음식재료를 이용한 형상 가공 장치

음식재료를 이용한 형상 가공 장치{Apparatus for manufacturing shape using food material}

본 발명은 음식재료를 이용한 형상 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자에 의해 입력된 피가공 대상물 정보(일례로, 텍스트, 숫자, 도형, 이미지 등)를 분석 및 이미지 처리하여 음식 재료(일례로, 초콜릿, 생크림, 버터, 치즈 등)의 피가공 대상물(형상)을 성형하기 위한, 음식재료를 이용한 형상 가공 장치 에 관한 것이다.

초콜렛은 카카오 반죽에 우유, 버터, 설탕 및 향료 등을 첨가하여 굳힌 과자의 일종이다. 이러한 초콜릿은 코코아, 버터, 야채 지방, 밀크 지방 및 레시틴 등의 유화제와 함께 소정의 비율으로 혼합한다. 블랙 초콜릿은 설탕, 코코아, 버터, 임의 선택으로 다른 지방, 및 코코아의 덩어리를 혼합한 것에 의해 얻어진다. 밀크 초콜릿은 밀크 지방 및 추가 재료로서 비지방 고체물을 포함한다. 화이트 초콜릿은 코코아 분말을 추가하지 않고, 밀크 지방 및 밀크 과오 지방 고체물, 설탕 및 코코아, 버터 및 야채 지방을 포함한다. 초콜릿 혼합물은 천연 코코아, 버터 대신에 대체 지방을 사용하여 제조할 수도 있다. 이와 같은 대체 지방은 코코아 버터 상당물(CBE), 코코아 버터 대체물(CBS), 코코아 버터 교환물(CBR)의 3개의 분류를 포함한다. 대체 지방의 이러한 다른 타이프의 상세한 논의를, 예를 들면, Traitler,H. 타의 Journal of the American Oil Chemists Society,62(2), 417∼21(1985년)등의 다양한 자료로 볼 수 있다.

이러한 초콜렛은 간식이나 선물 등의 용도로 사용되는데, 미각 외에도 시각적인 즐거움을 부여하기 위하여 다양한 형상으로 제조된다.

종래의 초콜릿 및 초콜릿 과자는 판상, 입상 또는 그것의 변형인 것이 보통이다. 입체적인 인형이나 동물 새 등의 형태를 얻고 싶은 때는 액상의 원료를 성형틀에 흘려서 출산하고 본을 뜨는 방법을 이용한다. 구체적으로, 일반적인 초콜릿 성형 프로세스로는, 우선 초콜릿 혼합물을 약 45℃로 융해하고, 교반하면서 29∼30℃까지 냉각하여 액상 초콜릿을 생성한다. 이때, 액상 초콜릿은 조성에 따라 작은 지방질이 종결정을 형성하고, 액체 초콜릿의 액체 지방질상 전체에 걸쳐 분산된다. 다음에, 상기 액체 초콜릿은 폴리카보네이트제의 성형틀에 주입한다. 이후, 상기 성형틀은 진동하여 액체 초콜릿 내의 기포를 제거함과 동시에 초콜릿을 성형틀의 전체에 골고루 미치게 한다. 다음에, 상기 성형틀과 초콜릿을 냉각하고, 그 초콜릿을 굳히고, 최후에 고체 성형하게 되는 상기 초콜릿을 상기 성형틀으로부터 꺼낸다.

이러한 방법은 기 제작된 성형틀에 의해 단일 형상의 초콜릿 및 초콜릿 과자를 제조함으로써, 다른 형상의 초콜릿 및 초콜릿 과자를 제조하기 위해 별도의 성형틀을 제작해야 할 뿐만 아니라, 사용자별 맞춤식 형상의 초콜릿 및 초콜릿 과자를 제조하기 어려운 한계가 있다.

본 발명은 음식재료를 이용한 형상 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자에 의해 입력된 피가공 대상물 정보(일례로, 텍스트, 숫자, 도형, 이미지 등)를 분석 및 이미지 처리하여 음식 재료(일례로, 초콜릿, 생크림, 버터, 치즈 등)의 피가공 대상물(형상)을 성형하기 위한, 음식재료를 이용한 형상 가공 장치 에 관한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 음식 가공 장치는, 사용자에 의해 입력된 피가공 대상물 정보(일례로, 텍스트, 숫자, 도형, 이미지 등)를 분석 및 이미지 처리하여 초콜릿 성분의 피가공 대상물을 구현한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 음식 가공 장치는, 사용자에 의해 입력된 피가공 대상물 정보가 제공되는 사용자 인터페이스부; 플레이트에 초콜릿을 공급하는 공급부; 상기 공급부를 연결하여 상기 공급부를 X축 또는 Y축으로 이동하는 XY 이송부; 및 상기 피가공 대상물 정보의 분석 및 처리 결과에 따라, 상기 XY 이송부를 이동시켜 상기 공급부를 통해 플레이트에 초콜릿 공급을 제어하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 피가공 대상물 정보의 분석 및 처리 결과에 따라, 초콜릿 공급 구간 및 초콜릿 미공급 구간을 구분한 후, 초콜릿 미공급 구간을 기 설정된 임계시간과 비교하여 상기 XY 이송부의 이동 속도를 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 본 발명은 음식재료를 이용한 형상 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자에 의해 입력된 피가공 대상물 정보(일례로, 텍스트, 숫자, 도형, 이미지 등)를 분석 및 이미지 처리하여 음식 재료(일례로, 초콜릿, 생크림, 버터, 치즈 등)의 피가공 대상물(형상)을 성형하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음식재료를 이용한 형상 가공 장치 에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초콜릿 공급 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명이 다른 실시예에 따른 음식재료를 이용한 형상 가공 장치 에 대한 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음식재료를 이용한 형상 가공 장치 에 대한 구성도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 음식재료를 이용한 형상 가공 장치 에 대한 실제 이미지이다.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음식재료를 이용한 형상 가공 장치 에 대한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 음식 가공 장치(100)는, 사용자에 의해 입력된 피가공 대상물 정보(일례로, 텍스트, 숫자, 도형, 이미지 등)를 분석 및 이미지 처리하여 초콜릿 성분의 피가공 대상물(170)을 구현할 수 있다. 이러한 음식 가공 장치(100)는 사용자 인터페이스부(110), 제어부(120), XY 이송부(130), 구동부(140), 공급부(150), 플레이트(160)를 포함한다. 도 6 및 도 7은 상기 음식 가공 장치(100)의 실제 이미지를 나타낸다.

본 발명의 음식 가공 장치(100)는 초콜릿, 캔디류, 과자류, 베이커리 재료(생크림, 치즈, 버터 등)의 음식 재료를 이용할 수 있으나, 초콜릿을 가공하는 것이 바람직하다. 이에, 여기서는 설명의 편의상 초콜릿에 한정하여 설명하기로 한다. 이때, 초콜릿은 카카오 매스, 코코아파우더, 코코아버터, 식용 유지, 당류를 주원료로 하여, 필요에 따라 유제품, 향료 등을 가하고, 초콜릿 제조의 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 여기서는 카카오매스, 코코아파우더를 사용하지 않은 화이트 초콜릿, 컬러 초콜릿도 포함한다.

피가공 대상물(170)은 플레이트(160) 상에 직접 성형되거나, 별도의 베이스 부재(일례로, 케익, 과자 등)을 플레이트(160) 상에 올려 놓고 베이스 부재 위에 성형할 수 있다. 이때, 플레이트(160)는 피가공 대상물(170)의 성형 시간을 단축하기 위해 냉각 기능을 구비하여 피가공 대상물(170)을 급랭할 수 있다. 또한, 음식 가공 장치(100)는 피가공 대상물(170)의 성형 시간을 단축하기 위해 냉각실(도면에 미도시)을 외부에 형성하여 피가공 대상물(170)을 급랭시킬 수도 있다. 이는 3차원 피가공 대상물(170)을 성형하는 경우에 이용할 수 있다.

사용자 인터페이스부(110)는 제어부(120)와 연동하며, 음식 가공 장치(100)를 운영하기 위한 사용자 입출력 인터페이스 환경을 제공함으로써, 음식 가공 장치(100)에 의해 초콜릿 과자로 성형될 피가공 대상물 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다.

사용자 인터페이스부(110)는 음식 가공 장치(100) 내부에 컴퓨터 환경이 내장된 형태로 구현되거나, 음식 가공 장치(100) 외부에 있는 통상의 컴퓨터(PC), 노트북 등과 연동하는 형태로 구현할 수 있다. 이때, 사용자 인터페이스부(110)는 음식 가공 장치(100)의 내부 또는 외부에 컴퓨터 환경을 구현하는 경우, 음식 가공 장치(100)를 운영하기 위한 소정의 소프트웨어 또는 애플리케이션(즉, 프로그램)을 해당 컴퓨터에 탑재하여 피가공 대상물 정보를 생성, 수정 및 편집 가능할 수 있는 환경을 구축하는 것이 바람직하나, 외부를 통해 음식 가공 장치(100)를 통해 작업 가능한 상태의 피가공 대상물 정보를 직접 입력받아 사용할 수도 있다.

제어부(120)는 사용자 인터페이스부(110)로부터 입력된 피가공 대상물 정보를 분석 및 처리하여 XY 이송부(130)를 제어함으로써, 플레이트(160) 상에 초콜릿 성분의 피가공 대상물(170)을 성형한다. 이때, 제어부(120)는 공급부(150) 내부에 저장된 초콜릿을 기 설정된 용량으로 외부로 공급하기 위해, 공급부(150)의 피스톤과 연결된 구동부를 제어한다. 여기서, 초콜릿은 구동부(140)에 연결된 피스톤(251)의 상하 이동 운동에 의해, 외부의 플레이트(160) 상으로 공급된다.

제어부(120)는 소정의 이상 발생(일례로, 초콜릿 경화 등)으로 인해 구동부(140)에 연결된 피스톤(251)의 상하 이동 운동이 진행하기 어려운 경우, 통신부(도면에 미도시)를 이용하여 사용자에게 알림 메시지(단문 메시지 등)를 송신할 수 있다.

XY 이송부(130)는 제어부(120)의 제어에 의해 XY 좌표 평면을 기준으로 X축 및 Y축을 따라 이동한다. 이때, XY 이송부(130)는 사용자의 설정에 따라 플레이트(160)의 전체 면적상을 커버하는 범위에서 동작하거나, 플레이트(160)의 테두리에 소정의 여백을 갖는 범위 내에서 제한적으로 동작할 수 있다.

XY 이송부(130)는 2차원 피가공 대상물(170)을 성형하는 경우, XY 좌표 평면을 기준으로 이동하나, 3차원 피가공 대상물을 성형하려는 경우 별도의 Z축을 따라 이동할 수 있다. 이는 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 사항으로 자세한 설명은 생략한다.

구동부(140)는 공급부(150)의 피스톤을 상하로 운동시켜 공급부(150) 내의 초콜릿을 플레이트(160) 상에 공급한다. 이러한 구동부(140)는 XY 이송부(130)에 장착되어 공급부(150)의 피스톤과 상호 연동한다. 일례로, 구동부(140)는 공급부의 피스톤과 렉기어 체결을 통해 모터의 회전 운동을 피스톤의 상하 운동으로 변경할 수 있다.

공급부(150)는 구동부(140)와 함께 XY 이송부(130)에 장착되며, 내부에서 구동부(140)에 연결된 피스톤(151)이 상하로 운동할 수 있다. 여기서, 공급부(150)는 적어도 하나 이상으로 XY 이송부(130)에 장착될 수 있으며, 필요에 따라 화이트, 밀크, 블랙 초콜릿을 공급할 수 있다. 이때, XY 이송부(130)는 상하 방향으로 회동가능하여 공급부(150) 각각에 장착함으로써, 공급부(150) 각각을 용이하게 교체할 수 있도록 한다.

또한, 공급부(150)는 초콜릿을 플레이트(160) 상에 공급하는 끝단(즉, 플레이트(160)측 방향)에 초콜릿을 정밀하게 공급하기 위한 노즐부(152)를 형성한다. 여기서, 노즐부(152)는 공급부(150)에 일체형으로 형성하거나, 나사 결합을 통해 분리 가능한 상태로 형성할 수도 있다.

한편, 공급부(150)는 내부에 액화 상태 및/또는 겔(gel)화 상태의 초콜릿을 포함하고 있을 수 있다. 공급부(150)는, 고체 상태의 초콜릿을 공급받은 후 노즐부(352)로 배출할 때 액상 및/또는 겔상이 되도록 할 수 있다. 초콜릿이 공급되는 경로 상에는 점도조절장치가 마련될 수 있다.

점도조절장치는, 공급부(150)를 통해 공급되는 초콜릿이 액상 및/또는 겔상으로 유지하도록 하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 외부에서 액상 및/또는 겔 상의 초콜릿을 공급받은 경우에는 그 상태가 유지되도록 할 수 있다. 또는, 외부에서 고상의 초콜릿을 공급받은 경우에는 액상 및/또는 겔 상으로 초콜릿의 상태를 변경할 수 있다.

점도조절장치는, 제어부(320)의 제어신호에 의하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 점도조절장치는 선택적으로 동작할 수 있다. 즉, 장치의 동작 상태, 초콜릿의 상태 등에 따라 점도조절장치가 동작하거나 동작이 정지될 수 있음을 의미한다. 액상 및/또는 겔상의 초콜릿의 점도는, 온도에 따라 변경될 수 있다. 제어부(320)는, 노즐부(342)를 통해 프린팅하기에 최적의 점도를 유지하도록 점도조절장치의 동작을 제어할 수 있다.

점도조절장치는, 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 공급부공급부(150) 내부에서 초콜릿의 경화를 방지하고, 피가공 대상물(170)의 가공이 용이한 초콜릿 상태를 유지하기 위해 열(heat)을 가하는 히팅부(153)일 수 있다. 이때, 상기 히팅부(153)는 공급부(150)의 내부 및/또는 외부에 설치될 수도 있다. 또한 상기 히팅부(153)는 노즐부(152)의 내부 및/또는 외부에 설치될 수도 있다. 여기서, 히팅부(153)는 열전소자(thermoelectric module, 펠티어소자)를 이용하여 구성할 수 있다.

한편, 히팅부(153)는 공급부(150)의 동심축에 열선 형태로 삽입하여 초콜릿의 경화를 방지할 수 있다(도면에 미도시). 여기서, 열선은 스크류 형태의 나선방향으로 회전운동을 할 수 있다(도면에 미도시).

여기서, 제어부(120)는 온도센서(154)를 통해 공급부(150) 내부에 저장되어 있는 초콜릿의 온도상태를 감지함으로써, 최적의 온도(일례로, 30℃∼40℃ 사이)로 초콜릿 상태를 유지할 수 있다.

특히, 히팅부(153)로 최적의 온도(일례로, 30℃∼40℃ 사이)를 유지하여 공급부(150) 또는 노즐부(152) 내부의 초콜릿이 굳어지지 않고 가공하기 좋은 겔화 상태로 유지될 수 있다.

즉, 품질 좋은 피가공 대상물(170)을 형성하기 위해 초콜릿의 점도 유지가 중요하다. 초콜릿의 점도가 낮으면 공급부(150) 외부로 초콜릿이 많이 분출되어 미세한 가공이 어렵다. 또한 초콜릿의 점도가 높으면 공급부(150) 외부로 초콜릿의 분출이 원활하지 않아 간헐적인 미가공 구간이 생긴다. 따라서, 공급부(150) 내부의 초콜릿이 가공하기 좋은 점도를 유지하기 위해 초콜릿 점도 측정 방법이 필요하다.

상기 초콜릿 점도 측정 제1 방법에 대해 설명하면, 제어부(120)가 구동부(140)의 부하신호를 계산하여 공급부(150) 내부의 초콜릿 점도를 측정할 수도 있다. 이어서, 초콜릿 점도 측정 제2 방법에 대해 설명하면, 제어부(120)가 피스톤(151)의 이동거리 및 속도를 계산하여 공급부(150) 내부의 초콜릿 점도를 측정할 수도 있다. 또한 초콜릿 점도 측정 제3 방법에 대해 설명하면, 공급부(150)의 외부로 초콜릿이 나올 때 속도를 센서로 측정하여 초콜릿 점도를 측정할 수도 있다.

초콜릿 점도가 높으면, 상기 제어부(120)는 히팅부(153)의 온도를 높이여 공급부(150) 내부의 초콜릿의 점도를 조정할 수 있다. 반대로 초콜릿 점도가 낮으면, 상기 제어부(120)는 히팅부(153) 가동을 멈추어 초콜릿 점도를 조정할 수 있다. 이때 제어부(120)는 냉각부(미도시)를 가공하여 초콜릿 점도를 조정할 수도 있다.

한편, 제어부(120)는 XY 이송부(130)를 다음과 같이 제어한다.

제어부(120)는 거리 측정 센서(도면에 미도시)(일례로, 초음파, 적외선 센서 등)를 이용하여 피가공 대상물(170)과 노즐부(152) 사이의 거리를 측정하며, 그에 따라 소정의 간격을 유지하여 피가공 대상물(170)을 제작할 수 있다. 이는 플레이트(160) 상에 별도의 베이스 부재(도면에 미도시)가 올려져 베이스 부재 위에 피가공 대상물(170)을 제작할 때, 노즐부(152)와 피가공 대상물(170) 간에 충돌을 방지하기 위함이다. 이때, XY 이송부(130)는 Z축으로 이동 가능한 상태로 제작된다.

제어부(120)는 XY 이송부(130)의 기 설정된 기준점(X0,Y0), XY 이송부(130)의 X축 이동범위(X0∼Xn) 및 Y축 이동 범위(Y0∼Yn)에 기초하여, 플레이트(160) 상에서 XY 이송부(130)의 위치값[즉, 좌표값 (X,Y)]을 확인할 수 있다.

이를 통해, 제어부(120)는 사용자 인터페이스부(110)로부터 입력된 피가공 대상물 정보를 분석 및 처리하여 플레이트(160) 상의 초콜릿을 공급할 위치값을 확인한 후, 해당 위치값에 따라 XY 이송부(130)를 해당 위치로 이동시켜 피가동 대상물을 구현한다.

예를 들어, 사용자가 사용자 인터페이스부(110)를 통해 제공된 화면 영역에서 피가공 대상물 정보로서 "ㄱ" 입력하면, 제어부(120)는 화면영역(즉, XY 좌표평면)에 대응된 피가공 대상물 정보 "ㄱ"의 좌표값을 분석한다. 즉, 제어부(120)는 사용자 인터페이스부(110)의 화면영역에 피가공 대상물 정보 "ㄱ"이 "(1,3), (2,3), (3,3), (3,2), (3,1)"과 같이 대응됨에 따라, 해당 피가공 대상물 정보 "ㄱ"의 좌표값을 "(1,3), (2,3), (3,3), (3,2), (3,1)"으로 확인할 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 해당 피가공 대상물 정보 "ㄱ"의 좌표값 "(1,3), (2,3), (3,3), (3,2), (3,1)"에 따라 XY 이송부(130)를 이동시켜 플레이트(160)상에 초콜릿을 공급할 수 있다.

이와 같이, 제어부(120)는 사용자 인터페이스부(110)의 화면영역에 대응된 피가공 대상물 정보의 좌표값을 분석 및 처리한 후, 해당 피가공 대상물 정보의 위치값에 따라 XY 이송부(130)를 이동시켜 초콜릿을 공급함으로써, 피가공 대상물(170)을 구현할 수 있다.

한편, 제어부(120)는 동작을 시작할 때, XY 이송부(130)의 초기 위치를 기설정된 기준점(즉, 화면영역의 기준점)에 위치하며, 그에 따라, XY 이송부(130)는 제어부(120)의 제어에 따라 해당 기준점에 대응하는 플레이트(160) 상에 위치한다. 만약에, 제어부(120)는 이상 상태를 감지하는 경우, XY 이송부(130)의 최종 좌표값을 저장한 후, 이상 상태가 해소된 이후 기 저장된 최종 좌표값에서 XY 이송부(130)의 동작을 재개할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초콜릿 공급 과정을 나타낸 도면이다.

제어부(120)는 XY 이송부(130)의 이동에 의해 구성되는 XY 좌표평면상의 좌표값(X,Y)을 이용하여 피가공 대상물을 성형할 수 있다.

즉, 제어부(120)는 피가공 대상물 정보를 XY 좌표평면상의 좌표값(X,Y)에 대응시켜, 피가공 대상물 정보을 구현하기 위한 해당 좌표값(이하 "피가공 대상물 좌표값"이라 함)을 확인한다. 이때, 제어부(120)는 피가공 대상물 좌표값에 대해 기 설정된 '피스톤(151)의 압력값'과 'XY 이송부(130)의 이동 속도값'을 대응한다.

먼저, 제어부(120)는 순차적으로 성형하는 한 쌍의 피가공 대상물 좌표값에서 X 좌표값 또는 Y 좌표값이 상호 인접하여 배치된 경우에 연속 가공 구간으로 인식한다. 이때, 제어부(120)는 피스톤(151)을 제어하여 피스톤(151)의 압력을 일정하게 유지하고, XY 이송부(130)를 제어하여 XY 이송부(130)의 이동 속도를 일정하게 유지한다. 이는 연속 가공 구간에 XY 이송부(130)의 이동 속도를 일정하게 유지함으로써 균일한 용량의 초콜릿을 공급하기 위함이다.

한편, 제어부(120)는 순차적으로 성형하는 한 쌍의 피가공 대상물 좌표값에서 X 좌표값 또는 Y 좌표값이 서로 이격하여 배치된 경우에 불연속 가공 구간으로 인식한다. 이때, 제어부(120)는 피스톤(151)을 제어하여 피스톤(151)의 압력을 정지하고, 피가공 대상물 좌표값 간의 거리를 측정한 후 XY 이송부(130)를 제어하여 XY 이송부(130)의 이동 속도를 조절한다.

즉, 제어부(120)는 피가공 대상물 좌표값 간의 거리가 소정의 임계값 이하인 경우, XY 이송부(130)를 제어하여 XY 이송부(130)의 이동 속도를 일정하게 유지한다. 반면, 제어부(120)는 피가공 대상물 좌표값 간의 거리가 소정의 임계값 이상인 경우, 피스톤(151)을 제어하여 피스톤(151)의 압력을 정지하고, XY 이송부(130)를 제어하여 XY 이송부(130)의 이동 속도를 가속한다. 이는 XY 이송부(130)를 제1 피가공 대상물 좌표값으로부터 제2 피가공 대상물 좌표값으로 신속하게 이동함으로써 공급부(150)의 노즐부(152)의 잔존 초콜릿에 의한 노이즈 발생을 방지하기 위함이다. 즉, 불연속 가공 구간이 노즐부(152)의 잔존 초콜릿으로 연결되어 불연속 가공 구간에 불필요한 초콜릿이 공급되는 노이즈 현상을 방지한다.

반면에, 제어부(120)는 소정의 임계시간 이하로 초콜릿을 공급하지 않고 XY 이송부(130)를 이동하는 경우, 초콜릿을 공급하지 않지만 XY 이송부(130)의 이동 속도를 일정하게 유지하는 등속 구간으로 판단하여 XY 이송부(130)를 제어한다. 마찬가지로, 제어부(120)는 초콜릿을 공급하면서 XY 이송부(130)를 이동하는 경우, XY 이송부(130)의 이동 속도를 등속 구간으로 판단하여 XY 이송부(130)를 제어한다. 이와 같이, 제어부(120)는 초콜릿 공급 구간에서 XY 이송부(130)의 이동 속도를 일정하게 유지함으로써, 균일한 용량의 초콜릿을 플레이트(160) 상에 공급할 수 있다.

도 2를 참조하면, 피가공 대상물 정보가 "가나"인 경우, 연속 가공 구간은 "ㄱ", "ㅏ", "ㄴ", "ㅏ"에 해당하며, 불연속 가공 구간은 "ㄱ"과 "ㅏ" 사이, "ㄴ"과 "ㅏ" 사이, "가"와 "나" 사이에 해당한다.

이때, 제어부(120)는 연속 가공 구간인 "ㄱ", "ㅏ", "ㄴ", "ㅏ"를 성형할 때, 피스톤(151)을 제어하여 피스톤(151)의 압력을 일정하게 유지하고, XY 이송부(130)를 제어하여 XY 이송부(130)의 이동 속도를 일정하게 유지한다.

또한, 제어부(120)는 불연속 가공 구간인 "ㄱ"과 "ㅏ" 사이, "ㄴ"과 "ㅏ" 사이를 성형할 때, 피가공 대상물 좌표값이 임계값 이하로 판단하여 연속 가공 구간과 동일하게 처리한다.

반면에, 제어부(120)는 불연속 가공 구간인 "가"와 "나" 사이를 성형할 때, 피가공 대상물 좌표값이 임계값 이상으로 판단하여 피스톤(151)을 제어하여 피스톤(151)의 압력을 정지하고, XY 이송부(130)를 제어하여 XY 이송부(130)의 이동 속도를 가속한다.

이와 다르게, 제어부(120)는 모든 불연속 가공 구간인 경우에, 임계값을 재설정하여 피스톤(151)을 제어하여 피스톤(151)의 압력을 정지하고, XY 이송부(130)를 제어하여 XY 이송부(130)의 이동 속도를 가속할 수도 있다. 이는 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 것으로서, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 형상 가공 장치(100)는 노즐부(152)의 잔존 초콜릿을 세정하는 클리닝부(도면에 미도시)를 포함한다. 이때, 클리닝부는 브러쉬(brush)를 이용하여 노즐부(152)를 세정하는 방식 또는 노즐부(152)를 소정 크기의 수조에 담겨 물로 세정하는 방식으로 구현할 수 있다.

도 3은 복수의 공급부를 구비한 음식재료를 이용한 형상 가공 장치에 대한 제1 실시예 구성도이다.

먼저, 도 3에 도시된 형상 가공 장치(500)는 사용자 인터페이스부(510), 제어부(520), 통신부(530), XY 이송부(540), 제1 및 제2 구동부(550a,550b), 제1 및 제2 공급부(560a,560b), 플레이트(580)를 포함하며, 이에 대한 상세한 설명은 전술한 도 1 및 도 2에 대한 설명과 중복되어 생략하기로 한다.

한편, 도 3에 도시된 형상 가공 장치(500)는, 제1 및 제2 공급부(560a,560b)를 구비함으로써 초콜릿 공급 동작에 있어 이상이 발생하더라도 계속적인 작업의 연속성을 확보할 수 있도록 한다. 여기서, 제1 및 제2 공급부(560a,560b)는 설명의 편의상 한 쌍에 대해서만 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 적어도 2개 이상의 공급부로 구성할 수 있다.

이에 따라, 제1 공급부(560a)는 제1 구동부(550a)와 함께 XY 이송부(540)에 장착되며, 내부에서 제1 구동부(550a)에 연결된 제1 피스톤(561a)이 상하로 운동할 수 있다. 또한, 제1 공급부(560a)는 초콜릿을 플레이트(580) 상에 공급하는 끝단(즉, 플레이트(580)측 방향)에 초콜릿을 정밀하게 공급하기 위한 제1 노즐부(562a)를 형성한다. 이러한 구성에 대한 자세한 설명은 도 1 및 도 2를 참조하기로 한다.

마찬가지로, 제2 공급부(560b)는 제2 구동부(550b)와 함께 XY 이송부(540)에 장착되며, 제2 피스톤(561b)와 제2 노즐부(562a)를 포함한다.

제1 노즐부(562a)에는 피가공 대상물(570)의 가공이 용이한 초콜릿 상태를 유지하기 위해 열(heat)을 가하는 히팅부(663a)를 구비한다. 또한, 제2 노즐부(562b)도 히팅부(663b)를 구비한다.

이하, 형상 가공 장치(500)의 동작에 대해 설명한다.

제어부(520)는 소정의 시간(일례로, 10~20초) 동안에 제1 구동부(550a)의 과부하가 감지되면, 형상 가공 장치(500) 내의 이상 발생 상황으로 판단한다. 예를 들어, 이상 발생 상황은 제1 초콜릿 가공부(560a) 내의 초콜릿이 경화됨에 따라, 경화된 초콜릿으로 인해 제1 피스톤(561a)이 아래로 내려가기 어려운 상황이거나, 제1 초콜릿 가공부(560a) 내의 초콜릿이 전부 플레이트(580) 상에 공급됨에 따라 제1 피스톤(561a)이 더이상 아래로 내려가기 어려운 상황일 수 있다.

이때, 제어부(520)는 이상 발생 상황으로 판단하여, 제1 구동부(550a)의 동작을 정지시킨다. 또한, 제어부(520)는 통신부(530)를 통해 사용자에게 알림 메시지를 전송하여 형상 가공 장치(500)의 이상 발생 상황을 통보한다.

이후, 제어부(520)는 XY 이송부(540)로부터 제1 공급부(560a)의 정지 위치를 확인하여 제2 공급부(560b)를 해당 '제1 공급부(560a)의 정지 위치'로 이동시킨다. 이는 제1 공급부(560a)에 의한 초콜릿 성형 작업이 제2 공급부(560b)에 의해 연속적으로 진행될 수 있도록 함으로써, 피가공 대상물(570)의 가공 작업이 완료될 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 제어부(520)는 XY 이송부(540)의 위치 좌표를 이용하여 제1 공급부(560a)의 정지 위치 (X1,Y1)를 확인하며, 기 설정된 '제1 공급부(560a)와 제2 공급부(560b) 간의 거리'를 이용하여 제2 공급부(560b)를 '제1 공급부(560a)의 정지 위치 (X1,Y1)'로 이동시킬 수 있다.

예를 들어, 제1 공급부(560a)의 위치가 (X1,Y1)라면, 제2 공급부(560b)의 위치는 (X1+d,Y2)일 수 있다. 이때, 제1 공급부(560a)의 정지 위치가 (X1,Y1)라면, 제어부(520)는 제2 공급부(560b)를 '제1 공급부(560a)의 정지 위치 (X1,Y1)'로 이동시키기 위해, X축에 대해 d만큼 좌표이동을 진행한다.

그런 다음, 제어부(520)는 제2 공급부(560b)를 이용하여 초콜릿 가공 작업을 계속 진행한다.

부언하면, 형상 가공 장치(500)는 제1 공급부(560a)와 제2 공급부(560b)를 초콜릿 공급의 이중화로 구성함으로써, 일측의 메인 초코릿 공급부의 이상 상황 발생시, 타측의 서브 공급부를 활성화시켜 계속적인 초콜릿 가공 작업이 진행할 수 있도록 한다. 이러한 초콜릿 공급의 이중화 구성은 후술할 도 6의 형상 가공 장치(600)와 도 7의 형상 가공 장치(700)에 대해서도 마찬가지로 적용한다.

도 4는 복수의 공급부를 구비한 음식재료를 이용한 형상 가공 장치에 대한 제2 실시예 구성도이다.

도 4에 도시된 형상 가공 장치(600)는 사용자 인터페이스부(610), 제어부(620), 통신부(630), 고정부(640a), XY 이송부(640b), 제1 및 제2 구동부(650a,650b), 제1 및 제2 공급부(660a,660b), 플레이트(680)를 포함하며, 이에 대한 상세한 설명은 전술한 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되어 생략하기로 한다.

한편, 도 4에 도시된 형상 가공 장치(600)는, 도 3의 형상 가공 장치(500)와 달리 제1 및 제2 공급부(660a,660b)를 고정부(640a)에 장착하여 고정하며, 제1 및 제2 공급부(660a,660b)의 하부에서 XY 이송부(640b)를 이동시켜 초콜릿을 가공하는 구조를 갖는다. 여기서, 도 4의 제1 및 제2 공급부(660a,660b), 제1 및 제2 구동부(650a,650b), 제1 및 제2 피스톤(661a,661b), 제1 및 제2 노즐부(662a,662b), 제1 및 제2 히팅부(663a,663b)는 도 3의 구성과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

이하, 도 4의 형상 가공 장치(600)의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 제어부(620)는 형상 가공 장치(600)의 최초 동작전에, 제1 및 제2 초콜릿 가공부(660a,660b)의 위치를 XY 이송부(640b)의 좌표상에 대응시켜 기준점을 확인한다. 이는 제어부(620)가 XY 이송부(640b)의 좌표상에서 제1 및 제2 초콜릿 가공부(660a,660b)의 기준점을 확인한 후, XY 이송부(640b)의 이동에 따른 제1 및 제2 초콜릿 가공부(660a,660b)의 위치 변화를 확인하기 위함이다.

이에 따라, 제어부(620)는 소정의 시간(일례로, 10~20초) 동안에 제1 구동부(650a)의 과부하가 감지되면, 형상 가공 장치(600) 내의 이상 발생 상황으로 판단하여 제1 구동부(650a)의 동작을 정지시킨다. 또한, 제어부(620)는 통신부(630)를 통해 사용자에게 알림 메시지를 전송하여 형상 가공 장치(600)의 이상 발생 상황을 통보한다.

그런 다음, 제어부(620)는 제1 구동부(650a)의 동작을 정지시킨 후, 제1 및 제2 초콜릿 가공부(660a,660b)의 기준점에 기초하여 XY 이송부(640b)의 이동에 따른 제1 및 제2 초콜릿 가공부(660a,660b)의 위치 변화를 확인한다.

이후, 제어부(620)는 제1 초콜릿 가공부(660a) 대신 제2 초콜릿 가공부(660b)에 의해 피가공 대상물(670)이 성형될 수 있도록 XY 이송부(640b)를 이동시킨다. 즉, XY 이송부(640b)는 제1 초콜릿 가공부(660a)의 위치에 제2 초콜릿 가공부(660b)가 위치하도록 이동한다.

제어부(620)는 제2 초콜릿 가공부(660b)를 이용하여 초콜릿 가공 작업을 계속 진행한다. 이때, 사용자는 제1 초콜릿 가공부(660a)를 교체함으로써, 제2 초콜릿 가공부(660b)의 이상 상황 발생시, 제1 초콜릿 가공부(660a)를 이용하여 초콜릿 가공 작업을 계속 진행할 수 있다.

도 5는 복수의 공급부를 구비한 음식재료를 이용한 형상 가공 장치에 대한 제3 실시예 구성도이다.

도 5에 도시된 형상 가공 장치(700)는 사용자 인터페이스부(710), 제어부(720), 통신부(730), 제1 및 제2 회동부(740a,740b), XY 이송부(740c), 제1 및 제2 구동부(750a,750b), 제1 및 제2 공급부(760a,760b), 플레이트(780)를 포함하며, 이에 대한 상세한 설명은 전술한 도 1 내지 도 4에 대한 설명과 중복되어 생략하기로 한다.

한편, 도 5에 도시된 형상 가공 장치(700)는, 도 4의 형상 가공 장치(600)와 달리 제1 및 제2 공급부(760a,760b)를 각각 제1 및 제2 회동부(740a,740b)에 장착하며, 제1 및 제2 공급부(760a,760b)의 하부에서 XY 이송부(740c)를 이동시켜 초콜릿을 가공하는 구조를 갖는다. 여기서, 도 5의 제1 및 제2 공급부(760a,760b), 제1 및 제2 구동부(750a,750b), 제1 및 제2 피스톤(761a,761b), 제1 및 제2 노즐부(762a,762b), 제1 및 제2 히팅부(763a,763b)는 도 3 또는 도 4의 구성과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

이하, 도 5의 형상 가공 장치(700)의 동작에 대해 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 도 5의 형상 가공 장치(700)는 도 4의 형상 가공 장치(600)와 같이 제1 및 제2 공급부(760a,760b) 각각이 제1 및 제2 회동부(740a,740b)에 장착되어 고정되며, 제1 및 제2 공급부(760a,760b)의 하부에서 XY 이송부(740c)를 이동시켜 초콜릿을 가공한다. 즉, 도 5의 형상 가공 장치(700)는 도 4의 형상 가공 장치(600)의 동작 설명과 같이, 제1 공급부(760a)를 대신하여 제2 공급부(760b)를 이용하여 초콜릿 가공 작업을 계속 진행할 수 있다.

다만, 도 5의 제1 및 제2 공급부(740a,740b)는 각각 제1 및 제2 회동부(740a,740b)에 장착된다. 이러한 제1 및 제2 회동부(740a,740b)는 각각 분리되어 회동 가능함에 따라, 제1 및 제2 공급부(740a,740b)의 교체에 편리성을 제공할 수 있다.

즉, 제1 공급부(740a)의 이상 상황 발생시, 형상 가공 장치(700)는 제2 공급부(740b)를 이용하여 초콜릿 가공 작업을 계속 진행한다. 이때, 사용자는 제1 회동부(740a)에 장착된 제1 공급부(740a)를 상부측으로 회전시켜 편리하게 교체할 수 있다. 사용자는 제1 공급부(740a)를 전부 교체하거나, 제1 노즐부(762a)만 교체할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다. 즉, 본원발명의 초코렛 가공 장치는 초코렛 대신에 생크림, 물엿, 반죽된 밀가루 등 점성을 가진 다양한 재료를 대체하여 이용할 수 있고, 이 경우에는 본원발명의 균등범위에 있다.

110 : 사용자 인터페이스부 120 : 제어부
130 : 이송부 140 : 구동부
150 : 공급부 151 : 피스톤
152 : 노즐부 153 : 히팅부
154 : 온도센서 160 : 플레이트
170 : 피가공 대상물