KR101943444B1

KR101943444B1 - 영상 처리를 통한 코팅장치 및 코팅방법

Info

Publication number: KR101943444B1
Application number: KR1020160125163A
Authority: KR
Inventors: 정진훈; 이종운; 임지순; 이희관
Original assignee: 주식회사 직지
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2019-01-30
Also published as: KR20180035296A

Abstract

영상 처리를 통한 코팅장치 및 코팅방법이 개시된다. 제1 데이터에 따라 표면에 이미지가 인쇄된 원판을 테이블 상에 적재하는 로더(loader)와, 테이블을 소정의 이송 방향을 따라 이동시키는 이송부와, 원판의 상부에 위치하며, 원판을 스캔하여 원판에 인쇄된 이미지를 획득하는 비젼부와, 획득된 이미지를 처리하여 제2 데이터를 도출하고, 코팅 대상 영역을 추출하는 영상 분석부와, 코팅 대상 영역에 코팅액이 선택적으로 인쇄되도록 원판에 코팅액을 분사하는 잉크젯 헤드부와, 인쇄된 코팅액이 경화되도록 원판에 UV(ultraviolet)를 조사하는 경화부와, 코팅이 완료된 원판을 언로딩하는 언로더(unloader)를 포함하는 영상 처리를 통한 코팅장치는, 평판형 프린터를 이용하여 코팅 대상 원판을 로딩하고 카드 표면에 인쇄된 이미지를 스캔하여 코팅할 영역을 자동으로 추출한 후, 추출된 영역에 잉크젯 방식으로 코팅액을 분사하고 경화시킴으로써, 신속하고 일관되며 우수한 품질로 카드 표면에 선택적으로 코팅을 수행할 수 있다.

Description

영상 처리를 통한 코팅장치 및 코팅방법{Apparatus and method for coating through image processing}

본 발명은 영상 처리를 통한 코팅장치 및 코팅방법에 관한 것이다.

신용카드, 현금카드, 교통카드, 각종 멤버쉽 카드, ID카드, 병원의 진료카드, 통신사별 USIM 카드 등 최근에는 많은 종류 및 형태의 플라스틱 카드가 사용되고 있다.

이러한 플라스틱 카드는 외관상의 미려한 디자인을 표현하고, 문자, 숫자, 로고 등 각종 정보를 나타내기 위하여, 플라스틱 시트(원판)에 오프셋 인쇄나 실크 스크린 인쇄를 실시하여 다양한 색상을 나타내는 무늬나 문자 등을 인쇄하여 사용할 수 있다.

아울러, 최근에는 플라스틱 카드의 표면에 인쇄를 할 뿐만 아니라, 정보가 보호되어야 할 영역(예를 들면, 숫자나 문자가 인쇄된 영역, 로고가 인쇄된 영역, 사용자의 사진이 인쇄된 영역 등)을 수지층으로 코팅하여, 사용 과정에서 중요한 부분이 닳아서 보이지 않거나 스크래치 등에 의해 손상되는 것을 방지하는 기술이 각광받고 있다.

종래에는 플라스틱 카드의 일부분을 선택적으로 코팅하기 위해, 사람이 일일이 코팅할 위치를 정확히 맞춰 한 장 한 장 수작업으로 코팅을 수행하였는데, 이로 인해 시간과 비용이 소요될 뿐만 아니라 코팅 품질에 대해서도 신뢰도가 떨어지는 문제가 있었다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한편, 대한민국 공개특허 10-2008-0090791호에는 카드 표면에 UV수지로 입체문양을 인쇄한 후 자외선으로 경화시켜 코팅층을 형성하는 기술이　개시되어 있고,　대한민국 공개특허 10-2015-0025657호에는　평판프린터 내에서 UV 경화성 코팅액을 잉크젯 프린팅 방식으로　원하는 부위에만 정확히 인쇄하여 코팅하는 기술이　개시되어 있으며, 대한민국 공개특허 10-2016-0009616호에는 평면형 물체를 스캐닝, 판독하여 디지털 서명을 얻고 디지털 서명이　기준값과　일치하면　평면형 물체 상에　프린팅을 하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2008-0090791호 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 10-2015-0025657호 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허 10-2016-0009616호

본 발명은, 수작업으로 코팅을 수행하는 대신, 평판형 프린터를 이용하여 일관되고 우수한 품질로 코팅을 수행할 수 있는 영상 처리를 통한 코팅장치 및 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 데이터에 따라 표면에 이미지가 인쇄된 원판을 테이블 상에 적재하는 로더(loader)와, 테이블을 소정의 이송 방향을 따라 이동시키는 이송부와, 원판의 상부에 위치하며, 원판을 스캔하여 원판에 인쇄된 이미지를 획득하는 비젼부와, 획득된 이미지를 처리하여 제2 데이터를 도출하고, 코팅 대상 영역을 추출하는 영상 분석부와, 코팅 대상 영역에 코팅액이 선택적으로 인쇄되도록 원판에 코팅액을 분사하는 잉크젯 헤드부와, 인쇄된 코팅액이 경화되도록 원판에 UV(ultraviolet)를 조사하는 경화부와, 코팅이 완료된 원판을 언로딩하는 언로더(unloader)를 포함하는 영상 처리를 통한 코팅장치가 제공된다.

영상 분석부는, 제1 데이터로부터 코팅 대상 객체를 추출하고, 코팅 대상 객체가 제2 데이터에서 변형된 정도를 도출하여, 코팅 대상 객체가 제2 데이터 내에서 변형된 상태의 이미지를 기초로 코팅 대상 영역을 추출할 수 있다. 코팅 대상 객체는 문자, 숫자, 로고 등일 수 있다.

제1 데이터는 복수의 단위 화상이 일정 간격으로 배열되는 형태로 구성되어 있고, 영상 분석부는 복수의 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보를 획득하며, 코팅 대상 객체는 복수의 단위 화상 중 어느 하나의 대표 단위 화상으로부터 추출된 단위 코팅 대상 객체를 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보에 따라 재배열함으로써 추출될 수 있다.

코팅 대상 객체의 변형된 정도는, 대표 단위 화상과 제2 데이터 중 대표 단위 화상에 대응되는 부분을 대비하여 지정된 꼭지점의 좌표 및 직선의 기울기의 차이로부터 도출될 수 있다.

비젼부는 스캔 대상 이미지의 외곽 부분의 왜곡을 방지하기 위한 라인 카메라를 포함하며, 라인 카메라는 원판의 표면 전체를 스캔한 후 이미지를 획득할 수 있다.

이송 방향 상에서 경화부의 전방에 위치하며, 원판 상에 분사된 코팅액이 잘 퍼지도록 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.

이송 방향 상에서 경화부의 후방에 위치하며, UV가 조사된 원판의 표면을 가열하여 코팅액이 확실하게 경화되도록 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 테이블 상에 원판을 적재하여 y 방향으로 이송시키면서 원판의 지정된 영역에 코팅을 하는 방법으로서, (a) 제1 데이터에 따라 표면에 이미지가 인쇄된 원판을 테이블 상에 적재하는 단계, (b) 테이블을 +y 방향으로 이송시키면서 원판의 상부에서 원판을 스캔하여 원판에 인쇄된 이미지를 획득하는 단계, (c) 테이블을 -y 방향으로 환송시키고, 획득된 이미지를 처리하여 제2 데이터를 도출하며, 코팅 대상 영역을 추출하는 단계, (d) 테이블을 +y 방향으로 이송시키면서 코팅 대상 영역에 코팅액이 선택적으로 인쇄되도록 원판에 코팅액을 잉크젯 방식으로 분사하는 단계, (e) 테이블을 +y 방향으로 이송시키면서 원판에 UV를 조사하여 인쇄된 코팅액을 경화시키는 단계, 및 (f) 코팅이 완료된 원판을 언로딩하는 단계를 포함하는 영상 처리를 통한 코팅방법이 제공된다.

단계 (c)는, (c1) 제1 데이터로부터 코팅 대상 객체를 추출하고, 코팅 대상 객체가 제2 데이터에서 변형된 정도를 도출하여, 코팅 대상 객체가 제2 데이터 내에서 변형된 상태의 이미지를 기초로 코팅 대상 영역을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

제1 데이터는 복수의 단위 화상이 일정 간격으로 배열되는 형태로 구성되어 있고, 단계 (c1)은, 복수의 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보를 획득하고, 복수의 단위 화상 중 어느 하나의 대표 단위 화상으로부터 추출된 단위 코팅 대상 객체를 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보에 따라 재배열함으로써 코팅 대상 영역을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 (d)와 단계 (e) 사이에, (g) 원판 상에 분사된 코팅액이 잘 퍼지도록 원판의 표면을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.

단계 (e)와 단계 (f) 사이에, (h) 코팅액이 확실하게 경화되도록 UV가 조사된 원판의 표면을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 평판형 프린터를 이용하여 코팅 대상 원판을 로딩하고 카드 표면에 인쇄된 이미지를 스캔하여 코팅할 영역을 자동으로 추출한 후, 추출된 영역에 잉크젯 방식으로 코팅액을 분사하고 경화시킴으로써, 신속하고 일관되며 우수한 품질로 카드 표면에 선택적으로 코팅을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리를 통한 코팅장치를 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 대상 영역 추출 과정을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리를 통한 코팅방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리를 통한 코팅장치를 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 대상 영역 추출 과정을 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 원판(1), 테이블(3), 이송부(5), 급지대(7), 적재부(9), 로더(10), 비젼부(20), 영상 분석부(30), 잉크젯 헤드부(40), 경화부(50), 히터(45, 55), 언로더(60)가 도시되어 있다.

본 실시예는 신용카드나 멤버쉽 카드 등 플라스틱 카드의 표면의 지정된 영역을 보호하기 위해 해당 영역을 선택적으로 코팅하는 장치에 관한 것이다.

즉, 도 2의 (a)와 같이 이미지가 인쇄된 원판 상에서, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 글씨 부분만 선택적으로 코팅하고자 할 때에 사용되는 장비이다.

본 실시예는, 코팅 대상이 되는 원판을 평판인 테이블 위에 올려놓고 이송시키면서 잉크젯 방식으로 코팅액을 분사하고 경화시킴으로써, 원하는 부위만 선택적으로 정확하고 신속하게 코팅을 수행하는 평판형 프린터 방식의 코팅장치를 특징으로 한다.

기존의 아날로그 장비는 사람이 코팅할 위치를 정확히 맞춰 한 장 한 장 코팅을 하였다면, 본 장비는 디지털 자동 코팅 장비로서 인쇄물을 로더(loader)의 정해진 위치에 올려 놓기만 하면 원하는 수량만큼 자동으로 코팅을 수행하게 된다.

즉, 사람이 한 장 한 장 작업하여 코팅하는 것이 아니라 원하는 수량을 로더에 올려 놓기만 하면 장비가 알아서 코팅을 하는 자동화를 특징으로 한다.

본 실시예는, 이미지가 이미 인쇄되어 있는 플라스틱 카드 원판을 평판형 프린터에 로딩하고,　카메라로　이미지를 스캔하여 영상 처리 및 분석을 한 후,　코팅을 하고자 하는 위치(예를 들면, 문자나 로고가 인쇄된 부분)에 정확하게 코팅액을 분사하되, 이미지 인쇄 과정이나 원판 로딩 과정에서 형태가 변형된 이미지에 대해서는 그 변형된 형태대로 코팅액이 분사되도록 한 후,　UV 및/또는 열을 가하여 코팅액을 경화시킴으로써, 원판　이미지　상의 원하는 위치에 정확하게 선택적으로 코팅을 수행하는 것을 장치이다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 코팅장치는 로더(10), 이송부(5), 비젼부(20), 영상 분석부(30), 잉크젯 헤드부(40), 경화부(50) 및 언로더(unloader)(60)로 구성될 수 있다.

전술한 것처럼, 본 실시예에 따른 코팅장치는 자동화를 특징으로 하며, 이를 위해 7축 모션, 즉 '로더(10) 좌우 이동, 로더(10) 상하 이동, 테이블(3) 이송(y축 방향), 헤드부(40) 이동(x축 방향), UV 경화부(50) 이동(x축 방향), 언로더(60) 좌우 이동, 언로더(60) 상하 이동'이 적용될 수 있다. 이에 더하여 인쇄 대상물(원판)의 원활한 공급을 위해 2개의 모션(급지대(7)에 엘리베이터(elevator) 사용)이 추가로 적용될 수도 있다.

로더(10)는 표면에 이미지가 인쇄되어 있는 원판(1)을 테이블(3) 상에 적재하는 구성요소이다. 이미지가 인쇄된 원판(1)은 소정의 이미지 데이터(제1 데이터)를 플라스틱 판에 인쇄한 것으로서, 본 실시예에서는 인쇄된 이미지의 원본 데이터(제1 데이터)를 미리 확보하여 후술하는 것처럼 스캔한 이미지와 대비하기 위한 참조 데이터로 사용할 수 있다.

테이블(3)은 본 실시예에 따른 코팅장치 내에서 소정의 이송방향(도 1의 경우 'y' 방향)으로 이동하면서 각 공정(스캔, 인쇄, 경화 등)을 수행하는 구성요소이다. 테이블(3) 옆에는 적재 대상 원판(1)을 쌓아놓을 수 있도록 급지대(7)가 마련될 수 있으며, 이 경우 본 실시예에 따른 로더(10)는 급지대(7)에 있는 인쇄물(원판)을 자동으로 픽업하여 테이블(3) 위에 얹어 놓는 역할을 한다.

따라서, 본 실시예에 따른 로더(10)는 대상물을 집어서 옮겨 놓는 픽커(picker)와 같은 역할을 할 수 있으며, 이를 위해 대상물의 측면에서 밑면을 받치기 위한 복수의 핑거(finger), 및/또는 대상물을 흡착하여 집어 올리기 위한 석션홀(suction hole) 등 당업자에게 자명한 다양한 세부 구성 요소들을 구비할 수 있다.

이송부(5)는 원판(1)이 적재된 테이블(3)을 이송 방향(y 방향)을 따라 이동시키는 역할을 한다. 이를 위해, 테이블(3)에 결합된 LM(linear motor)이나 볼스크류(ball screw) 등 테이블(3)을 직선 방향으로 이동시키기 위한 다양한 구성들이 본 실시예에 따른 이송부(5)에 적용될 수 있다.

비젼(vision)부(20)는 원판(1)의 상부에서 원판(1)을 스캔(촬영)하여 원판(1)에 인쇄된 이미지 데이터를 획득하는 구성요소이다. 즉, 원판(1)에 인쇄된 인쇄물 전체를 스캔하여 이미지 데이터로 확보한다.

본 실시예에 따른 코팅장치는, 후술하는 것처럼 원판(1) 상의 이미지를 정확하게 스캔하여 이미지의 변형된 상태가 그대로 코팅 작업에 반영되도록 하는 것으로서, 비젼부(20)에서 스캔되는 이미지가 왜곡 현상 없이 정확하게 획득되는 것이 중요하다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 비젼부(20)는 이미지의 외곽 부분의 왜곡을 방지하기 위해 라인 카메라를 사용한 것을 특징으로 한다. 이처럼, 라인 카메라를 사용하여 원판(1)을 촬영함으로써, 원판(1)의 표면 전체를 스캔한 후 왜곡 없이 정확한 이미지를 획득할 수 있다.

영상 분석부(30)는, 비젼부(20)를 통해 획득된 이미지를 처리(image processing)하여 이미지 데이터(제2 데이터)를 얻고, 이를 분석하여 어느 부분에 코팅을 할 것인지, 즉 코팅 대상 영역을 추출하는 역할을 수행하는 구성요소이다.

영상 분석부(30)는 이미지 처리 및 분석을 수행하는 구성요소이므로, 마이크로 프로세서(microprocessor)와 같은 연산 장치로 이루어질 수 있으며, 장치 전체를 제어하기 위한 컴퓨터에 하나의 모듈로서 포함될 수도 있다.

통상, 플라스틱 카드의 원판에는, 도 2의 (a)에 도시된 것처럼, 하나의 미디어 판에 24개(3행X8열)의 동일한 카드 이미지가 인쇄될 수 있으며, 원판의 크기는 대략 가로 40cm, 세로 80cm 정도일 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 두꺼운 플라스틱 카드의 원판(1)은, 여러 장의 용지에 열을 가하여 압착하여 한 장으로 만들어지는데, 이 과정에서 표면에 위치한 용지에 약간의 변형이 생길 수 있다. 또한, 카드 원판(1)을 테이블(3) 위에 얹어 놓는 로딩 과정에서 원판(1)이 제 위치로부터 약간 기울어져 놓이는 경우도 있을 수 있다.

이와 같이 원판(1) 상의 이미지가 원본 데이터(제1 데이터) 상의 이미지와 일치하지 않는 상태에서 코팅을 하게 되면 원하는 위치에 정확하게 코팅이 되지 않을 수 있다.

이를 보완하기 위해, 본 실시예에 따른 코팅장치는 비젼 카메라를 통해 실제 로딩된 원판(1)의 이미지를 그대로 스캔하여 이미지 데이터(제2 데이터)를 획득하고, 이를 원본 데이터(제1 데이터)와 대비하여 코팅할 위치를 정확히 지정하는 것을 특징으로 한다.

즉, 카메라를 사용하여 코팅될 이미지를 보정하는 영상 처리를 통한 코팅을 수행하는 것이다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 영상 분석부(30)는, 제1 데이터로부터 코팅 대상 객체(문자, 숫자, 로고 등)를 추출하고, 실제 로딩된 원판(1)을 스캔하여 얻은 이미지 데이터 내에서 코팅 대상 객체가 변형되어 있다면 그 변형된 정도를 도출한다.

도출된 변형 정도를 기초로, 즉 코팅 대상 객체가 제2 데이터 내에서 변형된 상태를 기초로 코팅 대상 영역을 추출하게 된다.

예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼, 원본 데이터(도 3의 (a)) 상에서 문자 부분을 코팅하고자 할 경우 본래의 코팅 대상 영역은 직사각형 형태(도 3의 'P' 참조)인데, 실제 로딩된 원판(1)을 스캔하여 얻은 데이터(도 3의 (b))에서 해당 영역은 평행사변형 형태(도 3의 'Q' 참조)로 변형되어 있다면, 그 변형된 정도에 맞게 원본 데이터의 이미지(직사각형)를 늘이거나 회전시켜 코팅 대상 영역을 추출하는 것이다.

한편, 본 실시예에 따른 원판(1)에는 24개의 개별 카드의 이미지가 반복적으로 인쇄될 수 있는데, 개별 카드 이미지 각각의 위치값을 스캔 이미지로부터 얻은 후, 한 장 카드 이미지에 대하여 추출된 코팅 대상 영역을 각 개별 카드의 위치에 따라 재배열하여 만들어진 이미지(코팅 대상 영역)를 기준으로 인쇄(코팅액 분사)를 함으로써 원하는 위치에 정확하게 코팅을 할 수 있다.

즉, 원본 이미지 데이터가 복수의 단위 화상이 일정 간격으로 배열되는 형태(예를 들면, 3행X8열=24개의 단위 화상)로 구성되어 있다고 할 때, 각 단위 화상의 위치 정보를 획득하고, 하나의 대표 단위 화상으로부터 단위 코팅 대상 객체를 추출한 후 이를 각 단위 화상의 위치에 따라 재배열함으로써 전체적으로 코팅 대상 객체를 추출할 수 있는 것이다.

각 단위 화상의 위치 정보를 용이하게 획득할 수 있도록, 도 2의 (a)에 도시된 것처럼, 각 단위 화상 사이에 외곽선이나 인식용 마크(M)를 더 인쇄할 수 있다.

또는, 원본 데이터를 획득하는 과정에서 원본 데이터 상에 단위 화상이 어떻게 배열되어 있는지에 관한 정보 및 각 단위 화상의 위치 정보를 함께 받을 수도 있다.

전술한 코팅 대상 객체가 변형된 정도 또한, 대표 단위 화상에 대한 원본 데이터와 스캔 데이터를 대비, 즉 원본 데이터 상의 대표 단위 화상과 스캔한 데이터 상의 대표 단위 화상을 대비하여, 각 꼭지점의 좌표 및 직선의 기울기가 달라진 정도로부터 도출될 수 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼, 원본 데이터(a)의 단위 화상에서 꼭지점(도 3의 'V1' 참조)의 좌표와 직선의 기울기(도 3의 'L1' 참조)가, 실제 로딩된 원판(1)을 스캔하여 얻은 데이터(b)에서 달라져 있다면(도 3의 'V2', 'L2' 참조), 그 달라진 정도만큼 원본 데이터 상의 영역(P)을 보정하여 코팅 대상 영역(Q)을 도출할 수 있다.

잉크젯 헤드(inkjet head)부(40)는 원판(1)에 선택적으로(코팅 대상 영역에만) 코팅액을 분사하여 인쇄를 수행하는 구성요소이다.

도 1에 예시된 실시예의 경우, 잉크젯 헤드부(40)의 인쇄 해상도(DPI)는, x축 방향(원판의 폭 방향)으로 360DPI로 설정할 수 있고, y축 방향(원판의 길이 방향)으로는 원판의 길이에 따라 DPI가 달라질 수 있다.

본 실시예에서는 잉크젯 방식으로 코팅액을 분사하여 코팅을 수행하므로, 원하는 만큼 자유롭게 코팅 두께를 조절할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들면, 코팅층의 두께가 5μm부터 최대 60μm 두께까지 되도록 코팅을 할 수 있다.

경화부(50)는 코팅액이 인쇄된 원판(1) 상에 자외선, 즉 UV를 조사하여 코팅액을 경화시키는 구성요소이다. 이를 위해, 본 실시예에서 잉크젯 헤드부(40)를 통해 분사되는 코팅액(코팅 잉크)은 UV 경화성 잉크가 사용될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 코팅액은 UV 경화부(50)로 경화되는 성질의 잉크가 사용될 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 경화부(50)로서 디지털 UV LED를 사용할 경우 전력 소모가 적고 경화 효율이 높다는 장점이 있다.

언로더(60)는 코팅과 경화가 완료된 인쇄물(원판)을 테이블(3)로부터 언로딩하여 적재부(9)로 옮기는 구성요소이다.

한편, 코팅액의 인쇄 및 경화 품질과 관련하여 가열용 히터(45, 55)가 더 사용될 수 있다.

첫째, 경화부(50)의 전단에서(UV 조사 전), 원판(1)에 분사된 코팅액이 잘 퍼지도록 가열하는 역할을 하는 히터(45)가 사용될 수 있다.

원판(1)의 재질에 따라 코팅 잉크가 잘 퍼지지 않고 뭉쳐있는 경우가 있을 수 있으며, 이 상태로 경화가 진행되면 품질에 문제가 생길 수 있다. 이를 위해, UV 경화부(50) 앞쪽에 히터(45)를 위치시켜 분사된 코팅 잉크가 잘 퍼지게 한 다음 경화를 수행할 수 있다.

둘째, 경화부(50)의 후단에서(UV 조사 후), 원판(1)의 표면을 가열하여 코팅액이 확실하게 경화되도록 가열하는 역할을 하는 히터(55)가 사용될 수 있다.

원판(1)의 재질에 따라 UV 조사만으로 코팅 잉크의 경화가 잘 안 되는 경우가 있을 수 있으며, 이 때에는 UV 조사 후 히터(55)로 열을 가해 확실히 굳히는 방식으로 경화를 수행할 수 있다.

UV 조사에 따른 경화의 상태에 따라 2가지 히터(45, 55) 중 어느 하나만 사용될 수도 있고, 둘 다 사용될 수도 있으며, UV 조사만으로 충분히 경화가 잘 될 경우에는 히터를 생략할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리를 통한 코팅방법을 나타낸 순서도이다.

본 실시예는 전술한 코팅장치를 이용하여, 동일한 카드 이미지 24개가 소정 간격으로 배열, 인쇄되어 있는 원판(1) 상의 특정 영역(코팅 대상 영역)을 선택적으로 정확하게 코팅하는 방법에 관한 것이다.

먼저, 표면에 이미지가 인쇄되어 있는 원판(1)을 테이블(3) 상에 적재한다(S100). 이미지가 인쇄된 원판(1)은 원본 데이터(제1 데이터)에 따라 복수의 카드 이미지가 인쇄된 플라스틱 판일 수 있다.

테이블(3)은 이송방향(y 방향)으로 이동하면서 각 공정(스캔, 인쇄, 경화 등)을 수행하는 구성요소이다.

다음으로, 테이블(3)을 +y 방향으로 이송시키면서, 원판(1)의 상부에서 원판(1)을 스캔하여 원판(1)에 인쇄된 이미지를 획득한다(S200). 즉, 라인 카메라로 원판(1)을 촬영하여 카드 이미지가 인쇄된 원판(1)의 이미지를 읽어 들인다.

다음으로, 획득된 이미지를 처리하여 이미지 데이터(제2 데이터)를 얻고, 이를 분석하여 코팅 대상 영역을 추출한다(S300). 즉, 영상 처리(image processing) 작업을 한다.

읽어 들인 카드 이미지를 분석하여, 카드 이미지의 정확한 위치 정보를 가져오고, 제작 과정 또는 로딩 과정에서 카드 이미지가 휘는 경우에는 그 휘어진 정도를 분석한다.

즉, 원본 데이터로부터 추출된 코팅 대상 객체(예를 들면, 문자 부분)가 제2 데이터 내에서 변형된 경우, 그 상태의 이미지를 기초로 코팅 대상 영역을 추출한다.

한편, 코팅 대상 객체의 추출과 관련하여, 개별 카드 이미지 중의 하나(대표 단위 화상)를 기초로 하여 추출된 단위 코팅 대상 객체를 각 카드 이미지의 위치에 따라 재배열함으로써 코팅 대상 객체가 추출될 수 있다.

프로세서(영상 분석부(30))에서 전술한 영상 처리 작업을 하는 동안 원판(1)을 적재한 테이블(3)은 다시 뒤로(-y 방향) 이동시켜 다음 공정을 준비한다.

다음으로, 테이블(3)을 +y 방향으로 이송시키면서 코팅 대상 영역에 코팅액이 선택적으로 인쇄되도록 잉크젯 방식으로 코팅액을 분사한다(S400).

즉, 원판(1)은 y 방향으로 이동시키고 잉크젯 헤드부(40)는 x 방향으로 이동시키면서 원하는 위치에 정확하게, 잉크젯 프린팅과 마찬가지의 방식으로, 코팅액을 분사한다.

단계 S300에서 설명한 바와 같이, 각 카드 이미지마다 이미지 프로세싱을 통해 코팅이 수행될 영역의 위치를 정확하게 도출하고, 정확한 위치 정보에 맞춰 코팅액을 출력한다. 이 과정에서, 휘어진 이미지의 경우 그 휘어진 정도를 반영하여　휘어진 형태로 출력함은 전술한 바와 같다.

다음으로, 테이블(3)을 +y 방향으로 이송시키면서 원판(1)에 UV를 조사하여 인쇄된 코팅액을 경화시킨다(S500).

UV 조사의 전후로 필요에 따라 히터(45, 55)를 사용하여 가열하는 공정이 추가적으로 수행될 수도 있다.

예를 들어, 원판(1)의 재질에 따라 코팅 잉크가 잘 퍼지지 않고 뭉쳐있는 경우, 분사된 코팅액이 잘 퍼지도록 원판(1)의 표면을 가열하는 공정이 UV 조사 공정 전에 수행될 수 있다(S450).

또한, 예를 들어 원판(1)의 재질에 따라 UV 조사만으로 코팅 잉크의 경화가 잘 안 되는 경우, 코팅액이 확실하게 경화되도록 원판(1)의 표면을 가열하는 공정이 UV 조사 공정 후에 더 수행될 수 있다(S550).

마지막으로, 코팅이 완료된 원판(1)을 테이블(3)로부터 언로딩하여 적재부(9)로 이동시킨다(S600).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 원판 3 : 테이블
5 : 이송부 7 : 급지대
9 : 적재부 10 : 로더
20 : 비젼부 30 : 영상 분석부
40 : 잉크젯 헤드부 50 : 경화부
45, 55 : 히터 60 : 언로더

Claims

제1 데이터에 따라 표면에 이미지가 인쇄된 원판을 테이블 상에 적재하는 로더(loader)와;
상기 테이블을 소정의 이송 방향을 따라 이동시키는 이송부와;
상기 원판의 상부에 위치하며, 상기 원판을 스캔하여 상기 원판에 인쇄된 이미지를 획득하는 비젼부와;
획득된 상기 이미지를 처리하여 제2 데이터를 도출하고, 코팅 대상 영역을 추출하는 영상 분석부와;
상기 코팅 대상 영역에 코팅액이 선택적으로 인쇄되도록 상기 원판에 코팅액을 분사하는 잉크젯 헤드부와;
인쇄된 코팅액이 경화되도록 상기 원판에 UV(ultraviolet)를 조사하는 경화부와;
코팅이 완료된 상기 원판을 언로딩하는 언로더(unloader)를 포함하되,
상기 영상 분석부는, 상기 제1 데이터로부터 코팅 대상 객체를 추출하고, 상기 코팅 대상 객체가 상기 제2 데이터에서 변형된 정도를 도출하여, 상기 코팅 대상 객체가 상기 제2 데이터 내에서 변형된 상태의 이미지를 기초로 상기 코팅 대상 영역을 추출하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 통한 코팅장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 코팅 대상 객체는 문자, 숫자 또는 로고 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 통한 코팅장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 데이터는 복수의 단위 화상이 일정 간격으로 배열되는 형태로 구성되어 있고,
상기 영상 분석부는 상기 복수의 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보를 획득하며,
상기 코팅 대상 객체는 상기 복수의 단위 화상 중 어느 하나의 대표 단위 화상으로부터 추출된 단위 코팅 대상 객체를 상기 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보에 따라 재배열함으로써 추출되는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 통한 코팅장치.
제4항에 있어서,
상기 코팅 대상 객체의 변형된 정도는, 상기 대표 단위 화상과 상기 제2 데이터 중 상기 대표 단위 화상에 대응되는 부분을 대비하여 지정된 꼭지점의 좌표 및 직선의 기울기의 차이로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 통한 코팅장치.
제1항에 있어서,
상기 비젼부는 스캔 대상 이미지의 외곽 부분의 왜곡을 방지하기 위한 라인 카메라를 포함하며, 상기 라인 카메라는 상기 원판의 표면 전체를 스캔한 후 상기 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 통한 코팅장치.
제1항에 있어서,
상기 이송 방향 상에서 상기 경화부의 전방에 위치하며, 상기 원판 상에 분사된 코팅액이 잘 퍼지도록 가열하는 히터를 더 포함하는 영상 처리를 통한 코팅장치.
제1항에 있어서,
상기 이송 방향 상에서 상기 경화부의 후방에 위치하며, UV가 조사된 상기 원판의 표면을 가열하여 상기 코팅액이 확실하게 경화되도록 가열하는 히터를 더 포함하는 영상 처리를 통한 코팅장치.
테이블 상에 원판을 적재하여 y 방향으로 이송시키면서 상기 원판의 지정된 영역에 코팅을 하는 방법으로서,
(a) 제1 데이터에 따라 표면에 이미지가 인쇄된 상기 원판을 상기 테이블 상에 적재하는 단계;
(b) 상기 테이블을 +y 방향으로 이송시키면서 상기 원판의 상부에서 상기 원판을 스캔하여 상기 원판에 인쇄된 이미지를 획득하는 단계;
(c) 상기 테이블을 -y 방향으로 환송시키고, 획득된 상기 이미지를 처리하여 제2 데이터를 도출하며, 코팅 대상 영역을 추출하는 단계;
(d) 상기 테이블을 +y 방향으로 이송시키면서 상기 코팅 대상 영역에 코팅액이 선택적으로 인쇄되도록 상기 원판에 코팅액을 잉크젯 방식으로 분사하는 단계;
(e) 상기 테이블을 +y 방향으로 이송시키면서 상기 원판에 UV를 조사하여 인쇄된 코팅액을 경화시키는 단계; 및
(f) 코팅이 완료된 상기 원판을 언로딩하는 단계를 포함하되,
상기 단계 (c)는,
(c1) 상기 제1 데이터로부터 코팅 대상 객체를 추출하고, 상기 코팅 대상 객체가 상기 제2 데이터에서 변형된 정도를 도출하여, 상기 코팅 대상 객체가 상기 제2 데이터 내에서 변형된 상태의 이미지를 기초로 상기 코팅 대상 영역을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 통한 코팅방법.
삭제
제9항에 있어서,
상기 제1 데이터는 복수의 단위 화상이 일정 간격으로 배열되는 형태로 구성되어 있고,
상기 단계 (c1)은, 상기 복수의 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보를 획득하고, 상기 복수의 단위 화상 중 어느 하나의 대표 단위 화상으로부터 추출된 단위 코팅 대상 객체를 상기 단위 화상 각각의 위치에 관한 정보에 따라 재배열함으로써 상기 코팅 대상 영역을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리를 통한 코팅방법.
제9항에 있어서,
상기 단계 (d)와 상기 단계 (e) 사이에,
(g) 상기 원판 상에 분사된 코팅액이 잘 퍼지도록 상기 원판의 표면을 가열하는 단계를 더 포함하는 영상 처리를 통한 코팅방법
제9항에 있어서,
상기 단계 (e)와 상기 단계 (f) 사이에,
(h) 상기 코팅액이 확실하게 경화되도록 UV가 조사된 상기 원판의 표면을 가열하는 단계를 더 포함하는 영상 처리를 통한 코팅방법.