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JP7618223B2 - Automatic print head cleaning system - Google Patents
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Description

本発明は、コンティニュアス方式のインクジェットプリンタのプリントヘッドを自動で洗浄するシステムに関する。 The present invention relates to a system for automatically cleaning the print head of a continuous inkjet printer.

インクジェットプリンタ(以降、「IJP」と略す)は、コンティニュアス方式とオンデマンド方式に大別される。このうちコンティニュアス方式のIJPは、ポンプによってノズルからインクを噴出し、噴出インクがインク滴に分離する位置において帯電電極によりインク滴を帯電させ、更に偏向電極によってインク滴の軌道を曲げ、被印刷面の所定の位置に着弾させて印字ドットを形成するものである。 Inkjet printers (hereafter abbreviated as "IJP") are broadly divided into continuous and on-demand types. Of these, continuous type IJPs use a pump to eject ink from a nozzle, charge the ink droplets with a charging electrode at the point where the ejected ink separates into ink droplets, and then deflect the trajectory of the ink droplets with a deflection electrode, causing them to land at a specified position on the printing surface, forming a print dot.

上述したコンティニュアス方式のIJPにおいて、印字を繰返し行うと、印字面に印字される文字の高さが高くなったり、低くなったりする現象が現れる。 In the above-mentioned continuous IJP, when printing is repeated, a phenomenon occurs in which the height of the characters printed on the printing surface becomes higher or lower.

そのうち文字高さが高くなる原因としていくつか考えられるが、その一つに、ノズルから噴射されるインクの一部がミストとなって高偏向電極の表面に付着し、インク滴と電極との間の距離が近づくことによってインク滴の偏向量が増加することが挙げられる。 There are several possible reasons why the character height increases. One of them is that some of the ink ejected from the nozzle turns into mist and adheres to the surface of the high deflection electrode, reducing the distance between the ink droplets and the electrode, which increases the amount of deflection of the ink droplets.

一方、文字高さが低くなる原因についてもいくつか考えられるが、その一つに、高偏向電極またはガターのうち、インクの付着によって厚みが増した部分にインク滴が接触することで、インク滴の飛翔が妨げられることが挙げられる。 On the other hand, there are several possible reasons why character height may be reduced. One of these is that the ink droplets come into contact with parts of the high deflection electrode or gutter that have become thicker due to the adhesion of ink, preventing the ink droplets from flying.

このような状態を放置すると印字不良につながるため、プリントヘッドを定期的に洗浄して、帯電電極やガターの表面に付着したインク等を除去する必要がある。 If this condition is left unchecked, it can lead to poor printing, so the print head must be cleaned periodically to remove any ink or other substances that may have adhered to the surface of the charging electrode and gutter.

特開2019-171651号公報JP 2019-171651 A 特許第6391745号公報Patent No. 6391745

従来、プリントヘッドの洗浄は、作業者がプリントヘッドのカバーを外して汚れ具合を確認し、洗浄の必要があると判断した場合に行っていた(特許文献1参照)。このため、作業者によるプリントヘッド内部の確認が不可欠であり、洗浄工程の無人化や自動化の妨げとなっていた。 Conventionally, print heads were cleaned by an operator who removed the cover of the print head to check the degree of dirt and determined that cleaning was necessary (see Patent Document 1). This required an operator to check the inside of the print head, which was an obstacle to unmanned or automated cleaning processes.

本発明はこのような従来の問題点に鑑みて成されたもので、IJPの動作中に得られるデータおよび検査工程で得られるデータを利用して、プリントヘッド洗浄の必要性を判定し、これによって作業者による汚れ具合の確認を不要とした洗浄システムを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these conventional problems, and aims to provide a cleaning system that uses data obtained during IJP operation and data obtained during the inspection process to determine the need for print head cleaning, thereby eliminating the need for an operator to check the degree of dirt.

上記目的を達成するため、本発明に係るプリントヘッド自動洗浄システムは、
噴出するインクに一定周期の振動を付与して連続したインク滴を生成するガンと、前記インク滴の周期に同期した階段波状の電圧を印加して当該インク滴を帯電させる帯電電極と、前記帯電したインク滴を、帯電の程度に応じて偏向させ、インク滴を被印刷物の印字面に着弾させる偏向電極と、で構成されたプリントヘッドを備え、当該プリントヘッドから噴射されたインク滴を、コンベアで搬送される被印刷物に着弾させ、複数列の印字ドットによって文字を形成するインクジェットプリンタと、
前記被印刷物に印字された文字をカメラで撮影し、印字された文字が適切であるか否かを判定する検査装置と、
インクによって汚れた前記プリントヘッドを、溶剤を用いて洗浄する洗浄機と、
前記プリントヘッドを印字位置から前記洗浄機まで移送するロボットと、
前記インクジェットプリンタ、検査装置、洗浄機およびロボットの動作を制御する総括コントローラと、を備え、
当該総括コントローラは、更に、前記インクジェットプリンタから取得した動作状態を示すデータおよび前記検査装置から取得した検査結果を示すデータを用いて、機械学習を行うことにより作成された、前記プリントヘッドの洗浄が必要である場合と、そうでない場合とに分類する分類器を備え、
前記総括コントローラは、
前記インクジェットプリンタから取得した動作状態を示すデータおよび前記検査装置から取得した検査結果を示すデータを入力とした前記分類器の分類結果に基づいて、前記プリントヘッドの洗浄が必要であると判定した場合、
前記インクジェットプリンタに指示して運転を停止し、
前記ロボットに指示して前記プリントヘッドを印字位置から前記洗浄機まで移送し、
前記洗浄機に指示して前記プリントヘッドの洗浄を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the automatic print head cleaning system according to the present invention comprises:
an inkjet printer comprising a print head comprising: a gun which applies a constant periodic vibration to the ejected ink to generate successive ink droplets; a charging electrode which applies a step-wave voltage synchronized with the period of the ink droplets to charge the ink droplets; and a deflection electrode which deflects the charged ink droplets according to the degree of charge and causes the ink droplets to land on a printing surface of a substrate; the ink jet printer causes the ink droplets ejected from the print head to land on a substrate transported by a conveyor, forming characters with multiple rows of printing dots;
an inspection device that photographs the characters printed on the printing medium with a camera and judges whether the printed characters are appropriate;
a cleaning machine for cleaning the print head contaminated by ink with a solvent;
a robot for transferring the print head from a printing position to the cleaning machine;
a general controller for controlling the operations of the inkjet printer, the inspection device, the cleaning device and the robot;
the overall controller further includes a classifier that classifies the cases into cases where cleaning of the print head is required and cases where cleaning of the print head is not required, the classifier being created by performing machine learning using data indicating an operating state obtained from the inkjet printer and data indicating an inspection result obtained from the inspection device;
The general controller includes:
When it is determined that cleaning of the print head is necessary based on a classification result of the classifier using data indicating an operating state obtained from the inkjet printer and data indicating an inspection result obtained from the inspection device as input,
Instructing the inkjet printer to stop operation;
Instructing the robot to move the print head from the printing position to the cleaning machine;
The cleaning device is instructed to clean the print head.

ここで、前記プリントヘッドは、前記ガン、帯電電極および偏向電極が搭載されたヘッド本体と、空洞部に前記ガン、帯電電極および偏向電極が収容され、かつ前記帯電したインク滴が通過するスリットが形成された筒状のヘッドカバーと、で構成され、前記ロボットは、前記ヘッド本体だけを前記洗浄機に移送し、前記ヘッドカバーは、常時、印字位置に保持されることが好ましい。 The print head is preferably composed of a head body on which the gun, charging electrode, and deflection electrode are mounted, and a cylindrical head cover in which the gun, charging electrode, and deflection electrode are housed in a hollow portion and in which a slit is formed through which the charged ink droplets pass, and the robot transfers only the head body to the cleaning machine, and the head cover is preferably always held in the printing position.

また前記ヘッドカバーは、保持手段によって前記コンベア近傍の所望の位置に保持され、かつ当該保持手段を用いて三次元空間における位置を調整可能であることが好ましい。 It is also preferable that the head cover be held at a desired position near the conveyor by a holding means, and that the position in three-dimensional space can be adjusted using the holding means.

また前記総括コントローラは、前記分類器を作成する分類器作成装置を備え、当該分類器作成装置は、前記インクジェットプリンタから動作状態を示す複数種類のデータおよび前記検査装置から検査結果を示す複数種類のデータを取得する学習データ取得部と、当該学習データを記憶するデータ記憶部と、当該データ記憶部に記憶された学習データを入力とし、ディープニューラルネットワークを用いて機械学習を行うことにより前記分類器を作成する学習部と、で構成されることが好ましい。 The general controller is preferably equipped with a classifier creation device that creates the classifier, and the classifier creation device is preferably configured with a learning data acquisition unit that acquires multiple types of data indicating the operating state from the inkjet printer and multiple types of data indicating the inspection results from the inspection device, a data storage unit that stores the learning data, and a learning unit that uses the learning data stored in the data storage unit as input and performs machine learning using a deep neural network to create the classifier.

また前記インクジェットプリンタから取得するデータは、前記ガンに送り込まれるインクの圧力、前記ガンのノズルから噴射されるインクの粘度、前記ガンのノズルから噴射されたインク滴が帯電してから検知電極で検知されるまでの検知時間、および前記ガンに内蔵されたピエゾ振動子に印加される電圧であるピエゾ指令値であることが好ましい。 The data acquired from the inkjet printer preferably includes the pressure of the ink fed to the gun, the viscosity of the ink ejected from the nozzle of the gun, the detection time from when the ink droplets ejected from the nozzle of the gun are charged to when they are detected by the detection electrode, and a piezoelectric command value, which is the voltage applied to a piezoelectric vibrator built into the gun.

また前記検査装置から取得するデータは、前記被印刷物に印字された文字の適否、および適正と判定された前記印字文字の平均高さであることが好ましい。 It is also preferable that the data obtained from the inspection device is the suitability of the characters printed on the substrate and the average height of the printed characters that are judged to be suitable.

本発明に係るプリントヘッド自動洗浄システム(以降「洗浄システム」と略す)によれば、IJPの運転中に得られるデータおよび、印字において不可欠である検査工程で得られるデータを利用して、プリントヘッド洗浄の必要性を自動判定するとともに、ロボットを用いて、洗浄機へのプリントヘッドへの装脱を行っているため、人手を全く要することなく、プリントヘッドの洗浄を実現できる。結果として、既存の装置とロボットを組み合わせるだけで、洗浄工程の無人化と自動化を実現している。 The automatic print head cleaning system (hereafter abbreviated as "cleaning system") of the present invention uses data obtained during IJP operation and data obtained during the inspection process, which is essential for printing, to automatically determine the need for print head cleaning, and uses a robot to load and unload the print head into the cleaning machine, making it possible to clean the print head without requiring any human labor. As a result, the cleaning process can be unmanned and automated simply by combining existing equipment with a robot.

本発明の実施の形態に係る洗浄システムの全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an overall configuration of a cleaning system according to an embodiment of the present invention. 同洗浄システムの処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing the process flow of the cleaning system. プリントヘッドを、コンベア上の所望に位置に保持するXYZ軸ステージの平面図である。FIG. 2 is a plan view of an XYZ stage that holds the print head at a desired position on the conveyor. プリントヘッドの構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the configuration of a print head. 洗浄システムを構成するコンティニュアス方式IJPの概略構成を示す一部断面正面図である。1 is a partially cross-sectional front view showing the schematic configuration of a continuous type IJP that constitutes the cleaning system. 洗浄システムを構成する検査装置の制御系の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the configuration of a control system of an inspection apparatus that constitutes the cleaning system. FIG. 検査装置における印字検査の手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a procedure for print inspection in the inspection device. 印字検査の対象となる印字例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of print that is a target of print inspection. 総括コントローラに含まれる洗浄判定装置の構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a configuration of a cleaning determination device included in the general controller. FIG. 総括コントローラに含まれる分類器作成装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a classifier creating device included in the general controller. 検査装置で検査される印字文字の例を示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating examples of printed characters inspected by an inspection device. プリントヘッドが洗浄機のヘッドホルダーに挿入される状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a print head is inserted into a head holder of the cleaning machine. 洗浄システムを構成する洗浄機の構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the configuration of a cleaning machine that constitutes the cleaning system.

以下、本発明の実施の形態に係るプリントヘッド自動洗浄システムについて、図面を参照して説明する。 The following describes an automatic print head cleaning system according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

<プリントヘッド自動洗浄システムの構成と動作>
図1に、本実施の形態に係るプリントヘッド自動洗浄システム(以降「洗浄システム」と略す)1の全体構成を示す。また図2のフローチャートに、洗浄システム1の処理の流れを示す。
<Configuration and operation of the automatic print head cleaning system>
1 shows the overall configuration of an automatic print head cleaning system (hereinafter abbreviated as "cleaning system") 1 according to this embodiment. The flow of processing in the cleaning system 1 is shown in the flowchart of FIG.

プリントヘッド自動洗浄システム1は、IJP2、検査装置3、洗浄機4、ロボット5および総括コントローラ6で構成されている。 The automatic print head cleaning system 1 is composed of an IJP 2, an inspection device 3, a cleaning machine 4, a robot 5 and an overall controller 6.

図示しないが、IJP2、検査装置3、洗浄機4およびロボット5は、総括コントローラ6と通信ケーブルで接続されており、各装置の運転状態は、逐次総括コントローラ6に報告され、かつ各装置は総括コントローラ6からの指示に従って動作する。以下、図2のフローチャートに従い、各装置の概略の構成と動作を説明する。 Although not shown, the IJP 2, inspection device 3, cleaning machine 4, and robot 5 are connected to the general controller 6 via communication cables, and the operating status of each device is reported to the general controller 6 in sequence, and each device operates according to instructions from the general controller 6. Below, the general configuration and operation of each device will be explained according to the flowchart in Figure 2.

コンティニュアス方式のIJP2は、コンベア8上を搬送される被印刷物PTの上面に商品の製造年月日や製品番号等の印字を行うために用いられる。IJP2は、印字を行うプリントヘッド20と、プリントヘッド20の動作を制御するプリンタ本体21で構成され、図では省略しているが、その間はパイプ29で接続されている。プリンタ本体21にはインクタンクが内蔵され、インクタンクに収容されたインクは、パイプ29を通ってプリントヘッド20に供給される。 The continuous-type IJP2 is used to print the product's manufacturing date, product number, etc. on the top surface of the printing material PT being transported on the conveyor 8. The IJP2 is composed of a print head 20 that performs the printing, and a printer body 21 that controls the operation of the print head 20, and although not shown in the figure, they are connected by a pipe 29. The printer body 21 has a built-in ink tank, and the ink contained in the ink tank is supplied to the print head 20 through the pipe 29.

プリントヘッド20は、XYZ軸ステージ7によってコンベア8上の所定の位置に保持されており、コンベア8によって搬送される被印刷物PTがプリントヘッド20の下を通過したときに、被印刷物PTの上面に印字を行う(ステップS1)。 The print head 20 is held at a predetermined position on the conveyor 8 by the XYZ axis stage 7, and when the printing material PT transported by the conveyor 8 passes under the print head 20, printing is performed on the top surface of the printing material PT (step S1).

プリントヘッド20の下流側のコンベア8上には検査装置3のカメラ31が設置されており、プリントヘッド20によって印字された文字はカメラ31で撮影され、後述するコントローラ34(図7参照)で印字の適否が判定される(ステップS2)。なお、検査装置3のコントローラ34は、洗浄システム1の総括コントローラ6と共に、テーブル12の下方に設置された制御ユニット11内に収容されている。 A camera 31 of the inspection device 3 is installed on the conveyor 8 downstream of the print head 20, and the characters printed by the print head 20 are photographed by the camera 31, and the controller 34 (see FIG. 7), which will be described later, judges whether the printing is correct or not (step S2). The controller 34 of the inspection device 3 is housed in the control unit 11 installed below the table 12 together with the general controller 6 of the cleaning system 1.

洗浄システム1の総括コントローラ6は、印字の都度、IJP2から得たプリンタの動作状態を示すデータ、および検査装置3から得た検査結果を示すデータに基づいて、プリントヘッド20の汚れ具合を推定し、その結果に基づいて洗浄の必要性を判定する(ステップS3)。 After each printing, the overall controller 6 of the cleaning system 1 estimates the degree of dirt on the print head 20 based on data indicating the printer's operating status obtained from the IJP 2 and data indicating the inspection results obtained from the inspection device 3, and determines the need for cleaning based on the results (step S3).

総括 コントローラ6は、プリントヘッド20の汚れ状態から洗浄が必要と判定した場合(ステップS4でYes)、IJP2による印字を停止すると共に(ステップS5)、ロボット5に指示し、プリントヘッド20のヘッド本体202を洗浄機4まで移送し、ヘッド本体202を洗浄機4に装着して、ヘッド本体202の洗浄を行う(ステップS7)。 Summary When the controller 6 determines that cleaning is necessary based on the soiled state of the print head 20 (Yes in step S4), it stops printing by IJP2 (step S5) and instructs the robot 5 to transport the head body 202 of the print head 20 to the cleaning machine 4, attach the head body 202 to the cleaning machine 4, and clean the head body 202 (step S7).

洗浄後、所定の時間、自然乾燥した(ステップS8)プリントヘッド20は、ロボット5によって印字時の位置に戻され(ステップS9)、継続して印字を行う場合(ステップS10でYes)は、印字を再開する(ステップS1)。 After cleaning, the print head 20 is allowed to air dry for a predetermined period of time (step S8), and then the robot 5 returns the print head 20 to its printing position (step S9). If printing is to continue (Yes in step S10), printing is resumed (step S1).

前述したように、従来の洗浄方法では、作業者が目視によってプリントヘッド20の汚れ具合を確認し、汚れがひどいと判断した時に洗浄を行っていたため、洗浄工程を自動化させることは難しかった。 As mentioned above, with conventional cleaning methods, an operator would visually check the degree of dirt on the print head 20 and only perform cleaning if the dirt was deemed severe, making it difficult to automate the cleaning process.

これに対し、本発明に係る洗浄システム1では、IJP2から得たIJP2の動作状態を示すデータ、および検査装置3から得た検査結果を示すデータに基づいて洗浄の必要性を判定しており、作業者による汚れの状態の確認が不要であるため、洗浄工程の自動化および無人化を容易に実現できる。 In contrast, the cleaning system 1 according to the present invention determines the need for cleaning based on data indicating the operating status of IJP2 obtained from IJP2 and data indicating the inspection results obtained from the inspection device 3, and since there is no need for an operator to check the state of dirt, the cleaning process can be easily automated and unmanned.

次に、本実施の形態に係る洗浄システム1を構築する各装置の構成と動作について、図面を参照して詳述する。最初に、IJP2の構成と動作を説明する。 Next, the configuration and operation of each device that constitutes the cleaning system 1 according to this embodiment will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration and operation of IJP2 will be described.

<IJPの構成と動作>
IJP2の構成について説明する前に、プリントヘッド20をコンベア8上の所定の位置に下向きの状態で保持するXYZ軸ステージ7について説明する。図3はXYZ軸ステージ7を上方から見た図である。
<IJP Configuration and Operation>
Before describing the configuration of the IJP 2, we will explain the XYZ axis stage 7 that holds the print head 20 facing downward at a predetermined position on the conveyor 8. Figure 3 is a view of the XYZ axis stage 7 as viewed from above.

本実施の形態では、コンベア8上を搬送される被印刷物PTの上面に印字を行うため、プリントヘッド20を、コンベア上の所望の位置に、下を向けた状態で保持する必要がある。そのための手段として、XYZ軸ステージ7を用いている。 In this embodiment, in order to print on the top surface of the printing substrate PT being transported on the conveyor 8, the print head 20 must be held facing downward at the desired position on the conveyor. To achieve this, the XYZ axis stage 7 is used.

XYZ軸ステージ7は、端部に取り付けられた部材を、三次元空間の所望の位置に、所望の方向を向けて保持するために用いられる手段であり、X軸方向の位置を調整するX軸ステージ71、Y軸方向の位置を調整するY軸ステージ72およびZ軸方向の位置を調整するZ軸ステージ73で構成されている。 The XYZ-axis stage 7 is a means used to hold a member attached to an end at a desired position in three-dimensional space, facing in a desired direction, and is composed of an X-axis stage 71 that adjusts the position in the X-axis direction, a Y-axis stage 72 that adjusts the position in the Y-axis direction, and a Z-axis stage 73 that adjusts the position in the Z-axis direction.

ステージ71~73の配置は必要に応じて変更され、図3に示すXYZ軸ステージ7では、コンベア8に近接して設置されたベース70上に、X軸ステージ71、Z軸ステージ73、Y軸ステージ72がこの順に重なるように配置され、それぞれのステージには、手動で位置を調整するためのハンドル74、76および75が設けられている。 The arrangement of stages 71 to 73 can be changed as necessary. In the XYZ-axis stage 7 shown in FIG. 3, the X-axis stage 71, Z-axis stage 73, and Y-axis stage 72 are arranged in this order on top of each other on a base 70 installed close to the conveyor 8, and each stage is provided with handles 74, 76, and 75 for manually adjusting the position.

図4に、Y軸ステージ72の端部に取り付けられたプリントヘッド20を示す。Y軸ステージ72の先端部分には、プリントヘッド20の円筒状のヘッドカバー201を支持する部材77が取り付けられ、金属製のバンド78を用いて、ヘッドカバー201が支持部材77に固定されている。 Figure 4 shows the print head 20 attached to the end of the Y-axis stage 72. A member 77 that supports the cylindrical head cover 201 of the print head 20 is attached to the tip of the Y-axis stage 72, and the head cover 201 is fixed to the support member 77 using a metal band 78.

図4に示すように、プリントヘッド20は、円筒状のヘッドカバー201と、その内部に配置されたヘッド本体202に分離することができ、ヘッド本体202の基板203には、ガン、帯電電極、偏向電極等のプリントヘッドを構成する主要部材が密接した状態で配置されている。 As shown in FIG. 4, the print head 20 can be separated into a cylindrical head cover 201 and a head body 202 placed inside it. The main components that make up the print head, such as the gun, charging electrode, and deflection electrode, are arranged in close contact with the substrate 203 of the head body 202.

ヘッド本体202の上部はナット204を用いてチューブ205と連結されており、後述するように、チューブ205には、プリンタ本体21からインクを移送する配管、エアーを供給する配管、並びに電力および信号を伝達するケーブルが挿入されている。 The top of the head body 202 is connected to a tube 205 using a nut 204, and as described below, piping for transporting ink from the printer body 21, piping for supplying air, and cables for transmitting power and signals are inserted into the tube 205.

図4に示すように、ヘッド本体202はヘッドカバー201から分離することができる。IJP2の運転状態においては、ヘッド本体202はヘッドカバー201の円筒内に収容されているが、プリンタヘッド20を洗浄するときには、白抜きの矢印で示すように、ロボット5によってヘッドカバー201の上方に取り出され、洗浄機4まで移送される。 As shown in FIG. 4, the head body 202 can be separated from the head cover 201. When IJP2 is in operation, the head body 202 is housed inside the cylinder of the head cover 201, but when cleaning the printer head 20, it is removed above the head cover 201 by the robot 5, as shown by the white arrow, and transferred to the cleaning machine 4.

本発明では、プリントヘッド20の自動洗浄を実現する一手段として、上述した構成を有効に活用している。すなわち、プリントヘッド20の構成部材のうち、洗浄が必要な部材は全てヘッド本体202に搭載されているため、印字を行う際には、ヘッド本体202だけを洗浄機4に移送すればよい。 In the present invention, the above-mentioned configuration is effectively utilized as one means for realizing automatic cleaning of the print head 20. That is, all of the components of the print head 20 that require cleaning are mounted on the head body 202, so when printing, only the head body 202 needs to be transferred to the cleaning machine 4.

従って、ヘッドカバー201については、常にXYZ軸ステージ7によってコンベア上の所望の位置に保持しておき、洗浄が終了したヘッド本体202をヘッドカバー201に挿入して一体化すれば、印字の都度、XYZ軸ステージ7を用いてプリントヘッド20の位置を調節する必要はない。 Therefore, the head cover 201 is always held at the desired position on the conveyor by the XYZ axis stage 7, and if the head body 202 that has been cleaned is inserted into the head cover 201 and integrated, there is no need to adjust the position of the print head 20 using the XYZ axis stage 7 each time printing is performed.

次に、図5を参照して、IJP2による被印刷物PTへの印字について説明する。図5は、プリントヘッド20を含む、コンティニュアス方式IJP2の概略構成を示す一部断面正面図である。 Next, printing on the print substrate PT by the IJP2 will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a partial cross-sectional front view showing the schematic configuration of the continuous-type IJP2, including the print head 20.

図5に示すように、IJP2は、プリントヘッド20、コントローラ21,インクタンク22およびポンプ23a、23bで構成されている。これらのうちプリントプリントヘッド20は、ガン24、帯電電極25、検知電極26、偏向電極27a、27b、ガター28およびパイプ29a、29bで構成され、これらの部材がヘッド本体202に搭載され、周囲を円筒状のヘッドカバー201で覆われている。 As shown in FIG. 5, the IJP2 is composed of a print head 20, a controller 21, an ink tank 22, and pumps 23a and 23b. Of these, the print head 20 is composed of a gun 24, a charging electrode 25, a detection electrode 26, deflection electrodes 27a and 27b, a gutter 28, and pipes 29a and 29b, and these components are mounted on a head body 202, and the surrounding area is covered with a cylindrical head cover 201.

プリントヘッド20を構成するガン24等の部材は、前述の図4に示したように、実際には、ヘッド本体202の基板203上に密接した状態で配置されているが、図5では、各部材の機能を分かりやすく説明するため、概略の配置を示している。同様に、図1ではプリントヘッド20を下向きに配置しているが、図5では、横向きに配置されている。 As shown in FIG. 4 above, the gun 24 and other components that make up the print head 20 are actually arranged in close contact on the substrate 203 of the head body 202, but FIG. 5 shows a schematic arrangement to easily explain the function of each component. Similarly, while the print head 20 is arranged facing downward in FIG. 1, it is arranged sideways in FIG. 5.

ガン24は、インク滴IDを被印刷物(例えば商品が梱包された箱)PTの上面に向けて噴射するものであり、ガン本体241、超音波振動子242およびノズル243で構成されている。ポンプ23aによってインクタンク22から送出され、パイプ29aを通してガン本体241に供給されたインクは、ピエゾ振動子242によって振動が付加された状態でノズル243の孔から噴射される。 The gun 24 sprays ink droplets ID toward the top surface of the printing substrate PT (e.g., a box in which a product is packed), and is composed of a gun body 241, an ultrasonic vibrator 242, and a nozzle 243. Ink is pumped from the ink tank 22 by the pump 23a and supplied to the gun body 241 through the pipe 29a, and is sprayed from the hole of the nozzle 243 while being vibrated by the piezoelectric vibrator 242.

ノズル243の孔から噴出したインク柱IPは、ピエゾ振動子242により付加された振動によって個々のインク滴IDに分離し、更に帯電電極25で帯電された後、偏向電極27a、27bにより、印字に必要なインク滴IDのみが帯電電荷量に応じて偏向され、ヘッドカバー201の前部に形成されたスリット206を通過し、被印刷物PTの印刷面に着弾する。 The ink column IP ejected from the nozzle 243 is separated into individual ink droplets ID by the vibration applied by the piezoelectric vibrator 242, and is then charged by the charging electrode 25. After that, only the ink droplets ID required for printing are deflected by the deflection electrodes 27a and 27b according to the amount of charge, and pass through the slit 206 formed in the front part of the head cover 201, and land on the printing surface of the printing substrate PT.

被印刷物PTは、箱の中に食品などが詰め込まれた後、フィルム上に製造番号や使用期限等が印字されて最終商品の形態となる。被印刷物PTが、インク滴IDの飛行方向に対して直交する方向に移動している場合、インク滴IDの偏向量を変えることによって、被印刷物PTの印字面に着弾するインク滴IDの位置が変わり、被印刷物PTの移動に同期してインク滴IDの偏向を繰り返すと、文字や記号が印字される。 After food and other items are packed into the box, the printing substrate PT has the manufacturing number, expiration date, etc. printed on the film to form the final product. If the printing substrate PT is moving in a direction perpendicular to the flight direction of the ink droplets ID, changing the deflection amount of the ink droplets ID changes the position at which the ink droplets ID land on the printing surface of the printing substrate PT, and by repeatedly deflecting the ink droplets ID in sync with the movement of the printing substrate PT, letters and symbols are printed.

一方、帯電されていないインク滴ID、および帯電されていても印字に使用されないインク滴IDは、偏向されず、そのままインク回収用のガター28に飛び込み、インクタンク22に回収される。ガター28によって回収されたインクは、ポンプ23bによりパイプ29bを通してインクタンク22に移送され、再利用される。 On the other hand, ink droplets ID that are not charged and ink droplets ID that are charged but are not used for printing are not deflected and jump directly into the gutter 28 for ink recovery and are recovered in the ink tank 22. The ink recovered by the gutter 28 is transferred by the pump 23b through the pipe 29b to the ink tank 22 and is reused.

IJP2の動作は、コントローラ21によって制御される。コントローラは、CPU、メモリ(ROM、RAM等)、タイマーおよびディスプレイで構成され、ガン24のピエゾ振動子242、帯電電極25のパルス電源251、検知電極26、偏向電極27の直流電源271、並びにポンプ23aおよび23bの動作を制御する。なお、図では煩雑さを避けるため、ポンプ23aおよび23bのみ、制御用の配線を記載している。 The operation of IJP2 is controlled by controller 21. The controller is composed of a CPU, memory (ROM, RAM, etc.), a timer, and a display, and controls the operation of piezo transducer 242 of gun 24, pulse power supply 251 of charging electrode 25, detection electrode 26, DC power supply 271 of deflection electrode 27, and pumps 23a and 23b. Note that to avoid complexity, the control wiring is shown only for pumps 23a and 23b in the figure.

具体的な動作を説明すると、コントローラ21は、ポンプ23aを駆動することにより、インクタンク22に収容されたインクに圧力をかけてガン本体241に供給する。またコントローラ21は、検知電極26で検知した信号に基づいて、パルス電源251から帯電電極25に印加されるパルス電圧のタイミングを制御し、これによって帯電されるインク滴IDの数やタイミングを調節する。更にコントローラ21は、直流電源271の電圧を制御することによって、偏向電極27a27bで偏向されるインク滴IDの偏向量を調節する。 To explain the specific operation, the controller 21 applies pressure to the ink contained in the ink tank 22 and supplies it to the gun body 241 by driving the pump 23a. The controller 21 also controls the timing of the pulse voltage applied from the pulse power supply 251 to the charging electrode 25 based on the signal detected by the detection electrode 26, thereby adjusting the number and timing of the ink droplets ID to be charged. Furthermore, the controller 21 adjusts the deflection amount of the ink droplets ID deflected by the deflection electrodes 27a 27b by controlling the voltage of the DC power supply 271.

前述したように、コンティニュアス方式のIJPでは、ノズル243から噴出したインクの一部がインクミストとして周辺雰囲気に漂い、構成部材の表面に付着してインク滴の飛翔に悪影響を及ぼす。このため、プリントヘッド20の主要部材をヘッドカバー201内に収容すると共に、カバー内を陽圧に保つことで、インクミストの外部への排出を促進し、また外部からの埃がカバー内に入り込むことを防止している。 As mentioned above, in continuous-type IJP, some of the ink ejected from the nozzle 243 floats in the surrounding atmosphere as ink mist and adheres to the surfaces of the components, adversely affecting the flight of ink droplets. For this reason, the main components of the print head 20 are housed inside the head cover 201, and a positive pressure is maintained inside the cover to promote the discharge of ink mist to the outside and prevent dust from outside from entering the cover.

ヘッド本体202の底板207にはチューブ208が取り付けられ、プリントヘッド20内の空洞部209を陽圧にするため、外部コンプレッサからチューブ208を通してエアーが供給される。ヘッドカバー201は、インク滴IDが噴射されるスリット206を除いて密閉されており、チューブ208を通して供給されたエアーAR(白抜きの矢印で示す)の大半はヘッドカバー201内に留まって空気圧を高めている。 A tube 208 is attached to the bottom plate 207 of the head body 202, and air is supplied from an external compressor through the tube 208 to create positive pressure in the cavity 209 inside the print head 20. The head cover 201 is sealed except for the slits 206 through which the ink droplets ID are ejected, and most of the air AR (indicated by the white arrow) supplied through the tube 208 remains inside the head cover 201, increasing the air pressure.

<検査装置の構成と動作>
次に、図6および図7を参照して、検査装置3の構成と動作を説明する。図6は、検査装置3の制御系の構成を示すブロック図、図7は、印字検査の手順を示すフローチャートである。
<Configuration and operation of inspection device>
Next, the configuration and operation of the inspection device 3 will be described with reference to Figures 6 and 7. Figure 6 is a block diagram showing the configuration of a control system of the inspection device 3, and Figure 7 is a flow chart showing the procedure of print inspection.

前述の図1に示したように、プリントヘッド20に対しコンベア8の下流側の上方には、被印刷物PTの印字面に印字された文字等を撮影するカメラ31が設置され、またカメラ31の周辺には印字面を照らす照明32が配置され、カメラ31と照明器具32は金具によって一体化されている。前述したように、検査装置3の動作を制御するコントローラ34は、制御ユニット11内に、洗浄システム1の総括コントローラ6と共に収容されている。 As shown in FIG. 1 above, a camera 31 is installed above the print head 20 on the downstream side of the conveyor 8 to capture images of characters printed on the printing surface of the printing substrate PT, and lighting fixtures 32 for illuminating the printing surface are arranged around the camera 31, with the camera 31 and lighting fixture 32 being integrated with metal fittings. As mentioned above, the controller 34 that controls the operation of the inspection device 3 is housed in the control unit 11 together with the overall controller 6 of the cleaning system 1.

図示しないが、コンベア8の縁に光電センサ33が設置されており、被印刷物PTが光電センサ33から出力されている光を遮断したときから一定時間経過後にカメラ31が作動し、被印刷物PTの上面に印字された文字等を撮影する。 Although not shown, a photoelectric sensor 33 is installed on the edge of the conveyor 8, and the camera 31 is activated a certain time after the printing object PT blocks the light output from the photoelectric sensor 33, and captures an image of the characters printed on the top surface of the printing object PT.

コントローラ34は、制御部341、インターフェース342、入力・表示部343、記憶部344、印字検査処理部345およびハードディスクドライブ(以降、「HDD」という)346で構成されている。 The controller 34 is composed of a control unit 341, an interface 342, an input/display unit 343, a memory unit 344, a print inspection processing unit 345, and a hard disk drive (hereinafter referred to as "HDD") 346.

コントローラ34は、ハード的には、一般的なパーソナルコンピュータと同様に、CPUおよびRAMを備えており、制御部341、インターフェース342および印字検査処理部345の各機能は、HDD346に格納されたプログラムを読み出してマイクロプロセッサで実行することにより実現される。 In terms of hardware, the controller 34 is equipped with a CPU and RAM, similar to a typical personal computer, and the functions of the control unit 341, interface 342, and print inspection processing unit 345 are realized by reading out a program stored in the HDD 346 and executing it with the microprocessor.

制御部341は、破線で示したように、カメラ31およびコントローラ34の各部の動作を制御する。カメラ31で撮影された画像は、インターフェース342を介してコントローラ34に取り込まれる。 The control unit 341 controls the operation of each part of the camera 31 and the controller 34, as indicated by the dashed lines. Images captured by the camera 31 are input to the controller 34 via the interface 342.

入力・表示部343はタッチパネルディスプレイで構成され、作業者が印字検査に必要なデータを入力するために用いられ、更に、カメラ31で撮影された画像を表示したり、印字検査の結果を表示するために用いられる。 The input/display unit 343 is composed of a touch panel display and is used by the operator to input data necessary for the print inspection, and is also used to display images captured by the camera 31 and the results of the print inspection.

記憶部344はRAMで構成され、カメラ31で撮影した画像データを一時的に記憶した後、必要に応じてHDD346に転送する。逆に、HDD346から読み出された画像データや検査を実行するために必要なデータを一時的に記憶し、印字検査処理部345等に転送する。 The memory unit 344 is composed of a RAM, and temporarily stores image data captured by the camera 31, and then transfers it to the HDD 346 as necessary. Conversely, it temporarily stores image data read from the HDD 346 and data required to perform the inspection, and transfers it to the print inspection processing unit 345, etc.

印字検査処理部345は、ブロック内に列記したように、印字検査および設定作業に必要な処理、具体的には、パラメータの設定、二値化、文字切り出し、類似度算出および印字の適否判定の各処理を行う。 The print inspection processing unit 345 performs the processes required for print inspection and setting work, as listed in the block, specifically, parameter setting, binarization, character extraction, similarity calculation, and printing suitability judgment.

次に、図7のフローチャートおよび図8の印字例を参照して、印字検査の手順を説明する。最初に、カメラ31を用いて、コンベア8上を搬送される被印刷物PTの上面に印字された文字画像を撮影する(ステップS11)。前述したように、撮影のタイミングは、被印刷物PTが光電センサ33の光を遮断した後、所定時間経過後にカメラ31のシャッタが切れるため、印字画像は常に画面の同じ位置に表示される。 Next, the procedure for print inspection will be described with reference to the flowchart in FIG. 7 and the print example in FIG. 8. First, the camera 31 is used to capture an image of the character image printed on the top surface of the printing substrate PT being transported on the conveyor 8 (step S11). As mentioned above, the timing of the capture is such that the shutter of the camera 31 is released a predetermined time after the printing substrate PT blocks the light from the photoelectric sensor 33, so that the printed image is always displayed in the same position on the screen.

カメラ31で撮影された画像データは、インターフェース342および記憶部344を介して印字検査処理部345に転送され、ここで二値化処理が施される(ステップS12)。二値化処理は、カメラ31で撮影した諧調のある画像を、CPUでの処理が可能な白黒の画像に変換するための処理であり、画像の明るさ等に応じて閾値が設定される。図8(a)に、二値化された印字文字の一例を示す。 The image data captured by the camera 31 is transferred via the interface 342 and the memory unit 344 to the print inspection processing unit 345, where it is subjected to binarization processing (step S12). The binarization processing is a process for converting the image with gradations captured by the camera 31 into a black and white image that can be processed by the CPU, and a threshold value is set according to the brightness of the image, etc. Figure 8 (a) shows an example of binarized printed characters.

続いて、二値化された印字文字に対して文字の切り出しを行う(ステップS13)。撮影画像から文字の切り出しは、ドットの連結処理とノイズカット処理により検査対象となる印字文字を切り出す処理である。連結処理とノイズカット処理の詳細については、特許文献2を参照されたい。 Next, the binarized printed characters are extracted (step S13). Extracting characters from the captured image is a process of extracting the printed characters to be inspected by dot connection processing and noise reduction processing. For details on the connection processing and noise reduction processing, please refer to Patent Document 2.

図8(b)に、連結処理およびノイズカット処理が終了した印字文字を示す。図に示すように、検査対象となる印字文字は全て矩形の枠Fで囲まれており、撮影画像から印字検査の対象となる全ての文字が切り出されている。 Figure 8 (b) shows the printed characters after the concatenation process and noise cut process have been completed. As shown in the figure, all of the printed characters to be inspected are surrounded by a rectangular frame F, and all of the characters to be inspected for print have been extracted from the captured image.

次に、このようにして切り出された各文字について、HDD346から読み出した対応する文字のテンプレート画像と照合して、類似度、すなわちどの程度似ているかを算出する(ステップS14)。 Next, each character extracted in this manner is compared with a template image of the corresponding character read from HDD 346 to calculate the degree of similarity, i.e., the degree of similarity (step S14).

続いて、算出された類似度を、HDD346から読み出した基準類似度(例えば80%)と比較し、それ以上の類似度の文字については適正、それ未満の文字については不適と判定する(ステップS15)。 Next, the calculated similarity is compared with a standard similarity (e.g., 80%) read from HDD 346, and characters with a similarity equal to or higher than this are determined to be appropriate, while characters with a similarity lower than this are determined to be inappropriate (step S15).

通常の検査工程では、印字の適否判定を、図8(b)に表示された全ての文字に対して行い(ステップS16でYes)、判定結果を入力・表示部343の画面に表示する。一方、本実施の形態では、検査装置3の判定結果をプリントヘッド20の洗浄を行うか否かの判断材料の一つとして用いるため、1文字の検査が終了する毎に、判定結果を後述する洗浄判定装置61に送信する。 In a normal inspection process, a judgment as to whether the printing is appropriate is made for all characters displayed in FIG. 8(b) (Yes in step S16), and the judgment result is displayed on the screen of the input/display unit 343. On the other hand, in this embodiment, the judgment result of the inspection device 3 is used as one of the criteria for deciding whether or not to clean the print head 20, so that the judgment result is sent to the cleaning judgment device 61 described below each time inspection of one character is completed.

<洗浄判定装置の構成と動作>
図9に、洗浄システム1の総括コントローラ6に搭載された洗浄判定装置61の構成を示し、また図10に、当該洗浄判定装置61に組み込まれる分類器を作成する分類器作成装置62の構成を示す。
<Configuration and Operation of Cleaning Determination Device>
FIG. 9 shows the configuration of a cleaning determination device 61 mounted on the general controller 6 of the cleaning system 1, and FIG. 10 shows the configuration of a classifier creation device 62 that creates a classifier to be incorporated in the cleaning determination device 61.

図10に示す分類器作成装置62は、IJP21から得たプリンタ2の動作状態を示すデータおよび検査装置3から得た検査結果を示すデータに基づき、プリントヘッド20の汚れ具合のパターンを機械学習によって学習させて、洗浄が必要な場合と、そうでない場合に分類する分類器を作成するものである。 The classifier creation device 62 shown in FIG. 10 uses machine learning to learn patterns of the degree of dirt on the print head 20 based on data indicating the operating state of the printer 2 obtained from the IJP 21 and data indicating the inspection results obtained from the inspection device 3, and creates a classifier that classifies cases into those in which cleaning is required and those in which it is not.

分類器作成装置62で作成された分類器のプログラムは、総括コントローラ6の洗浄判定装置61に組み込まれる。そして運転中のIJP2から得たプリンタの動作状態を示す4種類のデータ、および検査装置3から得た検査結果を示す2種類のデータが分類器に入力される。 The classifier program created by the classifier creation device 62 is incorporated into the cleaning determination device 61 of the general controller 6. Four types of data indicating the operating status of the printer obtained from the IJP 2 during operation and two types of data indicating the inspection results obtained from the inspection device 3 are then input to the classifier.

洗浄判定装置61は、分類器の分類結果に基づいて、プリントヘッド20の洗浄が必要であると判定したとき、IJP2のコントローラ21に運転の停止を指示し、またロボットコントローラ54に、プリントヘッド20を洗浄機4まで移送するよう指示する。 When the cleaning determination device 61 determines that cleaning of the print head 20 is necessary based on the classification results of the classifier, it instructs the controller 21 of the IJP2 to stop operation and instructs the robot controller 54 to transport the print head 20 to the cleaning machine 4.

図10を参照して、分類器作成装置62の構成と動作を説明する。分類器作成装置62は、機械学習によって分類器を作成するもので、学習用データ取得部621、データ記憶部622、学習部623および分類器624で構成されている。分類器作成装置62および洗浄判定装置61はパーソナルコンピュータで実現され、ハードディスク装置には、上述の各部の機能を実現するプログラムが格納されている。 The configuration and operation of the classifier creation device 62 will be described with reference to FIG. 10. The classifier creation device 62 creates a classifier by machine learning, and is composed of a learning data acquisition unit 621, a data storage unit 622, a learning unit 623, and a classifier 624. The classifier creation device 62 and the cleaning determination device 61 are realized by a personal computer, and the hard disk device stores programs that realize the functions of each of the above-mentioned units.

学習用データ取得部621は、IJP2および検査装置3から取得したデータから、分類器の作成に必要な学習用データを取得する。本実施の形態では、学習用データとして7種類のデータを用いており、そのうち4種類のデータはIJP2から取得し、2種類のデータは検査装置3から取得している。残る1種類のデータは教師データであり、洗浄が必要・不要のデータがデータ記憶部622に直接入力される。 The learning data acquisition unit 621 acquires the learning data required to create a classifier from the data acquired from IJP2 and the inspection device 3. In this embodiment, seven types of data are used as learning data, of which four types of data are acquired from IJP2 and two types of data are acquired from the inspection device 3. The remaining one type of data is teacher data, and data on whether cleaning is required or not is input directly to the data storage unit 622.

学習用データのうちIJP2から取得する4種類のデータについて説明する。1番目のデータとして、IJP2に内蔵された圧力センサ211を用いてガン24に送り込まれるインクの圧力を測定し、その値を取得する。 We will explain the four types of learning data obtained from IJP2. The first data is obtained by measuring the pressure of the ink sent to the gun 24 using the pressure sensor 211 built into IJP2.

2番目のデータとして、IJP2に内蔵された粘度センサ212を用いてノズル243から噴射されるインクの粘度を測定し、その値を取得する。具体的には、インクタンク22とは別にザーンカップタンク(図示せず)を設置し、当該ザーンカップタンクの下部に設けられた細管からインクタンク22にインクが落下する際、ザーンカップタンク内のインク液面が一定高さ分低下する時間を、タンク内部に設置された粘度センサ212で測定し、その時間で粘度を表している。 As the second data, the viscosity of the ink ejected from the nozzle 243 is measured using the viscosity sensor 212 built into the IJP2, and the value is obtained. Specifically, a Zahn cup tank (not shown) is installed separately from the ink tank 22, and when ink falls from a thin tube installed at the bottom of the Zahn cup tank into the ink tank 22, the time it takes for the ink level in the Zahn cup tank to drop by a certain height is measured by the viscosity sensor 212 installed inside the tank, and the viscosity is expressed by that time.

3番目のデータとして、ノズル243から噴出したインク滴が帯電してから検知電極26で検知するまの時間で、タイマー213によって取得し、「検知時間」とする。 The third data is the time from when the ink droplet ejected from the nozzle 243 becomes charged to when it is detected by the detection electrode 26, which is acquired by the timer 213 and is regarded as the "detection time."

4番目のデータとして、ピエゾ振動子242に印加される電圧を12ビットで数値化した値を「ピエゾ指令値」214として取得する。ピエゾ指令値は、インク柱からインク滴が分離する位置を制御するためのパラメータであり、上述の検知時間を目標とする検知時間に一致させるために用いられる。 The fourth data is a 12-bit numerical value of the voltage applied to the piezoelectric transducer 242, which is acquired as the "piezo command value" 214. The piezo command value is a parameter for controlling the position at which the ink droplet separates from the ink column, and is used to match the above-mentioned detection time with a target detection time.

上述した4つの学習用データについては、インク圧力が基準インク圧力±0.05MPa以内、粘度が基準粘度±2.0s以内、検知時間が基準検知時間±20μs以内、ピエゾ指令値が基準ピエゾ指令値±500以内であれば、配管、フィルター、ポンプ、ノズルおよびインクの状態が正常であることを示している。なお、上述の「基準」の定義については、後述する「アノテーション基準」において説明する。 For the four learning data items mentioned above, if the ink pressure is within the reference ink pressure ±0.05 MPa, the viscosity is within the reference viscosity ±2.0 s, the detection time is within the reference detection time ±20 μs, and the piezo command value is within the reference piezo command value ±500, this indicates that the condition of the piping, filter, pump, nozzle, and ink is normal. The definition of the above-mentioned "reference" will be explained in the "annotation reference" section below.

次に、学習用データとして、検査装置から取得する2種類のデータについて、図11を用いて説明する。本実施の形態では、検査装置3で作成した2つのデータを学習用データとして取得する。 Next, two types of data obtained from the inspection device as learning data will be described with reference to FIG. 11. In this embodiment, two types of data created by the inspection device 3 are obtained as learning data.

1番目のデータは、印字の適否に関するデータであり、取得方法については先に説明したので、説明を省略する。図11に、具体的な印字例を示す。図11(a)の印字例は、縦長の四角形を印字したもので、印字適の例、図11(b)(c)は、印字否の例を示す。図11(b)では下段列の印字ドットが上方にシフトし、図11(c)では、下段列の印字ドットが上方にずれた位置に形成されている。 The first data is data regarding the suitability of printing, and as the method of acquiring this data has been explained above, a detailed explanation will be omitted. Figure 11 shows a specific printing example. The printing example in Figure 11(a) shows a vertically long rectangle that has been printed, and is an example of suitable printing, while Figures 11(b) and (c) show examples of unsuitable printing. In Figure 11(b), the printing dots in the lower row have shifted upward, and in Figure 11(c), the printing dots in the lower row have been formed in a position shifted upward.

図11(b)(c)の印字例が発生する原因は、ガター28の表面、特に上面にインク滴が接触してインクが固着し、その固形分に飛翔中のインク滴が接触して軌跡が変わったためと考えられる。 The cause of the print examples in Figures 11(b) and (c) is thought to be that ink droplets come into contact with the surface of the gutter 28, particularly the upper surface, causing the ink to solidify, and the ink droplets in flight come into contact with this solid matter, changing their trajectory.

学習用データ取得部621には、印字が適と判定された場合“0”、印字が否と判定された場合“1”の各データが学習用データとして入力される。 The learning data acquisition unit 621 receives as learning data the value "0" if printing is judged to be appropriate, and the value "1" if printing is judged to be unsuccessful.

検査装置3から取得する2番目のデータは、印字の平均文字高さである。プリントヘッドの汚れに起因した印字不良が発生する前触れとして、印字された文字の高さが高くなったり低くなったりする現象が発生する。 The second data obtained from the inspection device 3 is the average character height of the print. The height of the printed characters may become too high or too low, which is a sign of poor printing caused by dirty print heads.

前述したように、文字高さが高くなる原因としていくつか考えられるが、その一つとして、高偏向電極27aにインクまたは何らかの導電性物質が付着し、電極-インク滴間の間隔が狭くなることによって、インク滴の偏向量が増すことが挙げられる。 As mentioned above, there are several possible reasons why the character height increases. One of these is that ink or some other conductive material adheres to the high deflection electrode 27a, narrowing the gap between the electrode and the ink droplet, which increases the amount of deflection of the ink droplet.

一方、文字高さが低くなる原因としてもいくつか考えられるが、その一つとして、高偏向電極27aもしくはガター28の表面にインクが付着し、インク滴がこれに接触することで飛翔が妨げられることが挙げられる。 On the other hand, there are several possible reasons why the character height may be low. One of these is when ink adheres to the surface of the high deflection electrode 27a or the gutter 28, and the ink droplets come into contact with this, preventing them from flying.

上述した発生原因に基づき、本実施の形態では、適正と判定された印字文字から高さのデータを抽出し、平均文字高さが基準文字高さ±20%以上であれば、プリントヘッド20の洗浄を必要とすると判定する。 Based on the causes of the problem described above, in this embodiment, height data is extracted from the printed characters that are determined to be correct, and if the average character height is greater than or equal to ±20% of the reference character height, it is determined that the print head 20 needs to be cleaned.

前述したように、検査装置3から得られるデータについては、印字の検査結果が適正、かつ平均文字高さが基準文字高さ±20%未満であれば、IJP2から得られる4つのデータが設定範囲を超えていても、プリントヘッド20の洗浄は不要と判定する。 As mentioned above, if the print inspection results obtained from the inspection device 3 are appropriate and the average character height is less than ±20% of the reference character height, it is determined that cleaning of the print head 20 is not necessary even if the four data obtained from IJP2 are outside the set range.

データ記憶部622は、学習用データ取得部621で取得した大量のデータ(10万程度)を記憶する。学習部623は、データ記憶部622に記憶された学習用データを読み出して機械学習を行う。本実施の形態では、機械学習の方法として、ディープニューラルネットワークを用いて分類器を構築すると共に、活性化関数として、中間層ではReLU関数、出力層ではシグモイド関数を用いた。また損失関数には2乗和誤差を用いて誤差逆伝搬法による学習を行った。 The data storage unit 622 stores a large amount of data (approximately 100,000) acquired by the learning data acquisition unit 621. The learning unit 623 reads out the learning data stored in the data storage unit 622 and performs machine learning. In this embodiment, as a machine learning method, a classifier is constructed using a deep neural network, and a ReLU function is used as an activation function in the intermediate layer, and a sigmoid function is used in the output layer. Furthermore, learning is performed by the error backpropagation method using the sum of squares error as the loss function.

学習部623におけるアノテーション基準について説明する。印字の検査結果が適正であり、平均文字高さが基準文字高さ±20%未満であれば、洗浄不要“0”に分類する。 The following describes the annotation criteria in the learning unit 623. If the print inspection results are appropriate and the average character height is less than ±20% of the reference character height, it is classified as "0" - no cleaning required.

一方、
(1)印字の検査結果が否の場合、
(2)印字の検査結果が適正、平均文字高さが基準文字高さよりも20%以上高く、 更にインク圧力が基準インク圧力±0.05MPa以内、粘度が基準インク粘 度±2.0s以内、検知時間が基準検知時間±20μs以内、ピエゾ指令値が 基準ピエゾ指令値±500以内の場合、
(3)印字の検査結果が適正、平均文字高さが基準文字高さよりも20%以上低く、 更にインク圧力が基準インク圧力±0.05MPa以内、粘度が基準粘度±2 .0s以内、検知時間が基準検知時間±20μs以内、ピエゾ指令値が基準ピ エゾ指令値±500以内の場合、
洗浄必要“1”に分類する。それ以外の場合は中間の値を付与する。
on the other hand,
(1) If the print inspection result is negative,
(2) If the print inspection result is appropriate, the average character height is 20% or more higher than the reference character height, the ink pressure is within the reference ink pressure ±0.05 MPa, the viscosity is within the reference ink viscosity ±2.0 s, the detection time is within the reference detection time ±20 μs, and the piezo command value is within the reference piezo command value ±500,
(3) If the print inspection result is appropriate, the average character height is 20% or more lower than the reference character height, and further, the ink pressure is within the reference ink pressure ±0.05 MPa, the viscosity is within the reference viscosity ±2.0 s, the detection time is within the reference detection time ±20 μs, and the piezo command value is within the reference piezo command value ±500,
Classify as "1" if cleaning is required. Otherwise, assign an intermediate value.

ここで、基準文字高さは、データ記憶部622に記憶された10万を超える画像データから得られた平均文字高さのことである。同様に、基準インク圧力、基準インク粘度、基準ピエゾ指令値についても、データ記憶部622に記憶されたそれぞれのデータの平均値を意味する。 Here, the reference character height refers to the average character height obtained from over 100,000 pieces of image data stored in the data storage unit 622. Similarly, the reference ink pressure, reference ink viscosity, and reference piezo command value refer to the average values of the respective data stored in the data storage unit 622.

上述のアノテーション基準に基づいて学習を行った結果は、学習済みモデルとして分類器624を構成する。このようにして作成された分類器624のプログラムは、洗浄システム1の総括コントローラ6に内蔵された洗浄判定装置61に組み込まれる。 The result of learning based on the above-mentioned annotation criteria constitutes a classifier 624 as a learned model. The program of the classifier 624 created in this way is incorporated into the cleaning determination device 61 built into the general controller 6 of the cleaning system 1.

図9に示すように、洗浄判定装置61は、データ取得部611、分類器624および判定部612で構成されている。データ取得部611は、IJP2の圧力センサ211、粘度センサ212、タイマー213およびピエゾ指令値214から4つのデータを取得し、並びに検査装置3から検査結果および平均文字高さの2つのデータを取得する。得られた6種類のデータは分類器624に入力される。 As shown in FIG. 9, the cleaning judgment device 61 is composed of a data acquisition unit 611, a classifier 624, and a judgment unit 612. The data acquisition unit 611 acquires four pieces of data from the pressure sensor 211, the viscosity sensor 212, the timer 213, and the piezo command value 214 of the IJP 2, and also acquires two pieces of data, the inspection result and the average character height, from the inspection device 3. The six types of data obtained are input to the classifier 624.

分類器624は、上述した6種類のデータに基づいて、プリントヘッド20がクラス1(洗浄が必要)またはクラス0(洗浄は不要)のいずれに近いかを推定し、0~1の中間値で出力する。 Based on the six types of data described above, the classifier 624 estimates whether the print head 20 is closer to class 1 (needs cleaning) or class 0 (no cleaning required) and outputs an intermediate value between 0 and 1.

判定部612は、分類器624の出力結果に基づき、洗浄が必要か否かの判定を行う。判定部612には、予め閾値が設定されており、例えば分類器624の出力が0.5以上であった場合、プリントヘッド20の洗浄が必要と判定し、IJPのコントローラ21に一次停止を指示し、またロボットコントローラ54にプリントヘッド20の移送を指示する。一方、分類器624の出力が0.5未満であった場合、IJPのコントローラ21およびロボットコントローラ54には何も指示しない。この場合、IJP2による印字、並びに検査装置3による検査が継続して行われる。 The determination unit 612 determines whether cleaning is necessary or not based on the output result of the classifier 624. A threshold value is set in advance in the determination unit 612, and for example, if the output of the classifier 624 is 0.5 or more, it determines that cleaning of the print head 20 is necessary, instructs the IJP controller 21 to temporarily stop, and instructs the robot controller 54 to move the print head 20. On the other hand, if the output of the classifier 624 is less than 0.5, no instruction is given to the IJP controller 21 and the robot controller 54. In this case, printing by the IJP 2 and inspection by the inspection device 3 continue.

<ロボットの構成と動作>
次に、ロボット5によるプリントヘッド20の印字位置から洗浄機への移送について説明する。
<Robot configuration and operation>
Next, the transfer of the print head 20 from the printing position to the cleaning machine by the robot 5 will be described.

前述の図1に示したように、ロボット5は、互いに関節接合された複数のアーム51とハンド52で構成され、ハンド52の先端には、断面がコ字状の取付金具53を介してプリントヘッド20が取り付けられている。ロボット5のそれぞれの関節内に収容されたサーボモータ(図示せず)を回転させることによって、ハンド52に取り付けられたプリントヘッド20を任意の軌跡に沿って任意の速度で移動させることができる。 As shown in FIG. 1 above, the robot 5 is composed of multiple arms 51 and hands 52 that are jointed to each other, and the print head 20 is attached to the tip of the hand 52 via a mounting bracket 53 with a U-shaped cross section. By rotating a servo motor (not shown) housed in each joint of the robot 5, the print head 20 attached to the hand 52 can be moved at any speed along any trajectory.

取付金具53に取り付けられたプリントヘッドのヘッド本体202の動きは、コントローラ54を用いて制御される。コントローラ54は、ハンド52が所望の軌跡を辿って、ヘッドカバー201に挿入された位置から洗浄機3のヘッドホルダー43に挿入される位置までの移動軌跡と移動速度のデータを生成して、記憶部に記憶する。プリントヘッド20の移送を指示された場合、コントローラ54は、記憶部からデータを読み出して移動軌跡と移動速度を再現する。 The movement of the head body 202 of the print head attached to the mounting bracket 53 is controlled using a controller 54. The controller 54 generates data on the movement trajectory and movement speed of the hand 52 as it follows the desired trajectory from the position where it is inserted into the head cover 201 to the position where it is inserted into the head holder 43 of the cleaning machine 3, and stores this data in a memory unit. When an instruction is given to transport the print head 20, the controller 54 reads the data from the memory unit and reproduces the movement trajectory and movement speed.

前述したように、プリントヘッド20は、主要部材が基板203に密接して取り付けられたヘッド本体202と、ヘッド本体202を覆うように配置された円筒状のヘッドカバー201で構成されており、ヘッド本体202をヘッドカバー201から分離することができる。 As mentioned above, the print head 20 is composed of a head body 202 whose main components are closely attached to a substrate 203, and a cylindrical head cover 201 arranged to cover the head body 202, and the head body 202 can be separated from the head cover 201.

これらのうちヘッドカバー201は、ブラケット77を介してXYZ軸ステージ7に、下を向いた状態で取り付けられ、コンベア8上の所望の位置に保持されている。 Of these, the head cover 201 is attached to the XYZ axis stage 7 via a bracket 77 in a downward facing position and is held at the desired position on the conveyor 8.

これに対し、ヘッド本体202は、ロボット5によって三次元空間を自由に移動させることができる。図1に示したように、プリンタ2の運転時には、ヘッド本体202はヘッドカバー201に挿入された状態で保持され、被印刷物PTへの印字に供される。 In contrast, the head body 202 can be moved freely in three-dimensional space by the robot 5. As shown in FIG. 1, when the printer 2 is in operation, the head body 202 is held inserted in the head cover 201 and is used for printing on the printing substrate PT.

一方、洗浄判定装置61から洗浄機4への移送が指示された場合、ロボット5は、図4に白抜きの矢印で示したように、ヘッド本体202を上昇させてヘッドカバー201から外し、洗浄機4まで移送すると共にヘッドホルダー43に挿入する。 On the other hand, when the cleaning determination device 61 instructs the robot 5 to transfer the head to the cleaner 4, the robot 5 raises the head body 202 and removes it from the head cover 201, as shown by the white arrow in Figure 4, and transfers it to the cleaner 4 and inserts it into the head holder 43.

このように、プリントヘッド20のヘッド本体202とヘッドカバー201を分離可能とし、かつヘッドホルダー201を印字位置に保持し、プリントヘッド20の洗浄時には、ロボット5を用いてヘッド本体202だけを洗浄機4まで移送することで、人手を要することなくプリントヘッド20の洗浄が可能となる。 In this way, the head body 202 and head cover 201 of the print head 20 can be separated, and the head holder 201 is held in the printing position. When cleaning the print head 20, the robot 5 is used to transport only the head body 202 to the cleaning machine 4, making it possible to clean the print head 20 without the need for human labor.

なお、本実施の形態では、コンベア8で搬送される被印刷物PTの上面に印字を行う場合について説明したが、被印刷物PTの側面や底面に印刷する場合にも、上述した手順に従ってヘッド本体202を洗浄することができる。ただし、その場合、ヘッドカバー201を水平状態で保持する必要があり、ロボット5は、ヘッド本体202を水平方向に移送してヘッドカバー201から外した後、ヘッド本体202の姿勢を水平状態から垂直状態に変えながら洗浄機4まで移送する必要がある。 In this embodiment, the case where printing is performed on the top surface of the printing substrate PT transported by the conveyor 8 has been described, but the head body 202 can also be cleaned according to the above-mentioned procedure when printing on the side or bottom surface of the printing substrate PT. In this case, however, the head cover 201 must be held in a horizontal position, and the robot 5 must move the head body 202 horizontally to remove it from the head cover 201, and then move it to the cleaning machine 4 while changing the position of the head body 202 from the horizontal position to a vertical position.

<洗浄機の構成と動作>
次に、洗浄機4によるヘッド本体202の洗浄について説明する。ロボット5よって洗浄機4まで移送されたプリントヘッドのヘッド本体202は、図12に示すように、洗浄機4の上部に設けられた円筒状のヘッドホルダー43に挿入され、汚れた箇所に溶剤を吹きつけることによって洗浄される。
<Configuration and operation of the cleaning machine>
Next, a description will be given of cleaning of the head body 202 by the cleaner 4. The head body 202 of the print head transferred to the cleaner 4 by the robot 5 is inserted into a cylindrical head holder 43 provided on the upper part of the cleaner 4 as shown in Fig. 12, and is cleaned by spraying a solvent onto the dirty parts.

前述したように、プリントヘッド20に内蔵された帯電電極やガターは、運転により発生するインクミストやインク滴の衝突によって汚れ、それらの表面にインクの固形分が付着する。これを放置するとインク滴の飛翔に影響が出るため、汚れがひどくなる前に洗浄してインクの固形分等を取り除く必要がある。 As mentioned above, the charging electrodes and gutters built into the print head 20 become dirty due to the collision of ink mist and ink droplets generated during operation, and ink solids adhere to their surfaces. If this is left unattended, it will affect the flight of the ink droplets, so it is necessary to clean them to remove the ink solids before the dirt becomes too severe.

図13は、洗浄機4の蓋41を開けた状態を示したもので、直方体状の筐体40には、洗浄機4の主要部材である洗浄室42、ヘッドホルダー43、制御ボックス44、ポンプユニット45、循環溶剤タンク46および仕上げ溶剤タンク47が配置されている。なお、各部材の間はパイプによって接続され、パイプには逆止弁やフィルター等が取り付けられているが、ここでは説明を省略する。 Figure 13 shows the cleaner 4 with the lid 41 open. The main components of the cleaner 4, the cleaning chamber 42, head holder 43, control box 44, pump unit 45, circulating solvent tank 46, and finishing solvent tank 47, are arranged in a rectangular parallelepiped housing 40. Each component is connected by pipes, and check valves, filters, etc. are attached to the pipes, but their explanation will be omitted here.

洗浄室42は、ヘッド本体202の洗浄を行う部屋で、上部にはヘッド本体202を挿入する円筒状のヘッドホルダー43が取り付けられている。図示しないが、洗浄室42の内部には、溶剤をヘッド本体202の電極等に吹き付ける複数本のノズルが設置されている。 The cleaning chamber 42 is a room where the head body 202 is cleaned, and a cylindrical head holder 43 into which the head body 202 is inserted is attached to the top. Although not shown, multiple nozzles are installed inside the cleaning chamber 42 to spray the solvent onto the electrodes of the head body 202, etc.

制御ボックス44には、洗浄機4の動作を制御するコントローラ(図示せず)が収容されており、コントローラは、位置センサでヘッドホルダー43にヘッド本体202が挿入されたことを検知すると、ポンプユニット45を駆動してヘッド本体202の洗浄を開始し、タイマーで設定した時間が経過すると洗浄を終了する。 The control box 44 houses a controller (not shown) that controls the operation of the cleaner 4. When the position sensor detects that the head body 202 has been inserted into the head holder 43, the controller drives the pump unit 45 to start cleaning the head body 202, and ends the cleaning when the time set by the timer has elapsed.

ポンプユニット45によって循環溶剤タンク46から送り出された溶剤は、洗浄室42内のノズルから放出されて電極などの表面に固着した固形分を洗い流す。固形分が溶けて汚れた溶剤は、洗浄室42下部に取り付けられたパイプを通って循環溶剤タンク46に回収される。 The solvent pumped from the circulating solvent tank 46 by the pump unit 45 is released from a nozzle in the cleaning chamber 42 to wash away solid matter adhering to the surfaces of electrodes, etc. The contaminated solvent from which the solid matter has dissolved is collected in the circulating solvent tank 46 through a pipe attached to the bottom of the cleaning chamber 42.

コントローラは、循環溶剤タンク46内の溶剤を用いた洗浄が終了した後、仕上げ溶剤タンク47内の汚れのない溶剤をノズルから噴射して、所定の時間、仕上げ用の洗浄を行う。仕上げ用の洗浄に用いられた溶剤は、切換え弁を動作させることにより循環溶剤タンク46に回収され、仕上げ溶剤タンク47には、常に未使用の溶剤が貯められるようにしている。 After the cleaning using the solvent in the circulating solvent tank 46 is completed, the controller sprays clean solvent from the finishing solvent tank 47 from the nozzle to perform finishing cleaning for a specified period of time. The solvent used for the finishing cleaning is collected in the circulating solvent tank 46 by operating the switching valve, so that unused solvent is always stored in the finishing solvent tank 47.

洗浄が終了し、溶剤の吹き付けによって固着したインク等が取り除かれたヘッド本体202は、その後、タイマーで設定した所定の時間、自然乾燥により溶剤が蒸発するのを待つ。乾燥が終了した時点で、洗浄機4のコントローラ(図示せず)から総括コントローラ6に洗浄が完了した旨の信号が送信される。 After the cleaning is completed and the ink and other substances that have adhered to the head body 202 have been removed by spraying the solvent, the head body 202 waits for the solvent to evaporate by natural drying for a specified time set by a timer. When the drying is completed, a signal indicating that the cleaning is complete is sent from the controller (not shown) of the cleaner 4 to the general controller 6.

洗浄機4のコントローラからヘッド本体202の洗浄が完了した旨の信号を受信した総括コントローラ6は、ロボット5に指示してヘッド本体202を初期の位置、すなわち印字を行う位置まで移送し、次の印字に備える。総括コントローラ6は、印字の準備が完了した旨をIJPのコントローラ21に通知する。IJPのコントローラ21は、印字データが残っているか否か確認し、データが残っている場合は印字を再開する。 When the general controller 6 receives a signal from the cleaning device 4 controller indicating that cleaning of the head body 202 is complete, it instructs the robot 5 to move the head body 202 to its initial position, i.e., the position where printing will be performed, in preparation for the next printing. The general controller 6 notifies the IJP controller 21 that preparation for printing is complete. The IJP controller 21 checks whether printing data remains, and if so, resumes printing.

以上説明したように、本実施の形態に係る洗浄システムでは、インクジェットプリンタから取得した動作状態を示すデータおよび検査装置から取得した検査結果を示すデータを用いて、機械学習を行うことによって分類器を作成し、当該分類器を用いてプリントヘッドの洗浄が必要か否かを判定している。従って、プリントヘッドの汚れ具合を、作業者の目視によって確認する必要がないため、洗浄工程の自動化や無人化を簡単に実現できる。 As described above, in the cleaning system according to this embodiment, a classifier is created by performing machine learning using data indicating the operating state obtained from the inkjet printer and data indicating the inspection results obtained from the inspection device, and the classifier is then used to determine whether or not the print head needs to be cleaned. Therefore, since there is no need for an operator to visually check the degree of dirt on the print head, the cleaning process can be easily automated and unmanned.

なお、上述した実施の形態では、洗浄判定装置に入力するデータとして、IJPから取得した4種類のデータおよび検査装置から取得した2種類のデータを用いたが、これらに限定されない。学習を通じ、洗浄の必要性を判定するデータとしてより適切なデータがあれば、それを追加し、もしくは置き換えてもよいことは云うまでもない。 In the above embodiment, the four types of data obtained from IJP and the two types of data obtained from the inspection device are used as the data to be input to the cleaning determination device, but this is not limited to these. It goes without saying that if, through learning, more appropriate data is found for determining the need for cleaning, this data may be added or replaced.

また本実施の形態では、ヘッドカバーとして円筒状のカバーを用いた場合について説明が、これに限定されない。ヘッド本体に配置する部材の形状や密度によっては、断面が四角形や六角形のカバーを用いてもよい。 In addition, in this embodiment, a cylindrical cover is used as the head cover, but this is not limited to this. Depending on the shape and density of the material placed on the head body, a cover with a square or hexagonal cross section may be used.

PT 被印刷物
1 洗浄システム
2 IJP
3 検査装置
4 洗浄機
5 ロボット
6 総括コントローラ
7 XYZ軸ステージ
8 コンベア
11 制御ボックス
12 テーブル
20 プリントヘッド
21、34、54 コントローラ
22 インクタンク
23a、23b ポンプ
24 ガン
25 帯電電極
26 検知電極
27 偏向電極
28 ガター
31 カメラ
32 証明
33 光電センサ
40 筐体
42 洗浄室
43 ヘッドホルダー
44 制御ボックス
45 ポンプユニット
46,47 溶剤タンク
51 アーム
52 ハンド
53 取付金具
61 洗浄判定装置
62 分類器作成装置
71 X軸ステージ
72 Y軸ステージ
73 Z軸ステージ
77 支持部材
PT Printed material 1 Cleaning system 2 IJP
3 Inspection device 4 Cleaning machine 5 Robot 6 General controller 7 XYZ-axis stage 8 Conveyor 11 Control box 12 Table 20 Print head 21, 34, 54 Controller 22 Ink tank 23a, 23b Pump 24 Gun 25 Charging electrode 26 Detection electrode 27 Deflection electrode 28 Gutter 31 Camera 32 Illumination 33 Photoelectric sensor 40 Housing 42 Cleaning chamber 43 Head holder 44 Control box 45 Pump unit 46, 47 Solvent tank 51 Arm 52 Hand 53 Mounting bracket 61 Cleaning judgment device 62 Classifier creation device 71 X-axis stage 72 Y-axis stage 73 Z-axis stage 77 Support member

Claims (6)

噴出するインクに一定周期の振動を付与して連続したインク滴を生成するガンと、前記インク滴の周期に同期した階段波状の電圧を印加して当該インク滴を帯電させる帯電電極と、前記帯電したインク滴を、帯電の程度に応じて偏向させ、インク滴を被印刷物の印字面に着弾させる偏向電極と、で構成されたプリントヘッドを備え、当該プリントヘッドから噴射されたインク滴を、コンベアで搬送される被印刷物に着弾させ、複数列の印字ドットによって文字を形成するインクジェットプリンタと、
前記被印刷物に印字された文字をカメラで撮影し、印字された文字が適切であるか否かを判定する検査装置と、
インクによって汚れた前記プリントヘッドを、溶剤を用いて洗浄する洗浄機と、
前記プリントヘッドを印字位置から前記洗浄機まで移送するロボットと、
前記インクジェットプリンタ、検査装置、洗浄機およびロボットの動作を制御する総括コントローラと、を備え、
当該総括コントローラは、更に、前記インクジェットプリンタから取得した動作状態を示すデータおよび前記検査装置から取得した検査結果を示すデータを用いて、機械学習を行うことにより作成された、前記プリントヘッドの洗浄が必要である場合と、そうでない場合とに分類する分類器を備え、
前記総括コントローラは、
前記インクジェットプリンタから取得した動作状態を示すデータおよび前記検査装置から取得した検査結果を示すデータを入力とした前記分類器の分類結果に基づいて、前記プリントヘッドの洗浄が必要であると判定した場合、
前記インクジェットプリンタに指示して運転を停止し、
前記ロボットに指示して前記プリントヘッドを印字位置から前記洗浄機まで移送し、
前記洗浄機に指示して前記プリントヘッドの洗浄を行うことを特徴とするプリントヘッド自動洗浄システム。
an inkjet printer comprising a print head comprising: a gun which applies a constant periodic vibration to the ejected ink to generate successive ink droplets; a charging electrode which applies a step-wave voltage synchronized with the period of the ink droplets to charge the ink droplets; and a deflection electrode which deflects the charged ink droplets according to the degree of charge and causes the ink droplets to land on a printing surface of a substrate; the ink jet printer causes the ink droplets ejected from the print head to land on a substrate transported by a conveyor, forming characters with multiple rows of printing dots;
an inspection device that photographs the characters printed on the printing medium with a camera and judges whether the printed characters are appropriate;
a cleaning machine for cleaning the print head contaminated by ink with a solvent;
a robot for transferring the print head from a printing position to the cleaning machine;
a general controller for controlling the operations of the inkjet printer, the inspection device, the cleaning device and the robot;
the overall controller further includes a classifier that classifies the cases into cases where cleaning of the print head is required and cases where cleaning of the print head is not required, the classifier being created by performing machine learning using data indicating an operating state obtained from the inkjet printer and data indicating an inspection result obtained from the inspection device;
The general controller includes:
When it is determined that cleaning of the print head is necessary based on a classification result of the classifier using data indicating an operating state obtained from the inkjet printer and data indicating an inspection result obtained from the inspection device as input,
Instructing the inkjet printer to stop operation;
Instructing the robot to move the print head from the printing position to the cleaning machine;
and an automatic print head cleaning system for instructing the cleaning machine to clean the print head.
前記プリントヘッドは、前記ガン、帯電電極および偏向電極が搭載されたヘッド本体と、空洞部に前記ガン、帯電電極および偏向電極が収容され、かつ前記帯電したインク滴が通過するスリットが形成された筒状のヘッドカバーと、で構成され、
前記ロボットは、前記ヘッド本体だけを前記洗浄機に移送し、前記ヘッドカバーは、常時、印字位置に保持される、請求項1に記載のプリントヘッド自動洗浄システム。
the print head is comprised of a head body on which the gun, a charging electrode and a deflection electrode are mounted, and a cylindrical head cover in which the gun, the charging electrode and the deflection electrode are housed in a hollow portion and in which a slit is formed through which the charged ink droplets pass;
2. The automatic print head cleaning system according to claim 1, wherein the robot transfers only the head body to the cleaning machine, and the head cover is always held in the printing position.
前記ヘッドカバーは、保持手段によって前記コンベア近傍の所望の位置に保持され、かつ当該保持手段を用いて三次元空間における位置を調整可能である、請求項2に記載のプリントヘッド自動洗浄システム。 The automatic print head cleaning system according to claim 2, wherein the head cover is held at a desired position near the conveyor by a holding means, and the position in three-dimensional space can be adjusted using the holding means. 前記総括コントローラは、前記分類器を作成する分類器作成装置を備え、当該分類器作成装置は、
前記インクジェットプリンタから動作状態を示す複数種類のデータおよび前記検査装置から検査結果を示す複数種類のデータを取得する学習データ取得部と、
当該学習データを記憶するデータ記憶部と、
当該データ記憶部に記憶された学習データを入力とし、ディープニューラルネットワークを用いて機械学習を行うことにより前記分類器を作成する学習部と、で構成される、請求項1乃至3のいずれかに記載のプリントヘッド自動洗浄システム。
The general controller includes a classifier creating device that creates the classifier, the classifier creating device comprising:
a learning data acquisition unit that acquires multiple types of data indicating an operating state from the inkjet printer and multiple types of data indicating an inspection result from the inspection device;
A data storage unit that stores the learning data;
a learning unit that uses the learning data stored in the data storage unit as an input and creates the classifier by performing machine learning using a deep neural network.
前記インクジェットプリンタから取得するデータは、
前記ガンに送り込まれるインクの圧力、
前記ガンのノズルから噴射されるインクの粘度、
前記ガンのノズルから噴射されたインク滴が帯電してから検知電極で検知されるまでの検知時間、および
前記ガンに内蔵されたピエゾ振動子に印加される電圧であるピエゾ指令値である、請求項1乃至4のいずれかに記載のプリントヘッド自動洗浄システム。
The data obtained from the inkjet printer includes:
the pressure of the ink delivered to the gun;
the viscosity of the ink ejected from the nozzle of said gun;
5. The automatic print head cleaning system according to claim 1, wherein the detection time from when the ink droplets ejected from the nozzle of the gun are charged to when they are detected by a detection electrode, and a piezoelectric command value which is a voltage applied to a piezoelectric vibrator built into the gun.
前記検査装置から取得するデータは、
前記被印刷物に印字された文字の適否、および
適正と判定された前記印字文字の平均高さである、請求項1乃至4のいずれかに記載のプリントヘッド自動洗浄システム。
The data acquired from the inspection device includes:
5. The automatic print head cleaning system according to claim 1, wherein the determining step is whether the characters printed on the printing medium are proper or not, and an average height of the printed characters determined to be proper.
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