KR102353257B1 - 컬러층 및 구조층을 사용하여 윤곽 물체를 인쇄하는 방법 - Google Patents

컬러층 및 구조층을 사용하여 윤곽 물체를 인쇄하는 방법 Download PDF

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Abstract

윤곽 표면을 갖는 3차원 컬러 물체를 기재 상에 인쇄하는 방법은 컬러 잉크층과 구조 잉크층을 인쇄하는 단계를 포함한다. 컬러 잉크층이 기재 상에 인쇄된다. 구조 잉크층이 컬러 잉크층 상에 인쇄되어 물체의 3차원 형상을 형성한다. 윤곽 표면은 인쇄 정보에서 픽셀 컬럼의 높이를 변화시켜 형성된다. 픽셀 컬럼의 높이는 인접한 컬럼에서 상이한 개수의 층을 인쇄함으로써 또는 컬럼의 일부 픽셀이 컬럼의 다른 픽셀과 상이한 두께를 갖는 인접한 컬럼에서 동일한 개수의 층을 인쇄함으로써 변화될 수 있다.

Description

컬러층 및 구조층을 사용하여 윤곽 물체를 인쇄하는 방법{METHOD OF PRINTING A CONTOURED OBJECT USING COLOR AND STRUCTURAL LAYERS}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 5월 31일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/343,766호의 이익을 주장하고, 상기 출원은 그 전체가 본 명세서에 참조로 합체된다.
실시예는 전반적으로, 셔츠, 반바지, 바지, 재킷, 모자 또는 챙모자와 같은 의류 물품을 제조하는 데에, 런닝화, 훈련화, 조깅화, 하이킹화, 워킹화, 배구화, 핸드볼화, 테니스화, 라크로스화, 농구화 및 기타 유사한 신발류 물품과 같은 신발류 물품의 갑피를 제조하는 데에, 뿐만 아니라 백팩 또는 텐트와 같은 다른 물품을 제조하는 데에 사용되는 직물과 같은 베이스 상에 UV-경화성 그래픽층을 인쇄하는 것에 관한 것이다.
의류 물품은 직포 또는 부직포, 또는 메시 재료로 제조될 수 있거나, 천연 가죽, 합성 가죽, 또는 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 의류 물품은 소매, 몸통, 바지 다리, 또는 의류 물품의 다른 부분에 엠블럼이나 로고와 같은 아이템을 가질 수 있다. 의류 물품은 또한, 예를 들어 팔꿈치, 어깨 및/또는 무릎에 내마모성, 방수성 또는 보호용 층을 가질 수 있다.
프린터 또는 플로터(plotter)는 직물 또는 다른 물품 상에 아크릴 수지 잉크, 폴리우레탄 잉크, TPU 잉크 또는 실리콘 잉크 또는 기타 잉크의 층을 침적하도록 프로그래핑될 수 있다. 그러한 프린터 또는 플로터는, 예를 들어 프린트 헤드를 제1 방향으로 트랙을 따라 이동시키고 트랙을 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시킴으로써 직물의 2차원 부분을 덮도록 프로그래밍될 수 있다. 다른 프린터 또는 플로터는 프린트 헤드를 제1 방향으로 이동시키고 프린터 플랫폼을 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시킬 수 있거나, 또는 프린트 헤드를 정지 상태로 유지하면서 플랫폼을 양방향으로 이동시킬 수 있다.
실시예들은 아래의 도면 및 설명을 참조하여 더 양호하게 이해될 수 있다. 도면 내의 구성요소는 반드시 실척이 아니고, 대신에 실시예들의 원리를 설명할 때에 강조된다. 더욱이, 도면에서, 동일한 참조 번호는 여러 도면에 걸쳐서 대응하는 부품을 가리킨다.
도 1은 3차원 컬러 및 윤곽 물체를 인쇄하도록 구성된 인쇄 시스템의 실시예와 3차원 컬러 및 윤곽 물체가 인쇄될 수 있는 다양한 유형의 물품을 도시한다.
도 2는 전족 영역과 힐 영역에 인쇄된 3차원 컬러 및 윤곽 물체를 갖는 신발류 물품을 도시하며, 윤곽 물체는 기능 요소이다.
도 3은 도 2에 도시된 신발류 물품의 일부의 단면도를 도시하며, 윤곽 표면은 선택된 컬럼에 더 적은 잉크층을 인쇄함으로써 잉크의 컬럼 높이를 변화시켜 형성되었다.
도 4는 윤곽을 인쇄하는 방법의 실시예의 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 제1 컬러층이 기재 상에 인쇄되어 있다.
도 6은 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 제1 구조층이 제1 컬러층 상에 인쇄되어 있다.
도 7은 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 교호적인 컬러 잉크와 구조 잉크의 층이 제1 구조층 상에 인쇄되어 있다.
도 8은 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 컬러 잉크는 미리 인쇄된 구조 잉크 상에 선택적으로 인쇄된다.
도 9는 도 3에 도시된 바와 동일한 윤곽의 실시예를 도시하는데, 윤곽 표면은 인쇄된 잉크층의 일부 두께를 선택적으로 변화시킴으로써 잉크의 컬럼 높이를 변화시켜 형성되었다.
도 10은 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 제1 컬러층이 기재 상에 인쇄되어 있다.
도 11은 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 제1 구조층은 제1 컬러층 상에 인쇄되어 있고 제1 구조층의 두께는 선택적으로 변화한다.
도 12는 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 제2 구조층이 제1 구조층 상에 인쇄되어 있고 제2 구조층의 두께는 선택적으로 변화한다.
도 13은 도 4에 도시된 방법의 단계의 실시예를 도시하며, 컬러 잉크층이 제2 구조층 상에 인쇄되어 있다.
도 14는 모든 층들의 상단에 인쇄된 최종 구조층을 갖는 윤곽 표면의 실시예를 도시한다.
도 15는 갑피 상에 인쇄된 3차원 컬러 및 윤곽 물체를 갖는 신발류 물품의 실시예를 도시하며, 윤곽 물체는 그래픽 요소이다.
도 16은 갑피 상에 인쇄된 3차원 컬러 및 윤곽 물체를 갖는 신발류 물품의 다른 실시예를 도시하며, 윤곽 물체는 그래픽 요소이다.
도 17은 도 16에 도시된 신발류 물품의 분해도를 도시하고, 기재, 제1 평탄한 인쇄 컬러층, 구조 잉크층으로 이루어진 윤곽 부분, 및 제2 윤곽 인쇄 컬러층을 보여준다.
도 18은 신발류 물품을 제조하는 방법의 실시예를 도시한다.
도 19는 갑피의 외곽선 및 컬러 윤곽을 시트 상에 인쇄하는 프린터의 실시예를 도시한다.
도 20은 갑피의 평탄한 형상을 시트로부터 절단하는 절단 공구의 실시예를 도시한다.
도 21은 라스트 상에 갑피를 형성하는 단계의 실시예를 도시한다.
도 22는 갑피를 밑창에 부착하는 단계의 실시예를 도시한다.
도 23은 다층 컬러 물체를 보았을 때에 어떻게 인지될 수 있는지의 실시예를 도시한다.
명확화를 위해, 본 명세서의 상세한 설명은 특정한 예시적인 실시예를 설명하지만, 본 출원의 개시는 본 명세서에 설명되고 청구범위에 기재된 피쳐들의 임의의 적절한 조합을 포함하는 임의의 물품 제조 방법에 적용될 수 있다. 특히, 아래의 상세한 설명은 특정한 예시적인 실시예를 설명하고 있지만, 다른 실시예가 다른 신발류 또는 의류 물품의 제조에 사용될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "인쇄 장치", "프린터", "플로터", "3D 프린터", "3차원 인쇄 시스템" 또는 "3D 인쇄 시스템"이라는 용어는, 예를 들어 표지 및 그래픽 프린터를 비롯하여 직물, 신발류 물품, 의류 물품 또는 기타 물품 상에 다수의 층을 인쇄할 수 있는 임의의 유형의 시스템을 지칭할 수 있다. 프린터는 아크릴 수지 잉크, 폴리우레탄 잉크, TPU 잉크 또는 실리콘 잉크 또는 임의의 다른 적절한 잉크를 비롯하여 임의의 적절한 유형의 UV-경화성 잉크를 사용할 수 있다.
실시예의 다른 시스템, 방법, 피쳐 및 이점은 아래의 도면 및 상세한 설명을 검토하면 당업자에게 명백하거나 명백해질 것이다. 모든 그러한 추가 시스템, 방법, 피쳐 및 이점은 본 설명 내에 포함되고 본 요약 부분은 실시예의 범위 내에 있다.
도면 및 본 명세서의 본문 설명은 특정 신발류 물품 또는 특정 의류 용품에 사용될 수 있는 실시예만을 기술하고 있지만, 본 명세서의 설명은, 예를 들어 런닝화, 훈련화, 조깅화, 하이킹화, 워킹화, 배구화, 핸드볼화, 테니스화, 라크로스화, 농구화 및 기타 유사한 신발류 물품과 같은 신발류 물품, 또는 반바지, 셔츠, 저지(jersey), 자켓, 바지, 장갑, 손목 밴드, 헤드 밴드, 팔 밴드, 모자 또는 챙모자와 같은 의류 물품, 뿐만 아니라 백팩 또는 텐트와 같은 다른 물품을 비롯하여 다른 신발류 물품 및/또는 다른 의류 물품에도 적용될 수 있다.
도 1은 단순히 인쇄 시스템(100)으로도 지칭되는 3차원 인쇄 시스템(100)의 실시예의 개략도이다. 인쇄 시스템의 일부 실시예는 인쇄 시스템의 여러 장치들 사이에 하나 이상의 기능을 분배하는 설비를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 인쇄 시스템(100)은 인쇄 장치(102), 컴퓨팅 시스템(103) 및 네트워크(109)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 인쇄 시스템은 단일 장치 또는 구성요소(도시 생략)일 수 있다. 그러한 인쇄 시스템은, 2016년 5월 31일자로 출원된 공동 소유의 미국 특허 가출원 제62/343,757호 및 2017년 5월 31일자로 출원된 관련 미국 특허 가출원 제__________호(이들 출원 양자의 발명의 명칭은 "Gradient Printing a Three-Dimensional Structural Component"임)와, 2016년 5월 31일자로 출원된 공동 소유의 미국 특허 가출원 제62/343,686호 및 2017년 5월 31일자로 출원된 관련 미국 특허 가출원 제__________호(이들 출원 양자의 발명의 명칭은 "Method and Apparatus for Printing Three-Dimensional Structures with Image Information"임)에 더 설명되어 있고, 이들 출원 모두는 그 전체가 본 명세서에 참조로 합체된다.
인쇄 장치의 일부 실시예는 컬러 인쇄를 허용하는 설비를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 시스템은 CMYK 인쇄를 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 컬러 인쇄는 다른 적절한 인쇄 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
CMYK 인쇄를 사용하여 컬러 인쇄가 수행되는 실시예에서, 컬러 인쇄를 용이하게 하기 위하여 임의의 적절한 장치, 프로토콜, 표준, 및 방법이 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "CMYK"는 컬러 인쇄에 사용되는 4개의 안료를 지칭할 수 있다: "C"는 청록색 안료, "M"은 자홍색 안료, "Y"는 황색 안료, 그리고 "K"는 주요 안료를 지칭한다. 일부의 경우에, 주요 안료는 흑색 안료일 수 있다. CMYK 인쇄를 사용하는 인쇄 장치의 예는 2015년 1월 1일에 공개되었고 발명의 명칭이 "Additive Color Printing"인 Miller의 미국 특허 공개 제2015-0002567호에 개시되어 있으며, 이 출원은 본 명세서에 참조로 합체되며 이후에 "컬러 인쇄" 출원으로 지칭된다. 일부 실시예에서, 인쇄 시스템(100)은 컬러 인쇄를 용이하게 하기 위해 컬러 인쇄 출원에 개시된 시스템, 구성요소, 장치 및 방법의 하나 이상의 피쳐를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 장치는 하나 이상의 안료를 포함하는 인쇄 재료의 액적을 베이스 상에 토출함으로써 이미지를 인쇄하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 액적은 임의의 적절한 체적의 인쇄 재료를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 액적은 1 밀리리터의 인쇄 재료일 수 있다. 다른 실시예에서, 인쇄 시스템은 다른 시스템, 구성요소, 장치, 및 방법을 사용할 수 있다.
인쇄 시스템이 인쇄 시스템의 여러 장치들 사이에 하나 이상의 기능을 분배하는 설비를 포함하는 실시예에서, 임의의 적절한 분할이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 시스템(100)은 인쇄 장치(102)를 제어하고 및/또는 인쇄 장치로부터 정보를 수신하는 설비를 포함할 수 있다. 이들 설비는 컴퓨팅 시스템(103) 및 네트워크(109)를 포함할 수 있다. 일반적으로, "컴퓨팅 시스템"이라는 용어는 단일 컴퓨터의 컴퓨팅 자원, 단일 컴퓨터의 컴퓨팅 자원의 일부, 및/또는 서로 통신하는 2개 이상의 컴퓨터들을 지칭한다. 이들 자원들 중 임의의 자원은 1명 이상의 사용자에 의해 작동될 수 있다. 이들 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(103)은 하나 이상의 서버를 포함할 수 있다. 몇몇의 경우에, 프린트 서버는 주로 인쇄 장치(102)를 제어하고 및/또는 인쇄 장치와 연통하는 데에 책임이 있을 수 있지만, 별개의 컴퓨터(예를 들어, 데스크탑, 랩탑 또는 태블릿)가 사용자와의 대화를 용이하게 할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(103)은 또한, 제한하지 않지만, 자기, 광학, 자기-광학을 포함하는 하나 이상의 저장 디바이스 및/또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리를 포함하는 메모리를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 인쇄 장치(102)를 제어하고 및/또는 인쇄 장치로부터 정보를 수신하는 설비를 용이하게 하도록 임의의 적절한 하드웨어 또는 하드웨어 시스템이 사용될 수 있다. 컴퓨팅 시스템이 사용되는 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(103)은 중앙 처리 장치, 뷰잉 인터페이스(예를 들어, 모니터 또는 스크린), 입력 장치(예를 들어, 키보드 및 마우스), 및 3차원 구조 구성요소를 인쇄하기 위한 미리 결정된 두께 세트를 생성하는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 미리 결정된 두께 세트는 미리 결정된 두께 세트에 의해 표현되는 형상을 갖도록 3차원 구조 구성요소의 형성을 용이하게 하기 위한 임의의 적절한 정보를 포함할 수 있다. 미리 결정된 두께 세트에 의해 표현되는 형상의 예는 원통, 원뿔, 정육면체, 구 등을 포함할 수 있다. 경우에 따라, 미리 결정된 두께 세트는 특정 고객을 위해 개인화될 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 형태의 하드웨어 시스템이 사용될 수 있다.
일반적으로, 3차원 구조 구성요소에 대해 미리 결정된 두께 세트를 설계하기 위한 소프트웨어의 설비를 용이하게 하도록 임의의 적절한 정보가 사용될 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 인쇄 구조체의 미리 결정된 두께 세트를 설계하기 위한 소프트웨어는 구조체의 기하학적 형태에 관한 정보 뿐만 아니라 구성요소의 다양한 부분을 인쇄하는 데에 필요한 재료들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상이한 정보가 사용될 수 있다.
일반적으로 임의의 적절한 설계 구조가 설계를 인쇄 장치(102)(또는 인쇄 장치(102)와 통신하는 관련 인쇄 서버)에 의해 해석될 수 있는 정보로 변환하는 데에 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 시스템(100)은 3차원 인쇄 또는 부가 프로세스를 사용하여 형성된 하나 이상의 구성요소를 제공하도록 아래와 같이 작동될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(103)은 구조체를 설계하는 데에 사용될 수 있다. 그러한 설계는 소정 유형의 CAD 소프트웨어 또는 다른 종류의 소프트웨어를 사용하여 달성될 수 있다. 이어서, 설계는 인쇄 장치(102)(또는 인쇄 장치(102)와 통신하는 관련 인쇄 서버)에 의해 해석될 수 있는 정보로 변환될 수 있다. 일부 실시예에서, 설계는 스테레오리소그래피 파일(STL 파일)과 같은 3차원 인쇄 가능한 파일로 변환될 수 있고, 다른 경우에 설계는 상이한 설계 구성요소로 변환될 수 있다.
인쇄 시스템이 인쇄 시스템(100)의 여러 장치들 사이에 하나 이상의 기능을 분배하는 설비를 포함하는 일부 실시예에서, 임의의 적절한 프로토콜, 포맷 및 방법이 인쇄 시스템(100)의 장치들 사이의 통신을 용이하게 하도록 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 통신은 네트워크(109)를 사용하여 수행된다. 다른 경우에, 이러한 통신은 인쇄 시스템(100)의 장치들 사이에 직접 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 네트워크(106)는 컴퓨팅 시스템(103)과 인쇄 장치(102) 간에 정보의 교환을 용이하게 하는 임의의 유선 또는 무선 설비를 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크(109)는 네트워크 인터페이스 제어기, 리피터(repeater), 허브, 브릿지, 스위치, 라우터(router), 모뎀 및 방화벽 등의 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크(109)는 인쇄 시스템(100)의 2개 이상의 시스템, 장치 및/또는 구성요소 간에 무선 통신을 용이하게 하는 무선 네트워크일 수 있다. 무선 네트워크의 예는, 제한하지 않지만, 무선 개인 영역 네트워크(예를 들어, 블루투스를 포함함), 무선 근거리 네트워크(IEEE 802.11 WLAN 표준을 이용하는 네트워크를 포함함), 무선 메시 네트워크, 모바일 장치 네트워크 뿐만 아니라 다른 종류의 무선 네트워크를 포함한다. 다른 경우에, 네트워크(109)는 연선(twister pair wire), 동축 케이블, 및 광섬유에 의해 신호 전달이 가능하게 되는 네트워크를 포함하는 유선 네트워크일 수 있다. 또 다른 경우에, 유선 및 무선 네트워크 및/또는 연결부의 조합이 사용될 수 있다.
인쇄 시스템의 일부 실시예는 인쇄 구조체가 하나 이상의 물품 상에 직접 인쇄되게 하는 설비를 포함할 수 있다. "물품"이라는 용어는 신발류 물품(예를 들어, 신발) 및 의류 물품(예를 들어, 셔츠, 바지 등) 모두를 포함하도록 의도된다. 본 개시의 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "신발류 물품"과 "신발류"라는 용어는 임의의 신발류 및 갑피를 비롯하여 신발류와 관련된 임의의 재료를 포함하고, 예를 들어 야구화, 농구화, 크로스 트레이닝화, 사이클화, 풋볼화, 테니스화, 축구화, 및 하이킹화를 비롯하여 다양한 운동 신발류 타입에 적용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "신발류 물품"과 "신발류"라는 용어는 또한 드레스화, 간편화, 샌들, 슬리퍼, 보트 슈즈, 및 작업화를 비롯하여 일반적으로 비운동용, 의례용, 또는 장식용인 것으로 고려되는 신발류 타입을 포함한다.
일부 실시예에서, 인쇄 시스템(100)에서 물품의 사용을 용이하게 하도록 임의의 적절한 재료가 물품을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치(102)는, 베이스와 인쇄 재료의 바닥 사이에 개재되는 이형층(release layer)에 대한 필요성 없이, 그리고 인쇄될 완전하게 또는 거의 완전하게 평탄한 베이스에 대한 필요성 없이, 텍스타일, 천연 직물, 합성 직물, 니트, 직물 재료, 부직포 재료, 메시, 천연 가죽, 합성 가죽, 중합체, 고무 및 발포체, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 재료의 표면 상에 인쇄할 수 있다.
물품 세트(110)를 포함하는 실시예를 도시하는 도 1을 참조하면, 다른 실시예에서, 상이한 물품이 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 물품 세트(110)는 신발류 물품, 정강이 보호대(shin guard), 의류 물품, 및 헬멧과 같은 스포츠 용품을 포함한다. 다른 실시예에서, 물품 세트(110)는 상이할 수 있다. 일반적으로, 물품의 임의의 적절한 표면은 인쇄된 3차원 물체를 수용하기 위한 베이스 또는 기재로서 사용될 수 있다.
개시된 실시예는 신발류 물품의 맥락에서 설명되지만, 다양한 실시예가 또한 의복, 의류, 또는 3차원 인쇄를 포함하는 용품의 임의의 물품에도 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 다양한 실시예는 모자, 챙모자, 셔츠, 저지, 자켓, 양말, 반바지, 바지, 내의, 운동복, 장갑, 손목/팔 밴드, 슬리브, 헤드 밴드, 임의의 니트 재료, 임의의 직물 재료, 임의의 부직포 재료, 스포츠 용품 등에 적용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "의류 물품"이라는 용어는 임의의 신발류 물품 뿐만 아니라 모자, 챙모자, 셔츠, 저지, 자켓, 양말, 반바지, 바지, 내의, 운동복, 장갑, 손목/팔 밴드, 슬리브, 헤드 밴드, 임의의 니트 재료, 임의의 직물 재료, 임의의 부직포 재료 등을 비롯한 임의의 의류 또는 의복을 지칭할 수 있다.
인쇄 시스템의 일부 실시예는 도 1에 도시된 실시예와 같이 물품의 크기 및 형상에 관계없이 물품에 직접 인쇄하게 하는 설비를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 3차원 구조 구성요소는 먼저 이형층 상에 인쇄되고 이어서 물품 상으로 전사된다. 도 19에 도시된 실시예와 같은 다른 실시예에서, 3차원 구조 구성요소는 물품의 구성요소 상에 인쇄된 다음 물품으로 조립된다.
인쇄 장치(102)는 당업계에 공지된 임의의 유형의 인쇄 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치(102)는 잉크젯 프린터이다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치(102)는 도 1에 도시된 바와 같은 3차원 물품 상에 직접 인쇄하는 설비를 포함할 수 있으며, 여기서 프린트 헤드(104)는 인쇄 프로세스 기간 동안 물품을 지지하고 적절하게 위치시킬 수 있는 인쇄 플랫폼(106)에 근접하게 위치 설정된다. 프린트 헤드(104)는 진공 소스(108)와 유체 연통한다. 잉크 소스(108)는 전술한 여러 유형의 잉크 중 임의의 잉크 또는 모든 잉크를 수용할 수 있다. 잉크 소스(108)는 임의의 개수의 여러 컬러의 잉크 및 투명 구조 잉크를 수용할 수 있다. 프린트 헤드(104)는 잉크 소스(108)로부터 받아들인 특정 체적의 잉크를 토출할 수 있을 뿐만 아니라 잉크를 경화시키는 설비를 포함할 수 있다. 그러한 설비는 UV 램프, 열원, 또는 건조기를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, 인쇄 장치(102)는 윤곽 표면을 형성하기 위해 컬러 3차원 물체를 물품의 표면 상에 인쇄하도록 지시받을 수 있다. 도 2에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, 이들 윤곽 표면은 주로 기능적일 수 있다. 다른 실시예에서, 도 15 및 도 16에 도시되고 아래에서 더 논의되는 실시예와 같은 다른 실시예에서, 이들 윤곽 표면은 주로 심미적일 수 있다.
일부 실시예에서, 컬러 3차원 물체는, 물체의 표면 상에 직접 컬러층을 인쇄한 다음, 투명 구조 잉크를 인쇄하여 3차원 형상 및 윤곽을 형성하고 나서, 투명 구조 잉크층의 상단에 제2 컬러층을 인쇄함으로써 형성된다. 구조 잉크층을 컬러 잉크층들 사이에 샌드위치하면 3차원 컬러 인쇄 물체의 외관이 향상될 수 있다. 투명 구조층은 베이스에 인접한 컬러층이 선명하게 보이게 하고, 투명 구조층의 상단에 인쇄된 컬러층은 바닥 컬러층과 함께 작용하여 특유의 3차원 시각적 효과를 제공할 수 있다. 투명 잉크를 사용하여 구조체와 윤곽을 형성하면 구조체 전반에 걸쳐 컬러 잉크를 사용하는 것보다 더 비용 효과적일 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, 신발류 물품(120)은 인쇄된 기능 요소들, 즉 제1 기능 요소(126) 및 제2 기능 요소(128)를 포함한다. 제1 기능 요소(126)는 발로 찬 볼의 정밀한 제어가 요망되는 축구와 같은 스포츠를 플레이할 때에 사용하기 위해 신발류 물품(120)의 전족 영역에 위치 설정된 볼 제어부이다. 제2 기능 요소(128)는, 예를 들어 힐 컵에 대한 추가 지지를 위해 또는 내마모성 표면으로서 신발류 물품(120)의 힐 영역에 위치 설정된 보강재를 포함한다. 제1 기능 요소(126)와 제2 기능 요소(128) 양자는 신발류 물품(120) 상에 구조 잉크를 인쇄함으로써 획득한 윤곽 표면을 포함하는 3차원의 다층 컬러 물체이다. 제1 기능 요소(126) 및 제2 기능 요소(128) 양자는 동일한 방식으로 형성될 수 있지만, 간단함을 위해 제1 기능 요소(126)만이 아래에서 더 논의된다.
도 3은 제1 기능 요소(126)의 단면의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 제1 기능 요소(126)는 균일한 두께의 복수의 인쇄된 층으로 형성된다. 이 실시예에서, 제1 기능 요소(126)의 복수의 인쇄된 층은 제1 층(132), 제2 층(134), 제3 층(136) 및 제4 층(138)을 포함하며, 각각의 층은 층 두께들의 축적이 제1 기능 요소(126)의 원하는 두께 또는 목표 두께를 형성하도록 제한된 두께를 갖는다. 층들은 기능 요소(126)의 부분들이 상이한 높이를 가져서 윤곽 표면(130)을 형성할 수 있도록 인쇄된다. 이 실시예에서, 윤곽 표면(130)은 윤곽 표면(130)을 갖는 3차원 물체를 형성하도록 서로 인접하여 위치 설정되는 제1 소융기부(123), 제1 대융기부(125), 제2 소융기부(127), 및 제2 대융기부(129)로부터 형성된다. 그러므로, 윤곽 표면(130)은 이 실시예에서 물결 형상을 갖는다. 디지털 인쇄 기술이 잉크의 토출을 정밀하게 제어하게 할 수 있기 때문에, 제1 기능 요소(126)는 다양한 두께의 상이한 영역들로 형성되는 임의의 형상 및 임의의 윤곽 표면을 가질 수 있다.
제1 기능 요소(126)는 또한 컬러 요소이다. 3차원 물체의 원하는 컬러 및 형상을 달성하기 위해, 제1 기능 요소(126)는 컬러 잉크층 및 구조 잉크층을 포함한다. 일부 실시예에서, 구조 잉크층은 착색될 수 있지만, 다른 실시예에서 구조 잉크층은 특정 컬러가 없고 투명하거나, 반투명하거나 또는 선명할 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 유형의 잉크가 컬러 잉크층 및 구조 잉크층에 제공될 수 있지만, 다른 실시예에서 컬러 잉크층 및 구조 잉크층은 동일한 유형의 잉크로 형성된다. 일부 실시예에서, 모든 컬러층은 동일한 컬러 정보에 기초하여 동일한 컬러 또는 컬러 패턴을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 별개의 컬러층은 상이한, 고유한, 또는 층 특정 컬러 정보를 사용하여 상이한 컬러 또는 컬러 패턴을 각각 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 별개의 컬러층의 부분은 다른 컬러층의 부분과 동일한 컬러 또는 컬러 패턴을 가질 수 있는 반면, 컬러층의 다른 부분 또는 영역은 상이한 컬러 또는 컬러 패턴을 가질 수 있다.
도 3에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, 제1 컬러 잉크층은 갑피(122)와 같은 기재 또는 베이스에 인접하여 접경하는 층으로서 인쇄되고, 이어서 구조 잉크층이 제1 컬러 잉크층의 상단에 인쇄되어 3차원 물체 및 윤곽 표면을 형성한 다음, 제2 컬러 잉크층이 구조 잉크층의 상단에 인쇄된다. 컬러 잉크는 구조 잉크와 동일한 유형의 잉크일 수 있으므로, 컬러 잉크 픽셀 및 층은 투명 구조 픽셀 및 층과 동일한 체적 및 구조를 갖는다. 도 3에 도시된 실시예에서, 제1 층(132)은 컬러 잉크층이고 갑피(122)에 인접하여 접경하게 위치 설정된다. 제2 층(134)은 구조층이며, 제1 층(132)에 인접하여 접경하게 인쇄된다. 제3 층(136)은 제2 층(134)에 인접하여 접경하게 선택된 픽셀 위치에 인쇄되는 컬러 픽셀 및 구조 픽셀의 교호 영역을 포함한다. 제4 층(138)은 컬러층이며, 제2 층(134)의 일부 및 제3 층(136)의 일부에 인접하여 접경하게 인쇄된다. 제4 층(138)은 컬러 픽셀이 윤곽 표면을 형성하기 위해 상이한 높이를 갖는 영역을 달성하도록 투명 픽셀의 상단에만 인쇄되기 때문에 불연속적이다. 이 실시예에서, 제3 층(136) 및 제4 층(138)의 인쇄된 컬러 픽셀은 제1 기능 요소(126)의 상단 또는 최외측 표면을 형성한다.
당업자라면 기능 요소(126)의 층들의 개수 및 구조층에 의해 달성된 패턴이, 제1 기능 요소(126)의 목표 두께, 윤곽 표면(130)의 의도된 형상, 사용된 잉크의 유형, 및 인쇄 장치(102)의 성능에 따라 현저하게 변화될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 예를 들어, 단순화를 위해, 도 3에 도시된 실시예에서는 4개의 층만이 제공된다. 다른 실시예에서, 층들의 개수는 전술한 인자들에 따라 더 적거나 더 많을 수 있다. 제1 기능 요소(126)와 같은 기능 요소를 형성하기 위해, 인쇄된 층들의 개수는 4개보다 많을 수 있고, 인쇄의 패턴은 도시된 것보다 더 복잡할 수 있다.
윤곽 표면(130)을 갖는 제1 기능 요소(126)는 도 4에 도시된 바와 같은 윤곽(140)을 인쇄하는 방법 등의 인쇄 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 방법(140)의 제1 단계(142)에서, 윤곽 정보가, 예를 들어 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 윤곽 정보를 수신하는 인쇄 장치(102)에 의해 인쇄 장치(102)에 입력된다. 윤곽 정보는 제1 기능 요소(126)의 전체에 대해 또는 층별로 제공될 수 있다. 윤곽 정보는, 예를 들어 사용자에 의해 제공된 이미지 또는 다른 정보를 분석하고, 윤곽을 형성하기 위해 픽셀 단위로 또는 다른 인쇄 위치 기준으로 인쇄 장치(102)가 어떻게 프로그래밍될 수 있는지를 결정함으로써 컴퓨팅 시스템(103)에 의해 개발될 수 있다. 윤곽 정보는 제1 기능 요소(126)와 같이 3차원 물체에 대한 목표 두께를 포함할 수 있다. 윤곽 정보는 3차원 물체의 일부 또는 영역에 대한 목표 두께를 포함할 수 있다. 영역은 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 두께를 갖는 3차원 물체의 일부일 수 있다. 예를 들어, 제1 기능 요소(126)는 4개의 영역, 즉 제1 소융기부(123)에 대응하는 제1 영역, 제1 대융기부(125)에 대응하는 제2 영역, 제2 소융기부(127)에 대응하는 제3 영역, 제2 대융기부(129)에 대응하는 제4 영역을 갖는다. 상기 영역들은 서로 인접하여 위치 설정되므로 영역들은 제1 기능 요소(126)의 슈퍼 표면인 윤곽 표면(130)을 집합적으로 형성하도록 배열된다.
윤곽 정보는 3차원 물체 및/또는 3차원 물체의 각 층에 대해 미리 정해진 구조 두께를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(103)은 3차원 형상 및 층들에 대한 미리 정해진 두께에 기초하여 층들의 개수를 계산할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(103)은 인쇄 장치(102)의 성능 및/또는 사용될 잉크의 유형에 기초하여 임의의 개별 층의 두께를 계산할 수 있다.
제2 단계(143)에서, 컬러 정보가, 예를 들어 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 컬러 정보를 수신하는 인쇄 장치(102)에 의해 인쇄 장치(102)에 입력된다. 컬러 정보는 전체적으로 또는 층별로 제1 기능 요소(126)에 제공될 수 있다. 컬러 정보는, 예를 들어 사용자에 의해 제공된 이미지 또는 다른 정보를 분석하고, 픽셀 단위로 또는 다른 인쇄 위치 기준으로 인쇄 장치(102)가 어떻게 프로그래밍될 수 있는지를 결정함으로써 컴퓨팅 시스템(103)에 의해 개발될 수 있다. 컬러 정보는 3차원 물체의 각 컬러층에 대한 컬러 정보를 포함할 수 있다. 컬러 정보는 CMYK 프로토콜을 사용할 때와 같이 베이스 컬러들의 특정 혼합을 포함할 수 있다. 컬러 정보는 또한 구조 잉크 매트릭스 내의 컬러 입자의 농도로서 프로그래밍될 수 있는 컬러 강도 정보를 포함할 수 있다. 디지털 인쇄 시스템의 성능으로 인해, 이 컬러 정보는 픽셀 단위로 제공될 수 있다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 제1 단계(142)와 제2 단계(143)의 순서는 상호 교환 가능하거나 동시에 발생할 수 있다.
제3 단계(144)는 제1 컬러층을 갑피(122)와 같은 기재 또는 베이스 상에 인쇄하는 단계를 포함한다. 제3 단계(144)는 인쇄 장치(102)에 베이스 재료를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 제3 단계(144)는 또한 제1 컬러층에 대해 제공된 컬러 정보를 사용하여 제1 컬러층을 갑피(122)와 같은 베이스 상에 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다.
제4 단계(145)는 윤곽 표면을 갖는 3차원 형상을 형성하기 위해 투명 구조층들의 세트를 제1 컬러층 상에 인쇄하는 단계를 포함한다. 인쇄 장치는 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 수신된 윤곽 정보를 사용하여 구조층들을 인쇄하는 픽셀 단위 패턴으로 지시를 받는 디지털 프린터일 수 있다.
제5 단계(146)는 제2 컬러층을 투명 구조층 세트 상에 인쇄하는 단계를 포함한다. 제5 단계(146)는 또한 제2 컬러층에 대해 제공된 컬러 정보를 사용하여 제2 컬러층을 투명 구조층의 세트 상에 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다.
방법(140)의 구현 실시예가 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 도 3에 도시된 단면도를 갖는 구조체가 형성된다. 이 실시예에서, 각각의 인쇄된 층 또는 층의 부분은 동일한 두께를 갖는다. 윤곽은 오직 선택된 위치에서만 인쇄하여 형성된다. 각 픽셀 또는 지정된 인쇄 위치는 잉크가 있거나 잉크가 없는 것으로 수신된 윤곽 정보에 의해 지정될 수 있다. 각각의 픽셀 또는 다른 유형의 지정된 위치에서, 프린트 헤드(104)는 잉크를 토출하고 인쇄하도록 또는 차단하고 인쇄하지 않도록 지정될 수 있다.
도 5는 제1 컬러층이 베이스 상에 인쇄되는 제3 단계(144)의 구현 실시예를 도시한다. 인쇄 장치의 일부 실시예는 이미지, 그래픽, 디자인, 및 텍스트와 같은 피쳐를 베이스 상에 인쇄하는 것을 용이하게 하도록 프린트 헤드가 베이스를 가로질러 이동되게 하는 설비를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치는 베이스를 따라 프린트 헤드를 이동시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 인쇄 장치는 프린트 헤드에 대해 베이스를 이동시킬 수 있다.
인쇄 장치가 프린트 헤드를 이동시키는 실시예에서, 인쇄 장치는 임의의 적절한 개수의 축선에 평행한 방향으로 프린트 헤드를 이동시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치는 인쇄면을 따라 프린트 헤드를 이동시킬 수 있다. 도 5를 참조하면, 인쇄 장치(102)는 갑피(122) 상에 인쇄를 용이하게 하도록 갑피(122)를 따라 프린트 헤드(104)를 이동시킬 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 인쇄 장치(102)는 갑피(122)의 표면에 실질적으로 평행한 방향으로 캐리지 바아(107)를 따라 프린트 헤드(104)를 병진시킬 수 있다. 프린트 헤드(104)는 예를 들어 서보 모터 또는 다른 구동 메카니즘을 이용하는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 캐리지 바아(107)를 따라 병진될 수 있다. 다른 실시예에서, 인쇄 장치(102)는 프린트 헤드(104)를 베이스에 대해 상이하게 이동시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치(102)는 고정식 프린트 헤드에 대해 물품을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 인쇄 플랫폼(106)(도 1에 도시됨)은 예를 들어 도 1에 도시된 임의의 방향, 즉 수직 방향(50), 수평 방향(54), 및 제3의 직교 방향으로 프린트 헤드(104)에 대해 이동 가능할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제1 픽셀 위치(161), 제2 픽셀 위치(162), 제3 픽셀 위치(163), 제4 픽셀 위치(164), 제5 픽셀(165), 제6 픽셀 위치(166), 제7 픽셀 위치(167) 및 제8 픽셀 위치(168)로 분할되었다. 이들 픽셀 인쇄 위치는 행을 형성하도록 배열된다. 프린트 헤드(104)는 캐리지 바아(107)를 따라 제1 픽셀 위치(161)로부터 제8 픽셀 위치(168)까지 이동된다. 프린트 헤드(104)는 (도시되지 않은) 제1 단계(142) 및 제2 단계(143)에서 컴퓨팅 시스템(103)에 의해 제공되는 윤곽 및 컬러 정보에 따라 컬러 잉크를 특정 체적의 컬러 잉크 액적(150)으로 토출할 수 있다. 이 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 컬러 잉크의 연속적인 라인을 인쇄하여 제1 층(132)을 형성한다. 모든 픽셀 인쇄 위치, 즉 제1 픽셀 위치(161), 제2 픽셀 위치(162), 제3 픽셀 위치(163), 제4 픽셀 위치(164), 제5 픽셀 위치(165), 제6 픽셀 위치(166), 제7 픽셀 위치(167) 및 제8 픽셀 위치(168)는 컬러 잉크로 인쇄되고, 제1 층(132)은 각각의 픽셀 인쇄 위치에서 균일한 두께를 갖는다. 일부 실시예에서, 제1 층(132)은 갑피(122)와 동일한 표면 윤곽을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 층(132)은 갑피(122)와 상이한 표면 윤곽을 가질 수 있다.
프린트 헤드(104)는 단일 패스, 즉 캐리지 바아(107)를 따른 프린트 헤드(104)의 이동으로 모든 컬러 잉크를 토출하고 경화시켜 제1 층(132)을 형성할 수 있거나, 프린트 헤드(104)는 다중 패스로 컬러 잉크를 토출하고 경화시켜 제1 층(132)을 형성할 수 있다.
도 6은 투명 구조층이 제1 컬러층 상에 인쇄되는 제4 단계(145)의 구현 실시예를 도시한다. 도 6에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 다시 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제9 픽셀 위치(171), 제10 픽셀 위치(172), 제11 픽셀 위치(173), 제12 픽셀 위치(174), 제13 픽셀 위치(175), 제14 픽셀 위치(176), 제15 픽셀 위치(177) 및 제16 픽셀 위치(178)로 분할되었다. 이들 픽셀 위치는 제1 층(132)의 픽셀 인쇄 위치와 정렬된다: 제1 방향에서, 제1 픽셀 위치(161)는 제9 픽셀 위치(171)와 대응하고; 제2 픽셀 위치(162)는 제10 픽셀 위치(172)와 대응하고; 제3 픽셀 위치(163)는 제11 픽셀 위치(173)와 대응하고; 제4 픽셀 위치(164)는 제12 픽셀 위치(174)와 대응하고; 제5 픽셀 위치(165)는 제13 픽셀 위치(175)와 대응하고; 제6 픽셀 위치(166)는 제14 픽셀 위치(176)와 대응하고; 제7 픽셀 위치(167)는 제15 픽셀 위치(177)와 대응하고; 제8 픽셀 위치(168)는 제16 픽셀 위치(178)와 대응한다. 그러나, 제9 픽셀 위치(171), 제10 픽셀 위치(172), 제11 픽셀 위치(173), 제12 픽셀 위치(174), 제13 픽셀 위치(175), 제14 픽셀 위치(176), 제15 픽셀 위치(177) 및 제16 픽셀 위치(161)는 제1 픽셀 위치(161), 제2 픽셀 위치(162), 제3 픽셀 위치(163), 제4 픽셀 위치(164), 제5 픽셀 위치(165), 제6 픽셀 위치(166), 제7 픽셀 위치(167) 및 제8 픽셀 위치(168)의 상단에 각각 적층된다. 그러므로, 제9 픽셀 위치(171), 제10 픽셀 위치(172), 제11 픽셀 위치(173), 제12 픽셀 위치(174), 제13 픽셀 위치(175), 제14 픽셀 위치(176), 제15 픽셀 위치(177) 및 제16 픽셀 위치(178)가 특유의 위치이고, 이에 따라 디지털 인쇄를 위한 특유의 윤곽 인쇄 정보에 대응할 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 캐리지 바아(107)를 따라 병진되어 제2 층(134)을 형성하도록 투명 구조 잉크의 연속적인 라인을 인쇄한다. 모든 픽셀 인쇄 위치, 즉 제9 픽셀 위치(171), 제10 픽셀 위치(172), 제11 픽셀 위치(173), 제12 픽셀 위치(174), 제13 픽셀 위치(175), 제14 픽셀 위치(176), 제15 픽셀 위치(177) 및 제16 픽셀 위치(178)는 투명 구조 잉크로 인쇄되고, 제2 층(134)은 각각의 픽셀 인쇄 위치에서 균일한 두께를 갖는다. 이 실시예에서, 제2 층(134)의 표면 윤곽은 제1 층(132)의 표면 윤곽과 동일할 수 있다. 프린트 헤드(104)는 단일 패스, 즉 캐리지 바아(107)를 따른 프린트 헤드(104)의 이동으로 모든 구조 잉크를 토출하고 경화시켜 제2 층(134)을 형성할 수 있거나, 프린트 헤드(104)는 다중 패스로 투명 구조 잉크를 토출하고 경화시켜 제2 층(134)을 형성할 수 있다.
도 7은 투명 구조층이 패턴을 형성하도록 인쇄되어 윤곽 표면을 갖는 3차원 물체를 형성하는 제4 단계(145)의 연속적인 구현의 실시예를 도시한다. 도 7에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제17 픽셀 위치(181), 제18 픽셀 위치(182), 제19 픽셀 위치(183), 제20 픽셀 위치(184), 제21 픽셀 위치(185), 제22 픽셀 위치(186), 제23 픽셀 위치(187) 및 제24 픽셀 위치(188)로 분할되었다. 제2 층(134)의 픽셀 인쇄 위치에서와 같이, 제3 층(136)을 위한 이들 픽셀 위치는 제1 층(132)의 픽셀 인쇄 위치와 정렬된다: 제1 방향에서, 제1 픽셀 위치(161)는 제17 픽셀 위치(181)와 대응하고; 제2 픽셀 위치(162)는 제18 픽셀 위치(182)와 대응하고; 제3 픽셀 위치(163)는 제19 픽셀 위치(183)와 대응하고; 제4 픽셀 위치(164)는 제20 픽셀 위치(184)와 대응하고; 제5 픽셀 위치(165)는 제21 픽셀 위치(185)와 대응하고; 제6 픽셀 위치(166)는 제22 픽셀 위치(186)와 대응하고; 제7 픽셀 위치(167)는 제23 픽셀 위치(187)와 대응하고; 제8 픽셀 위치(168)는 제24 픽셀 위치(188)와 대응한다. 그러나, 제17 픽셀 위치(181), 제18 픽셀 위치(182), 제19 픽셀 위치(183), 제20 픽셀 위치(184), 제21 픽셀 위치(185), 제22 픽셀 위치(186), 제23 픽셀 위치(187) 및 제24 픽셀 위치(188)는 제1 픽셀 위치(161), 제2 픽셀 위치(162), 제3 픽셀 위치(163), 제4 픽셀 위치(164), 제5 픽셀 위치(165), 제6 픽셀 위치(166), 제7 픽셀 위치(167) 및 제8 픽셀 위치(168)의 상단에 각각 적층될 뿐만 아니라, 제9 픽셀 위치(171), 제10 픽셀 위치(172), 제11 픽셀 위치(173), 제12 픽셀 위치(174), 제13 픽셀 위치(175), 제14 픽셀 위치(176), 제15 픽셀 위치(177), 및 제16 픽셀 위치(178)의 상단에 각각 적층되는 픽셀이다. 그러므로, 제17 픽셀 위치(181), 제18 픽셀 위치(182), 제19 픽셀 위치(183), 제20 픽셀 위치(184), 제21 픽셀 위치(185), 제22 픽셀 위치(186), 제23 픽셀 위치(187) 및 제24 픽셀 위치(188)는 특유의 위치이고, 이에 따라 디지털 인쇄를 위해 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 수신된 특유의 윤곽 인쇄 정보에 대응할 수 있다.
이 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 잉크의 연속적인 라인을 인쇄하여 제3 층(136)을 형성한다. 그러나, 제3 층(136)은 컬러 잉크 및 투명 잉크의 교호 세그먼트를 갖는다. 제17 픽셀 위치(181), 제18 픽셀 위치(182), 제21 픽셀 위치(185) 및 제22 픽셀 위치(186)와 같은 일부 픽셀 인쇄 위치는 컬러 잉크로 인쇄된다. 제19 픽셀 위치(183), 제20 픽셀 위치(184), 제23 픽셀 위치(187) 및 제24 픽셀 위치(188)와 같은 다른 위치는 투명 구조 잉크로 인쇄된다. 인쇄 장치(102)는 제1 기능 요소(126)의 상이한 영역에 대응하는 이들 교호적인 컬러 세그먼트 및 투명 세그먼트를 인쇄하도록 프로그래밍될 수 있다.
제1 지점(204)에서, 프린트 헤드(104)는 제1 체적의 컬러 잉크 액적(153)을 토출하여 제17 픽셀 위치(181) 및 제18 픽셀 위치(182)를 충전할 수 있다. 제2 지점(304)에서, 프린트 헤드(104)는 제1 체적의 투명 구조 잉크 액적(154)을 토출하여 제19 픽셀 위치(183) 및 제20 픽셀 위치(184)를 충전할 수 있다. 제3 지점(404)에서, 프린트 헤드(104)는 제2 체적의 컬러 잉크 액적(155)을 토출하여 제21 픽셀 위치(185) 및 제22 픽셀 위치(186)를 충전할 수 있다. 최종 지점에서, 프린트 헤드(104)는 제2 체적의 투명 구조 잉크 액적(156)을 토출하여 제23 픽셀 위치(187) 및 제24 픽셀 위치(188)를 충전할 수 있다.
이 실시예에서, 제3 층(136)은 각각의 픽셀 인쇄 위치에서 균일한 두께를 갖는다. 프린트 헤드(104)는 단일 패스, 즉 단일 방향에서 캐리지 바아(107)를 따른 프린트 헤드(104)의 이동으로 모든 잉크를 토출하고 경화시켜 제3 층(134)을 형성할 수 있거나, 프린트 헤드(104)는 다중 프린트 헤드(104) 패스로 투명 구조 잉크를 토출하고 경화시켜 제3 층(134)을 형성할 수 있다.
도 8은 컬러 잉크의 제2 층이 구조 및 윤곽층들 상에 인쇄되는 제5 단계(146)의 구현 실시예를 도시한다. 도 8에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 다시 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제25 픽셀 위치(191), 제26 픽셀 위치(192), 제27 픽셀 위치(193), 제28 픽셀 위치(194), 제29 픽셀 위치(195), 제30 픽셀 위치(196), 제31 픽셀 위치(197) 및 제32 픽셀 위치(198)로 분할되었다. 제2 층(134) 및 제3 층(136)의 픽셀 인쇄 위치에서와 같이, 이들 제4 층의 픽셀 인쇄 위치는 제1 층(132), 제2 층(134) 및 제3 층(136)의 픽셀 인쇄 위치와 정렬된다. 그러나, 제25 픽셀 위치(191), 제26 픽셀 위치(192), 제27 픽셀 위치(193), 제28 픽셀 위치(194), 제29 픽셀 위치(195), 제30 픽셀 위치(196), 제31 픽셀 위치(197) 및 제32 픽셀 위치(198)는 제1 픽셀 위치(161), 제2 픽셀 위치(162), 제3 픽셀 위치(163), 제4 픽셀 위치(164), 제5 픽셀 위치(165), 제6 픽셀 위치(166), 제7 픽셀 위치(167) 및 제8 픽셀 위치(168)의 상단에 각각 적층될 뿐만 아니라, 제9 픽셀 위치(171), 제10 픽셀 위치(172), 제11 픽셀 위치(173), 제12 픽셀 위치(174), 제13 픽셀 위치(175), 제14 픽셀 위치(176), 제15 픽셀 위치(177) 및 제16 픽셀 위치(178)의 상단에 각각 적층되며, 제17 픽셀 위치(181), 제18 픽셀 위치(182), 제19 픽셀 위치(183), 제20 픽셀 위치(184), 제21 픽셀 위치(185), 제22 픽셀 위치 186), 제23 픽셀 위치(187) 및 제24 픽셀 위치(188)의 상단에 각각 적층된다. 그러므로, 제25 픽셀 위치(191), 제26 픽셀 위치(192), 제27 픽셀 위치(193), 제28 픽셀 위치(194), 제29 픽셀 위치(195), 제30 픽셀 위치(196), 제31 픽셀 위치(197) 및 제32 픽셀 위치(198)는 특유의 위치이고, 이에 따라 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 수신된 특유의 윤곽 및 컬러 인쇄 정보에 대응할 수 있다.
이 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 잉크의 불연속적인 라인을 인쇄하여 제4 층(138)을 형성한다. 제25 픽셀 위치(191), 제26 픽셀 위치(192), 제29 픽셀 위치(195) 및 제30 픽셀 위치(196)와 같은 일부 픽셀 인쇄 위치는 인쇄되지 않는다. 이들 위치에서, 프린트 헤드(104)는 차단되고 잉크를 토출하지 않는다. 제27 픽셀 위치(193), 제28 픽셀 위치(194), 제31 픽셀 위치(197) 및 제32 픽셀 위치(198)와 같은 다른 위치들은 컬러 잉크로 인쇄된다. 인쇄 장치(102)는 이들 교호 세그먼트를 인쇄하도록 프로그래밍될 수 있다. 제1 지점(204)에서, 프린트 헤드(104)는 제1 차단 조건(160)에 위치되고 잉크를 토출하지 않도록 지향되어 제25 픽셀 위치(191) 및 제26 픽셀 위치(192)를 빈 상태로 남겨둘 수 있다. 제2 지점(304)에서, 프린트 헤드(104)는 제3 체적의 컬러 잉크 액적(157)을 토출하여 제27 픽셀 위치(193) 및 제28 픽셀 위치(194)를 충전할 수 있다. 제3 지점(404)에서, 프린트 헤드(104)는 제2 차단 조건(169)에 위치되고 잉크를 토출하지 않도록 지향되어 제29 픽셀 위치(195) 및 제30 픽셀 위치(196)를 빈 상태로 남겨둘 수 있다. 최종 지점에서, 프린트 헤드(104)는 제4 체적의 컬러 잉크 액적(158)을 토출하여 제31 픽셀 위치(197) 및 제32 픽셀 위치(198)를 충전할 수 있다.
이 실시예에서, 제4 층(138)의 인쇄된 픽셀 위치는 각각의 픽셀 인쇄 위치에서 균일한 두께를 갖는다. 빈 픽셀 위치는 제3 층(136)의 컬러 잉크 인쇄된 부분 및 제4 층(138)의 컬러 잉크 인쇄된 부분에 의해 형성된 상부 표면을 생성한다. 상부 표면의 윤곽이 목표 윤곽이다. 프린트 헤드(104)는 단일 패스, 즉 단일 방향에서 캐리지 바아(107)를 따른 프린트 헤드(104)의 이동으로 모든 잉크를 토출하고 경화시켜 제4 층(138)을 형성할 수 있거나, 프린트 헤드(104)는 다중 프린트 헤드(104) 패스로 잉크를 토출하고 경화시켜 제4 층(134)을 형성할 수 있다.
도 3에 도시되고 도 5 내지 도 8에 도시된 방법을 사용하여 인쇄된 실시예에서, 모든 층 및 픽셀은 동일한 두께를 갖는다. 윤곽 표면(130)은 인접한 영역에서 픽셀의 인접한 컬럼의 높이를 변화시킴으로써 형성된다. 전술한 바와 같이, 이 높이 변화는, 일부 인접한 컬럼 또는 짧은 컬럼으로부터 분리된 컬럼에서 높은 컬럼을 형성하도록 잉크로 인쇄된 모든 잠재적인 픽셀 인쇄 위치를 가지면서, 일부 잠재적인 인쇄 픽셀 위치가 인쇄되지 않아서 이들 픽셀이 빈 상태로 남아 있거나 잉크가 없어서 짧은 칼럼을 형성하는 경우에 발생한다. 따라서, 도 3에 도시된 실시예에서, 일부 컬럼은 3개의 인쇄된 픽셀을 갖고, 다른 컬럼은 4개의 인쇄된 픽셀을 가지며, 각 픽셀은 대략 동일한 크기이다. 짧은 컬럼 및 높은 컬럼의 패턴은 윤곽 표면(130)을 형성한다. 윤곽 표면(130)은 갑피(122)의 표면과 상이한 윤곽을 가지므로, 제1 기능 요소(126)는 갑피(122)의 나머지와 구별될 수 있는 융기된 3차원 물체이다.
그러나, 다른 실시예에서, 약간 상이한 인쇄 방법을 사용하여 동일한 윤곽이 달성될 수 있다. 대안적인 인쇄 방법을 사용하여 달성된 단면이 도 9에 도시되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 윤곽 표면(130)은 또한 짧은 컬럼(230)과 같은 짧은 컬럼과 높은 컬럼(240)과 같은 높은 컬럼의 패턴에 의해서 형성된다. 그러나, 도 9에 도시된 각각의 모든 열은 4개의 인쇄된 픽셀을 포함한다. 일부 인쇄된 픽셀은 전체 두께를 갖고, 다른 인쇄된 픽셀은 전체 두께 픽셀의 높이의 절반이거나 50%의 높이를 갖는다. 예를 들어, 짧은 컬럼(230)은 2개의 50% 높이 픽셀 및 2개의 전체 두께 픽셀을 포함한다. 높은 컬럼(240)은 4개의 전체 두께 인쇄 픽셀을 포함한다. 순수 효과는 도 3에 도시된 실시예와 동일하다: 높은 컬럼은 짧은 컬럼보다 25% 크다. 디지털 인쇄 성능은 시스템이 개별 체적의 잉크를 한 픽셀에 토출하는 것을 정밀하게 제어하게 한다. 이들 체적의 잉크는 인쇄된 픽셀의 두께에 대응한다. 도 9에 도시된 실시예를 인쇄할 때에 프린트 헤드(104)의 인쇄는 결코 중단되지 않으며, 이는 인쇄 시간을 줄일 수 있다.
도 9에 도시된 단면을 달성하기 위한 인쇄 방법이 도 10 내지 도 13에 도시되어 있다. 이들 도면은 또한 도 4에 도시된 일반적인 방법을 따른다.
도 10에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제1 픽셀 위치(261), 제2 픽셀 위치(262), 제3 픽셀 위치(263), 제4 픽셀 위치(264), 제5 픽셀(265), 제6 픽셀 위치(266), 제7 픽셀 위치(267) 및 제8 픽셀 위치(268)로 분할되었다. 이들 픽셀 인쇄 위치는 행을 형성하도록 서로 인접하게 배열된다. 프린트 헤드(104)는 캐리지 바아(107)를 따라 제1 픽셀 위치(261)로부터 제8 픽셀 위치(268)까지 이동된다. 프린트 헤드(104)는 (도시되지 않은) 제1 단계(142) 및 제2 단계(143)에서 컴퓨팅 시스템(103)에 의해 제공되는 윤곽 및 컬러 정보에 따라 컬러 잉크를 특정한 제1 컬러 잉크 체적(150)으로 토출할 수 있다. 이 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 컬러 잉크의 연속적인 라인을 인쇄하여 제1 컬러층(232)을 형성한다. 이 실시예에서, 컬러 잉크는 제1 컬러층(232)이 또한 구조층이 되도록 구조 잉크일 수도 있다. 모든 픽셀 인쇄 위치, 즉 제1 픽셀 위치(261), 제2 픽셀 위치(262), 제3 픽셀 위치(263), 제4 픽셀 위치(264), 제5 픽셀 위치(265), 제6 픽셀 위치(266), 제7 픽셀 위치(267) 및 제8 픽셀 위치는 동일한 체적의 컬러 잉크로 인쇄된다. 제1 컬러층(232)은 각각의 픽셀 인쇄 위치에서 균일한 두께를 갖는다. 프린트 헤드(104)는 단일 패스, 즉 캐리지 바아(107)를 따른 프린트 헤드(104)의 이동으로 모든 컬러 잉크를 토출하고 경화시켜 제1 컬러층(232)을 형성할 수 있거나, 프린트 헤드(104)는 다중 패스로 컬러 잉크를 토출하고 경화시켜 제1 컬러층(232)을 형성할 수 있다.
도 11은 투명 구조층이 제1 컬러층 상에 인쇄되는 제4 단계(145)의 구현 실시예를 도시한다. 도 11에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 다시 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제9 픽셀 위치(271), 제10 픽셀 위치(272), 제11 픽셀 위치(273), 제12 픽셀 위치(274), 제13 픽셀 위치(275), 제14 픽셀 위치(276), 제15 픽셀 위치(277) 및 제16 픽셀 위치(278)로 분할되었다. 이들 픽셀 위치는 제1 컬러층(232)의 픽셀 인쇄 위치와 정렬된다: 제1 방향에서, 제1 픽셀 위치(261)는 제9 픽셀 위치(271)와 대응하고; 제2 픽셀 위치(262)는 제10 픽셀 위치(272)와 대응하고; 제3 픽셀 위치(263)는 제11 픽셀 위치(273)와 대응하고; 제4 픽셀 위치(264)는 제12 픽셀 위치(274)와 대응하고; 제5 픽셀 위치(265)는 제13 픽셀 위치(275)와 대응하고; 제6 픽셀 위치(266)는 제14 픽셀 위치(276)와 대응하고; 제7 픽셀 위치(267)는 제15 픽셀 위치(277)와 대응하고; 제8 픽셀 위치(268)는 제16 픽셀 위치(278)와 대응한다. 그러나, 제9 픽셀 위치(271), 제10 픽셀 위치(272), 제11 픽셀 위치(273), 제12 픽셀 위치(274), 제13 픽셀 위치(275), 제14 픽셀 위치(276), 제15 픽셀 위치(277) 및 제16 픽셀 위치(261)는 제1 픽셀 위치(261), 제2 픽셀 위치(262), 제3 픽셀 위치(263), 제4 픽셀 위치(264), 제5 픽셀 위치(265), 제6 픽셀 위치(266), 제7 픽셀 위치(267) 및 제8 픽셀 위치(268)의 상단에 각각 적층된다. 그러므로, 제9 픽셀 위치(271), 제10 픽셀 위치(272), 제11 픽셀 위치(273), 제12 픽셀 위치(274), 제13 픽셀 위치(275), 제14 픽셀 위치(276), 제15 픽셀 위치(277) 및 제16 픽셀 위치(278)가 특유의 위치이고, 이에 따라 특유의 윤곽 인쇄 정보에 대응할 수 있다.
도 11에 도시된 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 캐리지 바아(107)를 따라 병진되어 제1 투명층(134)을 형성하도록 투명 구조 잉크의 연속적인 라인을 인쇄한다. 모든 픽셀 인쇄 위치, 즉 제9 픽셀 위치(271), 제10 픽셀 위치(272), 제11 픽셀 위치(273), 제12 픽셀 위치(274), 제13 픽셀 위치(275), 제14 픽셀 위치(276), 제15 픽셀 위치(277) 및 제16 픽셀 위치(278)는 투명 구조 잉크로 인쇄된다. 그러나, 제1 투명층(234)은 선택된 위치에서 상이한 픽셀 두께를 갖는다. 예를 들어, 제9 픽셀 위치(271), 제10 픽셀 위치(272), 제13 픽셀 위치(275) 및 제14 픽셀 위치(276)는 전체 두께 픽셀인 제11 픽셀 위치(273), 제12 픽셀 위치(274), 제15 픽셀 위치(277) 및 제16 픽셀 위치의 두께의 50%를 갖는다.
일부 실시예에서, 픽셀 두께의 변화는 프린트 헤드(104)가 일정한 속도로 캐리지 바아(107) 상에서 이동하는 동안 상이한 픽셀 위치에서 상이한 체적의 잉크를 토출하도록 프린트 헤드(104)를 프로그래밍함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 다른 픽셀과 비교하여 선택한 픽셀의 두께에서 50% 감소를 달성하기 위해, 선택된 인쇄 위치에 50% 감소된 잉크 체적이 토출될 수 있다. 도 11에 도시된 실시예에서, 제1 인쇄 지점(504)에서, 프린트 헤드(104)는 투명 잉크(255)의 제1 체적을 제9 픽셀 위치(271) 및 제10 픽셀 위치(272) 상에 토출한다. 투명 잉크(255)의 제1 체적은 짧은 높이(270)를 갖는 제9 픽셀 위치(271)에서 짧은 픽셀을 생성하기에 충분하다. 제2 인쇄 지점(604)에서, 프린트 헤드(104)는 투명 잉크(256)의 제2 체적을 제11 픽셀 위치(273) 및 제12 픽셀 위치(274) 상에 토출한다. 투명 잉크(256)의 제2 체적은 전체 두께(280)를 갖는 제11 픽셀 위치(273)에서 전체 두께 픽셀을 생성하기에 충분하다. 투명 잉크(255)의 제1 체적은 투명 잉크(256)의 제2 체적의 절반이며, 짧은 높이(270)는 전체 두께(280)의 절반이다. 다른 실시예에서, 상이한 체적의 잉크가 상이한 두께를 생성할 수 있다.
제3 인쇄 지점(704)에서, 프린트 헤드(104)는 투명 잉크(257)의 제3 체적을 제13 픽셀 위치(275) 및 제14 픽셀 위치(276)에 토출한다. 투명 잉크(257)의 제3 체적은 짧은 높이(270)를 갖는 제9 픽셀 위치(271)에서 짧은 픽셀을 생성하기에 충분하다. 제2 인쇄 지점(604)에서, 프린트 헤드(104)는 투명 잉크(256)의 제2 체적을 제11 픽셀 위치(273) 및 제12 픽셀 위치(274) 상에 토출한다. 투명 잉크(256)의 제2 체적은 전체 두께(280)를 갖는 제11 픽셀 위치(273)에서 전체 두께 픽셀을 생성하기에 충분하다.
도시되지 않은 다른 실시예에서, 선택된 픽셀의 높이 변화는 프린트 헤드(104)가 일정한 유량으로 잉크를 토출하는 동안 캐리지 바아(107)상의 프린트 헤드(104)의 속도를 변화시킴으로써 생성될 수 있다. 선택된 위치에서, 프린트 헤드(104)는 더 얇은 픽셀을 위해 선택된 이들 위치들 상에 더 적은 잉크를 토출하도록 캐리지 바아(107) 상에서 더 빠르게 이동될 수 있다. 다른 특정 위치에서, 프린트 헤드(104)는 더 두꺼운 픽셀을 위한 위치에서 더 많은 잉크가 토출되도록 더 느리게 이동될 수 있다.
프린트 헤드(104)는 단일 패스, 즉 캐리지 바아(107)를 따른 프린트 헤드(104)의 이동으로 모든 구조 잉크를 토출하고 경화시켜 제1 투명층(234)을 형성할 수 있거나, 프린트 헤드(104)는 다중 패스로 투명 구조 잉크를 토출하고 경화시켜 제2 층(134)을 형성할 수 있다.
도 12는 투명 구조층이 패턴을 형성하도록 인쇄되어 윤곽 표면을 갖는 3차원 물체를 형성하는 제4 단계(145)의 연속적인 구현의 실시예를 도시한다. 도 12에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제17 픽셀 위치(281), 제18 픽셀 위치(282), 제19 픽셀 위치(283), 제20 픽셀 위치(284), 제21 픽셀 위치(285), 제22 픽셀 위치(286), 제23 픽셀 위치(287) 및 제24 픽셀 위치(288)로 분할되었다. 제1 투명층(234)의 픽셀 인쇄 위치에서와 같이, 제2 투명층(236)의 픽셀 인쇄 위치에 대한 이들 픽셀 위치는 제1 컬러층(232)의 픽셀 인쇄 위치와 정렬된다: 제1 방향에서, 제1 픽셀 위치(261)는 제17 픽셀 위치(281)와 대응하고; 제2 픽셀 위치(262)는 제18 픽셀 위치(282)와 대응하고; 제3 픽셀 위치(263)는 제19 픽셀 위치(283)와 대응하고; 제4 픽셀 위치(264)는 제20 픽셀 위치(284)와 대응하고; 제5 픽셀 위치(265)는 제21 픽셀 위치(285)와 대응하고; 제6 픽셀 위치(266)는 제22 픽셀 위치(286)와 대응하고; 제7 픽셀 위치(267)는 제23 픽셀 위치(287)와 대응하고; 제8 픽셀 위치(268)는 제24 픽셀 위치(288)와 대응한다. 그러므로, 제17 픽셀 위치(281), 제18 픽셀 위치(282), 제19 픽셀 위치(283), 제20 픽셀 위치(284), 제21 픽셀 위치(285), 제22 픽셀 위치(286), 제23 픽셀 위치(287) 및 제24 픽셀 위치(288)는 제1 컬러층(232)과 제1 투명층(234)의 픽셀들의 상단에 적층되는 픽셀이다. 그러므로, 제17 픽셀 위치(281), 제18 픽셀 위치(282), 제19 픽셀 위치(283), 제20 픽셀 위치(284), 제21 픽셀 위치(285), 제22 픽셀 위치(286), 제23 픽셀 위치(287) 및 제24 픽셀 위치(288)는 특유의 위치이고, 이에 따라 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 수신된 특유의 윤곽 인쇄 정보에 대응할 수 있다.
이 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 잉크를 연속적으로 인쇄하여 제2 투명층(236)을 형성한다. 이 실시예에서, 제2 투명층(236)의 인쇄된 픽셀들의 패턴은 제1 투명층(234)의 인쇄된 픽셀들의 패턴과 동일하다.
도 12에 도시된 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 캐리지 바아(107)를 따라 병진되어 제2 투명층(236)을 형성하도록 투명 구조 잉크의 라인을 인쇄한다. 모든 픽셀 인쇄 위치, 즉 제17 픽셀 위치(281), 제18 픽셀 위치(282), 제19 픽셀 위치(283), 제20 픽셀 위치(284), 제21 픽셀 위치(285), 제22 픽셀 위치(286), 제23 픽셀 위치(287) 및 제24 픽셀 위치(288)는 투명 구조 잉크로 인쇄된다. 그러나, 제1 투명층(234)은 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 수신된 윤곽 정보의 사양에 따라 선택된 위치에서 상이한 픽셀 두께를 갖는다. 예를 들어, 제17 픽셀 위치(281), 제18 픽셀 위치(282), 제21 픽셀 위치(285) 및 제22 픽셀 위치(286)에서 인쇄된 픽셀은 전체 두께 픽셀의 두께의 50%를 갖는다.
도 13은 컬러 잉크의 제2 층이 구조 및 윤곽층들 상에 인쇄되는 제5 단계(146)의 구현 실시예를 도시한다. 도 13에 도시된 실시예에서, 베이스, 즉 갑피(122)는 다시 8개의 픽셀 인쇄 위치, 즉 제25 픽셀 위치(291), 제26 픽셀 위치(292), 제27 픽셀 위치(293), 제28 픽셀 위치(294), 제29 픽셀 위치(295), 제30 픽셀 위치(296), 제31 픽셀 위치(297) 및 제32 픽셀 위치(298)로 분할되었다. 이들 제4 층의 픽셀 인쇄 위치들은 또한 행을 형성한다. 제2 층(134) 및 제3 층(136)의 픽셀 인쇄 위치에서와 같이, 이들 제4 층의 픽셀 인쇄 위치는 제1 층(132), 제2 층(134) 및 제3 층(136)의 픽셀 인쇄 위치와 정렬되고 그 상단에 적층된다. 그러므로, 제25 픽셀 위치(291), 제26 픽셀 위치(292), 제27 픽셀 위치(293), 제28 픽셀 위치(294), 제29 픽셀 위치(295), 제30 픽셀 위치(296), 제31 픽셀 위치(297) 및 제32 픽셀 위치(298)는 특유의 위치이고, 이에 따라 컴퓨팅 시스템(103)으로부터 수신된 특유의 윤곽 및 컬러 인쇄 정보에 대응할 수 있다.
이 실시예에서, 프린트 헤드(104)는 잉크의 라인을 인쇄하여 제2 컬러층(238)을 형성한다. 각각의 인쇄 위치가 잉크를 받아들이는 동안, 제25 픽셀 위치(291), 제26 픽셀 위치(292), 제29 픽셀 위치(295) 및 제30 픽셀 위치(296)와 같은 일부 픽셀 인쇄 위치가 감소된 두께의 픽셀을 갖도록 컬럼의 상단에 인쇄된다. 제27 픽셀 위치(293), 제28 픽셀 위치(294), 제31 픽셀 위치(297) 및 제32 픽셀 위치(298)와 같은 다른 위치들은 오직 전체 두께의 픽셀을 갖도록 컬럼의 상단에 인쇄된다. 따라서, 일부 영역에서, 제2 컬러층(238)은 짧은 컬럼의 상단에 인쇄되고, 다른 영역에서, 제2 컬러층(238)은 높은 컬럼의 상단에 인쇄된다. 그러므로, 인쇄 헤드(104)는 연속적인 체적의 잉크를 인쇄한다. 제1 이전 지점(204)에서, 프린트 헤드(104)는 제1 컬러 잉크 체적(251)을 토출할 수 있다. 제2 이전 지점(304)에서, 프린트 헤드(104)는 제2 컬러 잉크 체적(252)을 토출할 수 있다. 제3 이전 지점(404)에서, 프린트 헤드(104)는 제3 컬러 잉크 체적(253)을 토출할 수 있다. 현재 인쇄 지점에서, 프린트 헤드(104)는 제4 컬러 잉크 체적(254)을 토출할 수 있다. 제1 컬러 잉크 체적(251), 제2 컬러 잉크 체적(252), 제3 컬러 잉크 체적(253) 및 제4 컬러 잉크 체적(254)은, 제2 컬러층(238)의 픽셀들이 갑피(122) 위의 상이한 거리에서 인쇄되더라도 제2 컬러층(238)이 모든 픽셀에서 균일한 두께를 갖도록 모두 동일하다. 이 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(103)에 의해 제공되는 3차원 물체에 대한 목표 표면 윤곽은 상단 컬러층과 동일하다.
일부 실시예에서, 모든 컬러층은 동일한 컬러 정보에 기초하여 동일한 컬러 또는 컬러 패턴을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 별개의 컬러층은 상이한, 고유한, 또는 층 특정 컬러 정보를 사용하여 상이한 컬러 또는 컬러 패턴을 각각 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 별개의 컬러층의 부분은 다른 컬러층의 부분과 동일한 컬러 또는 컬러 패턴을 가질 수 있는 반면, 컬러층의 다른 부분 또는 영역은 상이한 컬러 또는 컬러 패턴을 가질 수 있다.
도 14는 갑피(122)와 같은 베이스 상에 인쇄된 3차원 컬러 물체의 단면의 다른 실시예를 도시한다. 도 14에 도시된 실시예는 도 3에 도시된 실시예와 대부분의 관점에서 유사한데, 요소의 상이한 영역은 윤곽 표면을 갖는 3차원 요소를 달성하도록 상이한 높이이다. 제1 영역(323)은 4개의 인쇄된 픽셀로 형성된 짧은 컬럼이다. 제2 영역(325)은 제1 영역(323)에 인접하고 5개의 인쇄된 픽셀로 형성된 높은 컬럼이다. 제3 영역(327)은 제2 영역(325)에 인접하고 4개의 인쇄된 픽셀로 형성된 짧은 컬럼이다. 제4 영역(329)은 제3 영역(327)에 인접하고 5개의 인쇄된 픽셀로 형성된 높은 컬럼이다.
도 3에 도시된 실시예에서와 같이, 픽셀들은 층으로 배열된다. 제1 인쇄된 컬러층(332)이 갑피(122)와 같은 베이스 상에 인쇄된다. 제1 인쇄된 컬러층(332)은 균일한 두께의 컬러 잉크의 연속적인 층이다. 제1 인쇄된 투명층(334)이 제1 인쇄된 컬러층(332) 상에 인쇄된다. 제1 인쇄된 투명층(334)은 균일한 두께의 투명 잉크의 연속적인 층이다. 제1 교호층(336)이 제1 인쇄된 투명층(334) 상에 인쇄된다. 제1 교호층(336)은 잉크의 연속적인 층으로서, 컬러 잉크가 제1 영역(323) 및 제3 영역(327)에 인쇄되고 투명 잉크가 제2 영역(325) 및 제4 영역(329)에 인쇄된다. 제2 교호층(338)이 제1 교호층(336) 상에 인쇄된다. 제2 교호층(338)은 잉크의 연속적인 층으로서, 투명 잉크가 제1 영역(323) 및 제3 영역(327)에 인쇄되고 컬러 잉크가 제2 영역(325) 및 제4 영역(329)에 인쇄된다. 제1 교호층(336)의 컬러 잉크와 투명 잉크의 교호 패턴은 제2 교호층(338)의 컬러 잉크와 투명 잉크의 교호 패턴과 반대이다. 최종층(339)은 투명 잉크의 불연속적인 층이다. 제1 영역(323)과 제3 영역(327)은 투명층으로 상단이 덮인 컬러층을 이미 갖고 있기 때문에, 최종층(339)은 제2 영역(325)과 제4 영역(329)에서만 인쇄된다.
이 방식으로, 도 3에 도시된 3차원 컬러 물체가 형성된 것과 동일한 방식으로 3차원 컬러 물체가 형성된다. 그러나, 도 3에 도시된 3차원 컬러 물체의 상단층은 컬러층인 반면, 도 14에 도시된 3차원 컬러 물체의 상단층은 컬러층을 덮고 있는 투명층이다. 이 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(103)에 의해 제공되는 3차원 물체에 대한 목표 표면 윤곽은 상단 투명층과 동일하다. 도 14에 도시된 실시예의 제2 컬러층은 투명층에 의해 보호될 수 있거나, 투명층은 3차원 물체의 달리 무광인 외관에 광택을 추가할 수 있다.
전술한 실시예는 물품 상에 인쇄된 3차원 컬러 물체로서 기능 요소를 도시 및 논의하고 있다. 도 15는 하나의 3차원 컬러 물체가 주로 심미적이고 다른 물체는 주로 기능적인 다른 실시예를 도시한다. 도 15는 운동화로서 도시되어 있지만 당업계에 공지된 임의의 유형의 신발류 물품일 수 있는 제2 신발류 물품(420)을 도시한다. 제2 신발류 물품(420)은 밑창(424)에 부착된 갑피(422)를 포함한다. 갑피(422)는 3차원 컬러 심미적 물체, 즉 그래픽 요소(426)를 포함한다. 본 상세한 설명 전반에 걸쳐서 그리고 청구범위에 사용되는 "그래픽"이라는 용어는, 제한하지 않지만, 다양한 종류의 사진, 로고, 문자, 일러스트레이션, 선, 형상, 이미지 뿐만 아니라 이들 요소들의 임의의 조합을 비롯한 임의의 시각적 디자인 요소를 지칭한다. 더욱이, 그래픽이라는 용어는 제한하려는 의도가 아니며 임의의 개수의 연속적인 또는 비연속적인 시각적 피쳐를 통합할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 그래픽은 신발류 물품의 작은 영역에 적용된 로고를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 그래픽은 의복 물품의 하나 이상의 영역에 걸쳐 적용된 큰 컬러 영역을 포함할 수 있다.
이 실시예에서, 갑피(422)는 또한 3차원 기능 요소, 즉 아이릿 보강부(428)를 포함한다. 양쪽 유형의 3차원 컬러 물체는 전술한 방법 중 임의의 방법을 사용하여 인쇄될 수 있다. 또한, 양쪽 유형의 3차원 컬러 물체는 상이한 시간에 또는 동시에 인쇄될 수 있다. 전술한 인쇄 방법은 윤곽 표면을 갖는 기능적 및 심미적 3차원 컬러 물체들의 임의의 조합에 적용될 수 있다.
도 16 및 도 17은 물품 상에 3차원 물체를 인쇄할 때에 생성될 수 있는 3차원 효과의 유형의 일례를 도시한다. 도 16은 물품(520)의 갑피(522)의 전족 영역에 위치 설정된 윤곽 표면을 갖는 3차원 컬러 물체(526)를 갖는 신발류 물품(520)을 도시한다. 갑피(522)는 밑창(524)에 결합될 수 있다. 갑피(522)와 밑창(524)은 갑피 및/또는 밑창으로서 사용하도록 당업계에 공지된 임의의 재료로 제조될 수 있다. 이 실시예에서, 3차원 컬러 물체(526)는 얼굴이다.
얼굴에 3차원 외관 및 느낌을 주기 위해, 3차원 컬러 물체(526)는 전술한 임의의 방법에 따라 갑피(522) 상에 인쇄될 수 있고, 갑피(522)는 물체가 인쇄되는 베이스이다. 도 17은 3차원 컬러 물체(526)의 다양한 층들의 배열 및 상호 작용을 보여주는 3차원 컬러 물체(526)의 분해도이다.
제1 컬러층(532)이 갑피(522) 상에 인쇄된다. 제1 컬러층(532)은 얼굴의 컬러 이미지이다. 이 실시예에서, 제1 컬러층(5332)은 균일한 두께를 갖는 평탄한 층이다. 제1 컬러층(532)은 갑피(522)와 동일한 윤곽을 가질 수 있다.
투명 구조층들의 세트는 3차원 물체의 다양한 부분을 형성하도록 인쇄되고, 제1 구조부(534), 제2 구조부(535) 및 제3 구조부(536)가 제1 컬러층(532) 상에 인쇄된다. 투명 구조층들의 세트는 얼굴의 기본 곡률에 대응하도록 크기 설정되고 형상화된다. 예를 들어, 제1 구조부(534)는 얼굴을 전체적으로 상승시키고, 제2 구조부(535)는 이마, 뺨 및 입술에 정의를 부여하며, 제3 구조부(536)는 코에 형상을 제공한다. 실제 얼굴의 윤곽을 모방하기 위해, 제1 구조부(534), 제2 구조부(535) 및 제3 구조부(536)가 결합되어 윤곽 표면을 형성한다. 제1 구조부(534)는 갑피(522) 위의 제1 최저 높이까지 상승한다. 제2 구조부(535)는 갑피(522) 위의 제2 높이까지 상승한다. 제3 구조부(536)는 갑피(522) 위의 제3 최고 높이까지 상승한다.
제2 컬러층(536)이 투명 구조층들의 세트의 상단에 인쇄되어 얼굴의 이미지를 완성한다. 일부 실시예에서, 제2 컬러층(536)은 컬러의 강도를 증가시키기 위해 제1 컬러층(532)의 컬러 정보의 중복일 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 컬러층(536)에 사용된 컬러 정보는 제1 컬러층(532)의 컬러 정보와 상이할 수 있어, 2개의 컬러층들이 함께 작용하여 원하는 컬러 효과를 생성할 수 있다.
전술한 실시예에서, 제조된 물품이 인쇄된다. 상기 인쇄 장치(102)는 신발, 의류 물품, 또는 스포츠 용품과 같이 제조된 물품을 수용하도록 크기 설정되고, 형성화되며, 구성된다. 도 18 내지 도 22에 도시된 실시예와 같은 다른 실시예에서, 물품이 조립되기 전에 물품의 구성요소가 인쇄될 수 있다. 방법을 논의하기 위한 일례로서 신발류 물품이 사용된다.
도 18은 인쇄된 구성요소를 갖는 물품을 제조하는 방법(1800)의 실시예의 흐름도를 도시한다. 제1 방법 단계(1801)에서, 구성요소가 인쇄된다. 도 19는 신발류 물품에 대한 제1 방법 단계(1801)의 구현 실시예를 도시한다. 신발류 물품의 경우, 가죽, 니트, 및/또는 직포 또는 부직포 재료와 같은 갑피 재료의 시트(1815)에 제1 윤곽 물체(1826) 및 제2 윤곽 물체(1828)와 같은 3차원 컬러 물체가 인쇄된다. 갑피의 외곽선(1817)이 또한 시트(1815) 상에 인쇄된다. 이 실시예에서, 인쇄 장치(1805)는, 인쇄 장치가 제조된 물체를 수용하도록 크기 설정되고 형성화될 필요가 없기 때문에 평탄한 프린터일 수 있다. 시트(1815)의 사용은 인쇄 프로세스를 단순화시킬 수 있는데, 그 이유는 베이스, 즉 시트(1815)가 평탄하고 프린트 헤드와 베이스 사이의 거리가 일정하기 때문이다. 특정 픽셀을 인쇄할 위치를 결정하기 위한 임의의 계산이 단순화될 수 있다. 게다가, 프린트 헤드의 이동을 단일 평면으로 제한함으로써 실제 인쇄 프로세스가 단순화될 수 있다. 제조된 물품을 인쇄하는 경우, 프린트 헤드는 층들을 인쇄하기 위해 수평면에서 이동할 뿐만 아니라 물품의 곡률 변화를 수용하기 위해 수직면에서 이동해야 할 수 있다.
제2 제조 단계(1802)에서, 인쇄된 갑피 패턴은 시트로부터 절단된다. 도 20은 인쇄된 갑피(1822)가 절단 공구(1821)를 사용하여 시트(1815)로부터 절단되는 것을 도시한다. 절단 공구(1821)는 가위, 회전식 절단 공구 및 다이 절단 공구와 같은 블레이드형이거나, 또는 레이저 커터 및 워터 제트, 자동 절단 공구, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 절단 공구와 같은 비블레이드형 공구일 수 있다. 절단 공구(1821)는 형성되지 않은 인쇄된 갑피(1822)로부터 폐기 재료를 제거하기 위해 외곽선(1817)에 의해 달성된 패턴을 따라간다.
제3 제조 단계(1803)에서, 인쇄된 갑피(1822)는 형상화되고 형성된다. 도 21은 인쇄된 갑피(1822)를 형상화하도록 라스트(2100)가 사용되는 제3 제조 단계(1803)의 실시예를 도시한다. 라스트(2100)는 당업계에 공지된 임의의 유형의 라스트일 수 있고, 인쇄된 갑피(1822)는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 라스트(2100) 상에 형성될 수 있다.
제4 제조 단계(1804)에서, 형성되고 인쇄된 갑피(1822)는 도 22에 도시된 바와 같이 밑창(1824)에 부착된다. 인쇄된 갑피(1822)는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여, 예를 들어 접착제, 용접, 본딩, 열 결합 및 재봉에 의해 밑창(1824)에 부착될 수 있다.
전술한 바와 같이 윤곽 표면을 갖는 컬러 물체를 인쇄하는 것으로부터 초래될 수 있는 다른 3차원 효과에 추가하여, 전술한 다층 인쇄 기술이 또한 컬러 혼합을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치에서 수신된 제1 컬러층 정보는 제2 컬러층에 대해 인쇄 장치에서 수신된 상이한 컬러 정보를 포함할 수 있어서, 완성된 인쇄 물체의 뷰어에 의해 인지되는 컬러는 어느 한 층에 인쇄된 컬러와 상이하다. 다른 실시예에서, 인쇄 장치에서 수신된 제1 컬러층 정보는 제2 컬러층에 대해 인쇄 장치에서 수신된 컬러 정보와 동일할 수 있어서, 완성된 인쇄 물체의 뷰어에 의해 인지되는 컬러는 어느 한 층에 인쇄된 컬러보다 더 강하다. 다층 인쇄를 사용하는 그러한 컬러 혼합은 본 명세서에 참조로 이미 합체된 미국 특허 공개 제2015-002567호에 기술되어 있다. 도 23은 상기 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같은 복수의 투명 구조층을 샌드위치한 컬러층을 갖는 다층 물체에 특히 적용될 수 있는 컬러 혼합의 실시예를 도시한다. 일부 실시예에서, 원하는 컬러 강도는 컬러 정보로서 컴퓨터 시스템(2)(도 1에 도시됨)에 의해 계산되거나 컴퓨터 시스템에 입력된다. 그러한 컬러 강도를 달성하기 위해, 시스템은 원하는 컬러 강도를 갖는 컬러층들을 모두 인쇄할 필요가 없는데, 그 이유는 양 층들의 컬러들이 광학적으로 혼합되고 반사되어 원하는 컬러 강도로 집계하도록 강화되기 때문이다.
예를 들어, 도 23은 베이스(2322) 상에 인쇄된 다층 3차원 컬러 물체(2326)를 도시한다. 베이스(2322)는 전술한 임의의 유형의 물체일 수 있다. 이 실시예에서, 물체(2326)는, 베이스(2322)에 인접하여 위치된 제1 컬러층(2332), 제1 컬러층(2332)에 인접하여 위치된 투명 구조층(2334), 및 투명 구조층(2334)에 인접하여 위치된 제2 컬러층(2338)을 갖는 3층 물체이다. 제2 컬러층(2338)은 물체(2326)의 최상단 또는 최외측 층이다. 이들 컬러층 및 구조층은 전술한 임의의 방법을 사용하여 인쇄될 수 있다. 이들 컬러층 및 구조층은 전술한 임의의 유형의 잉크를 사용하여 이루어질 수 있다.
이 실시예에서, 제2 컬러층(2338)은 제1 컬러층(2332)과 동일한 컬러이지만, 제2 컬러층(2338)의 컬러는 제1 컬러층(2332)의 컬러보다 덜 강하다. 이러한 컬러 강도차를 달성하기 위해, 제2 컬러층(2338)에는 제1 컬러층(2332)의 잉크 중의 컬러 입자의 개수보다 더 적은 잉크 중의 컬러 입자가 제공될 수 있다. 도 23에 도시된 실시예에서, 제2 컬러층(2338)은 제1 컬러층(2332)의 컬러 강도의 50%인 컬러 강도를 갖는다. 예를 들어, 제2 컬러층(2338)에는 제1 컬러층(2332)에 제공되는 컬러 입자의 절반이 제공될 수 있다.
또한, 제1 컬러층(2332)의 컬러의 강도는 컬러 정보에서 특정된 의도된 물체 컬러의 절반만일 수 있다. 예를 들어, 물체(2326)의 의도된 물체 컬러가 100% 강도의 적색이면, 제1 컬러층(2332)은 50%의 강도를 가질 수 있다. 제2 컬러층(2338)이 제1 컬러층(2332)의 절반인 강도를 갖는다면, 제2 컬러층(2338)은 의도된 컬러의 단지 25%인 강도를 갖는다. 뷰어(2350)는 컬러층이 100% 의도된 컬러 강도를 가지지 않고 인쇄된 강도가 100% 미만의 채도라고 하더라도 광학적 혼합으로 인해 의도된 100% 강도를 인지할 수 있다.
뷰어(2350)가 물체(2326)를 볼 때에, 뷰어(2350)는 물체(2326)로부터 반사된 광을 인지하고 있다. 태양 또는 인공 광원과 같은 광원(2360)은 물체(2326)를 향해 진행하여 뷰어(2350)에게 반사되는 입사 광선(2362)을 생성한다. 입사 광선(2362)은 제2 컬러층(2338)을 통해 물체(2326)에 진입한다. 제2 컬러층(2338)은 25%의 컬러 강도를 갖는다. 입사 광선(2362)은 제2 컬러층(2338)의 컬러 강도의 일부를 물체(2326) 내로 더 운반한다. 일부 실시예에서, 운반된 컬러 강도의 부분은 제2 컬러층(2338)의 컬러 강도의 약 12.5% 또는 절반일 수 있다. 광선(2362)은 투명층(2334)을 통과하여 제1 컬러층(2332)으로 나아간다. 제1 컬러층(2332)은 50%의 컬러 강도를 갖는다. 광선 (2362)은 제1 컬러층의 컬러 강도의 일부 및 제2 컬러층(2338)의 컬러 강도의 미리 획득된 부분을 베이스(2322)로 운반한다. 일부 실시예에서, 제1 컬러층(2332)의 컬러 강도의 운반된 부분은 제1 컬러층의 컬러 강도의 약 25% 또는 절반이다. 광선(2362)은 뷰어(2350)를 향해 베이스(2322)로부터 반사된다. 광선(2362)이 제1 컬러층(2332) 및 제2 컬러층(2338)을 다시 통과함에 따라, 반사된 광선(2362)에 추가적 가시 컬러, 즉 제1 컬러층(2332)의 50% 컬러 강도 및 제2 컬러층(2338)의 25% 컬러 강도가 추가된다. 광선(2362)이 뷰어(2350)에게 도달할 때에 반사된 광선(2362)의 운반되고 반사된 컬러 강도의 총 컬러 강도는 제1 컬러층(2332) 또는 제2 컬러층(2338)의 컬러 강도보다 크다. 일부 실시예에서, 총 컬러 강도는 의도된 100%의 컬러 강도이다.
이 유형의 집계되고 반사된 컬러 혼합은, 동일한 가시 컬러를 갖는 단일층 물체가 인쇄되는 경우보다 다층 물체를 인쇄하는 데에 더 적은 컬러 입자가 사용될 수 있기 때문에 비용을 절감할 수 있다. 또한, 이 유형의 컬러 혼합은, 가시 컬러가 단일층 컬러 물체의 가시 컬러보다 더 심도가 있는 것으로 보일 수 있기 때문에 기분좋은 심미적 효과를 낼 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같은 컬러층 구조를 사용하여 다른 시각적 효과가 또한 가능하다. 예를 들어, 물체(2326)는 상이한 각도에서 보았을 때에 상이하게 보일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 컬러층(2332)의 컬러는 제2 컬러층(2338)과 상이할 수 있다. 정면에서 볼 때에, 뷰어는 전술한 바와 같이 제1 컬러층(2332) 및 제2 컬러층(2338)의 합성 컬러를 인지할 수 있다. 그러한 실시예에서, 제1 컬러층(2332)의 컬러는 제1 컬러층(2332)과 제2 컬러층(2338)의 합성 컬러에 의해 가려지거나 보기 어렵게 될 수 있다. 그러나, 측면과 같은 상이한 각도에서 볼 때에, 물체(2326)의 심미적 모습이 상이할 수 있다. 측면에서 볼 때에, 제1 컬러층(2332)의 두께가 인지될 수 있고, 이에 따라 제1 컬러층(2332)의 컬러가 보일 수 있어, 물체(2326)에 상이한 모습을 제공한다. 물체(2326)는 전술한 기술들 및 방법들 중 임의의 것을 사용하여 인쇄될 수 있고, 여기서, 제1 컬러층(2332)의 컬러는, 예를 들어 제1 컬러층(2332)의 두께가 보이기에 충분하도록 물체(2326)를 인쇄함으로써, 특정 선택된 각도, 예를 들어 측면에서 보일 수 있다.
다른 실시예에서, 제2 컬러층(2338)은 불투명할 수 있다. 정면에서 또는 특정 각도에서 보았을 때에, 뷰어는 제2 컬러층(2338)만을 인지할 수 있고, 제1 컬러층(2332)의 컬러는 불투명한 제2 컬러층(2338)에 의해 보기 어렵게 된다. 다른 각도, 예를 들어 측면에서 볼 때에, 제1 컬러층(2332)의 두께가 보이게 될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 컬러층(2332)은 두께를 통해 균일한 컬러를 갖기 때문에, 제1 컬러층(2332)의 컬러는 불투명한 제2 컬러층(2338)에 의해 더 이상 보기가 어렵지 않다. 물체(2326)는 전술한 기술들 및 방법들 중 임의의 것을 사용하여 인쇄될 수 있고, 여기서, 제1 컬러층(2332)의 컬러는, 예를 들어 제1 컬러층(2332)의 두께가 보이기에 충분하도록 물체(2326)를 인쇄함으로써, 특정 선택된 각도, 예를 들어 측면에서 보일 수 있다.
다양한 실시예를 설명하였지만, 그러한 설명은 제한이 아니라 예시적인 것으로 의도되고, 실시예의 범위 내에 있는 더 많은 실시예 및 구현예가 가능하다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 실시예의 임의의 피쳐는 특별히 제한되지 않는다면 임의의 다른 실시예에서 임의의 다른 피쳐 또는 요소와 결합하여 사용되거나 그 피쳐 또는 요소를 대체할 수 있다. 따라서, 실시예는 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 관점을 제외하고는 제한되지 않는다. 또한, 다양한 수정 및 변화가 첨부된 청구범위의 범위 내에서 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 인쇄 시스템을 사용하여 베이스 상에 3차원 물체를 인쇄하는 방법으로서,
    상기 인쇄 시스템에서,
    상기 3차원 물체의 제1 영역에 대한 제1 목표 두께;
    인쇄된 층에 대해 미리 정해진 구조층 두께; 및
    제1 컬러층 및 제2 컬러층 각각에 대한 컬러층 정보
    를 수신하는 단계;
    상기 인쇄 시스템에서 상기 베이스를 받아들이는 단계;
    상기 미리 정해진 구조층 두께에 기초하여 상기 제1 영역에 대한 제1 목표 두께를 달성하기 위해 인쇄될 구조층의 개수를 계산하는 단계;
    상기 제1 컬러층에 대해 수신된 컬러층 정보를 사용하여 상기 베이스 상에 상기 제1 컬러층을 인쇄하는 단계;
    상기 제1 컬러층 상에 제1 구조층들의 세트를 인쇄하는 단계로서, 상기 제1 영역에서 상기 제1 구조층들의 세트에서의 층들의 개수는 계산된 구조층의 개수와 동일하고, 상기 제1 구조층들의 세트에서의 각각의 층은 미리 정해진 구조층 두께를 갖는 것인 단계; 및
    상기 제2 컬러층에 대해 수신된 컬러층 정보를 사용하여 상기 제1 구조층들의 세트 상에 상기 제2 컬러층을 인쇄하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 영역에 인접한 제2 영역의 제2 구조층들의 세트가 상기 제1 목표 두께와 다른 제2 목표 두께를 달성하기 위해 인쇄되고, 상기 제2 영역에 인접한 제3 영역의 제3 구조층들의 세트가 상기 제1 목표 두께와 다른 제3 목표 두께를 달성하기 위해 인쇄되며,
    상기 방법은 상기 인쇄 시스템에서 상기 제2 영역에 대한 제2 목표 두께 및 상기 제3 영역에 대한 제3 목표 두께를 수신하는 단계, 및 상기 제2 및 제3 영역에 대한 상기 제2 및 제3 목표 두께를 달성하기 위해 상기 제2 및 제3 영역에 상기 제2 및 제3 구조층들의 세트를 인쇄하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 영역의 상기 제1, 제2 및 제3 구조층들의 세트는 표면 윤곽을 갖는 상부 표면을 집합적으로 형성하도록 배열되며,
    상기 제1 컬러층은, 상기 제1 컬러층의 두께가 특정 뷰잉 각도(viewing angle)에서 보일 수 있도록 인쇄되는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러층 상에 하나 이상의 투명층을 인쇄하는 단계
    를 더 포함하는 3차원 물체의 인쇄 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 투명층 중 각각의 층은 상기 미리 정해진 구조층 두께와 동일한 두께를 갖는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  4. 삭제
  5. 인쇄 시스템을 사용하여 베이스 상에 3차원 물체를 인쇄하는 방법으로서,
    인쇄 시스템에서,
    상기 3차원 물체의 제1 영역에 대한 제1 목표 두께;
    인쇄될 구조층들의 미리 정해진 개수; 및
    제1 컬러층 및 제2 컬러층 각각에 대한 컬러층 정보
    를 수신하는 단계;
    상기 인쇄 시스템에서 상기 베이스를 받아들이는 단계;
    상기 제1 목표 두께 및 구조층들의 미리 정해진 개수를 사용하여 상기 제1 영역에 대한 제1 목표 두께를 달성하도록 인쇄될 인쇄된 층에 대한 구조층 두께를 계산하는 단계;
    상기 제1 컬러층에 대해 수신된 컬러층 정보를 사용하여 상기 베이스 상에 상기 제1 컬러층을 인쇄하는 단계;
    상기 제1 컬러층 상에 제1 구조층들의 세트를 인쇄하는 단계로서, 상기 제1 구조층들의 세트에서의 층들의 개수는 미리 정해진 구조층들의 개수와 동일하고 상기 제1 영역에서 상기 제1 구조층들의 세트에서의 각각의 층은 계산된 구조층 두께를 갖는 것인 단계; 및
    상기 제2 컬러층에 대해 수신된 컬러층 정보를 사용하여 상기 제1 구조층들의 세트 상에 상기 제2 컬러층을 인쇄하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 영역에 인접한 제2 영역의 제2 구조층들의 세트가 상기 제1 목표 두께와 다른 제2 목표 두께를 달성하도록 인쇄되고, 상기 제2 영역에 인접한 제3 영역의 제3 구조층들의 세트가 상기 제1 목표 두께와 다른 제3 목표 두께를 달성하도록 인쇄되며,
    상기 방법은 상기 인쇄 시스템에서 상기 제2 영역에 대한 제2 목표 두께 및 상기 제3 영역에 대한 제3 목표 두께를 수신하는 단계, 및 상기 제2 및 제3 영역에 대한 상기 제2 및 제3 목표 두께를 달성하도록 상기 제2 및 제3 영역에 상기 제2 및 제3 구조층들의 세트를 인쇄하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역의 구조층들의 세트는 표면 윤곽을 갖는 상부 표면을 집합적으로 형성하도록 배열되며,
    상기 제1 컬러층은, 상기 제1 컬러층의 두께가 특정 뷰잉 각도에서 보일 수 있도록 인쇄되는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 컬러층, 상기 제1 구조층들의 세트, 및 상기 제2 컬러층의 조합은 상기 제1 목표 두께와 동일한 두께를 갖는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 컬러층 상에 하나 이상의 투명층을 인쇄하는 단계
    를 더 포함하는 3차원 물체의 인쇄 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 컬러층, 상기 제1 구조층들의 세트, 상기 제2 컬러층, 및 상기 하나 이상의 투명층의 조합은 상기 제1 목표 두께와 동일한 두께를 갖는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 구조층들의 세트의 조합된 두께보다 작은 두께를 갖는 하나 이상의 투명층의 조합이 인쇄되는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  10. 삭제
  11. 인쇄 시스템을 사용하여 베이스 상에 3차원 물체를 인쇄하는 방법으로서,
    인쇄 시스템에서,
    상기 물체의 제1 영역에 대한 제1 목표 두께;
    상기 물체의 제2 영역에 대한 제2 목표 두께; 및
    컬러층 정보
    를 수신하는 단계;
    인쇄 시스템에서 베이스를 받아들이는 단계;
    컬러층 정보를 사용하여 상기 베이스 상에 제1 컬러층을 인쇄하는 단계;
    상기 제1 컬러층 상에 제1 및 제2 구조층들의 세트들을 인쇄하는 단계로서, 제1 영역에서 상기 제1 구조층들의 세트는 제1 영역에 대한 제1 목표 두께를 달성하도록 인쇄되고 제2 영역에서 상기 제2 구조층들의 세트는 제2 영역에 대한 제2 목표 두께를 달성하도록 인쇄되는 것인 단계;
    상기 컬러층 정보를 사용하여 상기 제1 및 제2 구조층들의 세트들 상에 제2 컬러층을 인쇄하는 단계; 및
    상기 제2 컬러층 상에 투명층을 인쇄하는 단계
    를 포함하고,
    상기 방법은 상기 인쇄 시스템에서 상기 물체의 제3 영역에 대한 제3 목표 두께를 수신하는 단계, 및 상기 제3 영역에 대한 상기 제3 목표 두께를 달성하도록 상기 제3 영역에 제3 구조층들의 세트를 인쇄하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 영역은 제2 영역에 인접하고 상기 제2 영역은 제3 영역에 인접함으로써, 상기 제1, 제2, 및 제3 영역에서의 상기 제1, 제2 및 제3 구조층들의 세트는 표면 윤곽(surface contour)을 갖는 상부 표면을 집합적으로 형성하도록 배치되며,
    상기 베이스는 제1 컬러층의 컬러 및 제2 컬러층의 컬러와 상이한 베이스 컬러를 갖고, 상기 물체는, 상기 물체를 특정 뷰잉 각도에서 볼 때에 상기 베이스 컬러가 보이도록 상기 베이스 상에 인쇄되는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표면 윤곽은 상기 제1 영역에 대한 제1 목표 두께, 상기 제2 영역에 대한 제2 목표 두께, 및 상기 제3 영역에 대한 제3 목표 두께에 대응하는 목표 표면 윤곽인 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 컬러층은 상기 목표 표면 윤곽과 동일한 표면 윤곽을 갖는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 투명층은 상기 목표 표면 윤곽과 동일한 표면 윤곽을 갖는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 컬러층은 상기 목표 표면 윤곽과 상이한 표면 윤곽을 갖는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 목표 표면 윤곽과 상이한 표면 윤곽을 갖는 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러층, 및 상기 제1, 제2 및 제3 구조층들의 세트들은 투명하거나 부분적으로 투명한 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 제2 컬러층, 및 상기 제1, 제2 및 제3 구조층들의 세트들은 투명하거나 부분적으로 투명한 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제2 컬러층, 및 상기 제1, 제2 및 제3 구조층들의 세트들은 투명하거나 부분적으로 투명한 것인 3차원 물체의 인쇄 방법.
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