식으로, 최종 오차 및 부정확도가 평준화된다. 따라서, 유리하게는, 잔물결 주름 및 다른 인공산물 그리고 이에 따른 간섭 패턴의 형성을 방지한다. 바람직하게는, 모든 멀티패스 레이어를 동일한 서브레이어 프린팅 패턴으로 프린팅한다.

바람직하게는, 각각의 서브레이어에 대한 프린팅 패턴은 격자들을 포함하여 구성되며, 이때 각각의 격자형 셀은 서브레이어의 복셀, 즉 단위 용적에 해당한다. 격자형 셀을 색상으로 구분하여, 인쇄 잉크의 액적이 그에 대응되는 복셀로 적층되는지의 여부에 관한 정보를 표시하도록 한다. 예를 들어, 격자형 셀들은 흑색이거나 백색이며, 이때 흑색 격자형 셀은 서브레이어 프린팅 단계 시 인쇄 잉크의 액적이 적층되는 서브레이어 복셀에 해당하고, 백색 격자형 셀은 서브레이어 프린팅 단계 시 인쇄 잉크의 액적이 전혀 적층되지 않는 복셀에 해당한다. 바람직하게는, 동일한 프린팅 패턴을 상기 하나 이상의 멀티패스 레이어의 제1 및 제2 서브레이어-프린팅 단계에서 프린팅된 2개 이상의 서브레이어에 사용하며, 제1 서브레이어-프린팅 단계 동안 액적들은 흑색 격자형 셀들에 해당하는 복셀들에 각각 적층되고, 제2 서브레이어-프린팅 단계 동안 액적들은 백색 격자형 셀들에 해당하는 복셀들에 각각 적층된다.

바람직한 실시예에서, 상기 하나 이상의 멀티패스 레이어의 하나 이상의 서브레이어의 프린팅 패턴은 그레이스케일 이미지를 예컨대 하프토닝(halftoning)을 통해 흑백 패턴으로 변환함으로써 생성한다.

바람직한 실시예에서, 서브레이어 프린팅 패턴을 무작위로 생성하는 것은 공지된 알고리즘 중 어느 하나를 사용하여 그레이스케일 이미지를 흑백 패턴으로 변환하는 단계를 포함한다. 그레이스케일 이미지를 흑백 패턴으로 변환하는 단계는 바람직하게는 하프토닝을 통해 수행된다. 하프토닝은 백색 배경 상에 크기 및/또는 간격이 다양한 검은 점들의 패턴을 통해 연속 그레이스케일 이미지를 시뮬레이션하는 것으로 이루어진다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 서브레이어의 프린팅 패턴은 기정의 각도만큼 회전되어, 동일하거나 상이한 멀티패스 레이어의 적어도 제2 서브레이어에 대한 프린팅 패턴으로 사용된다.

바람직한 실시예에서, 상기 하나 이상의 멀티패스 레이어를 N개의 서브레이어-프린팅 단계들로 프린팅하며, 각각의 서브레이어가 전체 멀티패스 레이어의 표면의 제N 부분을 커버한다. 바람직하게 N은 10 미만이고, 특히 바람직하게 N = 3이다. 이런 식으로, 각 서브레이어-프린팅 단계 동안 멀티패스 레이어의 1/3이 프린팅되며, 속도 및 정확도 간에 최적의 균형이 이루어진다.

바람직한 실시예에 따르면, 4개 내지 12개의 레이어들을 멀티패스 모드로 프린팅한다.

바람직한 실시예에 따르면, 3차원 광학 물품은 적어도 한 레이어-프린팅 단계가 끝난 후 기정의 각도만큼 회전된다. 바람직하게 기정의 각도는 180^o 미만이고, 특히 바람직하게 기정의 각도는 20^o이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 멀티패스 레이어는 최종 레이어-프린팅 단계들 동안에 프린팅된다. 이런 식으로, 효율적이면서 효과적인 표면 마감처리 방법을 제공함으로써, 프린팅되는 광학 물품은 원치 않는 인공산물이 없는 매끄러운 표면을 갖게 된다. 이러한 최종 표면 마감 레이어들이 광학 물품의 전체적인 품질과 정확도에 매우 중대함에 따라, 유리하게는 품질과 정확도가 개선된 광학 물품이 제공된다. 바람직하게, 최종 레이어-프린팅 단계들은 마지막 20개의 레이어로 이루어진다. 최종 레이어-프린팅 단계들은 나머지 레이어-프린팅 단계들과는 상이한 프린팅 속도로 수행될 수 있다. 바람직하게는, 최종 레이어들이 나머지 레이어들과는 상이한 경화 특성(예컨대, 상이한 경화 시간)으로 경화된다.

바람직한 실시예에 따르면, 적어도 제1 및 제2 레이어를 위에 개괄적으로 기술된 바람직한 실시예들 중 어느 하나에 따라 멀티패스 모드로 프린팅하되, 제1 멀티패스 레이어의 멀티패스 방법은 제2 멀티패스 레이어의 멀티패스 방법과 상이하다. 즉 서로 다른 멀티패스 방법들을 조합하여 3차원 광학 물품을 프린팅한다. 각각의 레이어에 대한 요구사항뿐만 아니라 전체 프린팅 공정의 요구사항(예컨대, 속도 및 정확도)에 따라 멀티패스 방식들을 조합하고/하거나 이들 방식을 선택함으로써 유리하게는 프린팅 효율 및 정확도가 최적화되고 이용가능한 응용 프로그램에 맞추어 조정도 가능하다.

도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 프린팅 방법으로 프린팅된 광학 물품과 본 발명의 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법으로 프린팅된 광학 물품을 비교하여 개략적으로 도시한다.
도 3은 서브레이어 프린팅용 랜덤 프린팅 패턴들을 생성하기 위한 다양한 방법을 개략적으로 도시한다.
도 4는 서브레이어 프린팅용 프린팅 패턴들을 생성하기 위한 다양한 방법을 개략적으로 도시한다.

이하 본 발명을 구체적인 실시예와 관련하여 특정 도면을 대상으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니라 오로지 청구범위에 의해서 한정된다. 예시된 도면들은 개략도일 뿐이며 제한적이지 않다. 도면에서, 일부 구성요소의 크기는 과장된 것일 수 있고, 예시 목적이므로 반드시 실제적 상대 축척 비율을 반영하지 않을 수도 있다.

단수 명사를 지칭할 때 예컨대, "하나의", "한", "일", "상기(the)"와 같은 표현이 사용되는 경우, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 해당 명사의 복수형을 포함한다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서 제1, 제2, 제3 등의 용어들은 유사 구성요소들을 구별하기 위해 사용되는 것으로, 반드시 순차적 또는 시간적 순서를 논하기 위해 사용되는 것은 아니다. 이와 같이 사용된 용어들은 적절한 상황에서 혼용될 수 있다는 점과, 본원에 기술되는 본 발명의 실시예들은 본원에 설명되었거나 예시된 순서와 다른 순서로 동작될 수 있다는 점을 이해해야 한다.

도 1에는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 3차원 광학 물품(1) 프린팅 방법을 개략적으로 도시하였다. 광학 물품(1)은 인쇄 잉크 레이어들이 연속적 레이어-프린팅 단계들을 통해 프린팅되는 것이다. 각 레이어-프린팅 단계 시, 인쇄 잉크 레이어(2)는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 배치함으로써 얻어진다. 액적들은 잉크젯 프린터의 인쇄헤드의 프린팅 노즐로부터 바람직하게는 기판 쪽으로 토출된다. 광학 물품을 프린팅하는 데 있어서 더 중요한 것은 정확도와 정밀도이다. 광학 물품의 전체적인 품질에 특히 중요한 것은 최종 레이어들의 프린팅이다. 광학 물품은 이러한 표면 마감 레이어들에 의해 3차원 형상과 요구되는 표면 질감을 갖게 된다. 최종 레이어들을 프린팅하는 도중에 발생하는 잔물결 주름, 파형 주름 및 기타 인공산물이 특히 유해하다. 이러한 원치 않는 인공산물 생성이란 결과를 낳는 요인들 중 하나가 분사 거리, 즉 프린팅 노즐과 기판 또는 이전에 적층된 레이어 간의 각각의 이격 거리이다. 액적들이 0이 아닌 분사 각도로 토출됨에 따라, 착지 오프셋이 발생한다. 여기서, 분사 각도는 하향 직선 토출 방향, 즉 중력장에 평행한 토출 방향으로부터의 편차로 측정된다. 착지 오프셋은 기판 또는 이전에 프린팅된 레이어로부터의 노즐 이격 거리에 따라 각각 증가한다. 3차원 광학 물품(1)의 경우, 그 표면 전체에 걸쳐 착지 오프셋이 달라지는 결과가 발생한다. 광학 물품이 렌즈인 경우, 렌즈의 중앙에서의 착지 오프셋은 렌즈의 가장자리 및 외주에서의 착지 오프셋과 상당히 다를 수 있다. 이들 차이는 광학 물품(1) 상에 잔물결 주름 및 기타 원치 않는 인공산물 형태로 나타낸다. 표면 마감처리가 일련의 연속적 마감 레이어들에 행해지는 것이므로 잔물결 주름 및 기타 원치 않는 인공산물 형태가 점점 쌓이게 되면서 간섭 패턴을 생성하고 잠재적으로는 비틀린 형상과 파형이 국부적으로 생기게 된다. 이러한 인공산물을 방지하기 위해, 본 발명은 적어도 한 레이어(4)를 멀티패스 모드로 프린팅하는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 최종 레이어들을 멀티패스 모드로 프린팅한다. 바람직하게는, 상기 최종 레이어들이 마지막 20개의 레이어를 포함하여 구성된다. 바람직하게는 4개 내지 12개, 특히 바람직하게는 8개의 최종 레이어들을 멀티패스 모드로 프린팅한다. 최종 표면 마감 레이어들에 멀티패스 모드를 적용하면 광학 물품(1) 표면 상에 특히 부정적인 영향을 미치는 인공산물이 감소되거나 완전히 방지된다. 또한, 최종 표면 마감 레이어들에 다양한 프린팅 구성(예컨대, 프린팅 속도 및 경화 특성)을 이용하는 것이 바람직하다.

멀티패스 모드에서의 프린팅 공정은 레이어(4)를 N개의 서브레이어(3, 3', 3")로 나누는 것을 포함하며, 여기서 N은 바람직하게는 10 미만이고, 특히 바람직하게는 3이다. 이들 서브레이어(3, 3', 3")는 서브레이어-프린팅 단계들에서 프린팅됨에 따라, 각 서브레이어-프린팅 단계에서는 원본 레이어(2)의 일부만 프린팅되지만, N개의 서브레이어-프린팅 단계들이 수행된 후에는 전체 레이어(2)를 되찾게 된다. 각각의 서브레이어는 기정의, 바람직하게는 무작위로 생성된, 서브레이어 프린팅 패턴으로 프린팅된다. 예를 들어, 싱글패스 표면 레이어(2)는 상보적 패턴의 3개 서브레이어(3, 3', 3")로 나뉜다. 각 서브레이어-프린팅 단계에서 서브레이어(3, 3', 3")가 하나씩 각각 프린팅된다. 이에 해당되는 프린팅 패턴은 33.33%의 흑색 픽셀과 66.66%의 백색 픽셀을 포함하여 구성된다. 여기서, 흑색 픽셀은 기판 또는 이전에 적층된 레이어 상의 지점에 각각 상응하며, 서브레이어-프린팅 단계 동안 이 지점에 인쇄 잉크 액적이 적층된다. 바람직하게는, 동시 토출되는 액적들 간의 이격 거리가 가능한 한 크도록 패턴이 설계된다. 적층된 후 서브레이어(3, 3', 3")는 더 얇은 레이어로 융합된다. 싱글패스 전체 레이어 프린트(2)를 상보적 패턴의 N개(예컨대, 3개) 서브레이어로 분할함으로써 서브레이어들의 융합 시간이 더 길어질 수 있다. 이는 결과적으로 유리하게는 표면 평활도를 높이고 궁극적으로 물품(1)의 광학 품질을 개선한다. 바람직하게는, 각각의 멀티패스 레이어(4)를 프린팅하는 데 있어서 동일한 서브레이어 프린팅 패턴을 사용한다. 서브레이어들의 프린팅 패턴의 랜덤화는 각 서브레이어-프린팅 단계에 대해 동일하되 주기적으로 변형되거나 다를 수 있다. 규칙적 패턴의 생성을 방지하는 것이 필수 사항일 뿐이다. 또한, 3차원 광학 물품(1)은 바람직하게는 적어도 한 레이어-프린팅 단계가 끝난 후 기정의 각도만큼 회전된다. 회전을 통해, 프린팅 오차 및 원치 않는 인공산물의 영향이 유리한 쪽으로 평준화된다. 따라서 이러한 오차 및 인공산물의 축적이 방지되고, 예컨대 간섭 패턴의 출현이 억제된다. 특히 바람직하게는 최종 표면 마감 레이어들이 프린팅되는 동안에 회전이 수행된다. 이러한 최종 표면 마감 레이어들로, 멀티패스 레이어들(4)의 일부 또는 전부가 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 적어도 한 멀티패스 레이어(4)가 프린팅된 후에 회전이 수행된다. 바람직한 기정의 회전 각도는 20^o이다.

도 2에는 종래 기술에 따른 프린팅 방법으로 프린팅된 광학 물품(1')과 본 발명의 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법으로 프린팅된 광학 물품(1)을 비교하여 개략적으로 도시하였다. 이들 광학 물품(1, 1')을 제조하는 데 이용된 프린팅 방법들은 최종 표면 마감 레이어들의 프린팅에 따른 차이가 있다. 광학 물품(1')의 최종 표면 마감 레이어들은 싱글패스 모드로 프린팅되었다. 즉, 각각의 레이어는 종래 기술 방법에 따라 단일 레이어-프린팅 단계를 통해 프린팅되었다. 이와 달리, 광학 물품(1)의 최종 표면 마감 레이어들은 도 1에 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 프린팅되었다. 이는 광학 물품(1)의 최종 표면 가공 레이어들이 멀티패스 모드로 프린팅되었음을 의미한다. 본 도면의 왼쪽은 종래 기술에 따라 제조된 물품(1')의 목표 굴절능과의 편차, 그리고 오른쪽은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 제조된 물품(1)의 목표 굴절능과의 편차를 나타낸다. 다이어그램에서 알 수 있듯이, 본 방법은 종래 기술의 싱글패스 프린팅 방법을 통해 얻어지는 광학적 정확도에 비해 향상된 광학적 정확도를 갖는 광학 물품(1)을 제공한다.

도 3에는 서브레이어 프린팅용 랜덤 프린팅 패턴들을 생성하기 위한 다양한 방법을 개략적으로 도시하였다. 멀티패스 레이어(4)의 서브레이어들(3)의 프린팅 패턴(5, 5')은 서브레이어들이 결합되었을 때 전체 멀티패스 레이어(4)를 커버하도록 선택된다. 이는 도 3의 왼쪽 패널에 나타낸 것과 같이 바둑판 방식을 통해 가장 쉽게 달성된다. 본 바둑판 방식의 경우, 제1 및 제2 서브레이어(3, 3')는 각각 제1 및 제2 서브레이어-프린팅 단계에서 프린팅 패턴(5)으로부터 프린팅된다. 프린팅 패턴(5)에서 흑색 격자형 셀은 제1 서브레이어-프린팅 단계에서 인쇄 잉크의 액적이 적층되는 복셀(voxel)에 해당한다. 프린팅 패턴(5)에서 백색 격자형 셀은 제2 서브레이어-프린팅 단계에서 인쇄 잉크의 액적이 적층되는 복셀에 해당한다. 이 방식을 임의의 개수의 서브레이어로 일반화한다. 예를 들어, 멀티패스 레이어(4)의 복셀들을 제1 세트 및 제2 세트로 초기 분할하되, 전술된 방식을 제1 세트 및 제2 세트에 개별적으로 적용한다. 대안으로, 초기 바둑판은, 각각 2개 이상의 격자형 셀로 구성된(예컨대, 4개의 격자형 셀로 구성된) 흑색 슈퍼-격자형 셀과 백색 슈퍼-격자형 셀을 포함한다. 이로부터 서브레이어 프린팅 패턴(5, 5')이 도출된다. 이들 서브레이어 프린팅 패턴(5, 5') 중 하나 또는 둘 다는 바람직하게는 각각의 격자형 셀이 단일 복셀에 해당하는 바둑판-유사 격자로 추가로 분할되어, 제2, 제3, 그리고 종국에는 제4 서브레이어에 대한 각각의 프린팅 패턴을 생성한다.

대안으로 또는 추가로, 서브레이어 프린팅 패턴(5)을 바람직하게는 도 3의 중간 패널에 나타낸 바와 같이 그레이스케일 이미지(6)로부터 무작위로 생성한다. 이를 위해, x% 그레이를, 바람직하게는 하프토닝을 통해, 흑백 격자형 셀 패턴으로 변환한다. 이 변환은 공지된 알고리즘 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다. 다양한 알고리즘을 사용하여 동일한 그레이스케일 이미지(6)로부터 서로 다른 프린팅 패턴들(5, 5')을 생성할 수 있다. 이러한 그레이스케일 방식을, 특히 이전 단락에서 개괄적으로 기술된 방식을 적용함으로써, 멀티패스 레이어(4) 당 2개 서브레이어(3, 3')보다 많은 서브레이어들로 쉽게 일반화한다.

대안으로 또는 추가로, 도 3의 오른쪽 패널에 나타낸 바와 같이 랜덤 패턴을 포함한 기본 픽쳐(7)를 이전 단락의 그레이스케일 방식과 조합한다. 기본 픽쳐(7)는 바람직하게는 랜덤 패턴의 그레이스케일 픽쳐를 포함하여 구성된다. 랜덤 패턴으로, 구름, 파도, 연기 등이 포함된다. 바람직하게, 기본 픽쳐(7)는 작은 범위의, 예컨대 20% 내지 40%의 그레이스케일로 이루어진다. 바람직하게는 이 기본 픽쳐(7)를 예컨대 하프토닝을 통해 전술된 바와 같이 흑백 격자형 셀 패턴으로 변환하여, 두 서브레이어(3, 3')에 대한 프린팅 패턴(5, 5')을 생성한다. 이 방식을, 도 3의 왼쪽 패널에 관한 설명에서 개괄적으로 기술된 방식을 적용함으로써, 3개 이상의 서브레이어들(3)로 일반화한다.

도 4에는 다양한 프린팅 패턴들(5')을 생성하기 위한 방법을 개략적으로 도시하였다. 구체적으로, 도 4는 특히 하프토닝을 통한 흑백 격자로의 그레이스케일 변환 방식을 왼쪽 컬럼에 나타낸 예시적 이미지 패턴들(5)과 조합하고 이러한 이미지 패턴들(5)을 회전시켜 얻을 수 있는 다양한 프린팅 패턴들(5')을 개략적으로 도시한다. 그레이스케일 기본 픽쳐(7)를 변형된(구체적으로는 회전된) 패턴(5)과 조합하여, 도면에 표시된 랜덤 프린팅 패턴들(5')을 생성한다. 랜덤 프린팅 패턴들(5')은 예컨대 착지 오프셋으로 인해 생기는 잔물결 주름 및 기타 요철을 방지하는 데 특히 효과적이다. 멀티패스 레이어(4)별로 상이한 프린팅 패턴(5')을 사용함으로써 랜덤화 효과가 훨씬 더 부각된다. 이런 식으로, 특히 매끄러운 표면을 프린팅할 수 있다. 이는 잔물결 주름 및 기타 원치 않는 요철로 인해 원치 않는 수차 현상(aberration)이 나타나는 3차원 광학 물품에 특히 중요하다.

1 광학 물품
2 싱글패스 레이어
3 서브레이어
4 멀티패스 레이어
5 프린팅 패턴
6 그레이스케일 이미지
7 기본 픽쳐

Claims (15)

1. 인쇄 잉크 레이어들을 연속적 레이어-프린팅 단계들을 통해 적어도 부분적으로 하나씩 적층시켜 프린팅하는 방식으로 3차원 물품(1)을 조형하는 3차원 광학 물품(1) 프린팅 방법에 있어서,
   적어도 한 레이어-프린팅 단계 동안 하나의 레이어를 멀티패스 모드로 프린팅함으로써 멀티패스 레이어(4)를 다수의 서브레이어들(3)로 나누고, 상기 서브레이어들을 연속적 서브레이어-프린팅 단계들을 통해 프린팅하되 각 서브레이어-프린팅 단계 동안 상기 멀티패스 레이어(4)의 일부만 프린팅하며 전체(full) 멀티패스 레이어(4)는 다수의 서브레이어-프린팅 단계들을 통해 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 멀티패스 레이어(4)의 하나 이상의 서브레이어(3)의 프린팅 패턴(5)을 무작위로 생성하는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 멀티패스 레이어(4)의 하나 이상의 서브레이어(3)의 프린팅 패턴(5)은 그레이스케일 이미지를 예컨대 하프토닝(halftoning)을 통해 흑백 패턴으로 변환함으로써 생성하는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 멀티패스 레이어(4)를 동일한 서브레이어 프린팅 패턴(5)으로 프린팅하는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 멀티패스 레이어(4)를 N개의 서브레이어-프린팅 단계들로 프린팅하며, 각각의 서브레이어가 전체 멀티패스 레이어(4)의 표면의 제N 부분을 커버하는 것인, 방법.
6. 제5항에 있어서, N은 10 미만이고, 바람직하게는 N = 3인, 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 4개 내지 12개의 레이어(4)들을 멀티패스 모드로 프린팅하는, 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 3차원 광학 물품(1)은 적어도 한 레이어-프린팅 단계가 끝난 후 기정의 각도만큼 회전되는 것인, 방법.
9. 제8항에 있어서, 기정의 각도는 20^o인, 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 멀티패스 레이어(4)는 최종 레이어-프린팅 단계들 동안 프린팅되는 것인, 방법.
11. 제10항에 있어서, 최종 레이어-프린팅 단계들은 마지막 20개의 레이어로 이루어지는 것인, 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 최종 레이어-프린팅 단계들이 나머지 레이어-프린팅 단계들과는 상이한 프린팅 속도로 수행되는 것인, 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한 레이어-프린팅 단계의 후속으로 경화 단계가 수행되는 것인, 방법.
14. 제13항에 있어서, 최종 레이어들이 나머지 레이어들과는 상이한 경화 특성으로 경화되는 것인, 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 각 레이어-프린팅 단계는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
    
    

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