(57)【要約】  グラフィック画像を表面に塗布するためのシステム（３０）および方法を開示する。一実施形態において、システムが、表面（３４）に顔料インクの液滴パターンを向けるためのアプリケータ（３２）と、アプリケータ（３２）に連結され、表面（３４）に対して少なくとも１つの横方向に、そしてまた表面（３４）に対して垂直方向にアプリケータ（３２）を移動させる動作装置（３６）と、グラフィック画像に対応するデータを受信し、少なくとも動作装置（３６）の運動を制御して表面（３４）にグラフィック画像を塗布するように構成される、動作装置（３６）に連結されたコントローラ（３８）とを含む。別の態様において、方法が、画像源から画像ファイルを受信することと、表面の幾何学的形状を説明する表面モデルを生成することとを含む。ついで、アプリケータ（３２）が表面モデルにしたがって制御され、画像ファイルに対応するグラフィック画像が塗布される。
2008510616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラフィック画像を表面に塗布するためのシステムであって、
少なくとも１色の顔料インクの液滴パターンを前記表面に向けるためのアプリケータと、
前記表面に対して少なくとも１つの横方向に、そしてまた前記表面に対して垂直方向に前記アプリケータを移動させるよう作動可能な、前記アプリケータに連結される動作装置と、
前記グラフィック画像に対応するデータを受信し、少なくとも前記動作装置の運動を制御して前記表面に前記グラフィック画像を塗布するように構成される、前記動作装置に連結されるコントローラと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記液滴パターンを制御するために前記アプリケータにさらに連結される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アプリケータは、複数の液体噴射ヘッドを有する少なくとも１つのアプリケータヘッドをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記アプリケータは、紫外線（ＵＶ）硬化されたインクを重合させるように作動可能な少なくとも１つの紫外線光源をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記アプリケータは、前記表面の一部の光画像を生成するように作動可能な光検知器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記アプリケータは、前記アプリケータと前記表面間の距離を決定するように作動可能な近接検出器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記アプリケータは、前記表面に延び、前記表面に向かう前記アプリケータの移動を制限する機械的止め部をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記動作装置は、少なくとも３軸を中心として移動するように構成されるロボット装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記動作装置は、第１のフレームと、前記第１のフレームに連結される第２のフレームとをさらに備え、前記第２のフレームが前記第１のフレームから間隔を置いて配置され、その間に前記表面を収容する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記動作装置は、前記表面と適切に整合して前記動作装置を保持するように構成される少なくとも１つの真空固定器をさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記動作装置は、前記表面に対して横方向に向くガイドと、前記ガイドに沿って前記アプリケータを移動するように作動可能な少なくとも１つの変換装置とをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記動作装置は、前記表面に対して垂直方向に前記アプリケータを移動するように作動可能な変換装置をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
流動的に前記アプリケータに連結され、少なくとも１つのリザーバから前記アプリケータにインクを転送するように構成される、少なくとも１つのリザーバを有するアプリケー
タ供給システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのリザーバは、インクを前記アプリケータに転送するように作動可能であるフィーダリザーバに流動的に連結されるバルク供給リザーバをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記バルク供給リザーバが第１の高さに配置され、フィーダリザーバが第１の高さよりも高い第２の高さで配置されることを特徴とし、前記バルク供給リザーバと前記フィーダリザーバとが、前記バルク供給リザーバから前記フィーダリザーバへインクを転送するように作動可能なポンプを介して流動的に連結される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記動作装置および前記アプリケータとの間で制御信号を交換するように作動可能なプリンタインターフェースユニットをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記コントローラは、画像源から画像情報を受信し、前記画像情報を前記プリンタインターフェースユニットに転送するように作動可能なパーソナルコンピュータをさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記画像情報は、タグ付き画像ファイル（ＴＩＦＦ）およびビットマップ画像フォーマット（ＢＭＰ）のうちの１つにフォーマット化される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
グラフィック画像を表面へ転送する方法であって、
画像源から画像ファイルを受信することと、
前記表面の幾何学的形状を説明する表面モデルを生成することと、
アプリケータを前記表面モデルにしたがって制御することと、
前記画像ファイルに対応する前記グラフィック画像を前記表面に塗布することと、
を備える、方法。
【請求項２０】
画像源から画像ファイルを受信することは、タグ付き画像ファイル（ＴＩＦＦ）としてフォーマット化された画像ファイルを受信することをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
画像源から画像ファイルを受信することは、ビットマップグラフィックスファイル（ＢＭＰ）としてフォーマット化された画像ファイルを受信することをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記表面の幾何学的形状を説明する表面モデルを生成することは、表面を説明するのに光検知器および近接センサのうちの少なくとも１つを前記表面にわたって移動させることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記表面モデルにしたがってアプリケータを制御することは、前記アプリケータに連結される動作装置を移動させることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記画像ファイルに対応する前記グラフィック画像を前記表面に塗布することは、選択された色を有する顔料インクの層を被着させることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
選択された色を有する顔料インクの層を被着させることは、黒色インク、黄色インク、マゼンタ色インクおよび青緑色インクのうちの少なくとも１つを被着させることをさらに
備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
選択された色を有する顔料インクの層を被着させることは、紫外線硬化されたインクを被着させることをさらに備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記画像ファイルに対応する前記グラフィック画像を前記表面に塗布することは、少なくとも約１００ドット／インチの解像度を有するグラフィック画像を被着させることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記画像ファイルに対応する前記グラフィック画像を前記表面に塗布することは、少なくとも約２００ドット／インチの解像度を有するグラフィック画像を被着させることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２９】
グラフィック画像を航空機構造物の露出部に塗布する方法であって、
前記構造物の露出部を特定することと、
前記特定された構造物の上に均一の色を有する第１のコーティング材料の少なくとも１つの層を塗布することと、
グラフィックス層を第１のコーティング材料の少なくとも１つの層の上に被着させることと、
少なくとも部分的に透明である第２のコーティング材料の層を前記グラフィックス層の上に塗布することと、
を備える、方法。
【請求項３０】
前記構造物の前記露出部を特定することは、前記露出部の表面マップを得ることをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記露出部の表面マップを得ることは、前記露出部を光学式走査装置で走査することによって表面マップを生成することをさらに備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
均一の色を有する第１のコーティング材料の少なくとも１つの層を塗布することは、前記構造物の前記露出部にプライマ材料の層を塗布し、前記プライマ材料の層の上に不透明な材料の層を塗布することをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記グラフィックス層は異なる色を有する画像セグメントから構成され、グラフィックス層を前記第１のコーティング材料の少なくとも１つの層上に被着させることは、前記画像セグメントを重ならない構成で被着させることをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
グラフィックス層を第１のコーティング材料の少なくとも１つの層の上に被着させることは、選択された色を有する顔料インクの層を前記第１のコーティング材料の上に被着させることをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
選択された色を有する顔料インクの層を前記第１のコーティング材料の上に被着させることは、１液滴あたり少なくとも約１００ピコリットルの平均容積を有するインク液滴を第１のコーティング材料の層の上に被着させることをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
選択された色を有する顔料インクの層を前記第１のコーティング材料に被着させることは、少なくとも黒色インク、黄色インク、マゼンタ色インクおよび青緑色インクのうちの少なくとも１つを前記第１のコーティング材料に被着させることをさらに備える、請求項
３４に記載の方法。
【請求項３７】
選択された色をする顔料インクの層を前記第１のコーティング材料に被着させることは、紫外線硬化されたインクを前記第１のコーティング材料に被着させることをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
グラフィックス層を第１のコーティング材料の前記少なくとも１つの層の上に被着させることは、少なくとも約１００ドット／インチの解像度を有するグラフィックス層を被着させることを備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３９】
グラフィックス層を前記少なくとも１つの均一の層の上に被着させることは、少なくとも約２００ドット／インチの解像度を有するグラフィックス層を被着させることを備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項４０】
少なくとも部分的に透明な第２のコーティング材料の層を前記グラフィックス層の上に塗布することは、前記グラフィックス層の上に紫外線保護被膜層を塗布することをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項４１】
航空宇宙機であって、
胴体と、
前記胴体に作動的に連結される翼アセンブリおよび尾翼と、
前記胴体、前記翼アセンブリおよび前記尾翼の少なくとも１つの露出部に塗布されるグラフィック画像であって、前記グラフィック画像が、
前記露出部に塗布される均一の色を有する第１のコーティング材料の少なくとも１つの層と、
前記第１のコーティング材料の少なくとも１つの層の上に被着するグラフィックス層と、
前記グラフィックス層の上に塗布された少なくとも部分的に透明である第２のコーティング材料の層と、
をさらに備えるグラフィック画像と、
を備える、航空宇宙機。
【請求項４２】
均一の色を有する第１のコーティング材料の少なくとも１つの層は、前記露出部に塗布されたプライマ材料の層と、前記プライマ材料の層を覆う不透明な材料の層とをさらに備える、請求項４０に記載の航空宇宙機。
【請求項４３】
前記グラフィックス層は異なる色を有する画像セグメントから構成され、前記画像セグメントが重ならない構成で配置されている、請求項４０に記載の航空宇宙機。
【請求項４４】
前記グラフィックス層は、均一の層の上に被着した選択された色を有する顔料インクの層をさらに備える、請求項４０に記載の航空宇宙機。
【請求項４５】
前記均一の層の上に被着した選択された色を有する前記顔料インクの層は、少なくとも黒色インク、黄色インク、マゼンタ色インクおよび青緑色インクのうちの１つをさらに備える、請求項４４に記載の航空宇宙機。
【請求項４６】
前記均一の層の上に選択された色を有する顔料インクの層を被着させることは、紫外線硬化されたインクを前記均一の層に被着させることをさらに備える、請求項４４に記載の航空宇宙機。
【請求項４７】
前記グラフィックス層は、少なくとも約１００ドット／インチの解像度を有するグラフィックス層をさらに備える、請求項４０に記載の航空宇宙機。
【請求項４８】
前記グラフィックス層は、少なくとも約２００ドット／インチの解像度を有するグラフィックス層をさらに備える、請求項４０に記載の航空宇宙機。
【請求項４９】
前記少なくとも部分的に透明である第２のコーティング材料の層は、紫外線保護被膜層をさらに備える、請求項４０に記載の航空宇宙機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、一般に、グラフィック画像の塗布に関し、より詳細には、グラフィック画像を表面に塗布するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
さまざまな市販の製品において、顔料調合物を表面に塗布して審美的に訴える画像を形成することによって、色彩豊かな視覚的効果をもたらすことが望ましい。さまざまな方法によって画像を表面に塗布してもよく、この方法にはブラシまたはエアゾールスプレーによってペイント材料を表面に塗布することが含まれる。あるいは、全く塗装処理をしない他の方法を使用してもよい。たとえば、その上に所望の画像が形成されたアップリケまたはデカールを表面に付着してもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の従来の方法が、画像を航空機の外面部分に塗布するのに広く使われている。たとえば、装飾上および／または機能上の目的のために、航空機の翼、胴体、および尾翼面に画像を塗布してもよい。一般に画像が大きく、たいてい精密であるので、航空機の外面部分に画像を塗装し、または付着するのに熟練した人員が必要である。結果的に、航空機の外面部分に画像を塗装または付着することに関連するさらなる人件費のために、航空機の製造費が増大する。
【０００４】
他の欠点が前述の処理から生じるが、ここで詳細に説明する。図１は、先行技術による、画像が上に塗装された航空機の外側部分１０の部分断面図である。外側部分１０が支持面１２と、支持面１２に塗布される複数のペイント層１４とを含み、支持面１２は一般に、航空機の胴体パネル、翼パネルまたは他の外表面等の航空機の構造部分である。ペイント層１４が、プライマ層１６と、ベースカラー層１８と、塗装された画像を外側部分１０に集合的に形成する複数の装飾用のカラー層２０とを含んでもよい。
【０００５】
この方法に存在する１つの重要な欠点は、ペイント層１４が一般に支持面１２に連続して塗布されるので、連続したペイント塗装の間に時間のかかる乾燥期間が必要であり、その結果、航空機の製造時間が増大することである。さらに、装飾用のカラー層２０を塗装するによって、さらに、層２０を連続して塗布する間にステンシルまたはテープ等の塗料マスキング用装置を適用する必要があり、このことがさらに多くの時間と労力とを必要とする。噴霧塗布装置が単一の画像のカラー部分しか塗布できないため、画像が完成する前に噴霧塗布装置を何度も洗浄しなければならず、その結果、さらに多くの時間と労力とが必要となる。
【０００６】
さらに他の欠点は、画像が前述の方法によって塗布される場合の画像自体に固有のものである。たとえば、一般に、装飾用のカラー層２０を塗布することによって、結果として表面凹凸２４のある外表面２２となる。航空機の飛行中に外表面２２がスリップストリームにさらされるので、表面凹凸２４によって航空機にさらなる表面抵抗が生じ、結果として航空機の燃料消費量が増加することとなる。デカールや他の同様の予め形成された画像等のアップリケが、画像を航空機に塗布する広く使われており、一般に、スリップストリームに対してなめらかな外表面を示すにもかかわらず、長期にわたり紫外線を被曝することによってアップリケが早く分解しやすく、結果として画像が退色および／または変色す
ることとなる。さらに、アップリケは、航空機の表面から部分的に、特に被曝したアップリケの縁部に沿って分離し得るので、航空機の維持費が増大する。
【０００７】
それゆえに、従来技術には、結果として製造費と維持費とがより低減する航空機の外面への画像を形成しつつ、現在製作されているものよりも一般に優れている画像を提供するためのシステムおよび方法に対する未達成の要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の開示
本発明は、グラフィック画像を表面に塗布するためのシステムおよび方法を開示する。一態様において、システムが、表面に顔料インクの液滴パターンを向けるためのアプリケータと、アプリケータに連結され、表面に対して少なくとも１つの横方向に、そしてまた表面に対して垂直な方向にアプリケータを移動させる動作装置と、グラフィック画像に対応するデータを受信し、少なくとも動作装置の運動を制御して表面にグラフィック画像を塗布するように構成される、動作装置に連結されたコントローラとを含む。別の態様において、方法が、画像源から画像ファイルを受信することと、表面の幾何学的形状を説明する表面モデルを生成することとを含む。ついで、アプリケータが表面モデルにしたがって制御され、画像ファイルに対応するグラフィック画像が塗布される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の図面を参照しつつ、本発明の好適であり代替の実施形態について、以下に詳細に説明する。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明は画像の表面への塗装に関し、より詳細には、装飾画像を航空機の表面に塗布するためのシステムおよび方法に関する。本発明の特定の実施形態の多くの具体的な詳細を以下の記載および図２から図８において説明し、このような実施形態の十分な理解を提供する。しかしながら、当業者が理解するであろうことは、本発明にはさらなる実施形態があってもよく、または本発明が以下の説明に記載されるいくつかの詳細を用いずに実施されてもよいことである。
【００１１】
図２は、本発明の一実施形態による、グラフィック画像を表面に塗布するためのシステム３０のブロック概略図である。システム３０は、様々な色のインク等の顔料配合物を表面３４に塗布するように作動可能なアプリケータ３２を含む。このアプリケータ３２は、後でさらに詳細に記載することとする。アプリケータ３２は、ｘ−方向およびｙ−方向にアプリケータ３２を移動させることによって、表面３４に対して横方向にアプリケータ３２を移動させるように構成されるアクチュエータ（または他の適した動作装置）３６に連結される。アクチュエータ３６はまた、ｚ−方向にアプリケータ３２を移動させることによって、表面３４に対して垂直方向にアプリケータ３２を移動させてもよい。アクチュエータ３６は、位置決め指示を受信するように作動可能であり、アプリケータ３２を指示された位置に配置するように構成される任意の位置決め装置を備えてもよい。特定の一実施形態において、アクチュエータは、少なくとも３軸運動が可能なロボット装置等のプログラム可能なマニピュレータである。別の実施形態において、アクチュエータ３６が３軸変換装置を備えるが、これもまた下記に詳述することとする。アクチュエータ３６が、画像情報４０を受信し、アクチュエータ３６の運動を制御するように作動可能なコントローラ３８に連結される。コントローラ３８はまた、アプリケータ３２に液体顔料含有材料を供給するアプリケータ供給システム４２を制御するように作動可能である。このアプリケータ供給システム４２を下記にさらに詳述することとする。コントローラ３８は、以下にまた詳細に記載されるように、アプリケータ３２の操作を制御するためにアプリケータ３２にさらに連結される。
【００１２】
図３は、本発明の別の実施形態によるアクチュエータ５０の等角図である。このアクチュエータ５０は、図２のシステム３０で使用されてもよい。アクチュエータ５０は、第１のフレーム５２と、第１のフレーム５２に連結されて堅固な単一構造を形成する第２のフレーム５４とを含む。航空機の尾翼のフィン部分５６を第１のフレーム５２および第２のフレーム５４の間に挿置できるように、第１のフレーム５２が第２のフレーム５４から間隔を置いて配置される。アクチュエータ５０はさらに、フィン部分５６に隣接して支持プラットフォーム５８に載置されように構成される。この実施形態において、アクチュエータ５０はまた、アクチュエータ５０をフィン部分５６に対して定位置に保持するように構成される真空固定器６０を含む。特に、真空固定器６０が、アプリケータ３２によってフィン部分５６に形成される画像６２と適切に整合してアクチュエータ５０を保持するように構成される。固定器６０がフィン部分５６とシール可能な関係に移動する場合に、真空固定器６０が密閉容積を形成する。アクチュエータ５０とフィン部分５６の間の相対運動を抑制するために、この密閉容積をバキュームポンプ（図３において図示せず）によって排除する。
【００１３】
第１フレーム５２および第２のフレーム５４が、移動するにつれてアプリケータ３２をｘ−方向に案内する第１のガイド６４を有する。第１のフレーム５２および第２のフレーム５４はまた第２のガイド６６を含み、移動するにつれてアプリケータ３２をｙ−方向に案内する。したがって、第１のガイド６４および第２のガイド６６はまた、第１のガイド６４および第２のガイド６６に沿ってアプリケータ３２を移動するように作動可能な変換装置（図３に示さず）を含む。たとえば、他の線形の変換装置が利用可能であるが、変換装置が従来技術において十分に理解されているような玉軸受ねじ変換装置を含んでもよい。第１のフレーム５２および第２のフレーム５４はまた、アプリケータ３２をｚ−方向に移動するように作動可能な線形の変換器６６を含む。他の線形の変換装置が使用されてもよいが、線形の変換器６６が玉軸受ねじ変換装置を含んでもよい。
【００１４】
図３に示すアクチュエータ５０が、対向する航空機のフィン５６の面に画像６２を塗布するように構成されるが、理解されることは、他の実施形態において、アクチュエータ５０は、第１のフレーム５２および第２のフレーム５４のうちの１つに配置される単一のアプリケータ３２を含んでもよいことである。さらに、図３のアクチュエータ５０が、実質的に線形の第１のガイド６４と、実質的に線形の第２のガイド６６とを含む。他の実施形態において、第１のガイド６４および／または第２のガイド６６が湾曲して、他の構造形状に一致してもよい。たとえば、第２の線形のガイド６６が実質的に湾曲した形状を有してもよいが、一方で、第１のガイド６４が線形であるので、航空機の胴体の部分等の湾曲した構造部分に画像を塗布するのにアクチュエータ５０を使用することが可能となる。
【００１５】
図４は、図２のシステム３０で使用されてもよい、本発明のさらに別の実施形態によるアプリケータ供給システム７０の概略図である。アプリケータ供給システム７０は、インク等の顔料配合物や他の同様の材料を多く含有するバルク供給リザーバ７２を含む。バルク供給リザーバ７２は、バルク供給リザーバ７２内の液面を検出し、液面が所定レベルより下がると信号を生成するように作動可能であるレベルセンサ７４を含む。バルク供給リザーバ７２はまた充填ポート７６を含み、顔料配合物を補充することができる。バルク供給リザーバ７２内の圧力を常圧と等しくするように、充填ポート７６が大気ベントを備えて構成されてもよい。バルク供給リザーバ７２が供給管路８０によってフィーダリザーバ７８に連結される。バルク供給リザーバ７２とフィーダリザーバ７８とが異なる比高で配置されてもよいので、供給ポンプ８２が供給管路８０に配置され、顔料含有材料をバルク供給リザーバ７２からフィーダリザーバ７８まで移動させる。供給管路８０がフィルタ８４を含んでもよく、バルク供給リザーバ７２の材料から異物または凝塊形成した顔料を除去する。フィーダリザーバ７８はまた、フィーダリザーバ７８内の液面を検出し、液面が
所定レベルより下がると信号を生成するように作動可能であるレベルセンサ８６を含む。大気ベント８８がフィーダリザーバ７８に配置され、フィーダリザーバ７８の内圧を常圧と等しくする。
【００１６】
フィーダリザーバ７８が、分配管路９２によって、少なくとも１つのアプリケータヘッド９０を有するアプリケータ３２（図２に示すような）に連結される。このアプリケータヘッド９０を以下により詳細に説明することとする。アプリケータポンプ９４がフィーダリザーバ７８内に保存された液体をアプリケータ３２に移動させ、さらに、少なくとも１つのアプリケータヘッド９０に供給される液体を噴霧するのに充分な圧力を与える。１つよりも多いアプリケータヘッド９０を供給できるように、分配マニホルドが分配管路９２に配置されてもよい。分配マニホルド９６が、液体をリザーバ７８に戻すことのできる戻り管路９８に連結されてもよく、その結果、少なくとも１つのアプリケータヘッド９０での過度の液体圧を防止し、さらに有利には、リザーバ７８内に保存された顔料配合物を十分に混合した状態で維持することが可能となる。電磁弁１００が戻り管路９８に配置されてもよく、重力の作用によって分配管路９２内の液体がリザーバ７８に再び移動しないようにするために、アプリケータ供給システム７０が作動しない期間は戻り管路９８が閉止されてもよい。分配管路９２内の液体の流れがないことを検出するために、液体が分配管路９２内を動く場合に信号を生成するように作動可能な流量計１０２が、少なくとも１つのアプリケータヘッド９０の近傍に配置されてもよい。
【００１７】
図５は、図２のアプリケータ３２の一部分を形成してもよい、本発明のさらに別の実施形態によるアプリケータヘッド１１０の平面図である。アプリケータヘッド１１０が、画像が上に転写されることになっている表面１１３に向かって、顔料インクやその他の材料の液滴を放出するように作動可能な複数の液体噴射ヘッド１１２を含む。いくつかの実施形態において、複数の液体噴射ヘッド１１２のそれぞれが、選択された色を分配するために、別々のアプリケータ供給システム７０（図４）に連結されてもよい。たとえば、アプリケータヘッド１１０に黒色、黄色、マゼンタ色、青緑色のインクを提供するために、アプリケータヘッド１１０が４つの別々のアプリケータ供給システム７０に連結されてもよい。複数の液体噴射ヘッド１１２はまた複数の活性化管路１１４にも連結され、活性化信号をコントローラ３８（図２に示すような）から液体噴射ヘッド１１２のうちの選択された１つに転送する。アプリケータヘッド１１０を備える液体噴射ヘッド１１２は、一般に、１液滴あたり約８０ピコリットルという典型的な容積を有する顔料インクの液滴を生成することによって、約２００ドット／インチの解像度をもたらすように構成される。１つの適するアプリケータヘッドは、英国ケンブリッジのザール社（Ｘａａｒ  ＰＬＣ）によって製造された商業的に入手可能なＸＪ１２６アプリケータヘッドであるが、他の適するアプリケータヘッドもまた使用することができる。
【００１８】
アプリケータヘッド１１０が、液体噴射ヘッド１１２に近接して配置され、ＵＶ硬化されたインクの重合を促進するために、表面１１３に向かって紫外線を投射するように作動可能である少なくとも１つの紫外線（ＵＶ）光源１１６を含んでもよい。ＵＶ光源１１６はまた、光源１１６からの紫外線の放出を遮断するためのシャッタ機構を含んでもよく、その結果、重合処理を遮断することができる。アプリケータヘッド１１０と表面１１３との間の距離「ｄ」を検出するように作動可能である近接センサ１１８が、アプリケータヘッド１１０に連結される。したがって、近接センサ１１８は、誘導近接センサ、容量近接センサ、または、超音波近接センサから構成されてもよい。これらはすべて、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアレンブラッドレイカンパニー（Ａｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ  Ｃｏ．）から入手可能である。アプリケータヘッド１１０はまた、表面１１３の一部分を検査しつつ画像が表面１１３に塗布されるように作動可能な光検知器１２０を含んでもよい。光検知器１２０は、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）や他の同様の光源等の、表面１１３を照射するための一体型光源を含んでもよい。液体噴射ヘッド１１２を表面１１３と接
触させないようにするために、アプリケータヘッド１１０が機械的止め部１２２を含んでもよい。したがって、機械的止め部１２２が車輪を表面１１３にバイアスするばねを含んでもよく、さらに、表面１１３からの距離が「ｄｍｉｎ」未満で液体噴射ヘッド１１２を配置しないように構成される。
【００１９】
図６は、図２のシステム３０で使用されてもよい、本発明のさらに別の実施形態によるコントローラ１３０のブロック概略図である。コントローラ１３０は、テキサス州ヒューストンのデル株式会社（Ｄｅｌｌ  Ｉｎｃ．）から入手可能なＤｉｍｅｎｓｉｏｎ  ＸＰＳパーソナルコンピュータシステム等のパーソナルコンピュータ１３２を含むが、他の適する代替物は存在する。パーソナルコンピュータ１３２は、１００ｂＴのイーサネット（登録商標）通信回線等の通信回線を介して画像情報４０を受信するように構成される。画像情報４０が、周知のタグ付き画像ファイル形式（ＴＩＦＦ）、または、標準的なビットマップグラフィックスフォーマット（ＢＭＰ）またはＰＣＸ等の他の適する形式にフォーマット化されてもよい。画像情報４０が、画像面の幾何学的な詳細を説明するＣＡＴＩＡファイル等の構造モデルを含んでもよい。パーソナルコンピュータ１３２が周辺装置相互接続（ＰＣＩ）ボード１３４に連結され、パーソナルコンピュータ１３２とプリンタインターフェースユニット１３６間の高速デジタル通信が可能となる。プリンタインターフェースユニット１３６が、アプリケータ３２（図２に示すような）を制御する。たとえば、また図４を参照すると、プリンタインターフェースユニット１３６が、レベルセンサ７４、レベルセンサ８６および流量センサ１０２によって生成される信号を受けてポンプ９４を制御するように構成される。ユニット１３６はさらに、運動制御コマンド１３７および真空システムコマンド１３８を生成することによって、アクチュエータ（または、他の適する動作装置）３６（図２に示すような）を制御するように構成される。プリンターインターフェース１３６はさらに、アプリケータヘッド１１０（図５に示すような）の機能を制御するヘッドインタフェースボード１３８に連結される。たとえば、ＵＶ検出信号１３９がヘッドインタフェースボード１３８によってプリンターインターフェース１３６を介して受信され、紫外線光源１１６（図５に示すような）を制御し、紫外線光源１１６と関連付けられるシャッタを制御する。ヘッドインタフェースボード１３８は、表面がアプリケータヘッド１１０に近接していることを示す媒体検出信号１４０を受信するように構成されてもよい。ヘッドインタフェースボード１３８はまた、プリントされることになっている次の画素に対応する位置を算出するのに使用可能なエンコーダ信号１４１を受信してもよい。媒体検出信号１４０およびエンコーダ信号１４１が、光検知器１２０によって生成され、光検知器１２０はアプリケータヘッド１１０（図５に示すような）に連結される。
【００２０】
さらに図６を参照しつつ、コントローラ１３０の操作をより詳細に考察することとする。画像情報４０はカリフォルニア州サンノゼのアドビシステムズ株式会社（Ａｄｏｂｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．）から入手可能であるＡｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ、またはテキサス州ダラスのコーレル社から入手可能であるＣｏｒｅｌＤＲＡＷ等の、既存の画像ソフトウェアを用いることにより作成される画像ファイルを含む。画像ファイルが個別部品または「タイル」でコントローラ１３０に示されてもよく、または、全体の画像を含む単一ファイルとしてコントローラ１３０に示されてもよい。画像情報４０が、画像が塗布されることになっている表面を説明する３次元表面モデルを含んでもよい。アプリケータ３２を表面にわたって移動させ、表面を光検知器１２０および／または近接センサ１１８で走査して、画像を受信することになっている航空機の部分の表面マップを編集することによって、３次元表面モデルが生成されてもよい。一度表面マップが生成されると、それはパーソナルコンピュータ１３２に保存されることができ、または、異なる記憶場所にアップロードされることができる。あるいは、航空機の選択された部分の構造細部を説明する既存のＣＡＴＩＡモデルが、コントローラ１３０へ転送されて３次元表面モデルとして使用されることができる。別の提案において、既存の表面モデルは、表面構造に対する
操作全般の案内として利用されることができ、光検知器１２０および／または近接センサ１１８が表面を走査して、表面モデルおよび組み立て直後状態の航空機の間に存在し得る表面輪郭の軽微な不一致に関する情報を提供する。コントローラ１３０は、アクチュエータ３６（さらに図２に示す）への運動制御コマンド１３７の転送によりアプリケータ３２（図２に示すような）が表面構造にわたって移動する際に、アプリケータ３２（図２に示すような）の運動を制御する。コマンド１３７がアクチュエータ３６に３次元運動をもたらすことができるので、アプリケータ３２が障害物または他の表面凹凸を含み得る湾曲した表面にわたって移動することができる。コマンド１３７はまた、アクチュエータ３６に運動をもたらすことができるので、アプリケータ３２が表面構造の部分にわたり１回走査し、表面構造上の画像を形成している液滴が１回のパスで被着する。あるいは、より高密度を有する画像の部分を光学的に強化するために、アクチュエータ３６に与えられた運動に、表面の部分にわたる複数の反復性走査が含まれてもよい。
【００２１】
図７は、本発明の別の実施形態による、航空機に画像を塗布する方法を説明するために使用することとなる航空機の外面部分１６０の部分断面図である。プライマ層１６２が支持面１６４に塗布されるが、この支持面１６４は一般に、航空機の胴体パネル、翼パネルまたは他の外表面等の航空機の構造部分である。プライマ層１６２は、たとえばエポキシ、ポリウレタン、アルキド等のいくつかの異なる樹脂系のキャリヤに添加されるクロム酸亜鉛の顔料から構成されてもよい。ついで、プライマ層１６２と相容性である樹脂系から構成される白色不透明のベース層１６６が塗布される。ついで、グラフィックス層１６８が白色不透明のベース層１６６に塗布されてもよく、画像セグメント１７０を形成する。グラフィックス層１６８はそれぞれ選択された色および／または形状から構成され、詳細に上述されたインクジェット式の画像処理を使用して、白色不透明なベース層１６６に同時に塗布されてもよい。ついで、透明層１７２がグラフィックス層１６８に塗布されてもよく、飛行中に発生する雨および水滴の侵食作用からグラフィックス層１６８を保護し、長期にわたる紫外線照射の影響からグラフィックス層１６８の画像セグメント１７０を保護する。
【００２２】
前述の実施形態が航空機の多種多様な異なる位置に適用されてもよいことは、当業者には容易に認識されるであろう。ここで詳細に図８を参照すると、前述の実施形態による、少なくとも１つのグラフィック画像３１４を有する航空機３００の側面図が示されている。グラフィック画像３１４を除いて、航空機３００は、関連技術において一般に知られている構成部品およびサブシステムを含むが、簡潔性のために、これ以上の説明は行わない。航空機３００は、一般に、１つ以上の推進装置３０２を含み、この推進装置３０２は翼アセンブリ３０４に、あるいは胴体３０６に、またさらには航空機３００の他の部分に連結される。さらに、航空機３００はまた、胴体３０６に連結される尾翼３０８およびランディングアセンブリ３１０を含む。航空機３００は、一般に航空機３００を適切に操作するために必要である他のシステムおよびサブシステムをさらに含む。たとえば、航空機３００は、飛行制御システム３１２（図８において示さず）と同じく、航空機３００を操作するのに必要な様々なタスクを協同的に実行する複数の他の電気的、機械的、および電気機械的なシステムを含む。したがって、航空機３００は一般に市販の旅客機を代表するものであり、たとえば、イリノイ州シカゴのボーイング社（Ｔｈｅ  Ｂｏｅｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な７３７、７４７、７５７、７６７および７７７などの商業旅客機がある。図８に示す航空機３００は一般的な商業旅客機を示すが、言うまでもなく、前述の実施形態によるグラフィック画像３１４が他のタイプの飛行体に塗布されてもよい。英国サリー州コルスドン（Ｃｏｕｌｓｄｏｎ）のジェーンズインフォメーショングループ（Ｊａｎｅ’ｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ，  Ｌｔｄ．）から入手可能なジェーンズ世界航空機年鑑（Ｊａｎｅ’ｓ  Ａｌｌ  Ｔｈｅ  Ｗｏｒｌｄ’ｓ  Ａｉｒｃｒａｆｔ）等の、種々な記述書籍においてより十分に説明されるように、このような飛行体の例には、有人軍用機やさらに無人軍用機、回転翼航空機、さらには弾道飛行体などがあ
る。
【００２３】
本発明の好適であり代替の実施形態を上記のように図示し説明してきたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく多くの変更がなされ得る。したがって、本発明の範囲は、これらの好適で代替の実施形態の開示によって制限されるものではない。むしろ、後掲の特許請求の範囲を参照することによって、本発明を完全に定義されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】先行技術による、塗装済の画像が上に塗布されている航空機の外面部分の部分断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、グラフィック画像を表面に塗布するためのシステムのブロック概略図である。
【図３】図２のシステムで使用されてもよい、本発明の別の実施形態によるアクチュエータの等角図である。
【図４】図２のシステムで使用されてもよい、本発明のさらに別の実施形態によるアプリケータ供給システムの概略図である。
【図５】図２アプリケータの一部を形成してもよい、本発明のさらに別の実施形態によるアプリケータヘッドの平面図である。
【図６】図２のシステムで使用されてもよい、本発明のさらに別の実施形態によるコントローラのブロック概略図である。
【図７】本発明の別の実施形態による、航空機に画像を塗布する方法を説明するために使用されることとなる航空機の外面部分の部分断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による、少なくとも１つのグラフィック画像を有する航空機の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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