JP2022115319A - Base material processing method - Google Patents
Base material processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022115319A JP2022115319A JP2021011859A JP2021011859A JP2022115319A JP 2022115319 A JP2022115319 A JP 2022115319A JP 2021011859 A JP2021011859 A JP 2021011859A JP 2021011859 A JP2021011859 A JP 2021011859A JP 2022115319 A JP2022115319 A JP 2022115319A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- base material
- motor
- ejection
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 73
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 81
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 70
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N [(1R)-3-morpholin-4-yl-1-phenylpropyl] N-[(3S)-2-oxo-5-phenyl-1,3-dihydro-1,4-benzodiazepin-3-yl]carbamate Chemical compound O=C1[C@H](N=C(C2=C(N1)C=CC=C2)C1=CC=CC=C1)NC(O[C@H](CCN1CCOCC1)C1=CC=CC=C1)=O YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 11
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 192
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 94
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 60
- 241001168730 Simo Species 0.000 description 37
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 7
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
Description
本発明は、長尺帯状の基材を長手方向に搬送しながら基材の表面に処理物質を吐出する、基材処理方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for treating a base material, in which a treatment substance is ejected onto the surface of a base material while conveying a long belt-like base material in the longitudinal direction.
従来、長尺帯状の印刷用紙を長手方向に搬送しつつ、複数の記録ヘッドからインクを吐出することにより、印刷用紙に画像を記録するインクジェット方式の画像記録装置が知られている。画像記録装置は、複数の記録ヘッドから、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、印刷用紙の表面に多色画像を記録する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an inkjet type image recording apparatus that records an image on a print sheet by ejecting ink from a plurality of recording heads while conveying the print sheet in the longitudinal direction. An image recording apparatus ejects inks of different colors from a plurality of recording heads. Then, a multicolor image is recorded on the surface of the printing paper by superimposing monochromatic images formed by inks of respective colors.
この種の画像記録装置においては、複数のローラにより、印刷用紙を一定の搬送速度で蛇行することなく搬送することが求められる。しかしながら、ローラの表面と印刷用紙との間のスリップや、印刷用紙の表面に吐出されたインクによる印刷用紙の伸びによって、記録ヘッドの下方における印刷用紙の位置が、理想的な位置から搬送方向や幅方向にずれる場合がある。そうすると、印刷用紙の表面における各色のインクの吐出位置が搬送方向や幅方向にずれることによって、印刷品質の低下に繋がる虞がある。そこで、このようなずれを補償する方法が、例えば、特許文献1に記載されている。 In this type of image recording apparatus, a plurality of rollers are required to transport the printing paper at a constant transport speed without meandering. However, slippage between the surface of the roller and the printing paper, or stretching of the printing paper due to ink ejected onto the surface of the printing paper, can cause the position of the printing paper below the recording head to deviate from the ideal position in the transport direction. It may shift in the width direction. As a result, the ejection positions of the inks of the respective colors on the surface of the printing paper are displaced in the transport direction and width direction, which may lead to deterioration in print quality. Therefore, a method for compensating for such a deviation is described in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200011.
特許文献1には、印刷ドラムを続けて配列しつつ回転させることによって、印刷基材を搬送しながら、印刷ドラムの1つであるジェッティングドラムが少なくとも1回転する間に、印刷基材にインク滴を滴下して画像(9)を記録する方法が開示されている。そして、ジェッティングドラムの駆動トルクの測定結果と、印刷基材に記録された画像データのグレースケール値推移(10)と、に基づき、周期的な補償トルクを計算し、さらに補償トルクを考慮してジェッティングドラムを駆動制御するステップが開示されている。また、補償トルクを計算する際に、機械学習を行うことが開示されている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000, ink is applied to a printing substrate by continuously aligning and rotating the printing drums during at least one revolution of one of the printing drums, a jetting drum, while transporting the printing substrate. A method of depositing drops to record an image (9) is disclosed. Then, based on the measurement result of the driving torque of the jetting drum and the grayscale value transition (10) of the image data recorded on the printing base material, the periodic compensation torque is calculated, and the compensation torque is taken into consideration. Disclosed is the step of controlling the jetting drum with a It also discloses performing machine learning when calculating the compensating torque.
しかしながら、特許文献1に開示された方法を用いる場合、仮に、画像が記録される印刷基材の特性や、印刷基材に滴下されるインクの特性、または印刷基材の周囲の温度や湿度等が変化すると、その都度、一から機械学習を行わなければならない。このため、機械学習が完了した後にやっと印刷を再開する手順を踏まなければならず、作業性が低下する虞がある。
However, when using the method disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、印刷基材やインクの特性、または印刷基材の周囲の温度や湿度等が変化する場合でも、その都度機械学習が完了するのを待つことなく、印刷基材を継続して高精度で処理することが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 even if the characteristics of the printing substrate and ink, or the temperature and humidity around the printing substrate change, it is possible to prevent machine learning from completing each time. An object of the present invention is to provide a technology capable of continuously processing a printing base material with high accuracy without waiting.
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、搬送経路に沿って長手方向に搬送しながら、前記基材の表面にヘッドから処理物質を吐出する基材処理方法であって、a)実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、前記基材を搬送するための駆動源であるモータの回転数を含む搬送に係る制御値、および前記処理物質の吐出タイミングを含む吐出に係る制御値と、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、前記基材の周囲の温度もしくは湿度、または前記処理物質の種類もしくは特性に係る各種情報と、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像と、を複数取得する工程と、b)前記工程a)による取得結果に基づいて、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、の関係を示すシミュレーションモデルを、シミュレータ上で作成する工程と、c)前記シミュレーションモデルを作成した後に、第1制御部から、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、予め設定された所定の制御値を前記モータおよび前記ヘッドへ入力することによって、前記モータおよび前記ヘッドを制御する工程と、d)前記工程c)と並行して、第2制御部から前記シミュレータへ、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、可変の制御値を更新しつつ入力し、前記各種情報を用いつつ、前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う工程と、e)前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、前記工程d)における前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値と、を比較し、前記推測値が前記実測値よりも下回った場合に、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を停止し、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を開始するように自動で切り替える工程と、を有する。 In order to solve the above-mentioned problems, the first invention of the present application is a substrate treatment method in which a treatment substance is ejected from a head onto the surface of a long strip-shaped substrate while transporting the substrate in the longitudinal direction along a transport path. A method comprising: a) transporting the base material while discharging the treatment substance onto the surface of the base material while actually transporting the base material; The control value and the control value related to ejection including the ejection timing of the treatment substance, the type, shape, or thickness of the substrate, the ambient temperature or humidity of the substrate, or the type or characteristics of the treatment substance a step of acquiring a plurality of such various information and an image of the surface of the base material after the treatment substance has been discharged; a step of creating, on a simulator, a simulation model showing the relationship between the control value related to the ejection, the various information, and the actually measured value of the error in the ejection position of the treatment substance calculated by analyzing the image; and c) after creating the simulation model, inputting predetermined control values set in advance to the motor and the head from the first control unit as control values related to the transport and control values related to the ejection. d) in parallel with the step c) of controlling the motor and the head, from the second control unit to the simulator as a control value related to the transportation and a control value related to the ejection, which are variable e) inputting while updating the control value and performing reinforcement learning to bring the estimated value of the error in the ejection position of the treatment substance, which is output from the simulation model, closer to zero while using the various information; Compare the measured value of the error in the ejection position of the treatment substance calculated by analyzing the image with the estimated value of the error in the ejection position of the treatment substance, which is the output from the simulation model in step d). When the estimated value is lower than the measured value, the input of the predetermined control value from the first control unit to the motor and the head is stopped, and the motor and the head are controlled from the second control unit. automatically switching to initiate input of said variable control value to the head.
本願の第2発明は、第1発明の基材処理方法であって、前記工程a)では、実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、さらに前記基材に加わる張力、前記基材の搬送速度、または前記基材のエッジの幅方向の位置に係る計測値を複数取得し、前記工程b)では、前記工程a)による取得結果に基づいて、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記計測値と、前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、の関係を示す前記シミュレーションモデルを、前記シミュレータ上で作成し、前記工程d)では、前記工程c)と並行して、前記第2制御部から前記シミュレータへ、前記可変の制御値を更新しつつ入力し、前記各種情報および前記計測値を用いつつ、前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う。 A second invention of the present application is the substrate treatment method of the first invention, wherein in the step a), while actually conveying the substrate, the substance to be treated is discharged onto the surface of the substrate; A plurality of measurement values relating to the tension applied to the base material, the conveying speed of the base material, or the position of the edge of the base material in the width direction are obtained, and in step b), based on the results obtained in step a), The relationship between the control value related to the transportation and the control value related to the ejection, the various information, the measured value, and the actual measurement value of the error in the ejection position of the treatment substance calculated by analyzing the image. The simulation model shown is created on the simulator, and in the step d), in parallel with the step c), the variable control value is input from the second control unit to the simulator while updating, While using the various information and the measured values, reinforcement learning is performed so as to bring the estimated value of the error in the discharge position of the treatment substance output from the simulation model closer to zero.
本願の第3発明は、第1発明または第2発明の基材処理方法であって、f)前記工程e)の後、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、または前記処理物質の種類もしくは特性が変更された場合に、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を停止し、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を開始するように再び自動で切り替える工程をさらに有する。 The third invention of the present application is the substrate treatment method of the first invention or the second invention, wherein f) after the step e), the type, shape, or thickness of the substrate, or the type or When the characteristic is changed, the input of the variable control value from the second control unit to the motor and the head is stopped, and the predetermined control value from the first control unit to the motor and the head is stopped. It further includes the step of automatically switching again to start inputting the
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発明の基材処理方法であって、g)前記工程e)の後、前記基材の周囲の温度もしくは湿度が所定の範囲を超えて変化した場合に、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を停止し、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を開始するように再び自動で切り替える工程をさらに有する。 The fourth invention of the present application is the substrate treatment method according to any one of the first invention to the third invention, wherein g) after the step e), the temperature or humidity around the substrate is a predetermined When the variable control value changes beyond the range, the input of the variable control value from the second control unit to the motor and the head is stopped, and the predetermined control from the first control unit to the motor and the head is performed. There is also the step of automatically switching back to start entering values.
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発明の基材処理方法であって、前記基材は、複数のローラに掛け渡され、前記複数のローラの少なくとも1つである駆動ローラが前記モータにより駆動されて回転することによって、搬送され、前記基材処理方法は、h)前記工程e)の後、前記モータが所定の範囲を超えて振動した場合に、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を停止し、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を開始するように再び自動で切り替える工程をさらに有する。 A fifth invention of the present application is the substrate processing method according to any one of the first invention to the fourth invention, wherein the substrate is stretched over a plurality of rollers, and the substrate is stretched over at least one of the plurality of rollers. is conveyed by the drive roller being driven and rotated by the motor, and the substrate processing method h) after the step e), when the motor vibrates beyond a predetermined range, the Automatic again to stop inputting the variable control value to the motor and the head from the second control unit and start inputting the predetermined control value to the motor and the head from the first control unit It further has a step of switching with .
本願の第6発明は、第1発明から第5発明までのいずれか1発明の基材処理方法であって、i)前記工程a)において新たに取得された取得結果に基づいて、定期的に、前記シミュレーション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 method for treating a substrate according to any one of the first invention to the fifth invention, wherein: i) based on the acquisition result newly acquired in the step a), periodically , further comprising updating the simulation model.
本願の第7発明は、第1発明から第6発明までのいずれか1発明の基材処理方法であって、前記強化学習は、PPO、DQN、R2D2、Q学習法、SARSA、モンテカルロ法、epsilon-greedy法、BoltzmannQPolicy法、またはSACの技法によって実行される機械学習である。 The seventh invention of the present application is the substrate processing method of any one of the first invention to the sixth invention, wherein the reinforcement learning is PPO, DQN, R2D2, Q learning method, SARSA, Monte Carlo method, epsilon - greedy method, Boltzmann QPolicy method, or machine learning performed by SAC techniques.
本願の第8発明は、長尺帯状の基材を、搬送経路に沿って長手方向に搬送しながら、前記基材の表面にヘッドから処理物質を吐出する基材処理方法であって、j)第1制御部から、前記基材を搬送するための駆動源であるモータの回転数を含む搬送に係る制御値、および前記処理物質の吐出タイミングを含む吐出に係る制御値として、予め設定された所定の制御値を、前記モータおよび前記ヘッドへ入力することによって、前記モータおよび前記ヘッドを制御しつつ、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像を取得する工程と、k)前記工程j)と並行して、第2制御部からシミュレータへ、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、可変の制御値を更新しつつ入力し、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、前記基材の周囲の温度もしくは湿度、または前記処理物質の種類もしくは特性に係る各種情報を用いつつ、前記シミュレータ上のシミュレーションモデルからの出力である前記基材の表面における前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う工程と、l)前記工程j)における前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、前記工程k)における前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値と、を比較し、前記推測値が前記実測値よりも下回った場合に、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を停止し、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を開始するように自動で切り替える工程と、を有し、前記工程k)において、前記シミュレーションモデルは、実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、前記搬送に係る制御値、および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像と、を複数取得した結果に基づいて、前記シミュレータ上で、予め、前記搬送に係る制御値と前記吐出に係る制御値、および前記各種情報から、前記基材の表面における前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値を高精度に出力できるように、機械学習により作成済みである。 An eighth aspect of the invention of the present application is a substrate processing method for ejecting a treatment substance from a head onto the surface of the substrate while conveying a long belt-shaped substrate in the longitudinal direction along a conveying path, comprising: j) A control value related to transportation including the number of rotations of a motor, which is a drive source for transporting the base material, and a control value related to ejection including the ejection timing of the treatment substance are set in advance from the first control unit. inputting a predetermined control value to the motor and the head to control the motor and the head while obtaining an image of the surface of the substrate after the treatment substance is discharged; ) In parallel with the step j), from the second control unit to the simulator, as the control value related to the transportation and the control value related to the ejection, variable control values are input while being updated, and the type of the base material, The treatment on the surface of the base material, which is the output from the simulation model on the simulator, using various information related to the shape or thickness, the ambient temperature or humidity of the base material, or the type or characteristics of the treatment substance. a step of performing reinforcement learning to bring the estimated value of the error in the ejection position of the substance closer to zero; , and an estimated value of the error of the discharge position of the treatment substance, which is the output from the simulation model in the step k), and when the estimated value is lower than the measured value, the first control unit a step of automatically switching from the second control unit to stop inputting the predetermined control value to the motor and the head and start inputting the variable control value to the motor and the head from the second control unit; and in the step k), the simulation model discharges the treatment substance onto the surface of the base material while actually conveying the base material. Based on the results of acquiring a plurality of control values, the various information, and images of the surface of the base material after the treatment substance has been discharged, control values and Based on the control value related to the ejection and the various information, the estimated value of the error in the ejection position of the treatment substance on the surface of the base material has been created by machine learning so as to output with high accuracy.
本願の第1発明~第8発明によれば、第1制御部によって基材を搬送するためのモータおよび基材の表面に処理物質を吐出するヘッドを制御して基材を処理しつつ、これと並行して、第2制御部およびシミュレータを用いて、基材の表面における処理物質の吐出位置の誤差をゼロに近い値にするための制御値を出力できるように強化学習を行う。そして、強化学習が完了した後に、モータおよびヘッドを制御する制御主体を、第1制御部から第2制御部に切り替える。これにより、基材やインクの特性、または基材の周囲の温度や湿度等が変化する場合でも、その都度機械学習が完了するのを待つことなく、基材を継続して高精度で処理することができる。 According to the first to eighth inventions of the present application, the substrate is treated by controlling the motor for conveying the substrate and the head for ejecting the treatment substance onto the surface of the substrate by the first control unit. At the same time, using the second control unit and the simulator, reinforcement learning is performed so that a control value for setting the error in the discharge position of the treatment substance on the surface of the base material to a value close to zero can be output. Then, after the reinforcement learning is completed, the control subject that controls the motor and the head is switched from the first control section to the second control section. As a result, even if the characteristics of the base material or ink, or the temperature or humidity around the base material change, the base material can be processed continuously with high accuracy without waiting for machine learning to complete each time. be able to.
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。本発明の一実施形態では、基材処理装置の例として、搬送される印刷用紙の表面にヘッドからインクの液滴(以下「インク滴」と称する)を吐出して画像を記録する画像記録装置を例に挙げて、説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In one embodiment of the present invention, as an example of a substrate processing apparatus, an image recording apparatus that records an image by ejecting ink droplets (hereinafter referred to as "ink droplets") from a head onto the surface of a conveyed printing paper. will be described as an example.
<1.第1実施形態>
<1-1.画像記録装置の構成>
まず、本発明の基材処理装置の一例となる画像記録装置1の全体構成について、図1を参照しつつ説明する。図1は、画像記録装置1の構成を概念的に示した図である。この画像記録装置1は、長尺帯状の基材である印刷用紙9を搬送しつつ、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9へ向けてインクを吐出することにより、印刷用紙9に画像を記録するインクジェット方式の印刷装置である。図1に示すように、画像記録装置1は、搬送機構10、画像記録部20、各種情報取得部30、張力検出部40、エンコーダ50、2つのエッジ位置検出部60、画像取得部70、およびコンピュータ80を備えている。
<1. First Embodiment>
<1-1. Configuration of Image Recording Apparatus>
First, the overall configuration of an
搬送機構10は、印刷用紙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、巻き出しローラ11、複数の搬送ローラ12、および巻き取りローラ13を含む複数のローラと、1または複数(本実施形態では、3つ)のモータ14とを有する。印刷用紙9は、当該複数のローラに掛け渡される。また、本実施形態では、巻き出しローラ11、複数の搬送ローラ12のうちの1つ(図1における搬送ローラ121)、および巻き取りローラ13に、それぞれモータ14が接続される。モータ14は、印刷用紙9を搬送するための駆動源である。巻き出しローラ11、搬送ローラ121、および巻き取りローラ13は、モータ14により駆動され、それぞれ回転軸を中心として回転する。各搬送ローラ12は、回転軸を中心として回転することによって、印刷用紙9を搬送経路の下流側へ案内する。これにより、印刷用紙9は、巻き出しローラ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。また、搬送後の印刷用紙9は、巻き取りローラ13へ回収される。
The
すなわち、本実施形態では、複数のローラのうちの巻き出しローラ11、搬送ローラ121、および巻き取りローラ13が、モータ14に接続される駆動ローラとなっている。ただし、モータ14が接続されるローラは、これに限定されない。印刷用紙9は、複数のローラの少なくとも1つである駆動ローラが、モータ14に駆動されて回転することによって、搬送されればよい。
That is, in the present embodiment, the unwinding
図1に示すように、印刷用紙9は、後述する複数の記録ヘッド21~24の下方において、複数の記録ヘッド21~24の配列方向と略平行に移動する。このとき、印刷用紙9の表面(記録面)は、上方(記録ヘッド21~24側)に向けられている。また、印刷用紙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、搬送中における印刷用紙9の弛みや皺が抑制される。
As shown in FIG. 1, the
さらに、本実施形態の搬送ローラ121に接続されるモータ14には、モータ14の振動を検出するための振動検出部141が取り付けられている。振動検出部141には、例えば、公知の振動型接触センサが用いられる。振動検出部141は、モータ14に生じている振動を検出し、検出結果に係る振動信号Viを、コンピュータ80(後述する統括オペレーション部83)へ出力する。なお、振動検出部141は、画像記録装置1内の、搬送ローラ121に接続されたモータ14以外の部材に取り付けられていてもよい。
Further, a
画像記録部20は、搬送機構10により搬送される印刷用紙9の表面に、処理物質であるインク滴を吐出する処理部である。本実施形態の画像記録部20は、第1記録ヘッド21、第2記録ヘッド22、第3記録ヘッド23、および第4記録ヘッド24を有する。第1記録ヘッド21、第2記録ヘッド22、第3記録ヘッド23、および第4記録ヘッド24は、印刷用紙9の搬送経路に沿って配置されている。
The
図2は、画像記録部20付近における画像記録装置1の部分上面図である。4つの記録ヘッド21~24は、それぞれ、印刷用紙9の幅方向の全体を覆っている。また、図2中に破線で示したように、各記録ヘッド21~24の下面には、印刷用紙9の幅方向と平行に配列された複数のノズル250が設けられている。各記録ヘッド21~24は、複数のノズル250から印刷用紙9の上面へ向けて、多色画像の色成分となるK(ブラック)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)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
すなわち、第1記録ヘッド21は、搬送経路上の第1処理位置P1において、印刷用紙9の上面に、K色のインク滴を吐出する。第2記録ヘッド22は、第1処理位置P1よりも搬送方向下流側の第2処理位置P2において、印刷用紙9の上面に、C色のインク滴を吐出する。第3記録ヘッド23は、第2処理位置P2よりも搬送方向下流側の第3処理位置P3において、印刷用紙9の上面に、M色のインク滴を吐出する。第4記録ヘッド24は、第3処理位置P3よりも搬送方向下流側の第4処理位置P4において、印刷用紙9の上面に、Y色のインク滴を吐出する。本実施形態では、第1処理位置P1、第2処理位置P2、第3処理位置P3、および第4処理位置P4は、印刷用紙9の搬送方向に沿って、等間隔に配列されている。
That is, the
4つの記録ヘッド21~24は、インク滴を吐出することによって、印刷用紙9の上面に、それぞれ単色画像を記録する。そして、4つの単色画像の重ね合わせにより、印刷用紙9の上面に、多色画像が形成される。したがって、仮に、4つの記録ヘッド21~24から吐出されるインク滴の印刷用紙9上における搬送方向または幅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。すなわち、印刷用紙9上における4つの記録ヘッド21~24から吐出されるインク滴の、各色間での搬送方向または幅方向のシフト(色間ずれ)が生じると、印刷品質が低下する。そこで、印刷用紙9におけるインク滴の吐出位置の搬送方向および幅方向の誤差をゼロに近づけることが、画像記録装置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 recording heads 21 to 24 each record a monochrome image on the upper surface of the
各種情報取得部30は、画像記録装置1内の様々な値、条件、および情報を取得するための装置である。各種情報取得部30は、例えば、タッチパネル等の入力インターフェースを含む。作業員は、当該入力インターフェースを介して、例えば、印刷用紙9の種類、形状、および厚みと、印刷用紙9の周囲の温度および湿度と、記録ヘッド21~24から吐出されるインクの種類および特性と、に係る各種情報(以下、「各種情報In」と称する)を入力する。なお、各種情報取得部30は、印刷用紙9の周囲の温度および湿度等を計測するための温度計や湿度計等のセンサを独自に有していてもよい。そして、各種情報取得部30は、印刷用紙9の周囲の温度および湿度等の情報を自動的に取得してもよい。また、各種情報取得部30は、上記の入力インターフェースやセンサを介して、これらの各種情報Inを取得し、取得した各種情報Inに係る信号を、コンピュータ80(後述する統括オペレーション部83およびシミュレータ84)へ出力する。ただし、各種情報取得部30が取得する各種情報Inは、上記に列挙された項目の少なくとも1つを含んでいればよく、上記に列挙された項目以外の情報を含んでいてもよい。
The various
張力検出部40は、複数の搬送ローラ12のうちの1つ(本実施形態では、図1における搬送ローラ122)に取り付けられる。張力検出部40は、搬送ローラ122において印刷用紙9から受ける力を断続的に計測する。ただし、張力検出部40は、搬送ローラ122において印刷用紙9から受ける力を連続的に計測してもよい。これにより、張力検出部40は、印刷用紙9に加わる張力を検出し、検出結果に係る張力信号Teを、コンピュータ80(後述するシミュレータ84)へ出力する。張力信号Teは、搬送ローラ122に接触しつつ搬送ローラ122を含む複数の搬送ローラ12によって搬送される印刷用紙9に加わる張力の経時変化を反映したデータとなる。ただし、張力検出部40は、必ずしも設けられなくてもよい。
The
エンコーダ50は、複数の搬送ローラ12のうちの1つ(図1における搬送ローラ123)の軸芯に取り付けられる。本実施形態では、エンコーダ50は、搬送ローラ123の回転駆動量を検出し、搬送ローラ123の回転に同期した連続パルス信号Enを、コンピュータ80(後述するシミュレータ84)へ出力する。連続パルス信号Enは、搬送ローラ123を含む複数の搬送ローラ12によって搬送される印刷用紙9の搬送速度の経時変化を反映したデータとなる。ただし、エンコーダ50は、必ずしも設けられなくてもよい。
The
2つのエッジ位置検出部60はそれぞれ、印刷用紙9のエッジ(幅方向の端部)91の幅方向の位置を検出する検出部である。本実施形態では、搬送経路上の第1処理位置P1よりも搬送方向上流側の第1検出位置Paと、搬送経路上において第1検出位置Paから搬送方向下流側へ離間した第4処理位置P4よりもさらに搬送方向下流側の第2検出位置Pbとに、エッジ位置検出部60が配置されている。ただし、エッジ位置検出部60は、必ずしも設けられなくてもよい。
The two edge
図3は、エッジ位置検出部60の構造を模式的に示した図である。図3に示すように、エッジ位置検出部60は、印刷用紙9のエッジ91の上方に位置する投光器601と、エッジ91の下方に位置するラインセンサ602とを有する。投光器601は、下方へ向けて平行光を照射する。ラインセンサ602は、幅方向に配列された複数の受光素子621を有する。図3のように、印刷用紙9のエッジ91よりも外側においては、投光器601から照射された光が受光素子621に入射し、受光素子621が光を検出する。一方、印刷用紙9のエッジ91よりも内側においては、投光器601から照射された光が印刷用紙9に遮られるため、受光素子621は光を検出しない。エッジ位置検出部60は、このような複数の受光素子621における光検出の有無に基づいて、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を検出する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of the edge
図1および図2に示すように、以下では、第1検出位置Paに配置されたエッジ位置検出部60を、第1エッジ位置検出部61と称する。また、第2検出位置Pbに配置されたエッジ位置検出部60を、第2エッジ位置検出部62と称する。第1エッジ位置検出部61は、第1検出位置Paにおいて、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を、断続的に検出する。これにより、第1検出位置Paにおけるエッジ91の幅方向の位置の経時変化を示す検出結果を取得する。そして、得られた検出結果を示す検出信号(以下、「第1エッジ信号Ed1」と称する)を、コンピュータ80(後述するシミュレータ84)へ出力する。第2エッジ位置検出部62は、第2検出位置Pbにおいて、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を、断続的に検出する。これにより、第2検出位置Pbにおけるエッジ91の幅方向の位置の経時変化を示す検出結果を取得する。そして、得られた検出結果を示す検出信号(以下、「第2エッジ信号Ed2」と称する)を、コンピュータ80(後述するシミュレータ84)へ出力する。ただし、第1エッジ位置検出部61および第2エッジ位置検出部62はそれぞれ、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を連続的に検出してもよい。また、第1エッジ信号Ed1および第2エッジ信号Ed2の波形等のさらなる詳細については、後述する<2-1.第1変形例>および図10を参照されたい。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the edge
画像取得部70は、記録ヘッド21~24よりも搬送方向下流側に位置する。画像取得部70は、画像記録部20の複数の記録ヘッド21~24からインク滴が吐出された後の印刷用紙9の表面を撮像することによって、印刷用紙9の表面の画像を取得する。また、画像取得部70は、取得した印刷用紙9の画像に係るデータ(以下「画像データDi」と称する)を、コンピュータ80(後述する統括オペレーション部83)へ出力する。なお、画像取得部70は、一般的な画像記録装置1において既に多く導入されている設備であるため、新たな導入コストを必要とすることなく、用いることができる。
The
なお、記録ヘッド21~24の搬送方向下流側に、印刷用紙9の表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、印刷用紙9へ向けて加熱された気体を吹き付けて、印刷用紙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、ヒートローラによる加熱や、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 section for drying the ink ejected onto the surface of the
コンピュータ80は、第1制御部81と、第2制御部82と、統括オペレーション部83と、シミュレータ84とを含む。第1制御部81、第2制御部82、および統括オペレーション部83は、画像記録装置1内の各部を動作制御するための手段である。
図1中に概念的に示したように、第1制御部81は、CPU等のプロセッサ811、RAM等のメモリ812、およびハードディスクドライブ等の記憶部813を有する。また、記憶部813内には、画像記録装置1を動作制御するためのプログラム81Pおよびデータ81Dが、記憶されている。また、図1中に破線で示したように、第1制御部81は、3つのモータ14および4つの記録ヘッド21~24と、それぞれ電気的に、かつ、選択的に接続される。また、第1制御部81は、統括オペレーション部83およびシミュレータ84と、それぞれ電気的に接続されている。第1制御部81は、3つのモータ14および4つの記録ヘッド21~24とそれぞれ接続された状態で、記憶部813に記憶されたプログラム81Pやデータ81Dをメモリ812に読み出し、プログラム81Pおよびデータ81Dに基づいて、プロセッサ811が演算処理を行うことにより、3つのモータ14をそれぞれ制御して印刷用紙9を搬送しつつ、記録ヘッド21~24をそれぞれ制御して印刷用紙9へ向けてインクを吐出させる。これにより、画像記録装置1における印刷処理が進行する。
As conceptually shown in FIG. 1, the
第2制御部82は、CPU等のプロセッサ821、RAM等のメモリ822、およびハードディスクドライブ等の記憶部823を有する。また、記憶部823内には、画像記録装置1を動作制御するためのプログラム82Pおよびデータ82Dが、記憶されている。また、第2制御部82は、3つのモータ14および4つの記録ヘッド21~24と、それぞれ電気的に、かつ、選択的に接続される(後述する図9参照)。また、第2制御部82は、統括オペレーション部83およびシミュレータ84と、それぞれ電気的に接続されている。さらに、記憶部823には、後述する強化学習により取得される学習済モデルM2が、記憶されている。第2制御部82は、3つのモータ14および4つの記録ヘッド21~24とそれぞれ接続された状態で、学習済モデルM2によって、3つのモータ14をそれぞれ制御して印刷用紙9を搬送しつつ、記録ヘッド21~24をそれぞれ制御して印刷用紙9へ向けてインクを吐出させる。これにより、印刷用紙9の印刷処理を高精度で行うことができる。
The
統括オペレーション部83は、CPU等のプロセッサ831、RAM等のメモリ832、およびハードディスクドライブ等の記憶部833を有する。また、記憶部833内には、プログラム83Pおよびデータ83Dが、記憶されている。また、統括オペレーション部83は、各種情報取得部30、画像取得部70、および振動検出部141と、それぞれ電気的に接続されている。また、統括オペレーション部83は、第1制御部81、第2制御部82、およびシミュレータ84と、それぞれ電気的に接続されている。また、統括オペレーション部83は、記憶部833に記憶されたプログラム83Pやデータ83Dをメモリ832に読み出し、プログラム83Pおよびデータ83Dに基づいて、プロセッサ831が演算処理を行うことにより、後述のとおり第1制御部81と第2制御部82の動作を切り替える。
The
シミュレータ84は、CPU等のプロセッサ841、RAM等のメモリ842、およびハードディスクドライブ等の記憶部843を有する。また、記憶部843内には、プログラム84Pおよびデータ84Dが、記憶されている。また、上記のとおり、シミュレータ84は、第1制御部81、第2制御部82、および統括オペレーション部83と、それぞれ電気的に接続されている。さらに、記憶部843には、後述する機械学習により作成されるシミュレーションモデルSiMoが、記憶される。そして、記憶部843に記憶されたプログラム84Pやデータ84Dをメモリ842に読み出し、プログラム84Pおよびデータ84Dに基づいて、プロセッサ841が演算処理を行うことにより、後述するシミュレーションを実行する。
The
<1-2.シミュレーションモデルの作成、強化学習、および印刷処理の流れ>
続いて、シミュレーションモデルSiMoの作成と、シミュレーションモデルSiMoの作成後に行う強化学習および印刷処理の流れについて、説明する。
<1-2. Flow of Simulation Model Creation, Reinforcement Learning, and Printing Process>
Next, the creation of the simulation model SiMo and the flow of reinforcement learning and print processing performed after the creation of the simulation model SiMo will be described.
図4は、シミュレーションモデルSiMoの作成と、シミュレーションモデルSiMoの作成後に行う強化学習および印刷処理の流れを示すフローチャートである。図4に示すように、まず、シミュレーションモデルSiMoを作成するため、画像記録装置1において試験的に印刷用紙9を搬送しつつ、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出する。そして、このときの画像記録装置1内の各部における様々なデータを複数取得して蓄積する(ステップS1)。具体的には、まず、第1制御部81と、3つのモータ14および4つの記録ヘッド21~24とを、それぞれ電気的に接続する。
FIG. 4 is a flow chart showing the flow of creation of the simulation model SiMo, and reinforcement learning and print processing performed after the creation of the simulation model SiMo. As shown in FIG. 4, first, in order to create the simulation model SiMo, the
そして、第1制御部81は、搬送に係る制御値CVd1として、値を複数パターン変えながら各モータ14に入力することによって、各モータ14を制御して実際に印刷用紙9を搬送する。ここで、搬送に係る制御値CVd1は、例えば、巻き出しローラ11、搬送ローラ121、および巻き取りローラ13にそれぞれ接続されるモータ14の回転数である。また、第1制御部81は、吐出に係る制御値CVe1として、値を複数パターン変えながら記録ヘッド21~24に入力することによって、記録ヘッド21~24を制御して印刷用紙9の表面にインクを吐出させることにより、印刷用紙9の表面にテストパターン(例えば、互いに搬送方向に離間しつつ印刷される複数の線またはマーク等)の印刷を行う。ここで、吐出に係る制御値CVe1は、例えば、記録ヘッド21~24からのインクの吐出タイミング(各ノズル250からのインク滴の吐出タイミング)である。
Then, the
また、第1制御部81は、搬送に係る制御値CVd1と、吐出に係る制御値CVe1とを、シミュレータ84へ出力する。これらの情報は、シミュレータ84の記憶部843において、データ集合体DMとして蓄積される。ただし、ステップS1において、試験的に印刷用紙9を搬送しつつ、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出するための制御主体は、第1制御部81以外(例えば、第2制御部82)であってもよい。また、作業員が自ら、3つのモータ14および4つの記録ヘッド21~24に制御値を入力し、試験およびデータ取りを行ってもよい。
The
また、ステップS1において、モータ14の回転数は、時間に依らず一定であってもよいし、時間の経過とともに変化してもよい。また、インクの吐出タイミングは、規則的であってもよいし、不規則であってもよい。また、吐出に係る制御値CVe1として、インクの吐出タイミングの代わりに、またはインクの吐出タイミングに加えて、記録ヘッド21~24からのインクの吐出量(各ノズル250からのインク滴の吐出量)を複数パターン変えながら、印刷用紙9の表面にインクを吐出してもよい。また、モータ14の回転数を過大にして複数のローラの表面と印刷用紙9との間にスリップを生じさせたり、インクの吐出量を過大にして印刷用紙9を大きく膨張させたりしてもよい。さらに、画像記録装置1の電源をオフにして、モータ14を駆動させない場合や、インクを吐出しない場合を含めた、多岐に亘るパターンを実施してもよい。すなわち、搬送に係る制御値CVd1は、少なくともモータ14の回転数に係る情報を含んでいれば、自由に設定できる。また、吐出に係る制御値CVeは、少なくとも記録ヘッド21~24からのインクの吐出タイミングに係る情報を含んでいれば、自由に設定できる。さらに、搬送に係る制御値CVd1および吐出に係る制御値CVe1の一方は、制御値として扱わず、予め定めた所定の値としてもよい。
In step S1, the number of rotations of the
また、ステップS1においては、試験的に印刷用紙9を搬送しながら、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出しつつ、各種情報取得部30によって、印刷用紙9の種類、形状、および厚み、印刷用紙9の周囲の温度および湿度、および記録ヘッド21~24から吐出されるインクの種類および特性に係る各種情報Inを複数取得する。そして、各種情報取得部30は、取得した各種情報Inを、シミュレータ84へ出力する。各種情報取得部30から入力された各種情報Inは、シミュレータ84の記憶部843において、データ集合体DMとして蓄積される。
Further, in step S1, while the
また、ステップS1においては、試験的に印刷用紙9を搬送しながら、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出しつつ、張力検出部40によって、印刷用紙9に加わる張力を検出し、検出結果に係る張力信号Teをシミュレータ84へ出力する。シミュレータ84は、張力算出部844(後述する図7参照)を有する。なお、張力算出部844と、後述する速度算出部845およびエッジ位置算出部846の機能は、シミュレータ84の記憶部843に記憶されたプログラム84Pおよびデータ84Dをメモリ842に一時的に読み出し、当該プログラム84Pおよびデータ84Dに基づいて、プロセッサ841が演算処理を行うことによって、実現される。シミュレータ84は、入力された張力信号Teに基づいて、張力算出部844において、印刷用紙9の張力の計測値Mtを算出し、記憶部843においてデータ集合体DMとして蓄積する。
Further, in step S1, while the
また、ステップS1においては、試験的に印刷用紙9を搬送しながら、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出しつつ、エンコーダ50によって、搬送ローラ123の回転駆動量を検出し、検出結果に係る連続パルス信号Enをシミュレータ84へ出力する。シミュレータ84は、速度算出部845(後述する図7参照)を有する。シミュレータ84は、入力された連続パルス信号Enに基づいて、速度算出部845において、印刷用紙9の搬送速度に係る計測値Msを算出し、記憶部843においてデータ集合体DMとして蓄積する。ただし、ステップS1では、搬送される印刷用紙9の加速度や振動数等の計測値を複数取得してもよい。
In step S1, while conveying the
また、ステップS1においては、試験的に印刷用紙9を搬送しながら、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出しつつ、第1エッジ位置検出部61によって、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を検出し、検出結果に係る第1エッジ信号Ed1をシミュレータ84へ出力する。また、第2エッジ位置検出部62によって、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を検出し、検出結果に係る第2エッジ信号Ed2をシミュレータ84へ出力する。シミュレータ84は、エッジ位置算出部846(後述する図7参照)を有する。シミュレータ84は、入力された第1エッジ信号Ed1および第2エッジ信号Ed2に基づいて、エッジ位置算出部846において、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置に係る計測値Meを算出し、記憶部843においてデータ集合体DMとして蓄積する。
Further, in step S1, while the
また、ステップS1においては、試験的に印刷用紙9を搬送しながら、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出しつつ、画像取得部70によって、上記のテストパターンが印刷された印刷用紙9の表面を複数回撮像し、印刷用紙9の表面の画像を複数取得する。そして、取得した印刷用紙9の画像データDiを、統括オペレーション部83へ出力する。統括オペレーション部83は、画像解析部834(後述する図7参照)を有する。なお、画像解析部834と、後述する判定部835の機能は、統括オペレーション部83の記憶部833に記憶されたプログラム83Pおよびデータ83Dをメモリ832に一時的に読み出し、当該プログラム83Pおよびデータ83Dに基づいて、プロセッサ831が演算処理を行うことによって、実現される。画像解析部834は、入力された各画像データDiに係る画像を解析することによって、画像データDi毎に、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daを算出する。ここで、印刷用紙9の表面における吐出位置の誤差の実測値Daとは、印刷用紙9の表面における、本来インク滴を吐出すべき位置と、実際にインク滴が吐出された位置との間の、搬送方向および幅方向の誤差に係る値を示す。さらに、統括オペレーション部83は、算出したインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daを、シミュレータ84へ出力する。そして、インク滴の吐出位置の誤差の実測値Daは、シミュレータ84の記憶部843において、データ集合体DMとして蓄積される。ただし、インク滴の吐出位置の誤差の実測値Daの算出は、作業員等が目視で行ってもよい。
In step S1, the test pattern is printed by the
図5は、データ集合体DMの例を概念的に示した図である。図5に示すように、データ集合体DMとして蓄積された、搬送に係る制御値CVd1、吐出に係る制御値CVe1、各種情報In、印刷用紙9の張力に係る計測値Mt、印刷用紙9の搬送速度に係る計測値Ms、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置に係る計測値Me、およびインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daは、互いに関連付けられている。ただし、データ集合体DMは、作業員によって入力インターフェース等を介して手動で記録されてもよい。
FIG. 5 is a diagram conceptually showing an example of the data aggregate DM. As shown in FIG. 5, a control value CVd1 related to transportation, a control value CVe1 related to ejection, various information In, a measured value Mt related to the tension of the
データ集合体DMとして十分な数のデータが蓄積されると、次に、シミュレータ84上で、蓄積された搬送に係る制御値CVd1と、吐出に係る制御値CVe1と、各種情報Inと、計測値Mt,Ms,Meと、インク滴の吐出位置の誤差の実測値Daと、の関係を示すシミュレーションモデルSiMoを作成する(ステップS2)。具体的には、インク滴の吐出位置の誤差の実測値Daを教師データ(正解のデータ)としつつ、制御値CVd1,CVe1、各種情報In、および計測値Mt,Ms,Meから、インク滴の吐出位置の誤差を高精度に算出するためのシミュレーションモデルSiMoを機械学習する。
When a sufficient number of data is accumulated as the data aggregate DM, next, on the
シミュレーションモデルSiMoは、決定木X(a,b,c,f(CVd1,CVe1,In,Mt,Ms,Me)…)を含む。図6は、本実施形態の決定木X(a,b,c,f(CVd1,CVe1,In,Mt,Ms,Me)…)の例を概念的に示した図である。ステップS2では、機械学習において、制御値CVd1,CVe1、各種情報In、および計測値Mt,Ms,Meに基づいて算出した印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の推測値De(算出値)と、対応する正解のデータであるインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daとの差異を最小化するように、決定木X(a,b,c,f(CVd1,CVe1,In,Mt,Ms,Me)…)に含まれる複数のパラメータ(a,b,c,f(CVd1,CVe1,In,Mt,Ms,Me)…)を調整しつつ更新保存していく。ここで、印刷用紙9の表面における吐出位置の誤差の推測値Deとは、印刷用紙9の表面における、本来インク滴を吐出すべき位置と、インク滴が吐出されると推測される位置との間の、搬送方向および幅方向の誤差に係る値を示す。
The simulation model SiMo includes a decision tree X(a, b, c, f(CVd1, CVe1, In, Mt, Ms, Me)...). FIG. 6 is a diagram conceptually showing an example of the decision tree X (a, b, c, f (CVd1, CVe1, In, Mt, Ms, Me) . . . ) of this embodiment. In step S2, in machine learning, an estimated value De (calculated value) and the actual measurement value Da of the error in the ejection position of the ink droplet, which is the corresponding correct data, the decision tree X (a, b, c, f (CVd1, Mt, Ms, Me) . Here, the estimated value De of the ejection position error on the surface of the
シミュレーションモデルSiMoから出力されるインク滴の吐出位置の誤差の推測値Deと、対応するインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daとの差異が、所定値以下になると、機械学習が完了する。これにより、シミュレーションモデルSiMoを用いて、制御値CVd1,CVe1、各種情報In、および計測値Mt,Ms,Meに基づいて、インク滴の吐出位置の誤差の推測値Deを高精度に算出することが可能となる。ただし、シミュレーションモデルSiMoに入力される値として、制御値CVd1,CVe1、各種情報In、および計測値Mt,Ms,Meの一部が省略されてもよい。 When the difference between the estimated ink droplet ejection position error value De output from the simulation model SiMo and the corresponding measured ink droplet ejection position error value Da becomes equal to or less than a predetermined value, the machine learning is completed. As a result, using the simulation model SiMo, the estimated value De of the ink droplet ejection position error can be calculated with high accuracy based on the control values CVd1 and CVe1, various information In, and the measurement values Mt, Ms, and Me. becomes possible. However, some of the control values CVd1, CVe1, various information In, and the measured values Mt, Ms, Me may be omitted as the values input to the simulation model SiMo.
また、シミュレーションモデルSiMoは、決定木以外の機械学習(例えば、GBM(Gradient Boosting Machine))によって作成されたモデルを含むものであってもよい。また、シミュレーションモデルSiMoは、機械学習によって作成されたモデルの代わりに、制御値CVd1,CVe1、各種情報In、および計測値Mt,Ms,Meと、インク滴の吐出位置の誤差の推測値Deとの関係を示す計算式(関数)を含むものであってもよい。また、シミュレーションモデルSiMoは、例えば「画像記録装置1の電源がオンかオフか」等の条件式(例えば、電源がオフのときは0(ゼロ)を出力する式)を含むものであってもよい。
Also, the simulation model SiMo may include a model created by machine learning other than the decision tree (for example, GBM (Gradient Boosting Machine)). The simulation model SiMo includes control values CVd1 and CVe1, various types of information In, measured values Mt, Ms, and Me, and estimated ink droplet ejection position error values De, instead of models created by machine learning. may include a calculation formula (function) indicating the relationship of Further, the simulation model SiMo may include a conditional expression such as "whether the power of the
さらに、本実施形態では、シミュレーションモデルSiMoが作成された後も、搬送に係る制御値CVd1(または後述する搬送に係る制御値CVd2)と、吐出に係る制御値CVe1(または後述する吐出に係る制御値CVe2)と、各種情報Inと、計測値Mt,Ms,Meと、インク滴の吐出位置の誤差の実測値Daは、引き続き取得され、データ集合体DMとして蓄積される。そして、シミュレーションモデルSiMoは、これらの新たに取得された取得結果に基づいて、同様に機械学習によって、定期的(例えば、30分毎)に、更新される。これにより、印刷用紙9やインク滴の特性、または印刷用紙9の周囲温度や湿度等が変化した場合でも、シミュレーションモデルSiMoから、インク滴の吐出位置の誤差の推測値Deを、継続して高精度に算出することができる。
Furthermore, in the present embodiment, even after the simulation model SiMo is created, the control value CVd1 related to transport (or the control value CVd2 related to transport described later) and the control value CVe1 related to ejection (or the control value CVe1 related to ejection described later) The value CVe2), various information In, the measured values Mt, Ms, and Me, and the measured value Da of the ink droplet ejection position error are subsequently acquired and accumulated as a data set DM. The simulation model SiMo is then updated periodically (for example, every 30 minutes) based on these newly acquired acquisition results, also by machine learning. As a result, even when the characteristics of the
シミュレーションモデルSiMoを作成した後、図4に示すとおり、次のステップS3に進む。ステップS3では、まず、実際に印刷用紙9の表面に記録すべき所望の画像を印刷する印刷処理を開始する(ステップS31)。具体的には、第1制御部81と、3つのモータ14および4つの記録ヘッド21~24とを、それぞれ電気的に接続した状態を維持したまま、第1制御部81から、搬送に係る制御値CVd1として、予め設定された所定の制御値を各モータ14に入力することによって、各モータ14を制御して印刷用紙9を搬送する。また、吐出に係る制御値CVe1として、予め設定された所定の制御値を記録ヘッド21~24に入力することによって、記録ヘッド21~24を制御して印刷用紙9の表面にインクを吐出させる。ここで、予め設定された所定の制御値とは、通常の印刷工程における慣例等に基づいた入力すべき値である。なお、本実施形態では、ステップS3を開始した後も、上記のとおり引き続きステップS1の作業が継続され、ステップS2において作成されたシミュレーションモデルSiMoが更新される。
After creating the simulation model SiMo, as shown in FIG. 4, the process proceeds to the next step S3. In step S3, first, print processing for printing a desired image to be actually recorded on the surface of the
また、ステップS31と並行して、第2制御部82と、作成済のシミュレーションモデルSiMoを用いて、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の推測値De(算出値)を所定の範囲に維持するための制御ルールを、自律的に学習(機械学習)する(ステップS32)。ステップS32では、強化学習を行うことにより、後述する学習済モデルM2を作成する。図7は、ステップS32において強化学習を行う様子を概念的に示したブロック図である。また、図8は、ステップS32の詳細な流れを示すフローチャートである。
In parallel with step S31, the estimated value De (calculated value) of the error in the ejection position of the ink droplets on the surface of the
強化学習を行うときには、強化学習プログラムに基づいて、後述する学習済モデルM2の原型となる学習前モデルM0を用意する。学習前モデルM0は、第2制御部82の記憶部823にインストールされる。そして、用意された学習前モデルM0に、搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVe2と、シミュレーションモデルSiMoからの出力を反映した報酬との関係を、学習させる。ここで、搬送に係る制御値CVd2とは、同様に、巻き出しローラ11、搬送ローラ121、および巻き取りローラ13にそれぞれ接続されるモータ14の回転数として想定される可変の制御値である。また、吐出に係る制御値CVe2は、記録ヘッド21~24からのインクの吐出タイミング(各ノズル250からのインク滴の吐出タイミング)として想定される可変の制御値である。
When performing reinforcement learning, a pre-learning model M0 that serves as a prototype of a trained model M2, which will be described later, is prepared based on a reinforcement learning program. The pre-learning model M0 is installed in the
具体的には、図7および図8に示すように、まず、学習前モデルM0は、上記の搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVe2として、それぞれある値をシミュレーションモデルSiMoに入力する(ステップS321)。ただし、搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVe2のいずれか一方は、予め定めた所定の不変の値としてもよい。 Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, first, the pre-learning model M0 inputs certain values to the simulation model SiMo as the control value CVd2 related to transportation and the control value CVe2 related to ejection. (Step S321). However, either one of the control value CVd2 related to transportation and the control value CVe2 related to ejection may be a predetermined constant value.
また、同時に、各種情報取得部30は、各種情報Inを取得し、取得した各種情報Inを、シミュレーションモデルSiMoに入力する。また、張力検出部40は、印刷用紙9に加わる張力を検出し、検出結果に係る張力信号Teをシミュレータ84の張力算出部844へ出力する。張力算出部844は、入力された張力信号Teに基づいて、印刷用紙9の張力の計測値Mtを算出し、シミュレーションモデルSiMoに入力する。また、エンコーダ50は、搬送ローラ123の回転駆動量を検出し、検出結果に係る連続パルス信号Enをシミュレータ84の速度算出部845へ出力する。速度算出部845は、入力された連続パルス信号Enに基づいて、印刷用紙9の搬送速度に係る計測値Msを算出し、シミュレーションモデルSiMoに入力する。また、第1エッジ位置検出部61および第2エッジ位置検出部62は、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を検出し、検出結果に係る第1エッジ信号Ed1および第2エッジ信号Ed2を、シミュレータ84のエッジ位置算出部846へ出力する。エッジ位置算出部846は、入力された第1エッジ信号Ed1および第2エッジ信号Ed2に基づいて、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置に係る計測値Meを算出し、シミュレーションモデルSiMoに入力する。さらに、画像取得部70は、印刷用紙9の表面を撮像して画像を取得し、画像データDiを統括オペレーション部83の画像解析部834へ出力する。画像解析部834は、入力された画像データDiに基づいて、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daを算出し、後述する判定部835に入力する。
At the same time, the various
ステップS321の初期段階では、学習前モデルM0から出力される値は、ランダムな値となる。シミュレーションモデルSiMoは、学習前モデルM0から入力された値と、上記の各種情報Inおよび計測値Mt,Ms,Meとに基づいて、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の推測値Deを算出する(ステップS322)。以下では、このように学習が開始された後の学習前モデルM0を、学習中モデルM1と呼ぶこととする。
At the initial stage of step S321, the value output from the pre-learning model M0 is a random value. The simulation model SiMo estimates the error of the ink droplet ejection position on the surface of the
そして、シミュレータ84は、シミュレーションモデルSiMoから出力したインク滴の吐出位置の誤差の推測値Deを、統括オペレーション部83に入力する。統括オペレーション部83は、判定部835としての機能をさらに有する。判定部835は、強化学習プログラムに基づいて、シミュレーションモデルSiMoからの出力値であるインク滴の吐出位置の誤差の推測値Deに応じた報酬REを、学習中モデルM1に付与する(ステップS323)。このとき、判定部835は、推測値Deがゼロに近づくほど、高い報酬REを付与する。一方、判定部835は、推測値Deがゼロから離れるほど、低い報酬REを付与する。
Then, the
学習中モデルM1は、判定部835から報酬REを付与されると、当該付与された報酬REを踏まえて、搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVe2としての次の値を出力する。例えば、学習中モデルM1は、判定部835から高い報酬REを付与されると、その高い報酬REを付与されるに至った制御値CVd2,CVe2に近い値を、次の値として出力する。また、学習中モデルM1は、判定部835から低い報酬REを付与されると、その低い報酬REを付与されるに至った制御値CVd2,CVe2から離れた値を、次の値として出力する。
When the learning model M1 receives the reward RE from the
ただし、学習中モデルM1は、報酬RE以外の値も考慮して、搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVe2としての次の値を出力してもよい。例えば、上記の各種情報取得部30は、各種情報Inを学習中モデルM1にも入力し、学習中モデルM1は、入力された各種情報Inを考慮して、次の値を出力してもよい。より具体的には、学習中モデルM1は、例えば、各種情報Inとしての印刷用紙9の周囲の温度が、所定の温度よりも高い場合と低い場合とで、次の値として出力する搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVeを区別してもよい。
However, the learning model M1 may output the following values as the control value CVd2 related to transportation and the control value CVe2 related to ejection in consideration of values other than the reward RE. For example, the various
さらに、学習中モデルM1は、報酬RE以外に、各種情報In、印刷用紙9の張力の計測値Mt、印刷用紙9の搬送速度の計測値Ms、および印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置の計測値Meも考慮して、搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVe2としての次の値を出力してもよい。この場合、上記の各種情報取得部30は、各種情報Inを、学習中モデルM1にも入力する。上記の張力算出部844は、算出した印刷用紙9の張力の計測値Mtを、学習中モデルM1にも入力する。上記の速度算出部845は、算出した印刷用紙9の搬送速度の計測値Msを、学習中モデルM1にも入力する。上記のエッジ位置算出部846は、算出した印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置の計測値Meを、学習中モデルM1にも入力する。
Furthermore, in addition to the reward RE, the learning model M1 includes various information In, a measured value Mt of the tension of the
このように、ステップS4では、第2制御部82の学習中モデルM1からシミュレータ84上のシミュレーションモデルSiMoへ、可変の制御値である搬送に係る制御値CVd2および吐出に係る制御値CVe2を更新しつつ入力し、上記の各種情報Inおよび計測値Mt,Ms,Meを参照しつつ、シミュレーションモデルSiMoからの出力である印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の推測値Deをゼロに近づけるための強化学習を行う。また、本実施形態では、強化学習(深層強化学習)として、例えば、R2D2(Recurrent Replay Distributed DQN)の技法によって実行される機械学習を行う。ただし、強化学習として、PPO(Proximal Policy Optimization)、DQN(Deep Q Network)、Q学習法、SARSA、モンテカルロ法、epsilon-greedy法、BoltzmannQPolicy法、またはSAC等の技法によって実行される機械学習を行ってもよい。また、ステップS4では、各種情報Inまたは計測値Mt,Ms,Meを参照することなく、強化学習を行ってもよい。
In this way, in step S4, the control value CVd2 related to transport and the control value CVe2 related to ejection, which are variable control values, are updated from the learning model M1 of the
上記のとおり、強化学習の初期段階では、学習中モデルM1は、制御値CVd2,CVe2としてランダムな値を出力する。しかしながら、ステップS321~S323の処理を繰り返す過程で、判定部835から付与される報酬REに応じて、制御値CVd2,CVe2の増加、維持、減少等を試行する。これにより、制御値CVd2,CVe2と、シミュレーションモデルSiMoからの出力を反映した報酬REとの関係を、自動的に学習する。そして、学習中モデルM1は、次第に、高い報酬REを得ることができるようになる。すなわち、学習中モデルM1は、次第に、シミュレーションモデルSiMoからの算出値である、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の推測値Deをゼロに近い値にするための制御値CVd2,CVe2を、出力できるようになる。
As described above, in the initial stage of reinforcement learning, the learning model M1 outputs random values as the control values CVd2 and CVe2. However, in the process of repeating the processing of steps S321 to S323, the control values CVd2 and CVe2 are tried to increase, maintain, decrease, etc. according to the reward RE given by the
その後、判定部835は、強化学習プログラムに基づいて、強化学習を一旦完了するか否かを判断する(ステップS324)。上記のとおり、統括オペレーション部83の画像解析部834において算出された、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daは、判定部835に入力される。判定部835は、入力された印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の実測値Daと、シミュレーションモデルSiMoからの算出値である印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の推測値Deとを比較する。そして、推測値Deが実測値Da以上である場合には、引き続き、強化学習を継続する(ステップS324:NO)。その場合、上記のステップS321~S324を、再度実行する。
After that, the
一方、ステップS324において、推測値Deが実測値Daよりも下回ったと判断されると、強化学習プログラムに基づいて、強化学習を一旦完了する(ステップS324:YES)。そして、以上の強化学習が完了した学習中モデルM1は、学習済モデルM2となる。なお、本段落以降、説明便宜のため、ステップS324において強化学習を一旦完了(停止)させたものとして、その後の工程を記載するが、ステップS324は、あくまでも、ある程度進んだ段階で強化学習を締め切るものであり、実際には、その後も継続して強化学習を行う。 On the other hand, if it is determined in step S324 that the estimated value De is lower than the measured value Da, reinforcement learning is once completed based on the reinforcement learning program (step S324: YES). Then, the learning model M1 for which the above reinforcement learning has been completed becomes the learned model M2. In addition, after this paragraph, for convenience of explanation, the subsequent steps will be described assuming that the reinforcement learning is once completed (stopped) in step S324, but step S324 is to the end of the reinforcement learning at a certain stage. It is a thing, and in fact, reinforcement learning is continued even after that.
判定部835は、強化学習が完了したと判断すると、同時に、図9に示すように、第1制御部81と各モータ14および記録ヘッド21~24との接続状態を解除することによって、第1制御部81から各モータ14および記録ヘッド21~24への所定の制御値CVd1,CVe1の入力を停止し、かつ、第2制御部82と各モータ14および記録ヘッド21~24とを電気的に接続することによって、第2制御部82から各モータ14および記録ヘッド21~24への可変の制御値CVd2,CVe2の入力を開始するように、自動で切り替える(ステップS4)。上記のとおり、第2制御部82は、強化学習を経て、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差(推測値De)をゼロに近い値にするための制御値CVd2,CVe2を高精度に出力できるように、学習済みである。これにより、例えば、実装置毎の特徴(例えば、装置の経年に伴い現れる特徴や、印刷用紙9における微小な凹凸による厚みの違いや、インク毎の粘性の僅かな違い等)に沿った、より良い動作を実現することができる。
When the
このように、本実施形態では、まず、第1制御部81によって、通常の印刷工程における慣例等に基づいた制御値CVd1,CVe1を、各モータ14および記録ヘッド21~24に入力することによって、印刷用紙9を搬送しながらインク滴を吐出して印刷処理を行いつつ、これと並行して、第2制御部82およびシミュレータ84を用いて、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差(推測値De)をゼロに近い値にするための制御値CVd2,CVe2を出力できるように強化学習を行う。そして、強化学習が完了した後に、各モータ14および記録ヘッド21~24を制御する主体を、第1制御部81から第2制御部82へと切り替える。これにより、第2制御部82の強化学習が完了するのを待つことなく、印刷用紙9の表面に所望の画像を印刷する印刷処理を開始することができるため、作業効率を向上することができる。
As described above, in this embodiment, first, the
さらに、判定部835は、各モータ14および記録ヘッド21~24を制御する主体を、第1制御部81から第2制御部82へと切り替えた後も、画像記録装置1内の様々な状況の変化を把握し続ける。まず、上記のとおり、各種情報取得部30によって取得された各種情報Inは、統括オペレーション部83へ入力される。そこで、判定部835は、各種情報取得部30から入力された各種情報Inに基づき、用いられる印刷用紙9の種類、形状、もしくは厚み、または印刷用紙9に吐出されるインク滴の種類もしくは特性が変更されたことを把握すると、第2制御部82と各モータ14および記録ヘッド21~24との接続状態を解除することによって、第2制御部82から各モータ14および記録ヘッド21~24への所定の制御値CVd2,CVe2の入力を停止し、かつ、第1制御部81と各モータ14および記録ヘッド21~24とを電気的に接続することによって、第1制御部81から各モータ14および記録ヘッド21~24への可変の制御値CVd1,CVe1の入力を開始するように、再度自動で切り替える(ステップS5)。そして、上記のステップS3およびステップS4を、再度実行する。これにより、新たな種類の印刷用紙9等に適した、より良い動作を実現することができる。
Further, even after switching the main control unit for the
同様に、判定部835は、各種情報取得部30から入力された各種情報Inに基づき、印刷用紙9の周囲の温度もしくは湿度が所定の範囲を超えて変化したことを把握すると、第2制御部82と各モータ14および記録ヘッド21~24との接続状態を解除することによって、第2制御部82から各モータ14および記録ヘッド21~24への所定の制御値CVd2,CVe2の入力を停止し、かつ、第1制御部81と各モータ14および記録ヘッド21~24とを電気的に接続することによって、第1制御部81から各モータ14および記録ヘッド21~24への可変の制御値CVd1,CVe1の入力を開始するように、再度自動で切り替える。そして、上記のステップS3およびステップS4を、再度実行する。これにより、温度等が変化した後の新たな環境に沿った、より良い動作を実現することができる。
Similarly, when the
また、上記のとおり、振動検出部141によって検出された、モータ14に生じる振動に係る振動信号Viは、統括オペレーション部83へ入力される。そこで、判定部835は、同様に、振動検出部141から入力された振動信号Viに基づき、いずれかのモータ14が所定の範囲を超えて振動したことを把握すると、第2制御部82と各モータ14および記録ヘッド21~24との接続状態を解除することによって、第2制御部82から各モータ14および記録ヘッド21~24への所定の制御値CVd2,CVe2の入力を停止し、かつ、第1制御部81と各モータ14および記録ヘッド21~24とを電気的に接続することによって、第1制御部81から各モータ14および記録ヘッド21~24への可変の制御値CVd1,CVe1の入力を開始するように、再度自動で切り替える。そして、上記のステップS3およびステップS4を、再度実行する。これにより、振動が生じた後の新たな環境に沿った、より良い動作を実現することができる。
Further, as described above, the vibration signal Vi associated with the vibration generated in the
このように、本実施形態では、印刷用紙9やインクの特性、または印刷用紙9の周囲の温度や湿度等が変化する場合に、各モータ14および記録ヘッド21~24を制御する主体を、一旦、第2制御部82から第1制御部81へと戻す。そして、第1制御部81によって、各モータ14および記録ヘッド21~24を制御しつつ、これと並行して、第2制御部82およびシミュレータ84を用いて、変化後の状況に沿って、印刷用紙9の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差(推測値De)をゼロに近い値にするための制御値CVd2,CVe2を出力できるように強化学習を行う。そして、強化学習が完了した後に、各モータ14および記録ヘッド21~24を制御する主体を、再び、第1制御部81から第2制御部82へと切り替える。このような構成を有することにより、印刷用紙9やインクの特性、または印刷用紙9の周囲の温度や湿度等が変化する場合でも、第2制御部82の強化学習が完了するのを待つために印刷処理を中断することなく、継続して行うことができるため、作業効率を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, when the characteristics of the
<2.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説明する。
<2. Variation>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. In the following, differences from the above-described embodiment will be described for various modifications.
<2-1.第1変形例>
上記の実施形態では、速度算出部845において、搬送ローラ123に接続されたエンコーダ50から出力された連続パルス信号Enに基づき、搬送ローラ123を含む複数の搬送ローラ12によって搬送される印刷用紙9の搬送速度の計測値Msを算出していた。しかしながら、速度算出部845において、第1エッジ位置検出部61から出力された第1エッジ信号Ed1および第2エッジ位置検出部62から出力された第2エッジ信号Ed2に基づき、印刷用紙9の搬送速度の計測値Msを算出してもよい。以下に、詳細を説明する。
<2-1. First modification>
In the above-described embodiment, in the
図10は、第1エッジ信号Ed1の例および第2エッジ信号Ed2の例をそれぞれ示したグラフである。図10において、横軸は時刻を示す。図10の縦軸は、エッジ91の幅方向の位置を示す。なお、図10のグラフの横軸は、左端が現在時刻であり、右側へ向かうほど時刻が古くなる。したがって、図10中のデータ線は、時間の経過とともに、白抜き矢印のように右側へ移動する。印刷用紙9のエッジ91には、微細な凹凸が存在する。第1エッジ位置検出部61および第2エッジ位置検出部62は、予め設定された微小時間ごとに(例えば50マイクロ秒ごとに)、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置を検出する。これにより、図10のように、印刷用紙9のエッジ91の幅方向の位置の経時変化を示すデータが得られる。第1エッジ信号Ed1は、第1検出位置Paを通過する印刷用紙9のエッジ91の形状を反映したデータとなる。第2エッジ信号Ed2は、第2検出位置Pbを通過する印刷用紙9のエッジ91の形状を反映したデータとなる。
FIG. 10 is a graph showing an example of the first edge signal Ed1 and an example of the second edge signal Ed2. In FIG. 10, the horizontal axis indicates time. The vertical axis in FIG. 10 indicates the position of the
速度算出部845は、第1エッジ信号Ed1と第2エッジ信号Ed2とを比較する。そして、第1エッジ信号Ed1と第2エッジ信号Ed2とで、印刷用紙9の同一のエッジ91を検出した箇所を特定する。具体的には、第1エッジ信号Ed1に含まれるデータ区間(一定の時間範囲)ごとに、第2エッジ信号Ed2に含まれる複数のデータ区間(一定の時間範囲)のうち、一致性の高いデータ区間を特定する。以下では、第1エッジ信号Ed1に含まれるデータ区間を、第1データ区間DS1と称する。また、第2エッジ信号Ed2に含まれるデータ区間を、第2データ区間DS2と称する。
The
一致性の高いデータ区間の特定には、例えば、相互相関や残差平方和等のマッチング手法が用いられる。速度算出部845は、第1データ区間DS1ごとに、複数の第2データ区間DS2を、対応するデータ区間の候補として選択する。また、選択された候補である複数の第2データ区間DS2のそれぞれについて、第1データ区間DS1との一致性を示す評価値を算出する。そして、評価値が最も高くなる第2データ区間DS2を、第1データ区間DS1に対応する(第1データ区間DS1と最も一致性が高い)第2データ区間DS2として特定する。
A matching method such as cross-correlation or residual sum of squares is used to identify data segments with high matching. The
その後、速度算出部845は、第1データ区間DS1の検出時刻TM1と、第1データ区間DS1と最も一致性の高い第2データ区間DS2の検出時刻TM2との時間差に基づいて、第1検出位置Paから第2検出位置Pbまでの印刷用紙9の搬送にかかる実際の搬送時間ΔT(時刻TM2と時刻TM1との間の時間差)を算出する。そして、第1検出位置Paから第2検出位置Pbまでの距離を、搬送時間ΔTで除することによって、画像記録部20の下方における印刷用紙9の搬送速度を算出することができる。
After that, the
<2-2.第2変形例>
上記の実施形態または変形例に記載された方法のほか、印刷用紙9の搬送速度を検出するためのレーザ速度計(図示省略)が用いられてもよい。そして、当該レーザ速度計から、印刷用紙9へ向けて2本のレーザ光線を照射し、これらがそれぞれ印刷用紙9によって反射された反射光の波長を解析した結果に基づいて、印刷用紙9の搬送速度を算出してもよい。
<2-2. Second modification>
In addition to the methods described in the above embodiments or modifications, a laser speedometer (not shown) for detecting the transport speed of the
<2-3.第3変形例>
上記の実施形態では、ステップS1にて、試験的に印刷用紙9を搬送しながら、複数の記録ヘッド21~24から印刷用紙9の表面にインクを吐出しつつ、画像記録装置1内の各部における様々なデータを複数取得し、ステップS2にて、シミュレーションモデルSiMoを作成した後に、ステップS3~ステップS5を実行していた。しかしながら、既にシミュレーションモデルSiMoを作成済の場合は、ステップS1およびステップS2を省略してもよい。
<2-3. Third modification>
In the above embodiment, in step S1, while conveying the
<2-4.他の変形例>
また、上記の画像記録装置1は、印刷用紙9を搬送しながら、処理物質としてインクを吐出して印刷用紙9の表面に画像を記録するものであった。しかしながら、画像記録装置1は、インク以外の処理物質を印刷用紙9の表面に吐出して画像を記録するものであってもよい。また、画像記録装置1は、インクジェット以外の方法(例えば、電子写真方式や露光等)で、印刷用紙9に画像を記録する装置であってもよい。また、上記の画像記録装置1は、基材としての印刷用紙9に印刷処理を行うものであった。しかしながら、本発明の基材処理装置は、一般的な紙以外の長尺帯状の基材(例えば、樹脂製のフィルム,金属箔等)に、所定の処理を行うものであってもよい。
<2-4. Other Modifications>
The
すなわち、本発明は、長尺帯状の基材を、搬送経路に沿って長手方向に搬送しながら、前記基材の表面にヘッドから処理物質を吐出する基材処理方法であって、a)実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、前記基材を搬送するための駆動源であるモータの回転数を含む搬送に係る制御値、および前記処理物質の吐出タイミングを含む吐出に係る制御値と、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、前記基材の周囲の温度もしくは湿度、または前記処理物質の種類もしくは特性に係る各種情報と、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像と、を複数取得する工程と、b)前記工程a)による取得結果に基づいて、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、の関係を示すシミュレーションモデルを、シミュレータ上で作成する工程と、c)前記シミュレーションモデルを作成した後に、第1制御部から、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、予め設定された所定の制御値を前記モータおよび前記ヘッドへ入力することによって、前記モータおよび前記ヘッドを制御する工程と、d)前記工程c)と並行して、第2制御部から前記シミュレータへ、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、可変の制御値を更新しつつ入力し、前記各種情報を用いつつ、前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う工程と、e)前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、前記工程d)における前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値と、を比較し、前記推測値が前記実測値よりも下回った場合に、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を停止し、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を開始するように自動で切り替える工程と、を有していればよい。 That is, the present invention provides a substrate processing method for discharging a treatment substance from a head onto the surface of a substrate while transporting a long belt-shaped substrate in the longitudinal direction along a transport path, comprising: a) actually a control value related to conveyance including the number of rotations of a motor that is a drive source for conveying the substrate while discharging the treatment substance onto the surface of the substrate while conveying the substrate, and the treatment substance A control value related to ejection including the ejection timing of the substrate, the type, shape, or thickness of the substrate, the temperature or humidity around the substrate, or various information related to the type or characteristics of the processing substance, and the processing substance a step of acquiring a plurality of images of the surface of the base material after the is ejected; b) a control value related to the transportation and a control value related to the ejection based on the result obtained in the step a); a step of creating, on a simulator, a simulation model showing the relationship between the various information and the actually measured value of the error in the discharge position of the treatment substance calculated by analyzing the image; and c) creating the simulation model. After that, the motor and the head are operated by inputting predetermined control values, which are set in advance, from the first control unit to the motor and the head as the control value for the transportation and the control value for the ejection. and d) in parallel with the step c), inputting variable control values from the second control unit to the simulator as the control values relating to the transportation and the control values relating to the ejection while updating them. , using the various information, performing reinforcement learning to bring the estimated value of the error in the ejection position of the treatment substance, which is the output from the simulation model, closer to zero; and the estimated value of the error in the ejection position of the treatment substance, which is the output from the simulation model in the step d), and the estimated value is the actual measurement input of the predetermined control value from the first control unit to the motor and the head, and the variable control value from the second control unit to the motor and the head and a step of automatically switching to start inputting.
また、上記の前記工程a)では、実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、さらに前記基材に加わる張力、前記基材の搬送速度、または前記基材のエッジの幅方向の位置に係る計測値を複数取得し、上記の前記工程b)では、前記工程a)による取得結果に基づいて、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記計測値と、前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、の関係を示す前記シミュレーションモデルを、前記シミュレータ上で作成し、上記の前記工程d)では、前記工程c)と並行して、前記第2制御部から前記シミュレータへ、前記可変の制御値を更新しつつ入力し、前記各種情報および前記計測値を用いつつ、前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行うものであってもよい。 Further, in the above step a), while actually conveying the substrate and discharging the treatment substance onto the surface of the substrate, the tension applied to the substrate, the transportation speed of the substrate, or the A plurality of measured values relating to the position of the edge of the substrate in the width direction are obtained, and in the step b) above, based on the results obtained in the step a), the control value relating to the transportation and the control value relating to the ejection are obtained. and creating, on the simulator, the simulation model showing the relationship between the various information, the measured values, and the actually measured values of the error in the ejection position of the treatment substance calculated by analyzing the image, In the above-described step d), in parallel with the step c), the variable control value is updated and input from the second control unit to the simulator, and using the various information and the measured value, Reinforcement learning may be performed to bring an estimated error in the discharge position of the treatment substance output from the simulation model closer to zero.
また、本発明は、長尺帯状の基材を、搬送経路に沿って長手方向に搬送しながら、前記基材の表面にヘッドから処理物質を吐出する基材処理方法であって、j)第1制御部から、前記基材を搬送するための駆動源であるモータの回転数を含む搬送に係る制御値、および前記処理物質の吐出タイミングを含む吐出に係る制御値として、予め設定された所定の制御値を、前記モータおよび前記ヘッドへ入力することによって、前記モータおよび前記ヘッドを制御しつつ、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像を取得する工程と、k)前記工程j)と並行して、第2制御部からシミュレータへ、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、可変の制御値を更新しつつ入力し、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、前記基材の周囲の温度もしくは湿度、または前記処理物質の種類もしくは特性に係る各種情報を用いつつ、前記シミュレータ上のシミュレーションモデルからの出力である前記基材の表面における前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う工程と、l)前記工程j)における前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、前記工程k)における前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値と、を比較し、前記推測値が前記実測値よりも下回った場合に、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を停止し、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を開始するように自動で切り替える工程と、を有し、前記工程k)において、前記シミュレーションモデルは、実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、前記搬送に係る制御値、および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像と、を複数取得した結果に基づいて、前記シミュレータ上で、予め、前記搬送に係る制御値と前記吐出に係る制御値、および前記各種情報から、前記基材の表面における前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値を高精度に出力できるように、機械学習により作成済みであればよい。 The present invention also provides a substrate treatment method for ejecting a treatment substance from a head onto the surface of the substrate while conveying a long belt-shaped substrate in the longitudinal direction along a conveying path, comprising: j) 1 from the control unit, as a control value related to transport including the number of rotations of a motor that is a driving source for transporting the substrate, and a control value related to ejection including the ejection timing of the treatment substance, a predetermined value set in advance; to the motor and the head to acquire an image of the surface of the substrate after the treatment substance has been discharged, while controlling the motor and the head; and k) In parallel with the step j), from the second control unit to the simulator, as the control value related to the transportation and the control value related to the ejection, variable control values are input while updating, and the type and shape of the base material are input. Alternatively, the treatment substance on the surface of the base material, which is output from a simulation model on the simulator, using various information related to the thickness, the ambient temperature or humidity of the base material, or the type or characteristics of the treatment substance l) a step of performing reinforcement learning to bring the estimated value of the ejection position error closer to zero; is compared with the estimated value of the error in the discharge position of the treatment substance, which is the output from the simulation model in the step k), and when the estimated value is lower than the measured value, the first control unit a step of automatically switching to stop inputting the predetermined control value to the motor and the head and start inputting the variable control value to the motor and the head from the second control unit; and in the step k), the simulation model discharges the treatment substance onto the surface of the base material while actually conveying the base material, the control value related to the transport and the control related to the discharge values, the various information, and an image of the surface of the base material after the treatment substance has been discharged, the control values relating to the transport and the It is sufficient that the estimated value of the error in the ejection position of the treatment substance on the surface of the base material can be output with high accuracy from the control value related to ejection and the various information.
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。 Also, the elements appearing in the above embodiments and modifications may be appropriately combined as long as there is no contradiction.
1 画像記録装置
9 印刷用紙
10 搬送機構
11 巻き出しローラ
12 搬送ローラ
13 巻き取りローラ
14 モータ
20 画像記録部
21 第1記録ヘッド
22 第2記録ヘッド
23 第3記録ヘッド
24 第4記録ヘッド
30 各種情報取得部
40 張力検出部
50 エンコーダ
60 エッジ位置検出部
70 画像取得部
81 第1制御部
82 第2制御部
83 統括オペレーション部
84 シミュレータ
91 エッジ
121 搬送ローラ
122 搬送ローラ
123 搬送ローラ
141 振動検出部
250 ノズル
834 画像解析部
835 判定部
844 張力算出部
845 速度算出部
846 エッジ位置算出部
CVd1,CVd2 搬送に係る制御値
CVe1,CVe2 吐出に係る制御値
Da (印刷用紙の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の)実測値
De (印刷用紙の表面におけるインク滴の吐出位置の誤差の)推測値
Di 画像データ
In 各種情報
M0 学習前モデル
M1 学習中モデル
M2 学習済モデル
Me (印刷用紙のエッジの幅方向の位置に係る)計測値
Ms (印刷用紙の搬送速度の)計測値
Mt (印刷用紙9の張力の)計測値
SiMo シミュレーションモデル
Te 張力信号
Vi 振動信号
1
Claims (8)
a)実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、前記基材を搬送するための駆動源であるモータの回転数を含む搬送に係る制御値、および前記処理物質の吐出タイミングを含む吐出に係る制御値と、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、前記基材の周囲の温度もしくは湿度、または前記処理物質の種類もしくは特性に係る各種情報と、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像と、を複数取得する工程と、
b)前記工程a)による取得結果に基づいて、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、の関係を示すシミュレーションモデルを、シミュレータ上で作成する工程と、
c)前記シミュレーションモデルを作成した後に、第1制御部から、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、予め設定された所定の制御値を前記モータおよび前記ヘッドへ入力することによって、前記モータおよび前記ヘッドを制御する工程と、
d)前記工程c)と並行して、第2制御部から前記シミュレータへ、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、可変の制御値を更新しつつ入力し、前記各種情報を用いつつ、前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う工程と、
e)前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、前記工程d)における前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値と、を比較し、前記推測値が前記実測値よりも下回った場合に、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を停止し、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を開始するように自動で切り替える工程と、
を有する、基材処理方法。 A base material treatment method for ejecting a treatment substance from a head onto the surface of the base material while conveying a long belt-like base material in the longitudinal direction along a conveying path,
a) a control value related to transportation, including the number of revolutions of a motor, which is a drive source for transporting the substrate while actually transporting the substrate and ejecting the treatment substance onto the surface of the substrate; Control values related to ejection including the timing of ejection of the treatment substance; various types of information relating to the type, shape, or thickness of the base material; temperature or humidity around the base material; or the type or characteristics of the treatment substance; a step of acquiring a plurality of images of the surface of the substrate after the treatment substance has been discharged;
b) an error in the ejection position of the treatment substance calculated by analyzing the control value relating to the transportation and the control value relating to the ejection, the various information, and the image, based on the results obtained in the step a); A step of creating a simulation model showing the relationship between the measured values of and on the simulator;
c) after creating the simulation model, by inputting preset control values to the motor and the head from the first control unit as control values relating to the transport and control values relating to the ejection; , controlling the motor and the head;
d) In parallel with the step c), from the second control unit to the simulator, as the control value related to the transportation and the control value related to the ejection, variable control values are input while being updated, and the various information is input. a step of performing reinforcement learning for bringing the estimated value of the error in the discharge position of the treatment substance, which is the output from the simulation model, closer to zero while using the simulation model;
e) a measured value of the error in the ejection position of the treatment substance calculated by analyzing the image, and an estimated value of the error in the ejection position of the treatment substance, which is the output from the simulation model in step d); are compared, and if the estimated value is lower than the measured value, the input of the predetermined control value from the first control unit to the motor and the head is stopped, and the second control unit outputs the motor and automatically switching to start inputting the variable control value to the head;
A substrate treatment method.
前記工程a)では、実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、さらに前記基材に加わる張力、前記基材の搬送速度、または前記基材のエッジの幅方向の位置に係る計測値を複数取得し、
前記工程b)では、前記工程a)による取得結果に基づいて、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記計測値と、前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、の関係を示す前記シミュレーションモデルを、前記シミュレータ上で作成し、
前記工程d)では、前記工程c)と並行して、前記第2制御部から前記シミュレータへ、前記可変の制御値を更新しつつ入力し、前記各種情報および前記計測値を用いつつ、前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う、基材処理方法。 The substrate treatment method according to claim 1,
In the step a), while actually conveying the substrate and discharging the treatment substance onto the surface of the substrate, the tension applied to the substrate, the transportation speed of the substrate, or the edge of the substrate Acquire multiple measurement values related to the position in the width direction of
In the step b), based on the results obtained in the step a), the control value related to the transportation and the control value related to the ejection, the various information, the measured value, and the image are analyzed and calculated. creating the simulation model showing the relationship between the measured value of the error in the ejection position of the treatment substance and the relationship on the simulator,
In the step d), in parallel with the step c), the variable control value is updated and input from the second control unit to the simulator, and the simulation is performed using the various information and the measured value. A base material processing method, wherein reinforcement learning is performed to bring an estimated value of the error in the ejection position of the processing substance, which is output from the model, closer to zero.
f)前記工程e)の後、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、または前記処理物質の種類もしくは特性が変更された場合に、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を停止し、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を開始するように再び自動で切り替える工程
をさらに有する、基材処理方法。 The substrate treatment method according to claim 1 or claim 2,
f) after step e), when the type, shape or thickness of the substrate or the type or property of the treatment substance is changed, the variable and automatically switching again to start inputting the predetermined control values from the first control unit to the motor and the head.
g)前記工程e)の後、前記基材の周囲の温度もしくは湿度が所定の範囲を超えて変化した場合に、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を停止し、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を開始するように再び自動で切り替える工程
をさらに有する、基材処理方法。 The substrate treatment method according to any one of claims 1 to 3,
g) inputting the variable control value from the second control unit to the motor and the head when the temperature or humidity around the substrate changes beyond a predetermined range after step e); and automatically switching again to start inputting the predetermined control values from the first controller to the motor and the head.
前記基材は、複数のローラに掛け渡され、前記複数のローラの少なくとも1つである駆動ローラが前記モータにより駆動されて回転することによって、搬送され、
前記基材処理方法は、
h)前記工程e)の後、前記モータが所定の範囲を超えて振動した場合に、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を停止し、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を開始するように再び自動で切り替える工程
をさらに有する、基材処理方法。 The substrate treatment method according to any one of claims 1 to 4,
The base material is stretched over a plurality of rollers, and conveyed by rotating at least one of the plurality of rollers, a driving roller, driven by the motor,
The base material treatment method includes
h) after step e), if the motor vibrates beyond a predetermined range, stop inputting the variable control value from the second control unit to the motor and the head; The substrate processing method further comprising the step of automatically switching again to start inputting the predetermined control values from a control unit to the motor and the head.
i)前記工程a)において新たに取得された取得結果に基づいて、定期的に、前記シミュレーションモデルを更新する工程
をさらに有する、基材処理方法。 The substrate treatment method according to any one of claims 1 to 5,
i) The substrate processing method, further comprising the step of periodically updating the simulation model based on newly obtained results obtained in step a).
前記強化学習は、PPO、DQN、R2D2、Q学習法、SARSA、モンテカルロ法、epsilon-greedy法、BoltzmannQPolicy法、またはSACの技法によって実行される機械学習である、基材処理方法。 The substrate treatment method according to any one of claims 1 to 6,
A substrate processing method, wherein said reinforcement learning is machine learning performed by PPO, DQN, R2D2, Q-learning method, SARSA, Monte Carlo method, epsilon-greedy method, Boltzmann QPolicy method, or SAC technique.
j)第1制御部から、前記基材を搬送するための駆動源であるモータの回転数を含む搬送に係る制御値、および前記処理物質の吐出タイミングを含む吐出に係る制御値として、予め設定された所定の制御値を、前記モータおよび前記ヘッドへ入力することによって、前記モータおよび前記ヘッドを制御しつつ、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像を取得する工程と、
k)前記工程j)と並行して、第2制御部からシミュレータへ、前記搬送に係る制御値および前記吐出に係る制御値として、可変の制御値を更新しつつ入力し、前記基材の種類、形状、もしくは厚み、前記基材の周囲の温度もしくは湿度、または前記処理物質の種類もしくは特性に係る各種情報を用いつつ、前記シミュレータ上のシミュレーションモデルからの出力である前記基材の表面における前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値をゼロに近づけるための強化学習を行う工程と、
l)前記工程j)における前記画像を解析して算出される前記処理物質の吐出位置の誤差の実測値と、前記工程k)における前記シミュレーションモデルからの出力である前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値と、を比較し、前記推測値が前記実測値よりも下回った場合に、前記第1制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記所定の制御値の入力を停止し、前記第2制御部から前記モータおよび前記ヘッドへの前記可変の制御値の入力を開始するように自動で切り替える工程と、
を有し、
前記工程k)において、前記シミュレーションモデルは、実際に前記基材を搬送しながら前記基材の表面に前記処理物質を吐出しつつ、前記搬送に係る制御値、および前記吐出に係る制御値と、前記各種情報と、前記処理物質が吐出された後の前記基材の表面の画像と、を複数取得した結果に基づいて、前記シミュレータ上で、予め、前記搬送に係る制御値と前記吐出に係る制御値、および前記各種情報から、前記基材の表面における前記処理物質の吐出位置の誤差の推測値を高精度に出力できるように、機械学習により作成済みである、基材処理方法。
A base material treatment method for ejecting a treatment substance from a head onto the surface of the base material while conveying a long belt-like base material in the longitudinal direction along a conveying path,
j) preset from the first control unit as a control value related to transportation including the number of revolutions of a motor that is a drive source for transporting the substrate and a control value related to ejection including the ejection timing of the treatment substance; obtaining an image of the surface of the base material after the treatment substance has been discharged while controlling the motor and the head by inputting the determined control value to the motor and the head; ,
k) In parallel with the step j), from the second control unit to the simulator, as the control value related to the transportation and the control value related to the ejection, variable control values are input while being updated, and the type of the base material is input. , shape or thickness, temperature or humidity around the substrate, or the type or characteristics of the substance to be treated, the above on the surface of the substrate that is output from the simulation model on the simulator a step of performing reinforcement learning to bring the estimated value of the error in the discharge position of the treatment substance closer to zero;
l) the measured value of the error in the ejection position of the treatment substance calculated by analyzing the image in step j) and the error in the ejection position of the treatment substance output from the simulation model in step k); When the estimated value is lower than the measured value, input of the predetermined control value from the first control unit to the motor and the head is stopped, and the second automatically switching to initiate input of the variable control value from a controller to the motor and the head;
has
In the step k), the simulation model, while actually conveying the substrate and discharging the treatment substance onto the surface of the substrate, sets a control value related to the transportation and a control value related to the ejection, Based on the results of acquiring a plurality of the various information and the image of the surface of the base material after the treatment substance has been discharged, a control value related to the transport and a control value related to the discharge are set in advance on the simulator. A method of treating a base material, which is prepared by machine learning so as to output an estimated value of the error of the discharge position of the treatment substance on the surface of the base material from the control value and the various information with high accuracy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021011859A JP7550667B2 (en) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | Substrate treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021011859A JP7550667B2 (en) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | Substrate treatment method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022115319A true JP2022115319A (en) | 2022-08-09 |
JP7550667B2 JP7550667B2 (en) | 2024-09-13 |
Family
ID=82748076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021011859A Active JP7550667B2 (en) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | Substrate treatment method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7550667B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020116869A (en) | 2019-01-25 | 2020-08-06 | セイコーエプソン株式会社 | Printer, learning device, learning method and learning program |
JP2020164321A (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社Screenホールディングス | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
-
2021
- 2021-01-28 JP JP2021011859A patent/JP7550667B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7550667B2 (en) | 2024-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11633967B2 (en) | Base material processing apparatus and base material processing method | |
JP6715120B2 (en) | Substrate processing device and meandering prediction method | |
JP6949627B2 (en) | Substrate processing equipment and detection method | |
JP6468805B2 (en) | Image recording apparatus and image recording method | |
JP2016026913A (en) | Recording apparatus, recording apparatus control method, and program | |
US10479116B2 (en) | Base material processing apparatus and detection method | |
US20130100193A1 (en) | Printing apparatus and inspection method | |
JP2021146510A (en) | Learning method, control method and printer | |
JP7449732B2 (en) | Abnormality detection method and transport device | |
JP2016132207A (en) | Printing position correction method and printer with use of same | |
JP7198019B2 (en) | Base material processing apparatus and detection method | |
JP2022115319A (en) | Base material processing method | |
JP7468129B2 (en) | Test image data generating device, inkjet recording device and test image data generating method | |
JP2021147112A (en) | Method of feed processing | |
JP2021147228A (en) | Conveying device and conveying method | |
JP7428671B2 (en) | Image forming device and image forming method | |
JP2021147226A (en) | Adjustment method and printer | |
WO2023068091A1 (en) | Printing device and printing method | |
JP2022122676A (en) | Carrying device, processing device, carrying method, and processing method | |
JP7221763B2 (en) | Base material treatment method | |
TWI852122B (en) | Printing apparatus and printing method | |
US11630613B2 (en) | Printing apparatus and printing system for detecting print quality based upon a detected variation | |
WO2023166812A1 (en) | Estimation method, control method, and device | |
US20170275117A1 (en) | Meandering correction apparatus, base material processing apparatus and meandering correction method | |
JP7460517B2 (en) | Printing devices and management methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240723 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240827 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240903 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7550667 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |