KR20180119657A - 가상 마스크를 이용한 인쇄 - Google Patents

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Abstract

물품 상에 인쇄하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 방법의 일 실시예는 인쇄를 위한 구역을 지정할 수 있고 그리고/또는 인쇄로부터 제외할 구역을 지정할 수 있는 가상 마스크를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 방법은 인쇄 디자인이 가상 마스크에 의한 인쇄를 위해 지정된 구역에 인쇄되도록 2D 또는 3D 인쇄 중에 가상 마스크를 이용하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

가상 마스크를 이용한 인쇄
본 출원은 2016년 3월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제15/063,730호의 이익을 주장하는 출원으로서, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 인용된다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 2차원 인쇄 및 3차원 인쇄 시스템 및 방법에 관한 것이다.
3차원 인쇄 시스템 및 방법은, 융합 퇴적 모델링(fused deposition modeling, FDM), 전자빔 자유 형상 제조(electron beam freeform fabrication, EBF), 및 선택적인 레이저 소결(selective laser sintering, SLS) 뿐만 아니라 다른 종류의 3차원 인쇄 기술들을 포함하는 다양한 기술들과 관련될 수 있다.
실시예들은 다음의 도면들 및 설명을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다. 도면들의 구성 요소들은 반드시 축척을 나타내는 것은 아니며, 대신 실시예들의 원리들을 설명할 때 강조된다. 또한, 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 상이한 도면 전반에 걸쳐서 대응하는 부분들을 나타낸다.
도 1은 3차원 인쇄 시스템의 구성 요소들 및 이 3차원 인쇄 시스템과 함께 사용될 수 있는 몇몇 물품들의 실시예의 개략도이다.
도 2는 인쇄 디바이스 및 물품의 실시예의 개략도이다.
도 3은 인쇄 프로세스의 일 실시예의 단계들을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 센서 시스템의 일부, 컴퓨팅 시스템의 일부, 및 물품의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 5는 물품 및 그 물품의 디지털 표시의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 6은 도 5의 디지털 표시의 일부에 관한 정보를 제공하는 매트릭스의 일 실시예이다.
도 7은 물품 및 인쇄 디바이스의 일부분, 처리된 이미지, 및 인쇄 디자인의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 8은 물품 및 인쇄 디바이스의 일부분의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 9는 물품 및 인쇄 디바이스의 일부분의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 10은 물품 및 인쇄 디바이스의 일부분의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 11은 직물의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 12는 도 11의 직물의 디지털 표시의 일 실시예이다.
도 13은 인쇄 디자인의 일 실시예의 개략도이다.
도 14는 직물의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 15는 직물의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 16은 물품 및 인쇄 디바이스의 일부분, 처리된 이미지, 및 인쇄 디자인의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 17은 물품 및 인쇄 디바이스의 일부분의 일 실시예의 등각 투상도이다.
도 18은 인쇄 프로세스의 일 실시예의 단계들을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 19는 인쇄 프로세스의 일 실시예의 단계들을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
실시예들은 표면 상의 다양한 디자인들, 패턴들, 및 구조물들의 인쇄를 용이하게 하는 설비들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 본 개시물은 물품 상에 인쇄하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은, 센서 시스템을 사용하여 물품에 관한 데이터를 획득하는 단계와, 물품의 디지털화된 이미지를 형성하는 단계를 포함하고, 디지털화된 이미지는 복수의 픽셀들을 포함하며, 이 복수의 픽셀들은 제1 픽셀을 포함하고, 제1 픽셀은 물품의 특정 구역을 나타낸다. 또한, 본 발명의 방법은 제1 픽셀을 제1 카테고리 또는 제2 카테고리에 속하는 것으로서 분류하는 단계와, 제1 픽셀이 제1 카테고리에 속하는 경우 인쇄 시스템을 사용하여 물품 상에 인쇄 재료를 배출하는 단계와, 제1 픽셀이 제2 카테고리에 속하는 경우 제1 픽셀에 의해 표시되는 물품의 특정 구역이 인쇄 재료를 수용하는 것으로부터 방지하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 개시물은 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은, 센서 시스템을 사용하여 물체를 인쇄 시스템 내에 정렬시키는 단계와, 적어도 하나의 이미지 캡쳐 디바이스를 사용하여 물체에 관한 데이터를 획득하는 단계와, 물체의 가상 표시를 형성하기 위해 이미지를 등록하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 방법은, 가상 표시의 상이한 영역들을 인쇄가 허가되는 구역 또는 인쇄가 금지되는 구역에 속하는 것으로서 분류하는 가상 마스크를 생성하는 단계와, 인쇄가 금지된 구역으로 분류된 영역들에 의해 표시된 물체의 상이한 부분들 상에서 인쇄를 배제하도록 인쇄 시스템과 관련하여 가상 마스크를 이용하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 개시물은 물품 상에 인쇄하기 위한 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 장치는, 하우징을 포함하고, 그 하우징은 하우징의 바닥을 따라 배치된 베이스를 포함하며, 하우징은 물체를 수용하도록 구성되어 있다. 본 발명의 장치는 인쇄 재료를 배출하도록 구성된 노즐 조립체와, 센서 시스템을 더 포함하고, 이 센서 시스템은 이미지 캡쳐 디바이스를 포함한다. 본 발명의 장치는, 컴퓨팅 시스템을 포함하고, 이 컴퓨팅 시스템은 물품의 구역들을 인쇄 구역에 속하거나 또는 인쇄가 금지된 구역에 속하는 것으로 분류하도록 구성되어 있다. 본 발명의 장치는 인쇄 구역에 속하는 것으로 분류된 물품의 구역들 상에 인쇄 디자인을 인쇄하도록 구성되고, 또한 본 발명의 장치는 인쇄가 금지된 구역에 속하는 것으로 분류된 물품의 구역들 상에 인쇄 디자인의 인쇄를 배제하도록 구성되어 있다.
실시예들의 다른 시스템들, 방법들, 특징들 및 이점들은 다음의 도면들 및 상세한 설명을 검토하면 당업자에게 명백하거나 명백해질 것이다. 이러한 모든 추가의 시스템들, 방법들, 특징들 및 이점들은 이 설명 및 요약서 내에 포함되고, 실시예들의 범위 내에 있으며, 다음의 청구 범위에 의해 보호되도록 의도된다.
도 1은 3차원 인쇄 시스템(100)의 실시예의 개략도로서, 이하에서는 간단히 인쇄 시스템(100)이라고도 칭한다. 도 1은 또한 인쇄 시스템(100)과 함께 사용될 수 있는 몇몇 예시 물품들(130)을 도시한다. 도 1을 참조하면, 인쇄 시스템(100)은 인쇄 디바이스(102), 컴퓨팅 시스템(104), 및 네트워크(106)를 추가로 포함할 수 있다.
일관성과 편의를 위해, 예시된 실시예들에 대응하는 이러한 상세한 설명의 전반에 걸쳐서 방향성 형용사가 사용된다. 이 상세한 설명 및 청구항들의 전체에 걸쳐 사용되는 "길이 방향(longitudinal)"이라는 용어는 구성 요소의 길이를 연장하는 방향을 나타낸다. 이 상세한 설명 및 청구항들의 전체에 걸쳐 사용되는 "길이 방향 축(longitudinal axis)"이라는 용어는 길이 방향으로 배향된 축을 나타낸다.
이 상세한 설명 및 청구 범위들에 걸쳐 사용되는 "측 방향(lateral direction)"이라는 용어는 구성 요소의 폭을 연장하는 측 대 측 방향(side-to-side direction)을 지칭한다. 예를 들어, 측 방향은 신발 제품의 내측(medial side)과 측면(lateral side) 사이에서 연장될 수 있으며, 신발 제품의 측면은 다른 발에서 멀어지는 표면이고, 내측은 다른 발을 향하는 표면이다. 이러한 상세한 설명 및 청구 범위들에 걸쳐 사용되는 "가로축(lateral axis)"이라는 용어는 측 방향으로 배향된 축을 지칭한다.
본 상세한 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐 사용된 "수평(horizontal)"이라는 용어는 세로 방향, 가로 방향 및 그들 사이의 모든 방향과 실질적으로 평행한 임의의 방향을 지칭한다. 구성 요소가 지면에 놓인 경우, 수평 방향은 지면과 평행할 수 있다.
본 상세한 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐 사용된 "수직(vertical)"이라는 용어는 수직 축을 따라 측 방향 및 세로 방향의 양쪽 모두에 대해 일반적으로 수직인 방향을 지칭한다. 예를 들어, 구성 요소가 지면에서 평평한 경우에는, 수직면이 지면에서 위쪽으로 연장될 수 있다.
도면들에 도시된 실시예들에서, 인쇄 시스템(100)은 융합 퇴적 모델링(fused deposition modeling)이라고도 칭하는 융합 필라멘트 제조(fused filament fabrication, FFF)와 관련될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 인쇄 시스템(100)의 인쇄 디바이스(102)는 3차원 부품을 생성하기 위해서 융합 필라멘트 제조를 사용할 수 있다. 융합 필라멘트 제조(FFF)를 사용하는 인쇄 디바이스의 예시로는 Crump에 의해 "3차원 물체를 생성하기 위한 장치 및 방법(Apparatus and Method for Creating Three-Dimensional Objects)"이라는 발명의 명칭으로 1992년 6월 9일자로 발행된 미국 특허 제5,121,329호에 개시되어 있으며, 이 출원은 본 명세서에 참고로 인용되고 있고, 이하 "3D 물체 애플리케이션(3D Objects application)"이라 칭한다. 본 개시의 실시예들은 3D 물체 애플리케이션에 개시된 임의의 시스템들, 구성 요소들, 디바이스들, 및 방법들을 이용할 수 있다. 인쇄 디바이스(102)는 다양한 시스템들, 디바이스들, 구성 요소들, 또는 물체들(예를 들어, 부품들, 구성 요소들 또는 구조물들)의 3차원 인쇄를 용이하게 하는 기타의 설비들을 지지하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예가 하우징(110)에 대한 특정 직사각형 박스형 기하학적 구조를 도시하고 있지만, 다른 실시예들은 임의의 기하학적 구조 및/또는 디자인을 갖는 임의의 하우징을 사용할 수 있다. 하우징(110)의 형상 및 크기는 디바이스의 원하는 풋프린트, 인쇄 디바이스(102) 내에 형성될 수 있는 부품들의 크기 및 형상 뿐만 아니라, 가능한 다른 요인들을 포함하는 요인들에 따라서 변화될 수 있다. 하우징(110)은 개방(예를 들어, 큰 개구를 갖는 프레임을 제공함)되거나 또는 폐쇄(예를 들어, 유리 또는 고체 재료의 패널들 및 도어로)될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
일부 실시예들에서, 인쇄 디바이스(102)는 인쇄물(또는 인쇄물을 지지하는 구성 요소)을 보유하거나 또는 유지하기 위한 설비들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 인쇄 디바이스(102)는 인쇄물 또는 인쇄 재료가 적용되는 물체를 지지, 보유, 및/또는 유지하기 위한 테이블, 플랫폼, 트레이, 또는 유사한 구성 요소를 포함할 수 있다. 도 1의 실시예에서, 인쇄 디바이스(102)는 트레이(112)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 트레이(112)는 정 위치에 고정될 수 있고, 안정된 베이스로서 작용할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 트레이(112)는 이동할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 트레이(112)는 수직 방향(예를 들어, 하우징(110) 내에서 상하 방향으로) 뿐만 아니라 수평 방향(예를 들어, 하우징(110)에 대하여 전후 방향 및/또는 좌우 방향)으로 하우징(110) 내에서 변환되도록 구성될 수 있다. 또한, 일부의 경우에 있어서, 트레이(112)는 트레이(112)와 관련된 하나 이상의 축들을 중심으로 회전 및/또는 기울어지도록 구성될 수 있다. 따라서, 적어도 일부의 실시예들에 있어서, 트레이(112)는 인쇄 디바이스(102)의 노즐 또는 인쇄 헤드로 임의의 원하는 상대적 구성으로 이동될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 인쇄 디바이스(102)는 트레이(112)를 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 트레이(112)는 물품 또는 물체가 올려지거나 고정될 수 있는 주문형 플랫폼을 제공하도록 만곡되거나, 불규칙적으로 형상화되거나, 또는 형상화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 인쇄 디바이스(102)는 트레이(112) 내에 형성된 개방 공간(open space) 또는 공동(cavity)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 인쇄 디바이스(102)가 목표 위치에 인쇄 재료(또는 인쇄된 물질)를 전달하기 위한 하나 이상의 시스템들, 디바이스들, 조립체들, 또는 구성 요소들을 포함할 수 있다. 목표 위치는 트레이(112)의 표면, 부분적으로 인쇄된 구조물의 표면 또는 부분, 및/또는 직물 또는 다른 물품과 같은 비인쇄 구조물 또는 구성 요소의 표면 또는 부분을 포함할 수 있다. 인쇄 재료를 전달하는 설비들에는 예를 들어 인쇄 헤드들 및 노즐들이 포함될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 인쇄 디바이스(102)는 노즐 조립체(116)를 포함한다.
노즐 조립체(116)는 인쇄 재료를 목표 위치에 전달하는 하나 이상의 노즐들을 포함할 수 있다. 명확화를 위해, 도 1의 예시적인 실시예는 노즐 조립체(116)의 단일 노즐(118)을 도시한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 노즐 조립체(116)는 어레이 또는 임의의 특정 구성으로 배열될 수 있는 임의의 개수의 노즐들로 구성될 수 있다. 2 개 이상의 노즐들을 포함하는 실시예들에서, 노즐들은 함께 및/또는 독립적으로 이동하도록 구성될 수 있다.
노즐(118)은 노즐(118)로부터 배출되는 재료의 흐름을 제어하도록 개방 및/또는 폐쇄될 수 있는 노즐 개구(도시 생략됨)로 구성될 수 있다. 특히, 노즐 개구는 인쇄 디바이스(102) 내의 재료 공급원으로부터 재료의 공급을 수용하는 노즐 채널과 유체 연통할 수 있다. 수용되거나 사용될 수 있는 재료들의 몇 가지 예시들이 Sterman 등에 의해 "트랙 및 드래그 인쇄 방법(Tack and Drag Printing Method)"이라고 하는 발명의 명칭으로 ______일자로 발행된 미국 특허 공개 번호 제______호(현재 2015년 11월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/935,731호, 대리인 문서 번호 51-4207)에 개시되어 있으며, 이 출원은 본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 인용되어 있고, 이하 "트랙 및 드래그 사례(Tack and Drag case)"로서 칭한다. 다른 예시들로는 수성 잉크, 염료 기반 잉크, 안료 기반 잉크, 솔벤트 잉크, UV 경화성 잉크, 염료 승화 잉크, 및 기타의 인쇄 재료들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 특정 속도(노즐(118)로부터 재료의 원하는 체적 유량을 달성하도록 변화될 수 있음)로 필라멘트를 노즐(118) 내부로 가압하기 위해 웜 구동(worm-drive)이 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 웜 구동은 생략된다. 예컨대, 재료는 동작 시스템을 사용하여 노즐(118)로부터 당겨질 수 있다. 몇몇 경우에 재료의 공급은 노즐(118) 근처의 위치(예를 들어, 노즐 조립체(116)의 일부에서)에서 제공될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서 재료의 공급은 인쇄 디바이스(102)의 일부 다른 위치에 위치될 수 있고, 튜브들, 도관들, 또는 다른 설비들을 통해 노즐 조립체(116)에 공급될 수 있다.
이러한 설명의 목적을 위해, 물품(130)은 평탄하거나 또는 3차원 기하학적 구조를 포함하는 다양한 물체, 구성 요소들, 재료들, 및/또는 형상들을 포함할 수 있다. 물품(130)은 도 1의 물품(130)에 도시된 바와 같이 곡선, 범프, 갭, 개구부, 및/또는 변화하는 두께를 포함하는 부분들을 가질 수 있다. 예를 들어, 물품은 편평하고, 매끄럽거나, 납작하거나, 또는 두께가 비교적 작은 규칙적인 영역 또는 부분을 가질 수 있다. 그러나, 동일한 물품은 그 길이 또는 면적의 일부 또는 전부에 대해 편평한 것으로부터 편향된 표면을 갖는 불균일한 부분을 포함할 수도 있다. 도 1에서, 물품(130)은 신발류 물품, 니트 구조체(knit structure)(132) 및 우븐 패턴(woven pattern)(136)에 대한 상부(134)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 물품은 원형, 삼각형, 사각형, 및 기타 기하학적 형상과 관련된 규칙적인 기하학적 곡선을 포함할 수 있고, 및/또는 이들은 또한 불균일성일 수 있으며, 예를 들어 특정 불균일한 형상을 수용하거나 또는 형상을 포함하도록 형성된 물품에 있을 수 있다. 예를 들어, 우븐 패턴(136)과 같은 물품(130)은 하나 이상의 유형 부분(138) 및/또는 하나 이상의 개구(142)를 포함할 수 있다. 이러한 개시의 목적상, 유형 부분은 인쇄 재료를 수용할 수 있는 재료 부분일 수 있다. 따라서, 유형 부분(138)은 인쇄 재료를 수용할 수 없는 공극, 공간, 갭 등(예를 들어, 개구(142))과 구별될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "개구"라는 용어의 사용은 공극, 공간, 갭, 리세스, 및/또는 임의의 기타 유형의 무형 부분 등 중 임의의 어느 하나 이상을 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구(142)는 물품(130)의 하나 이상의 유형 부분(138)에 의해 둘러싸이거나 또는 이 유형 부분(138)에 인접하여 배치될 수 있다. 유형 부분(138)과 개구(142) 사이의 관계는 이하에서 더욱 상세히 논의될 것이다.
이하에서 설명되는 바와 같이, 인쇄 시스템(100)은 인쇄된 디자인 또는 그래픽을 물품상에 정렬시키는 것을 용이하게 하는 설비를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 그래픽이 물품의 원하는 부분에 인쇄되도록 하기 위해 인쇄 시스템(100)에 물품 또는 물체를 정렬시키는 방법을 사용자에게 제공하는 것이 유용할 수 있다. 특히, 인쇄 시스템(100)은 다양한 유형, 형상, 곡선, 및 크기의 물품을 수용하는 방식으로 인쇄 디바이스(102)를 갖는 물품의 방향을 프로그래밍하는 설비들을 포함할 수 있다. 따라서, 몇몇 경우에, 인쇄 시스템(100)은 물품을 사전 정렬하기 위한 설비들을 포함할 수 있다(예를 들어, 시스템 내의 등록 표시물로). 일부 실시예들에서, 물체는 트레이(112) 및/또는 노즐(118)과 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, 물체는 당업계에 공지된 기술들을 사용하여 인쇄 시스템(100) 내에서 자동으로 정렬될 수 있다.
일부 실시예들에서, 노즐 조립체(116)는 작동 시스템(114)과 관련된다. 작동 시스템(114)은 하우징(110) 내의 노즐 조립체(116)의 움직임을 용이하게 하는 다양한 구성 요소들, 디바이스들, 및 시스템들을 포함할 수 있다. 특히, 작동 시스템(114)은 3차원 물체를 형성하거나 3차원 또는 곡면을 따라 인쇄하기 위해 재료를 퇴적하거나 또는 방출하는 것을 용이하게 하도록 임의의 수평 방향(세로 방향(124) 및 가로 방향(126)을 포함하지만 이들로 제한되지 않음) 및/또는 수직 방향(122)으로 노즐 조립체(116)를 이동시키는 설비들을 포함할 수 있다. 이를 위해, 작동 시스템(114)의 실시예들은 하우징(110) 내의 다양한 위치 및/또는 방향에서 노즐 조립체(116)를 유지하기 위한 하나 이상의 트랙들, 레일들, 및/또는 유사한 설비들을 포함할 수 있다. 실시예들은 또한 트랙 또는 레일을 따라 노즐 조립체(116)를 이동시키고 및/또는 하나 이상의 트랙들 또는 레일들을 서로에 대해 이동시키기 위해 스테퍼 모터 또는 서보 모터와 같은 임의의 종류의 모터들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 작동 시스템은 하나 이상의 방향으로 노즐을 이동시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 작동 시스템은 노즐을 단일 직선 방향으로 이동시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 작동 시스템은 적어도 2 개의 수직 방향으로 노즐을 이동시킬 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 작동 시스템은 3 개의 수직 방향으로 노즐을 이동시킬 수 있다. 물론, 예시적인 실시예가 3 개의 독립적인 x-y-z 또는 데카르트 방향을 통해 노즐을 이동시킬 수 있는 작동 시스템을 도시하고 있지만, 다른 실시예들은 비데카르트 좌표 시스템과 연관된 3 개의 독립적인 방향으로 노즐을 이동시키도록 구성될 수 있다(예를 들어, 좌표 시스템 또는 원통형 좌표 시스템). 또한, 다른 경우들에서, 작동 시스템은 직각이 아닐 수 있는 3 개의 상이한 방향(예를 들어, 경사 좌표 시스템의 방향)을 통해 노즐을 이동시킬 수 있다.
이 논의의 목적을 위해, 인쇄 표면은 노즐이 인쇄되는 표면과 관련될 수 있다. 예를 들어, 노즐(118)이 트레이(112) 상에 직접 인쇄하는 경우, 인쇄 표면은 트레이(112)의 표면과 관련된다. 도 1의 실시예에서, 인쇄 표면(148)은 노즐 조립체(116)를 향해 상향으로 향하는 트레이(112)의 측면으로서 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 인쇄 표면(148)은 도 2에 도시된 바와 같이 노즐(118)에 의해 인쇄되는 물품 또는 물체의 표면 또는 측면을 포함할 수 있다. 인쇄 표면(148)은 일반적으로 편평하거나, 또는 실질적으로 만곡되어 있고 윤곽을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인쇄 표면(148)은 제1 방향(160)에 일반적으로 수직인 물체 또는 물품의 측면 또는 표면일 수 있다. 따라서, 인쇄 표면(148)은 노즐(118)로부터 압출되거나 또는 다른 방식으로 배출되거나 방출되는 복합 얀(composite yarn) 또는 다른 재료와 같은 인쇄 재료에 부착되는 물품의 표면을 지칭할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상이한 실시예들에서, 인쇄 시스템(100)은 센서 시스템(190)을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 센서 시스템(190)은 인쇄 시스템(100)과 독립적일 수 있음을 알아야 한다. 다시 말해서, 센서 시스템(190)은 인쇄 시스템(100)과 관련하여 사용되는 별개의 시스템일 수 있다. 센서 시스템(190)은 하우징(110) 내의 물품(130)의 다양한 특징들의 검출을 용이하게 하는 다양한 구성 요소들, 디바이스들, 및 시스템들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예가 센서 시스템(190)에 대한 특정 카메라 구성 요소 표시를 도시하고 있지만, 다른 실시예들은 임의의 기하학적 구조 및/또는 설계를 갖는 임의의 시스템을 사용할 수 있다. 센서 시스템의 모양과 크기는 인쇄될 물품의 유형, 인쇄 디바이스(102) 내에 형성될 수 있는 부품의 크기 및 모양, 하우징(110)의 배열 뿐만 아니라, 가능하면 다른 요인들을 포함하는 요인들에 따라서 변화될 수 있다.
특히, 센서 시스템(190)은 개구(142) 및 유형 부분(138)과 관련된 영역과 같은 다양한 표면 유형의 존재를 검출, 지도, 또는 그렇지 않으면 식별하기 위한 설비들을 포함할 수 있다. 센서 시스템(190)은 하우징(110) 내의 위치 이미징 디바이스(192)를 용이하게 하기 위해 임의의 수평 방향 및/또는 수직 방향(122)으로 이동할 수 있는(카메라 또는 다른 이미지 캡쳐 디바이스와 같은) 이미징 디바이스(192)를 더 포함할 수 있다. 이미지 캡쳐 디바이스는 일부 실시예들에서 물체의 이미지를 기록하고 및/또는 물체를 나타내는 데이터를 생성할 수 있다.
이를 위해, 센서 시스템(190)의 실시예들은 하우징(110) 내의 다양한 위치 및/또는 방향에서 이미징 디바이스(192)를 재위치시키기 위한 하나 이상의 트랙들, 레일들, 및/또는 유사한 설비들을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 센서 시스템(190)은 적절한 기록이 얻어질 수 있도록 물품 또는 물체를 정렬시키는 설비들을 포함할 수 있다.
실시예들은 또한 트랙 또는 레일을 따라 물체 또는 이미징 디바이스(192)를 이동시킬 수 있고 및/또는 서로에 대해 하나 이상의 트랙들 또는 레일들을 이동시킬 수 있는 스테퍼 모터 또는 서보 모터와 같은 임의의 종류의 모터들을 포함할 수 있다. 명확화를 위해, 이미징 디바이스(192)는 이미징 디바이스(192)를 이동시키는데 사용될 수 있는 임의의 구성 요소들과는 분리되어 도 1 및 도 2에 도시된다. 일부 실시예에서, 이미징 디바이스(192) 또는 센서 시스템(190)의 다른 구성 요소들은 이동 가능하지 않고 대신에 하우징(110) 내에 고정될 수 있다.
센서 시스템(190)의 일부는 필요한 데이터 캡쳐 및 특징 검출을 제공하기 위해 인쇄 시스템(100) 내의 다양한 위치에 배치될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 이미징 디바이스(192)는 가상 표시를 생성하기에 충분한 데이터를 기록하기 위해 인쇄 시스템(100) 내의 한 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있다. 상이한 실시예들에서, 합성 이미지를 합성하기 위해 함께 사용될 수 있는 다수의 이미지 캡쳐 디바이스들이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 2-5 이미지 캡쳐 디바이스들이 있을 수 있고, 다른 실시예들에서, 인쇄 시스템(100)에 걸쳐 배열된 5 개 이상의 이미지 캡쳐 디바이스가 있을 수 있다. 따라서, 이미지 캡쳐 디바이스에 의해 캡처 및/또는 생성된 데이터는 이미지 등록 프로세스를 통해 합성 이미지로 합성될 수 있으며, 결과 이미지는 다수의 공급원으로부터 획득된 제1 이미지 부분, 제2 이미지 부분, 제3 이미지 부분 등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 이미지 등록은 데이터 세트를 하나의 좌표 시스템으로 변환하는 프로세스이다. 따라서, 일 실시예에서, 이미지 등록은 동일한 장면의 2 이상의 이미지들을 정렬하는 프로세스이다. 이미지 또는 데이터는 하나의 공급원(예를 들어, 여러 위치로부터 이미지들을 취하는 단일 카메라) 또는 다수의 공급원에 의해 획득될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 프로세스는 하나의 이미지를 기준(기준 이미지 또는 고정된 이미지라고도 함)으로 지정하는 단계와, 그들이 기준과 정렬되도록 다른 이미지들에 기하학적 변환을 적용하는 단계를 포함한다. 기하학적 변환은 하나의 이미지의 위치를 다른 이미지의 새로운 위치에 맵핑할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 시스템(190)과 관련된 구성 요소들은 물품(130)을 고정된 위치 또는 방향으로 고정하도록 특별하게 적응될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 다양한 종류의 장착 디바이스들, 하네스(harnesses), 임시 접착제, 또는 하우징(110)에 대한 물품의 위치를 일시적으로 고정 또는 유지할 수 있는 다른 설비들을 포함할 수 있다. 이러한 설비들은 노즐(118)(및 그에 대응하여 인쇄 디바이스(102)의 다른 구성 요소들을 향하여) 또는 센서 시스템(190)을 향하여 물품의 특정 부분을 정밀하게 배향시키는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 이미징 디바이스가 신발의 물품에 대한 상부(134)와 같은 물품의 임의의 원하는 부분을 따라 데이터를 캡쳐하거나 스캔할 수 있도록 트레이(112) 위에 물품의 방향 및 위치를 고정시키는 하네스를 이용할 수 있다. 이러한 설비들은 또한 트레이(112)의 위치가 조절되거나, 또는 노즐(118)이 인쇄 재료를 물품(130) 상으로 압출 또는 방출할 때 물품이 움직이거나 움푹 들어간 경향을 감소시킬 수 있다.
따라서, 일부 실시예들에서, 물품(130)은 인쇄 전 및/또는 인쇄 중에 하우징(110)에서 스캐닝되거나 또는 그렇지 않으면 조사되거나 검사될 수 있다. 작동 시스템(114) 및 센서 시스템(190)은 인쇄 시스템(100)의 사용 중에 동시에 또는 독립적으로 작동될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 작동 시스템(114) 및 센서 시스템(190)은 인쇄 중에 서로 연동하여 작동할 수 있도록 이러한 방식으로 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이, 인쇄 시스템(100)은 인쇄 디바이스(102)로부터 정보를 제어 및/또는 수신하는 설비들을 포함할 수 있다. 이들 설비들은 컴퓨팅 시스템(104) 및 네트워크(106)를 포함할 수 있다. 일반적으로, "컴퓨팅 시스템"이라는 용어는 단일 컴퓨터의 컴퓨팅 리소스들, 단일 컴퓨터의 컴퓨팅 리소스들의 일부, 및/또는 서로 통신하는 2 이상의 컴퓨터들을 지칭한다. 이러한 임의의 리소스들은 하나 이상의 사용자들에 의해 조작할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 시스템(104)은 인쇄 시스템(100)과 독립적일 수 있음을 이해해야 한다. 다시 말해서, 컴퓨팅 시스템(104)은 인쇄 시스템(100)과 관련하여 사용되는 별개의 시스템일 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 시스템(104)은 하나 이상의 서버들을 포함할 수 있다. 몇몇 경우, 인쇄 서버는 인쇄 디바이스(102)를 제어 및/또는 통신하는 것에 주로 책임이 있으며, 별도의 컴퓨터(예를 들어, 데스크탑, 랩톱, 또는 태블릿)는 사용자와의 상호 작용을 용이하게할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 시스템(104)은 자기, 광학, 광 자기, 및/또는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리를 포함하는 메모리를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 저장 디바이스들을 포함할 수 있다.
도 1의 예시적인 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(104)은 중앙 처리 디바이스(185), 뷰잉 인터페이스(186)(예를 들어, 모니터 또는 스크린), 입력 디바이스들(187)(예를 들어, 키보드 및 마우스), 및 소프트웨어(180)를 포함할 수 있다. 소프트웨어(180)가 컴퓨팅 시스템(104)에 저장되는 것으로 도 1에 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서 소프트웨어(180)는 다른 위치로부터 액세스될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예들에서, 소프트웨어(180)는 인쇄 구조물의 CAD(computer-aided design) 표시(189)를 설계하기 위해 사용될 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 인쇄된 구조물의 CAD 표시(189)는 구조의 기하학적 형상에 관한 정보 뿐만 아니라 구조물의 다양한 부분을 인쇄하는 데 필요한 재료와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
상이한 실시예들에서, 소프트웨어(180)는 센서 시스템(190)을 포함하는 컴퓨팅 시스템(104)과 인쇄 디바이스(102) 간의 상호 작용을 용이하게 하기 위해 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어 컴퓨팅 시스템(104)은 이미지 에지 검출 소프트웨어 또는 다른 유형의 분류 소프트웨어, 이미지를 수신하기 위해 소프트웨어로 구성된 프로세서, 및 비유형 부분(예를 들어, 개구(142))에 대해 유형 부분(138)을 포함하는 이미지의 구역들을 분해 및/또는 결정하는 프로세스를 포함할 수 있다. 본 설명의 목적을 위해, 이 작업 또는 프로세스는 이미지 차별이라고도 칭할 수 있다. 일 실시예에서, 인쇄 시스템(100)은 인쇄로부터 제외될 영역들을 식별하기 위해서 가상 마스크를 생성할 수도 있다. 가상 마스크는 도 5 내지 도 19와 관련하여 추가로 논의될 것이다.
일 실시예에 따르면, 이미징 디바이스(192)는 실시간 비디오 공급 또는 다른 실시간 데이터를 포함하는 실시간 비디오 입력 공급원을 제공할 수 있다. 대안적으로, 이미징 디바이스(192)는 사전 기록된 비디오 데이터를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 이미징 디바이스(192)는 적외선 이미징 데이터 및/또는 다른 열 검출 정보를 포함하는 열 검출 정보를 제공할 수 있다. 당업자는 다른 이미지 데이터가 이미지 캡쳐 프로세스 동안 다양한 지점에서 수집되고 처리될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상이한 실시예들에서 이미징 디바이스(192)는 다양한 물체들로부터 정보를 캡쳐하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 인쇄 시스템(100)은 임의의 비디오 소스 및 이미지를 인식하기에 충분히 명확한 임의의 해상도를 인식할 수 있다. 당업자라면 다양한 유형의 이미징 디바이스들이 구현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
다른 실시예들에서, 컴퓨팅 시스템(104)은 또한 물품(130)과 같은 물체의 에지를 결정하는 설비들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에지(194)는 이미지의 밝기의 변화가 있는 물품(130)의 일부이다. 예를 들어, 이미징 디바이스(192)에 의해 촬영된 이미지는 실시간 분석에서 유형 부분(138)이 배경과 분리되거나 또는 구별되도록 처리될 수 있다. 다른 실시예에서, 처리는 이미지가 캡쳐된 후에 발생할 수 있다. 따라서, 이미지의 상이한 양태를 식별하기 위한 다양한 에지 검출 또는 다른 기술들이 이용될 수 있다. 일부 실시예들은 Powles 등에 의해 "표적 광고를 위한 시스템 및 방법(Systems and methods for targeted advertising)"이라고 하는 발명의 명칭으로 2009년 7월 30일자로 발행된 미국 특허 공개 번호 제2009/0192874호에 기술된 특징들을 이용할 수 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 인용되어 있다. 다른 실시예들은 Moesle 등에 의해 "이미지 내의 에지들을 검출하는 방법 및 시스템(Method and system for detecting edges within an image)"이라고 하는 발명의 명칭으로 2010년 9월 29일자로 출원된 미국 특허 제8,538,163호에 기술된 특징들을 이용할 수 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 인용되어 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 시스템(104)은 네트워크(106)를 통해 인쇄 디바이스(102)와 직접 접촉할 수 있다. 네트워크(106)는 컴퓨팅 시스템(104)과 인쇄 디바이스(102) 간의 정보 교환을 용이하게 하는 유선 또는 무선 설비들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크(106)는 네트워크 인터페이스 제어기들, 중계기들 허브들, 브리지들, 스위치들, 라우터들, 모뎀들 및 방화벽들과 같은 다양한 구성 요소들을 더 포함할 수 있다. 일부의 경우, 네트워크(106)는 2 이상의 시스템들, 디바이스들, 및/또는 인쇄 시스템(100)의 구성 요소들 간의 무선 통신을 용이하게 하는 무선 네트워크일 수 있다. 무선 네트워크들의 예시들은 무선 개인 구역 네트워크들(예를 들어, 블루투스를 포함함), 무선 로컬 구역 네트워크들(IEEE 802.11 WLAN 표준을 이용하는 네트워크들을 포함함), 무선 메시 네트워크들, 및 모바일 디바이스 네트워크들, 뿐만 아니라 다른 종류의 무선 네트워크들을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 다른 경우에, 네트워크(106)는 트위스트 페어 와이어들, 동축 케이블들, 및 광섬유들에 의해 신호들이 용이하게 되는 네트워크들을 포함하는 유선 네트워크일 수 있다. 또 다른 경우에는 유선 및 무선 네트워크들 및/또는 연결들의 조합이 사용될 수 있다.
예시의 목적상, 인쇄 시스템(100)의 구성 요소들, 디바이스들 및 시스템들이 도 1에 개략적으로 도시됨을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 실시예들은 작동 시스템(114), 센서 시스템(190), 컴퓨팅 시스템(104), 네트워크(106), 및 노즐 조립체(116)의 동작을 용이하게 하는 특정 부품들, 구성 요소들, 및 디바이스들을 포함하는 도시되지 않은 추가의 설비들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작동 시스템(114)은 몇 개의 트랙들 또는 레일들을 포함하는 것으로 개략적으로 도시되어 있지만, 작동 시스템(114)을 포함하는 특정 구성 및 부품의 수는 일 실시예에서 다른 실시예로 변화될 수 있다.
인쇄 시스템(100)은 몇몇 실시예들에서 2차원(2D) 인쇄 프로세스를 사용하여 하나 이상의 인쇄된 이미지들을 형성하기 위해 다음과 같이 동작될 수 있다. 이러한 개시의 목적상, 2D 인쇄는 기판 또는 다른 표면 상에 2D 이미지를 묘사하는 것을 말한다. 다른 실시예들에서, 인쇄된 구조물들은 3차원(3D) 인쇄, 또는 첨가물, 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다.
도면에 도시된 3D 인쇄 실시예들의 일부가 필라멘트 융합 제조 인쇄 기술들을 사용하는 시스템을 도시하고 있지만, 여전히 다른 실시예들이 하나 이상의 상이한 3D 인쇄 기술들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 인쇄 시스템(100)은 태그 및 드래그의 경우에서 기술된 바와 같이 트랙 및 드래그 인쇄 방법을 사용할 수 있다. 또한, 다른 실시예들은 필라멘트 융합된 제조와 다른 유형의 2D 또는 3D 인쇄 기술의 조합을 통합하여 특정 인쇄된 구조 또는 부품에 대해 원하는 결과들을 달성할 수 있다. 본 명세서에 기술된 기술들은 또한 2D 인쇄기 시스템들(예를 들어, 잉크젯 등) 및/또는 3D(예를 들어, 부가적인 제조) 및 프로세스들을 이용할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
상이한 실시예들에서, 인쇄 디바이스(102)는 잉크, 열가소성 수지(예를 들어, 폴리 락트산 및 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌), 고밀도 폴리에틸렌, 공융 금속(eutectic metals), 탄성 고무(rubber), 점토(금속 점토를 포함함), 실내 온도 가황 실리콘(RTV 실리콘), 및 도자기(porcelain) 뿐만 아니라 당업계에 알려진 가능한 다른 종류의 재료들을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는 2D 이미지 및/또는 3D 부품들을 형성하기 위해 다양한 상이한 재료들을 사용할 수 있다. 2 개 이상의 상이한 인쇄 또는 압출된 재료들이 부품을 형성하는데 사용되는 실시예들에서, 전술한 임의의 2 개 이상의 재료들이 사용될 수 있다.
몇몇 경우에, 컴퓨팅 시스템(104)은 인쇄 패턴 또는 구조물을 설계하는데 사용될 수 있다. 이것은 어떤 유형의 CAD 소프트웨어, 또는 다른 종류의 소프트웨어를 사용하여 수행할 수 있다. 그 다음, 디자인은 인쇄 디바이스(102)(또는 인쇄 디바이스(102)와 통신하는 관련 인쇄 서버)에 의해 해석될 수 있는 정보로 변환될 수 있다. 경우에 따라서, 디자인을 3D 인쇄 가능한 파일(예를 들어, 광조형술 파일(STL file))로 변환할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서, 인쇄된 구조물들은 하나 이상의 물품(130)에 직접 인쇄될 수 있다. "물품"이란 용어는 신발류 용품(예를 들어, 신발) 및 의류 용품(예를 들어, 셔츠 및 바지) 뿐만 아니라 다양한 다른 물체를 포함하는 것을 의미한다. 개시된 실시예들이 직물(textiles)과 관련하여 설명되었지만, 개시된 실시예들은 의류, 의류용 장비, 또는 다른 물체의 임의의 물품에 추가로 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 개시된 실시예들은 모자(hats), 모자(caps), 셔츠, 유니폼(jerseys), 자켓, 양말, 반바지, 바지, 속옷(undergarments), 운동 보조 의류, 장갑, 손목/팔 밴드, 슬리브, 머리띠, 임의의 니트 재료, 임의의 우븐 재료(woven material), 임의의 비우븐 재료(nonwoven material), 스포츠 장비 등에 적용될 수 있다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 사용된 바와 같이, "의류 용품"이라는 용어는 모자, 모자, 셔츠, 유니폼, 재킷, 양말, 반바지, 바지, 속옷, 운동 지원 의류, 장갑, 손목/팔 밴드, 슬리브, 머리띠, 임의의 니트 재료, 임의의 우븐 재료, 임의의 비우븐 재료 등 뿐만 아니라 임의의 신발류 용품을 포함하는 의류 또는 의류를 의미할 수 있다. 이 명세서 전체에 걸쳐서 사용된 용어 "의류 용품", "의류", "신발류 용품" 및 "신발류"는 직물, 천연 직물, 합성 직물, 니트(knit), 우븐 재료, 비우븐 재료, 메쉬, 피혁, 합성 피혁, 중합체, 탄성 고무, 및 폼(foam)을 지칭할 수도 있다.
또한, 다른 비직물 재료로 만들어진 물체는 또한 인쇄 시스템(100)에서 인쇄 표면(148)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 물품(130)은 신발류, 헬멧, 장갑, 또는 다른 물품을 포함할 수 있다. 특히, 몇몇 경우에 있어서, 인쇄 디바이스(102)는 직물, 천연 직물, 합성 직물, 니트, 우븐 재료, 비우븐 재료, 메쉬, 가죽, 합성 피혁, 중합체, 탄성 고무, 및 폼, 또는 이들의 임의의 조합 등의 다양한 재료들의 표면 상에 인쇄할 수 있다. 예를 들어, 개시된 방법들은 수지, 아크릴, 열가소성 재료, 또는 잉크 재료를 직물, 예를 들어, 재료가 직물에 접착되거나 결합되고, 굽힘, 압연, 가공, 또는 추가적인 조립 프로세스 또는 단계들의 적용을 받는 경우에 일반적으로 재료가 박리되지 않는, 니트 재료 상에 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 이 명세서 전체에 걸쳐서 사용되는 용어 "직물"은 일반적으로 임의의 직물, 천연 직물, 합성 직물, 니트, 우븐 재료, 비우븐 재료, 메쉬, 가죽, 합성 가죽, 중합체, 탄성 고무, 폼, 및 이들의 조합으로부터 선택된 재료들을 지칭하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 물품(130)의 수평 또는 수직 위치는 센서 시스템(190)을 사용하여 조정될 수 있다. 센서 시스템(190)은 인쇄 시스템(100)에 더 큰 자동화를 제공하기 위해 컴퓨팅 시스템(104)과 함께 동작할 수 있다.
전술한 바와 같이, 노즐(118)은 다양한 재료들을 압출 또는 방출하도록 구성된다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 노즐(118)은 실질적으로 신장된 연속 복합 실(yarn)과 같은 인쇄 재료(202)를 압출할 수 있거나, 또는 노즐(118)은 다수의 신장된 연속 복합 실 세그먼트들을 압출할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 인쇄 재료(202)는 내열성 재료(melt resistant material) 및/또는 열 성형 가능한 재료(heat moldable material), 또는 다른 유형의 잉크를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 열 성형 가능한 재료는 열가소성 재료를 포함한다. 일부 실시예들에서, 복합 실은 적어도 부분적으로 열가소성 재료로 형성된다.
그러나, 다른 실시예들에서, 인쇄 재료(202)는 작은 방울(droplets) 형태로 노즐(118)을 통해 배출되거나 다른 방식으로 방출될 수 있음에 유의해야 한다. 일부 경우에 있어서, 작은 방울은 이전에 기술된 인쇄 재료(예를 들어, 잉크)를 포함할 수 있다. 당업자는 작은 방울들의 형태가 노즐(118)로부터 방출되거나 달리 방출되는 실제 재료에 따라 변할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 일부 실시예들에서, 작은 방울은 임의의 점성 액체 재료 또는 심지어 반고체 재료일 수 있다. 일 실시예와 일관되게, 작은 방울은 인쇄 시스템(100)에 사용하기에 적합한 임의의 바람직한 재료 또는 상일 수 있다.
예시된 방법들은 다양한 디바이스들 상에 구현될 수 있고, 다양한 재료들을 이용할 수 있고, 상이한 유형들의 인쇄 표면들을 사용할 수 있다. 따라서, 도 1 내지 도 19에 도시된 예시적인 방법들은 설명의 목적만을 위한 것이다. 일부 실시예들에서, 인쇄는 이전에 제작 또는 제조되거나, 또는 부분적으로 제조된 물품(130)에 대해 발생할 수 있고, 인쇄는 제조후 발생할 수 있다. 이것은 물품(130)의 커스터마이징이 보다 신속하게 처리될 수 있을 뿐만 아니라 보다 비용면에서 효율적이게 한다. 또한, 인쇄 시스템(100)은 다양한 재료들을 포함하는 표면을 포함하는 물품(130)의 다수의 표면 및 곡선을 포함하는 디자인의 형성을 허용할 수 있고, 더 매끄러운 디자인 외관을 제공할 수 있다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들에 대한 일반적인 소개로서, 흐름도는 도 3에 제공된다. 인쇄하기 전에, 물품은 트레이 상에 위치되거나 또는 제1 단계 310에서 하우징 내에 고정될 수 있다. 그 다음, 물체는 제2 단계 320에서 센서 시스템에 의해 물체에 관해 수집된 데이터를 스캔하거나 달리 수집할 수 있다. 제3 단계 330에서, 데이터는 물체를 검사하고 인쇄에서 제외될 구역을 결정하기 위해 컴퓨팅 시스템에 의해 사용될 수 있다. 제4 단계 340에서, 가상 마스크(이후에 더 상세히 설명됨)가 컴퓨팅 시스템에 의해 생성될 수 있다. 일단 인쇄 프로세스가 시작되면(예를 들어, 사용자에 의해), 인쇄 디바이스는 재료를 물품 상에 퇴적하기 시작할 수 있다. 인쇄 시스템은 제5 단계 350에서 가상 마스크에 의해 배제되지 않은 구역들에 인쇄를 제한하기 위해 가상 마스크를 사용할 수 있다. 제6 단계 360에서, 물체 위에 인쇄가 완료된다.
이 프로세스에 대한 보다 상세한 설명은 도 4 내지 도 19와 관련하여 아래에 제공된다. 편의의 목적상, 인쇄 시스템(100)의 일부 구성 요소들은 다음의 도면들에 도시되지 않았다. 따라서, 도 4, 도 5, 및 도 7 내지 도 17은 단지 예시의 목적을 위한 것이며, 도 1 및 도 2에 대하여 전술한 구성 요소들은 도면들에 도시되지 않은 이하의 설명에 포함되거나 참조될 수 있다.
도 4를 참조하면, 이미지 캡쳐 프로세스(400)의 일 실시예가 도시된다. 일부 실시예들에서, 물품 또는 물체의 적어도 일부분의 초기 이미지 캡쳐(489)는 센서 시스템(190)의 이미지 디바이스(192)에 의해 기록될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 초기 이미지 캡쳐(489)는 물품이 개구(142) 및 유형 부분(138)을 포함하는 물품(도시되지 않음)의 일부를 나타낸다. 처리는 뷰잉 인터페이스(186) 상에 도시된 CAD 표시(189)에 의해 나타낸 바와 같이 일부 실시예들에서 컴퓨팅 시스템(104)을 사용하여 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 초기 이미지 캡쳐(489)는 물체에 관한 데이터를 획득하고 물품의 가상 표시를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(104)은 전술한 바와 같이 다양한 에지 검출 및 식별 프로세스들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(104)은 이미지 또는 데이터를 수신하고, 에지 검출 프로세스를 적용하고, 물체의 이미지 또는 가상 표시를 하나 이상의 영역으로 분해할 수 있다. 일 실시예에서, 다중 영역은 각각 물체의 상이한 부분을 나타낸다.
컴퓨팅 시스템(104)은 일부 실시예들에서 가상 마스크(도 5 및 도 6을 참조하여 추가로 설명됨)를 생성하는데 사용될 수 있는 처리된 이미지(410) 또는 가상 표시를 생성할 수 있다. 영역은 일 실시예에서 "인쇄 구역"(438) 또는 "인쇄되지 않는 구역"(442)으로 분류될 수 있다. 이 설명의 목적상, 인쇄 구역(438)은 인쇄가 허용되는 물체의 부분(즉, 인쇄 가능한 구역)을 나타낼 수 있고, 인쇄되지 않는 구역(442)은 인쇄가 배제되는 물체의 부분을 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 인쇄되지 않는 구역은 인쇄가 금지된 구역이다. 어떤 경우에는 식별된 임의의 인쇄 구역(438)이 없을 수도 있고, 다른 경우에는 식별된 임의의 인쇄되지 않는 구역(442)이 없을 수도 있음을 이해해야 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 처리된 이미지(410)의 인쇄 구역(438)의 각각은 초기 이미지 캡쳐(489)의 개구(142)의 각각에 대응할 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 인쇄 구역(438)은 각각의 유형 부분(138)에 대응할 수 있다. 다시 말해서, 본 명세서에서 설명된 인쇄 시스템은 인쇄가 발생할 수 있는 구역 및 인쇄가 발생하지 않아야하는 구역을 검출하고, 이에 따라 노즐(118)(도시되지 않음)의 출력을 조정하는 설비들을 포함할 수 있다.
인쇄 금지로 지정된 구역은 사용자에 의해 수동으로 입력될 수 있거나, 또는 지정이 자동화된 방식으로 발생할 수 있도록 컴퓨팅 시스템(104)에 프로그래밍되거나 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 식별 프로세스 및/또는 가상 마스크의 생성은 실시간으로(즉, 인쇄 도중 또는 인쇄 재료가 배출된 후에) 발생할 수 있거나 또는 인쇄 전에 생성될 수 있다.
도 5 및 도 6은 이미지 판별 프로세스의 동작의 일 실시예를 도시한다. 도 5에서, 센서 시스템(190)(도시되지 않음)은 물품(500)의 일부분의 디지털화된 이미지(550)를 캡쳐한다. 본 명세서의 목적상, 디지털화는 이미지를 컴퓨팅 시스템에 의해 처리될 수 있는 디지털 형태로 변환하는 프로세스를 지칭할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 센서 시스템(190)은 물품(500)의 이미지를 캡쳐링하여 전체 화상 구역을 다수의 상대적으로 작은 서브 구역을 포함하는 행 및 열로 분할할 수 있다. 도 5 및 도 6의 실시예에서, 수치 데이터의 이러한 디지털 구성은 픽셀들(520)로 지칭될 것이다. 픽셀(520)은 이미지의 표면 구역의 일 부분의 디지털 숫자 적색-녹색-청색(RGB) 색상 데이터(숫자)를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 일부 실시예들에서, 픽셀들의 행 및 열 배열은 컴퓨팅 시스템(104)에 의해 생성될 수 있다. 각각의 픽셀은 일반적으로 프레임 구역으로부터 샘플링된 색상으로서 저장되기 때문에, 픽셀들은 이미지 구별 프로세스 동안 인쇄 시스템(100)에 의해 이용될 수 있다. RGB 색상 식별은 이미지 데이터를 디지털 방식으로 처리 및/또는 저장하는 하나의 수단의 예시에 불과하며, 다른 프로세스는 당업자에게 공지된 바와 같이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
따라서, 일부 실시예들에서, 이미지 파일은 행 및 열의 이미지 그리드 내의 모든 RGB 픽셀 또는 위치에 대한 3 개의 색상 값을 포함하는 컴퓨팅 시스템(104)에 의해 생성될 수 있다. 데이터는 또한 행과 열의 파일로 구성된다. 파일 포맷들은 다른 실시예들에서 변할 수 있다. 일부 예시들에는 BMP, JPEG, GIF, PNG, TIFF, PICT, 및 기타 이미지 파일 포맷들이 포함된다. 이어서, 뷰잉 소프트웨어는 행과 열의 그리드 내의 행들 중 하나를 따라 및 열들 중 하나를 따라 각각의 위치를 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 픽셀들의 사용은 이미지를 구성하거나 또는 포함하는 픽셀들의 "그리드"의 가상 구성을 의미한다는 것을 이해해야 한다.
도 5에서, 예시의 목적으로, 제1 픽셀(502), 제2 픽셀(504), 제3 픽셀(506), 제4 픽셀(508), 및 제5 픽셀(510)을 포함하는 픽셀들(520)의 행의 일부의 실시예가 식별된다. 제1 픽셀(502), 제2 픽셀(504) 및 제3 픽셀(506)은 유형 부분들(138)과 관련된다. 제4 픽셀(508) 및 제5 픽셀(510)은 개구(142)와 관련된다. 일부 실시예에서, 각각의 픽셀은 물품(500)의 고유하거나 또는 특정의 위치, 구역, 또는 부분에 대응하거나 또는 나타낸다. 따라서, 일 실시예에서, 제1 픽셀(502)은 물품(500) 상의 제1 구역을 나타낼 수 있고, 제2 픽셀(504)은 제1 구역과 제2 구역이 상이하도록 물품(500)상의 제2 구역을 나타낼 수 있다.
도 6에서, 도 5에 식별된 픽셀들을 열거하는 매트릭스가 도시되어 있고, 디지털화된 이미지의 각각에는 픽셀들의 위치, 픽셀에 할당된 색상 값 뿐만 아니라, 그 결과로서 픽셀의 인쇄 구역(예) 또는 인쇄되지 않는 구역(아니오)으로의 분류를 나타낸다. 픽셀 수, 각 픽셀의 위치 값, 색상 값, 및 인쇄 구역 또는 인쇄되지 않는 구역으로의 분류를 포함하는 매트릭스는 단지 일례로서 제공되고, 도 6에 포함된 값들 이외의 값들은 매트릭스에 열거될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 픽셀(502), 제2 픽셀(504) 및 제3 픽셀(506)은 인쇄 구역으로 지정되거나 분류되고, 제4 픽셀(508) 및 제5 픽셀(510)은 인쇄되지 않는 구역으로 지정되거나 분류된다. 이러한 분류의 결과로서, 가상 마스크는 컴퓨팅 시스템(104)에 의해 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 가상 마스크는 처리되거나 또는 디지털화된 이미지 상에 중첩될 수 있거나 그렇지 않으면 물체에 관한 원래의 데이터에 적용될 수 있다. 본 개시의 목적상, 가상 마스크는 시뮬레이션되는 마스크이거나 또는 디지털 마스크일 수 있고, 또한 물리적으로 존재하지 않을 수 있다. 가상 마스크는 일부 실시예들에서 이미지의 부분을 실질적으로 "차단"할 수 있다. 일 실시예에서, 가상 마스크는 디지털화된 이미지의 형상에 실질적으로 대응하는 형상 또는 윤곽을 포함할 수 있지만, 비인쇄 구역으로 식별되고 분류된 임의의 영역은 일정한 사전 선택된 색상 또는 기타의 그래픽과 같은 제한적인 컨텐츠 유형으로 채워진다. 일부 실시예들에서, 가상 마스크는 이미지 판별 프로세스 동안 자동으로 생성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 가상 마스크는 사용자에 의해 디지털화된 이미지 상에 중첩될 수 있다.
예를 들어, 가상 마스크는, 인쇄 시스템이 인쇄 디자인에 관계없이 인쇄하지 않는 구역에서 인쇄를 피하도록 해석하거나 그렇지 않으면 지시되도록, 처리된 이미지의 인쇄되지 않는 구역의 영역을 광 흡수 색상(예를 들어, 흑색)이 될 색상 또는 패턴, 또는 임의의 다른 특수 패턴으로 채우거나 또는 그렇지 않으면 중첩될 수 있다. 일 실시예에서, 가상 마스크의 사용은 트레이(112)(도시되지 않음)의 영역 또는 인쇄를 필요로 하지 않는 다른 표면 상에 인쇄하는 것을 피할 수 있다. 따라서, 인쇄 자원을 보존할 수 있고, 인쇄가 더 효율적일 수 있고, 인쇄 구역의 정리가 최소화될 수 있고, 인쇄 블리딩이 감소될 수 있고, 및/또는 일부 실시예들에서 이미지 또는 인쇄 결과가 최적화될 수 있다.
도 7 내지 도 10은 2D 인쇄 동안 가상 마스크를 포함하는 인쇄 프로세스의 실시예를 도시한다. 도 7에서, 인쇄 디자인(700)의 예시가 도시된다. 인쇄 디자인(700)은 인쇄 프로세스 중에 인쇄 시스템(100)에 프로그래밍, 선택, 업로드, 또는 다른 방식으로 입력될 수 있다. 도시된 바와 같이, 인쇄 디자인(700)은 원형 도트(702)의 반복 패턴이다. 다른 실시예들에서, 인쇄 디자인(700)은 2D 및 3D 디자인을 포함하는 임의의 디자인을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 논의된 바와 같은 이미지 캡쳐 프로세스는 물품(720)의 일부의 처리된 이미지(710)를 생성할 수 있다. 처리된 이미지(710)는 인쇄 구역(438) 및 개구 영역(442)을 포함한다. 따라서, 일 실시예에서, 처리된 이미지(710)는 인쇄를 피하기 위한 구역을 식별하기 위해 인쇄 중에 인쇄 시스템(100)에 의해 이용될 수 있는 가상 마스크를 형성하는데 사용될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 노즐(118)은 인쇄 표면(148)을 따라 인쇄 재료(202)를 퇴적하기 시작했다. 물품(720)은 개구(142) 및 유형 부분(138)을 포함한다. 인쇄 시스템(100)은 처리된 이미지(710)로부터 생성된 가상 마스크를 오버레이하거나 또는 다른 방법으로 참조할 수 있다. 일 실시예에서, 인쇄 표면(148)은 기판의 표면 또는 물품(720)의 재료 부분일 수 있다.
도 8에서, 노즐(118)은 일반적으로 세로 방향(124)으로 물품(720)의 일 측면을 따라 이동하여 도트(702)를 퇴적시킨다. 도 8에 도시된 바와 같이, 도트(702)는 인쇄 구역(즉, 유형 부분(138))으로서 특징 지워지는 인쇄 표면(148) 상에만 퇴적된다. 다시 말해서, 도트(702)의 연속 패턴을 포함하는 도 7에 도시된 인쇄 디자인(700)을 포함함에도 불구하고, 인쇄 디자인(700)의 인쇄는 인쇄 표면(148) 또는 인쇄 구역으로서 인쇄 시스템(100)에 의해 식별된 영역으로 제한된다. 이것은 도 9 및 도 10에 더 도시된다. 도 9에서, 물품(720)의 대다수에 걸쳐 세로 방향(124) 및 가로 방향(126)의 모두에서 인쇄가 발생하였다. 물품(720)에 대한 인쇄는 도 10에서 완료되고 있다. 도 9 및 도 10의 모두에서, 인쇄는 인쇄 구역으로서 식별된 구역들(즉, 유형 부분들(138)과 관련되는 구역들)로 제한된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 각 개구(142)와 관련된 트레이(112)의 구역은 인쇄되지 않은 채로 유지된다.
도 11 내지 도 15는 본 명세서에 기재된 바와 같은 인쇄 프로세스의 또 다른 가능한 실시예를 도시한다. 도 11은 직물(1100)의 일 실시예이다. 직물(1100)은 유형 부분(1138)에 의해 둘러싸여 있거나 경계 지어진 6 개의 개구(1142)를 포함한다. 개구(1142)는 제1 개구(1102), 제2 개구(1104), 제3 개구(1106), 제4 개구(1108), 제5 개구(1110), 및 제6 개구(1112)를 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 각 개구는 상이한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 개구(1102)는 일반적으로 별 모양이고, 제2 개구(1104)는 일반적으로 오각형 모양이고, 제3 개구(1106)는 일반적으로 번개 모양(lightening shaped)이고, 제4 개구(1108)는 일반적으로 별 모양이며, 제5 개구(1110)는 일반적으로 하트 모양이며, 제6 개구(1112)는 일반적으로 원형 모양이다. 따라서, 개구(1142)는 예리한 에지 및/또는 곡선, 및 다양한 기하학적 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 개구(1142)는 도시된 것보다 크거나 작을 수 있고, 다른 규칙적이거나 또는 불규칙한 모양을 포함할 수 있다.
도 12는 도 11의 직물(1100)을 나타내는 처리된 이미지(1200)의 실시예이다. 도 12에서, 개구 영역(1242) 및 유형 영역(1238)이 도시되어 있다. 개구 영역(1242)은 제1 개구 영역(1202), 제2 개구 영역(1204), 제3 개구 영역(1206), 제4 개구 영역(1208), 제5 개구 영역(1210) 및 제6 개구 영역(1212)을 포함한다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 직물(1100)의 제1 개구(1102)는 처리된 이미지(1200)의 제1 개구 영역(1202)에 대응한다. 이와 유사하게, 제2 개구(1104)는 제2 개구 영역(1204)에 대응하고, 제3 개구(1106)는 제3 개구 영역(1206)에 대응하고, 제4 개구(1108)는 제4 개구 영역(1208)에 대응하고, 제5 개구(1110)는 제5 개구 영역(1210)에 대응하고, 제6 개구(1112)는 제6 개구 영역(1212)에 대응한다. 따라서, 처리된 이미지(1200)는 인쇄 구역(유형 영역(1238)과 관련됨)과 인쇄되지 않은 구역(개구 영역(1242)과 관련됨) 사이를 구분하는 일부 실시예들에서 직물(1100)의 특정 구역의 디지털 표시일 수 있다.
다시 말해서, 인쇄 디자인이 인쇄 시스템(100)에 의해 처리될 때, (예를 들어, 처리된 이미지(1200)를 사용하여) 생성된 가상 마스크는 어느 구역이 인쇄되지 않을지를 인쇄 시스템에 표시하거나 또는 그렇지 않으면 통보하는데 사용될 수 있다. 따라서, 이 프로세스를 사용하여, 실제 사용되는 인쇄 디자인에 관계없이 인쇄 시스템에 의해 식별되고 인쇄 구역으로 목표가 정해진 구역 만이 인쇄 재료를 수신할 것이다.
예를 들어, 도 13에는 인쇄 디자인(1300)이 도시되어 있다. 인쇄 디자인(1300)은 이미지를 가로 질러 연장하는 일련의 끊어지지 않거나 또는 연속적인 곡선(1310)을 포함한다. 인쇄 디자인(1300)은 다양한 크기의 곡선(1310) 및 디자인 구역의 다양한 부분에 걸쳐 연장되는 곡선(1310)을 포함한다. 도 13의 실시예에서, 곡선들(1310)은 제1 곡선(1302)을 포함한다.
비교를 제공하기 위해, 기술된 바와 같이 가상 마스크를 사용하지 않는 인쇄 시스템의 일 예시에서, 도 13의 인쇄 디자인(1300)은 표면 유형에 상관없이 또는 목표 인쇄 구역에 실제로 기판이 존재하는지 여부에 관계없이 표면 상에 인쇄될 수 있다. 예를 들어, 도 14에서, 제1 인쇄 직물(1400)의 일 실시예가 도시된다. 인쇄 디자인(1300)은 인쇄 표면(148) 상에 퇴적된다. 인쇄 표면(148)은 유형 부분(1138)과 개구(1142)의 모두와 관련된 구역을 포함하여 제1 인쇄 직물(1400)의 에지에 의해 경계 지워지는 전체 영역을 포함한다. 따라서, 도 14의 예시에서, 트레이(112)는 인쇄 재료(202)의 타겟일 수 있다.
그러나, 가상 마스크를 이용하는 실시예들에서, 도 13의 인쇄 디자인(1300)은 트레이(112)가 인쇄 표면으로 더 이상 분류되지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 있어서, 가상 마스크로부터의 정보가 인쇄 프로세스에 포함되므로, 특정 구역은 인쇄가 차단된다. 다시 말해서, 일부 실시예들에서, 제2 인쇄 직물(1500)의 개구(1142)는 회피되거나 배제되는 반면, 유형 부분(1138)은 인쇄된다. 따라서, 인쇄 표면(148)을 나타내는 유형 부분(1138)이 일반적으로 인쇄 디자인(1300)의 대응하는 섹션(도 13에 도시됨)과 일치하는 인쇄 재료(202)를 포함하는 반면, 인쇄되지 않은 구역(예를 들어, 개구(1142))과 관련된 트레이(112)의 구역은 인쇄 재료(202)가 명료하게 유지된다.
가상 마스크의 사용은 인쇄 프로세스의 전체 비용(예를 들어, 잉크, 청소, 사후 처리)을 감소시키거나 허용하도록 인쇄를 보다 효율적으로 수행하도록 허용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 기술들은 고르지 않은 표면, 갭, 또는 다른 불규칙성을 갖는 물품을 포함하는 다양한 물품들에 다양한 디자인을 적용할 수 있게 한다. 예를 들어, 인쇄 구역으로 분류된 표면만이 인쇄 재료를 수용하기 때문에, 인쇄 전에 인쇄 표면의 유형을 수용하기 위해 원하는 인쇄 디자인를 변경하거나 조정할 필요가 없다. 또한, 물품의 사후 제조 사용자 정의가 더 쉽고 빠를 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 또한 3D 인쇄를 지향할 수 있다. 도 16 및 도 17은 3D 인쇄 동안 가상 마스크를 포함하는 인쇄 프로세스의 실시예를 도시한다. 도 16에서, 인쇄 디자인(1600)의 예시가 도시된다. 인쇄 디자인(1600)은 인쇄 프로세스 중에 인쇄 시스템에 프로그래밍, 업로드, 또는 다른 방식으로 입력될 수 있다. 도시된 바와 같이, 인쇄 디자인(1600)은 구름 장식(1602)의 반복 패턴이다. 다른 실시예들에서, 인쇄 디자인(1600)은 2D 및 3D 디자인들을 포함하는 임의의 디자인을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 논의된 바와 같은 이미지 캡쳐 프로세스는 물품(1620)의 일부의 처리된 이미지(1610)를 생성할 수 있다. 처리된 이미지(1610)는 인쇄 구역(438) 및 개구 영역(442)을 포함한다. 따라서, 일 실시예에서, 처리된 이미지(1610)는 인쇄를 피하기 위한 구역을 식별하기 위해 인쇄 중에 인쇄 시스템(100)에 의해 이용될 수 있는 가상 마스크로서 사용될 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 노즐(118)은 인쇄 표면(148)을 따라 3차원 인쇄 재료(202)를 퇴적하기 시작하였다. 일 실시예에서, 인쇄 표면(148)은 물품(1620)의 기판으로 이루어질 수 있다. 물품(1620)은 개구(142) 및 유형 부분(138)을 포함한다. 인쇄 시스템(100)은 처리된 이미지(1610)로부터 생성된 가상 마스크를 오버레이하거나 그렇지 않으면 다른 방법으로 참조할 수 있다.
도 17에서, 노즐(118)은 구름 장식(1602)을 퇴적한 물품(1620)의 다수의 측면을 따라 이동된다. 인쇄는 물품(1620)의 대부분을 가로 질러 세로 방향(124) 및 가로 방향(126)의 모두에서 발생하였다. 도 17에 도시된 바와 같이, 구름 장식물(1602)은 인쇄 구역으로 특성화된 유형 부분(138)에만 퇴적된다. 다시 말해서, 구름 장식(1602)의 연속 패턴을 포함하는 도 16에 도시된 인쇄 디자인(1600)의 적용에도 불구하고, 인쇄 디자인(1600)의 구조물의 인쇄는 인쇄 표면(148)으로서 인쇄 시스템(100)에 의해 식별된 구역으로 제한된다. 도 16 및 도 17에서, 인쇄는 인쇄 구역으로서 식별된 영역들(즉, 유형 부분들(138)과 관련되는 구역들)로 제한된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 각각의 개구(142)와 관련된 트레이(112)의 구역은 인쇄되지 않은 상태로 유지된다.
도 7 내지 도 17에 도시된 다양한 인쇄 실시예들을 다시 참조하면, 일부 실시예들에서, 인쇄 디자인들이 상이한 방식으로 인쇄 시스템(100)에 의해 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 일 실시예에서, 인쇄 디자인은 가상 마스킹 프로세스를 용이하게 하기 위해 "맵핑"될 수 있다. 본 개시의 목적상, 맵핑은 주어진 세트의 각각의 소자들을 제2 세트의 하나 이상의 소자들과 연관시키는 동작 또는 프로세스를 지칭한다.
일부 실시예들에서, 선택된 인쇄 디자인(700), 인쇄 디자인(1300) 및/또는 인쇄 디자인(1600)은 복수의 또는 픽셀 영역에 의해 저장되거나 표시될 수 있다(예를 들어, 전술한 도 5의 픽셀들(520)에 의한 디지털화된 이미지(550)의 표시와 유사함). 맵핑 프로세스의 일 예시를 제공하기 위해, 선택된 인쇄 디자인은 제1 픽셀 세트에 의해 표시되는 제1 섹션 및 제2 픽셀 세트에 의해 표시되는 제2 섹션을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 디지털화된 이미지는 2 세트의 픽셀들, 예를 들어 제3 픽셀 세트 및 제4 픽셀 세트를 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 인쇄 디자인으로부터의 제1 픽셀 세트의 각 픽셀은 디지털화된 이미지로부터 제3 픽셀 세트의 각 픽셀과 맵핑(연관)될 수 있다. 또한, 인쇄 디자인으로부터의 제2 픽셀 세트의 각 픽셀은 디지털화된 이미지로부터 제4 픽셀 세트의 각 픽셀과 맵핑(연관)될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 인쇄 디자인을 나타내는 픽셀은 디지털화된 이미지를 나타내는 픽셀에 링크되거나 또는 상관될 수 있다. 몇몇 경우에, 이 링크는 디지털화된 이미지를 나타내는 픽셀 그리드와 인쇄 디자인을 나타내는 픽셀 그리드가 매칭 및/또는 공간적으로 상관되도록 각각의 픽셀 세트들 사이의 맵핑 관계를 결정함으로써 발생할 수 있다.
디지털화된 이미지와 인쇄 디자인 간의 맵핑을 결정하기 위해, 인쇄 디자인 및/또는 디지털화된 이미지의 비트맵 또는 픽스맵은 생성될 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 비트맵 또는 픽스맵은 디지털 이미지를 저장하기 위해 사용되는 메모리 조직 또는 이미지 파일 포맷의 일종이며, 공간적으로 맵핑된 픽셀 어레이의 개념을 나타낼 수 있다. 맵핑 프로세스는 파일 또는 메모리에서 합성 파일이거나 또는 사진인지 여부와 상관없이 래스터 이미지를 이용할 수도 있다.
본 명세서에 설명된 마스킹 방법을 이용하는 하나의 경우에, 인쇄 디자인의 제1 섹션은 제3 픽셀 세트가 모두 "인쇄 구역" 카테고리로 분류될 때 물품 상에 인쇄될 수 있고, 인쇄 디자인의 제2 섹션은 제4 픽셀 세트가 "인쇄 금지 구역" 카테고리로 분류될 때 물품(또는 물품과 관련된 구역) 상에 인쇄되는 것을 방지할 수 있다. 다른 경우에, 인쇄 디자인의 제1 섹션은 제3 픽셀 세트가 모두 "인쇄되지 않는 구역" 카테고리로 분류될 때 물품(또는 물품과 관련된 구역) 상에 인쇄되는 것을 방지할 수 있고, 인쇄 디자인의 제2 섹션은 제4 픽셀 세트가 "인쇄 구역" 카테고리로 분류될 때 물품 상에 인쇄될 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 인쇄 프로세스의 일 실시예가 도 18의 흐름도에 개략적으로 도시되어 있다. 제1 단계 1810에서 하우징 내에 위치된 물체 또는 물품이 스캐닝되거나 또는 물품에 관한 데이터가 달리 얻어질 수 있다(예를 들어, 전술한 센서 시스템을 사용하여). 제2 단계 1820에서, 스캔닝된 정보는 디지털(픽셀화된) 이미지를 생성하기 위해 컴퓨팅 시스템에 의해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 픽셀은 물품의 특정 구역을 나타낼 수 있다. 제3 단계 1825에서, 픽셀이 검사를 위해 선택된다. 제4 단계 1830에서 하나의 픽셀이 검사되고, 제5 단계 1840에서 인쇄 구역 또는 인쇄 구역으로서 할당되거나 또는 분류되거나, 또는 단계 1850에서 인쇄 금지 구역 또는 인쇄 구역으로서 할당되거나 또는 분류된다. 다시 말해서, 픽셀은 적어도 두 개의 카테고리 중 하나의 카테고리로 분류될 수 있는데, 여기서 제1 카테고리는 인쇄를 허용하는 것과 관련되며, 제2 카테고리는 임의의 인쇄의 배제와 연관된다. 제6 단계 1850은 몇몇 실시예들에서 컴퓨팅 시스템의 소프트웨어(예를 들어, 에지 검출 또는 분류)와 관련하여 발생할 수 있다. 제7 단계 1860에서, 인쇄 시스템은 임의의 픽셀이 검사되지 않은 채로 남아 있는지를 결정한다. 적어도 하나의 추가의 픽셀이 남아 있으면, 프로세스는 제3 단계 1825로 되돌아 간다. 픽셀이 남아 있지 않으면, 가상 마스크가 제8 단계 1870에서 생성된다. 제9 단계 1880에서, 제8 단계 1870에서 생성된 가상 마스크를 이용하는 인쇄가 개시된다. 가상 마스크는 일부 실시예들에서 제2 단계 1820에서 원래 생성된 디지털 이미지 상에 중첩될 수 있다. 인쇄 작업은 제10 단계 1890에서 완료되며, 여기서 가상 마스크는 물품의 일부 구역이 인쇄 재료를 수신하는 것으로부터 배제하도록 하는데 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 명세서에 기술된 프로세스들은 일부 실시예들에서 실시간으로 발생할 수 있다. 이 설명의 목적을 위해, 실시간 가상 마스크 프로세스는 인쇄가 시작된 후에(즉, 모든 픽셀들이 분류되기 전에 인쇄 재료의 일부가 방전 된) 물체를 나타내는 하나 이상의 픽셀들이 분류될 때 발생할 수 있다. 실시간 가상 마스크 인쇄 프로세스의 실시예에 대한 일반적인 개요가 도 19의 흐름도에 제공된다. 다른 실시예들에서 추가적인 단계들이 있을 수 있거나, 또는 일부 실시예들에서 단계들이 도 19에 열거된 것과 다를 수도 있음을 이해해야 한다.
인쇄하기 전에, 제1 단계 1910에서 인쇄 디자인이 선택될 수 있다. 하우징 내에 위치된 물체 또는 물품은 스캔될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 물품에 관한 데이터가 제2 단계 1920에서 얻어질 수 있다(예컨대, 전술한 센서 시스템을 사용하여). 제3 단계 1930에서, 데이터는 디지털(픽셀화된) 이미지를 생성하거나 렌더링하기 위해 컴퓨팅 시스템에 의해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 픽셀은 물품의 특정 구역을 나타낼 수 있다. 제4 단계 1935에서, 픽셀이 검사를 위해 선택된다. 일부 실시예들에서, 선택된 픽셀은 인쇄될 물체의 구역으로 식별되어, 시스템이 사실상 실시간으로 가상 마스크를 수행하고 적용할 수 있게 한다. 제5 단계 1940에서 하나의 픽셀이 검사되고, 제6 단계 1950에서 인쇄 구역 또는 인쇄 구역으로 할당되거나 또는 분류되거나, 또는 제7 단계 1960에서 인쇄 금지 구역 또는 인쇄 금지 구역으로서 할당되거나 또는 분류된다. 다시 말해서, 픽셀은 적어도 2 개의 카테고리들 중 하나의 카테고리로 분류될 수 있는데, 여기서 제1 카테고리는 인쇄를 허용하는 것과 관련되며, 제2 카테고리는 임의의 인쇄의 배제와 관련된다. 제7 단계 1960은 일부 실시예들에서 컴퓨팅 시스템의 소프트웨어(예를 들어, 에지 검출 또는 분류)와 관련하여 발생할 수 있다. 픽셀이 인쇄 구역으로 지정되면, 인쇄 재료는 제8 단계 1970에서 픽셀과 관련된 물품의 영역 상에 퇴적될 수 있다. 따라서, 인쇄를 위해 분류된 픽셀이 지정 직후에 인쇄 재료를 수신하기 때문에, 일부 실시예들에서는 인쇄가 실시간으로 발생할 수 있다. 또한, 픽셀이 인쇄 금지 구역으로 지정되면, 인쇄는 제9 단계 1980에서 픽셀과 연관된 물품의 영역으로부터 배제될 것이다. 제10 단계 1990에서, 인쇄 시스템은 임의의 픽셀이 검사 대상으로 남아 있는지를 결정한다. 추가의 픽셀이 있는 경우, 프로세스는 제4 단계 1935로 되돌아 간다. 픽셀이 남아 있지 않으면, 인쇄 작업은 제11 단계 1992에서 완료된다.
다른 실시예들에서, 가상 마스크의 생성은 픽셀들 이외의 데이터에 기초할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 사용된 소프트웨어는 다른 샘플들, 표시, 및/또는 물체의 수집된 데이터를 사용하여 물체의 다양한 양태들 또는 특징들을 지정할 수 있다. 도 3, 도 18, 및 도 19의 흐름도에 열거된 단계들은 포괄적인 것은 아니며 인쇄 프로세스의 가능한 실시예로서 제공되는 점을 추가로 이해해야 한다. 다시 말해서, 프로세스는 또한 당업자에 의해 실행되는 다른 것들 뿐만 아니라 본 명세서에 기술된 임의의 다른 기술들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들이 설명되었지만, 이 설명은 제한하기 위한 것 보다는 예시적인 것으로 의도되며, 실시예들의 범위 내에 있는 더 많은 실시예들 및 구현들이 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다수의 가능한 특징들의 조합들이 첨부된 도면들에 도시되어 있고 이 상세한 설명에서 논의되었지만, 개시된 특징들의 많은 다른 조합들이 가능하다. 임의의 실시예의 임의의 특징은 특별히 제한되지 않는 한 임의의 다른 실시예에서 임의의 다른 특징 또는 소자와 조합하여 사용될 수 있거나 또는 대체될 수 있다. 그러므로, 본 개시물에 도시되고 및/또는 논의된 특징들 중 임의의 특징은 임의의 적절한 조합으로 함께 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 실시예들은 첨부된 청구 범위 및 그 등가물들의 견지를 제외하고는 제한되지는 않는다. 또한, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 물품(article) 상에 인쇄하는 방법으로서,
    센서 시스템을 사용하여 상기 물품에 대응하는 데이터를 획득하는 단계;
    상기 물품의 디지털화된 이미지를 형성하는 단계 - 상기 디지털화된 이미지는 적어도 상기 물품의 특정 구역(area)을 나타내는 제1 영역(region)을 포함함 -;
    컴퓨팅 시스템을 사용하여 상기 제1 영역을 제1 카테고리 또는 제2 카테고리에 속하는 것으로 분류하는 단계;
    상기 제1 영역이 상기 제1 카테고리로 분류되는 경우, 상기 제1 영역에 의해 표시된 상기 물품의 상기 특정 구역 상에 인쇄 시스템을 사용하여 상기 물품 상에 인쇄 재료를 배출하는 단계; 및
    상기 제1 영역이 상기 제2 카테고리로 분류되는 경우, 상기 제1 영역에 의해 표시되는 상기 물품의 상기 특정 영역이 상기 인쇄 재료를 수용하는 것을 방지하는 단계
    를 포함하는, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 시스템은 상기 디지털화된 이미지를 생성하는 것을 돕는 이미지 캡쳐 디바이스를 포함하는 것인, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디지털화된 이미지의 각각의 영역을 상기 제1 카테고리 또는 상기 제2 카테고리에 속하는 것으로 분류하는 단계를 더 포함하는, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 카테고리로 분류된 모든 영역들로 구성된 가상 마스크를 생성하는 단계; 및
    상기 가상 마스크 내의 영역들에 의해 표시되는 상기 물품의 구역들이 상기 인쇄 재료를 수용하는 것을 방지하는 단계
    를 더 포함하는, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물품은 복수의 유형 부분들(tangible portions) 및 복수의 개구들(apertures)을 포함하고,
    상기 복수의 유형 부분들을 나타내는 영역들은 상기 제1 카테고리로 분류되며,
    상기 복수의 개구들을 나타내는 영역들은 상기 제2 카테고리로 분류되는 것인, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    디지털화된 인쇄 디자인을 선택하는 단계;
    상기 디지털화된 인쇄 디자인의 적어도 일부가 상기 가상 마스크로 식별되도록 상기 가상 마스크를 상기 디지털화된 인쇄 디자인에 적용하는 단계;
    상기 디지털화된 인쇄 디자인의 제1 부분을 상기 물품 상에 인쇄하는 단계; 및
    상기 가상 마스크로 식별되는 상기 디지털화된 인쇄 디자인의 제2 부분이 인쇄되는 것을 방지하는 단계
    를 더 포함하는, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 3차원 구조체를 상기 물품 상에 인쇄하는 단계를 더 포함하는, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 물품 상에 인쇄 디자인을 인쇄하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 분류하는 단계는, 상기 인쇄 재료의 일부가 배출된 후에 적어도 하나의 영역을 분류하는 단계를 더 포함하는 것인, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 디지털화된 이미지의 제1 영역은 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 것인, 물품 상에 인쇄하는 방법.
  10. 가상 마스크를 사용하여 물체(object) 상에 인쇄하는 방법으로서,
    상기 물체를 인쇄 시스템 내의 트레이 상에 배치하는 단계;
    센서 시스템을 사용하여 상기 물체를 상기 트레이 및 노즐과 정렬시키는 단계;
    적어도 하나의 이미지 캡쳐 디바이스를 사용하여 상기 물체에 대한 데이터를 획득하는 단계;
    상기 물체의 가상 표시를 형성하고 상기 가상 표시를 상기 물체의 상이한 부분들을 나타내는 하나 이상의 영역 내로 경계를 정하는(demarcate) 단계;
    가상 마스크를 생성하는 단계 - 상기 가상 마스크는, 상기 가상 표시의 각 영역을 인쇄가 허가되는 구역이나 인쇄가 금지되는 구역에 속하는 것으로서 분류함 -; 및
    인쇄가 금지된 구역으로 분류된 영역들에 의해 표시된 상기 물체의 상기 상이한 부분들 상에서 인쇄를 배제하도록 상기 인쇄 시스템과 관련하여 상기 가상 마스크를 이용하는 단계
    를 포함하는, 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 센서 시스템은 상기 물체를 나타내는 데이터를 기록 하고 생성하는 이미지 캡쳐 디바이스를 포함하는 것인, 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 물체 상에 인쇄 재료를 배출하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 가상 마스크를 생성하는 단계는, 상기 인쇄 재료가 배출된 후에 적어도 하나의 영역을 분류하는 단계를 더 포함하는 것인, 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 물체 상에 인쇄 재료를 배출하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 물체는 복수의 유형 부분들 및 복수의 개구들을 포함하고, 상기 복수의 개구들은 상기 인쇄 재료를 수용하는 것으로부터 제외되는 것인, 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 물체는 3차원 기하학적 구조를 갖는 것인, 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 유형 부분들을 나타내는 영역들 각각을, 인쇄가 허용되는 구역에 속하는 것으로서 분류하는 단계를 더 포함하는, 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 개구들을 나타내는 영역들 각각을, 인쇄가 금지된 구역에 속하는 것으로서 분류하는 단계를 더 포함하는, 가상 마스크를 사용하여 물체 상에 인쇄하는 방법.
  17. 물품 상에 인쇄하는 장치로서,
    하우징으로서, 상기 하우징의 바닥을 따라 배치된 베이스를 포함하고, 상기 물품을 수용하도록 구성된 상기 하우징;
    인쇄 재료를 배출하도록 구성된 노즐 조립체;
    정렬 시스템;
    이미지 캡쳐 디바이스를 포함하는 센서 시스템; 및
    상기 물품의 구역들을, 인쇄 구역에 속하거나 인쇄가 금지된 구역에 속하는 것으로서 분류하도록 구성되는 컴퓨팅 시스템
    을 포함하고,
    상기 장치는, 상기 인쇄 구역에 속하는 것으로서 분류된 상기 물품의 구역들 상에 인쇄 디자인을 인쇄하도록 구성되고, 상기 장치는, 상기 인쇄가 금지된 구역에 속하는 것으로서 분류된 상기 물품의 구역들 상에 상기 인쇄 디자인의 인쇄를 배제하도록 구성되는 것인, 물품 상에 인쇄하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 물품은 복수의 유형 부분을 더 포함하고, 상기 장치는 상기 복수의 유형 부분들 상에 인쇄를 허용하도록 구성되는 것인, 물품 상에 인쇄하는 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 물품은 복수의 개구들을 더 포함하고, 상기 복수의 개구들은 제1 개구 및 제2 개구를 포함하며, 상기 제1 개구의 형상은 상기 제2 개구의 형상과는 상이한 것인, 물품 상에 인쇄하는 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 시스템은 또한, 상기 인쇄 디자인의 인쇄 동안 상기 물품의 구역을 분류하도록 구성되는 것인, 물품 상에 인쇄하는 장치.
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