강화학습을 통한 잉크젯 프린팅 액적 토출 최적 및 적응형 제어 장치 및 방법
OPTIMAL AND ADAPTIVE CONTROL APPARATUS OF JETTING BEHAVIOR IN INKJET PRINTING BY USING REINFORCEMENT LEARNING AND METHOD THEREOF
특허 요약
본 명세서는 강화학습을 이용하여 잉크젯 프린팅에서 이상적인 액적 토출을 만들도록 구동 파형을 최적 제어하고 액적 토출의 변화에 따라 구동 파형을 조절해 이상적인 액적 토출을 유지하도록 적응형 제어를 하는 장치 및 방법을 개시한다. 액적 토출 모니터링 시스템을 통해 액적 토출을 관찰하고 액적 토출 상태에 따라 긍정적 보상과 부정적 보상을 주는 학습을 반복하여 최대한 긍정적인 보상을 받도록 스스로 학습하는 강화학습 기술을 토대로 액적 토출 최적 제어 및 적응형 제어가 가능하다.
청구항
번호청구항
4

청구항 1에 있어서,상기 학습 데이터 저장부는, 잉크의 유체적 특성 또는 노즐의 기하학적 구조에 대한 정보를 더 맵핑하여 저장하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 장치.

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잉크 챔버에 부착된 압전체에 인가되는 다양한 구동 파형을 생성하는 구동 파형 생성부;상기 구동 파형 생성부에서 출력된 구동 파형에 따라 상기 압전체를 구동시키는 압전체 구동부;상기 잉크 챔버의 일단에 부착된 노즐에서 토출되는 액적을 촬영하는 촬영부;상기 구동 파형 생성부에 생성된 각각의 구동 파형과 상기 촬영부에 촬영한 액적의 촬영 데이터를 맵핑하여 저장하는 학습 데이터 저장부;상기 액적의 촬영 데이터에서 액적 토출 특성을 추출하고, 상기 추출된 액적 토출 특성 정보를 해당하는 구동 파형에 맵핑하여 상기 저장부에 저장시키는 액적 토출 특성 추출부;요구되는 액적 토출 특성 정보를 입력받고, 상기 추출된 액적 토출 특성 정보 중 상기 입력된 요구되는 액적 토출 특성 정보에 가까울수록 높은 점수를 부여하는 보상 점수 평가부; 및상기 구동 파형 생성부에서 생성된 하나의 구동 파형과 상기 보상 점수 평가부에서 가장 높은 보상 점수를 받은 구동 파형 중 어느 하나의 파형을 상기 압전체 구동부에 출력하도록 제어하는 강화학습부;를 포함하되,상기 구동 파형 생성부는 최고 보상 점수를 받은 파형에 임의로 생성된 파형을 결합하여 무작위로 생성된 새로운 구동 파형이 생성하는, 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 장치.

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청구항 1에 있어서,상기 액적 토출 특성 추출부는 액적 속도 또는 액적 개수에 대한 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 장치.

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청구항 2에 있어서,상기 액적 토출 특성 추출부는액적의 속도를 액적의 X축 속도와 액적의 Y축 속도로 나누어 추출하고,액적의 개수가 0개 일 때 액적이 노즐 끝에서 최대로 튀어나온 거리를 추출하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 장치.

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청구항 4에 있어서,상기 잉크의 유체적 특성에 대한 정보는 점성, 밀도 및 표면장력 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 포함하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 장치.

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구동 파형 생성부, 압전체 구동부, 촬영부, 학습 데이터 저장부, 액적 토출 특성 추출부, 보상 점수 평가부 및 강화학습부를 포함하는 장치를 이용하여 잉크젯 프린팅 구동 파형을 조정하는 방법으로서,(a) 상기 구동 파형 생성부가 잉크 챔버에 부착된 압전체에 인가되는 다양한 구동 파형을 생성하는 단계;(b) 상기 압전체 구동부가 상기 구동 파형 생성부에서 출력된 구동 파형에 따라 상기 압전체를 구동시키는 단계;(c) 상기 촬영부가 상기 잉크 챔버의 일단에 부착된 노즐에서 토출되는 액적을 촬영하는 단계;(d) 상기 학습 데이터 저장부가 상기 구동 파형 생성부에 생성된 각각의 구동 파형과 상기 촬영부에 촬영한 액적의 촬영 데이터를 맵핑하여 저장하는 단계;(e) 상기 액적 토출 특성 추출부가 액적의 촬영 데이터에서 액적 토출 특성을 추출하고, 상기 추출된 액적 토출 특성 정보를 해당하는 구동 파형에 맵핑하여 상기 저장부에 저장시키는 단계;(f) 상기 보상 점수 평가부가 요구되는 액적 토출 특성 정보를 입력받고, 상기 추출된 액적 토출 특성 정보 중 상기 입력된 요구되는 액적 토출 특성 정보에 가까울수록 높은 점수를 부여하는 단계;(g) 상기 강화학습부가 상기 구동 파형 생성부에서 생성된 하나의 구동 파형과 상기 보상 점수 평가부에서 가장 높은 보상 점수를 받은 구동 파형 중 어느 하나의 파형을 상기 압전체 구동부에 출력하도록 제어하는 단계;(h) 상기 구동 파형 생성부가 최고 보상 점수를 받은 파형에 임의로 생성된 파형을 결합하여 무작위로 생성된 새로운 구동 파형이 생성하는 단계; 및(i) 상기 (c) 단계 내지 (h) 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복 실시하는 단계;를 포함하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 방법.

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청구항 6에 있어서,상기 (d) 단계는 상기 액적 토출 특성 추출부가 액적 속도 또는 액적 개수에 대한 정보를 추출하는 단계인 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 방법.

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청구항 7에 있어서,상기 액적 토출 특성 추출부가액적의 속도를 액적의 X축 속도와 액적의 Y축 속도로 나누어 추출하고,액적의 개수가 0개 일 때 액적이 노즐 끝에서 최대로 튀어나온 거리를 추출하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 방법.

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청구항 6에 있어서,상기 학습 데이터 저장부는, 잉크의 유체적 특성 또는 노즐의 기하학적 구조에 대한 정보를 더 맵핑하여 저장하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 방법.

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청구항 9에 있어서,상기 잉크의 유체적 특성에 대한 정보는 점성, 밀도 및 표면장력 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 포함하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 방법.

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컴퓨터에서 청구항 6 내지 청구항 10 중 어느 한 청구항에 따른 잉크젯 프린팅 구동 파형 최적화 방법의 각 단계들을 수행하도록 작성되어 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터프로그램.