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JP7571524B2 - Method for identifying ink for inkjet printers and system for identifying ink for inkjet printers - Google Patents
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Method for identifying ink for inkjet printers and system for identifying ink for inkjet printers Download PDF

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Description

本発明は、インク判別方法、およびインク判別システムに関する。 The present invention relates to an ink discrimination method and an ink discrimination system.

特許文献1には、充填されたインクに対して光を照射する工程と、前記光が前記インクを透過または反射する光量を測定する工程であって、1色のインクに対して波長の異なる複数の光量をそれぞれ測定する工程と、前記測定された複数の光量に基づいて前記充填されたインクが所定のインクか否かを判別する工程と、を含むことを特徴とするインク判別方法が記載されている。 Patent document 1 describes an ink discrimination method that includes the steps of irradiating light onto the filled ink, measuring the amount of light that is transmitted through or reflected by the ink, whereby multiple amounts of light with different wavelengths are measured for one color of ink, and discriminating whether the filled ink is a specified ink based on the multiple measured amounts of light.

特開2005-231356号公報JP 2005-231356 A

しかしながら、特許文献1に記載のインク判別方法では、インクを透過または反射する光量の測定値に基づいて、インクが所定のインクか否かの判別を可能とするためには、判別のための閾値を適切に設定しなければならなかった。つまり、設定された閾値が適切に設定されていない場合には、インクの判別を正確に行うことができないという課題があった。 However, in the ink discrimination method described in Patent Document 1, in order to be able to determine whether an ink is a specific ink or not based on the measured value of the amount of light transmitted through or reflected by the ink, it was necessary to set an appropriate threshold value for discrimination. In other words, if the set threshold value is not set appropriately, there was a problem in that the ink could not be accurately discriminated.

本発明のインク判別方法は、インクに光を照射して観測される吸光度、透過率、反射率の内の少なくとも1つのインク特性データと、前記インクの種類または前記インクの種類を含む前記インクの属性情報とを対応付けた教師データを用いて機械学習させることにより学習済モデルを生成し、インクに光を照射して観測された吸光度、透過率、反射率の内の少なくとも1つのインク観測データを入力して得られる前記学習済モデルの出力データに基づき、前記インク観測データに対応するインクの種類を判別する。 The ink discrimination method of the present invention generates a trained model by machine learning using training data that associates at least one ink characteristic data out of absorbance, transmittance, and reflectance observed by irradiating light onto the ink with the type of ink or attribute information of the ink including the type of ink, and discriminates the type of ink corresponding to the ink observation data based on output data of the trained model obtained by inputting at least one ink observation data out of absorbance, transmittance, and reflectance observed by irradiating light onto the ink.

本発明のインク判別システムは、インクに光を照射して観測される吸光度、透過率、反射率の内の少なくとも1つのインク特性データと、前記インクの種類または前記インクの種類を含む前記インクの属性情報とを対応付けた教師データを用いて機械学習した学習済モデルとしてのインク判定器と、インクに光を照射して観測された吸光度、透過率、反射率の内の少なくとも1つのインク観測データを入力して得られる前記インク判定器の出力データに基づき、前記インク観測データに対応するインクの種類を判別するインク判別部と、を備える。 The ink discrimination system of the present invention includes an ink determiner as a trained model obtained by machine learning using training data that associates at least one ink characteristic data out of absorbance, transmittance, and reflectance observed by irradiating light onto the ink with the type of ink or attribute information of the ink including the type of ink, and an ink discrimination unit that determines the type of ink corresponding to the ink observation data based on output data of the ink determiner obtained by inputting at least one ink observation data out of absorbance, transmittance, and reflectance observed by irradiating light onto the ink.

実施形態に係る学習済モデルを生成する機械学習装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a machine learning device that generates a trained model according to an embodiment. 機械学習により学習済モデルを生成する処理を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a process for generating a trained model through machine learning. 実施形態において利用される訓練モデルの一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a training model used in the embodiment. 実施形態に係るインク判別システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of an ink determination system according to an embodiment. 実施形態に係るインク判別処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an ink determination process according to the embodiment.

1.実施形態
本実施形態のインク判別方法は、インクに光を照射して観測されるインク特性データと、インクの種類またはインクの種類を含むインクの属性情報とを対応付けた教師データを用いて機械学習させることにより生成した学習済モデルとしてのインク判定器を用いてインクの判別を行うことを特徴としている。インク判定器を用いたインクの判別に当たっては、判別を行う対象のインクに光を照射して観測されるデータをインク観測データとして取得し、取得したインク観測データをインク判定器に入力し、入力に対応して得られたインク判定器の出力データに基づきインクの種類を判別する。
1. Embodiment The ink discrimination method of the present embodiment is characterized in that it discriminates ink using an ink determiner as a trained model generated by machine learning using training data that associates ink characteristic data observed when ink is irradiated with light with ink type or ink attribute information including ink type. When discriminating ink using the ink determiner, data observed when light is irradiated on the ink to be discriminated is obtained as ink observation data, the obtained ink observation data is input to the ink determiner, and the type of ink is discriminated based on output data of the ink determiner obtained in response to the input.

まず、図1から図3を参照して、インク判定器の生成処理について具体的に説明する。
インクとしては、例えば、インクジェット式のプリンターで使用されるインクが挙げられるが、これに限定するものではない。印刷以外に、例えば、描画、塗装、筆記などに用いられるインクであってもよい。
インクの種類を判別するとは、例えば、インクメーカーによって命名されたインク名や付番されたインク品番を特定することを意味している。
First, the process of generating an ink determiner will be specifically described with reference to FIGS.
Examples of the ink include, but are not limited to, inks used in inkjet printers. In addition to printing, the ink may be inks used for drawing, painting, writing, and the like.
Identifying the type of ink means, for example, identifying the ink name given by the ink manufacturer or the ink product number assigned by the ink manufacturer.

インクの属性情報とは、インクの種類、つまり、インク名やインク品番の情報の他、インクの色、インクのタイプ、インクに含まれる成分、インクのメーカー、インクの製造地域、インクの製造時期の内の少なくとも1つの情報である。
インクのタイプとしては、例えば、水性、油性、紫外線硬化型、熱硬化型、染料系、顔料系などの情報が含まれる。
インク特性データは、インクに光を照射して観測される吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのデータである。
Ink attribute information refers to at least one of the following information: type of ink, i.e., ink name and ink product number, ink color, ink type, ingredients contained in the ink, ink manufacturer, ink manufacturing region, and ink manufacturing date.
The type of ink includes, for example, information such as water-based, oil-based, ultraviolet curing type, heat curing type, dye-based, pigment-based, and the like.
The ink characteristic data is at least one of the absorbance A, transmittance T %, and reflectance R %, which are observed when light is irradiated onto the ink.

インク判定器2は、図1に示す機械学習装置1において、学習プログラム3に従い、教師データ4を用いて、訓練モデル5を訓練することにより生成する。インク判定器2は、ある時点までに得られた教師データ4により、訓練モデル5を用いて生成された学習済みのモデルであり、通信部50を介して、後述するインク判別システムに提供された時点で、そのインク判別システムにおけるインク判定器2として扱われる。
機械学習装置1は、コンピューターシステムであり、機械学習部10、入力部20、表示部30、記憶部40、通信部50などを備えている。
The ink determiner 2 is generated by training a training model 5 using teacher data 4 in accordance with a learning program 3 in the machine learning device 1 shown in Fig. 1. The ink determiner 2 is a trained model generated using the training model 5 from the teacher data 4 obtained up to a certain point in time, and when it is provided to an ink discrimination system described below via a communication unit 50, it is treated as the ink determiner 2 in that ink discrimination system.
The machine learning device 1 is a computer system, and includes a machine learning unit 10, an input unit 20, a display unit 30, a memory unit 40, a communication unit 50, and the like.

機械学習部10は、CPU,RAM,ROMを備え、記憶部40に記憶された学習プログラム3に従い、機械学習に必要な演算を実行する。機械学習部10は、機械学習を行うために、GPUや機械学習用に設計された各種のプロセッサーを備えても良い。
CPUは、Central Processing Unitを、RAMは、Random access memoryを、ROMは、Read-Only Memoryを、GPUは、Graphics Processing Unitを意味する。
The machine learning unit 10 includes a CPU, a RAM, and a ROM, and executes calculations necessary for machine learning according to the learning program 3 stored in the storage unit 40. The machine learning unit 10 may include a GPU or various processors designed for machine learning in order to perform machine learning.
CPU stands for Central Processing Unit, RAM stands for Random access memory, ROM stands for Read-Only Memory, and GPU stands for Graphics Processing Unit.

入力部20は、ユーザーインターフェイスとしての情報入力手段である。具体的には、例えば、キーボードやマウスポインターなどである。
表示部30は、ユーザーインターフェイスとしての情報表示手段であり、機械学習部10の制御の基に、例えば、入力部20から入力される情報や、機械学習部10の演算結果などが表示される。
The input unit 20 is an information input means serving as a user interface, specifically, for example, a keyboard and a mouse pointer.
The display unit 30 is an information display means serving as a user interface, and displays, for example, information input from the input unit 20 and the results of calculations by the machine learning unit 10 under the control of the machine learning unit 10.

記憶部40は、ハードディスクドライブやメモリーカードなどの書き換え可能な記憶媒体であり、機械学習部10が動作する学習プログラム3や、機械学習を行うための教師データ4、訓練モデル5、機械学習の結果生成された学習済モデルとしてのインク判定器2などが記憶される。
通信部50は、例えば、LANインターフェイスやUSBインターフェイスなどの汎用インターフェイスを備え、外部の電子機器との情報の授受を行う。
The memory unit 40 is a rewritable storage medium such as a hard disk drive or a memory card, and stores a learning program 3 on which the machine learning unit 10 operates, teacher data 4 for performing machine learning, a training model 5, an ink determiner 2 as a learned model generated as a result of machine learning, and the like.
The communication unit 50 includes a general-purpose interface such as a LAN interface or a USB interface, and transmits and receives information to and from external electronic devices.

本実施形態において、機械学習装置1は、各種インクのインク特性データおよびそのインク特性データに対応するインクの種類の情報を教師データ4として、訓練モデル5を用いて機械学習を行なう。インクの種類の情報とは、インクの種類またはインクの種類を含むインクの属性情報である。
インク特性データとして、インクの分光分析による吸光度A、透過率T%、反射率R%などのデータを用いるのは、インクの種類に応じてこれらの特性が異なることが利用できるためである。
In this embodiment, the machine learning device 1 performs machine learning using a training model 5 with ink property data of various inks and information on the ink type corresponding to the ink property data as teacher data 4. The information on the ink type is ink type or ink attribute information including the ink type.
The reason why data such as absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% obtained by spectroscopic analysis of the ink are used as the ink characteristic data is that these characteristics differ depending on the type of ink.

インクの吸光度A、透過率T%、反射率R%は、分光光度計を用い、試料のインクに照射した光の強度に対して、インクが吸収した強度、インクを透過した強度、インクが反射した強度を評価することにより取得する。
入射光の強度をI0、透過光の強度をI1、反射光の強度をI2としたとき、それぞれ以下により求める。
吸光度A=log(I0/I1)
透過率T%=I1/I0×100
反射率R%=I2/I0×100
分光分析は、照射する光の波長を所定の波長範囲、例えば、紫外領域から赤外領域まで、10nm毎に区切って、その波長範囲の吸光度A、透過率T%、反射率R%のそれぞれのデータの集合として取得する。
The absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% of the ink are obtained by using a spectrophotometer to evaluate the intensity of light absorbed by the ink, the intensity transmitted through the ink, and the intensity reflected by the ink relative to the intensity of light irradiated onto the sample ink.
When the intensity of the incident light is I0, the intensity of the transmitted light is I1, and the intensity of the reflected light is I2, they are calculated as follows.
Absorbance A=log(I0/I1)
Transmittance T%=I1/I0×100
Reflectance R%=I2/I0×100
In spectroscopic analysis, the wavelength of the irradiated light is divided into a predetermined wavelength range, for example, from the ultraviolet region to the infrared region, in 10 nm intervals, and a set of data is obtained for the absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% for each wavelength range.

図2は、機械学習部10が機械学習を行なって、インク判定器2を生成する処理を示すフローチャートである。この処理を開始するまでに、複数種類のインクについて、そのインク特性データが、インクの種類またはインクの種類を含むインクの属性情報に対応付けた教師データ4として収集され、記憶部40に記憶されている。 Figure 2 is a flowchart showing the process in which the machine learning unit 10 performs machine learning to generate an ink determiner 2. Before starting this process, ink characteristic data for multiple types of ink is collected as teacher data 4 associated with the ink type or ink attribute information including the ink type, and stored in the memory unit 40.

まずステップS1として、記憶部40から、訓練モデル5および教師データ4を取得する。
次に、ステップS2、ステップS3により、訓練モデル5を用いた機械学習処理を、汎化が完了するまで行なう。訓練モデル5の汎化が完了したか否かのステップS3における判定は、その時点までの訓練モデル5にテストデータを入力して得られる出力の正答率の閾値判定により行う。
訓練モデル5に対して教師データ4を与えて機械学習をすることにより、汎化が完了すると、インク判定器2が生成される。ステップS4では、学習済モデルとして、インク判定器2を記憶部40に保存する。
First, in step S<b>1 , the training model 5 and the teacher data 4 are obtained from the storage unit 40 .
Next, in steps S2 and S3, machine learning processing is performed using the training model 5 until generalization is completed. In step S3, the determination of whether generalization of the training model 5 is completed or not is made by threshold determination of the accuracy rate of the output obtained by inputting test data into the training model 5 up to that point.
When generalization is completed by providing the teacher data 4 to the training model 5 and performing machine learning, the ink determiner 2 is generated. In step S4, the ink determiner 2 is stored in the storage unit 40 as a learned model.

機械学習用の訓練モデル5は種々の定義が可能である。図3は、本実施形態において利用される訓練モデルの一例を模式的に示した図である。同図においては、CNNによる全n層の各層をL1からLnで示しており、通常のニューラルネットワークのノードを白丸で示している。本実施形態においては、CNNを用いたが、カプセルネットワーク型やベクトルニューラルネットワーク型などの各種ニューラルネットワークなど、他のモデルを利用してもよい。CNNは、Convolutional Neural Networkを意味している。 The training model 5 for machine learning can be defined in various ways. FIG. 3 is a diagram showing a schematic example of a training model used in this embodiment. In the figure, each of the total n layers of the CNN is indicated by L1 to Ln, and the nodes of a normal neural network are indicated by white circles. In this embodiment, a CNN is used, but other models such as various neural networks such as a capsule network type or a vector neural network type may also be used. CNN stands for Convolutional Neural Network.

第1層L1には、一定波長毎のインク特性データを入力する複数のノードが設けられている。本実施形態においては、例えば、分光反射率データが示す一定波長毎の反射率R%を入力層である第1層L1の各ノードへの入力データとし、最終出力層Lnから反射率R%に対応する最終出力データを出力する。
反射率R%のデータに代えて、あるいは加えて、一定波長毎の透過率T%や吸光度Aを用いてもよい。例えば、吸光度A、透過率T%、反射率R%の3つのデータを用いる場合には、図3に示した訓練モデル5を3つ設け、各訓練モデル5の最終層から吸光度A、透過率T%、反射率R%に対応する結果を出力させ、それらの結果を統合して判定させる最終出力層Lnを構築し、最終結果を出力させてもよい。
また、インクの属性情報の内、インクの種類に応じて決まるインク特性データの傾向に影響を与える可能性のある情報については、入力データとして、新たに設けるノードから入力するようにしてもよい。
The first layer L1 is provided with a plurality of nodes for inputting ink characteristic data for each fixed wavelength. In this embodiment, for example, the reflectance R% for each fixed wavelength indicated by the spectral reflectance data is input as input data to each node of the first layer L1, which is the input layer, and final output data corresponding to the reflectance R% is output from the final output layer Ln.
Instead of or in addition to the data on the reflectance R%, the transmittance T% or the absorbance A for each certain wavelength may be used. For example, when three pieces of data, absorbance A, transmittance T%, and reflectance R%, are used, three training models 5 shown in Fig. 3 are provided, and the results corresponding to the absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% are output from the final layer of each training model 5, and a final output layer Ln is constructed to integrate and judge these results, and the final result is output.
Furthermore, among the ink attribute information, information that may affect the tendency of the ink characteristic data that is determined according to the type of ink may be input as input data from a newly provided node.

第1層L1の各ノードの出力は次の第2層L2のノードに、所定の重み付けを施されて接続されている。これは第2層L2以降、第Ln-1層まで同様である。この各層間における各ノード間の重み付けを、教師データ4を用いて修正する作業を繰り返すことで、学習が進み、学習済モデルとしてのインク判定器2が生成されていく。 The output of each node in the first layer L1 is connected to a node in the next second layer L2 with a predetermined weighting. This is the same for the second layer L2 and onwards, up to the Ln-1th layer. By repeatedly correcting the weighting between each node in each layer using the teacher data 4, learning progresses and an ink determiner 2 is generated as a trained model.

次に、図4を参照し、インク判別システムについて説明する。
本実施形態のインク判別システム1000は、インク判別装置100と分光分析装置200とを備えている。
Next, the ink discrimination system will be described with reference to FIG.
The ink discrimination system 1000 of this embodiment includes an ink discrimination device 100 and a spectroscopic analysis device 200 .

インク判別装置100は、コンピューターシステムであり、インク判別部110、入力部120、表示部130、記憶部140、通信部150などを備えている。 The ink discrimination device 100 is a computer system and includes an ink discrimination unit 110, an input unit 120, a display unit 130, a memory unit 140, a communication unit 150, etc.

インク判別部110は、CPU,RAM,ROMを備え、記憶部140に記憶されたインク判定器2を用い、インクの種類の判別に必要な演算を実行する。
入力部120は、ユーザーインターフェイスとしての情報入力手段である。具体的には、例えば、キーボードやマウスポインターなどである。
表示部130は、ユーザーインターフェイスとしての情報表示手段であり、インク判別部110の制御の基に、例えば、入力部120から入力される情報や、インク判別部110の演算結果などが表示される。
The ink determining unit 110 includes a CPU, RAM, and ROM, and uses the ink determiner 2 stored in the storage unit 140 to execute calculations necessary to determine the type of ink.
The input unit 120 is an information input means serving as a user interface, specifically, for example, a keyboard and a mouse pointer.
The display unit 130 is an information display means that serves as a user interface, and under the control of the ink determining unit 110, displays, for example, information input from the input unit 120 and the results of calculations by the ink determining unit 110.

記憶部140は、ハードディスクドライブやメモリーカードなどの書き換え可能な記憶媒体であり、インク判別部110が動作するプログラムや、インクの種類を判別するためのインク判定器2などが記憶されている。
通信部150は、例えば、LANインターフェイスやUSBインターフェイスなどの汎用インターフェイスを備え、分光分析装置200や、機械学習装置1を含む外部の電子機器との情報の授受を行う。
The storage unit 140 is a rewritable storage medium such as a hard disk drive or a memory card, and stores a program for operating the ink determining unit 110, an ink determiner 2 for determining the type of ink, and the like.
The communication unit 150 includes a general-purpose interface such as a LAN interface or a USB interface, and transmits and receives information to and from the spectroscopic analysis device 200 and external electronic devices including the machine learning device 1.

分光分析装置200は、分光分析部210、通信部250などを備えている。
分光分析部210は、光源、分光器、検出器などを備え、インクに光を照射して観測される吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク観測データを取得することができる。なお、分光分析部210は、上述したインク特性データ、すなわち、学習済モデルとしてインク判定器2を生成する際の機械学習における教師データ4としてのインク特性データを取得する際に用いた分光光度計と同じ計測仕様、分析仕様での分光分析を行えることが好ましい。
The spectroscopic analysis device 200 includes a spectroscopic analysis unit 210, a communication unit 250, and the like.
The spectroscopic analysis unit 210 includes a light source, a spectroscope, a detector, etc., and can obtain at least one ink observation data among absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% that are observed by irradiating light onto the ink. Note that it is preferable that the spectroscopic analysis unit 210 can perform spectroscopic analysis with the same measurement specifications and analysis specifications as the spectrophotometer used when obtaining the above-mentioned ink characteristic data, that is, the ink characteristic data as the teacher data 4 in the machine learning when generating the ink determinator 2 as a learned model.

通信部250は、例えば、LANインターフェイスやUSBインターフェイスなどの汎用インターフェイスを備え、インク判別装置100や外部の電子機器との情報の授受を行う。通信部250は、分光分析部210が取得したインク観測データを、インク判別装置100に送信することができる。 The communication unit 250 includes a general-purpose interface, such as a LAN interface or a USB interface, and transmits and receives information to and from the ink discrimination device 100 and external electronic devices. The communication unit 250 can transmit the ink observation data acquired by the spectroscopic analysis unit 210 to the ink discrimination device 100.

すなわち、インク判別システム1000は、インクに光を照射して観測される吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク特性データと、インクの種類またはインクの種類を含むインクの属性情報とを対応付けた教師データ4を用いて機械学習した学習済モデルとしてのインク判定器2と、インクに光を照射して観測された吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク観測データを入力して得られるインク判定器2の出力データに基づき、インク観測データに対応するインクの種類を判別するインク判別部110と、を備えている。 That is, the ink discrimination system 1000 includes an ink determiner 2 serving as a trained model obtained by machine learning using teacher data 4 that associates at least one ink characteristic data item among absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% observed by irradiating light onto the ink with ink type or ink attribute information including ink type, and an ink discrimination unit 110 that determines the type of ink corresponding to the ink observation data based on the output data of the ink determiner 2 obtained by inputting at least one ink observation data item among absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% observed by irradiating light onto the ink.

なお、インク判別装置100は、機械学習機能を備えてもよい。具体的には、インク判別装置100は、取得しているインク判定器2を訓練モデルとし、分光分析装置200から新たに得られるインク観測データと、そのインク観測データに対応する正しいインクの種類の情報とを新たな教師データ4Nとして、更に機械学習を行い、インク判定器2をリファインする機能を備えてもよい。 The ink discrimination device 100 may also have a machine learning function. Specifically, the ink discrimination device 100 may have a function of using the acquired ink determiner 2 as a training model, and further performing machine learning using the ink observation data newly obtained from the spectroscopic analysis device 200 and information on the correct ink type corresponding to the ink observation data as new teacher data 4N to refine the ink determiner 2.

次に、インク判別装置100を用いたインク判別フローについて、図5に示すフローチャートを参照して説明する。
インク判別の処理を開始するにあたり、インク判別装置100は、記憶部140に学習済モデルとしてのインク判定器2を備えている。すなわち、本実施形態におけるインク判別方法としては、予め、インクに光を照射して観測される吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク特性データと、インクの種類またはインクの種類を含むインクの属性情報とを対応付けた教師データ4を用いて機械学習させることにより学習済モデルを生成しておく。
Next, an ink discrimination flow using the ink discrimination device 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
To start the ink discrimination process, the ink discrimination device 100 has an ink determiner 2 as a trained model in the storage unit 140. That is, in the ink discrimination method of the present embodiment, a trained model is generated in advance by machine learning using teacher data 4 that associates at least one of ink characteristic data of absorbance A, transmittance T %, and reflectance R %, which are observed when light is irradiated onto the ink, with ink type or ink attribute information including ink type.

インク判別の処理では、まず、ステップSa1として、インクの種類を判別する対象のインクの試料を準備する。具体的には、インク試料を、分光分析部210での評価が可能な状態にセットする。
次に、ステップSa2として、分光分析部210によりインク試料の分光分析を行い、インク観測データを取得する。分光分析は、照射する光の波長を所定の波長範囲、例えば、紫外領域から赤外領域まで、10nm毎に区切って、その波長範囲の吸光度A、透過率T%、反射率R%のそれぞれのデータの集合として取得する。
分光分析部210は、通信部250を介して、取得したインク観測データをインク判別装置100に送信し、インク観測データを受信したインク判別装置100は、インク判別部110において、ステップSa3として、インク観測データをインク判定器2に入力し、インク判定器2の出力データに基づき、インク観測データに対応するインクの種類を判別する。インク判別部110は、判別結果を表示部130に表示する。
In the ink discrimination process, first, in step Sa1, a sample of the ink to be discriminated is prepared. Specifically, the ink sample is set in a state that allows evaluation by the spectroscopic analysis unit 210.
Next, in step Sa2, the spectroscopic analysis unit 210 performs spectroscopic analysis of the ink sample to obtain ink observation data. In the spectroscopic analysis, the wavelength of the irradiated light is divided into a predetermined wavelength range, for example, from the ultraviolet region to the infrared region, in 10 nm intervals, and data is obtained as a set of absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% for that wavelength range.
Spectroscopic analysis unit 210 transmits the acquired ink observation data to ink discrimination device 100 via communication unit 250, and upon receiving the ink observation data, ink discrimination device 100 inputs the ink observation data to ink determiner 2 in ink discrimination unit 110 in step Sa3, and determines the type of ink corresponding to the ink observation data based on the output data of ink determiner 2. Ink discrimination unit 110 displays the determination result on display unit 130.

2.実施形態の作用効果
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のインク判別方法は、インクに光を照射して観測される吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク特性データと、インクの種類またはインクの種類を含むインクの属性情報とを対応付けた教師データ4を用いて機械学習させることにより学習済モデルとしてのインク判定器2を生成し、インクに光を照射して観測された吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク観測データを入力して得られるインク判定器2の出力データに基づき、インク観測データに対応するインクの種類を判別することを特徴としている。つまり、機械学習したインク判定器2を用いて判定した結果に基づきインクの種類を判別するため、判別を行うための閾値を設定する必要が無く、また、判別の精度を高めるための閾値の見直しを行うことも無く、精度の高い判別を行うことができる。
2. Effects of the embodiment According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
The ink discrimination method of the present embodiment is characterized in that an ink determiner 2 is generated as a trained model by machine learning using teacher data 4 that associates at least one ink characteristic data out of absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% observed by irradiating light on the ink with ink type or ink attribute information including ink type, and a type of ink corresponding to the ink observation data is discriminated based on output data of the ink determiner 2 obtained by inputting at least one ink observation data out of absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% observed by irradiating light on the ink. In other words, since the type of ink is discriminated based on the result of judgment using the machine-learned ink determiner 2, there is no need to set a threshold value for discrimination, and a highly accurate discrimination can be performed without reviewing the threshold value to improve the accuracy of discrimination.

また、本実施形態のインク判別方法は、機械学習における教師データ4とするインクの属性情報に、インクの色、タイプ、成分、メーカー、製造地域、製造時期の内の少なくとも1つの情報を含めることができる。その場合、教師データ4を用いて機械学習したインク判定器2を用いてインクの種類を判別するに当たり、その判別の精度を高めることができる。 In addition, the ink discrimination method of this embodiment can include at least one of the following information in the ink attribute information used as training data 4 in machine learning: ink color, type, ingredients, manufacturer, production region, and production time. In this case, the accuracy of discrimination can be improved when discriminating the type of ink using an ink determiner 2 trained by machine learning using the training data 4.

また、本実施形態のインク判別システム1000は、インクに光を照射して観測される吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク特性データと、インクの種類またはインクの種類を含むインクの属性情報とを対応付けた教師データ4を用いて機械学習した学習済モデルとしてのインク判定器2と、インクに光を照射して観測された吸光度A、透過率T%、反射率R%の内の少なくとも1つのインク観測データを入力して得られるインク判定器2の出力データに基づき、インク観測データに対応するインクの種類を判別するインク判別部110と、を備えている。つまり、本実施形態のインク判別システム1000によれば、機械学習したインク判定器2を用いて判定した結果に基づきインクの種類を判別するため、判別を行うための閾値を設定する必要が無く、また、判別の精度を高めるための閾値の見直しを行うことも無く、精度の高い判別を行うことができる。 The ink discrimination system 1000 of this embodiment includes an ink determiner 2 as a learned model machine-learned using teacher data 4 that associates at least one ink characteristic data of absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% observed by irradiating light on the ink with ink type or ink attribute information including ink type, and an ink discrimination unit 110 that determines the type of ink corresponding to the ink observation data based on the output data of the ink determiner 2 obtained by inputting at least one ink observation data of absorbance A, transmittance T%, and reflectance R% observed by irradiating light on the ink. In other words, according to the ink discrimination system 1000 of this embodiment, the type of ink is determined based on the result of the determination using the ink determiner 2 trained by machine learning, so there is no need to set a threshold value for discrimination, and it is possible to perform highly accurate discrimination without reviewing the threshold value to improve the accuracy of discrimination.

1…機械学習装置、2…インク判定器、3…学習プログラム、4…教師データ、5…訓練モデル、10…機械学習部、20…入力部、30…表示部、40…記憶部、50…通信部、100…インク判別装置、110…インク判別部、120…入力部、130…表示部、140…記憶部、150…通信部、200…分光分析装置、210…分光分析部、250…通信部、1000…インク判別システム。 1...machine learning device, 2...ink determiner, 3...learning program, 4...teacher data, 5...training model, 10...machine learning section, 20...input section, 30...display section, 40...storage section, 50...communication section, 100...ink discrimination device, 110...ink discrimination section, 120...input section, 130...display section, 140...storage section, 150...communication section, 200...spectroscopic analysis device, 210...spectroscopic analysis section, 250...communication section, 1000...ink discrimination system.

Claims (5)

光源と分光器と検出器とを含む分光分析部を備えた分光分析装置を用いてインクジェット式プリンターで使用されるインクジェット式プリンター用インクに光を照射して観測される吸光度Aと透過率T%と反射率R%の3つのインクジェット式プリンター用インク特性データと、前記インクジェット式プリンター用インクの種類または前記インクジェット式プリンター用インクの種類を含む前記インクジェット式プリンター用インクの属性情報とを対応付けた教師データを用いて機械学習させることにより学習済モデルを生成し、
前記分光分析装置を用いて前記インクジェット式プリンターで使用される前記インクジェット式プリンター用インクに光を照射して観測された吸光度Aと透過率T%と反射率R%の3つのインクジェット式プリンター用インク観測データを入力して得られる前記学習済モデルの出力データに基づき、前記インクジェット式プリンター用インク観測データに対応するインクジェット式プリンター用インクの種類を判別し、
前記属性情報は前記インクジェット式プリンター用インクの色、タイプ、成分、メーカー、製造地域、製造時期の内の少なくとも1つである
インクジェット式プリンター用インク判別方法。
generating a trained model by machine learning using training data that associates three pieces of ink-jet printer ink characteristic data, i.e., absorbance A, transmittance T%, and reflectance R%, which are observed when light is irradiated onto ink for ink-jet printers using a spectroscopic analysis device equipped with a spectroscopic analysis unit including a light source, a spectroscope, and a detector, with the type of ink for ink- jet printers or attribute information of the ink for ink-jet printers including the type of ink for ink-jet printers;
determining a type of ink for an ink jet printer corresponding to the ink observation data for the ink jet printer based on output data of the trained model obtained by inputting three pieces of ink jet printer ink observation data, the absorbance A, the transmittance T%, and the reflectance R% , which are observed by irradiating the ink for an ink jet printer used in the ink jet printer with light using the spectroscopic analysis device;
The attribute information is at least one of the color, type, ingredients, manufacturer, manufacturing region, and manufacturing date of the ink for the inkjet printer.
A method for identifying inks for inkjet printers .
前記インクジェット式プリンター用インクの前記タイプは、水性、油性、紫外線硬化型、熱硬化型、染料系、顔料系成分の内の少なくとも1つである、The type of the ink for the inkjet printer is at least one of water-based, oil-based, ultraviolet curing, heat curing, dye-based, and pigment-based components;
請求項1に記載のインクジェット式プリンター用インク判別方法。The method for identifying an ink for an ink-jet printer according to claim 1 .
前記インクジェット式プリンター用インクに入射する入射光の強度をI0、前記インクジェット式プリンター用インクからの透過光の強度をI1、前記インクジェット式プリンター用インクからの反射光の強度をI2としたとき、

吸光度A=log(I0/I1)
透過率T%=I1/I0×100
反射率R%=I2/I0×100
であり、

前記I0、前記I1、前記I2は紫外領域から赤外領域までを10nm毎の波長に区切って観測され、
前記吸光度A、前記透過率T%、前記反射率R%は前記10nm毎の波長毎に取得される
請求項1及び2に記載のインクジェット式プリンター用インク判別方法。
When the intensity of incident light incident on the inkjet printer ink is I0, the intensity of transmitted light from the inkjet printer ink is I1, and the intensity of reflected light from the inkjet printer ink is I2,

Absorbance A=log(I0/I1)
Transmittance T%=I1/I0×100
Reflectance R%=I2/I0×100
and

The I0, I1, and I2 are observed at wavelengths of 10 nm each from the ultraviolet region to the infrared region,
The absorbance A, the transmittance T%, and the reflectance R% are obtained for each wavelength of 10 nm . The ink-jet printer ink discrimination method according to claims 1 and 2.
前記機械学習に用いられる訓練モデルは、全n層の各層をL1からLnで示されるCNN(Convolutional Neural Network)であり、
前記吸光度Aの訓練モデルAと、前記透過率T%の訓練モデルT%と、前記反射率R%の訓練モデルR%とをそれぞれ設定し、
前記訓練モデルAは、前記10nm毎に区切られた波長毎の吸光度Aを前記吸光度Aの前記訓練モデルAの入力層である第1層L1の各ノードへの入力データとし、最終出力層Lnから前記吸光度Aに対応する最終出力データAを出力し、
前記訓練モデルT%は、前記10nm毎に区切られた波長毎の透過率T%を前記透過率T%の前記訓練モデルT%の入力層である第1層L1の各ノードへの入力データとし、最終出力層Lnから前記透過率T%に対応する最終出力データT%を出力し、
前記訓練モデルR%は、前記10nm毎に区切られた波長毎の反射率R%を前記反射率R%の前記訓練モデルR%の入力層である第1層L1の各ノードへの入力データとし、最終出力層Lnから前記反射率R%に対応する最終出力データR%を出力し、
前記最終出力データAと、前記最終出力データT%と、前記最終出力データR%の3つを統合して最終結果とする
請求項3に記載のインクジェット式プリンター用インク判別方法。
The training model used in the machine learning is a Convolutional Neural Network (CNN), with each of the n layers being denoted by L1 to Ln,
A training model A of the absorbance A, a training model T% of the transmittance T%, and a training model R% of the reflectance R% are set,
The training model A uses the absorbance A for each wavelength divided by 10 nm as input data to each node of a first layer L1 which is an input layer of the training model A for the absorbance A, and outputs final output data A corresponding to the absorbance A from a final output layer Ln;
The training model T% uses the transmittance T% for each wavelength divided by 10 nm as input data to each node of a first layer L1 which is an input layer of the training model T% of the transmittance T%, and outputs final output data T% corresponding to the transmittance T% from a final output layer Ln;
The training model R% uses the reflectance R% for each wavelength divided by 10 nm as input data to each node of a first layer L1 which is an input layer of the training model R% of the reflectance R%, and outputs final output data R% corresponding to the reflectance R% from a final output layer Ln;
The final output data A, the final output data T%, and the final output data R% are integrated to obtain the final result.
The method for identifying an ink for an ink jet printer according to claim 3.
光源と分光器と検出器とを含む分光分析部を備え、インクジェット式プリンター用インクに光を照射して前記インクジェット式プリンター用インクの吸光度Aと透過率T%と反射率R%の3つを観測する分光分析装置と、
前記分光分析装置で観測される吸光度Aと透過率T%と反射率R%の3つのインクジェット式プリンター用インク特性データと、前記インクジェット式プリンター用インクの種類または前記インクジェット式プリンター用インクの種類を含む前記インクジェット式プリンター用インクの属性情報とを対応付けた教師データを用いて機械学習した学習済モデルとしてのインクジェット式プリンター用インク判定器と、
前記分光分析装置で観測された吸光度Aと透過率T%と反射率R%の3つのインクジェット式プリンター用インク観測データを入力して得られる前記インクジェット式プリンター用インク判定器の出力データに基づき、前記インクジェット式プリンター用インク観測データに対応する前記インクジェット式プリンター用インクの種類を判別するインクジェット式プリンター用インク判別部と、を備え、
前記属性情報は前記インクジェット式プリンター用インクの色、タイプ、成分、メーカー、製造地域、製造時期の内の少なくとも1つである
インクジェット式プリンター用インク判別システム。
a spectroscopic analysis device including a spectroscopic analysis unit including a light source, a spectroscope, and a detector, which irradiates light onto an ink for an ink jet printer and observes three properties of the ink for an ink jet printer, namely , absorbance A, transmittance T %, and reflectance R %, of the ink for an ink jet printer;
an ink jet printer ink determiner as a trained model obtained by machine learning using training data that associates three pieces of ink jet printer ink characteristic data, i.e., absorbance A, transmittance T %, and reflectance R % , observed by the spectroscopic analyzer with the type of ink jet printer ink or attribute information of the ink jet printer ink including the type of ink jet printer ink;
an ink jet printer ink discrimination unit that discriminates the type of ink for the ink jet printer corresponding to the ink jet printer ink observation data based on output data of the ink jet printer ink determiner obtained by inputting three pieces of ink jet printer ink observation data, i.e., absorbance A, transmittance T %, and reflectance R %, observed by the spectroscopic analyzer ;
The attribute information is at least one of the color, type, ingredients, manufacturer, manufacturing region, and manufacturing date of the ink for the inkjet printer.
Ink discrimination system for inkjet printers .
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