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特表2022-548326多変量印刷プロセスデータを感知及び処理するシステム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-17
(54)【発明の名称】多変量印刷プロセスデータを感知及び処理するシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
B41F 31/08 20060101AFI20221110BHJP
G01N 33/32 20060101ALI20221110BHJP
【ＦＩ】
B41F31/08
G01N33/32
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022518696
(86)(22)【出願日】2020-09-23
(85)【翻訳文提出日】2022-05-17
(86)【国際出願番号】 US2020052300
(87)【国際公開番号】W WO2021061836
(87)【国際公開日】2021-04-01
(31)【優先権主張番号】62/904,663
(32)【優先日】2019-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522113394
【氏名又は名称】ボールドウィン テクノロジー カンパニー， インク．
(74)【代理人】
【識別番号】100097456
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 徹
(72)【発明者】
【氏名】ステファン ジェイ． メットカーフ
(72)【発明者】
【氏名】ジェイコブ シュワーテル
(72)【発明者】
【氏名】ライリー スワンソン
(72)【発明者】
【氏名】ピート ブレメール
(72)【発明者】
【氏名】ジャレド ウェルツ
【テーマコード（参考）】
2C250
【Ｆターム（参考）】
2C250EB19
2C250EB32
2C250EB37
2C250EB40
(57)【要約】
粒状印刷及び硬化データを受信して処理し、データをグラフィカルに表示して品質及び生産を改善するシステム及び方法。出力されるデータには、典型的な工業用印刷又は変換プロセスにおける重要な多変量データ間の関係を例示するグラフィック情報が含まれ得る。1つ又は複数の化学センサが、硬化データを測定して、該データを、システムの対象の機械の処理及び制御のために通信することができる。
【選択図】図５
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インクの硬化を測定するように構成された化学センサ装置であって：センサ本体を備え、該センサ本体が：
入口ポート；
該入口ポートと流体連通した1つ又は複数の空気流路；
該1つ又は複数の空気流路と流体連通して設けられ、且つ該1つ又は複数の空気流路の一部を通過する揮発性有機化合物（VOC）の量を読み取るように構成された硬化センサ；及び
該センサ及び該1つ又は複数の空気流路と流体連通した出口ポートを備える、前記装置。
【請求項2】
前記1つ又は複数の空気流路が、1つ又は複数のフィンを有する乱流発生流路を含む、請求項1記載の装置。
【請求項3】
前記1つ又は複数のフィンが、乱流を発生させて流入空気と前記VOCとの混合を容易にするために前記乱流発生流路に突出している、請求項2記載の装置。
【請求項4】
前記センサ本体がカートリッジと定義される、請求項1記載の装置。
【請求項5】
前記カートリッジが、その選択的な取り外しを可能にするように構成された少なくとも1つのコネクタを備える、請求項4記載の装置。
【請求項6】
前記1つ又は複数の空気流路が、前記センサ本体内を蛇行している、請求項1記載の装置。
【請求項7】
VOCを、前記1つ又は複数の空気流路を介して引き込み、且つ前記出口ポートを介して排出するように構成されたファン装置をさらに備える、請求項1記載の装置。
【請求項8】
硬化センサからのデータの動作可能な通信を容易にするための少なくとも1つの通信回線をさらに備える、請求項1記載の装置。
【請求項9】
インクの硬化を測定するように構成された化学センサシステムであって：カートリッジ本体を備え、該カートリッジ本体が：
入口ポート；
流入空気を揮発性有機化合物（VOC）と混合するための少なくとも1つの乱流発生流路を有する、該入口ポートと流体連通した1つ又は複数の空気流路；
VOCレベルを測定するために該少なくとも1つの乱流発生流路と流体連通して設けられた化学センサ；
該化学センサ及び該1つ又は複数の空気流路と流体連通した出口ポート；及び
VOCを該出口ポートから排出するように構成されたファン装置を備える、前記システム。
【請求項10】
前記乱流発生流路が、1つ又は複数のフィンを備える、請求項9記載のシステム。
【請求項11】
前記1つ又は複数のフィンが、乱流を発生させて前記流入空気とVOCとの混合を容易にするために前記乱流発生流路内に突出している、請求項10記載のシステム。
【請求項12】
前記カートリッジ本体が、その選択的な取り外しを可能にするように適合された少なくとも1つのコネクタを備える、請求項9記載のシステム。
【請求項13】
前記1つ又は複数の空気流路が、前記カートリッジ本体内を蛇行している、請求項9記載のシステム。
【請求項14】
前記ファン装置が、VOCを1つ又は複数の空気流路を介して引き込み、且つ前記出口ポートを介して排出するために、該出口ポートに近接して設けられている、請求項9記載のシステム。
【請求項15】
前記化学センサから1つ又は複数のクラウドベースのサーバへのセンサデータの動作可能な通信を容易にするための少なくとも1つの通信回線をさらに備える、請求項9記載のシステム。
【請求項16】
前記1つ又は複数のクラウドベースのサーバと動作可能に通信する1つ又は複数のコンピューティング装置をさらに備え、該1つ又は複数のコンピューティング装置が：該1つ又は複数のクラウドベースのサーバから集計されたセンサデータを受信し；且つ
該1つ又は複数のコンピューティング装置上に視覚的ダッシュボードを表示するように構成され、
該視覚的ダッシュボードが、少なくとも機械表示領域及びプロセスレーダー領域を備え、該機械表示領域が、1つ又は複数の選択可能な画像を有し、該プロセスレーダー領域が、該集計されたセンサデータに基づく複数のデータポイントプロットを有する、請求項15記載のシステム。
【請求項17】
印刷機又は硬化機からのデータのグラフィック表現を提供する方法であって：該印刷機又は該硬化機に動作可能に設けられた1つ又は複数のセンサから受信したデータを受信して処理すること；及び
視覚的ダッシュボードを表示することを含み、
該視覚的ダッシュボードが、少なくとも機械表示領域及びプロセスレーダー領域を備え、該機械表示領域が、1つ又は複数の選択可能な画像を有し、該プロセスレーダー領域が、該1つ又は複数のセンサから受信したデータに基づく複数のデータポイントプロットを有する、前記方法。
【請求項18】
前記複数のデータポイントプロットが、プロセスの欠陥又は色の検査に関連する情報を表示する、請求項17記載の方法。
【請求項19】
前記1つ又は複数のセンサが、1つ又は複数の化学センサを含む、請求項18記載の方法。
【請求項20】
前記1つ又は複数の化学センサが： 入口ポート；
流入空気を揮発性有機化合物（VOC）と混合するための少なくとも1つの乱流発生流路を有する、該入口ポートと流体連通した1つ又は複数の空気流路；
少なくとも1つの乱流発生流路と流体連通して設けられたVOCセンサ；
該VOCセンサ及び前記1つ又は複数の空気流路と流体連通した出口ポート；及び
VOCを該出口ポートから排出するように構成されたファン装置を備える、請求項19記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（優先権）
本出願は、引用により本明細書中にすべて組み込まれている、2019年9月23日に出願された米国仮特許出願第62/904,663号の優先権及び利益を主張する。
本出願は、引用により本明細書中にすべて組み込まれている、2019年9月23日に出願された米国仮特許出願第62/904,663号の優先権及び利益を主張する。
【0002】
（分野）
本発明は、一般に、印刷及び硬化システムに関し、より具体的には、工業用印刷又は変換プロセスに関連する多変量データを受信、処理、及び出力するように構成されたシステムに関する。
本発明は、一般に、印刷及び硬化システムに関し、より具体的には、工業用印刷又は変換プロセスに関連する多変量データを受信、処理、及び出力するように構成されたシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
（背景）
産業用及び商業用印刷機は、高スループット且つ高精度の機械である。印刷機で使用されるインクの各色は、インクを被印刷物に分配して塗布するための各色専用のローラーとシリンダーのセットを有する。高輝度発光ダイオード（LED）システムは、印刷プロセス中にインクを硬化させるために必要な波長の放射線、例えば紫外線を放射するために硬化システムでよく使用される。硬化システムは、印刷機の様々な場所に設置することができる。
産業用及び商業用印刷機は、高スループット且つ高精度の機械である。印刷機で使用されるインクの各色は、インクを被印刷物に分配して塗布するための各色専用のローラーとシリンダーのセットを有する。高輝度発光ダイオード（LED）システムは、印刷プロセス中にインクを硬化させるために必要な波長の放射線、例えば紫外線を放射するために硬化システムでよく使用される。硬化システムは、印刷機の様々な場所に設置することができる。
【0004】
適用されるインク及びコーティングは、これらの高輝度LEDシステムを使用して急速に硬化される。さらに、硬化装置に必要な調整を硬化システムのオペレータに伝えて最高品質の出力を提供するために手動検査が必要である。現在、このプロセスには大がかりな人間の介入が必要であり、これは、無駄や、効果的でない又は最善ではない生産につながり得る。
【0005】
現在、印刷機のオペレータは、例えば、硬化システムの電力レベル、インクの塗布量、及び印刷速度などを含む様々な印刷パラメータを監視及び調整するために、印刷プロセス全体を通していくつかの手動検査及び検査工程を実施する必要がある。これは、非効率的で労働集計的であり、完成品の品質の低下又は一貫性の喪失をたらし得る。印刷物の手動検査のサンプリングレートが大幅に低下する、又は印刷プロセス中の様々な重要な情報が極端に減少する。そのため、高速サンプリングレートでの自動化プロセスにより、生産の効率と品質が大幅に向上することになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
（概要）
本発明は、粒状印刷及び硬化データを受信して処理し、データをグラフィカルに出力して品質及び生産を改善するシステム及び方法を提供する。出力されるデータには、典型的な工業用印刷又は変換プロセスにおける重要な多変量データ間の関係を例示するグラフィック情報が含まれ得る。これらの関係は、レーダーチャート（ウェブチャート、スパイダーチャート、スターチャート、スタープロット、クモの巣チャート、不規則なポリゴン、極座標チャート、又はKiviatダイアグラムとも呼ばれる）と呼ばれるものを使用して、プロセス介入イベントに関する実用的な知見事項及びプログラム可能な推奨事項を提供することができる。このようなレーダープロットは、同じ点から始まる軸上に表される複数の変数の2次元チャートの形式で多変量データを表示するグラフィカルな方法である。
本発明は、粒状印刷及び硬化データを受信して処理し、データをグラフィカルに出力して品質及び生産を改善するシステム及び方法を提供する。出力されるデータには、典型的な工業用印刷又は変換プロセスにおける重要な多変量データ間の関係を例示するグラフィック情報が含まれ得る。これらの関係は、レーダーチャート（ウェブチャート、スパイダーチャート、スターチャート、スタープロット、クモの巣チャート、不規則なポリゴン、極座標チャート、又はKiviatダイアグラムとも呼ばれる）と呼ばれるものを使用して、プロセス介入イベントに関する実用的な知見事項及びプログラム可能な推奨事項を提供することができる。このようなレーダープロットは、同じ点から始まる軸上に表される複数の変数の2次元チャートの形式で多変量データを表示するグラフィカルな方法である。
【0007】
従来、センサデータは、収集及び表示される方法で分離されるため、印刷又は変換プロセスを改善するための分析及び検査での能力が制限されている。言い換えれば、典型的な機械のオペレータ又は生産品質監督者は、1つの変数がいつ変化するか、又はそれが別の変数の変化にどのように影響を与え得るかなどの多変量データ間の関係についての即時の知見を表すことができるような方法で、そのようなデータをグラフィカルに集計して表示する有用な方法を有していない。印刷品質及び硬化レベル評価のための現在の手動プロセスは、本発明の自動化されたシステムによって可能になる迅速で一貫したサンプリングを禁止している。
【0008】
自動硬化レベル及び印刷品質の監視の利点には、労働要件の削減、硬化不足製品の削減、材料及び資源の無駄の削減などが含まれる。
【0009】
特定の実施態様では、1つ又は複数の化学センサが提供され、ガス流の一貫性を提供するように設計されたエンクロージャ又はハウジング内で、250ミリ秒ごとに硬化レベルの読み取りを行うことができる。この迅速なデータ取得により、スムーズで一貫性のある読み取り値が生成され、外部要因からの誤ったデータが最小限に抑えられる。これにより、システムが硬化レベルの変動に迅速に対応できるため、製品の無駄が少なくなる。
【0010】
本発明に使用される1つ又は複数の化学センサの実施態様は、空気入口ポートと、1つ又は複数の空気流路と、該空気流路、ファン、及び出口ポートの1つ又は複数の一部における硬化した表面から放出されるガス（例えば、揮発性有機化合物（VOC）の量）を測定するように構成された1つ又は複数のセンサを備えることができる。1つ又は複数の空気流路は、カートリッジハウジング内を蛇行することができ、且つ1つ又は複数のセンサによる測定の前に、流入空気とガスを混合するための1つ又は複数の突出フィンを有する1つ又は複数の乱流発生流路を備えることができる。
【0011】
カメラ又は他の光学センサを使用して、印刷又はコーティングされた被印刷物の硬化レベルを検出する同様のシステムを考案することができる。印刷又はコーティングされた被印刷物と接触する装置もまた、表面の硬化レベルを評価するために本発明で実施することができる。
【0012】
本発明で実施される詳細な技術及び好ましい実施態様を、この分野の技術者が請求される発明の特徴を十分に理解するように添付の図面を伴う以下の段落で説明する。前述の特徴及び以下に解説する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の組み合わせだけでなく、他の組み合わせ又は単独で使用できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0013】
（図面の簡単な説明）
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明は、様々な修正及び代替形態に適しているが、その詳細は、例として図面に示し、詳細に説明する。しかしながら、その意図は、本発明を、記載する特定の実施態様の例に限定することではないことを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲内にあるすべての修正、同等物、及び代替物を網羅する。
【0015】
（詳細な説明）
以下の説明では、本発明の実施態様の例を参照して本発明を説明する。しかしながら、これらの実施態様は、これらの実施態様に記載されるどの特定の例、実施態様、環境、適用例、又は特定の実施にも本発明を限定することを意図するものではない。したがって、これらの実施態様の説明は、本発明を限定するのではなく、単なる例示目的である。
以下の説明では、本発明の実施態様の例を参照して本発明を説明する。しかしながら、これらの実施態様は、これらの実施態様に記載されるどの特定の例、実施態様、環境、適用例、又は特定の実施にも本発明を限定することを意図するものではない。したがって、これらの実施態様の説明は、本発明を限定するのではなく、単なる例示目的である。
【0016】
図1及び図2は、本発明のシステム及び方法を組み込んで使用することができる公知の工業用印刷PD及び硬化CD機械又は装置102の例を示す。これらの例示的なシステム及び装置は、単に例示目的で提供され、限定することを意図するものではない。本システムは、生産を容易にするためにデータ、例えばセンサからの情報を受信して使用する分野において、現在及び将来の印刷及び硬化装置で使用することができる。それぞれ引用により本明細書中に組み込まれている、米国特許第8,641,236号及び米国特許出願公開第2017/0102138 A1号は、例示的なLED硬化システムを開示している。
【0017】
図3～図15を参照すると、本発明は、センサから粒状印刷及び硬化データを受信して処理し、データをグラフィカルに出力して品質及び生産を改善するシステム及び方法を提供する。出力されるデータには、典型的な工業用印刷又は変換プロセスにおける重要な多変量データ間の関係を例示するグラフィック情報が含まれ得る。これらの関係は、レーダーチャート（ウェブチャート、スパイダーチャート、スターチャート、スタープロット、クモの巣チャート、不規則なポリゴン、極座標チャート、又はKiviatダイアグラムートとも呼ばれる）と呼ばれるものを使用して、プロセス介入イベントに関する実用的な知見事項及びプログラム可能な推奨事項を提供することができる。このようなレーダープロットは、同じ点から始まる軸上に複数の量的変数が表される2次元チャートの形式で多変量データを表示するグラフィカルな方法である。多変量データの他のチャート又はグラフィック出力もまた、本発明で想定される。
【0018】
図3a及び図3bに示されるように、本発明のシステム100は、印刷装置又は印刷機102a（例えば、工業用枚葉印刷、フレキソ印刷など）及び硬化装置102b（例えば、高輝度LED装置）などの1つ又は複数の機械102、1つ又は複数のセンサ104（例えば、S1... Sn）、並びに1つ又は複数のコンピューティング装置108を備えることができる。センサ104は、1つ又は複数のデータ又は通信チャネルを介してコンピューティング装置108と動作可能に通信する。センサ104からのデータは、1つ又は複数のクラウドベースのサーバ103及び／又はコンピューティング装置108で受信され、集計され、処理される。データは、センサデータ入力106を介して入力され、ユーザ制御ディスプレイ又はダッシュボード110に表示され得る。他の様々な実施態様では、センサ104は、本明細書に開示されるソフトウェアダッシュボード110の機能を実施することなく、制御装置又はコンピューティング装置と動作可能に通信して、データを受信して処理することができる。
【0019】
本発明のソフトウェアを実行する装置及びシステムは、ローカルデスクトップ又はポータブルコンピューティング装置を含む1つ又は複数のコンピューティング装置108、ハンドヘルド又はモバイル機器（例えば、スマートフォン、タブレットなど）、及びネットワーク化されたクラウドベースのサーバシステム103を備えることができる。システム100の使用、並びにソフトウェアとの統合及び相互作用をさらに容易にして、機械又は装置102、印刷プロセスなどを監視及び制御するためにAPI 109を設けることができる。
【0020】
図3bを参照すると、様々な実施態様では、クラウドベースのサーバ103は、データソース（機械102、センサ104など）から受信したデータを収集し、集計し、格納し、且つ／又は処理を実行し、1つ又は複数のコンピューティング装置108による使用、表示、及びさらなる処理のために集計されたデータ及び分析を分散させることができる。システム100は、クラウドベースのサーバ103を含む「モノのインターネット」（IoT）技術を利用して、製造プロセスの様々な点に設置された電子及び機械的センサ104及び機器（例えば、先端技術機器）を介して多変量データを収集することができる。これらの先端技術機器から収集されたデータは、典型的には、高頻度（1秒又は1ミリ秒あたり）で収集され、データベース（例えば、IoTサーバ103）に送信され、そこで、タイムスタンプ及び相対的記述要素で永続化される。そのような方法で収集され、本明細書で説明された多変量データは、ユーザダッシュボード110（例えば、コンピューティング装置108）のレーダーチャートで処理及び／又は表示するためにすぐに利用可能である。ダッシュボード110のインターフェースは、先端技術機器からの感知されたデータの複数の視覚的表現を提供するようにプログラム及び構成され、且つユーザの入力又は選択を受け取って、データの表示をさらに変更又はカスタマイズし、印刷及び硬化機械又は装置102の動作を制御することができる。
【0021】
本発明のシステム及び方法によって表され、処理され、且つ提示されるデータは、工業用印刷プロセスにおける重要な点で確立された、センサ104からの多変量データを統合する。このセンサデータは、無数の感知及び監視装置から得ることができ、以下を含み得る：色の測定（Delta E、色相など）、インク（密度又は濃度、粘度、温度など）、紫外線（「UV」）硬化（硬化装置の性能と出力レベル及びウェアラブル要素の寿命と状態）、コロナ表面処理（装置の性能と電力レベル及びウェアラブル要素の寿命と状態を含むデータ）、検査（画像の欠陥の検出、打ち抜きの深さと位置合わせなどの機械の物理的要素の目視検査、ガス放出、硬化インク、コーティング、接着剤などの相対レベルを検出するためのセンサによるUV硬化検査）、プロセス機械（印刷機又は変換ラインの速度及び／又はその機械部品に関連する情報、例えば、ローラーの圧力と温度、その振動レベル、及びその性能に関連するその他のデータを含む）、画像の色の位置合わせ（複数の印刷ユニットからのユニット間の色の位置合わせの程度を示すデータ）、冷却（温度、流量、水質（該当する場合）などの、補助空気又はプロセス水冷却システムからのデータ）、周囲環境（周囲温度、湿度、空気中の汚染などを含む生産施設からのデータ）、及び外部環境情報（気象データ、気圧、外気の質などを含む）。
【0022】
システム100は、印刷プロセスデータが個々の印刷ユニット102、及び硬化プロセス、及び印刷される色又は化学／コーティング（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイト、クリアワニス／コーティング、接着剤など）に関連するため、該印刷プロセスデータの検査を容易にする。システム100はまた、すべての印刷ステーション、装置、及びユニットについて全体として描写される多変量データを機械102に表示することができる。
【0023】
図4a～図4cを参照すると、ユーザダッシュボード110は、装置102のセンサ104から受信した豊富な情報をグラフィック及び／又はテキスト出力フォーマットで、1つ又は複数のコンピューティング装置108に提示することができる。図4aに示されるように、センサ104から受信して処理した情報を表示するために、様々なウィンドウ又は表示領域202を設けることができる。さらに、図示されているように、印刷機204のグラフィック表現が表示され、該グラフィック表現は、図4cに明示されるように、機械204に含まれる個々のユニット206の選択可能な画像を含み得る。したがって、ユーザオペレータは、関心のある特定のユニット206を選択することができ、システム100は、それに応じて、そのユニット206のデータ及び情報を表示する。ユニットは、他のユニットと比較することができ、又は特定のユニットの分析のために分離することができる。
【0024】
図4bに示されるように、出力されたダッシュボードディスプレイ110のレーダーチャート（例えば、プロセスレーダー）領域208は、欠陥、色検査、インク硬化情報、及びその他の関連する条件と動作を監視するために選択されたユニット206（例えば、図4c）からの複数のデータポイント212をプロットすることを含み得る。この処理されて表示されたデータには、Delta E、濃度、硬化、粘度、インク温度、速度、光沢、ガス放出、又は本書に記載されるいずれかのセンサデータの値が含まれ得る。図4a～図4cの例示的なダッシュボード110及びレーダープロット208に表示されている、受信された特定のデータは、単なる例示であり、限定を意図するものではない。図4a～図4cの様々な情報の表示及びインターフェース領域（対話型及び非対話型）は、別々に表示してもよいし、1つのディスプレイ若しくは画面領域に組み合わせてもよいし、又はそれらの組み合わせでもよい。
【0025】
ユーザは、レーダーチャート208を介して検査及び表示のために多変量データチャネル（例えば、センサからのデータ）を選択及び選択解除することができる。収集されたデータのライブビュー又は現在のビュー214の描写は、機械102から（例えば、直接又はIoTサーバ103を経由して）軸間の第1の視覚的プロットの形で送られる。履歴時点は、第2の視覚的プロット216における同じ多変量データをユーザが選択可能であり、該同じ多変量データは、履歴点とライブビューとの間の違いを示すために異なる色又は強調法で際立たせることができる。同じ多変量データの平均を、ライブビューと履歴ビューと平均ビューとの間の違いを際立たせるために異なる色又は強調法を使用して第3のプロットに示すことができる。平均プロットに使用されるデータの選択は、その時間（例えば、全時間、年平均、月平均、生産ジョブによる平均、過去1時間の平均など）に関してユーザが選択及び制約することができる。
【0026】
レーダーチャート208にプロットされたデータは、ユーザが、個々の軸を選択できるようにする、又は選択されたデータ変数の比較のために複数の軸を選択できるようにすることで、ライブデータ値及び履歴データ値の視覚的サブ検査を可能にすることができる。そのような出力されたデータは、外部スプレッドシート（例えば、CSVファイル）及びデータベースなどを送るように適合された形式などの他の有用な形式にダウンロード又は抽出することができる。
【0027】
レーダーチャート208又は他の表示領域におけるしるし又はアラートは、懸念事項を示す可能性のあるデータ関係が検出された懸念事項の領域を視覚的に示すことができる。例えば、機械102の速度により、他のデータがユーザによって事前に設定された目標許容値を超えると、この懸念事項の領域の視覚的な指示が、別の色、点滅するデータ、又はグラフィック要素、又はポップアップ通知などの形態でチャート208に表示されることになる。別の例として、感知された硬化又はガス放出データが、インク硬化プロセスの速度、一時停止、又は制御に問題があることを示すと、この問題の視覚的なしるしを表示することもできる。これらは、システム100によって採用され得る様々な視覚的アラート及び表示強調法の単なる例示的な例である。視覚的な表示及び指示を実行して、本明細書に詳述される処理されて表示される情報又はデータのいずれにも対処することができる。
【0028】
受信したデータ関係から生じる介入イベントを、システム100によって処理し、提案された方法の形でエンドユーザに提示してプロセスを改善し、多変量データ変数をそれらの目標許容値の範囲内に戻すことができる。例えば、「硬化を目標閾値内に収めるために機械の速度を200 m/分未満に下げる」、又は「ローラー温度が目標閾値を下回ったためにUV硬化出力を上げる」、及び「インク硬化が所望の目標値ではないことをガス放出が示しているために機械速度を遅くする」などのメッセージを、行動を求めるためにユーザに表示又は他の方法で提示することができる。
【0029】
システム100と、例えば1つ又は複数のコンピューティング装置108及び／又は1つ又は複数のIoTサーバ103上で実行されるそのソフトウェアは、様々な情報及び推奨を処理して、動作可能に接続された機械102（例えば、印刷機システム、硬化システムなど）に信号を送って制御し、可能な場合は、「自動的に最適化する」又は同様の選択肢の提示によって自動的に調整が行われ得るようにプログラムすることができる。したがって、ユーザは、プロセスレーダー208からのデータインテリジェンス（data intelligence）及びシステム100の計算能力が、システムの推奨事項（例えば、プレス速度、温度、出力、硬化など）に従って測定値（上記に列挙したものなど）を変更する機械102の動作パラメータを調整することを可能にすることができる。
【0030】
図5～図10を参照すると、1つ又は複数のセンサ104の実施態様は、1つ又は複数の化学又は硬化センサ220を備えることができる。1つ又は複数のセンサ220は、硬化システム制御機構によって監視される硬化中又は硬化後の表面の近くに配置され、表面から放出されるガスの頻繁なサンプリングを行うように調整されている。結果として、センサ220は、硬化一貫性検証プロセスを自動化することができる。化学センサ220は、空気入口ポート224、1つ又は複数の空気流路226、1つ又は複数のセンサ装置228、1つ又は複数のファン230（例えば、可変ファン）、及び出口ポート232を収容又は画定するように構成されたカートリッジハウジング222を備えることができる。1つ又は複数の空気流路226は、カートリッジハウジング222内を蛇行するか、又は他の方法で該カートリッジハウジング222に画定することができ、且つ、1つ又は複数のセンサ装置228によって測定される前に、流入空気を放出ガスと混合するための1つ又は複数の突出フィン236を有する1つ又は複数の乱流発生流路234を備えることができる。
【0031】
カートリッジハウジング222は、前半又は部分222a及び後半又は部分222bを備えることができる。部分222a、222bは、別個でもよいし、統合してもよいし、又は1つのユニットとして形成してもよいし、又は様々な流路、ポート、フィンなどを形成するように他の方法で製造してもよい。ハウジング222は、構成要素及びハウジングセクションなどの取り付けを容易にするための締結具を受容するように設けられた複数の締結開口230を備えることができる。ハウジング222、例えば、第2の部分22bは、構成要素、ファン230装置などの取り付けを容易にするための対応する開口230と整合する取り付け開口231をさらに備えることができる。カートリッジハウジング222は、機械102に対する選択的な挿入及び取り外しを可能にするコネクタ機構240を備えることができる。したがって、ハウジング222及びその対応する構成要素は、例えば、センサ228、ファン230などの故障又は欠陥が起きた場合には簡単に交換することができる。
【0032】
センサ装置228は、1つ又は複数の空気流路226の一部において、硬化した表面から放出されるガス、例えば、揮発性有機化合物（VOC）の量を測定するように適合されている。センサ220は、硬化中又は硬化後の表面を監視し、表面から放出されるガスを頻繁にサンプリングするように調整されている。例えば、印刷プロセスは、被印刷物（例えば、紙）上にインクを載せることを含む。インクが硬化すると、VOCなどのガスが発生し得る。センサ装置228は、この硬化プロセス中に放出されたVOCの正確なレベルを測定する。まず、空気入口ポート224が、空気がセンサカートリッジ222のそばを通るときに被印刷物から空気を取り込み、ファン230が、1つ又は複数の空気流路226を介して空気を引き込む。次に、空気は、乱流発生流路234及び対応する突出フィン236を介して引き込まれ、これにより、空気中に乱流が発生し、VOCが空気と均一に混合される。流入空気とVOCとの混合物は、センサ装置228に移動し、そこでVOCの量が読み取られる、又は測定される。センサ装置228がVOCの量を読み取った後、空気混合物は、ファン230によって出口ポート232を介して排出される。図7は、ハウジング222を通過する例示的な空気の流れを示す矢印を含む。
【0033】
様々な実施態様では、化学センサ220（例えば、電気化学的センサ）は、VOC、溶媒の成分、又は適用されるインク又はコーティングの化学的性質に関連する他の適用可能な化学的痕跡を検出するように構成されている。硬化したインク又はコーティングは、既知の濃度の蒸気の特定の検出可能な化学的プロフィールを有するであろう。濃度が所定の所望の値から外れると、センサは、システム100にフィードバックを提供し、オペレータに警告するか、又は硬化システムを自動的に調整して硬化レベルの変化（例えば、速度、停止時間、LED電力など）を補償する。
【0034】
この場合も、本明細書で詳述するように、センサ220は、データチャート、しるし、及び同様の情報の集計、処理、及び表示のために、このデータを1つ又は複数のサーバシステム103及び／又はコンピューティング装置108に動作可能に通信する。例えば、センサデータは、表示領域及び対話領域202、208を含む、図4a～図4cに詳細に示されているユーザインターフェース領域に表示することができる。
【0035】
図11～図15に示されるように、1つ又は複数のシステムセンサ104は、硬化システム制御機構によって監視される硬化した表面の近くに配置された例示的な化学センサダクト320を備えることができ、且つ硬化した表面から放出されるガスの頻繁なサンプリングを行うように調整されている。結果として、センサ220と同様のセンサ320は、硬化一貫性検証プロセスを自動化することができる。センサ320は、印刷又はコーティングされた被印刷物の表面からサンプリングされるガスの流れを制御するダクト内に収容されている。センサ320の特定の実施態様では、インク硬化中に放出されるVOCの量が測定される。
【0036】
様々な実施態様では、化学センサ320は、概ねベル型であり、上部322、中央部分324、及びベース又はフレア部分326を備える。センサ組立体330は、取り付け要素334を介して上部322内に取り付け可能であり、1つ又は複数のデータチャネル328は、センサ320とシステム100のコンピューティング装置108及び／又はサーバシステム103との間の動作可能な通信を提供する。特定の実施態様では、センサ組立体330は、個々の化学センサ330a及び空気流センサ330bを備えることができる。可変ファン装置332は、センサ320の下、例えば、中央部分324内に収容される。可変ファン332は、化学センサ330上の一定の空気流を確保する。例えば、移動する被印刷物は、ベース部分326を介してダクトに進入する空気流を増加させ、可変ファン332は、センサ330a上の安定した均一な流れを維持するように自動的に調整する。
【0037】
したがって、被印刷物に適用されたインク又はコーティング層から放出された蒸気（例えば、VOC）の組成の変化の変動を監視することができる。電気化学センサ320（例えば、センサ330aを介した）は、溶媒の成分、VOC、又は適用されているインク又はコーティングの化学的性質に関連する他の適用可能な化学的痕跡を検出するように構成されている。硬化したインク又はコーティングは、既知の濃度の蒸気の特定の検出可能な化学的プロフィールを有するであろう。濃度が所定の所望の値から外れると、センサは、システム100にフィードバックを提供し、オペレータに警告するか、又は硬化システムを自動的に調整して硬化レベルの変化を補償する。
【0038】
デスクトップコンピューティング装置及びハンドヘルド又はモバイル機器（例えば、スマートフォン、タブレットなど）などの様々なコンピューティング装置108を含めることができ、該コンピューティング装置108は、本発明のハードウェア及びソフトウェアシステム並びに方法の態様、計算、及びアルゴリズム的処理を処理及び実行するように適合させることができる。本発明のコンピューティングシステム及び装置は、プロセッサを備えることができ、該プロセッサは、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）などのような1つ又は複数のマイクロプロセッサ及び／又は1つ又は複数の回路を備えることができる。さらに、装置は、ネットワークインターフェースを備えることができる。ネットワークインターフェースは、有線及び／又は無線接続を使用して、通信ネットワーク、他の装置及びシステム、並びにサーバとの通信を可能にするように構成されている。
【0039】
コンピューティング装置は、1つ又は複数の不揮発性記憶装置及び／又は1つ又は複数の揮発性記憶装置（例えば、ランダムアクセスメモリ（RAM））を含み得る非推移的（non-transitive）メモリなどのメモリを備えることができる。装置がマイクロプロセッサを備える場合、コンピュータ可読プログラムコードは、半導体ドライブ、機械式ドライブ、光学ドライブ、メモリ装置（例えば、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）などのようなコンピュータ可読媒体又はメモリに格納することができる。コンピュータプログラム又はソフトウェアコードは、有形又は非推移的機械可読媒体又はメモリに格納することができる。いくつかの実施態様では、コンピュータ可読プログラムコードは、プロセッサによって実行されると、該コードにより、装置が上記及び本明細書に記載の工程を実行するように構成されている。他の実施態様では、装置は、コードを必要とすることなく、本明細書に記載のステップを実行するように構成されている。
【0040】
当業者であれば、これらの動作、アルゴリズム、論理、方法の工程、ルーチン、サブルーチン、及びモジュールは、本明細書に添付される特許請求の範囲内で記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、ソフトウェア、ファームウェア、特殊用途デジタル論理、及びそれらの任意の組み合わせで実施できることを理解されよう。
【0041】
本明細書に開示される本発明のコンピューティング装置及びサーバシステムは、入力装置を備えることができる。入力装置は、ユーザ（例えば、管理者、ユーザなど）又はハードウェア若しくはソフトウェア構成要素のいずれかから入力を受け取るように構成されている。入力装置の例には、キーボード、マウス、マイク、タッチスクリーン、及びタッチスクリーンとの対話を可能にするソフトウェアなどが含まれる。装置又はコンピューティング装置は、出力装置を備えることもできる。出力装置の例には、モニター、テレビ、モバイル機器の画面、タブレットの画面、スピーカー、リモート画面などが含まれる。出力装置は、画像、メディアファイル、テキスト、又はビデオを表示する、又はスピーカー出力を介してユーザに音声を再生するように構成することができる。
【0042】
本発明のシステム及び装置に使用される又はこれらに接続されるサーバ又はクラウド処理システム103は、1つ又は複数のマイクロプロセッサ、及び／又は特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）などのような1つ又は複数の回路を備えることができる。ネットワークインターフェースは、本明細書に開示される装置又はコンピューティング装置との通信を含む、有線及び／又は無線接続を使用して、通信ネットワークとの通信を可能にするように構成することができる。メモリは、1つ又は複数の不揮発性記憶装置及び／又は1つ又は複数の揮発性記憶装置（例えば、ランダムアクセスメモリ（RAM））を備えることができる。サーバシステムがマイクロプロセッサを含む場合、コンピュータ可読プログラムコードは、半導体ドライブ、機械式ドライブ、光学ドライブ、メモリ装置（例えば、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）などのようなコンピュータ可読媒体に格納することができる。
【0043】
入力（inputting）及び入力（entering）などのような方法及び工程への言及は、手動のユーザ入力、又はソフトウェアを介したデータの直接的な生成及び挿入／包含を含み得る。
【0044】
さらに、図面に例示され、上記された方法は、一連の工程又はプロセスとして示されているが、これは、単に説明目的で行われた。したがって、いくつかの工程を追加できること、いくつかの工程を省略できること、工程の順序を並べ替えできること、及びいくつかの工程を並行して実行できることが企図される。
【0045】
本発明の特許請求の範囲を解釈する目的で、「のための手段」又は「のための工程」という特定の語が特許請求の範囲に記載されていない限り、米国特許法第112条6項の規定が発動されないことが明確に意図されている。
【0046】
本発明は、その精神又は本質的な特性から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができ、したがって、本実施態様は、すべての点で例示的と見なされ、限定的と見なされないことが望ましい。当業者であれば、本明細書に添付された特許請求の範囲に包含されることが意図される、本明細書に記載の特定の実施態様の他の同等物を認識できよう。
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図4a-b】
【図4c】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【国際調査報告】