기계학습을 이용한 잉크젯 프린팅 구동 파형 조정 장치 및 방법
ADJUSTING APPARATUS FOR INKJET PRINTING WAVEFORM BY MACHINE LEARNING AND METHOD THEREOF
특허 요약
본 명세서에 따른 잉크젯 프린팅 구동 파형 조정 장치 및 방법은 다양한 조건의 잉크의 유체적 특성과 구동 파형에 따른 액적 토출 현상을 초고속 이미징 시스템을 통하여 다량의 이미지 데이터를 확보한 후 컴퓨터 비전 기술을 이용하여 이미지에서 액적 속도 및 액적 개수 등 액적 토출 특성을 추출한다. 기계 학습 모델의 입력값으로 잉크의 유체적 특성과 구동 파형을 이용하고 액적 토출 특성을 학습 모델의 예측값으로 설정하여 학습 모델을 구축한다. 구축된 학습 모델을 통해 예측한 값을 기반으로 최적화 알고리즘을 활용하여 실제로 잉크를 토출 해보지 않더라고 구동 파형을 최적 설계할 수 있다.
청구항
번호청구항
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잉크 챔버에 부착된 압전체에 인가되는 전압의 크기와 파형 폭을 변화시켜 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 노즐을 가운데에 두고 서로 반대 방향에 배치된 카메라 및 광원을 포함하고, 상기 노즐에서 토출되는 액적을 촬영하는 촬영부;상기 구동 파형 생성부에 생성된 각각의 구동 파형과 상기 촬영부에 촬영한 액적의 촬영 데이터, 잉크의 점성, 밀도 및 표면장력과 노즐의 기하학적 구조에 대한 정보를 맵핑하여 저장하는 학습 데이터 저장부;상기 학습 데이터 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 구동 파형에 따른 액적 속도, 부피 및 개수에 대한 모델을 생성하는 액적 토출 특성 예측 모델 생성부; 및분사된 액적의 개수가 1개이며 이때 최대 액적 속도에 가장 가까운 모델에 해당하는 구동 파형을 도출하는 최적 구동 파형 도출부;를 포함하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 조정 장치.

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청구항 1에 있어서,상기 액적 토출 특성 예측 모델 생성부는, 인공 신경망(Artificial Neural Network), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 랜덤 포레스트(Random Forest) 및 k-최근접 이웃 알고리즘(k-Nearest Neighbors) 중 적어도 어느 하나의 모델을 이용하여 학습을 진행하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 조정 장치.

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구동 파형 생성부, 압전체 구동부, 촬영부, 학습 데이터 저장부, 액적 토출 특성 예측 모델 생성부 및 최적 구동 파형 도출부를 포함하는 장치를 이용하여 잉크젯 프린팅 구동 파형을 조정하는 방법으로서,(a) 상기 구동 파형 생성부가 잉크 챔버에 부착된 압전체에 인가되는 전압의 크기와 파형 폭을 변화시켜 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 을 가운데에 두고 서로 반대 방향에 배치된 카메라 및 광원을 포함하며, 상기 노즐에서 토출되는 액적을 촬영하는 단계;(d) 상기 학습 데이터 저장부가 상기 구동 파형 생성부에 생성된 각각의 구동 파형과 상기 촬영부에 촬영한 액적의 촬영 데이터, 잉크의 점성, 밀도 및 표면장력과 노즐의 기하학적 구조에 대한 정보를 맵핑하여 저장하는 단계;(e) 상기 액적 토출 특성 예측 모델 생성부가 상기 학습 데이터 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 구동 파형에 따른 액적 속도, 부피 및 개수에 대한 모델을 생성하는 단계; 및(f) 분사된 액적의 개수가 1개이며 이때 최대 액적 속도에 가장 가까운 모델에 해당하는 구동 파형을 도출하는 단계;를 포함하는 잉크젯 프린팅 구동 파형 조정 방법.

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청구항 6에 있어서,상기 (e) 단계는, 상기 액적 토출 특성 예측 모델 생성부가 인공 신경망(Artificial Neural Network), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 랜덤 포레스트(Random Forest) 및 k-최근접 이웃 알고리즘(k-Nearest Neighbors) 중 적어도 어느 하나의 모델을 이용하여 학습을 진행하는 단계인 잉크젯 프린팅 구동 파형 조정 방법.

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컴퓨터에서 청구항 6 또는 7에 따른 잉크젯 프린팅 구동 파형 조정 방법의 각 단계들을 수행하도록 작성되어 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터프로그램.