JP2020185744A - 情報処理装置、印刷装置、学習装置及び情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.1 印刷装置の構成例
図1は、本実施形態に係る印刷装置1の構成を示す図である。印刷装置1は、図1に示すように、搬送ユニット10と、キャリッジユニット20と、ヘッドユニット30と、駆動信号生成部40と、インク吸引ユニット50と、ワイピングユニット55と、フラッシングユニット60と、第1検査ユニット70と、第2検査ユニット80と、検出器群90と、コントローラー100と、を含む。印刷装置1は、用紙、布、フィルム等の印刷媒体に向けてインクを吐出するものであり、コンピューターCPと通信可能に接続されている。コンピューターCPは、印刷装置1に画像を印刷させるため、その画像に応じた印刷データを印刷装置1に送信する。印刷データは、上記画像を表す印刷画像データに加え、印刷設定情報を含む。印刷設定情報は、印刷媒体のサイズや、印刷品質、カラー設定等を決定するための情報である。
図5は、第1検査ユニット70に含まれる撮像部71の構成例であって、撮像部71の内部構造を示す縦断面図である。撮像部71は、下方に開口部を有する箱型のケース712に、撮像ユニット711と、制御ボード714と、第1光源715及び第2光源716と、を搭載する。なお撮像部71は図5の構成に限定されない。
図6は、印刷ヘッド31の断面図である。各印刷ヘッド31は、ケース32と、流路ユニット33と、ピエゾ素子ユニット34とを有する。ケース32は、ピエゾ素子PZTなどを収容して固定するための部材であり、例えばエポキシ樹脂等の非導電性の樹脂材によって作製される。
第1検査ユニット70及び第2検査ユニット80に示したように、印刷ヘッド31の不良を検出する手法が知られている。印刷ヘッド31の不良とは、具体的にはノズルNzの吐出不良である。なお、本実施形態においては、印刷ヘッド31の不良を検出可能であればよく、印刷装置1から第1検査ユニット70と第2検査ユニット80のいずれか一方が省略されてもよい。また、異なる手法によって印刷ヘッド31の不良を検出する第3検査ユニットが追加されてもよい。
2.1 学習装置の構成例
図14は、本実施形態の学習装置400の構成例を示す図である。学習装置400は、学習に用いられる訓練データを取得する取得部410と、当該訓練データに基づいて機械学習を行う学習部420を含む。
機械学習の具体例として、ニューラルネットワークを用いた機械学習について説明する。図15は、ニューラルネットワークの基本的な構造例である。ニューラルネットワークは、脳機能を計算機上でシミュレーションする数学モデルである。図15の1つの円をノード又はニューロンと呼ぶ。図15の例では、ニューラルネットワークは、入力層と、2つの中間層と、出力層を有する。入力層がIであり、中間層がH1及びH2であり、出力層がOである。また図15の例においては、入力層のニューロン数が3、中間層のニューロン数がそれぞれ4、出力層のニューロン数が1である。ただし、中間層の層数や、各層に含まれるニューロンの数は種々の変形実施が可能である。入力層に含まれるニューロンは、それぞれ第1中間層であるH1のニューロンと結合される。第1中間層に含まれるニューロンはそれぞれ第2中間層であるH2のニューロンと結合され、第2中間層に含まれるニューロンはそれぞれ出力層のニューロンと結合される。なお中間層は隠れ層と言い換えてもよい。
図16は、印刷装置1において取得される観測データと、当該観測データに基づいて取得される訓練データを説明する図である。観測データは、不良状態情報、使用環境情報、及び対処情報を含む。図16におけるp及びqは、1<p<qを満たす自然数である。
図16に示した手法は、広義には不良状態情報と使用状況情報を、未来の対処情報に対応付ける手法である。また上述したように、対処情報は不良状態情報に基づいて求められてもよく、この場合、対処情報は不良状態情報そのものに拡張することが可能である。以上を考慮すれば、本実施形態の学習済モデルは、所与のタイミングの不良状態情報及び使用状況情報に基づいて、未来の不良状態情報を予測するものであってもよい。例えば本実施形態の訓練データは、a1〜i1を入力とし、それよりも未来のタイミングの不良状態情報、例えばa2及びb2を正解ラベルとするデータセットである。また、入力は1タイミングの不良状態情報と使用環境情報に限定されず、複数のタイミングの情報を含む履歴情報であってもよい。この場合のニューラルネットワークは、実測された不良状態情報及び使用状況情報を入力として受け付け、不良状態情報の予測値を出力する。将来の不良状態情報を予測できれば、予測された不良状態情報に基づいて適切な対処を推定できる。このように、不良状態情報から対処情報を求める場合において、訓練データ及びニューラルネットワークの構成は種々の変形実施が可能である。
3.1 情報処理装置の構成例
図18は、本実施形態の推論装置の構成例を示す図である。推論装置は、情報処理装置200である。情報処理装置200は、受付部210と、処理部220と、記憶部230を含む。
図20は、情報処理装置200における処理を説明するフローチャートである。この処理が開始されると、まず受付部210は、不良状態情報と使用環境情報を取得する(S101、S102)。次に処理部220は、取得した不良状態情報及び使用環境情報と、記憶部230に記憶された学習済モデルとに基づいて、推奨される対処を推定する処理を行う(S103)。図17に示すニューラルネットワークを用いる場合、S103における処理は、「クリーニング」、「ノズル補完」、「ヘッド交換」、「不要」のそれぞれを表す4つの確率データを求め、そのうちの最大値を特定する処理である。また処理部220は、S103の処理において、取得した不良状態情報及び使用環境情報と、記憶部230に記憶された学習済モデルとに基づいて、不良状態情報の予測値を求める処理を行ってもよい。その場合、処理部220は、予測した不良本数情報及び不良発生頻度情報を表す点が、図12に示したA1〜A4のいずれの領域にプロットされるかを判定することによって、推奨される対処を決定する処理を行う。
本実施形態においては、学習段階と推論段階が明確に区分されてもよい。例えば、学習処理はあらかじめ印刷装置1のメーカー等において行っておき、印刷装置1の出荷時に当該印刷装置1のメモリー103に学習済モデルが記憶される。そして印刷装置1を使用する段階では、記憶された学習済モデルを固定的に使用する。
Claims (12)
- 印刷ヘッドの不良状態情報と、前記印刷ヘッドを有する印刷装置の使用環境情報と、前記印刷ヘッドの不良に応じた対処を表す対処情報と、を対応づけたデータセットに基づいて機械学習された学習済モデルを記憶する記憶部と、
前記印刷ヘッドの前記不良状態情報と、前記使用環境情報を受け付ける受付部と、
受け付けた前記不良状態情報及び前記使用環境情報と、前記学習済モデルとに基づいて、前記不良に応じた対処を提示する処理部と、
を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1に記載の情報処理装置において、
前記不良状態情報は、
前記印刷ヘッドに含まれるノズルの不良本数情報、及び、前記ノズルの不良発生頻度情報の少なくとも1つであることを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1又は2に記載の情報処理装置において、
前記使用環境情報は、
印刷媒体に関する情報を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1又は2に記載の情報処理装置において、
前記使用環境情報は、
前記印刷装置が有するセンサーによって検出された情報を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項4に記載の情報処理装置において、
前記センサーは、
前記印刷ヘッドから吐出されるインク内における気泡の発生を検出する気泡センサー、ホコリセンサー、前記印刷ヘッドと印刷媒体との擦れを検出する擦れセンサー、及び環境センサーの少なくとも1つを含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1又は2に記載の情報処理装置において、
前記使用環境情報は、印刷設定情報を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
前記処理部は、
前記対処として、ノズル補完処理を推奨することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
前記処理部は、
前記対処として、前記印刷ヘッドのクリーニング、又は前記印刷ヘッドの交換を推奨することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の情報処理装置において、
前記不良状態情報と、前記使用環境情報と、前記対処情報と、を対応づけた前記データセットを取得する取得部と、
取得した前記データセットに基づいて、前記不良に応じた前記対処を機械学習する学習部と、
を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の情報処理装置と、
前記印刷ヘッドと、
を含むことを特徴とする印刷装置。 - 印刷ヘッドの不良状態情報と、前記印刷ヘッドを有する印刷装置の使用環境情報と、前記印刷ヘッドの不良に応じた対処を表す対処情報と、を対応づけたデータセットを取得する取得部と、
取得した前記データセットに基づいて、前記印刷ヘッドの不良に応じた前記対処を機械学習する学習部と、
を含むことを特徴とする学習装置。 - 印刷ヘッドの不良状態情報と、前記印刷ヘッドを有する印刷装置の使用環境情報と、前記印刷ヘッドの不良に応じた対処を表す対処情報と、を対応づけたデータセットに基づいて機械学習した学習済モデルを取得し、
前記印刷ヘッドの前記不良状態情報と、前記使用環境情報を受け付け、
前記不良状態情報と、前記使用環境情報と、前記学習済モデルとに基づいて、前記不良に応じた対処を提示する、
ことを特徴とする情報処理方法。
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