JP2023176204A - Information processing device - Google Patents
Information processing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023176204A JP2023176204A JP2022088366A JP2022088366A JP2023176204A JP 2023176204 A JP2023176204 A JP 2023176204A JP 2022088366 A JP2022088366 A JP 2022088366A JP 2022088366 A JP2022088366 A JP 2022088366A JP 2023176204 A JP2023176204 A JP 2023176204A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- information
- ejection head
- liquid ejection
- liquid
- waveform
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 230000010365 information processing Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 227
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 48
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 66
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 abstract description 21
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 42
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 26
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 17
- AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylenedisulfotetramine Chemical compound C1N(S2(=O)=O)CN3S(=O)(=O)N1CN2C3 AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007637 random forest analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、情報処理装置に関する。 The present invention relates to an information processing device.
特許文献1には、シミュレーションおよび実測を適宜に組み合わせてインクの吐出特性を測定した結果を用いて、駆動パルスの波形を決定する駆動波形決定システムが開示される。
特許文献1に記載の技術では、駆動パルスの複数の波形候補について波形候補ごとにシミュレーションを実行する場合、その処理に長時間を要したり、吐出特性の正確な推定が難しかったりするという課題がある。
The technique described in
以上の課題を解決するために、本発明の情報処理装置の一態様は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する学習用第1情報と、前記液体吐出ヘッドに関する学習用第2情報と、を対応付けたデータセットに基づき機械学習した学習済モデルを記憶する記憶部と、ユーザーに使用される前記液体吐出ヘッドに関する第1情報の入力を受け付ける受付部と、前記学習済モデルおよび前記第1情報に基づいて、ユーザーに提供すべき前記液体吐出ヘッドに関する第2情報を推定する推定部と、を有する。 In order to solve the above problems, one aspect of the information processing device of the present invention associates first learning information about a liquid ejection head that ejects liquid with second learning information about the liquid ejection head. a storage unit that stores a trained model machine-trained based on a data set; a reception unit that receives input of first information regarding the liquid ejection head used by a user; and an estimation unit that estimates second information regarding the liquid ejection head to be provided to a user.
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the dimensions and scale of each part may differ from the actual size, and some parts are shown schematically to facilitate understanding. Further, the scope of the present invention is not limited to these forms unless there is a statement that specifically limits the present invention in the following description.
1.第1実施形態
1-1.システム100の概略
図1は、第1実施形態に係る情報処理装置400を用いたシステムの構成例を示す概略図である。システム100は、液体の一例であるインクを吐出する際に用いる駆動パルスPDの波形を自動的に決定する。
1. First embodiment 1-1. Outline of
図1に示すように、システム100は、液体吐出装置200と、「測定部」の一例である測定装置300と、情報処理装置400と、を有する。以下、これらを順次説明する。
As shown in FIG. 1, the
1-1a.液体吐出装置200
液体吐出装置200は、インクジェット方式により印刷媒体に印刷するプリンターである。印刷媒体は、液体吐出装置200が印刷可能な媒体であればよく、特に限定されず、例えば、各種紙、各種布または各種フィルム等である。なお、液体吐出装置200は、シリアル型のプリンターでもよいし、ライン型のプリンターでもよい。
1-1a.
The
図1に示すように、液体吐出装置200は、液体吐出ヘッド210と、移動機構220と、電源回路230と、駆動信号生成回路240と、駆動回路250と、記憶回路260と、「制御部」の一例である処理回路270と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
液体吐出ヘッド210は、インクを印刷媒体に向けて吐出する。図1では、液体吐出ヘッド210の構成要素として、「駆動素子」の一例である複数の圧電素子211が図示される。液体吐出ヘッド210の構成例については、後に図2に基づいて説明する。なお、圧電素子211に代えて、キャビティ内のインクを加熱するヒーターを駆動素子として用いてもよい。
The
図1に示す例では、液体吐出装置200が有する液体吐出ヘッド210の数が1個であるが、当該数は、2個以上でもよい。この場合、例えば、2個以上の液体吐出ヘッド210がユニット化される。液体吐出装置200がシリアル型である場合、印刷媒体の幅方向の一部にわたり複数のノズルが分布するように、液体吐出ヘッド210またはこれを2個以上含むユニットが用いられる。また、液体吐出装置200がライン型である場合、印刷媒体の幅方向での全域にわたり複数のノズルが分布するように、2個以上の液体吐出ヘッド210を含むユニットが用いられる。
In the example shown in FIG. 1, the number of
移動機構220は、液体吐出ヘッド210と印刷媒体との相対的な位置を変化させる。より具体的には、液体吐出装置200がシリアル型である場合、移動機構220は、印刷媒体を所定方向に搬送する搬送機構と、液体吐出ヘッド210を当該印刷媒体の搬送方向に直交する軸に沿って反復的に移動させる移動機構と、を有する。また、液体吐出装置200がライン型である場合、移動機構220は、2個以上の液体吐出ヘッド210を含むユニットの長手方向に交差する方向に印刷媒体を搬送する搬送機構を有する。
The
電源回路230は、図示しない商用電源から電力の供給を受け、所定の各種電位を生成する。生成した各種電位は、液体吐出装置200の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路230は、電源電位VHVとオフセット電位VBSとを生成する。オフセット電位VBSは、液体吐出ヘッド210等に供給される。また、電源電位VHVは、駆動信号生成回路240等に供給される。
The
駆動信号生成回路240は、液体吐出ヘッド210が有する各圧電素子211を駆動するための駆動信号Comを生成する回路である。
The drive
具体的には、駆動信号生成回路240は、例えば、DA変換回路と増幅回路とを有する。駆動信号生成回路240では、当該DA変換回路が処理回路270からの後述の波形指定信号dComをデジタル信号からアナログ信号に変換し、当該増幅回路が電源回路230からの電源電位VHVを用いて当該アナログ信号を増幅することにより駆動信号Comを生成する。ここで、駆動信号Comに含まれる波形のうち、圧電素子211に実際に供給される波形の信号が駆動パルスPDである。なお、駆動パルスPDについては、後に詳述する。
Specifically, the drive
駆動回路250は、後述の制御信号SIに基づいて、複数の圧電素子211のそれぞれについて、駆動信号Comに含まれる波形のうちの少なくとも一部を駆動パルスPDとして供給するか否かを切り替えるトランスミッションゲート等の回路である。
The
記憶回路260は、処理回路270が実行する各種プログラムと、処理回路270が処理する記録データ等の各種データと、を記憶する。記憶回路260は、例えば、RAM(Random Access Memory)等の揮発性のメモリーとROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)またはPROM(Programmable ROM)等の不揮発性メモリーとの一方または両方の半導体メモリーを含む。記録データは、例えば、情報処理装置400から供給される。なお、記憶回路260は、処理回路270の一部として構成されてもよい。
The
処理回路270は、液体吐出装置200の各部の動作を制御する機能と、各種データを処理する機能と、を有する。処理回路270は、例えば、1個以上のCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサーを含む。なお、処理回路270は、CPUに代えて、または、CPUに加えて、FPGA(field-programmable gate array)等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。
The
処理回路270は、記憶回路260に記憶されるプログラムを実行することにより、液体吐出装置200の各部の動作を制御する。ここで、処理回路270は、液体吐出装置200の各部の動作を制御するための信号として、制御信号Sk、SIおよび波形指定信号dCom等の信号を生成する。また、処理回路270は、測定装置300から出力される情報に基づいて決定された波形の駆動パルスPDを液体吐出ヘッド210に印加するために記録データに基づく制御を行う。
The
制御信号Skは、移動機構220の駆動を制御するための信号である。制御信号SIは、駆動回路250の駆動を制御するための信号である。具体的には、制御信号SIは、記憶データに基づいて、駆動回路250が駆動信号生成回路240からの駆動信号Comを駆動パルスPDとして液体吐出ヘッド210に対して供給するか否かを所定の単位期間ごとに指定する。この指定により、液体吐出ヘッド210から吐出されるインク量等が指定される。波形指定信号dComは、駆動信号生成回路240で生成される駆動信号Comの波形を規定するためのデジタル信号である。
The control signal Sk is a signal for controlling the drive of the moving
1-1b.測定装置300
測定装置300は、駆動パルスPDを実際に用いたときの液体吐出ヘッド210からのインクの吐出特性を測定するための装置である。当該吐出特性としては、例えば、吐出速度、インク量、サテライトの数および安定性等が挙げられる。なお、以下では、液体吐出ヘッド210からのインクの吐出特性を単に「吐出特性」という場合がある。
1-1b. Measuring
The
本実施形態の測定装置300は、液体吐出ヘッド210から吐出されたインクの飛翔中の状態を撮像する撮像装置である。具体的には、測定装置300は、例えば撮像光学系および撮像素子を有する。撮像光学系は、少なくとも1つの撮像レンズを含む光学系であり、プリズム等の各種の光学素子を含んでもよいし、ズームレンズまたはフォーカスレンズ等を含んでもよい。撮像素子は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサーまたはCMOS(Complementary MOS)イメージセンサー等である。測定装置300による撮像画像を用いた吐出特性の測定については、後に図3に基づいて詳述する。
The measuring
なお、本実施形態では、測定装置300が飛翔中のインクを撮像するが、印刷媒体等に着弾したインクを撮像した結果に基づいて液体吐出ヘッド210からのインクの吐出量等の吐出特性を測定することも可能である。また、測定装置300は、液体吐出ヘッド210からのインクの吐出特性に応じた測定結果を得ることができればよく、撮像装置に限定されず、例えば、液体吐出ヘッド210から吐出されたインクの質量を測定する電子天秤等でもよい。さらに、液体吐出ヘッド210からのインクの吐出特性を測定するための情報源としては、測定装置300からの情報のほか、液体吐出ヘッド210で生じる残留振動の波形を検出した結果を用いてもよい。当該残留振動は、圧電素子211の駆動後に液体吐出ヘッド210におけるインクの流路に残留する振動であり、例えば、圧電素子211からの電圧信号として検出される。
Note that in this embodiment, the measuring
1-1c.情報処理装置400
情報処理装置400は、液体吐出装置200および測定装置300の動作を制御するコンピューターである。ここで、情報処理装置400が液体吐出装置200および測定装置300のそれぞれに無線または有線により互いに通信可能に接続される。なお、この接続には、インターネットを含む通信網が介在してもよい。
1-1c.
The
図1に示すように、情報処理装置400は、表示装置410と、入力装置420と、記憶回路430と、処理回路440と、を有する。これらは、互いに通信可能に接続される。
As shown in FIG. 1, the
表示装置410は、処理回路440による制御のもとで各種の画像を表示する。ここで、表示装置410は、例えば、液晶表示パネルまたは有機EL(electro-luminescence)表示パネル等の各種の表示パネルを有する。なお、表示装置410は、情報処理装置400の外部に設けられてもよい。また、表示装置410は、液体吐出装置200の構成要素であってもよい。
入力装置420は、ユーザーからの操作を受け付ける機器である。例えば、入力装置420は、タッチパッド、タッチパネルまたはマウス等のポインティングデバイスを有する。ここで、入力装置420は、タッチパネルを有する場合、表示装置410を兼ねてもよい。なお、入力装置420は、情報処理装置400の外部に設けられてもよい。また、入力装置420は、液体吐出装置200の構成要素であってもよい。
記憶回路430は、処理回路440が実行する各種プログラム、および処理回路440が処理する各種データを記憶する装置である。記憶回路430は、例えば、ハードディスクドライブまたは半導体メモリーを有する。なお、記憶回路430の一部または全部は、情報処理装置400の外部の記憶装置またはサーバー等に設けてもよい。
The
本実施形態の記憶回路430には、プログラムPG1、学習済モデルPJ1、第1情報D1、第2情報D2、測定情報D3および決定波形情報DPが記憶される。なお、プログラムPG1、学習済モデルPJ1、第1情報D1、第2情報D2、測定情報D3および決定波形情報DPの一部または全部は、情報処理装置400の外部の記憶装置またはサーバー等に記憶されてもよい。
The
第1情報D1および第2情報D2のそれぞれは、液体吐出ヘッド210に関する情報である。ただし、第1情報D1は、学習済モデルPJ1を用いた推定での入力として用いられ、後述の受付部441の受け付けにより得られる。本実施形態では、第1情報D1は、液体吐出ヘッド210の駆動に用いる駆動パルスPDの波形候補を示す情報を含む。一方、第2情報D2は、第1情報D1とは異なる情報であり、学習済モデルPJ1を用いた推定での出力として後述の推定部442により生成される。本実施形態では、第2情報D2は、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出量と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出速度と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の安定性と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の状態を表す画像の特徴量と、のうちの少なくとも1つの推定値を示す情報を含む。第1情報D1および第2情報D2の詳細については、後に図6に基づいて説明する。
Each of the first information D1 and the second information D2 is information regarding the
測定情報D3は、前述の測定装置300を用いた実測により液体吐出ヘッド210からのインクの吐出特性を測定した結果に関する情報である。測定情報D3には、測定結果を示す情報のほか、測定に用いた波形、温度等の測定条件に関する情報等が適宜に含まれる。
The measurement information D3 is information regarding the results of measuring the ink ejection characteristics from the
プログラムPG1は、液体の一例であるインクを吐出する液体吐出ヘッド210に設けられる圧電素子211に印加される駆動パルスPDの波形を決定する駆動波形決定方法をコンピューターに実行させる。この駆動波形決定方法には、学習済モデルPJ1が用いられる。
The program PG1 causes the computer to execute a drive waveform determining method for determining the waveform of a drive pulse PD to be applied to a
学習済モデルPJ1は、第1情報D1と第2情報D2との対応関係を機械学習した推定モデルである。当該機器学習は、後述するように、学習用の第1情報D1と学習用の第2情報D2とを対応付けたデータセットDSTに基づいて行われる。学習済モデルPJ1の詳細については、後に図6および図7に基づいて説明する。 The learned model PJ1 is an estimation model obtained by machine learning the correspondence between the first information D1 and the second information D2. The device learning is performed based on a data set DST in which first learning information D1 and second learning information D2 are associated with each other, as described later. Details of the trained model PJ1 will be explained later based on FIGS. 6 and 7.
決定波形情報DPは、波形を規定する電圧、電位、電位変化の傾き等のパラメーターに関する情報であり、駆動パルスPDの波形を示す。決定波形情報DPは、第2情報D2基づいて後述の決定部454により生成される。 The determined waveform information DP is information regarding parameters such as voltage, potential, and slope of potential change that define the waveform, and indicates the waveform of the drive pulse PD. The determined waveform information DP is generated by the determining unit 454, which will be described later, based on the second information D2.
処理回路440は、情報処理装置400の各部、液体吐出装置200および測定装置300を制御する機能、および各種データを処理する機能を有する装置である。処理回路440は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサーを有する。なお、処理回路440は、単一のプロセッサーで構成されてもよいし、複数のプロセッサーで構成されてもよい。また、処理回路440の機能の一部または全部を、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで実現してもよい。
The
処理回路440は、記憶回路430からプログラムPG1を読み込んで実行することにより、受付部441、推定部442、判定部443および決定部444として機能する。なお、本実施形態では、受付部441、推定部442、判定部443および決定部444が同一の処理回路440の機能として実現される態様について記載するが、処理回路440の数が複数である場合、受付部441、推定部442、判定部443および決定部444が互いに異なる処理回路440の機能として実現されてもよい。
The
受付部441は、ユーザーに使用される液体吐出ヘッド210に関する第1情報D1の入力を受け付ける。例えば、受付部441は、GUI(Graphical User Interface)用の画像を表示装置410に表示させ、当該画像に基づく入力装置420の操作に従い、第1情報D1またはその生成に必要な情報の入力を受け付ける。
The
推定部442は、学習済モデルPJ1および第1情報D1に基づいて、ユーザーに提供すべき第2情報D2を推定する。
The
判定部443は、第2情報D2の示す推測値に基づいて、第1情報D1の示す波形候補を液体吐出ヘッド210に印加される駆動パルスPDの波形とすべきか否かを判定する。
The
決定部444は、第1情報D1および第2情報D2に基づいて駆動パルスPDの波形を決定することにより、決定波形情報DPを生成する。具体的には、決定部444は、第2情報D2の示す吐出特性と測定装置300の測定による吐出特性とを評価する機能と、第2情報D2の示す吐出特性を評価した結果に基づいて、測定装置300の測定を行うか否かを判定したり、測定に用いる波形候補を最適化するように調整したりする機能と、を有する。
The determining
決定部444では、第2情報D2の示す吐出特性を評価した結果に基づいて測定装置300の測定を行うか否かを判定することにより、可能な限り推定部442による推定を行ったうえで、測定装置300による実測が行われる。このため、当該実測が必要以上の回数で行われたり不適切な条件で行われたりすることが低減される。また、決定部444では、測定に用いる波形候補を当該評価の結果に基づいて最適化するように調整することにより、所望の吐出特性が得られる駆動パルスPDの波形が最終的に決定される。
The determining
したがって、測定装置300は、判定部443が第1情報D1の示す波形候補を液体吐出ヘッド210に印加される駆動パルスPDの波形とすべきと判定した場合、当該波形候補に基づく駆動パルスPDを液体吐出ヘッド210に印加することにより、吐出特性に関する実測値を示す情報を出力する。ここで、当該吐出特性には、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出量と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出速度と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の安定性と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の状態を表す画像の特徴量と、のうちの少なくとも1つが含まれる。
Therefore, when the determining
1-2.液体吐出ヘッド210の構成例
図2は、液体吐出ヘッド210の構成例を示す図である。液体吐出ヘッド210は、流路基板212と圧力室基板213とノズル板214と吸振体215と振動板216と複数の圧電素子211とカバー217とケース218と配線基板219とを有する。
1-2. Configuration Example of
ここで、流路基板212よりもZ1方向に位置する領域には、圧力室基板213と振動板216と複数の圧電素子211とケース218とカバー217とが設置される。他方、流路基板212よりもZ2方向に位置する領域には、ノズル板214と吸振体215とが設置される。液体吐出ヘッド210の各要素は、概略的にはY軸に沿う方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤により互いに接合される。
Here, a
図2に示すように、ノズル板214は、Y軸に沿う方向に配列される複数のノズルNが設けられる板状部材である。各ノズルNは、インクを通過させる貫通孔である。ノズル板214は、例えば、ドライエッチングまたはウェットエッチング等の加工技術を用いる半導体製造技術によりシリコン単結晶基板を加工することにより製造される。ただし、ノズル板214の製造には、他の公知の方法および材料が適宜に用いられてもよい。
As shown in FIG. 2, the
流路基板212は、インクの流路を形成するための板状部材である。図2に示すように、流路基板212には、開口部R1と複数の供給流路Raと複数の連通流路Naとが設けられる。開口部R1は、複数のノズルNにわたり連続するように、Z軸に沿う方向でみた平面視で、Y軸に沿う方向に延びる長尺状の貫通孔である。他方、供給流路Raおよび連通流路Naそれぞれは、ノズルNごとに個別に設けられる貫通孔である。複数の供給流路Raのそれぞれは、開口部R1に連通する。流路基板212は、前述のノズル板214と同様に、例えば、半導体製造技術によりシリコン単結晶基板を加工することにより製造される。ただし、流路基板212の製造には、他の公知の方法および材料が適宜に用いられてもよい。なお、供給流路Raの一部は、圧力室基板213に形成されてもよい。
The
圧力室基板213は、複数のノズルNに対応する複数の圧力室Cが形成される板状部材である。圧力室Cは、流路基板212と振動板216との間に位置し、当該圧力室C内に充填されるインクに圧力を付与するためのキャビティと称される空間である。複数の圧力室Cは、Y軸に沿う方向に配列される。各圧力室Cは、圧力室基板213の両面に開口する孔で構成されており、X軸に沿う方向に延びる長尺状をなす。各圧力室CのX2方向での端は、対応する供給流路Raに連通する。なお、供給流路Raは圧力室Cに対して断面積が狭められており、この部分が流路抵抗として機能するため、インクに圧力が付与された際の逆流が抑制される。一方、各圧力室CのX1方向での端は、対応する連通流路Naに連通する。圧力室基板213は、前述のノズル板214と同様に、例えば、半導体製造技術によりシリコン単結晶基板を加工することにより製造される。ただし、圧力室基板213のそれぞれの製造には、他の公知の方法および材料が適宜に用いられてもよい。
The
圧力室基板213のZ1方向を向く面には、振動板216が配置される。振動板216は、弾性的に変形可能な板状部材である。図4に示す例では、振動板216は、弾性膜である第1層216aと、絶縁膜である第2層216bと、を有し、これらがこの順でZ1方向に積層される。第1層216aは、例えば、酸化シリコン(SiO2)で構成される弾性膜である。当該弾性膜は、例えば、シリコン単結晶基板の一方の面を熱酸化することにより形成される。第2層216bは、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)で構成される絶縁膜である。当該絶縁膜は、例えば、スパッタ法によりジルコニウムの層を形成し、当該層を熱酸化することにより形成される。なお、振動板216の構成は、図2に示す例に限定されない。
A
振動板216のZ1方向を向く面には、互いに異なるノズルNまたは圧力室Cに対応する複数の圧電素子211が配置される。各圧電素子211は、X軸に沿う方向に延びる長尺状をなす。複数の圧電素子211は、複数の圧力室Cに対応するようにY軸に沿う方向に配列される。圧電素子211の変形に連動して振動板216が振動すると、圧力室C内の圧力が変動することにより、インクがノズルNから吐出される。
A plurality of
ケース218は、複数の圧力室Cに供給されるインクを貯留するためのケースであり、流路基板212のZ1方向を向く面に接着剤等により接合される。ケース218は、例えば、樹脂材料で構成されており、射出成形により製造される。ケース218には、収容部R2と供給口IHとが設けられる。収容部R2は、流路基板212の開口部R1に対応する外形の凹部である。供給口IHは、収容部R2に連通する貫通孔である。開口部R1および収容部R2による空間は、インクを貯留するリザーバーである液体貯留室Rとして機能する。液体貯留室Rには、液体容器10からのインクが供給口IHを介して供給される。
The
吸振体215は、液体貯留室R内の圧力変動を吸収するための要素である。吸振体215は、例えば、弾性変形可能な可撓性のシート部材であるコンプライアンス基板である。ここで、吸振体215は、流路基板212の開口部R1と複数の供給流路Raとを閉塞して液体貯留室Rの底面を構成するように、流路基板212のZ2方向を向く面に配置される。
The
カバー217は、複数の圧電素子211を保護するとともに圧力室基板213および振動板216の機械的な強度を補強する構造体である。カバー217は、振動板216の表面に例えば接着剤により接合される。カバー217には、複数の圧電素子211を収容する凹部が設けられる。
The
圧力室基板213または振動板216のZ1方向を向く面には、配線基板219が接合される。配線基板219は、処理回路270等と液体吐出ヘッド210とを電気的に接続するための複数の配線が形成される実装部品である。配線基板219は、例えば、FPC(Flexible Printed Circuit)またはFFC(Flexible Flat Cable)等の可撓性の配線基板である。配線基板219には、駆動回路250が実装される。
A
1-3.駆動パルスPDの波形例
図3は、駆動パルスPDの波形の一例を示す図である。図3には、駆動パルスPDの電位の経時的変化、すなわち駆動パルスPDの電圧波形が示される。なお、駆動パルスPDの波形は、図3に示す例に限定されず、任意である。
1-3. Waveform Example of Drive Pulse PD FIG. 3 is a diagram showing an example of the waveform of the drive pulse PD. FIG. 3 shows a temporal change in the potential of the drive pulse PD, that is, a voltage waveform of the drive pulse PD. Note that the waveform of the drive pulse PD is not limited to the example shown in FIG. 3, but is arbitrary.
図3に示すように、駆動パルスPDは、単位期間Tuごとに駆動信号Comに含まれる。図3に示す例では、駆動パルスPDの電位Eは、基準となる電位E1から電位E2に上昇した後に、電位E1よりも低い電位E3に低下し、その後、電位E1に戻る。 As shown in FIG. 3, the drive pulse PD is included in the drive signal Com every unit period Tu. In the example shown in FIG. 3, the potential E of the drive pulse PD increases from the reference potential E1 to the potential E2, then decreases to a potential E3 lower than the potential E1, and then returns to the potential E1.
より具体的に説明すると、駆動パルスPDの電位Eは、まず、タイミングt0からタイミングt1までの期間にわたり電位E1に維持された後、タイミングt1からタイミングt2までの期間にわたり電位E2に上昇する。そして、駆動パルスPDの電位Eは、タイミングt2からタイミングt3までの期間にわたり電位E2に維持された後、タイミングt3からタイミングt4までの期間にわたり電位E3に降下する。その後、タイミングt4からタイミングt5までの期間にわたり電位E3に維持された後、タイミングt5からタイミングt6までの期間にわたり電位E1に上昇する。 More specifically, the potential E of the drive pulse PD is first maintained at potential E1 over a period from timing t0 to timing t1, and then increases to potential E2 over a period from timing t1 to timing t2. Then, the potential E of the drive pulse PD is maintained at potential E2 over a period from timing t2 to timing t3, and then drops to potential E3 over a period from timing t3 to timing t4. Thereafter, after being maintained at the potential E3 over a period from timing t4 to timing t5, it rises to potential E1 over a period from timing t5 to timing t6.
このような波形の駆動パルスPDは、タイミングt1からタイミングt2までの期間において液体吐出ヘッド210の圧力室を増大させ、タイミングt3からタイミングt4までの期間において当該圧力室の容積を急激に減少させる。このような圧力室の容積の変化により、当該圧力室内のインクの一部がノズルから液滴として吐出される。
The drive pulse PD having such a waveform increases the pressure chamber of the
以上のような駆動パルスPDの波形は、前述の各期間に対応するパラメーターp1、p2、p3、p4、p5、p6およびp7を用いた関数で表すことが可能である。駆動パルスPDの波形が当該関数で定義される場合、各パラメーターを変化させることにより、駆動パルスPDの波形を調整することができる。駆動パルスPDの波形を調整することにより、液体吐出ヘッド210からのインクの吐出特性を調整することができる。
The waveform of the drive pulse PD as described above can be expressed by a function using parameters p1, p2, p3, p4, p5, p6, and p7 corresponding to each of the above-mentioned periods. When the waveform of the drive pulse PD is defined by the function, the waveform of the drive pulse PD can be adjusted by changing each parameter. By adjusting the waveform of the drive pulse PD, the ejection characteristics of ink from the
1-4.インクの吐出特性の実測
図4は、インクの吐出特性の実測を説明するための図である。図4に示すように、測定装置300は、液体吐出ヘッド210のノズルNから吐出されたインクの液滴DRの飛翔中の状態を吐出方向に対して直交または交差する方向から撮像する。
1-4. Actual Measurement of Ink Ejection Characteristics FIG. 4 is a diagram for explaining actual measurement of ink ejection characteristics. As shown in FIG. 4, the measuring
図4に示す例では、液体吐出ヘッド210には、ノズルNが開口するノズル面214aが設けられる。ノズル面214aは、通常、記録媒体Mの印刷面に平行となるように設置される。
In the example shown in FIG. 4, the
液滴DRは、ノズルNから吐出されるメインの液滴である。図4に示す例では、液滴DRのほか、液滴DRの発生に伴って副次的に液滴DRに後続して発生するサテライトと呼ばれる複数の液滴DRaがノズルNから吐出される。液滴DRaは、液滴DRよりも小径であり、液滴DRaの発生の有無、数または大きさ等は、インクの種類、または、駆動パルスPDの波形等に応じて異なる。 The droplet DR is the main droplet ejected from the nozzle N. In the example shown in FIG. 4, in addition to the droplet DR, a plurality of droplets DRa called satellites are ejected from the nozzle N, which are generated secondary to the droplet DR as the droplet DR is generated. The droplet DRa has a smaller diameter than the droplet DR, and the presence or absence, number, size, etc. of the droplet DRa vary depending on the type of ink, the waveform of the drive pulse PD, etc.
測定装置300は、飛翔中の液滴DRを連続的または微小な時間間隔で間欠的に撮像を行う。この撮像の結果に基づいて、記録媒体Mに対する液滴DRの到達タイミングを測定することができる。また、測定装置300の測定結果に基づいて、所定のタイミングごとの液滴DRの位置を測定したり、複数のタイミングでの当該位置に基づいて液滴DRの吐出方向、吐出速度または着弾位置を測定したりすることもできる。さらに、ノズルNから複数の液滴DRを連続して吐出させる場合、測定装置300の測定結果に基づいて、複数の液滴DRが合体するか否かを測定したり、その合体順を測定したりすることもできる。
The measuring
液体吐出ヘッド210からの液滴DRの飛翔距離が所定距離に到達するタイミングは、実際に液滴DRの飛翔距離が当該所定距離に達した時刻に基づいて算出してもよいし、液滴DRの吐出速度および当該所定距離に基づいて算出してもよい。ここで、当該所定距離がノズル面214aと記録媒体Mとの間の距離PGである場合、液滴DRが記録媒体Mに到達するタイミングが測定される。
The timing at which the flight distance of the droplet DR from the
液体吐出ヘッド210からの液滴DRの量である吐出量は、例えば、測定装置300の撮像画像を用いて、液滴DRの直径LBに基づいて液滴DRの体積として算出される。また、液体吐出ヘッド210からの液滴DRの吐出速度は、例えば、飛翔中の液滴DRの任意の2つの位置間の距離LCと時間とに基づいて算出される。図4では、当該所定時間後の液滴DRが二点鎖線で示される。また、液体吐出ヘッド210からのインクのアスペクト比(LA/LB)をインクの吐出特性として算出することもできる。当該所定時間前後の液滴DRの位置関係により、液体吐出ヘッド210からのインクの吐出角度を求めることもできる。なお、液体吐出ヘッド210からの液滴DRの量は、液滴DRの直径LBと液滴DRの密度とに基づいて液滴DRの質量として算出されてもよい。
The ejection amount, which is the amount of the droplet DR from the
1-5.駆動パルスPDの波形決定の流れ
図5は、第1実施形態に係る情報処理装置400の動作を示すフローチャートである。図5に示すように、まず、ステップS110において、決定部444は、吐出特性の目標値を設定する。この設定は、前述の入力装置420を用いたユーザーによる入力、または、プログラムPG1の実行により自動的に行われる。
1-5. Flow of Waveform Determination of Drive Pulse PD FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
そして、ステップS120において、決定部444は、目標値または評価値に基づく波形候補を設定する。この設定により、受付部441が第1情報D1の入力を受け付ける。なお、ステップS120では、評価値またはそれに基づく波形候補がない場合、目標値に基づく初期波形が波形候補として設定され、一方、評価値またはそれに基づく波形候補がある場合、評価値に基づく波形候補が設定される。なお、波形候補は他の方法により設定されてもよく、例えばランダムに生成されても良い。
Then, in step S120, the determining
次に、ステップS130において、決定部444は、学習済モデルPJ1を用いた吐出特性の推定を推定部442に実行させる。そして、ステップS140において、決定部444は、その推定結果を第2情報D2として記憶回路430に記憶させる。その後、ステップS150において、決定部444は、第2情報D2の示す吐出特性を用いて評価関数の評価値を算出する。
Next, in step S130, the determining
吐出特性の評価には、例えば、所定の吐出特性が所望の値または範囲のときに最小または最大となる評価関数が用いられ、当該評価の結果は、当該評価関数の算出値である評価値として表される。当該評価関数には、当該所定の吐出特性に関する項の線形和が用いられる。本実施形態の当該評価関数には、吐出速度に関する項とインク量に関する項との線形和が用いられる。また、当該評価関数のパラメーターは、前述の駆動パルスPDの波形に関するパラメーターp1,p2,p3,…である。 To evaluate the ejection characteristics, for example, an evaluation function is used that is minimum or maximum when a predetermined ejection characteristic is within a desired value or range, and the result of the evaluation is used as an evaluation value that is a calculated value of the evaluation function. expressed. The evaluation function uses a linear sum of terms related to the predetermined ejection characteristics. The evaluation function of this embodiment uses a linear sum of a term related to ejection speed and a term related to ink amount. Further, the parameters of the evaluation function are parameters p1, p2, p3, . . . related to the waveform of the drive pulse PD described above.
より具体的に説明すると、当該評価関数f(x)の一例は、
f(x)=W1×(Vm(x)-Vmtarget)2+W2×(Iw(x)-Iwtarget)2
で表される。
To explain more specifically, an example of the evaluation function f(x) is:
f(x)=W1×(Vm(x)−Vmtarget) 2 +W2×(Iw(x)−Iwtarget) 2
It is expressed as
ここで、評価関数f(x)中、xは、パラメーターp1,p2,p3,…である。Vm(x)は、シミュレーションによる吐出速度の測定値である。Iw(x)は、シミュレーションによるインク量の測定値である。Vmtargetは、吐出速度の目標値である。Iwtargetは、インク量の目標値である。W1およびW2は、それぞれ、重み係数である。なお、この評価関数f(x)の一例では、インク量と吐出速度によって評価するが、その他に吐出安定性や吐出方向の傾き等を用いて評価してもよい。 Here, in the evaluation function f(x), x is the parameter p1, p2, p3, . Vm(x) is a measured value of ejection speed through simulation. Iw(x) is a measured value of ink amount by simulation. Vmtarget is the target value of the ejection speed. Iwtarget is the target value of the ink amount. W1 and W2 are weighting factors, respectively. In this example, the evaluation function f(x) is evaluated based on the ink amount and the ejection speed, but the evaluation may also be performed using ejection stability, inclination of the ejection direction, etc.
なお、当該評価関数の評価値に基づいて、測定結果が目標とする吐出特性に近づくように波形候補が調整される。この調整は、後述するステップS160にてステップS120に戻ることが決定されたときに波形候補に対して実際に反映される。 Note that, based on the evaluation value of the evaluation function, the waveform candidate is adjusted so that the measurement result approaches the target ejection characteristic. This adjustment is actually reflected on the waveform candidate when it is determined in step S160, which will be described later, to return to step S120.
波形候補の調整には、例えば、測定した吐出特性に基づく当該評価関数の評価値が最小化するベイズ最適化またはNelder-Mead法等の最適化アルゴリズムが用いられる。 To adjust the waveform candidates, an optimization algorithm such as Bayesian optimization or the Nelder-Mead method, which minimizes the evaluation value of the evaluation function based on the measured ejection characteristics, is used, for example.
波形候補の調整にベイズ最適化を用いる場合、EI(Expected Improvement)、PI(Probability of Improvement)、UCB(Upper Confidence Bound)、PES(Predictive Entropy Search)等の獲得関数を用い、パラメーターp1,p2,p3,…を探索することにより、波形候補が求められる。 When Bayesian optimization is used to adjust waveform candidates, acquisition functions such as EI (Expected Improvement), PI (Probability of Improvement), UCB (Upper Confidence Bound), and PES (Predictive Entropy Search) are used to determine the parameters p1, p2, By searching p3, . . . , waveform candidates are found.
ここで、用いる獲得関数の種類に応じて、得られる波形候補の特徴が異なる。一般的な傾向として、獲得関数EIを用いて得られる波形候補は、改善量の期待値が高い波形である。獲得関数PIを用いて得られる波形候補は、改善の確率が高いが、改善量が少ない波形である。獲得関数UCBを用いて得られる波形候補は、改善の余地が大きいが、悪化の余地も大きい波形である。 Here, the characteristics of the obtained waveform candidates differ depending on the type of acquisition function used. As a general tendency, waveform candidates obtained using the acquisition function EI are waveforms with a high expected value of improvement amount. The waveform candidates obtained using the acquisition function PI are waveforms with a high probability of improvement but with a small amount of improvement. The waveform candidates obtained using the acquisition function UCB are waveforms that have a lot of room for improvement, but also have a lot of room for deterioration.
Nelder-Mead法は、局所最適化アルゴリズムであることから、駆動パルスPDに既存の波形を用いてインクの物性または目的とする吐出特性をわずかに変更する場合に好適である。 Since the Nelder-Mead method is a local optimization algorithm, it is suitable when using an existing waveform for the drive pulse PD to slightly change the physical properties of the ink or the desired ejection characteristics.
以上のステップS150の後、ステップS160において、決定部444は、波形候補について、後述の基準に基づいて、測定装置300による測定を行う価値があるか否かを判定する。当該価値がない場合、前述のステップS120に戻る。すなわち、決定部444は、当該価値があるまで、前述のステップS120からステップS160までを繰り返す。
After the above step S150, in step S160, the determining
ステップS160での判定の基準は、例えば、気泡の混入等が起こらずに正常に吐出可能であること、後に吐出不良を生じさせないこと、および、実測する価値があることのすべてを満たすことである。すなわち、決定部444は、正常に吐出可能であり、後の吐出不良も生じさせず、かつ、実測する価値がある場合、測定装置300による実測を実行させ、そうでない場合、ステップS120に戻り、上述のようにして調整された波形候補を次の波形候補として、再度、学習済モデルPJ1による吐出特性の推定を実行させる。実測する価値の有無の具体例は、以下の通りである。
The criteria for determination in step S160 are, for example, that the discharge is possible normally without the inclusion of air bubbles, that no discharge failure occurs later, and that it is worth actually measuring. . That is, the determining
例えば、学習済モデルPJ1による推定結果の示すインク量が所定の閾値未満である場合は、正常吐出できていないことが推定されるため、まだ実測する価値がないと判定される。一方、当該インク量が所定の閾値以上である場合は、実測する価値があると判定される。 For example, if the amount of ink indicated by the estimation result by the learned model PJ1 is less than a predetermined threshold value, it is presumed that normal ejection has not been performed, and therefore it is determined that there is no value in actual measurement yet. On the other hand, if the amount of ink is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that it is worth actually measuring.
また、例えば、吐出不良が発生しやすい波形、またはハードウェアの寿命、安全性等に基づく制約により実用的でない波形の範囲を前述のパラメーターの不等式等であらかじめ定義しておき、波形候補が当該範囲内である場合は、実測するまでもなく不適合であることが推定されるため、まだ実測する価値がないと判定される。一方、当該波形候補が当該範囲外である場合は、実測する価値があると判定される。 In addition, for example, the range of waveforms that are likely to cause ejection failures or that are impractical due to constraints based on hardware lifespan, safety, etc. can be defined in advance using the parameter inequalities described above, and the waveform candidates can be set within that range. If it is within the range, it is presumed that there is nonconformity without actually measuring, and it is determined that there is no value in actually measuring yet. On the other hand, if the waveform candidate is outside the range, it is determined that it is worth actually measuring.
また、例えば、学習済モデルPJ1による推定結果の示す吐出特性と目標値との差が所定以上である場合は、波形候補の改善の余地が十分にあることが推定されるため、まだ実測する価値がないと判定される。一方、当該吐出特性と目標値との差が所定未満である場合は、実測する価値があると判定される。 For example, if the difference between the ejection characteristics shown by the estimation results using the trained model PJ1 and the target value is greater than a predetermined value, it is assumed that there is sufficient room for improvement of the waveform candidates, so it is still worth actually measuring. It is determined that there is no. On the other hand, if the difference between the ejection characteristic and the target value is less than a predetermined value, it is determined that it is worth actually measuring.
以上のステップS160で価値があると判定された場合、ステップS170において、決定部444は、測定装置300による測定を実行させる。そして、ステップS180において、決定部444は、その測定結果を測定情報D3として記憶回路430に記憶させる。
If it is determined in step S160 that there is value, in step S170, the determining
その後、ステップS190において、決定部444は、測定情報D3の示す吐出特性を用いて評価関数の評価値を算出する。ステップS190での評価は、ステップS150での評価に用いたものと同じ評価関数f(x)を用いる。ただし、ステップS190では、Vm(x)は、実測による吐出速度の測定値であり、Iw(x)は、実測によるインク量の測定値である。また、当該評価関数の評価値に基づいて、測定結果が目標とする吐出特性に近づくように波形候補が調整される。その調整の方法はステップS150と同様である。この調整は、後述するステップS200にてステップS120も戻ることが決定されたときに波形候補に対して実際に反映される。
Thereafter, in step S190, the determining
次に、ステップS200において、決定部444は、終了するか否かを判断する。この判断は、ステップS180の測定結果が目標値に対して所定範囲内にあるか否かにより行う。当該測定結果が目標値に対して所定範囲内にない場合、決定部444は、前述のステップS120に戻る。一方、当該定結果が目標値に対して所定範囲内にある場合、決定部444は、最後に設定された波形候補を駆動パルスPDの波形として決定し、処理を終了する。
Next, in step S200, the determining
1-6.学習済モデル
図6は、第1実施形態に用いる学習済モデルPJ1を説明するための図である。学習済モデルPJ1は、第1情報D1の入力に応じて第2情報D2を出力する推定モデルである。具体的には、学習済モデルPJ1は、第1情報D1から第2情報D2を生成する演算を処理回路440に実行させるプログラムと、当該演算に適用される複数の係数との組合せで実現される。当該プログラムは、例えば人工知能ソフトウェアを構成するプログラムモジュールである。当該複数の係数は、例えば、後述のデータセットDSTを利用した深層学習により設定される。図6では、学習済モデルPJ1が入力層、出力層および中間層を有する深層ニューラルネットワーク等の数理モデルである場合が好適例として示される。なお、中間層の層数は、図6に示す例に限定されず、任意である。
1-6. Trained Model FIG. 6 is a diagram for explaining the trained model PJ1 used in the first embodiment. The learned model PJ1 is an estimation model that outputs second information D2 in response to input of first information D1. Specifically, the learned model PJ1 is realized by a combination of a program that causes the
図6に示す例では、第1情報D1は、波形候補情報D1aとヘッド種類情報D1bと液体種類情報D1cと環境情報D1dとを含む。一方、第2情報D2は、吐出量情報D2aと吐出速度情報D2bと安定性情報D2cと画像特徴情報D2dとを含む。 In the example shown in FIG. 6, the first information D1 includes waveform candidate information D1a, head type information D1b, liquid type information D1c, and environment information D1d. On the other hand, the second information D2 includes ejection amount information D2a, ejection speed information D2b, stability information D2c, and image characteristic information D2d.
なお、第1情報D1は、図6に示す例に限定されず、ヘッド種類情報D1bと液体種類情報D1cと環境情報D1dとのうちの少なくとも1つを含んでいなくてもよい。また、第2情報D2は、図6に示す例に限定されず、吐出量情報D2aと吐出速度情報D2bと安定性情報D2cと画像特徴情報D2dとのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。 Note that the first information D1 is not limited to the example shown in FIG. 6, and may not include at least one of the head type information D1b, the liquid type information D1c, and the environment information D1d. Further, the second information D2 is not limited to the example shown in FIG. 6, and may include at least one of the ejection amount information D2a, the ejection speed information D2b, the stability information D2c, and the image characteristic information D2d. .
波形候補情報D1aは、液体吐出ヘッド210の駆動に用いる駆動パルスPDの波形候補を示す情報である。より具体的には、波形候補情報D1aは、互いに異なる複数の候補波形を示す情報として、波形を規定する電圧、電位、電位変化の傾き等のパラメーターに関する情報である。
The waveform candidate information D1a is information indicating a waveform candidate of the drive pulse PD used to drive the
ヘッド種類情報D1bは、液体吐出ヘッド210の種類を示す情報である。より具体的には、ヘッド種類情報D1bは、液体吐出ヘッド210に固有のシリアルナンバー等の識別情報である。
Head type information D1b is information indicating the type of
液体種類情報D1cは、液体吐出ヘッド210から吐出される液体の種類を示す情報である。例えば、液体種類情報D1cは、インクの品番、粘度、残留振動または吐出速度等に関する情報である。
The liquid type information D1c is information indicating the type of liquid ejected from the
環境情報D1dは、液体吐出ヘッド210の使用環境を示す情報である。例えば、環境情報D1dは、液体吐出ヘッド210の設置環境での温度に関する情報であるか、液体吐出ヘッド210またはその周囲に設けられた温度センサーの検出温度に関する情報である。
The environment information D1d is information indicating the environment in which the
吐出量情報D2aは、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出量の推定値を示す情報である。吐出速度情報D2bは、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出速度の推定値を示す情報である。安定性情報D2cは、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の安定性の推定値を示す情報である。画像特徴情報D2dは、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の状態を表す画像の特徴量の推定値を示す情報である。
The ejection amount information D2a is information indicating an estimated value of the ejection amount of droplets ejected from the
図7は、第1実施形態に用いる学習済モデルPJ1を生成する機械学習を説明するための図である。学習済モデルPJ1の生成は、図7に示すように、学習処理部500を有する学習装置での機械学習により行われる。この機械学習には、複数のデータセットDSTが使用される。各データセットDSTは、第1情報D1と、これに対応する第2情報D2と、を含む。データセットDSTにおける第1情報D1は、「学習用第1情報」の一例である。同様に、データセットDSTにおける第2情報D2は、「学習用第2情報」の一例である。なお、データセットDSTにおける第1情報D1および第2情報D2は、前述の情報処理装置400とは別途の装置を用いて生成したものであってもよい。以下、複数のデータセットDSTの生成例を説明する。
FIG. 7 is a diagram for explaining machine learning for generating the trained model PJ1 used in the first embodiment. The trained model PJ1 is generated by machine learning using a learning device having a
複数のデータセットDSTを生成するには、まず、波形を規定する電圧および時間のパラメーター、インクの粘度、表面張力および密度の物性値、液体吐出ヘッド210の流路のディメンジョン等のパラメーターの組がランダムサンプリングまたはラテン超方格サンプリング(Latin Hypercube Sampling)等のサンプリング方法で複数組生成される。当該組の数は、例えば、1000組以上10000組以下である。当該サンプリング方法では、パラメーター空間全体に分布したサンプリングが望ましい。次に、サンプリングにより得られたパラメーターの組が数値流体力学シミュレーション用のソフトウェアに入力されることにより、インクの挙動がシミュレーションされる。そして、そのシミュレーションの結果として圧力分布、質量分布、流速分布等のデータが時系列で得られる。以上のシミュレーションに利用したパラメーターとその結果との組み合わせによるデータベースを用いることにより、複数のデータセットDSTが得られる。
In order to generate multiple data sets DST, first, a set of parameters such as voltage and time parameters that define the waveform, physical property values of ink viscosity, surface tension and density, and dimensions of the flow path of the
ここで、前述のデータベースを学習用データ、テストデータ、検証データ等に適宜分類し、当該学習用データがデータセットDSTとして用いられる。なお、データセットDSTには、後述の学習の過程で、データが追加されてもよい。また、データセットDSTは、シミュレーション結果のポスト処理によって得られるインク液滴速度、質量、サテライトの数等のデータを含んでもよい。また、データセットDSTは、シミュレーション結果を可視化したコンター図等の画像を示すデータを含んでもよい。 Here, the aforementioned database is appropriately classified into learning data, test data, verification data, etc., and the learning data is used as the data set DST. Note that data may be added to the data set DST during the learning process described later. Data set DST may also include data such as ink droplet velocity, mass, number of satellites, etc. obtained by post-processing of simulation results. Further, the data set DST may include data showing an image such as a contour diagram that visualizes the simulation result.
なお、上記では複数のデータセットDSTをシミュレーションで生成したが、実測によって生成しても良い。実測によりデータセットDSTを生成する方が、シミュレーションにより生成する場合に比べて、インクの消費量に伴うコスト増加が発生するが、データの精度は良化する。なお、シミュレーションと実測を併用してデータセットDSTを生成しても良い。 Note that although the plurality of data sets DST are generated by simulation in the above, they may be generated by actual measurement. When the data set DST is generated through actual measurement, the cost increases due to the amount of ink consumed, but the accuracy of the data is improved compared to when the data set DST is generated through simulation. Note that the data set DST may be generated using both simulation and actual measurement.
学習処理部500は、複数のデータセットDSTを利用した教師あり機械学習により学習済モデルPJ1の複数の係数を設定する。具体的には、学習処理部500は、データセットDSTにおける第1情報D1の入力に対して暫定的な学習済モデルPJ1が出力する第2情報D2Xと、データセットDSTに含まれる第2情報D2との相違が低減されるように、学習済モデルPJ1の複数の係数を更新する。例えば、学習処理部500は、第1情報D1と第2情報D2との相違を表す評価関数が最小化されるように、誤差逆伝播法により学習済モデルPJ1の複数の係数を反復的に更新する。以上の機械学習後の学習済モデルPJ1は、複数のデータセットDSTにおける第1情報D1と第2情報D2との間に潜在する傾向のもとで、未知の第1情報D1に対して統計的に妥当な第2情報D2を出力する。
The
なお、学習には、深層学習のほか、ガウス過程回帰またはランダムフォレスト回帰等を用いてもよい。また、深層学習を用いてアニメーションを出力する場合、時刻tにおける画像から時刻t+Δtにおける画像を生成するように学習が行われる。ここで、推論プログラムは、波形パラメーター等のほか、時刻t=0における画像を入力として受け取り、順次Δt後の画像を出力する。 Note that in addition to deep learning, Gaussian process regression, random forest regression, or the like may be used for learning. Furthermore, when outputting an animation using deep learning, learning is performed to generate an image at time t+Δt from an image at time t. Here, the inference program receives as input an image at time t=0 in addition to waveform parameters, etc., and sequentially outputs images after Δt.
以上のような学習済モデルPJ1では、短時間で複雑な波形の詳細な吐出特性が予測できる。これに対し、数秒以内の短時間でシミュレーション可能な等価回路法のような方法を用いた場合、複雑な波形の吐出特性を推定することが難しい。また、この場合、推定できる情報の種類が限られており、サテライトの数または詳細な圧力分布等を得ることができない。一方、有限体積法等の数値流体力学シミュレーション用のソフトウェアを用いる場合、微小波形の吐出特性を推定することが可能であるが、シミュレーション結果を得るのに10分~数時間程度の長時間を要するため、実用上の問題がある。 With the trained model PJ1 as described above, detailed ejection characteristics of complex waveforms can be predicted in a short time. On the other hand, when using a method such as the equivalent circuit method that can be simulated within a short time of several seconds, it is difficult to estimate the ejection characteristics of a complicated waveform. Furthermore, in this case, the types of information that can be estimated are limited, and it is not possible to obtain the number of satellites, detailed pressure distribution, etc. On the other hand, when using computational fluid dynamics simulation software such as the finite volume method, it is possible to estimate the discharge characteristics of minute waveforms, but it takes a long time, from 10 minutes to several hours, to obtain the simulation results. Therefore, there are practical problems.
以上のように、情報処理装置400は、「記憶部」の一例である記憶回路430と、受付部441と、推定部442と、を有する。記憶回路430は、データセットDSTに基づき機械学習した学習済モデルPJ1を記憶する。データセットDSTは、「液体」で一例であるインクを吐出する液体吐出ヘッド210に関する学習用の第1情報D1と、液体吐出ヘッド210に関する学習用の第2情報D2と、を対応付けたものである。受付部441は、ユーザーに使用される液体吐出ヘッド210に関する第1情報D1の入力を受け付ける。推定部442は、学習済モデルPJ1および第1情報D1に基づいて、ユーザーに提供すべき液体吐出ヘッド210に関する第2情報D2を推定する。
As described above, the
以上の情報処理装置400では、学習済モデルPJ1および第1情報D1に基づいて第2情報D2が推定されるので、シミュレーションを用いて第1情報D1に基づく第2情報D2を推定する場合に比べて、処理時間を短縮したり、吐出特性の推定精度を高めたりすることができる。
In the above
本実施形態では、前述のように、第1情報D1は、液体吐出ヘッド210の駆動に用いる駆動パルスPDの波形候補を示す情報を含む。第2情報D2は、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出量と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出速度と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の安定性と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の状態を表す画像の特徴量と、のうちの少なくとも1つの推定値を示す情報を含む。このため、波形候補に基づいて液体吐出ヘッド210の吐出特性を推定することができる。
In this embodiment, as described above, the first information D1 includes information indicating waveform candidates of the drive pulse PD used to drive the
また、前述のように、第1情報D1は、液体吐出ヘッド210の種類と、液体吐出ヘッド210から吐出される液体の種類と、液体吐出ヘッド210の使用環境と、のうちのいずれかを示す情報をさらに含む。このため、波形候補に基づく吐出特性の推定精度を高めることができる。
Further, as described above, the first information D1 indicates any one of the type of
さらに、前述のように、情報処理装置400は、判定部443をさらに有する。判定部443は、第2情報D2の示す推測値に基づいて、第1情報D1の示す波形候補を液体吐出ヘッド210に印加される駆動パルスPDの波形とすべきか否かを判定する。このため、吐出特性の実測が必要以上の回数で行われたり不適切な条件で行われたりすることが低減される。この結果、インクの無駄が防止されるとともに、駆動パルのPDの波形の決定に要する時間を短縮化することができる。
Furthermore, as described above, the
また、前述のように、情報処理装置400は、「測定部」の一例である測定装置300と「制御部」の一例である処理回路270とに通信可能に接続される。測定装置300は、判定部443が第1情報D1の示す波形候補を液体吐出ヘッド210に印加される駆動パルスPDの波形とすべきと判定した場合、当該波形候補に基づく駆動パルスPDを液体吐出ヘッド210に印加することにより、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出量と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の吐出速度と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の安定性と、液体吐出ヘッド210から吐出される液滴の状態を表す画像の特徴量と、のうちの少なくともいずれかの実測値を示す情報を出力する。処理回路270は、測定装置300から出力される情報に基づいて決定された波形の駆動パルスPDを液体吐出ヘッド210に印加するために記録データに基づく制御を行う。このため、決定された波形の駆動パルスPDを記録データに基づいて液体吐出ヘッド210に印加することにより画像を記録することができる。
Further, as described above, the
2.第2実施形態
図8は、第2実施形態に係る情報処理装置400Aを用いたシステム100Aの構成例を示す概略図である。システム100Aは、測定装置300が省略されるとともに、情報処理装置400に代えて情報処理装置400Aを有すること以外は、前述の第1実施形態のシステム100と同様である。また、情報処理装置400Aは、プログラムPG1に代えてプログラムPG2を用いるとともに学習済モデルPJ1に代えて学習済モデルPJ2を用いること以外は、前述の第1実施形態の情報処理装置400と同様である。
2. Second Embodiment FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example of a
本実施形態の記憶回路430には、プログラムPG2、学習済モデルPJ2、第1情報D1Aおよび第2情報D2Aが記憶される。
The
第1情報D1Aおよび第2情報D2Aのそれぞれは、液体吐出ヘッド210に関する情報である。ただし、第1情報D1Aは、学習済モデルPJ2を用いた推定での入力として用いられ、後述の受付部441Aの受け付けにより得られる。本実施形態では、第1情報D1Aは、液体吐出ヘッド210に駆動パルスPDを印加した後に圧力室C内に発生する残留振動を示す情報を含む。一方、第2情報D2Aは、第1情報D1Aとは異なる情報であり、学習済モデルPJ2を用いた推定での出力として推定部442Aにより生成される。本実施形態では、第2情報D2Aは、液体吐出ヘッド210から吐出される液体の物性を示す情報を含む。第1情報D1Aおよび第2情報D2Aの詳細については、後に図11に基づいて説明する。
Each of the first information D1A and the second information D2A is information regarding the
本実施形態では、処理回路440は、記憶回路430からプログラムPG2を読み込んで実行することにより、受付部441Aおよび推定部442Aとして機能する。
In this embodiment, the
受付部441Aは、ユーザーに使用される液体吐出ヘッド210に関する第1情報D1Aの入力を受け付ける。
The
推定部442Aは、学習済モデルPJ2および第1情報D1Aに基づいて、ユーザーに提供すべき第2情報D2Aを推定する。この推定の結果である第2情報D2Aは、例えば、後述の変形例1で述べるように、前述の第1実施形態の第1情報D1に用いられる。また、処理回路440は、第2情報D2Aに基づいて、エラー通知、フラッシングまたはクリーニングを行ってもよい。
The
図9は、残留振動を生じさせるための駆動パルスPDtの波形の一例を示す図である。なお、駆動パルスPDtの波形は、図9に示す例に限定されず、任意である。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the waveform of the drive pulse PDt for generating residual vibration. Note that the waveform of the drive pulse PDt is not limited to the example shown in FIG. 9, but is arbitrary.
図9に示すように、駆動パルスPDtの電位Eは、基準となる電位E1から電位E2に上昇した後に、電位E1に戻る。 As shown in FIG. 9, the potential E of the drive pulse PDt increases from the reference potential E1 to the potential E2, and then returns to the potential E1.
より具体的に説明すると、駆動パルスPDtの電位Eは、まず、タイミングt0からタイミングt1までの期間にわたり電位E1に維持された後、タイミングt1からタイミングt2までの期間にわたり電位E2に上昇する。そして、駆動パルスPDtの電位Eは、タイミングt2からタイミングt5までの期間にわたり電位E2に維持された後、タイミングt5からタイミングt6までの期間にわたり電位E1に下降する。 More specifically, the potential E of the drive pulse PDt is first maintained at potential E1 over a period from timing t0 to timing t1, and then rises to potential E2 over a period from timing t1 to timing t2. Then, the potential E of the drive pulse PDt is maintained at the potential E2 over a period from timing t2 to timing t5, and then decreases to the potential E1 over a period from timing t5 to timing t6.
このような波形の駆動パルスPDtでは、ノズルNからインクを吐出させずに、圧力室C内に圧力変動を生じさせることができる。このため、得られる残留振動の波形を簡単化し、後述の物性の推定精度を高めることができる。残留振動の波形は、駆動パルスPDtを液体吐出ヘッド210に印加後に圧電素子211の起電力に基づく信号として得られる。残留振動は、例えば、45[μs]の期間にわたり0.1[μs]ごとに測定される。
With the drive pulse PDt having such a waveform, it is possible to cause pressure fluctuations in the pressure chamber C without causing ink to be ejected from the nozzle N. Therefore, the waveform of the residual vibration obtained can be simplified and the accuracy of estimating the physical properties described later can be improved. The waveform of the residual vibration is obtained as a signal based on the electromotive force of the
図10は、残留振動の波形の一例を示す図である。図10に示すように、当該波形は、周期的に変化しつつ減衰する形状をなす。残留振動は、液体吐出ヘッド210におけるインクが流通する流路の流路抵抗、当該流路内のインクのイナータンス、および振動板216の弾性コンプライアンス等によって決まる固有周波数の振動である。ここで、振動板216の残留振動はインク(液体)の残留振動と等価である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a waveform of residual vibration. As shown in FIG. 10, the waveform has a shape that periodically changes and attenuates. The residual vibration is a vibration with a natural frequency determined by the flow path resistance of the flow path through which ink flows in the
図11は、第2実施形態に用いる学習済モデルPJ2を説明するための図である。学習済モデルPJ2は、第1情報D1Aの入力に応じて第2情報D2Aを出力する推定モデルである。具体的には、学習済モデルPJ2は、第1情報D1Aから第2情報D2Aを生成する演算を処理回路440に実行させるプログラムと、当該演算に適用される複数の係数との組合せで実現される。当該プログラムは、例えば人工知能ソフトウェアを構成するプログラムモジュールである。当該複数の係数は、例えば、後述のデータセットDSTAを利用した深層学習により設定される。図11では、学習済モデルPJ2が入力層、出力層および中間層を有する深層ニューラルネットワーク等の数理モデルである場合が好適例として示される。なお、中間層の層数は、図11に示す例に限定されず、任意である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the learned model PJ2 used in the second embodiment. The learned model PJ2 is an estimation model that outputs second information D2A in response to input of first information D1A. Specifically, the learned model PJ2 is realized by a combination of a program that causes the
図11に示す例では、第1情報D1Aは、残留振動情報D1eを含む。一方、第2情報D2Aは、液体物性情報D2eを含む。 In the example shown in FIG. 11, the first information D1A includes residual vibration information D1e. On the other hand, the second information D2A includes liquid physical property information D2e.
残留振動情報D1eは、液体吐出ヘッド210に駆動パルスPDtを印加した後に圧力室C内に発生する残留振動を示す情報である。具体的には、残留振動情報D1eは、当該残留振動の波形、振幅または周期等の情報を含む。液体物性情報D2eは、液体吐出ヘッド210から吐出される液体の物性を示す情報である。具体的には、液体物性情報D2eは、液体の粘度を示す情報と、液体の密度を示す情報と、表面張力を示す情報と、を含む。
The residual vibration information D1e is information indicating residual vibrations generated within the pressure chamber C after the drive pulse PDt is applied to the
図12は、第2実施形態に用いる学習済モデルPJ2を生成する機械学習を説明するための図である。学習済モデルPJ2の生成は、図12に示すように、学習処理部500Aを有する学習装置での機械学習により行われる。この機械学習には、複数のデータセットDSTAが使用される。各データセットDSTAは、第1情報D1Aと、これに対応する第2情報D2Aと、を含む。データセットDSTAにおける第1情報D1Aは、「学習用第1情報」の一例である。同様に、データセットDSTAにおける第2情報D2Aは、「学習用第2情報」の一例である。なお、データセットDSTAにおける第1情報D1Aおよび第2情報D2Aは、前述の情報処理装置400Aとは別途の装置を用いて生成したものであってもよい。
FIG. 12 is a diagram for explaining machine learning for generating the trained model PJ2 used in the second embodiment. The trained model PJ2 is generated by machine learning using a learning device having a
学習処理部500Aは、複数のデータセットDSTAを利用した教師あり機械学習により学習済モデルPJ2の複数の係数を設定する。具体的には、学習処理部500Aは、データセットDSTAにおける第1情報D1Aの入力に対して暫定的な学習済モデルPJ2が出力する第2情報D2AXと、データセットDSTAに含まれる第2情報D2Aとの相違が低減されるように、学習済モデルPJ2の複数の係数を更新する。例えば、学習処理部500Aは、第1情報D1Aと第2情報D2Aとの相違を表す評価関数が最小化されるように、誤差逆伝播法により学習済モデルPJ2の複数の係数を反復的に更新する。以上の機械学習後の学習済モデルPJ2は、複数のデータセットDSTAにおける第1情報D1Aと第2情報D2Aとの間に潜在する傾向のもとで、未知の第1情報D1Aに対して統計的に妥当な第2情報D2Aを出力する。
The
図13は、第2実施形態でのデータセット数と学習済モデルPJ2の推定精度との関係を示す図である。図13に示すように、学習済モデルPJ2の推定精度を高める観点から、データセットDSTAのデータセット数は、100組以上であることが好ましく、200組以上500組以下であることがより好ましい。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the number of data sets and the estimation accuracy of the learned model PJ2 in the second embodiment. As shown in FIG. 13, from the viewpoint of increasing the estimation accuracy of the trained model PJ2, the number of data sets in the data set DSTA is preferably 100 or more, and more preferably 200 or more and 500 or less.
データセットDSTAを作成する際、インク物性値をパラメーター空間全体に分布したサンプリングを用いることが好ましい。また、データセットDSTAの作成には、実測の結果が用いられるが、シミュレーションの結果を併用することが好ましい。これにより、データセットDSTAの作成に要するインクの消費等を低減することができる。ここで、データセットDSTAの作成に用いるデータベースの大半をシミュレーションデータによって収集することによってデータベースを増やし、実測データはシミュレーション検証程度に用いることが好ましい。これにより、当該データベースのデータ数を増やしつつ、学習済モデルPJ2の予測精度を改善することができる。 When creating the data set DSTA, it is preferable to use sampling in which ink physical property values are distributed over the entire parameter space. Further, although actual measurement results are used to create the data set DSTA, it is preferable to use simulation results in combination. This makes it possible to reduce the consumption of ink required for creating the data set DSTA. Here, it is preferable to increase the database by collecting simulation data for most of the database used to create the data set DSTA, and to use the actual measurement data only for simulation verification. Thereby, it is possible to improve the prediction accuracy of the learned model PJ2 while increasing the number of data in the database.
以上の第2実施形態によっても、処理時間を短縮化しつつ、液体吐出ヘッド210に関する情報の推定精度を高めることができる。本実施形態では、前述のように、第1情報D1Aは、液体吐出ヘッド210に駆動パルスPDを印加した後に圧力室C内に発生する残留振動を示す情報を含む。第2情報D2Aは、液体吐出ヘッド210から吐出される液体の物性を示す情報を含む。このため、残留振動に基づいて当該物性を推定することができる。
Also according to the second embodiment described above, the accuracy of estimating information regarding the
また、前述のように、液体吐出ヘッド210から吐出される液体の物性を示す情報は、液体の粘度を示す情報と、液体の密度を示す情報と、表面張力を示す情報と、を含む。
このため、残留振動に基づいて、液体の粘度を示す情報と、液体の密度を示す情報と、表面張力を示す情報と、を推定することができる。
Further, as described above, the information indicating the physical properties of the liquid discharged from the
Therefore, information indicating the viscosity of the liquid, information indicating the density of the liquid, and information indicating the surface tension can be estimated based on the residual vibration.
3.第3実施形態
図14は、第3実施形態に係る情報処理装置400Bを用いたシステム100Bの構成例を示す概略図である。システム100Bは、測定装置300が省略されるとともに、情報処理装置400に代えて情報処理装置400Bを有すること以外は、前述の第1実施形態のシステム100と同様である。また、情報処理装置400Bは、プログラムPG1に代えてプログラムPG3を用いるとともに学習済モデルPJ1に代えて学習済モデルPJ3を用いること以外は、前述の第1実施形態の情報処理装置400と同様である。
3. Third Embodiment FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration example of a
本実施形態の記憶回路430には、プログラムPG3、学習済モデルPJ3、第1情報D1Aおよび第2情報D2Bが記憶される。
The
第2情報D2Bは、液体吐出ヘッド210に関する情報である。より具体的には、第2情報D2Bは、第1情報D1Aとは異なる情報であり、学習済モデルPJ3を用いた推定での出力として推定部442Bにより生成される。本実施形態では、第2情報D2Bは、液体吐出ヘッド210の寸法を示す情報を含む。第2情報D2Bの詳細については、後に図15に基づいて説明する。
The second information D2B is information regarding the
本実施形態では、処理回路440は、記憶回路430からプログラムPG3を読み込んで実行することにより、受付部441Aおよび推定部442Bとして機能する。
In this embodiment, the
推定部442Bは、学習済モデルPJ3および第1情報D1Aに基づいて、ユーザーに提供すべき第2情報D2Bを推定する。この推定の結果である第2情報D2Bは、例えば、後述の変形例1で述べるように、前述の第1実施形態の第1情報D1に用いられる。
The
図15は、第3実施形態に用いる学習済モデルPJ3を説明するための図である。学習済モデルPJ3は、第1情報D1Aの入力に応じて第2情報D2Bを出力する推定モデルである。具体的には、学習済モデルPJ3は、第1情報D1Aから第2情報D2Bを生成する演算を処理回路440に実行させるプログラムと、当該演算に適用される複数の係数との組合せで実現される。当該プログラムは、例えば人工知能ソフトウェアを構成するプログラムモジュールである。当該複数の係数は、例えば、後述のデータセットDSTBを利用した深層学習により設定される。図15では、学習済モデルPJ3が入力層、出力層および中間層を有する深層ニューラルネットワーク等の数理モデルである場合が好適例として示される。なお、中間層の層数は、図15に示す例に限定されず、任意である。
FIG. 15 is a diagram for explaining the trained model PJ3 used in the third embodiment. The learned model PJ3 is an estimation model that outputs the second information D2B in response to the input of the first information D1A. Specifically, the learned model PJ3 is realized by a combination of a program that causes the
図15に示す例では、第2情報D2Bは、ヘッド寸法情報D2fを含む。 In the example shown in FIG. 15, the second information D2B includes head dimension information D2f.
ヘッド寸法情報D2fは、液体吐出ヘッド210の寸法を示す情報を含む。具体的には、ヘッド寸法情報D2fは、液体吐出ヘッド210に設けられているノズルNの径を示す情報と、液体吐出ヘッド210に液体を供給する供給口IHの径を示す情報と、を含む。
The head dimension information D2f includes information indicating the dimensions of the
図16は、第3実施形態に用いる学習済モデルPJ3を生成する機械学習を説明するための図である。学習済モデルPJ3の生成は、図16に示すように、学習処理部500Bを有する学習装置での機械学習により行われる。この機械学習には、複数のデータセットDSTBが使用される。各データセットDSTBは、第1情報D1Aと、これに対応する第2情報D2Bと、を含む。データセットDSTBにおける第1情報D1Aは、「学習用第1情報」の一例である。同様に、データセットDSTBにおける第2情報D2Bは、「学習用第2情報」の一例である。なお、データセットDSTBにおける第1情報D1Aおよび第2情報D2Bは、前述の情報処理装置400Bとは別途の装置を用いて生成したものであってもよい。
FIG. 16 is a diagram for explaining machine learning for generating the learned model PJ3 used in the third embodiment. The trained model PJ3 is generated by machine learning using a learning device having a
学習処理部500Bは、複数のデータセットDSTBを利用した教師あり機械学習により学習済モデルPJ3の複数の係数を設定する。具体的には、学習処理部500Bは、データセットDSTBにおける第1情報D1Aの入力に対して暫定的な学習済モデルPJ3が出力する第2情報D2BXと、データセットDSTBに含まれる第2情報D2Bとの相違が低減されるように、学習済モデルPJ3の複数の係数を更新する。例えば、学習処理部500Bは、第1情報D1Aと第2情報D2Bとの相違を表す評価関数が最小化されるように、誤差逆伝播法により学習済モデルPJ3の複数の係数を反復的に更新する。以上の機械学習後の学習済モデルPJ3は、複数のデータセットDSTBにおける第1情報D1Aと第2情報D2Bとの間に潜在する傾向のもとで、未知の第1情報D1Aに対して統計的に妥当な第2情報D2Bを出力する。
The
以上の第3実施形態によっても、処理時間を短縮化しつつ、液体吐出ヘッド210に関する情報の推定精度を高めることができる。本実施形態では、第1情報D1Aは、液体吐出ヘッド210に駆動パルスPDを印加した後に圧力室C内に発生する残留振動を示す情報を含む。第2情報D2Bは、液体吐出ヘッド210の寸法を示す情報を含む。このため、残留振動に基づいて当該寸法を推定することができる。
Also according to the third embodiment described above, the accuracy of estimating information regarding the
また、前述のように、液体吐出ヘッド210の寸法を示す情報は、液体吐出ヘッド210に設けられているノズルNの径を示す情報と、液体吐出ヘッド210に液体を供給する供給口IHの径を示す情報と、を含む。このため、残留振動に基づいてノズルNの径および供給口IHの径を推定することができる。
Further, as described above, the information indicating the dimensions of the
4.変形例
以上、本発明の情報処理装置について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されない。また、本発明の各部の構成は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成に置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
4. Modifications Although the information processing apparatus of the present invention has been described above based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited thereto. Further, the configuration of each part of the present invention can be replaced with any configuration that exhibits the same function as in the embodiment described above, or any configuration can be added.
3-1.変形例1
前述の第2実施形態および第3実施形態のうちの一方または両方は、前述の第1実施形態と組み合わせてもよい。以下、その一例について説明する。
3-1. Modification example 1
One or both of the second and third embodiments described above may be combined with the first embodiment described above. An example of this will be explained below.
図17は、変形例1に係る情報処理装置の動作を示すフローチャートである。当該情報処理装置は、第1実施形態、第2実施形態および第3実施形態を組み合わせた構成を有する。図17に示すように、当該情報処理装置の動作は、ステップS210を追加したこと以外は、第1実施形態の情報処理装置400の動作と同様である。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the information processing device according to the first modification. The information processing device has a configuration that is a combination of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. As shown in FIG. 17, the operation of the information processing apparatus is the same as that of the
ステップS210は、ステップS110とステップS120との間に実行される。ステップS210では、第2実施形態または第3実施形態の受付部441Aが第1情報D1Aを受け付けた後、第2実施形態の推定部442Aが第2情報D2Aを生成するとともに、第3実施形態の推定部442Bが第2情報D2Bを生成する。
Step S210 is executed between step S110 and step S120. In step S210, after the
ここで、第2情報D2Aは、第1実施形態の第1情報D1の液体種類情報D1cとして用いられる。第2情報D2Bは、第1実施形態の第1情報D1のヘッド種類情報D1bとして用いられる。以上の変形例1によっても、処理時間を短縮化しつつ、液体吐出ヘッド210に関する情報の推定精度を高めることができる。
Here, the second information D2A is used as the liquid type information D1c of the first information D1 of the first embodiment. The second information D2B is used as the head type information D1b of the first information D1 of the first embodiment. According to the first modification described above, the accuracy of estimating information regarding the
3-2.変形例2
前述の形態では、プログラムPG1、PG2、PG3は、インストールされる記憶回路と同一の装置に設けられる処理回路により実行される構成が例示されるが、当該構成に限定されず、インストールされる記憶回路と異なる装置に設けられる処理回路により実行されてもよい。例えば、プログラムPG1、PG2、PG3は、インストールされる記憶回路と同一の装置とインターネットを介して通信可能に接続されたコンピューターにより実行されてもよい。
3-2. Modification example 2
In the above embodiment, the programs PG1, PG2, and PG3 are executed by a processing circuit provided in the same device as the installed storage circuit, but the configuration is not limited to this configuration, and the installed storage circuit The processing may be executed by a processing circuit provided in a different device. For example, the programs PG1, PG2, and PG3 may be executed by a computer that is communicably connected to the same device as the installed storage circuit via the Internet.
10…液体容器、100…システム、100A…システム、100B…システム、200…液体吐出装置、210…液体吐出ヘッド、211…圧電素子、212…流路基板、213…圧力室基板、214…ノズル板、214a…ノズル面、215…吸振体、216…振動板、216a…第1層、216b…第2層、217…カバー、218…ケース、219…配線基板、220…移動機構、230…電源回路、240…駆動信号生成回路、250…駆動回路、260…記憶回路、270…処理回路(制御部)、300…測定装置(測定部)、400…情報処理装置、400A…情報処理装置、400B…情報処理装置、410…表示装置、420…入力装置、430…記憶回路(記憶部)、440…処理回路、441…受付部、441A…受付部、442…推定部、442A…推定部、442B…推定部、443…判定部、444…決定部、454…決定部、500…学習処理部、500A…学習処理部、500B…学習処理部、C…圧力室、Com…駆動信号、D1…第1情報、D1A…第1情報、D1a…波形候補情報、D1b…ヘッド種類情報、D1c…液体種類情報、D1d…環境情報、D1e…残留振動情報、D2…第2情報、D2A…第2情報、D2AX…第2情報、D2B…第2情報、D2BX…第2情報、D2X…第2情報、D2a…吐出量情報、D2b…吐出速度情報、D2c…安定性情報、D2d…画像特徴情報、D2e…液体物性情報、D2f…ヘッド寸法情報、D3…測定情報、DP…決定波形情報、DR…液滴、DRa…液滴、DST…データセット、DSTA…データセット、DSTB…データセット、E…電位、E1…電位、E2…電位、E3…電位、EI…獲得関数、IH…供給口、LB…直径、LC…距離、M…記録媒体、N…ノズル、Na…連通流路、PD…駆動パルス、PDt…駆動パルス、PG…距離、PG1…プログラム、PG2…プログラム、PG3…プログラム、PI…獲得関数、PJ1…学習済モデル、PJ2…学習済モデル、PJ3…学習済モデル、R…液体貯留室、R1…開口部、R2…収容部、Ra…供給流路、S110…ステップ、S120…ステップ、S130…ステップ、S140…ステップ、S150…ステップ、S160…ステップ、S170…ステップ、S180…ステップ、S190…ステップ、S200…ステップ、S210…ステップ、SI…制御信号、Sk…制御信号、Tu…単位期間、UCB…獲得関数、VBS…オフセット電位、VHV…電源電位、dCom…波形指定信号、p1…パラメーター、p2…パラメーター、p3…パラメーター、p4…パラメーター、p5…パラメーター、p6…パラメーター、t0…タイミング、t1…タイミング、t2…タイミング、t3…タイミング、t4…タイミング、t5…タイミング、t6…タイミング。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ユーザーに使用される前記液体吐出ヘッドに関する第1情報の入力を受け付ける受付部と、
前記学習済モデルおよび前記第1情報に基づいて、ユーザーに提供すべき前記液体吐出ヘッドに関する第2情報を推定する推定部と、を有する、
ことを特徴とする情報処理装置。 a storage unit that stores a learned model machine-learned based on a data set in which first learning information regarding a liquid ejection head that ejects liquid and second learning information regarding the liquid ejection head are associated;
a reception unit that receives input of first information regarding the liquid ejection head used by a user;
an estimation unit that estimates second information regarding the liquid ejection head to be provided to a user based on the learned model and the first information;
An information processing device characterized by:
前記第2情報は、前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出量と、前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出速度と、前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴の安定性と、前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴の状態を表す画像の特徴量と、のうちの少なくとも1つの推定値を示す情報を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The first information includes information indicating waveform candidates of drive pulses used to drive the liquid ejection head,
The second information includes the amount of droplets ejected from the liquid ejection head, the ejection speed of the droplets ejected from the liquid ejection head, and the stability of the droplets ejected from the liquid ejection head. , a feature amount of an image representing a state of a droplet ejected from the liquid ejection head, and information indicating an estimated value of at least one of the following:
The information processing device according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。 The first information further includes information indicating any one of the type of the liquid ejection head, the type of liquid ejected from the liquid ejection head, and the usage environment of the liquid ejection head.
The information processing device according to claim 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 further comprising a determination unit that determines whether or not the waveform candidate should be a waveform of a drive pulse applied to the liquid ejection head, based on the estimated value indicated by the second information;
The information processing device according to claim 3, characterized in that:
前記測定部から出力される情報に基づいて決定された波形の駆動パルスを前記液体吐出ヘッドに印加するために記録データに基づく制御を行う制御部と、に通信可能に接続される、
ことを特徴とする請求項4に記載の情報処理装置。 If the determining unit determines that the waveform candidate should be the waveform of a drive pulse applied to the liquid ejection head, the liquid ejection head is applied to the liquid ejection head by applying a drive pulse based on the waveform candidate to the liquid ejection head. the ejection amount of droplets ejected from the liquid ejection head, the ejection speed of the liquid droplets ejected from the liquid ejection head, the stability of the liquid droplets ejected from the liquid ejection head, and the liquid ejected from the liquid ejection head. a measurement unit that outputs information indicating an actual measurement value of at least one of the feature quantity of the image representing the state of the drop;
communicably connected to a control unit that performs control based on recording data to apply a drive pulse with a waveform determined based on information output from the measurement unit to the liquid ejection head;
The information processing device according to claim 4, characterized in that:
前記第2情報は、前記液体吐出ヘッドから吐出される液体の物性を示す情報を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The first information includes information indicating residual vibration that occurs within the pressure chamber after applying a drive pulse to the liquid ejection head,
The second information includes information indicating physical properties of the liquid ejected from the liquid ejection head.
The information processing device according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項6に記載の情報処理装置。 The information indicating the physical properties of the liquid discharged from the liquid discharge head includes information indicating the viscosity of the liquid, information indicating the density of the liquid, and information indicating surface tension.
7. The information processing apparatus according to claim 6.
前記第2情報は、前記液体吐出ヘッドの寸法を示す情報を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The first information includes information indicating residual vibration that occurs within the pressure chamber after applying a drive pulse to the liquid ejection head,
The second information includes information indicating dimensions of the liquid ejection head.
The information processing device according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項8に記載の情報処理装置。 The information indicating the dimensions of the liquid ejection head includes information indicating the diameter of a nozzle provided in the liquid ejection head, and information indicating the diameter of a supply port that supplies liquid to the liquid ejection head.
9. The information processing device according to claim 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022088366A JP2023176204A (en) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | Information processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022088366A JP2023176204A (en) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | Information processing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023176204A true JP2023176204A (en) | 2023-12-13 |
Family
ID=89122684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022088366A Pending JP2023176204A (en) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | Information processing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023176204A (en) |
-
2022
- 2022-05-31 JP JP2022088366A patent/JP2023176204A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7173247B2 (en) | Fluid printhead and fluid printer | |
CN111942022B (en) | Information processing apparatus, printing apparatus, learning apparatus, and information processing method | |
US6984010B2 (en) | Ink jet recording head, method of manufacturing the same method of driving the same, and ink jet recording apparatus incorporating the same | |
RU2635080C2 (en) | Device for emission of fluid environment with built-in ink level sensor | |
US7387354B2 (en) | Waveform determining device, waveform determining method, droplet ejecting device, droplet ejecting method, film forming method, device manufacturing method, electronic optical device, and electronic device | |
US11529808B2 (en) | Liquid discharge apparatus and image forming apparatus | |
JP2023176204A (en) | Information processing device | |
EP3616917B1 (en) | Liquid discharge apparatus and method for driving the same | |
JP2012179879A (en) | Liquid ejecting apparatus, inspection method and program | |
US20070285446A1 (en) | Liquid consumption apparatus and liquid amount determination method | |
US8974026B2 (en) | Liquid droplet ejection head, control device, control method, and manufacturing method of the same, and recording medium of the same methods | |
US10926534B2 (en) | Circuit and method for detecting nozzle failures in an inkjet print head | |
US11090925B2 (en) | Liquid discharge apparatus and image forming apparatus | |
US10894401B2 (en) | Liquid ejecting apparatus, print head, and liquid ejecting method | |
US11964480B2 (en) | Driving waveform determining method, non-transitory computer-readable storage medium storing driving waveform determining program, liquid ejecting apparatus, and driving waveform determining system | |
CN114261203B (en) | Information processing system, learning device, and information processing method | |
JP2022094477A (en) | Liquid discharge head, usage of liquid discharge head, and liquid discharge device | |
JP2023135813A (en) | Liquid discharge device and system | |
JP2022049858A (en) | Machine learning method, machine learning program, and liquid discharge system | |
JP2022039655A (en) | Drive waveform determination method, drive waveform determination program, liquid discharge device, and drive waveform determination system | |
JP2023060470A (en) | Liquid ejecting system | |
JP2020032622A (en) | Liquid injection device and discharge signal correction method for liquid injection device | |
JP2023136554A (en) | Evaluation method, head unit production method and head unit | |
JP2019177689A (en) | Liquid discharging device, and abnormality detection method for liquid discharging device | |
JP2023045780A (en) | Liquid discharge device |