JP2021146510A - Learning method, control method and printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷装置に設けられた複数のセンサの計測値から、インクの吐出位置のずれ量を推定するための機械学習に関する。 The present invention relates to machine learning for estimating the amount of deviation of the ink ejection position from the measured values of a plurality of sensors provided in the printing apparatus.
従来、長尺帯状の基材を長手方向に搬送しつつ、複数のヘッドからインクを吐出することにより、基材に画像を印刷するインクジェット方式の印刷装置が知られている。インクジェット方式の印刷装置は、複数のヘッドから、それぞれ異なる色のインクを吐出する。そして、各色のインクにより形成される単色画像の重ね合わせによって、基材の表面に多色画像を印刷する。従来の印刷装置については、例えば特許文献1に記載されている。 Conventionally, there is known an inkjet printing device that prints an image on a base material by ejecting ink from a plurality of heads while transporting a long strip-shaped base material in the longitudinal direction. The inkjet printing apparatus ejects inks of different colors from a plurality of heads. Then, a multicolor image is printed on the surface of the base material by superimposing the monochromatic images formed by the inks of each color. A conventional printing apparatus is described in, for example, Patent Document 1.
この種の印刷装置では、上述した複数の単色画像の間に、僅かな位置ずれ(いわゆる「見当ずれ」)が発生する場合がある。見当ずれは、基材を搬送するローラの回転誤差や、基材の伸縮などの、様々な要因により発生する。従来の印刷装置では、印刷後の基材の撮影画像に基づいて、見当ずれ量を計測していた。そして、計測された見当ずれ量に基づいて、ヘッドからのインクの吐出タイミングを補正していた。 In this type of printing apparatus, a slight misalignment (so-called “misplacement”) may occur between the plurality of monochromatic images described above. Misregistration occurs due to various factors such as rotation error of the roller that conveys the base material and expansion and contraction of the base material. In the conventional printing apparatus, the amount of misregistration is measured based on the photographed image of the base material after printing. Then, the ink ejection timing from the head is corrected based on the measured misregistration amount.
しかしながら、基材の搬送状態は、時々刻々と変化する。このため、印刷後の基材の撮影画像に基づいて見当ずれ量を計測しても、印刷中の基材に対するインクの吐出タイミングを、適切に補正できない場合があった。 However, the transport state of the base material changes from moment to moment. Therefore, even if the amount of misregistration is measured based on the captured image of the base material after printing, the ink ejection timing for the base material during printing may not be appropriately corrected.
印刷後の基材の撮影画像に依存することなく、見当ずれ量を把握するためには、例えば、機械学習を利用することが考えられる。具体的には、印刷装置に搭載される種々のセンサの計測値を入力とし、それらの計測値から見当ずれ量を推定するための学習済みモデルを生成することが考えられる。ただし、印刷装置には、多数のセンサが搭載されている。このため、これらのセンサの計測値を全て機械学習の入力にすると、学習処理および学習済みモデルを用いた推定処理の演算量が多くなる。 In order to grasp the amount of misregistration without depending on the photographed image of the base material after printing, for example, it is conceivable to use machine learning. Specifically, it is conceivable to input the measured values of various sensors mounted on the printing apparatus and generate a trained model for estimating the amount of misregistration from those measured values. However, the printing apparatus is equipped with a large number of sensors. Therefore, if all the measured values of these sensors are input to machine learning, the amount of calculation of the learning process and the estimation process using the trained model increases.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、入力となる計測項目の数を減らしつつ、機械学習により、インクの吐出位置のずれ量を推定できる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of estimating the amount of deviation of the ink ejection position by machine learning while reducing the number of input measurement items. ..
上記課題を解決するため、本願の第1発明は、長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って長手方向に搬送しつつ、複数のヘッドから基材の表面にインクを吐出する印刷装置において、前記印刷装置に設けられた複数のセンサの計測値から、前記複数のヘッドによるインクの吐出位置の相互のずれ量を推定するための学習方法であって、a)前記複数のセンサから得られる複数の計測項目の計測値を入力とし、前記ずれ量の実測値を教師データとして、教師あり学習アルゴリズムにより、前記計測値に対応する前記ずれ量の推定値を出力する第1学習済みモデルを生成する工程と、b)前記複数の計測項目のそれぞれについて、前記第1学習済みモデルにおける影響度を算出する工程と、c)前記影響度に基づいて、前記複数の計測項目のうちの一部の計測項目を選択する工程と、d)前記工程c)において選択された計測項目の計測値を入力とし、前記ずれ量の実測値を教師データとして、前記教師あり学習アルゴリズムにより、前記計測値に対応する前記ずれ量の推定値を出力する第2学習済みモデルを生成する工程と、を有する。 In order to solve the above problems, the first invention of the present application is a printing apparatus that ejects ink from a plurality of heads to the surface of the base material while transporting the long strip-shaped base material in the longitudinal direction along a predetermined transport path. In a learning method for estimating the amount of mutual deviation of the ink ejection positions by the plurality of heads from the measured values of the plurality of sensors provided in the printing apparatus, a) obtained from the plurality of sensors. A first trained model that inputs the measured values of a plurality of measurement items to be input, uses the measured value of the deviation amount as teacher data, and outputs an estimated value of the deviation amount corresponding to the measured value by a supervised learning algorithm. A step of generating, b) a step of calculating the degree of influence in the first trained model for each of the plurality of measurement items, and c) a part of the plurality of measurement items based on the degree of influence. The step of selecting the measurement item of the above and d) the measurement value of the measurement item selected in the step c) are input, the measured value of the deviation amount is used as the teacher data, and the measured value is converted to the measurement value by the supervised learning algorithm. It includes a step of generating a second trained model that outputs a corresponding estimated value of the deviation amount.
本願の第2発明は、第1発明の学習方法であって、前記工程c)では、複数の計測項目のうち、前記影響度が高い一部の計測項目を選択する。 The second invention of the present application is the learning method of the first invention, and in the step c), some of the measurement items having a high degree of influence are selected from the plurality of measurement items.
本願の第3発明は、第1発明または第2発明の学習方法であって、前記工程c)では、前記工程a),b),およびd)を実行するコンピュータが、前記影響度に従って、前記複数の計測項目から一部の計測項目を選択する。 The third invention of the present application is the learning method of the first invention or the second invention, and in the step c), the computer that executes the steps a), b), and d) is described according to the degree of influence. Select some measurement items from multiple measurement items.
本願の第4発明は、第1発明から第3発明までのいずれか1発明の学習方法であって、前記ずれ量の実測値は周期性を有し、前記工程a)および前記工程d)では、前記ずれ量の変動の1周期分以上の時間において取得された実測値を、教師データとする。 The fourth invention of the present application is a learning method of any one invention from the first invention to the third invention, and the measured value of the deviation amount has periodicity, and in the steps a) and d) , The actually measured value acquired in the time of one cycle or more of the fluctuation of the deviation amount is used as the teacher data.
本願の第5発明は、第1発明から第4発明までのいずれか1発明の学習方法により生成された前記第2学習済みモデルを用いて、前記印刷装置を制御する制御方法であって、e)前記第2学習済みモデルに、前記工程c)において選択された計測項目の計測値を入力し、前記第2学習済みモデルから出力される前記ずれ量の推定値を得る工程と、f)前記工程e)において得られる前記ずれ量の推定値に基づいて、基材に対するインクの吐出位置を補正する工程と、を有する。 The fifth invention of the present application is a control method for controlling the printing apparatus by using the second learned model generated by the learning method of any one of the first to fourth inventions, e. ) The step of inputting the measured values of the measurement items selected in the step c) into the second trained model and obtaining the estimated value of the deviation amount output from the second trained model, and f) the step. The step e) includes a step of correcting the ejection position of the ink with respect to the base material based on the estimated value of the deviation amount obtained in the step e).
本願の第6発明は、第5発明の制御方法であって、g)前記工程c)において選択された計測項目の計測値を入力とし、前記ずれ量の実測値を教師データとして、前記教師あり学習アルゴリズムにより、前記第2学習済みモデルを更新する工程をさらに有する。 The sixth invention of the present application is the control method of the fifth invention, in which g) the measured value of the measurement item selected in the step c) is input, and the measured value of the deviation amount is used as supervised data. The learning algorithm further includes a step of updating the second trained model.
本願の第7発明は、第6発明の制御方法であって、前記工程g)は、前記印刷装置において、基材の種類が変更された場合、または、同一の基材に対して印刷処理を行う途中に実行される。 The seventh invention of the present application is the control method of the sixth invention, and in the step g), when the type of the base material is changed in the printing apparatus, or the same base material is printed. It is executed in the middle of doing.
本願の第8発明は、長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って長手方向に搬送する搬送機構と、基材の表面にインクを吐出する複数のヘッドと、第1発明から第4発明までのいずれか1発明の学習方法により、前記第2学習済みモデルを生成する学習部と、前記学習部により生成された前記第2学習済みモデルを用いて、前記搬送機構および前記複数のヘッドの少なくともいずれか一方を補正しつつ制御する制御部と、を備える。 The eighth invention of the present invention includes a transport mechanism for transporting a long strip-shaped base material in the longitudinal direction along a predetermined transport path, a plurality of heads for ejecting ink to the surface of the base material, and the first to fourth inventions. Using the learning unit that generates the second trained model by the learning method of any one invention up to the present invention and the second learned model generated by the learning unit, the transport mechanism and the plurality of heads are used. A control unit that controls while correcting at least one of the above is provided.
本願の第1発明〜第8発明によれば、複数の計測項目の計測値を入力として学習を行うことにより、いったん第1学習済みモデルを生成し、その後、第1学習済みモデルにおける影響度を考慮して選択された一部の計測項目に絞って再学習を行うことにより、第2学習済みモデルを生成する。これにより、入力となる計測項目の数を減らしつつ、推定精度の高い第2学習済みモデルを生成できる。 According to the first to eighth inventions of the present application, the first trained model is once generated by learning by inputting the measured values of a plurality of measurement items, and then the degree of influence on the first trained model is determined. A second trained model is generated by performing re-learning focusing on some measurement items selected in consideration. As a result, it is possible to generate a second trained model with high estimation accuracy while reducing the number of input measurement items.
特に、本願の第3発明によれば、コンピュータが、影響度に従って、計測値を自動的に選択する。これにより、ユーザの作業負担を減らすことができる。 In particular, according to the third invention of the present application, the computer automatically selects the measured value according to the degree of influence. As a result, the workload of the user can be reduced.
特に、本願の第4発明によれば、計測値と、周期性を有するずれ量との関係を、十分に学習することができる。 In particular, according to the fourth invention of the present application, the relationship between the measured value and the amount of deviation having periodicity can be sufficiently learned.
特に、本願の第5発明によれば、複数のヘッドによるインクの吐出位置のずれを抑制して、高品質な印刷結果を得ることができる。また、第2学習済みデータに入力すべき計測項目の数が少ないので、制御部の演算負担を減らすことができる。 In particular, according to the fifth invention of the present application, it is possible to suppress the deviation of the ink ejection position by the plurality of heads and obtain a high-quality print result. Further, since the number of measurement items to be input to the second learned data is small, the calculation load of the control unit can be reduced.
特に、本願の第6発明によれば、印刷装置の使用状況の変化に応じて、より精度よく見当ずれ量を推定できる。したがって、基材に対するインクの吐出位置を、より適切に補正できる。また、更新処理において入力すべき計測項目の数が少ないので、更新処理の演算負担を減らすことができる。 In particular, according to the sixth invention of the present application, the misregistration amount can be estimated more accurately according to the change in the usage state of the printing apparatus. Therefore, the ink ejection position with respect to the base material can be corrected more appropriately. Further, since the number of measurement items to be input in the update process is small, the calculation load of the update process can be reduced.
特に、本願の第7発明によれば、基材の種類が変更された場合、または、同一の基材に対して印刷処理を行う途中に、第2学習済みモデルを更新できる。 In particular, according to the seventh invention of the present application, the second trained model can be updated when the type of the base material is changed or while the printing process is performed on the same base material.
特に、本願の第8発明によれば、複数のヘッドによるインクの吐出位置のずれを抑制して、高品質な印刷結果を得ることができる。また、第2学習済みデータに入力すべき計測項目の数が少ないので、制御部の演算負担を減らすことができる。 In particular, according to the eighth invention of the present application, it is possible to suppress the deviation of the ink ejection position by the plurality of heads and obtain a high-quality print result. Further, since the number of measurement items to be input to the second learned data is small, the calculation load of the control unit can be reduced.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.印刷装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る印刷装置1の構成を示した図である。この印刷装置1は、長尺帯状の基材9を搬送しつつ、複数のヘッド21〜24から基材9へ向けてインクの液滴を吐出することにより、基材9の表面に画像を印刷する装置である。基材9は、印刷用紙であってもよく、あるいは、樹脂製のフィルムであってもよい。また、基材9は、金属箔や、ガラス製の基材であってもよい。図1に示すように、印刷装置1は、搬送機構10、印刷部20、複数のセンサ30、画像取得部40、およびコンピュータ50を備えている。
<1. Printing device configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a printing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The printing device 1 prints an image on the surface of the
搬送機構10は、基材9をその長手方向に沿う搬送方向に搬送する機構である。本実施形態の搬送機構10は、巻き出し部11、複数の搬送ローラ12、および巻き取り部13を有する。基材9は、巻き出し部11から繰り出され、複数の搬送ローラ12により構成される搬送経路に沿って搬送される。各搬送ローラ12は、水平軸を中心として回転することにより、基材9を搬送経路の下流側へ案内する。基材9は、張力が掛かった状態で、複数の搬送ローラ12に掛け渡される。これにより、搬送中における基材9の弛みや皺が抑制される。搬送後の基材9は、巻き取り部13へ回収される。
The
図1に示すように、基材9は、複数のヘッド21〜24の下方において、複数のヘッド21〜24の配列方向と略平行に移動する。このとき、基材9の印刷面は、上方(ヘッド21〜24側)に向けられている。以下では、複数の搬送ローラ12のうち、印刷部20の下方に位置する4つのローラを、それぞれ、第1ローラ121、第2ローラ122、第3ローラ123、および第4ローラ124と称する。第1ローラ121、第2ローラ122、第3ローラ123、および第4ローラ124は、基材9の搬送方向に沿って、この順に配列されている。
As shown in FIG. 1, the
印刷部20は、搬送機構10により搬送される基材9に対して、インクの液滴(以下「インク滴」と称する)を吐出する処理部である。本実施形態の印刷部20は、第1ヘッド21、第2ヘッド22、第3ヘッド23、および第4ヘッド24を有する。第1ヘッド21は、第1ローラ121の上方に配置されている。第2ヘッド22は、第2ローラ122の上方に配置されている。第3ヘッド23は、第3ローラ123の上方に配置されている。第4ヘッド24は、第4ローラ124の上方に配置されている。
The
図2は、印刷部20の付近における印刷装置1の部分上面図である。図2中に破線で示したように、各ヘッド21〜24の下面には、基材9の幅方向と平行に配列された複数のノズル201が設けられている。各ヘッド21〜24は、複数のノズル201から基材9の上面へ向けて、多色画像の色成分となるC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色のインク滴を、それぞれ吐出する。
FIG. 2 is a partial top view of the printing apparatus 1 in the vicinity of the
すなわち、第1ヘッド21は、搬送経路上の第1印刷位置P1において、基材9の上面に、C色のインク滴を吐出する。第2ヘッド22は、第1印刷位置P1よりも下流側の第2印刷位置P2において、基材9の上面に、M色のインク滴を吐出する。第3ヘッド23は、第2印刷位置P2よりも下流側の第3印刷位置P3において、基材9の上面に、Y色のインク滴を吐出する。第4ヘッド24は、第3印刷位置P3よりも下流側の第4印刷位置P4において、基材9の上面に、K色のインク滴を吐出する。
That is, the
本実施形態では、第1印刷位置P1は、基材9が第1ローラ121に接触する位置である。第2印刷位置P2は、基材9が第2ローラ122に接触する位置である。第3印刷位置P3は、基材9が第3ローラ123に接触する位置である。第4印刷位置P4は、基材9が第4ローラ124に接触する位置である。第1印刷位置P1、第2印刷位置P2、第3印刷位置P3、および第4印刷位置P4は、基材9の搬送方向に沿って、間隔をあけて配列されている。
In the present embodiment, the first printing position P1 is a position where the
4つのヘッド21〜24は、インク滴を吐出することによって、基材9の上面に、それぞれ単色画像を印刷する。そして、4つの単色画像の重ね合わせにより、基材9の上面に、多色画像が形成される。したがって、仮に、4つのヘッド21〜24から吐出されるインク滴の基材9上における搬送方向の位置が相互にずれていると、印刷物の画像品質が低下する。このような、基材9上における単色画像の相互の位置ずれの大きさ(以下「見当ずれ量」と称する)を許容範囲内に抑えることが、印刷装置1の印刷品質を向上させるための重要な要素となる。
The four heads 21 to 24 print a single color image on the upper surface of the
なお、ヘッド21〜24の搬送方向下流側に、基材9の印刷面に吐出されたインクを乾燥させる乾燥処理部が、さらに設けられていてもよい。乾燥処理部は、例えば、基材9へ向けて加熱された気体を吹き付けて、基材9に付着したインク中の溶媒を気化させることにより、インクを乾燥させる。ただし、乾燥処理部は、光照射等の他の方法で、インクを乾燥させるものであってもよい。
A drying processing unit for drying the ink discharged on the printing surface of the
複数のセンサ30は、基材9の搬送状態を計測するための計測器である。複数のセンサ30は、搬送機構10の各部において、互いに異なる項目の計測値を取得する。センサ30の計測項目には、例えば、搬送機構10を動作させるモータの回転速度、一部の搬送ローラ12の回転速度、基材9の張力、基材9の上下動(基材9に対して垂直な方向の変動量)、基材9のエッジの幅方向の位置、などを含めることができる。また、同一の項目を計測するセンサ30が、搬送経路の複数の位置に配置されていてもよい。複数のセンサ30は、搬送機構10の各部において、各計測項目の計測値を取得し、得られた計測値を示す信号を、コンピュータ50へ送信する。
The plurality of
画像取得部40は、印刷部20を通過した基材9の上面を撮影するカメラである。画像取得部40は、印刷部20よりも搬送経路の下流側の撮影位置P5において、基材9の印刷面に対向して配置される。画像取得部40には、例えば、CCDやCMOS等の撮像素子が、幅方向に複数配列されたラインセンサが使用される。画像取得部40は、基材9の印刷面を撮影することにより、印刷済みの基材9の画像データを取得する。そして、画像取得部40は、得られた画像データを、コンピュータ50へ送信する。
The
コンピュータ50は、印刷装置1内の各部の動作制御と、後述する学習処理とを行うための情報処理装置である。図3は、コンピュータ50と、印刷装置1の各部との接続を示したブロック図である。図3中に概念的に示したように、コンピュータ50は、CPU等のプロセッサ501、RAM等のメモリ502、およびハードディスクドライブ等の記憶部503を有する。記憶部503内には、印刷処理および後述する学習処理を実行するためのコンピュータプログラムCPが、記憶されている。また、コンピュータ50は、上述した搬送機構10、4つのヘッド21〜24、複数のセンサ30、および画像取得部40と、それぞれ通信可能に接続されている。コンピュータ50は、コンピュータプログラムCPおよび後述する学習済みモデルに従って、これらの各部を動作制御する。
The
<2.コンピュータについて>
図4は、上述したコンピュータ50の機能を、概念的に示したブロック図である。図4に示すように、コンピュータ50は、ずれ量実測部51と、学習部52と、制御部53とを有する。ずれ量実測部51、学習部52、および制御部53の各機能は、コンピュータ50のプロセッサ501が、コンピュータプログラムCPに従って動作することにより実現される。
<2. About computers>
FIG. 4 is a block diagram conceptually showing the functions of the
ずれ量実測部51は、画像取得部40から入力される画像データIに基づいて、上述した見当ずれ量を計測するための処理部である。ずれ量実測部51は、画像データIから、レジスターマークなどの特定のパターンの画像を抽出し、抽出された画像における各色のパターンの位置を、画像処理によって認識する。そして、ずれ量実測部51は、各色のパターンの位置の相互のずれ量を、見当ずれ量の実測値D1として算出する。ずれ量実測部51は、連続的に入力される画像データIに対して、このような見当ずれ量の計測を、順次に行うことにより、多数の実測値D1を取得する。取得された見当ずれ量の実測値D1は、ずれ量実測部51から学習部52へ送られる。
The deviation
学習部52は、複数のセンサ30から計測値D2を受信する。また、学習部52は、ずれ量実測部51から見当ずれ量の実測値D1を取得する。学習部52は、計測値D2を入力とし、見当ずれ量の実測値D1を教師データとして、教師あり学習アルゴリズムにより、計測値D2から見当ずれ量を推定するための学習処理を行う。教師あり学習アルゴリズムとしては、例えば、サポートベクターマシン、ニューラルネットワーク、リニアモデル、勾配ブースティングなどを使用することができる。具体的には、教師あり学習用のモデルに、計測値D2を入力し、当該モデルから見当ずれ量の推定値を出力する処理を繰り返しながら、見当ずれ量の推定値が実測値D1に近づくように、モデルのパラメータを調整する。これにより、パラメータが調整された学習済みモデルが生成される。
The
より詳細には、図4に示すように、学習部52は、第1学習部521、影響度算出部522、計測項目選択部523、および第2学習部524を有する。学習部52は、これらの第1学習部521、影響度算出部522、計測項目選択部523、および第2学習部524により、2段階の学習処理を行う。2段階の学習処理の詳細ついては、後述する。
More specifically, as shown in FIG. 4, the
制御部53は、上述した搬送機構10および4つのヘッド21〜24の動作を制御するための処理部である。制御部53は、学習部52により生成された学習済みモデル(後述する第2学習済みモデルM2)を用いて、搬送機構10および4つのヘッド21〜24の動作を、補正しつつ制御する。
The
<3.学習処理および制御処理の流れ>
続いて、学習部52による学習処理および制御部53による制御処理の流れについて、詳細に説明する。図5は、学習処理および制御処理の流れを示したフローチャートである。
<3. Flow of learning process and control process>
Subsequently, the flow of the learning process by the
図5に示すように、学習部52は、まず、複数のセンサ30から計測値D2を受信するとともに、ずれ量実測部51から見当ずれ量の実測値D1を取得する(ステップS1)。複数のセンサ30の計測値D2には、モータの回転速度、搬送ローラ12の回転速度、基材9の張力、基材9の上下動、基材9のエッジの幅方向の位置、などの複数の計測項目の計測値が含まれる。また、複数のセンサ30は、連続的または断続的に計測することにより得られる多数の計測値D2を、学習部52へ入力する。また、ずれ量実測部51も、連続的または断続的に計測することにより得られる多数の見当ずれ量の実測値D1を、学習部52へ入力する。
As shown in FIG. 5, the
センサ30の計測値D2と、見当ずれ量の実測値D1とは、同一の時間範囲において取得される。ただし、各計測値と、印刷位置P1〜P4における見当ずれ量との関係を学習するために、各センサ30の計測値D2を取得する時間と、見当ずれ量の実測値D1を取得する時間とを、ずらしてもよい。例えば、センサ30の計測値D2が、ある搬送ローラ12の回転速度を含む場合、その計測値D2を取得する時間と、見当ずれ量の実測値D1を取得する時間とを、搬送ローラ12、印刷位置P1〜P4、および撮影位置P5の位置関係に基づいて、ずらしてもよい。
The measured value D2 of the
なお、見当ずれ量の実測値D1は、周期性を有する場合が多い。このため、見当ずれ量の実測値D1を取得する時間は、少なくとも、見当ずれ量の変動の1周期分以上の時間とすることが好ましい。これにより、次のステップS2〜S7の処理において、センサ30の計測値D2と、周期性を有する実測値D1との関係を、十分に学習することができる。
The measured value D1 of the misregistration amount often has periodicity. Therefore, it is preferable that the time for acquiring the measured value D1 of the misregistration amount is at least one cycle of the fluctuation of the misregistration amount. Thereby, in the processing of the next steps S2 to S7, the relationship between the measured value D2 of the
複数の計測項目の計測値D2と、見当ずれ量の実測値D1とが、学習のために十分な量だけ蓄積されると、第1学習部521は、計測値D2を入力とし、見当ずれ量の実測値D1を教師データとして、教師あり学習アルゴリズムにより、計測値D2と、見当ずれ量の実測値D1との関係を学習する(ステップS2,第1学習処理)。具体的には、教師あり学習用のモデルに、計測値D2を入力し、見当ずれ量の推定値を出力して、見当ずれ量の推定値が実測値D1に近づくように、モデルのパラメータを調整する。
When the measured value D2 of a plurality of measurement items and the measured value D1 of the misplaced amount are accumulated in an amount sufficient for learning, the
第1学習部521は、上記のステップS2の学習処理を、所定の第1終了条件が満たされるまで繰り返す(ステップS3:no)。第1終了条件は、例えば、モデルから出力される見当ずれ量の推定値と、見当ずれ量の実測値D1との差分が、予め設定された許容範囲内に収束すること、とすればよい。また、第1終了条件は、ステップS2の学習処理の繰り返し実行回数が、予め設定された回数に到達すること、としてもよい。
The
第1終了条件が満たされると、学習部52は、第1学習部521による学習処理を終了する(ステップS3:yes)。これにより、複数のセンサ30から得られる複数の計測項目の計測値D2から、見当ずれ量の推定値を出力することが可能な第1学習済みモデルM1が生成される。
When the first end condition is satisfied, the
第1学習済みモデルM1が生成されると、次に、影響度算出部522が、上述した複数の計測項目のそれぞれについて、第1学習済みモデルM1における影響度を算出する(ステップS4)。影響度は、第1学習部521において使用される教師あり学習用のモデルにおいて、複数の計測項目の計測値D2(説明変数)から、見当ずれ量の推定値(目的変数)を算出する際の、各計測項目の重み付けを示す値である。影響度は、第1学習済みモデルの学習済みのパラメータから、所定の計算式により算出することができる。また、影響度算出部522は、各計測項目の影響度を、比較可能な形に正規化して算出する。
When the first trained model M1 is generated, the influence
続いて、計測項目選択部523が、ステップS4において算出された影響度に基づいて、複数の計測項目のうちの一部の計測項目を選択する(ステップS5)。具体的には、まず、計測項目選択部523は、複数の計測項目を、影響度が高い順に並べる。そして、予め設定された選択基準に基づいて、影響度が高い1つ以上の計測項目を選択する。例えば、計測項目選択部523は、影響度が上位のものから順に、予め設定された数の計測項目を選択すればよい。あるいは、計測項目選択部523は、予め設定された閾値よりも大きい影響度を有する計測項目を選択してもよい。
Subsequently, the measurement
その後、第2学習部524が、ステップS5において選択された一部の計測項目の計測値D2を入力とし、見当ずれ量の実測値D1を教師データとして、教師あり学習アルゴリズムにより、計測値D2と、見当ずれ量の実測値D1との関係を再学習する(ステップS6,第2学習処理)。具体的には、教師あり学習用のモデルに、ステップS5において選択された一部の計測項目の計測値D2を入力し、見当ずれ量の推定値を出力して、見当ずれ量の推定値が実測値D1に近づくように、モデルのパラメータを調整する。
After that, the
なお、計測値D2および実測値D1は、ステップS1において取得された値を使用すればよい。また、教師あり学習用のモデルは、ステップS2において使用されたものと、同一のモデルを使用すればよい。 As the measured value D2 and the measured value D1, the values acquired in step S1 may be used. Further, as the model for supervised learning, the same model as that used in step S2 may be used.
第2学習部524は、上記のステップS6の学習処理を、所定の第2終了条件が満たされるまで繰り返す(ステップS7:no)。第2終了条件は、例えば、モデルから出力される見当ずれ量の推定値と、見当ずれ量の実測値D1との差分が、予め設定された許容範囲内に収束すること、とすればよい。また、第2終了条件は、ステップS6の学習処理の繰り返し実行回数が、予め設定された回数に到達すること、としてもよい。
The
第2終了条件が満たされると、学習部52は、第2学習部524による学習処理を終了する(ステップS7:yes)。これにより、ステップS5において選択された一部の計測項目の計測値D2から、見当ずれ量の推定値を出力することが可能な、第2学習済みモデルM2が生成される。
When the second end condition is satisfied, the
以上のように、この印刷装置1の学習部52は、複数の計測項目の計測値D2を入力として機械学習を行うことにより、いったん第1学習済みモデルM1を生成する。そして、複数の計測項目から、第1学習済みモデルM1における影響度を考慮して、一部の計測項目を選択する。その後、選択された一部の計測項目を入力として再度機械学習を行うことにより、第2学習済みモデルM2を生成する。これにより、入力となる計測項目の数を減らしつつ、推定精度の高い第2学習済みモデルM2を生成することができる。
As described above, the
第2学習済みモデルM2が生成された後、印刷装置1は、製品となる基材9に対して、印刷処理を実行する(ステップS8)。このとき、コンピュータ50の制御部53は、第2学習済みモデルM2を用いて、搬送機構10および4つのヘッド21〜24の動作を、補正しつつ制御する。
After the second trained model M2 is generated, the printing apparatus 1 executes a printing process on the
具体的には、制御部53は、搬送機構10を動作させつつ、複数のセンサ30のうち、上述したステップS5において選択された計測項目を計測するセンサ30から、計測値D2を取得する。そして、取得した計測値D2を、第2学習済みモデルM2へ入力する。そうすると、第2学習済みモデルM2から、見当ずれ量の推定値が出力される。制御部53は、この見当ずれ量の推定値に基づいて、搬送機構10および4つのヘッド21〜24の少なくともいずれか一方の動作を補正する。
Specifically, the
例えば、C色とK色との間に、ある量の見当ずれが推定される場合、制御部53は、第1ヘッド21または第4ヘッド24からのインクの吐出タイミングを、見当ずれを打ち消す方向にずらす。このように、各2色間の見当ずれ量を考慮して、各ヘッド21〜24からのインク滴の吐出タイミングをずらす。あるいは、搬送機構10のモータの回転速度を微調整する。これにより、基材9に対するインクの吐出位置を補正する。その結果、各2色間の見当ずれを抑制して、高品質な印刷結果を得ることができる。
For example, when a certain amount of misregistration is estimated between the C color and the K color, the
特に、ステップS8において使用される第2学習済みモデルM2は、第1学習済みモデルM1よりも、入力すべき計測項目の数が少ない。このように、計測項目の数を減らすことで、印刷処理の実行時における制御部53の演算負担を低減できる。
In particular, the second trained model M2 used in step S8 has a smaller number of measurement items to be input than the first trained model M1. By reducing the number of measurement items in this way, the calculation load of the
本実施形態の印刷装置1は、見当ずれ量を実測するための画像取得部40を備えている。しかしながら、画像取得部40により撮影される画像は、印刷位置P1〜P4よりも下流側の撮影位置P5における画像である。したがって、画像取得部40のみでは、印刷後の見当ずれ量しか把握することができない。しかしながら、第2学習済みモデルM2を利用すれば、印刷位置P1〜P4において発生する見当ずれ量を、各センサ30の計測値D2に基づいて予め推定できる。
The printing device 1 of the present embodiment includes an
また、第2学習済みモデルM2を作成しておけば、画像取得部40のみに依存することなく、見当ずれ量を把握することができる。したがって、例えば、画像取得部40が故障した場合であっても、第2学習済みモデルM2から出力される見当ずれ量の推定値に基づいて、見当ずれの補正処理を行うことができる。
Further, if the second trained model M2 is created, the amount of misregistration can be grasped without depending only on the
また、画像取得部40は、上述したステップS1〜S7の学習処理を行うときにのみ設置すればよい。このため、例えば、印刷装置1の立ち上げ時や、メンテナンス時にのみ、画像取得部40を設置して学習処理を行い、学習処理の終了後は、画像取得部40を取り外して、印刷処理を行ってもよい。
Further, the
<4.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。以下では、種々の変形例について、上記の実施形態との相違点を中心に説明する。
<4. Modification example>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. Hereinafter, various modifications will be described focusing on the differences from the above-described embodiments.
<4−1.第1変形例>
上述したステップS8の印刷処理が開始された後に、第2学習済みモデルM2を更新してもよい。第2学習済みモデルM2を更新するときには、学習部52が、複数のセンサ30のうち、上述したステップS5において選択された計測項目を計測するセンサ30から、計測値D2を取得する。また、学習部52は、ずれ量実測部51から見当ずれ量の実測値D1を取得する。そして、取得した計測値D2を入力とし、見当ずれ量の実測値D1を教師データとして、教師あり学習アルゴリズムにより、追加の機械学習を行う。これにより、第2学習済みモデルM2のパラメータを更新する。
<4-1. First modification>
The second trained model M2 may be updated after the printing process of step S8 described above is started. When updating the second trained model M2, the
第2学習済みモデルM2を更新すれば、印刷装置1の使用状況の変化に応じて、より精度よく見当ずれ量を推定できる。したがって、基材9に対するインクの吐出位置を、より適切に補正できる。特に、更新処理時の機械学習においては、複数の計測項目のうち、上述したステップS5において選択された計測項目のみを入力とすればよい。このため、全ての計測項目を入力とする場合よりも、学習部52の演算負担を低減できる。
If the second trained model M2 is updated, the misregistration amount can be estimated more accurately according to the change in the usage status of the printing apparatus 1. Therefore, the ink ejection position with respect to the
なお、第2学習済みモデルM2の更新処理は、例えば、ステップS8の印刷処理と並行して行われる。その場合、ずれ量実測部51は、基材9の余白部分に印刷されたレジスターマークなどに基づいて、見当ずれ量の実測値D1を算出すればよい。また、第2学習済みモデルM2の更新処理は、印刷処理の合間のメンテナンス時に、行われてもよい。特に、印刷装置1において搬送する基材9の種類が変更された場合には、各センサの計測値D2と見当ずれ量との関係が変化しやすいので、第2学習済みモデルM2の更新処理を行うことが好ましい。ただし、第2学習済みモデルM2の更新処理は、同一の基材9に対して印刷処理を行う途中に実行されてもよい。
The update process of the second trained model M2 is performed in parallel with, for example, the print process of step S8. In that case, the deviation
<4−2.第2変形例>
上記の実施形態では、影響度に基づいて一部の計測項目を選択する処理(ステップS5)を、コンピュータ50が実行していた。しかしながら、この選択処理は、印刷装置1のユーザが行ってもよい。その場合、コンピュータ50は、ステップS4において算出された各計測項目の影響度を、ディスプレイの画面に表示する。ユーザは、この画面を参照しながら、一部の計測項目を選択して、コンピュータ50に入力すればよい。
<4-2. Second modification>
In the above embodiment, the
ただし、上記の実施形態のように、コンピュータ50が、自動的に計測項目を選択することで、ユーザの作業負担を、より減らすことができる。
However, as in the above embodiment, the
<4−3.他の変形例>
上記の実施形態では、センサ30の計測値D2を、教師あり学習用のモデルに、そのまま入力していた。また、上記の実施形態では、見当ずれ量の実測値D1も、そのまま教師データとして使用していた。しかしながら、センサ30の計測値D2は、所定の演算やフィルタ処理を行うことにより、機械学習に適した値に加工した上で、モデルに入力してもよい。また、見当ずれ量の実測値D1も、所定の演算やフィルタ処理を行うことより、機械学習に適した値に加工した上で、教師データとして使用してもよい。
<4-3. Other variants>
In the above embodiment, the measured value D2 of the
また、上記の実施形態のステップS5では、複数の計測項目のうち、影響度が高い一部の計測項目が選択されていた。しかしながら、計測項目は、必ずしも影響度が高い順に選択されなくてもよい。例えば、ステップS4において算出される影響度が低くても、特定の状況において影響を及ぼすことが分かっている計測項目は、選択すべき計測項目に含めてもよい。 Further, in step S5 of the above embodiment, some measurement items having a high degree of influence were selected from the plurality of measurement items. However, the measurement items do not necessarily have to be selected in descending order of influence. For example, a measurement item that is known to have an effect in a specific situation may be included in the measurement items to be selected even if the degree of influence calculated in step S4 is low.
また、上記の実施形態では、学習部52と制御部53とが、同一のコンピュータ50により実現されていた。しかしながら、学習部52と制御部53とは、別々のコンピュータにより実現してもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、図2のように、各ヘッド21〜24において、ノズル201が幅方向に一列に配置されていた。しかしながら、各ヘッド21〜24において、ノズル201が2列以上に配置されていてもよい。
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、上記の実施形態の印刷装置1は、4つのヘッド21〜24を備えていた。しかしながら、印刷装置1が備えるヘッドの数は、2つ、3つ、あるいは5つ以上であってもよい。例えば、印刷装置1は、C,M,Y,Kの各色に加えて、特色のインクを吐出するヘッドを備えていてもよい。
Further, the printing apparatus 1 of the above embodiment includes four
また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Further, the elements appearing in the above-described embodiments and modifications may be appropriately combined as long as there is no contradiction.
1 印刷装置
9 基材
10 搬送機構
11 巻き出し部
12 搬送ローラ
13 巻き取り部
20 印刷部
21 第1ヘッド
22 第2ヘッド
23 第3ヘッド
24 第4ヘッド
30 センサ
40 画像取得部
50 コンピュータ
51 ずれ量実測部
52 学習部
53 制御部
521 第1学習部
522 影響度算出部
523 計測項目選択部
524 第2学習部
CP コンピュータプログラム
D1 見当ずれ量の実測値
D2 センサの計測値
I 画像データ
M1 第1学習済みモデル
M2 第2学習済みモデル
P1 第1印刷位置
P2 第2印刷位置
P3 第3印刷位置
P4 第4印刷位置
P5 撮影位置
1
Claims (8)
a)前記複数のセンサから得られる複数の計測項目の計測値を入力とし、前記ずれ量の実測値を教師データとして、教師あり学習アルゴリズムにより、前記計測値に対応する前記ずれ量の推定値を出力する第1学習済みモデルを生成する工程と、
b)前記複数の計測項目のそれぞれについて、前記第1学習済みモデルにおける影響度を算出する工程と、
c)前記影響度に基づいて、前記複数の計測項目のうちの一部の計測項目を選択する工程と、
d)前記工程c)において選択された計測項目の計測値を入力とし、前記ずれ量の実測値を教師データとして、前記教師あり学習アルゴリズムにより、前記計測値に対応する前記ずれ量の推定値を出力する第2学習済みモデルを生成する工程と、
を有する学習方法。 In a printing device that ejects ink from a plurality of heads to the surface of the base material while transporting the long strip-shaped base material in the longitudinal direction along a predetermined transport path, measurement by a plurality of sensors provided in the printing device. It is a learning method for estimating the amount of mutual deviation of the ink ejection positions by the plurality of heads from the values.
a) The measured values of a plurality of measurement items obtained from the plurality of sensors are input, the measured values of the deviation amount are used as teacher data, and the estimated value of the deviation amount corresponding to the measured values is calculated by a supervised learning algorithm. The process of generating the first trained model to be output and
b) A step of calculating the degree of influence in the first trained model for each of the plurality of measurement items, and
c) A step of selecting a part of the measurement items from the plurality of measurement items based on the degree of influence, and
d) The measured value of the measurement item selected in the step c) is input, the measured value of the deviation amount is used as the teacher data, and the estimated value of the deviation amount corresponding to the measured value is obtained by the supervised learning algorithm. The process of generating the second trained model to be output and
Learning method with.
前記工程c)では、複数の計測項目のうち、前記影響度が高い一部の計測項目を選択する、学習方法。 The learning method according to claim 1.
In the step c), a learning method in which a part of the measurement items having a high degree of influence is selected from the plurality of measurement items.
前記工程c)では、前記工程a),b),およびd)を実行するコンピュータが、前記影響度に従って、前記複数の計測項目から一部の計測項目を選択する、学習方法。 The learning method according to claim 1 or 2.
In the step c), a learning method in which a computer that executes the steps a), b), and d) selects a part of the measurement items from the plurality of measurement items according to the degree of influence.
前記ずれ量の実測値は周期性を有し、
前記工程a)および前記工程d)では、前記ずれ量の変動の1周期分以上の時間において取得された実測値を、教師データとする、学習方法。 The learning method according to any one of claims 1 to 3.
The measured value of the deviation amount has periodicity and has periodicity.
In the step a) and the step d), a learning method in which the actually measured values acquired in a time of one cycle or more of the fluctuation of the deviation amount are used as teacher data.
e)前記第2学習済みモデルに、前記工程c)において選択された計測項目の計測値を入力し、前記第2学習済みモデルから出力される前記ずれ量の推定値を得る工程と、
f)前記工程e)において得られる前記ずれ量の推定値に基づいて、基材に対するインクの吐出位置を補正する工程と、
を有する、制御方法。 A control method for controlling the printing apparatus by using the second trained model generated by the learning method according to any one of claims 1 to 4.
e) A step of inputting the measured values of the measurement items selected in the step c) into the second trained model and obtaining an estimated value of the deviation amount output from the second trained model.
f) A step of correcting the ink ejection position with respect to the base material based on the estimated value of the deviation amount obtained in the step e).
A control method having.
g)前記工程c)において選択された計測項目の計測値を入力とし、前記ずれ量の実測値を教師データとして、前記教師あり学習アルゴリズムにより、前記第2学習済みモデルを更新する工程
をさらに有する、制御方法。 The control method according to claim 5.
g) Further having a step of updating the second trained model by the supervised learning algorithm using the measured values of the measurement items selected in the step c) as input and the measured values of the deviation amount as teacher data. , Control method.
前記工程g)は、前記印刷装置において、基材の種類が変更された場合、または、同一の基材に対して印刷処理を行う途中に実行される、制御方法。 The control method according to claim 6.
The control method g) is executed in the printing apparatus when the type of the base material is changed or during the printing process on the same base material.
基材の表面にインクを吐出する複数のヘッドと、
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の学習方法により、前記第2学習済みモデルを生成する学習部と、
前記学習部により生成された前記第2学習済みモデルを用いて、前記搬送機構および前記複数のヘッドの少なくともいずれか一方を補正しつつ制御する制御部と、
を備えた印刷装置。 A transport mechanism that transports a long strip-shaped base material in the longitudinal direction along a predetermined transport path,
Multiple heads that eject ink to the surface of the base material,
A learning unit that generates the second trained model by the learning method according to any one of claims 1 to 4.
Using the second trained model generated by the learning unit, a control unit that controls while correcting at least one of the transfer mechanism and the plurality of heads.
A printing device equipped with.
Priority Applications (1)
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-
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