KR20160091256A - 프린터에서 프린트헤드부터 기재까지의 거리 측정을 위한 시험 패턴들의 생성 시스템 및 방법 - Google Patents

프린터에서 프린트헤드부터 기재까지의 거리 측정을 위한 시험 패턴들의 생성 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160091256A
KR20160091256A KR1020160004086A KR20160004086A KR20160091256A KR 20160091256 A KR20160091256 A KR 20160091256A KR 1020160004086 A KR1020160004086 A KR 1020160004086A KR 20160004086 A KR20160004086 A KR 20160004086A KR 20160091256 A KR20160091256 A KR 20160091256A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
test pattern
printhead
ejectors
marks
substrate
Prior art date
Application number
KR1020160004086A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102245598B1 (ko
Inventor
에이. 마이즈스 하워드
에이. 맨텔 데이비드
Original Assignee
제록스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제록스 코포레이션 filed Critical 제록스 코포레이션
Publication of KR20160091256A publication Critical patent/KR20160091256A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102245598B1 publication Critical patent/KR102245598B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B29C67/0085—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B29C67/0088—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2142—Detection of malfunctioning nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00—Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/38—Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism
    • B41J29/393—Devices for controlling or analysing the entire machine ; Controlling or analysing mechanical parameters involving printing of test patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

3-차원 물체 프린터에서 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리 결정에 사용하기 위한 시험 패턴 생성 방법은 프린트헤드를 이용하여 기재 상에 제1 예정 시험 패턴을 형성하는 단계 및 제1 시험 패턴의 이미지 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 제1 시험 패턴의 이미지 데이터에서 마크들의 교차-공정 방향 옵셋들을 결정하는 단계 및 프린트헤드의 단지 일부의 토출기들을 이용하고 교차-공정 방향 옵셋이 일부 토출기들의 적어도 하나의 토출기의 또 다른 교차-공정 방향 옵셋보다 적은 프린트헤드의 적어도 하나의 토출기로부터의 마크를 포함하지 않는 프린트헤드에 대한 제2 시험 패턴 데이터를 생성하는 단계를 더욱 포함한다.

Description

프린터에서 프린트헤드부터 기재까지의 거리 측정을 위한 시험 패턴들의 생성 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR GENERATION OF TEST PATTERNS FOR MEASUREMENT OF PRINTHEAD TO SUBSTRATE SEPARATION IN A PRINTER}
본 개시내용은 3-차원 물체 인쇄 시스템, 더욱 상세하게는, z-축을 따라 지지부재 또는 인쇄 물체 상층과의 프린트헤드의 상대 위치를 결정하고 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
적층 가공이라고도 알려진3-차원 인쇄는, 거의 임의 형상의 디지털 모델로부터 3-차원 고체 물체를 제작하는 공정이다. 많은 3-차원 인쇄 기술은 적층 공정을 적용하여 부품 연속 층들은 이전 적층된 층들 최상부에 형성된다. 이들 기술 일부는 잉크젯 인쇄를 이용하며, 하나 이상의 프린트헤드는 연속 재료 층들을 토출한다. 3-차원 인쇄는 대부분 가공물에서 공제 가공, 예컨대 절삭 또는 드릴링으로 재료를 제거하는 전통적인 물체-성형 기술과는 차별된다.
잉크젯 프린터로3-차원 인쇄 물체를 제작하는 과정에서, 프린터는 하나 이상의 프린트헤드의 상대 위치를 성형재료를 수용하는 기재 표면으로부터 비교적 좁은 범위의 거리로 조정한다. 일부 예시들에서 기재는 3-차원 물체 프린터에서 지지부재이고, 다른 예시들에서 기재는3-차원 물체 프린터에서 형성되는 물체의 상층이다. 프린터가 일련의 성형재료 층들로부터 물체를 형성하면서 프린트헤드가 추가 재료 층들을 물체 상층에 인쇄하도록 프린터는 프린트헤드 및 물체를 지지하는 지지부재 사이 상대 거리를 조정한다. 프린트헤드가 기재 표면에 충분히 가까이 있어 정확하고 정밀한 성형재료 방울들 배치가 보장되도록 프린터는 프린트헤드 위치를 제어한다. 또한 프린터는 프린트헤드 및 기재 사이 충분한 간격이 유지되도록 프린트헤드 위치를 제어하여, 인쇄 물체가 프린트헤드와 닿지 않도록 하여 노즐이 막혀 추가 발사가 방해되거나 또는 성형 물체 손상 및 제트의 오류 발사를 초래하지 않도록 제어한다.
3-차원 물체 프린터 작동에서, 물체 인쇄 공정 중 지지부재 또는 프린트헤드 중 적어도 하나는 z-축을 따라 이동되어 지지부재에서 프린트헤드를 향하여 연장되는 인쇄 물체를 수용한다. 지지부재 또는 물체 상층 및 프린트헤드 사이 정밀한 거리 측정으로 프린트헤드는 정밀도 및 신뢰성이 개선될 수 있다. 따라서, 3-차원 물체 프린터에서 프린트헤드 및 지지부재 또는 물체 사이 간격을 결정하고 제어하는 개선된 시스템 및 방법은 유익할 것이다.
하나의 실시태양에서, 3-차원 물체 프린터에서 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리 결정에 사용되는 시험 패턴 생성 방법을 개발하였다. 방법은, 기재 표면에 교차-공정 방향으로 배열되는 제1 다수의 마크들을 포함하는 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 제어기로 저장 이미지 데이터 기준으로 프린트헤드의 다수의 토출기들을 작동하는 단계, 이미지 센서로 기재 상의 제1 다수의 마크들의 제1 생성 이미지 데이터를 생성하는 단계, 제어기로 제1 예정 시험 패턴의 제1 생성 이미지 데이터에서 제1 다수의 마크들에 대한 다수의 교차-공정 방향 옵셋들을 결정하는 단계, 이때 각각의 교차-공정 방향 옵셋은 제1 생성 이미지 데이터에서 마크 지점 및 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 참조된 저장 이미지 데이터에서 마크 예정 지점 간의 차이를 기준으로 결정되고, 제어기로 프린트헤드의 다수의 토출기들 중 단지 일부에 의해 형성되고 다수의 토출기들 중 적어도 하나의 다른 토출기로 형성된 마크가 없는 교차-공정 방향으로 배열된 제2 다수의 마크들에 상당하는 제2 시험 패턴 데이터를 생성하는 단계, 상기 마크는 적어도 하나의 다른 토출기에 상응하고 프린트헤드의 다수의 토출기들 일부에서 적어도 하나의 토출기의 또 다른 결정된 교차-공정 방향 옵셋보다 작은 결정된 교차-공정 방향 옵셋을 가지고, 및 프린트헤드 및 기재 사이 기재 표면에 수직인 z-축 거리 결정이 가능하도록 제어기로 다수의 토출기들 일부를 작동하기 위하여 제2 시험 패턴 데이터를 메모리에 저장하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리 결정에 사용되는 시험 패턴을 생성하도록 구성되는3-차원 물체 프린터를 개발하였다. 프린터는, 기재 표면에 재료 방울들을 토출하도록 구성되는 다수의 토출기들을 가지는 프린트헤드, 기재 및 프린트헤드 중 적어도 하나를 z-축을 따라 이동시키도록 구성되는 작동기, 기재 표면 및 기재에 형성되는시험 패턴의 이미지 데이터를 생성하도록 구성되는 이미지 센서, 메모리, 및 프린트헤드, 작동기, 이미지 센서, 및 메모리와 작동적으로 연결되는 제어기를 포함한다. 제어기는,
기재 표면에 교차-공정 방향으로 배열되는 제1 다수의 마크들을 포함하는 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 메모리에 저장된 이미지 데이터 기준으로 프린트헤드의 다수의 토출기들을 작동하고, 이미지 센서로 기재 상의 제1 다수의 마크들의 제1 생성 이미지 데이터를 생성하고, 제1 예정 시험 패턴의 제1 생성 이미지 데이터에서 제1 다수의 마크들에 대한 다수의 교차-공정 방향 옵셋들을 결정하고, 이때 각각의 교차-공정 방향 옵셋은 제1 생성 이미지 데이터에서 마크 지점 및 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 참조된 저장 이미지 데이터에서 마크 예정 지점 간의 차이를 기준으로 결정되고, 프린트헤드의 다수의 토출기들 중 단지 일부에 의해 형성되고 다수의 토출기들 중 적어도 하나의 다른 토출기로 형성된 마크가 없는 교차-공정 방향으로 배열된 제2 다수의 마크들에 상당하는 제2 시험 패턴 데이터를 생성하고, 상기 마크는 적어도 하나의 다른 토출기에 상응하고 프린트헤드의 다수의 토출기들 일부에서 적어도 하나의 토출기의 또 다른 결정된 교차-공정 방향 옵셋보다 작은 결정된 교차-공정 방향 옵셋을 가지고, 프린트헤드 및 기재 사이 기재 표면에 수직인 z-축 거리 결정이 가능하도록 다수의 토출기들 일부를 작동하기 위하여 제2 시험 패턴 데이터를 메모리에 저장하도록 구성된다.
작동 과정에서 하나 이상의 프린트헤드 및 기재 사이 z-방향 거리를 결정하는데 이용되는 인쇄 시험 패턴을 생성하는 장치 또는 프린터의 상기 양태들 및 기타 특징부들은 하기 상세한 설명에서 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1A는 3-차원 물체 프린터를 도시한 것이다.
도 1B는 물체 인쇄 작동 중의 도 1A의3-차원 물체 프린터를 도시한 것이다.
도 2는 프린트헤드 및 기재 사이 상이한 z-축 거리에 있는 기재에 있는 프린트헤드에서 토출된 방울들의 분포를 보인다.
도 3은 프린트헤드에서 시험 패턴 데이터를 생성하는 방법의 블록도이고, 생성된 시험 패턴은 프린트헤드에서 단지 일부의 토출기들에 의해 형성되는 마크들을 포함한다.
도 4은 3-차원 물체 프린터에서 프린트헤드에 대한 프로파일 생성 방법 블록도이고, 기재에서 프린트헤드의z-축 거리 및 상이한 z-축 거리에서 프린트헤드로부터 토출된 방울들의 교차-공정 방향 위치에서의 편차와의 관계를 포함한다.
도 5는 3-차원 물체 프린터에서 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리를 결정하기 (identifying) 위한 방법의 블록도이다.
도 6은 교차-공정 방향으로 형성된 인쇄 마크들을 포함한 제1 예정 시험 패턴 및 프린트헤드에서 단지 일부의 토출기들에 의해 형성되어 예정 시험 패턴을 형성하는 제2 다수의 마크들을 가지는 제2 시험 패턴의 예시적 실시예이다.
도 7은 기재 표면에 프린트헤드로부터 토출된 방울들의 교차-공정 방향 위치에서의 편차 및 프린트헤드 및 기재 사이 상이한 z-축 거리 사이 관계를 보이는 그래프이다.
본원에 개시된 장치에 대한 환경에 대한 포괄적 이해 및 장치의 상세한 설명을 위하여, 도면을 참고한다. 도면들에서, 동일한 도면부호들은 동일 요소들을 지정한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “성형재료”란3-차원 물체 프린터에서 성형되는 물체의 재료 층을 형성하기 위하여 액체 방울들 (drop) 형태로 하나 이상의 프린트헤드의 다수의 토출기들에서 토출되는 재료를 의미한다. 성형재료의 실시예는, 제한되지 않지만, 하나 이상의 프린트헤드의 토출기들에서 액체 방울들로 토출되도록 액화되고 이어 고체 재료로 고화되어 3-차원 물체 인쇄 적층 가공을 통해 물체를 형성하는 열경화성 플라스틱, UV 경화성 중합체, 및 바인더를 포함한다. 일부 3-차원 물체 프린터 실시태양들에서, 여러 형태의 성형재료가 사용되어 물체를 생성한다. 일부 실시태양들에서, 물리적 또는 화학적 특성이 다른 상이한 성형재료들이 단일 물체를 성형한다. 다른 실시태양들에서, 프린터는 염료 또는 다른 착색제를 통해 상이한 색상이 조합된 단일 유형의 성형재료의 방울들을 토출한다. 3-차원 물체 프린터는 상이한 색상을 가지는 성형재료 방울들의 토출을 제어하여 색상이 다르고 임의선택적으로 물체 표면에 인쇄 문자, 그래픽, 또는 다른 단일 및 다중-색상 패턴을 가지는 물체를 형성한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “지지재료”는 3-차원 물체 인쇄 공정에서 프린트헤드로부터 토출되어 성형재료로 형성되는 물체를 안정화시키는 또 다른 재료를 언급한다. 예를들면, 3-차원 물체 프린터가 성형재료 층들을 적용하여 물체를 형성할 때, 프린터에서 적어도 하나의 프린트헤드는 또한 물체 일부와 체결되는 지지재료 층들을 토출한다. 성형재료로 형성되는 물체가 완전한 물체가 되고 단일 물체가 지지되기 전까지 지지재료는 하나 이상의 성형재료 일부를 제자리에 배치한다. 지지재료 사용의 간단한 예로는 3-차원 물체 프린터를 이용한 지팡이 제작이다. 지팡이 만곡부는 물체 최상부이고, 지지재료는 지팡이 만곡부 최상부가 완료되기 전까지 손잡이 하향부에 대한 지지를 제공한다. 지지재료는 또한 충분한 성형재료가 존재하여 물체를 서로 고정시키기 전에 새로운 성형 특징부들이 파괴되는 것을 방지하고, 고화 공정이 완료되기 전에 충분히 고화되지 않은 성형재료 일부가 유동되는 것을 방지한다. 지지재료의 실시예는, 제한되지 않지만, 인쇄 과정에서 물체를 지지하고 인쇄 공정 완료 후 물체에서 쉽게 제거될 수 있는 왁스 재료를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “공정 방향”이란 3-차원 물체 성형 공정에서 하나 이상의 프린트헤드를 지나는 지지부재 이동 방향을 의미한다. 지지부재는 3-차원 물체를 고정시키고 인쇄 공정에서 지지재료 및 성형재료를 수반한다. 일부 실시태양들에서, 지지부재는 평탄 부재 예컨대 금속판이고, while 다른 실시태양들에서 지지부재는 회전 원통 부재 또는 또 다른 형상으로 3-차원 물체 인쇄 공정에서 물체 형성을 지지하는 부재이다. 일부 실시태양들에서, 프린트헤드는 정적이지만 지지부재 및 물체는 프린트헤드를 지나 이동한다. 다른 실시태양들에서, 프린트헤드는 움직이지만 지지부재는 정적이다. 또 다른 실시태양들에서, 프린트헤드 및 지지부재 모두가 움직인다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “교차-공정 방향”이란 지지부재 면에서 공정 방향에 수직한 방향을 언급한다. 2 이상의 프린트헤드에서 토출기들은 교차-공정 방향에서 정합되어 프린트헤드 어레이는 성형재료 및 지지재료의 인쇄 패턴을 2차원 평탄 영역에 걸쳐 형성할 수 있다. 3-차원 물체 인쇄 공정에서, 정합된 프린트헤드로부터 형성되는 성형재료 및 지지재료 연속 층들은 3-차원 물체를 형성한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “z-축”이란 공정 방향, 교차-공정 방향에 수직하고, 3-차원 물체 프린터에서 지지부재 면에 수직한 축을 의미한다. 3-차원 물체 인쇄 공정 초기에, z-축을 따른 간격은 지지부재 및 성형재료와 지지재료 층들을 형성하는 프린트헤드 간의 간격을 의미한다. 프린트헤드의 토출기들이 각각의 성형재료 및 지지재료 층을 형성할 때, 프린터는 인쇄 동작 과정에서 프린트헤드 및 물체 최상층 사이에 실질적으로 일정한 거리가 유지되도록 프린트헤드 및 최상층 사이 z-축 간격을 조정한다. 많은 3-차원 물체 프린터 실시태양들은, 프린트헤드 및 인쇄 재료 최상층 사이 z-축 간격을 상대적으로 좁은 허용 오차 내로 유지하여 성형재료 및 지지재료의 토출 방울들에 대한 일관적인 배치 및 제어가 가능하다. 일부 실시태양들에서, 지지부재는 인쇄 동작에서 프린트헤드로부터 멀리 이동되어 z-축 간격을 유지하고, 다른 실시태양들에서 프린트헤드는 부분적으로 인쇄 물체 및 지지부재 로부터 멀리 이동되어 z-축 간격을 유지한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 인쇄 시험 패턴과 관련하여 사용되는 용어 “편차 (variation)”란 인쇄 마크들의 예정 배열과 비교하여 프린터에서 프린트헤드로부터 인쇄 시험 패턴의 인쇄 마크들의 상대 교차-공정 방향 지점들 간의 차이에 상응하는 임의의 통계적 측정을 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “마크”란 프린트헤드의 단일 토출기로 형성되고 공정 방향 축에 배열되는 하나 이상의 방울들에 의한 인쇄 패턴을 의미한다. 시험 패턴은 프린트헤드의 다중 토출기들을 이용하여 마크들 배열로 형성된다. 예를들면, 시험 패턴은 각각의 가로줄 (row)에서 인접 마크들 사이 예정된 교차-공정 방향 거리를 가지고 형성되는 인쇄 마크들의 하나 이상의 가로줄들을 포함한다. 재료 방울들을 z-축과 평행하게 토출하는 토출기들을 가지는 프린트헤드는 편차 없는 또는 최소 편차의 예정 시험 패턴을 형성한다. 그러나, 프린터에서 프린트헤드의 실재 실시태양들은 시험 패턴에서 인쇄 마크들 간 교차-공정 방향 거리 사이에 예상 교차-공정 거리와 비교하여차이를 발생시키는 각도로 재료 방울들을 토출하는 적어도 일부 토출기들을 포함한다. 더욱 상세히 하기되는 바와 같이, 프린터는 시험 패턴에서 인쇄 마크들의 교차-공정 방향 지점들의 결정된 편차 수준을 기준으로 프린터에서 상이한 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리를 결정한다.
시험 패턴에 인쇄되는 마크들에 대한 편차 통계는 비-제한적 예시로서 표준 편차, 분산, 평균 절대 편차, 범위, 사분 범위, 및 기타 등을 포함한다. 예를들면, 예정 (predetermined) 시험 패턴은 각각의 가로줄에서 인접 마크들 사이 균일한 교차-공정 방향 거리를 가지고 형성되는 인쇄 마크들의 다중 가로줄들을 포함한다. 더욱 상세히 하기되는 바와 같이, 프린터는 프린트헤드 토출기들의 특성에 기초하여 인쇄 마크들 사이 높은 편차 수준을 포함한 시험 패턴을 발생하기 위한 최적화 공정을 수행한다. 프린터는 생성된 시험 패턴에서 인쇄 마크들의 교차-공정 방향 지점들의 결정된 편차 수준을 기준으로 프린터에서 하나 이상의 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리를 결정한다.
도 1A 및 도 1B는 프린터 (100)에서 하나 이상의 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리를 결정하도록 구성되는3-차원 물체 프린터 (100)를 도시한 것이다. 프린터 (100)는 지지부재 (102), 프린트헤드 (104A-104C)를 포함하는 제1 프린트헤드 어레이, 프린트헤드 (108A-108C)를 포함하는 제2 프린트헤드 어레이, 프린트헤드 어레이 작동기 (120A, 120B), 지지부재 작동기 (124), 이미지 센서 (116), 제어기 (128), 및 메모리 (132)를 포함한다. 하나의 구성에서, 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C)는 2종의 상이한 유형의 성형재료를 방출하여 2종의 상이한 유형의 성형재료로3-차원 인쇄 물체를 형성한다. 또 다른 구성에서, 하나의 프린트헤드 어레이는 성형재료를 방출하고 다른 프린트헤드 어레이는 지지재료를 방출하여 3-차원 인쇄 물체를 형성한다. 대안적 프린터 실시태양들은 상이한 개수의 프린트헤드 어레이 또는 각각의 프린트헤드 어레이에서 상이한 개수의 프린트헤드를 포함한다.
프린터 (100)에서, 지지부재 (102)는 평탄 부재, 예컨대 금속판이고, 공정 방향 P로 이동된다. 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C) 및 이미지 센서 (116)는 인쇄 구역 (110)을 형성한다. 지지부재 (102)는 공정 방향 P으로 인쇄 구역 (110)을 통과하여 이전에 형성된 임의의 지지재료 및 성형재료 층들을 운반한다. 인쇄 작동 과정에서, 지지부재 (102)는 예정 공정 방향 경로 P 로 프린트헤드를 수회 지나 이동되어 3-차원 인쇄 물체의 연속 층들, 예컨대 도 1B에 도시된 물체 (150)를 형성한다. 또한 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)는 재료 방울들을 토출하여 시험 패턴, 예컨대 도 1A에 도시된 시험 패턴 (192A-192B, 194A-194B) 및 도 1B에 도시된 시험 패턴 (184, 186)을 형성한다. 일부 실시태양들에서, 부재 (102)와 유사한 다중 부재들이 캐로셀 또는 유사한 구성으로 인쇄 구역 (110)을 통과한다. 프린터 (100)에서, 하나 이상의 작동기는 공정 방향 P로 인쇄 구역 (110)을 통과하도록 부재 (102)를 이동시킨다. 다른 실시태양들에서, 작동기 (120A, 120B) 또는 다른 작동기는 공정 방향 P를 따라 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C) 각각을 이동시켜 지지부재 (102)에 인쇄 물체를 형성한다.
프린터 (100)에서, 각각의 재료 층이 지지부재에 도포된 후 작동기 (124)는 또한 z-방향 축 (z)을 따라 인쇄 구역 (110)에서 프린트헤드로부터 멀리 지지부재 (102)를 이동시킨다. 일부 실시태양들에서, 작동기 (124) 또는 작동적으로 지지부재 (102)와 연결되는 다른 작동기는 교차-공정 방향 축 CP 주위로 (경사 화살표 (172, 174)) 및 공정 방향 축 P 주위로 (경사 화살표 (176, 178)) 지지부재 (102)의 경사 각도를 조정하도록 구성된다. 또 다른 구성에서, 작동기 (120A, 120B)는 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C) 각각을, z-축을 따라 상향 이동시켜 프린트헤드 및 인쇄 물체 사이 간격을 유지한다. 프린터 (100)에서, 작동기 (124, 120A-120B)는 전기기계식 작동기 예컨대 스텝 모터이고 제어기 (128)로부터 제어 신호를 수신하여 지지부재 (102) 또는 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C)를 예정 거리만큼 z-축을 따라 이동시킨다. 프린터 (100)의 예시적 실시태양은 지지부재 (102) 및 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C) 모두의z-축 위치를 조정하는 작동기를 포함하지만, 대안적 프린터 실시태양들은 지지부재 (102) 또는 프린트헤드에만 작동적으로 연결되는 작동기를 포함한다. 인쇄 구역 (110)은 경로를 통한 각각의 주기 동안 3-차원 인쇄 물체 또는 각각의 부재의 물체들에 추가 층을 형성하여 다중 세트의 3-차원 물체를 병렬적으로 형성할 수 있다.
프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)를 포함하는 프린트헤드 어레이는 지지부재 (102)를 향하여 재료를 토출하여 3-차원 인쇄 물체, 예컨대 도 1B에 도시된 물체 (150)의 층들을 형성한다. 각각의 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)는 성형재료 또는 지지재료 액적을 토출하는 다수의 토출기들을 포함한다. 하나의 실시태양에서, 각각의 토출기는 액체 성형재료를 수용하는 유압실, 작동기 예컨대 압전식 작동기, 및 출구 노즐을 포함한다. 압전식 작동기는 발사 신호에 응답하여 변형되어 액화 성형재료를 노즐을 통해 강제하여 성형재료 방울은 부재 (102)를 향하여 토출된다. 부재 (102)가 이미 형성된 3-차원 물체 층들을 가지면, 성형재료 토출 방울들은 추가 물체 층을 형성한다. 각각의 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)는 2차원 배열의 토출기들을 포함하고, 예시적 프린트헤드 실시태양은 880개의 토출기들을 가진다. 작동 중, 제어기 (128)는 전기 발사 신호를 제어하여 선택된 토출기들을 상이한 시간에 조작하여 물체를 위한 각각의 성형재료 층을 형성한다. 더욱 상세히 하기되는 바와 같이, 또한 제어기 (128)는 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)의 토출기들 발사 신호를 발생시켜 인쇄 구역 (110)에서 각각의 프린트헤드 및 기재 사이 z-축을 따라 거리를 결정하기 위하여 프린터 (100)가 사용하는 시험 패턴을 인쇄한다. 기재는 지지부재 (102) 표면 또는 지지부재 (102)에 형성되는 3-차원 인쇄 기재 상층일 수 있다.
도 1A 및 도 1B는 성형재료 방울들을 토출하는2개의 프린트헤드 어레이들을 도시하지만, 대안적 실시태양들은 3 이상의 프린트헤드 어레이들을 포함하여 추가 성형재료로 인쇄 물체를 형성한다. 또 다른 실시태양은 단지 단일 프린트헤드 어레이를 포함한다. 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C) 각각은 3개의 프린트헤드를 포함하는 것으로 도시되지만, 대안적 구성은 더욱 적거나 많은 프린트헤드를 포함하여 교차-공정 방향으로 상이한 크기의 인쇄 구역을 수용한다. 또한, 래스터화 되는 3-차원 물체 프린터 실시태양들에서, 하나 이상의 프린트헤드는 인쇄 동작 과정에서 교차-공정 방향 축 CP 및 임의선택적으로 공정 방향 축 P 를 따라 이동된다.
이미지 센서 (116)는 인쇄 구역 (110)에 걸쳐 교차-공정 방향 CP 으로 배열되는광검출기 어레이를 포함하고 부재 (102)에 형성되는 성형재료 및 지지재료에서 반사되는 빛에 상당하는 디지털화 이미지 데이터를 생성한다. 하나의 실시태양에서, 광검출기는 각각의 광검출기가 인쇄 지지재료 및 인쇄 성형재료의 최상 층에서 수신하는 반사 광 수준에 해당하는 총 256 (0 내지 255) 레벨들을 가지는 그레이 스케일 8-비트 이미지 데이터를 생성한다. 다른 실시태양들에서, 이미지 센서 (116)는 다중 분광 광검출기 요소들 예컨대 적, 녹, 청 (RGB) 센서 요소들을 포함한다. 작동 중, 이미지 센서 (116)는 지지부재 (102) 또는 성형재료 또는 지지재료 층들로 형성된 기재 상의 인쇄 시험 패턴을 포함한 재료 방울들의 인쇄 패턴에 상당하는 다중 이미지 스캔라인을 생성한다. 지지부재 (102)가 이미지 센서 (116)를 통과하면, 이미지 센서 (116)는 일련의 스캔라인으로부터 2차원 생성 (generated) 이미지 데이터를 생성한다. 제어기 (128)는 생성 이미지 데이터를 수신하고 생성 이미지 데이터에 대한 추가 처리를 수행하여 인쇄 시험 패턴의 생성 이미지 데이터를 기준으로 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 방향 거리를 결정한다.
제어기 (128)는 디지털 논리 장치 예컨대 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이 (FPGA), 응용 주문형 집적회로 (ASIC) 또는 프린터 (100)를 작동시키도록 구성되는 임의의 다른 디지털 논리 장치이다. 프린터 (100)에서, 제어기 (128)는 지지부재 (102) 이동을 제어하는 작동기 (124) 및 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C) z-축 이동을 제어하는 작동기 (120A, 120B)와 작동적으로 연결된다. 제어기 (128)는 또한 프린트헤드 어레이 (104A-104C, 108A-108C), 이미지 센서 (116), 및 메모리 (132)와 작동적으로 연결된다.
프린터 (100)의 실시태양에서, 메모리 (132)는 휘발성 데이터 저장 장치 예컨대 랜덤 억세스 메모리 (RAM) 장치 및 비-휘발성 데이터 저장 장치 예컨대 고체-상태 데이터 저장 장치, 자기 디스크, 광학 디스크, 또는 임의의 다른 적합한 데이터 저장 장치를 포함한다. 메모리 (132)는 프로그램화 명령 (136), 3D 물체 이미지 데이터 (138), 예정 시험 패턴 데이터 (140), 프린트헤드-당 (per-printhead) 생성 시험 패턴 데이터 (142) 및 각각의 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)와 연관된 z-축 거리에 대한 방울 편차 프로파일 (144)을 저장한다. 제어기 (128)는 저장된 프로그램 명령 (136)을 실행하여 프린터 (100)에서 구성요소들을 작동시켜 3-차원 인쇄 물체, 예컨대 물체 (150)를 형성하고 인쇄 구역 (110)에서 프린트헤드 및 기재 사이z-축 방향 거리를 결정하기 위한 시험 패턴을 인쇄한다. 제어기 (128)는 또한 더욱 상세히 하기되는 바와 같이 방법 (400)에서 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)에 대한z-축 거리에 대한 방울 편차 프로파일을 생성한다. 일부 구성에서, 제어기 (128)는 또한 인쇄 구역 (110)에서 지지부재 (102) 또는 또 다른 기재 표면의 z-축으로부터의 경사 각도를 결정한다. 3D 물체 이미지 데이터 (138)는, 예를들면, 프린터 (100)가 3-차원 물체 인쇄 공정 과정에서 형성하는 각각의 성형재료 및 지지재료 층들에 해당되는 다수의 2차원 이미지 데이터 패턴을 포함한다. 제어기 (128)는 각각의 2차원 이미지 데이터 세트를 참조하여 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)로부터 재료 방울들을 토출하여 각각의 물체 (150) 층을 형성한다.
메모리 (132) 또한 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)의 토출기들이 인쇄 구역 (110)에서 기재 상에 형성하는 마크들의 예정 패턴에 상응하는 시험 패턴 데이터 (140)를 저장한다. 더욱 상세히 하기되는 바와 같이, 프린터 (100)는 저장된 시험 패턴 데이터 (140)에 기초하여 예정 시험 패턴을 형성하여 프린트헤드-당 기반의 추가적인 시험 패턴을 생성한다. 프린터 (100)는 제2 시험 패턴에 형성되는 교차-공정 방향 마크들의 편차 수준을 높이기 위하여 프린트헤드의 단지 일부의 토출기들로부터 형성되는 각각의 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)에 대한 제2 시험 패턴을 생성한다. 제어기 (128)는 메모리 (132)에 프린트헤드-당 시험 패턴 데이터 (142)로서 각각의 프린트헤드에 대한 생성 제2 시험 패턴을 저장한다.
도 1B는 3-차원 물체 인쇄 작동 과정의 프린터 (100)를 도시한 것이다. 도 1B에서, 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)는 3-차원 인쇄 물체 (150)를 형성한다. 지지부재 (102)는 마진 영역을 포함하여 일부 또는 모든 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)로부터 추가 인쇄 시험 패턴 (184)을 수용한다. 도 1B의 실시태양에서, 인쇄 물체 (150) 상면 또한 기재로서 기능하여 프린트헤드 (104A)로부터 인쇄 시험 패턴 (186)을 수용한다. 물체 (150)의 최상층 또는 층들이 광학적으로 차별되는 재료, 예컨대 상이한 색상의 성형재료 또는 프린트헤드 (108A-108C)에서 토출되는 지지재료로 형성될 때 이미지 센서 (116)는 시험 패턴 (186)에서 차별되는 인쇄 마크들을 포함하는 이미지 데이터를 생성한다. 다른 구성에서, 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)는 2종의 상이한 성형재료 또는 성형재료 및 지지재료로부터 구조체를 형성하여 인쇄 시험 패턴을 수용하고 물체 (150) 높이와 유사한 z-축 높이를 가지는 기재 구조체를 성형한다. 제어기 (128)는 기재 구조체를 이용하여 하나 이상의 프린트헤드 및 물체 (150) 최상층 사이 z-축 거리를 결정한다.
도 2는 제1 z-축 방향 위치 (240) 및 제2 z-축 위치 (244)에 있는 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202)를 도시한 것이다. 상기된 바와 같이, 기재 (202)는 지지부재 (102) 표면 또는 지지부재 (102)에 형성된 인쇄 구조체 상면일 수 있다. 도 2의 예시적 실시예에서 제1 z-축 방향 위치 (240)는 제2 위치 (244)에 비하여 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202)를 z-축을 따라 더욱 가까이 배치하지만, 또 다른 구성에서 제1 위치는 제2 위치보다 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202)를 더욱 먼 z-축 거리에 배치한다. 도 2의 구성에서, 제어기 (128)는 작동기 (124)를 작동시켜 기재를 z-축을 따라 제1 위치 (240) 및 제2 위치 (244) 사이로 이동시키고, 다른 실시태양들에서 작동기 (120A)는 프린트헤드 (104A)를 이동시키고 또는 작동기 (124, 120A)는 기재 (202) 및 프린트헤드 (104A) 각각을 z-축을 따라 이동시킨다.
프린트헤드 (104A)는 교차-공정 방향 축 CP을 따라 배열되는 다수의 토출기들을 포함한다. 일부 실시태양들에서, 프린트헤드 (104A)는 2차원 배열에서 프린트헤드 (104A) 정면에 걸쳐 엇갈린 대각선 배열의 토출기들을 포함한다. 상기된 바와 같이, 제어기 (128)는 프린트헤드 (104)에서 단지 토출기들 일부만을 작동시켜 시험 패턴의 가로줄 세트에서 단일 세트의 마크들을 형성할 수 있다. 도 2는 방울들을 토출하여 단일 가로줄 세트를 형성하는 프린트헤드 (104A) 토출기들의 서브 세트만을 도시하고 프린트헤드 (104A)는 도 6의 시험 패턴 (600, 675)을 형성하기 위하여 교차-공정 방향 CP에서 각각의 인접 활성화 토출기들을 분리하는 4개의 토출기들을 포함한다. 예를들면, 도 2에서 토출기들 (220, 224)은 인쇄 시험 패턴의 하나의 가로줄에서 인접 마크들을 형성하지만 4개의 추가적인 토출기들은 교차-공정 방향에서 토출기들 (220, 224)을 분리한다. 제어기 (128)는 중간 토출기들을 작동시켜 예정 시험 패턴 (600)에서 다른 가로줄 세트들을 형성한다. 상이한 시험 패턴 구성에서, 제어기 (128)는 토출기들을 작동시켜 적어도 하나의 토출기가 교차-공정 방향에서 활성화 토출기들 사이에 위치하도록 단일 가로줄 세트에서 마크들을 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202) 사이 z-축 거리가 증가하면 인쇄 재료 방울 지점들 및 기재 (202) 표면의 마크들 사이 편차 수준은 증가한다. 도 2 실시태양에서, 재료 방울들은 프린트헤드 (104A) 토출기들에서 방출된 후 대략 직선 경로를 이동한다. 프린트헤드 (104A) 제작 편차로 인하여, 적어도 일부 토출기들은 재료 방울들을 교차-공정 방향에서 각도를 가지고 방출하고, 재료 방울들은 z-축에 평행한 경로를 따르지 않고 기재 (202)에 도달한다. 예를들면, 토출기들 (220, 224, 226, 228)은 z-축에 평행하지 않은 각도로 재료 방울들을 방출한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202) 사이 z-축 거리가 증가하면 프린트헤드 (104A)에서 토출되는 재료 방울의 교차-공정 방향 지점들 간의 편차 수준은 커진다. 실제 동작에서, 토출 재료 방울들은 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202) 사이 실질적으로 직선 경로를 따라 이동한다. 따라서, 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202) 사이 z-축 방향 거리가 증가하면 주어진 토출기로부터 나오는 재료 방울들에 대한 교차-공정 방향 축 CP 을 따르는 방울 위치 편차 정도는 커진다. 제1 위치 (240)에서, 토출기들 (220, 224) 각각에서 방출되는 방울들 (250, 252)은, 교차-공정 방향에서 양 토출기들이 재료 방울들을 z-축과 평행하게 방출할 때 인접 인쇄 마크들 사이 명목 교차-공정 방향 거리보다 더욱 짧은 위치에 도달한다. 다른 토출기들, 예컨대 토출기들 (226, 228)은 재료 방울들 (254, 256) 각각을 방출하고, 이들은 교차-공정 방향 축에서 양 토출기들이 재료 방울들을 z-축과 평행하게 방출할 때 인접 인쇄 마크들의 명목 교차-공정 방향 거리보다 더욱 멀리 도달한다. 제2 위치 (244)에서, 교차-공정 방향 방울 배치에 있어서 동일한 유형의 편차가 발생하지만, 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202) 간의 z-축 거리가 길어지므로 편차 정도는 커진다. 예를들면, 재료 방울들 (260, 262)은 제1 위치 (240)에 있는 상응하는 방울들 (250, 252)보다 더욱 가깝지만, 재료 방울들 (264, 266)은 제1 위치 (240)에 있는 상응하는 방울들 (254, 256)보다 더욱 멀다.
도 2에 도시된 바와 같이, 프린트헤드 (104A) 토출기들은 토출 재료 방울들에 대하여 교차-공정 방향으로 다양한 옵셋 수준을 보인다. 교차-공정 방향 옵셋들은 프린트헤드 (104A) 제작에 있어서 약간의 차이로 형성된다. 토출기들 사이 정확한 옵셋들 정도 및 방향은 프린트헤드 마다 다르지만, 프린트헤드 (104A)와 동일한 구성을 가지는 상이한 프린트헤드, 예컨대 프린터 (100)에서 프린트헤드 (104B-104C, 106A-106C) 또한 상이한 토출기들에 대한 교차-공정 방향 옵셋들에서의 편차를 보인다. 많은 프린트헤드에서, 일부 토출기들은 재료 토출 시에 거의 또는 전혀 교차-공정 방향 옵셋을 보이지 않는다. 예를들면, 도 2에서 토출기 (270)은 z-축과 거의 평행한 경로를 따라 재료 방울을 토출한다. 토출기 (270)는 위치 (240, 244) 각각에서 기재 (202)에 대하여 교차-공정 방향 지점들 (272, 274)에 재료 방울들을 방출한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 교차-공정 방향 지점들 (272, 274)은 교차-공정 방향 축 CP을 따라 거의 간격이 없다. 따라서, 토출기 (270)가 기재 (202)에 형성한 인쇄 마크들의 생성 이미지 데이터는 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202) 사이 상이한 z-축 거리에 걸쳐 거의 또는 전혀 변화가 없다.
토출기 (270)가 인쇄 동작에서 최소 교차-공정 방향 옵셋으로3-차원 인쇄 물체 또는 지지재료 구조체를 형성하기 위한 재료 토출에 유용하지만, 인쇄 마크들 (272, 274)로는 프린터 (100)가 프린트헤드 (104A) 및 기재 (202) 사이 z-축 거리를 거의 결정할 수 없다. 하기되는 바와 같이, 프린터 (100)는 하나 이상의 프린트헤드, 예컨대 프린트헤드 (104A)에 대한시험 패턴을 생성하되, 거의 또는 전혀 교차-공정 방향 옵셋을 가지지 않고 재료를 토출하는 적어도 하나의 토출기는 생성된 시험 패턴에서 마크들을 형성하지 않는다. 대신, 프린터 (100)는 시험 패턴에서 전체 교차-공정 방향 옵셋을 최대화할 수 있는 프린트헤드의 일부 토출기들을 이용하여 인쇄 시험 패턴을 형성한다. 따라서, 일부 토출기들, 예컨대 토출기들 (220-228)은, 인쇄 시험 패턴에서 마크들을 형성하지만 거의 또는 전혀 교차-공정 방향 옵셋이 없는 다른 토출기들, 예컨대 토출기 (270)는, 생성된 시험 패턴에서 마크들을 형성하지 않는다.
도 3은 프린트헤드에서 단지 일부의 토출기들로부터 형성되는 마크들을 포함하는 시험 패턴 형성 방법 (300)의 블록도를 도시한 것이다. 상세하게는, 방법 (300)은 시험 패턴에 포함되는 일부 토출기들의 적어도 하나의 토출기의 또 다른 결정된 교차-공정 방향 옵셋보다 적은 교차-공정 방향 옵셋을 가지는 마크들을 인쇄하는 프린트헤드의 적어도 하나의 토출기에서 형성되는 마크가 부재한 시험 패턴을 형성한다. 하기 설명에서, 작용 또는 기능을 수행하는 방법 (300)을 언급하는 것은 프린터의 다른 구성요소들로 기능 또는 작용을 수행하도록 저장 프로그램 명령을 실행하기 위한 프린터 제어기 동작을 언급하는 것이다. 방법 (300)은 설명 목적으로 프린터 (100) 및 도 1A - 도 1B, 도 2, 및 도 6을 참고하여 설명한다.
방법 (300)은 프린터 (100)가 프린트헤드의 토출기들을 이용하여 기재 표면에 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 프린트헤드 토출기들을 작동하는 것으로 개시된다 (블록 304). 예를들면, 프린터 (100)에서 제어기 (128)는 프린트헤드 (104A) 토출기들에 대하여 발사 신호를 발생시켜 예정 시험 패턴 데이터 (140) 기준으로 예정 시험 패턴의 재료 방울들을 토출한다. 프린터 (100)에서 기재는 지지부재 (102) 표면 또는 프린트헤드 (104A)에서 토출되는 재료와는 광학적으로 차별되는 성형재료 또는 지지재료로 형성되는 3D 인쇄 물체, 예컨대 물체 (150) 표면일 수 있다. 프린터 (100)의 이미지 센서 (116)는 기재 상의 인쇄 시험 패턴에 대한 이미지 데이터를 생성하고 제어기 (128)는 이미지 센서 (116)로부터 생성된 이미지 데이터를 수신한다 (블록 308).
방법 (300)에서, 제1 예정 시험 패턴은 프린트헤드 (104A)의 거의 또는 모든 작동 토출기들이 지지부재 (102)에 형성하는 다수의 마크들을 포함한다. 도 6은 예정 시험 패턴 (600)의 예시를 도시한 것이다. 예정 시험 패턴 (600)은 교차-공정 방향 축 CP을 따라 배열되는 다수의 인쇄 마크들을 포함한다. 프린트헤드의 단일 토출기, 예컨대 프린트헤드 (104A)는, 하나 이상의 재료 방울들을 토출하여 시험 패턴 (600)에서 각각의 인쇄 마크를 형성한다. 예정 시험 패턴 (600)은 5개의 가로줄 세트들 (602A, 602B, 602C, 602D, 602E)를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “가로줄 세트”란 교차-공정 방향으로 연장되는 예정 배열에서 기재 표면에 형성되는 다수의 인쇄 마크들을 의미한다. 가로줄 세트는 교차-공정 방향을 따라 단일 “가로줄”에 배열되는 적어도 하나의 인쇄 마크들 세트를 포함하지만, 일부 시험 패턴은 공정 방향을 따라 배열되는 가로줄들 세트로서 형성되는 인쇄 마크들의 다중 가로줄들을 가지는 가로줄 세트들을 포함한다. 인쇄 시험 패턴에서 마크들의 교차-공정 방향 지점들 편차 결정 과정에서 무작위 교차-공정 재료 방울 배치 오류 영향을 감소시키기 위하여 프린터 (100)는 일부 가로줄 세트들에서 다중 인쇄 가로줄들을 형성한다.
도 6에서, 인쇄 시험 패턴 (600)은 각각의 가로줄 세트 (602A-602E)에 있는 인쇄 마크들의 단일 가로줄을 포함하고, 각각의 가로줄 세트는 교차-공정 방향 축 CP을 따라 배열되는 인쇄 마크들을 포함한다. 제어기 (128)는 프린트헤드에서 단지 일부의 토출기들을 작동시켜 시험 패턴에서 각각의 가로줄 세트를 형성한다. 가로줄 세트에서 인접 마크들을 형성하기 위하여 각 쌍의 토출기들 사이에 4개의 중간 토출기들이 놓이는 프린트헤드 (104A)의 토출기들 세트를 이용하여 제어기 (128)는 각각의 가로줄 세트에 인접 마크들을 형성하므로 시험 패턴 (600)은 5개의 가로줄 세트들을 포함한다. 예정 시험 패턴 (600)은 5개의 전체 가로줄 세트들을 포함하여 프린트헤드 (104)의 각각의 토출기들을 작동시켜 하나의 가로줄 세트에서 인쇄 마크를 형성한다. 일부 실시태양들에서, 제어기 (128)는 시험 패턴 (600)의 다중 예시들 또는 상이한 기재 표면 영역들에서 또 다른 유사한 시험 패턴을 포함한 시험 패턴을 포함한다. 다른 시험 패턴 실시태양들에서, 가로줄 세트들은 인쇄 마크들의 다중 가로줄들을 포함한다. 예를들면, 일부 실시태양들에서 각각의 가로줄 세트는 프린트헤드 (104A) 토출기들 단일부에 의해 형성되는 일련의 2 이상의 인쇄 마크의 가로줄들을 포함한다. 제어기 (128)는 각각의 가로줄 세트에서 다중 가로줄들의 인쇄 시험 패턴을 형성하여 교차-공정 방향의 인쇄 마크 지점들 사이 편차 결정에 있어서 무작위 방울 배치 오류 영향을 줄인다.
도 6에 도시된 바와 같이, 시험 패턴 (600)은 인쇄 마크들의 이상적 배열을 보이고, 인접 마크들 사이 교차-공정 방향 거리는 각각의 선택된 마크들 가로줄 세트 (602A-602E)에서 균일하다. 그러나, 도 2에서 상기된 바와 같이, 프린트헤드 (104A) 일부 토출기들은 z-축과 평행하지 않은 경로를 따라 재료 방울들을 방출하여, 기재 표면에 인쇄 마크들 지점들에서 교차-공정 방향 옵셋들을 형성한다. 도 6에서, 인쇄 시험 패턴 (650)은 생성된 이미지 데이터의 실시예를 보이고 교차-공정 방향 옵셋들을 가지고 재료 방울들을 방출하는 토출기들을 포함한 프린트헤드에 의해 형성되는 마크들을 포함한다. 프린트헤드 (104A)의 적어도 일부 토출기들은 z-축이 아닌 교차-공정 방향을 따라 다양한 각도로 재료 방울들을 토출하므로, 시험 패턴 (650)에서 가로줄 세트 (652A-652E)의 인접 인쇄 마크들 사이교차-공정 거리는 시험 패턴 (600)과 비교하여 편차를 보인다.
다시 도 3을 참조하면, 방법 (300)에서 제어기 (128)는 제1 인쇄 시험 패턴의 생성 이미지 데이터에서 마크들에 대한 교차-공정 방향 옵셋들을 결정한다 (블록 312). 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “교차-공정 방향 옵셋”이란 제어기 (128)가 인쇄 시험 패턴의 생성 이미지 데이터에서 결정하고 예정 시험 패턴의 시험 패턴 데이터에서 마크 상응 지점인 인쇄 마크 지점들 사이 교차-공정 방향 거리를 의미한다. 예를들면, 도 6에서 교차-공정 방향 옵셋 (611)은 시험 패턴 (600)에서 마크 (612A)의 명목 지점과 상응하는 인쇄 마크 (612B)의 실제 지점과의 간격이다. 제어기 (128)는 예정 시험 패턴 (600)에서 각각의 마크 및 인쇄 시험 패턴 (650)에서 상응하는 마크 지점 사이 교차-공정 방향 옵셋들 결정한다. 하나의 실시태양에서, 제어기 (128)는 인쇄 시험 패턴에서 인쇄 마크들의 전체 가로줄들에 상응하는 생성 이미지 데이터의 에지 또는 중심 검출 커널로 필터링 및 콘벌루션을 수행하여 교차-공정 방향 지점들 및 프린트헤드에서 상이한 토출기들에 대한 인쇄 마크들의 상응하는 교차-공정 방향 옵셋들을 결정한다.
z-축 옵셋은 교차-공정 방향 옵셋들 편차에 따라 다르다. 모든 제트의 교차-공정 방향이 확인될 때 가장 정밀한 측정이 가능하다. 그러나, 프린트헤드에서 모든 제트를 측정하려면 다중 가로줄 세트들이 필요하다. 일부 실시태양들은 예컨대 기재가 인쇄 시험 패턴을 수용하는 한정된 공간을 가지는 구성에서 단일 가로줄 세트로 교차-공정 방향 옵셋 편차를 근사한다. 단일 가로줄 세트를 이용하여 시험 패턴을 인쇄하는 일부 구성은 기재, 예컨대 3-차원 물체 인쇄 공정에서 상이한 회수 및 상이한 지점들에서 인쇄 시험 패턴을 수용하는 지지부재 (102)에서 적용된다. 단일 가로줄 또는 소수의 가로줄들을 포함하는 인쇄 시험 패턴은 더욱 적은 기재 일부를 포괄하고, 이로써 프린터 (100)는 기재 표면에서 이전 인쇄 시험 패턴을 제거하지 않고도 인쇄 과정에서 더욱 많은 수의 시험 패턴을 형성할 수 있다.
계속하여 방법 (300)에서 프린터 (100)는 프린트헤드 (104A)에서 교차-공정 방향 옵셋들 및 교차-공정 방향에서 단일 가로줄 세트로 제2 인쇄 시험 패턴을 형성하기에 충분한 간격을 포함하는 단지 일부의 토출기들을 결정한다 (블록 316). 예정 시험 패턴은 전형적으로 균일한 패턴을 이용하여 프린트헤드의 거의 또는 모든 토출기들에 의해 형성되는 마크들을 포함하지만, 제2 인쇄 시험 패턴은 프린트헤드의 일부 토출기들에 의해 형성되는 마크들만을 포함한다. 제어기 (128)는 제2 시험 패턴을 형성하는 일부 토출기들을 결정하고, 이는 제1 시험 패턴의 마크를 형성하고 제2 시험 패턴의 마크를 형성하지 않는 프린트헤드의 적어도 하나의 토출기가 부재하다. 제어기 (128)는 제2 시험 패턴을 형성하는 일부 토출기들에 존재하는 적어도 하나의 다른 토출기의 교차-공정 방향 옵셋보다 적은 결정된 교차-공정 방향 옵셋을 가지는 프린트헤드 (104A)의 적어도 하나의 토출기를 누락시킨다. 제어기 (128)는 제2 시험 패턴에서 임의의 두 인접 제트들 사이 최소한 K 제트를 누락시킨다.
방법 (300)의 하나의 실시태양에서, 제어기 (128)는 교차-공정 방향 옵셋들이 최대 합을 가지고 결정된 토출기들 사이 최소 교차-공정 방향 간격이 유지되도록 토출기들을 결정하는 동적 프로그램 처리를 이용하여 제2 시험 패턴에 포함되는 프린트헤드 (104A)의 일부 토출기들을 결정한다. 방법 (300)에서, 제어기 (128)는 제2 인쇄 시험 패턴에 대하여 교차-공정 방향 옵셋들이 전체 최대 합을 가지는 인쇄 마크들을 형성하도록 토출기들을 결정한다. 그러나, 제어기 (128)는 결정된 토출기들 사이에는 최소 교차-공정 방향 간격이라는 제약조건 (constraint)으로 토출기들을 결정한다. 예를들면, 프린트헤드 (104A)는 예정 시험 패턴에서 각각의 가로줄 세트 (652A-652E)에 인접 마크들을 형성하고, 프린트헤드 (104A)에 있는4개의 토출기들의 교차-공정 방향으로 가로줄 세트 (652A-652E)에서 인접 마크들을 형성하는 각 쌍의 토출기들 사이 간격을 가진다. 제어기 (128)는 최대 교차-공정 방향 옵셋을 가지면서도 예정 개수의 토출기들에서 제2 시험 패턴의 마크들을 형성하는 인접 토출기들을 분리하는 최소 간격 제약조건을 만족하는 프린트헤드 (104A)의 토출기들을 결정한다. 제어기 (128)는 비-순차 요소들로 최대 합 서브시퀀스 (subsequence)의 편차을 구한다. 비-순차 요소들을 이용한 포괄적 최대 합 서브시퀀스 동적 프로그램 처리는 본 분야에서 알려져 있다. 프린터 (100)에서, 제어기 (128)는 “최대 합 최소 간격” 처리라고 칭하는 동적 프로그램 처리의 편차를 구한다. 제어기 (128)는 저장 프로그램 명령 (136)을 실행하여 교차-공정 방향 옵셋들 최대 합 (max sum)을 가지고 토출기들 사이 교차-공정 방향 갭을 최소화 (min gap)하는 토출기 간격 제약조건을 만족하는 토출기들을 결정한다. 다른 실시태양들에서, 제어기 (128)는 implements 임의의 적합한 알고리즘을 구현하여 제2 시험 패턴을 위한 프린트헤드의 일부 토출기들을 식별한다.
최대 합 최소 갭 알고리즘의 간단한 예시로 측정된 교차-공정 방향 옵셋들이 [10,9,8,15,2,5,4,13,6] μm인 9개의 토출기들을 가지는 프린트헤드를 포함하고, 적어도 2 토출기는 제2 시험 패턴에서 선택된 인접 토출기들을 분리하여야 한다는 제약조건을 가진다. 교차-공정 방향 옵셋들 시퀀스는 프린트헤드 토출기들의 교차-공정 방향 지점들에 상당한다. 총 3개의 균등 이격된 토출기들 ([10,18,4], [9,2,13], 또는 [8,5,6])을 단순히 선택하면 각각 교차-공정 방향의 합이 29 μm, 27 um, 또는 19 μm이 된다. 그러나, 동적 프로그램 처리는, 더욱 큰 교차-공정 방향 총 합 38 μm을 만들면서도 적어도 2 토출기가 제2 시험 패턴에서 일부 토출기들 사이에 있어야 한다는 제약조건을 충족하는 3개의 토출기들 ([10,15, 13]) 4 세트를 결정한다. 동적 프로그램 처리는 상대적으로 낮은 교차-공정 방향 옵셋들을 가지는 하나 이상의 토출기들, 예컨대 2 μm 교차-공정 방향 옵셋을 가지는 토출기를 제2 시험 패턴에서 누락시킨다. 프린터 (100)에서, 제어기 (128)는 저장 프로그램 명령을 실행하여 최대 합 최소 갭 동적 프로그램 처리를 구현하여 교차-공정 방향 옵셋들 최대 합 (max sum)을 가지고 토출기들 사이 교차-공정 방향 갭을 최소화 (min gap)하는 토출기 간격 제약조건을 만족하는 토출기들을 식별한다. 최대 합 최소 갭 알고리즘은 다음 식으로 제공된다:
Figure pat00001
식 중 a[i]는 인덱스 I를 가지는 토출기의 교차-공정 옵셋이고 T[i]는 최대 합 최소 갭 알고리즘을 만족하는 인덱스1 내지 i 범위의 서브시퀀스 (s)의 결정된 교차-공정 방향 옵셋 값들 최대 합이다. 제어기 (128)는 T[i]에 대한 동적 프로그램 규칙을 이용하여 교차-공정 방향 옵셋들 최대 합을 가지는 프린트헤드의 일부 토출기들을 결정한다.
상기 실시예에서, 제어기 (128)는 조건 T[-2] = 0, T[-1] = 0 및 T[0] = 0으로 동적 프로그램 처리를 개시한다. 이어 제어기 (128)는 최대 합 최소 갭 알고리즘의 예시적 실시예를 위한 다음 식에 상당하는 기능을 수행한다:
T[1] = max{T[-1],T[0],T[1-3]+a[1]} = max{0,0,0+10} = 10
T[2] = max{T[0],T[1],T[2-3]+a[2]} = max{0,10,0+9} = 10
T[3] = max{T[1],T[2],T[3-3]+a[3]} = max{10,10,0+8} = 10
T[4] = max{T[2],T[3],T[4-3]+a[4]} = max{10,10,10+15} = 25
T[5] = max{T[3],T[4],T[5-3]+a[5]} = max{10,25,10+2} = 25
T[6] = max{T[4],T[5],T[6-3]+a[6]} = max{25,25,10+5} = 25
T[7] = max{T[5],T[6],T[7-3]+a[7]} = max{25,25,25+4} = 29
T[8] = max{T[6],T[7],T[8-3]+a[8]} = max{25,29,25+13} = 38
T[9] = max{T[7],T[8],T[9-3]+a[9]} = max{29,38,25+3} = 38
제어기 (128)는 식 T[9]를 계산하여 최대 합 최소 갭 값 38을 산출하고, 이는 상기 실시예를 조사하여 바른 것으로 보인다. 더욱 대형 제트 세트에 있어서, 이러한 알고리즘은 토출기들 사이 최소 간격 기준을 충족하는 토출기 옵셋들의 최대 합을 산출할 것이다.
최대 합을 산출하는 정확한 토출기들은 백포인터(backpointer)를 이용하여 결정될 수 있다. 제어기 (128)는, 상기 시퀀스 항목들의 최대 및 최대를 생성하는 항목들의 시퀀스를 메모리 (132)에 저장하여 백포인터를 생성한다. 예를들면, T[8]을 생성하는 항목들의 최대는 시퀀스의 마지막이고, T[5]에서 기인한다. 제어기 (128)는 토출기 5를 참조하는 토출기 8로부터 백포인터를 생성한다. T[9]를 생성하는 항목들 중 최대는 중간 항목인, T[8]이다. 따라서, 제어기 (128)는 토출기 8을 참조하는 토출기 9로부터 백포인터를 생성한다. 시퀀스를 재구성하기 위하여, 제어기 (128)는 시퀀스에서 최종 토출기에서 개시하고 백포인터의 시퀀스를 따라 시퀀스의 나머지 토출기들을 결정한다. 하나의 토출기의 백포인터가 인접 토출기를 참조하면 (예를들면 토출기 4의 백포인터가 토출기 3을 참조), 인접 토출기가 선택된 토출기들 시퀀스에서 현재 토출기를 대체한다. 백포인터가 인접 토출기를 참조하지 않으면, 제어기 (128)는 제어기 (128) 재구성에 이용하도록 현재 토출기를 토출기들 목록에 부가하고 현재 토출기에서 참조된 다음 토출기로 백포인터 생성 처리를 계속한다. 제어기 (128)는 프린트헤드 또는 시험 패턴을 형성하는 토출기 그룹에서 가장 낮은 토출기에 도달할 때까지 백포인터 처리를 반복한다.
방법 (300)에서, 제어기 (128)는 상기 결정된 일부 토출기들을 이용하고 프린트헤드의 적어도 하나의 다른 토출기을 이용하지 않고 형성되는 마크들을 포함하는 제2 시험 패턴 데이터를 생성한다 (블록 320). 제어기 (128)는 제2 시험 패턴 데이터를 프린트헤드 (104A)와 연관된 프린트헤드-당 시험 패턴 데이터 (142)로 메모리 (132)에 저장한다 (블록 324). 제2 시험 패턴 데이터는 프린트헤드 (104A)를 작동하여 제2 시험 패턴을 형성하기 위하여 제어기 (128)가 이용하는 임의의 데이터를 포함하고, 패턴에는 결정된 일부 토출기들로 형성되는 인쇄 마크들만을 가지고 프린트헤드의 나머지 토출기들에 의해 형성되는 마크들이 없다. 하나의 실시태양에서, 제어기 (128)는 제2 시험 패턴 데이터에 대한 래스터화 인쇄 이미지를 생성하고 프린트헤드 (104A)에 대하여 결정된 일부 토출기들에서 각각의 토출기에 의해 형성되는 적어도 하나의 마크를 포함한다.
도 6은 제2 시험 패턴 (675)에 형성되는 다수의 마크들의 예시적 실시예를 도시한 것이다. 도 6에서, 제2 시험 패턴 (675)은 최대 합 최소 갭 알고리즘으로 결정된 토출기들을 이용하여 가로줄 세트에 마크들이 있는 다중 인쇄 가로줄들을 포함한다. 이미지 센서 (116)는 다중 마크 가로줄들의 이미지 데이터를 생성하고 제어기 (128)는 각각의 토출기로부터 마크들의 교차-공정 방향 지점들을 더욱 정확하게 결정할 수 있다. 제2 시험 패턴 (675)은 시험 패턴 (600, 650)의 마크들을 형성하는 토출기들의 단지 일부에 의해 형성되는 마크들을 포함한다. 예를들면, 상기 동적 프로그램 처리 과정에서, 제어기 (128)는 최대 합 최소 갭 처리 과정으로 시험 패턴 (600)으로부터 마크들 (612A, 614A, 616A, 618A, 620A, 622A) 및 인쇄 시험 패턴 (650)에서 각각 상응하는 인쇄 마크들 (612B, 614B, 616B, 618B, 620B, 622B)을 결정한다. 또한 마크들 (612A/B-622A/B)에 상당하는 토출기들은 교차-공정 방향에서 서로 충분히 먼 거리만큼 이격되어 이미지 센서 (116)는 프린트헤드 (104A)의 상이한 토출기들로부터의 인쇄 마크들의 교차-공정 방향 지점들을 명백히 구분할 수 있다. 제2 시험 패턴 (675)은 또한 일부 토출기들로부터의 마크들을 누락시킨다. 예를들면, 시험 패턴 (600)에서 마크 (610A) 및 시험 패턴에서 상응하는 마크 (610B)는 최소 교차-공정 방향 옵셋을 가진다. 따라서, 인쇄 마크 (610B)의 위치는 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이 z-축 방향 거리가 변할 때 거의 차이를 보이지 않고, 제어기 (128)는 마크들 (610A/610B)을 형성하는 토출기를 제2 시험 패턴 (675)에서 누락시킨다.
프린트헤드 제작 공정은 각각의 프린트헤드에서 상이한 정도의 교차-공정 편차를 가지는 토출기들을 생산하므로, 프린터 (100)에서, 제어기 (128)는 각각의 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)에 대하여 방법 (300)을 수행한다. 제어기 (128)는 각각의 프린트헤드에 대한 제2 시험 패턴 데이터를 메모리 (132)에 프린트헤드-당 생성된 시험 패턴 데이터 (142)로 저장하여 프린터 (100)에서 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)및 기재 사이 z-축 거리 결정에 사용한다.
도 4는 3-차원 물체 프린터에서 프린트헤드 및 기재 사이 z-축 거리 및 교차-공정 방향을 따라 프린트헤드로부터 방울 배치 편차 수준과의 프로파일 생성 방법 (400) 블록도를 도시한 것이다. 하기 설명에서, 작용 또는 기능을 수행하는 방법 (400)을 언급하는 것은 프린터의 다른 구성요소들로 기능 또는 작용을 수행하도록 저장 프로그램 명령을 실행하기 위한 프린터 제어기 동작을 언급하는 것이다. 방법 (400)은 설명 목적으로 프린터 (100) 및 도 1A - 도 1B, 도 2, 도 6, 및 도 7을 참고하여 설명한다.
방법 (400)은 프린터 (100)가 프린트헤드 및 기재를 z-축을 따라 제1 간격의 제1 위치에 배치하는 것으로 개시된다 (블록 404). 예를들면, 제어기 (128)는 작동기 (120A, 124) 중 하나 또는 모두를 동작시켜 프린트헤드 (104A) 및 기재를 z-축을 따라 제1 위치에 배치한다. 상기된 바와 같이, 기재는 지지부재 (102) 또는 인쇄 기재를 형성하는 성형재료 또는 지지재료 구조체의 상면이다. 예를들면, 프린터 (100)에서 제어기 (128)는 임의선택적으로 프린트헤드 (108A-108C)를 작동시켜 프린트헤드 (104A)에서 토출되는 재료와 광학적으로 차별되는 제2 성형재료 또는 지지재료로 균일한 기재 표면을 가지는 구조체를 형성한다. 일부 구성에서 제어기 (128)는 지지부재 표면이 아닌 구조체 표면에 인쇄 시험 패턴을 형성한다.
방법 (400)은 계속하여 제어기 (128)가 프린트헤드 (104A)를 작동하여 시험 패턴을 기재 표면에 형성하고, 프린트헤드 및 기재는 z-축을 따라 제1 거리만큼 떨어져 있다 (블록 408). 프린터 (100)에서, 제어기 (128)는 방법 (300)에서 생성되고 메모리 (132)에 저장된 프린트헤드-당 시험 패턴 데이터 (142)을 이용하여 기재에서 인쇄 마크들의 교차-공정 방향 옵셋 수준이 증가되도록 결정된 토출기들로부터 마크들을 포함하는 제2 시험 패턴을 형성한다.
방법 (400)은 계속하여 이미지 센서 (116)가 기재 및 기재에 형성된 제2 인쇄 시험 패턴의 이미지 데이터를 발생시키고 프린트헤드는 z-축을 따라 기재로부터 제1 거리에 위치한다 (블록 412). 프린터 (100)에서, 제어기 (128)는 이미지 센서 (116)로부터 생성 이미지 데이터를 수신한다. 제어기 (128)는 교차-공정 방향 지점들 및 시험 패턴의 주사 이미지에서 인쇄 마크들을 분리하는 상응되는 교차-공정 방향 거리를 참조하여 인쇄 마크들의 교차-공정 방향 지점들에서의 제1 편차를 결정한다 (블록 416). 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “편차”란, 교차-공정 방향 옵셋 없이 인쇄 마크들이 형성될 때 시험 패턴에 대한 인쇄 마크들의 예정 지점들과 비교하여, 인쇄 시험 패턴의 생성 이미지 데이터의 인쇄 마크들 간의 결정된 교차-공정 방향 옵셋을 의미한다.
하나의 실시태양에서, 제어기 (128)는 인쇄 시험 패턴의 가로줄 세트들에 있는 마크들 사이 평균 교차-공정 방향 거리 대비 마크들 사이 교차-공정 방향 거리 표준 편차를 기준으로 마크들의 교차-공정 지점들에서의 편차를 결정한다. 하나의 구성에서, 제어기 (128)는 인쇄 시험 패턴의 주사 이미지 데이터로부터 실험적으로 마크들 사이 평균 교차-공정 방향 거리 (예를들면 시험 패턴 (650)의 주사 이미지 데이터에서 마크들 사이 평균 거리)를 기준으로 편차를 결정하고, 이어 실험적 평균 기준으로 표준 편차를 결정한다. 또 다른 구성에서, 제어기 (128)는 예정 시험 패턴에서 예정 교차-공정 방향 마크들 간격 (예를들면 시험 패턴 (600)에서 교차-공정 방향 마크들 간격)을 평균으로 이용하고 예정 평균을 참고하고 표준 편차를 결정한다. 또 다른 구성에서, 제어기 (128)는 인쇄 마크들 쌍에 기초하여 표준 편차를 결정한다. 제어기 (128)는 시험 패턴에서 인접 인쇄 마크들을 분리하는 교차-공정 방향 거리 및 예정 시험 패턴에서 마크들 사이 평균 예정 간격 간의 표준 편차를 결정한다. 또 다른 구성에서, 제어기 (128)는 마크들의 인접 그룹들 사이 평균 교차-공정 방향 거리를 결정하고, 이어 각각의 대시 (dash)가 속하는 그룹의 실험적 평균을 기준으로 표준 편차를 결정한다. 예를들면, 하나의 구성에서, 제어기 (128)는 시험 패턴에서 16개의 대시 그룹에 대한 표준편차를 결정하고 대시 각각의 그룹에 대한 표준편차 값들의 평균을 총 편차로 결정한다.
계속하여 방법 (400)에서 프린터 (100)는 제어기 (128)를 조정하여 프린트헤드 작동기 (120A) 및 지지부재 작동기 (124) 중 하나 또는 양자를 작동하여 프린트헤드 (104A) 및 기재를 예정 거리만큼 z-축을 따라 z-축을 따라 제2 간격을 가지는 제2 위치로 이동시킨다 (블록 420). 제어기 (128)는 프린트헤드 (104A)를 작동시켜 제2 위치에서 프린트헤드-당 시험 패턴 데이터 (142)로부터 제2 시험 패턴을 형성하고 (블록 424) 프린트헤드는 z-축을 따라 제2 거리만큼 기재와 떨어져 있고, 이미지 센서 (116)로 인쇄 시험 패턴의 제2 이미지 데이터를 발생시키고 (블록 428), 제2 생성 이미지 데이터에서 마크들 간 교차-공정 방향 거리의 제2 편차를 결정한다 (블록 432). 제어기 (128)는 프린터 (100)가 방법 (300) 과정에서 생성한 프린트헤드-당 시험 패턴 이미지 데이터 (142)를 이용하여 각각의 프린트헤드에서 잉크젯을 작동시켜 마크 지점들 사이 편차 수준이 증가된 인쇄 시험 패턴을 생성한다. 프린터 (100)는 블록 (408-416)과 각각 실질적으로 동일한 방식으로 블록 (424-432) 공정을 수행한다. 제어기 (128)는 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이 두 상이한 z-축 거리에서 제1 z-축 위치에서 인쇄된 시험 패턴의 제1 편차와 비교하여 제2 z-축 위치에서 인쇄된 시험 패턴의 인쇄 마크들 사이교차-공정 방향 거리에 대한 상이한 제2 편차를 결정한다. 예를들면, 프린터 (100)가 제2 위치에서 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이 z-축 거리를 증가시키면, 프린트헤드로부터의 토출 재료 방울들이 기재 표면까지 더욱 긴 직선 거리를 이동하여야 하므로 편차 수준이 증가한다. 그러나, 제2 위치가 제1 위치보다 더욱 짧은 z-축 거리를 가지면, 프린트헤드로부터의 토출 재료 방울들이 기재 표면까지 더욱 짧은 직선 거리를 이동하여야 하므로 편차는 줄어든다.
다시 도 4를 참조하면, 계속하여 방법 (400)에서 제어기 (128)는 프린트헤드 (104A)에 대한 프로파일을 생성하고, 이는 z-축 거리 및 제1 위치 및 제2 위치 사이 인쇄 마크들 및 예정 z-축 거리 간 교차-공정 방향 거리에서 제1 및 제2 편차 사이 관계를 포함한다 (블록 436). 하나의 실시태양에서, 제어기 (128)는 하나의 축에서의 제1 및 제2 편차 수준 및 또 다른 축을 따르는 제1 및 제2 위치 간 z-축을 따르는 예정 배치 거리 사이 관계를 직선 관계로서 결정한다. 제어기 (128)는 생성된 프로파일을 프린트헤드 (104A)와 조합하여 z-축 거리에 대한 방울 편차 프로파일 데이터 (144)로 메모리 (132)에 저장한다.
도 7은 프린트헤드 프로파일에서 인쇄 시험 패턴에서 마크들의 교차-공정 방향 지점들 편차 및 z-축 거리와의 관계를 예시한 그래프 (700)이다. 그래프 (700)는 프린트헤드 및 기재 거리의 예정 변화에 상응하는 상승 (728) 및 제1 위치 편차 (720) 및 제2 위치 편차 (724) 사이 결정된 교차-공정 방향 방울 배치 편차 변화에 상응하는 주행 (730)에 근사되는 선 (732)을 포함한다. 또한 그래프 (700)는 프린트헤드 및 기재 사이 상이한 z-축 거리에서 생성된 추가 결정된 편차 수준을 포함하고, 제어기 (128)는 상이한 편차 수준을 통과하여 최적-근사 선으로서 직선 관계 (732)를 생성한다. 도 7은 프린트헤드 프로파일에 대한 직선 관계를 도시한 것이지만, 대안적 프로파일 실시태양들은 교차-공정 방향 편차 수준 및 z-축 거리 사이 곡선, 스플라인, 또는 다른 관계를 포함한다.
도 5는 3-차원 물체 프린터에서 z-축을 따라 프린트헤드 및 기재 사이 거리 결정을 위한 방법 (500)의 블록도를 도시한 것이다. 아래 설명에서, 작용 또는 기능을 수행하는 방법 (500)을 언급하는 것은 프린터의 다른 구성요소들로 기능 또는 작용을 수행하도록 저장 프로그램 명령을 실행하기 위한 프린터 제어기 동작을 언급하는 것이다. 방법 (500)은 설명 목적으로 프린터 (100) 및 도 1B를 참고하여 설명한다. 설명 목적으로 방법 (500)은 프린트헤드 (104A)와 관련하여 설명되지만, 프린터 (100)는 일부 또는 모든 프린트헤드 (104A - 104C, 108A - 108C)에 대하여 동일한 방법을 수행할 수 있다.
방법 (500)은 제어기 (128)가 프린트헤드 (104A)를 작동하여 3-차원 인쇄 물체를 형성하는 것으로 개시된다 (블록 504). 프린터 (100) 작동에 있어서, 제어기 (128)는 프린트헤드 (104A) 및 다른 프린트헤드 (104B-104C, 108A-108C)를 작동시켜 인쇄 물체, 예컨대 도 1B에 도시된 인쇄 물체 (150)를 형성한다. 인쇄 과정에서, 제어기 (128)는 프린트헤드 (104A) 토출기들을 작동시켜 프린트헤드 (104A)와 연관된 프린트헤드-당 시험 패턴 데이터 (142)를 기준으로 기재 표면에 시험 패턴을 형성한다. 도 1B에서, 기재는 시험 패턴 (184)을 수용하는 지지부재 (102) 또는 지지부재 (102)에 형성된 또 다른 기재 표면, 예컨대 물체 (150) 상층이다 (블록 508). 도 1B의 실시예에서, 물체 (150)의 상층은 프린트헤드 (108A-108C)로부터 광학적으로 차별되는 재료로 기재를 형성하고 이는 프린트헤드 (104A)로부터의 인쇄 시험 패턴 (186)과는 대조되는 표현을 형성한다. 다른 실시태양들에서, 프린트헤드 (104A-104C, 108A-108C)는 z-축을 따라 3-차원 인쇄 물체의 높이에 상당하는 분리된 기재 구조체들을 형성한다. 방법 (500)에서 제어기 (128)는 제1 프린트헤드 (104A) 토출기들을 작동하여 방법 (500)에서 형성된 것과 동일한 시험 패턴 또는 또 다른 시험 패턴을 형성하고 이는 시험 패턴의 마크들 사이 동일한 상대적 교차-공정 방향 간격을 가지는 가로줄 세트들을 포함한다.
계속하여 방법 (500)에서 프린터 (100)는 이미지 센서 (116)로 인쇄 시험 패턴의 이미지 데이터를 생성하고 (블록 512), 제어기 (128)는 생성 이미지 데이터를 기준으로 시험 패턴의 인쇄 마크들의 교차-공정 방향 지점들에서 편차를 결정한다 (블록 516). 제어기 (128)는 방법 (400)의 블록 (412, 416) 각각, 또는 블록 (424, 428) 각각에서 상기된 시험 패턴 주사 (scanning) 및 편차 결정과 유사한 방식으로 블록 (512, 516) 공정을 수행한다.
방법 (500)에서, 제어기 (128)는 인쇄 시험 패턴의 마크들의 교차-공정 방향 지점들에서 결정된 편차 및 메모리 (132)에 저장된 z-축 거리에 대한 편차 프로파일 데이터 (144)를 이용하여 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이 z-축 거리를 결정한다 (블록 520). 도 7과 관련하여 상기된 바와 같이, 제어기 (128)은 미리 생성된 직선 관계를 이용하여 z-축 거리를 따라 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이, 예컨대 지지부재 (102) 또는 물체 (150) 상층 사이 거리를 결정한다. 프린트헤드 및 기재 사이 결정된 z-축 거리가 예정된 허용 오차 범위 내에 있다면 (블록 524) 프린터 (100)는 계속하여 프린트헤드 (104A)를 이용하여 3-차원 인쇄 물체를 형성하고 제어기 (128)는 임의선택적으로 인쇄 공정 후반에 방법 (500)을 다시 수행한다. 그러나, 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이 z-축 거리가 너무 좁거나 넓으면, 제어기 (128)는 작동기 (120A, 124) 중 하나 또는 양자를 조작하여 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이 z-축 거리를 예정된 허용 오차 범위 내로 조정한다 (블록 528). 예를들면, 프린터 (100) 실시태양에서 허용되는 z-축 거리는 대략 0.4 mm 내지 3.0 mm이지만, z-축 거리는 상이한 3-차원 물체 프린터 실시태양들에 대하여 변할 수 있는 것이다.
일부 실시태양들에서, z-축을 따라 제1 위치 및 제2 위치 중 하나 또는 모두는 프린트헤드 및 기재 사이 예정된 측정 거리 (예를들면 0.5 mm 및 1 mm)에 있다. 이러한 실시태양들에서, 제어기 (128)는 프로파일 데이터를 이용하여 프린트헤드 (104A) 및 기재 사이 절대 거리를 결정하고, z-축 거리가 인쇄 동작에 너무 짧은지 긴지를 결정한다. 그러나, 프린터 (100)는 프린트헤드 및 기재 표면 사이 절대 z-축 거리 측정 없이 프로파일을 생성할 수 있다. 대신, 제어기 (128)는 z-축을 따라 프린트헤드 및 기재의 제1 위치 및 제2 위치 사이 알려진 z-축 배치의 프로파일을 생성한다. 제어기 (128)는 프린트헤드 및 기재 사이 상대 z-축 거리에 상응하는 프로파일을 이용하여 z-축을 따라 프린트헤드가 기재에서 너무 가까운지 먼지를 결정한다.

Claims (10)

  1. 3-차원 물체 프린터 작동 방법으로서,
    기재 표면에 교차-공정 방향으로 배열되는 제1 다수의 마크들을 포함하는 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 제어기를 이용하여 저장 이미지 데이터 기준으로 프린트헤드의 다수의 토출기들을 작동하는 단계;
    이미지 센서를 이용하여 상기 기재 상의 상기 제1 다수의 마크들의 제1 생성 이미지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제어기를 이용하여 상기 제1 예정 시험 패턴의 상기 제1 생성 이미지 데이터에서 상기 제1 다수의 마크들에 대한 다수의 교차-공정 방향 옵셋들(offsets)을 결정하는 단계로서, 각각의 교차-공정 방향 옵셋은 상기 제1 생성 이미지 데이터에서 마크의 지점 및 상기 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 참조된 상기 저장 이미지 데이터에서 상기 마크의 예정 지점 간의 차이를 기준으로 결정되는, 상기 옵셋들을 결정하는 단계;
    상기 제어기를 이용하여 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들 중 단지 일부에 의해 형성되고 상기 다수의 토출기들 중 적어도 하나의 다른 토출기로 형성된 마크가 없는 상기 교차-공정 방향으로 배열된 제2 다수의 마크들에 상당하는 제2 시험 패턴 데이터를 생성하는 단계로서, 상기 마크는 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부에서 적어도 하나의 토출기의 또 다른 결정된 교차-공정 방향 옵셋보다 작은 결정 교차-공정 방향 옵셋을 가지는 적어도 하나의 다른 토출기에 상응하는, 상기 제2 시험 패턴 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상기 기재 표면에 수직인 z-축 거리 결정이 가능하도록 상기 제어기를 이용하여 상기 다수의 토출기들 상기 일부를 작동하기 위하여 상기 제2 시험 패턴 데이터를 메모리에 저장하는 단계를 포함하는, 3-차원 물체 프린터 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 시험 패턴 데이터의 상기 생성은,
    교차-공정 방향 옵셋들의 최대 합을 가지는 상기 제1 다수의 마크들에서의 마크들을 형성하는 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부를 결정하기 위하여 상기 다수의 교차-공정 방향 옵셋들에 적용되는 최대 합 최소 갭 처리를 기준으로 상기 제어기를 이용하여 상기 다수의 토출기들의 상기 일부를 결정하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최대 합 최소 갭 처리는,
    상기 제어기를 이용하여 상기 제2 시험 패턴 데이터에서 상기 교차-공정 방향으로 인접 마크들을 형성하는 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부 토출기들을 분리하는 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부가 아닌 상기 다수의 토출기들에서 예정된 최소 개수의 토출기들로 상기 최대 합 최소 갭 처리 과정에서 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부를 결정하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 시험 패턴 데이터의 상기 생성은,
    상기 제어기를 이용하여 상기 프린트헤드에서 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부로 형성되는 마크들의 다수의 가로줄들을 포함하는 상기 제2 시험 패턴 데이터를 생성하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시험 패턴 데이터를 기준으로 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 제1 z-축 거리에서 상기 기재 표면 상의 상기 제2 다수의 마크들을 가지는 제2 시험 패턴을 형성하기 위하여 상기 제2 시험 패턴 데이터를 기준으로 상기 제어기를 이용하여 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들을 작동하는 단계;
    상기 이미지 센서를 이용하여 상기 제1 z-축 거리에서 상기 기재 상의 상기 제2 시험 패턴의 상기 제2 다수의 마크들의 제2 생성 이미지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제어기를 이용하여 상기 제2 생성 이미지 데이터를 기준으로 상기 제2 시험 패턴의 상기 제2 다수의 마크들에서 마크들 사이 교차-공정 방향 거리들의 제1 편차를 결정하는 단계;
    상기 프린트헤드 및 상기 기재 중 적어도 하나를 상기 z-축을 따라 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이를 제2 z-축 거리만큼 분리하는 예정 옵셋 거리만큼 이동시키기 위하여 작동기를 작동하는 단계;
    상기 제어기를 이용하여 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상기 제2 z-축 거리에서 상기 기재 표면 상에 상기 제2 시험 패턴을 형성하기 위하여 상기 제2 시험 패턴 데이터를 기준으로 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들을 작동하는 단계;
    상기 이미지 센서를 이용하여 상기 제2 z-축 거리에서 상기 기재 상에 상기 제2 시험 패턴의 제3 생성 이미지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제어기를 이용하여 상기 제3 생성 이미지 데이터를 기준으로 상기 제2 시험 패턴의 상기 제2 다수의 마크들에서 마크들 사이 교차-공정 방향 거리들의 제2 편차를 결정하는 단계;
    상기 제어기를 이용하여 상기 제1 편차, 상기 제2 편차, 및 상기 예정 옵셋 거리를 기준으로 상기 프린트헤드에 대한 프로파일을 생성하는 단계로서, 상기 프로파일은 시험 패턴들에서 마크들 사이 교차-공정 방향 거리들의 다수의 편차들 및 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상응하는 z-축 거리들의 관계를 포함하는, 상기 프로파일을 생성하는 단계; 및
    인쇄 작동 과정에서 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상기 z-축 거리 결정에 사용하기 위하여 메모리에 상기 프로파일을 저장하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  6. 3-차원 물체 프린터로서,
    기재 표면에 재료 방울들을 토출하도록 구성되는 다수의 토출기들을 가지는 프린트헤드;
    상기 기재 및 상기 프린트헤드 중 적어도 하나를 z-축을 따라 이동시키도록 구성되는 작동기;
    상기 기재 표면 및 상기 기재 상에 형성되는 시험 패턴들의 이미지 데이터를 생성하도록 구성되는 이미지 센서;
    메모리; 및
    상기 프린트헤드, 상기 작동기, 상기 이미지 센서, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결되는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 기재 표면에 교차-공정 방향으로 배열되는 제1 다수의 마크들을 포함하는 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 상기 메모리에 저장된 이미지 데이터 기준으로 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들을 작동하고;
    상기 이미지 센서를 이용하여 상기 기재 상의 상기 제1 다수의 마크들의 제1 생성 이미지 데이터를 생성하고;
    상기 제1 예정 시험 패턴의 상기 제1 생성 이미지 데이터에서 상기 제1 다수의 마크들에 대한 다수의 교차-공정 방향 옵셋들을 결정하고, 이때 각각의 교차-공정 방향 옵셋은 상기 제1 생성 이미지 데이터에서 상기 마크의 지점 및 상기 제1 예정 시험 패턴을 형성하기 위하여 참조된 상기 저장 이미지 데이터에서 상기 마크의 예정 지점 간의 차이를 기준으로 결정되고;
    상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들 중 단지 일부에 의해 형성되고 상기 다수의 토출기들 중 적어도 하나의 다른 토출기로 형성된 마크가 없는 상기 교차-공정 방향으로 배열된 제2 다수의 마크들에 상당하는 제2 시험 패턴 데이터를 생성하고, 상기 마크는 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부에서 적어도 하나의 토출기의 또 다른 결정된 교차-공정 방향 옵셋보다 작은 결정된 교차-공정 방향 옵셋을 가지는 적어도 하나의 다른 토출기에 상응하고;
    상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상기 기재 표면에 수직인 z-축 거리 결정이 가능하도록 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부를 작동하기 위하여 상기 제2 시험 패턴 데이터를 상기 메모리에 저장하도록 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어기는,
    교차-공정 방향 옵셋들의 최대 합을 가지는 상기 제1 다수의 마크들에서의 마크들을 형성하는 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부를 결정하기 위하여 상기 다수의 교차-공정 방향 옵셋들에 적용되는 최대 합 최소 갭 처리를 기준으로 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부를 결정하도록 더욱 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 제2 시험 패턴 데이터에서 상기 교차-공정 방향으로 인접 마크들을 형성하는 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부 토출기들을 분리하는 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부가 아닌 상기 다수의 토출기들에서 예정된 최소 개수의 토출기들로 상기 최대 합 최소 갭 처리 과정에서 상기 다수의 토출기들의 상기 일부를 결정하도록 더욱 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 프린트헤드에서 상기 다수의 토출기들 중 상기 일부로 형성되는 마크들의 다수의 가로줄들을 포함하는 상기 제2 시험 패턴 데이터를 생성하도록 더욱 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 제2 시험 패턴 데이터를 기준으로 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 제1 z-축 거리에서 상기 기재 표면 상의 상기 제2 다수의 마크들을 가지는 제2 시험 패턴을 형성하기 위하여 상기 제2 시험 패턴 데이터를 기준으로 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들을 작동하고;
    상기 이미지 센서를 이용하여 상기 제1 z-축 거리에서 상기 기재 상에 상기 제2 시험 패턴의 상기 제2 다수의 마크들의 제2 생성 이미지 데이터를 생성하고;
    상기 제2 생성 이미지 데이터를 기준으로 상기 제2 시험 패턴의 상기 제2 다수의 마크들에서 마크들 사이 교차-공정 방향 거리들의 제1 편차를 결정하고;
    상기 프린트헤드 및 상기 기재 중 적어도 하나를 상기 z-축을 따라 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이를 제2 z-축 거리만큼 분리하는 예정 옵셋 거리만큼 이동시키기 위하여 상기 작동기를 작동하고;
    상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상기 제2 z-축 거리에서 상기 기재 표면 상에 상기 제2 시험 패턴을 형성하기 위하여 상기 제2 시험 패턴 데이터를 기준으로 상기 프린트헤드의 상기 다수의 토출기들을 작동하고;
    상기 이미지 센서를 이용하여 상기 기재 상에 상기 제2 시험 패턴의 제3 생성 이미지 데이터를 생성하고;
    상기 제3 생성 이미지 데이터를 기준으로 상기 제2 시험 패턴의 상기 제2 다수의 마크들에서 마크들 사이 교차-공정 방향 거리들의 제2 편차를 결정하고;
    상기 제1 편차, 상기 제2 편차, 및 상기 예정 옵셋 거리를 기준으로 상기 프린트헤드에 대한 프로파일을 생성하고, 상기 프로파일은 시험 패턴들에서 마크들 사이 교차-공정 방향 거리들의 다수의 편차들 및 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상응하는 z-축 거리들의 관계를 포함하고; 및
    인쇄 작동 과정에서 상기 프린트헤드 및 상기 기재 사이 상기 z-축 거리 결정에 사용하기 위하여 상기 메모리에 상기 프로파일을 저장하도록 더욱 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
KR1020160004086A 2015-01-23 2016-01-13 프린터에서 프린트헤드부터 기재까지의 거리 측정을 위한 시험 패턴들의 생성 시스템 및 방법 KR102245598B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/603,817 US9216603B1 (en) 2015-01-23 2015-01-23 System and method for generation of test patterns for measurement of printhead to substrate separation in a printer
US14/603,817 2015-01-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160091256A true KR20160091256A (ko) 2016-08-02
KR102245598B1 KR102245598B1 (ko) 2021-04-27

Family

ID=54847871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160004086A KR102245598B1 (ko) 2015-01-23 2016-01-13 프린터에서 프린트헤드부터 기재까지의 거리 측정을 위한 시험 패턴들의 생성 시스템 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9216603B1 (ko)
JP (1) JP6574386B2 (ko)
KR (1) KR102245598B1 (ko)
CN (1) CN105818375B (ko)
DE (1) DE102016200465B4 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020242489A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Powder-fusing energy source control

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10656623B2 (en) 2015-03-24 2020-05-19 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Additive manufacturing evaluation systems and methods
EP3845087B1 (en) 2016-05-31 2024-07-03 Nike Innovate C.V. Gradient printing a three-dimensional structural component
US9956799B1 (en) 2017-01-24 2018-05-01 Ricoh Company, Ltd. Test patterns for optimizing nozzle alignment of an ink-jet marking engine
US10279585B2 (en) * 2017-01-31 2019-05-07 Xerox Corporation Method and system for aligning ejectors that eject clear materials in a printer
JP6872628B2 (ja) * 2017-03-17 2021-05-19 スリーディー システムズ インコーポレーテッド インクジェットベースの三次元プリントシステムを較正する方法
JP7172665B2 (ja) * 2019-01-31 2022-11-16 セイコーエプソン株式会社 ワーキングギャップの決定方法、及び記録装置
US11072111B2 (en) * 2019-09-27 2021-07-27 Xerox Corporation System and method for calibrating a 3D printer
WO2022093194A1 (en) * 2020-10-27 2022-05-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Test patterns
CN113665124B (zh) * 2021-07-12 2023-01-10 深圳市纵维立方科技有限公司 一种计算机可读存储介质及打印控制产品
LU102968B1 (en) * 2022-06-12 2023-12-12 BigRep GmbH Calibration Method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783201B2 (en) * 2000-06-21 2004-08-31 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing appartus for identifying ejection error
US20050280665A1 (en) * 2003-10-31 2005-12-22 Carles Flotats Media-position sensor system
US20060214976A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of Testing a Droplet Discharge Device
JP2009532243A (ja) * 2006-04-03 2009-09-10 ストラタシス・インコーポレイテッド 押出装置における端部の自動較正
US20110242187A1 (en) * 2010-04-06 2011-10-06 Xerox Corporation Test Pattern Effective For Fine Registration Of Inkjet Printheads And Method Of Analysis Of Image Data Corresponding To The Test Pattern In An Inkjet Printer
US20110279505A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-17 Xerox Corporation Method For Identifying And Verifying Dash Structures As Candidates For Test Patterns And Replacement Patterns In An Inkjet Printer
US20140022298A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 Xerox Corporation Indirect media flatness measurement

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066632A (ja) * 1992-06-17 1994-01-14 Sony Corp マルチ画面表示装置およびその方法
US6180049B1 (en) * 1999-06-28 2001-01-30 Nanotek Instruments, Inc. Layer manufacturing using focused chemical vapor deposition
KR100552460B1 (ko) * 2003-12-03 2006-02-20 삼성전자주식회사 화상형성기기의 노즐위치 제어방법
KR100788665B1 (ko) * 2005-06-01 2007-12-26 삼성전자주식회사 잉크젯 프린터의 미싱노즐 검출방법
KR100717018B1 (ko) * 2005-08-05 2007-05-10 삼성전자주식회사 잉크젯 화상형성장치 및 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐검출 방법
JP4673768B2 (ja) * 2006-03-01 2011-04-20 村田機械株式会社 カラー画像処理装置、カラー画像処理方法および記憶媒体
JP5084333B2 (ja) * 2007-04-10 2012-11-28 キヤノン株式会社 記録装置および搬送誤差補正値取得方法
EP2280831B1 (en) * 2008-05-23 2012-02-08 OCE-Technologies B.V. Adjustment of a print array and a substrate in a printing device
US8100499B2 (en) 2009-03-30 2012-01-24 Xerox Corporation Method and system for detecting print head roll
US8602518B2 (en) 2010-04-06 2013-12-10 Xerox Corporation Test pattern effective for coarse registration of inkjet printheads and methods of analysis of image data corresponding to the test pattern in an inkjet printer
DE102010060950B4 (de) 2010-12-01 2015-01-22 Theodor Hymmen Verwaltungs Gmbh Verfahren zum Kalibrieren einer Druckvorrichtung
US9669584B2 (en) * 2012-06-08 2017-06-06 Solidscape, Inc. Imaging monitoring method and apparatus for fabricating three dimensional models
CN103969075B (zh) * 2014-05-23 2017-03-29 英华达（上海）科技有限公司 3d打印装置的自检方法及***
JP2016064539A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社ミマキエンジニアリング 立体物造形装置及び立体物造形方法
US10052823B2 (en) * 2014-10-08 2018-08-21 Xerox Corporation System and method for test pattern formation during three-dimensional object printing
US10291816B2 (en) * 2015-01-23 2019-05-14 Xerox Corporation System and method for identification and control of z-axis printhead position in a three-dimensional object printer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783201B2 (en) * 2000-06-21 2004-08-31 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing appartus for identifying ejection error
US20050280665A1 (en) * 2003-10-31 2005-12-22 Carles Flotats Media-position sensor system
US20060214976A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of Testing a Droplet Discharge Device
JP2009532243A (ja) * 2006-04-03 2009-09-10 ストラタシス・インコーポレイテッド 押出装置における端部の自動較正
US20110242187A1 (en) * 2010-04-06 2011-10-06 Xerox Corporation Test Pattern Effective For Fine Registration Of Inkjet Printheads And Method Of Analysis Of Image Data Corresponding To The Test Pattern In An Inkjet Printer
US20110279505A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-17 Xerox Corporation Method For Identifying And Verifying Dash Structures As Candidates For Test Patterns And Replacement Patterns In An Inkjet Printer
US20140022298A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 Xerox Corporation Indirect media flatness measurement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020242489A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Powder-fusing energy source control

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016200465A1 (de) 2016-07-28
JP6574386B2 (ja) 2019-09-11
DE102016200465B4 (de) 2022-08-18
JP2016135595A (ja) 2016-07-28
US9216603B1 (en) 2015-12-22
CN105818375B (zh) 2018-11-09
CN105818375A (zh) 2016-08-03
KR102245598B1 (ko) 2021-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102245598B1 (ko) 프린터에서 프린트헤드부터 기재까지의 거리 측정을 위한 시험 패턴들의 생성 시스템 및 방법
KR102257866B1 (ko) 3-차원 물체 프린터에서 z-축 프린트헤드 위치의 식별 및 제어를 위한 시스템 및 방법
JP6457909B2 (ja) ３次元物体印刷中のテストパターン形成のシステム及び方法
JP4587638B2 (ja) インク液滴を制御する方法
EP2846984B1 (en) Method for printing a three-dimensional structure and method for controlling a print head
KR20180031007A (ko) 적층 가공에서의 인쇄 노즐의 동작 및 인쇄 노즐을 청소하기 위한 장치
KR102287857B1 (ko) 핀 작동 프린트헤드
KR102317605B1 (ko) 3차원 물체 프린터들에 다중 노즐 압출기들의 정렬을 위한 시스템 및 방법
JP6557587B2 (ja) ３次元物体プリンタ
JP6924323B2 (ja) 流体レジスト液滴の配置を制御するためのシステムおよび方法
KR20220098695A (ko) 증가된 재료 증착 속도를 갖는 금속 액적 토출 3차원(3d) 물체 프린터
EP3595866B1 (en) Method of calibrating an inkjet based three dimensional printing system
US11884020B2 (en) Print head and method of calibrating the same
KR102221292B1 (ko) 3차원 표면 프린팅 방법
US9707785B2 (en) System and method for analysis of compact printed test patterns
JP7443915B2 (ja) 吐出画像解析装置、プログラム、吐出画像解析方法、および液滴吐出評価装置
KR20220075790A (ko) 잉크젯 토출 제어 방법과 이를 이용한 잉크젯 프린트 시스템
KR20230134396A (ko) 적층 조형 시스템 및 적층 조형하는 방법
JP2011161394A (ja) 液滴吐出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant