JP2023161377A - Machine learning device, data processing system, machine learning method, and data processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械学習装置、データ処理システム、機械学習方法及びデータ処理方法に関するものである。 The present invention relates to a machine learning device, a data processing system, a machine learning method, and a data processing method.
従来、画像形成装置によって印刷された印刷物をスキャンして得られる画像と、当該印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、当該印刷物を印刷した際の画像形成装置の制御情報(二次転写電圧とトナー定着温度)とを、学習済モデルに入力して、当該学習済モデルから出力される制御情報(つまり印刷不良を含まない印刷結果が得られると予測される制御情報)により、画像形成装置の制御情報を更新するシステムがある(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, an image obtained by scanning a printed matter printed by an image forming apparatus, medium information of the printing medium used for the printed matter, and control information (secondary transfer voltage) of the image forming apparatus when printing the said printed matter. and toner fixing temperature) into a trained model, and the image forming apparatus There is a system for updating the control information of (for example, see Patent Document 1).
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、例えば下地となる白トナー層の上にカラートナー層を重ねて印刷する場合に、白トナー層が上層のカラートナー層と混色して浮き上がる印刷不良が発生することがある。このような印刷不良のことを沈み込みと呼んでいる。 By the way, in an electrophotographic image forming apparatus, for example, when printing a color toner layer on top of a white toner layer as a base, a printing defect occurs in which the white toner layer mixes with the upper color toner layer and stands out. There are things to do. This type of printing defect is called sinking.
従来のシステムでは、どのような印刷不良が発生しているのか区別できないために、沈み込みのような印刷不良が発生している場合に、この印刷不良に影響されて学習済モデルから出力される制御情報の予測精度(つまり機械学習による予測精度)が低下してしまうという問題を有していた。 In conventional systems, it is not possible to distinguish what type of printing defect is occurring, so when a printing defect such as sinking occurs, the trained model is affected by this printing defect and outputs. There has been a problem in that the prediction accuracy of control information (that is, the prediction accuracy by machine learning) decreases.
本発明は以上の点を考慮したものであり、機械学習による予測精度を向上し得る機械学習装置、データ処理システム、機械学習方法及びデータ処理方法を提案しようとするものである。 The present invention takes the above points into consideration, and aims to propose a machine learning device, a data processing system, a machine learning method, and a data processing method that can improve prediction accuracy by machine learning.
本発明の機械学習装置は、白色トナー像を形成する第1画像形成部とカラートナー像を形成する第2画像形成部とを有する画像形成装置によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物における特徴量情報と、前記実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報と、前記実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際の制御情報である第1制御情報とを状態変数として取得する状態変数取得部と、前記特徴量情報を所定の閾値以内とする第2制御情報を教師データとして取得する教師データ取得部と、前記状態変数取得部で取得した前記状態変数と前記教師データ取得部で取得した前記教師データとに基づいて機械学習を行うことにより、学習済モデルを生成する学習済モデル生成部とを備える。 The machine learning device of the present invention prints a white toner image and a color toner image in a superimposed manner using an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image. feature information on the actual printed matter, printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of a print medium used in the actual printed matter, a state variable acquisition unit that acquires first control information that is control information when printing as a state variable; and a teacher data acquisition unit that acquires second control information that makes the feature amount information within a predetermined threshold as teacher data. and a trained model generation unit that generates a trained model by performing machine learning based on the state variables acquired by the state variable acquisition unit and the teacher data acquired by the teacher data acquisition unit. Be prepared.
また本発明のデータ処理システムは、白色トナー像を形成する第1画像形成部とカラートナー像を形成する第2画像形成部とを有する画像形成装置によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物における特徴量情報と、前記実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報と、前記実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際の制御情報である第1制御情報とを取得する実印刷物情報取得部と、前記実印刷物情報取得部により取得された情報を、上述した機械学習装置によって生成された前記学習済モデルに入力して第3制御情報を出力するデータ処理部と、前記データ処理部から出力された前記第3制御情報を記憶する第3制御情報記憶部とを備える。 Further, the data processing system of the present invention overlaps a white toner image and a color toner image using an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image. The image forming apparatus includes feature information in the printed actual printed matter, printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of the print medium used in the actual printed matter, and an actual printed matter information acquisition unit that acquires first control information that is control information when printing printed matter; and an actual printed matter information acquisition unit that acquires first control information that is control information when printing printed matter, and the learned information generated by the machine learning device described above. The data processing unit includes a data processing unit that inputs the third control information to the model and outputs the third control information, and a third control information storage unit that stores the third control information output from the data processing unit.
さらに本発明の機械学習方法は、
コンピュータを用いて、白色トナー像を形成する第1画像形成部とカラートナー像を形成する第2画像形成部とを有する画像形成装置によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物における特徴量情報と、前記実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報と、前記実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際の制御情報である第1制御情報とを状態変数として取得する第1の処理と、前記特徴量情報を所定の閾値以内とする第2制御情報を教師データとして取得する第2の処理と、前記第1の処理により取得された前記状態変数と前記第2の処理により取得された前記教師データとに基づいて機械学習を行うことにより、学習済モデルを生成する第3の処理とを含む。
Furthermore, the machine learning method of the present invention
A computer is used to print a white toner image and a color toner image superimposed on each other by an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image. feature amount information on the printed matter, printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of a printing medium used for the actual printed matter, and information on how the image forming device printed the actual printed matter. a first process of acquiring first control information that is control information at the time as a state variable; a second process of acquiring second control information that makes the feature amount information within a predetermined threshold as teacher data; and a third process of generating a learned model by performing machine learning based on the state variable acquired by the first process and the teacher data acquired by the second process.
さらに本発明のデータ処理方法は、コンピュータを用いて、白色トナー像を形成する第1画像形成部とカラートナー像を形成する第2画像形成部とを有する画像形成装置によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物における特徴量情報と、前記実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報と、前記実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際の制御情報である第1制御情報とを取得する第4の処理と、前記第4の処理により取得された情報を、上述した機械学習方法によって生成された前記学習済モデルに入力して第3制御情報を出力する第5の処理と、前記第5の処理により出力された前記第3制御情報を記憶する第6の処理とを含む。 Furthermore, the data processing method of the present invention uses a computer to create a white toner image and a color toner image by an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image. feature amount information of the actual printed matter printed in a superimposed manner with the actual printed matter, printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of the printing medium used for the actual printed matter, and the image. a fourth process of acquiring first control information that is control information when the forming device prints the actual printed matter; and a fourth process of acquiring first control information that is control information when the forming device prints the actual printed matter, and a process that uses the information acquired by the fourth process to generate information using the machine learning method described above. The method includes a fifth process of inputting the learned model and outputting third control information, and a sixth process of storing the third control information output by the fifth process.
本発明によれば、状態変数として、実印刷物における特徴量情報と、実印刷物に用いた印刷媒体の媒体情報と、実印刷物を印刷した際の第1制御情報とにくわえて、実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報を採用して機械学習を行うため、制度の高い所望の学習済モデルを生成することができ、当該学習済モデルを用いて制御情報の予測精度を向上させることができる。 According to the present invention, in addition to the feature information of the actual printed matter, the medium information of the print medium used for the actual printed matter, and the first control information when printing the actual printed matter, the state variables are included in the actual printed matter. Since machine learning is performed using printing defect characteristic information that indicates the type of printing defects that occur, it is possible to generate a desired trained model with high accuracy, and use the trained model to improve the prediction accuracy of control information. can be done.
本発明は、機械学習による予測精度を向上し得る機械学習装置、データ処理システム、機械学習方法及びデータ処理方法を実現できる。 The present invention can realize a machine learning device, a data processing system, a machine learning method, and a data processing method that can improve prediction accuracy by machine learning.
以下、発明を実施するための形態(以下、これを実施の形態と呼ぶ)について、図面を用いて詳細に説明する。尚、以下では、本発明の目的を達成するために必要な部分を主に説明し、それ以外の公知技術の部分については適宜説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail using the drawings. In the following, the parts necessary to achieve the object of the present invention will be mainly explained, and the explanation of other known technology parts will be omitted as appropriate.
まず、本実施の形態における機械学習装置及び機械学習方法の学習対象としての印刷出力を行う電子写真方式の画像形成装置の基本的な構成について説明する。 First, the basic configuration of an electrophotographic image forming apparatus that performs print output as a learning target of a machine learning device and a machine learning method in this embodiment will be described.
[1.画像形成装置の構成]
図1に、本実施の形態における画像形成装置10の基本的な構成(印刷機構)を示す。この図1に例示する画像形成装置10は、いわゆる中間転写方式のカラープリンタであり、印刷媒体供給部20と、画像形成部30と、転写部40と、定着部50と、出力部60と、制御部70とを備える。
[1. Configuration of image forming apparatus]
FIG. 1 shows the basic configuration (printing mechanism) of an
印刷媒体供給部20は、印刷媒体PMを画像形成装置10内に供給するためのものであり、用紙トレイ21と、手差しトレイ22と、複数個の給紙ローラ23とを有する。用紙トレイ21は、複数の印刷媒体PMが積層され収容されるものである。この用紙トレイ21内に収容される印刷媒体PMは、一般用紙(A4普通紙、B4普通紙など)であるのが一般的である。手差しトレイ22は、画像形成装置10本体側面に収納可能に設けられ、主に一般用紙とは異なる特殊な印刷媒体PMに印刷を行う場合に、当該特殊な印刷媒体PMを給紙するためのトレイである。ここで、一般用紙とは異なる特殊な印刷媒体PMとは、例えばラベル紙などである。尚、ラベル紙については既存のものであるため詳しい説明は省略するが、例えば台紙上にラベルが粘着剤で糊付けされたものである。複数個の給紙ローラ23は、用紙トレイ21内の、あるいは手差しトレイ22に載置された印刷媒体PMを搬送経路PLに搬送するために適所に配置されたローラである。
The print
画像形成部30は、画像(トナー像)を形成するためのものであり、並列配置された複数(本実施の形態では5つ)の画像形成ユニット31(31W、31K、31C、31M、31Y)と複数の露光手段(LEDヘッド)34とを有する。複数の画像形成ユニット31(31W、31K、31C、31M、31Y)は、トナー色が異なるのみでその構成は基本的に同一のものであり、主に、感光体ドラム32と、帯電ローラと、現像剤担持体としての現像ローラ33と、供給ローラと、トナータンクとを備える。
The
複数の画像形成ユニット31(31W、31K、31C、31M、31Y)は、それぞれホワイト(White)、ブラック(blacK)、シアン(Cyan)、マゼンダ(Magenda)、イエロー(Yellow)のトナー像を形成するためのユニットである。画像形成装置10は、これら複数の画像形成ユニット31により、カラー印刷が可能となっている。具体的には、各画像形成ユニット31では、露光手段34から照射された光によって感光体ドラム32の表面に形成された静電潜像に、トナータンクから供給ローラを介して現像ローラ33に供給されたトナーを付着させて現像することにより、感光体ドラム32の表面にトナー像を形成するようになっている。各画像形成ユニット31の感光体ドラム32に形成されたトナー像は、後述する転写部40の中間転写ベルト41に転写される。
The plurality of image forming units 31 (31W, 31K, 31C, 31M, 31Y) form toner images of white, black, cyan, magenta, and yellow, respectively. It is a unit for The
尚、各画像形成ユニット31の帯電ローラ、現像ローラ33、供給ローラのそれぞれに印加される電圧(帯電電圧、現像電圧、供給電圧)は、後述する制御部70により制御される。
Note that the voltages (charging voltage, developing voltage, supply voltage) applied to each of the charging roller, developing
転写部40は、画像形成部30で形成されたトナー像を印刷媒体PMに転写するためのものであり、中間転写ベルト41と、複数の一次転写ローラ42(42W、42K、42C、42M、42Y)と、バックアップローラ43と、二次転写ローラ44とを備える。中間転写ベルト41は、駆動用のローラなどを含む複数のローラに支持され、主にゴムなどの樹脂材料から構成された環状の弾性ベルトである。この中間転写ベルト41の表面には、画像形成ユニット31で形成された各色のトナー像が転写(一次転写)されて形成され、この形成されたトナー像は後に印刷媒体PMに転写(二次転写)される。複数の一次転写ローラ42(42W、42K、42C、42M、42Y)は、画像形成ユニット31で形成された各色のトナー像を中間転写ベルト41に転写するためのものであり、複数の画像形成ユニット31(31W、31K、31C、31M、31Y)のそれぞれの感光体ドラム32に対向配置され、且つ対向する各感光体ドラム32との間に中間転写ベルト41を挟持するように配置される。一次転写ローラ42には、所定の一次転写電圧が印加される。一次転写電圧は、後述する制御部70により制御される。
The
バックアップローラ43は、中間転写ベルト41を支持する複数のローラのうちの1つであり、後述する二次転写ローラ44に中間転写ベルト41を間に介して対向する位置に配置される。二次転写ローラ44は、搬送経路PLの途中であって、バックアップローラ43に中間転写ベルト41を間に介して対向する位置に配置されており、この二次転写ローラ44と中間転写ベルト41との間に印刷媒体PMを通過させる際に、中間転写ベルト41に予め形成されたトナー像を転写するべく機能する。この二次転写ローラ44には、所定の二次転写電圧が印加される。二次転写電圧は、後述する制御部70により制御される。
The
定着部50は、転写部40でトナー像が転写された印刷媒体PMに熱と圧力を付与することで、トナー像を印刷媒体PM上に定着させるためのものであり、定着ローラ51と加圧ローラ52とを備える。定着ローラ51は、その内部にヒータ(図示省略)が内蔵され、このヒータに供給される電流値により定着温度が制御されている。このヒータに供給される電流値は、後述する制御部70によって制御される。加圧ローラ52は、定着ローラ51に対して付勢力が付与されている。これにより、定着ローラ51と加圧ローラ52との間を通過する印刷媒体PMには所定の定着圧力が印加される。
The fixing
出力部60は、定着部50によりトナー像が定着された印刷媒体PMを実印刷物として画像形成装置10外部に出力するものであり、排出トレイ61と、複数の搬送ローラ62とを備える。排出トレイ61は、画像形成装置10の上部に形成され、搬送経路PLを経て出力された実印刷物APが載置されるものである。複数の搬送ローラ62は、搬送経路PLの各所に設けられ、印刷媒体PMを排出トレイまで搬送するものである。尚、出力部60のいずれかの位置に、トナー像を定着した際に生じた熱を除去するための冷却手段を任意で設けても良い。
The
制御部70は、画像形成装置10の各部を制御するためのものであり、周知のCPUと記憶手段(メモリ)などで構成される。この制御部70は、上述した通り、露光手段34の基準光量と、帯電ローラ、現像ローラ33、供給ローラのそれぞれに印加される電圧(帯電電圧、現像電圧、供給電圧)と、二次転写ローラ44に印加される二次転写電圧と、定着ローラ51内部のヒータに供給する電流とを制御する機能を有している。画像形成装置10の基本的な構成の説明は、以上である。
The
尚、本実施の形態では、画像形成装置10として、中間転写方式のカラープリンタを採用したが、これに限らず、感光体ドラムから印刷媒体に直接転写するタンデム式やロータリー式のものを採用したり、露光手段としてLEDヘッドではなくレーザーヘッドを有するプリンタを採用したり、プリンタに代えて複写機、ファクシミリあるいはこれらの機能が組み合わされたデジタル複合機を採用したりしてもよい。
In this embodiment, an intermediate transfer type color printer is used as the
上述した構成を備える画像形成装置10を用いて印刷媒体PMに印刷する際には、最適な印刷結果を得るべく、様々な制御パラメータ(つまり印刷設定値)が調整される。これら様々な制御パラメータについて本発明者らが検証を行ったところ、当該種々の制御パラメータのうち、二次転写ローラ44に印加する二次転写電圧と定着ローラ51のトナー定着温度(すなわち定着ローラ51内のヒータに供給される電流の電流値)の2つが、特に印刷の質に直接影響する制御情報であることが知得された。言い換えれば、これら二次転写電圧及びトナー定着温度が、印刷面に発生する印刷不良との間に高い相関関係を有する制御パラメータであることが知得された。そして、これら2つの制御パラメータと印刷不良との関係についてさらに詳しく検証を行ったところ、二次転写電圧が高いと、チリ(白点が発生する印刷不良)などの原因となり、反対に二次転写電圧が低いと、カスレ(色が薄くなる印刷不良)などの原因となる。またトナー定着温度が高いと、雨だれ(雨だれ状の模様が発生する印刷不良)などの原因となり、反対にトナー定着温度が低いと、画ズレ(トナー像が印刷媒体に定着できすに生じる印刷不良)などの原因となることが知得された。
When printing on the print medium PM using the
このことから、画像形成装置10では、二次転写電圧とトナー定着温度を調整することにより、上述した印刷不良(チリ、カスレ、雨だれ、画ズレなど)の発生を抑制することができることがわかった。
From this, it was found that in the
そこで、後述する本実施の形態における機械学習装置100においては、その調整対象となる制御情報(つまり制御パラメータ)を二次転写電圧及びトナー定着温度とし、これら2つの制御情報を予測するための学習済モデルを生成するようになっている。すなわち、機械学習装置100では、詳しくは後述するが、画像形成装置10により実際に印刷された実印刷物における特徴量情報(実印刷物をスキャンした画像、前記画像から取得した不良特性情報)と、実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、画像形成装置10が実印刷物を印刷した際の制御情報(二次転写電圧とトナー定着温度)とを用いて、教師あり学習により学習済モデルを生成するようになっている。
Therefore, in the
ところで、上述した構成を備える画像形成装置10では、例えば普通紙と比較してトナー転写自に高い二次転写電圧が必要となる高抵抗媒体のラベル紙や厚紙などに下地となる白トナー層の上にカラートナー層を重ねて印刷する場合などに、沈み込みと呼ばれる印刷不良(白トナー層が上層のカラートナー層に浮き上がって混色する印刷不良)が発生することがある。
Incidentally, in the
このため、詳しくは後述するが、本実施の形態に係る機械学習装置100においては、チリ、カスレ、雨だれ、画ズレ、沈み込みなどの印刷不良が、二次転写電圧に関わる印刷不良(チリ、カスレなど)なのか、トナー定着温度に関わる印刷不良(雨だれ、画ズレなど)なのか、それぞれに関わらない印刷不良(沈み込みなど)なのかを区別するために、実印刷物における特徴量情報(画像)と、実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、画像形成装置10が実印刷物を印刷した際の制御情報とにくわえて、実印刷物における印刷不良の特性を示す印刷不良特性情報を用いて、学習済モデルを生成するようになっている。
For this reason, although the details will be described later, in the
[2.機械学習装置の構成]
図2は、本実施の形態における機械学習装置100の概略ブロック図である。機械学習装置100は、状態変数取得部110と、教師データ取得部120と、学習済モデル生成部130と、記憶部140とを備えている。前述の構成要素から理解できるように、本実施の形態における機械学習装置100は、いわゆる教師あり学習により学習済モデルを生成する装置である。
[2. Configuration of machine learning device]
FIG. 2 is a schematic block diagram of
上述したように、機械学習装置100は、制御情報としての二次転写電圧及びトナー定着温度を調整するための学習済モデルを生成するようになっていて、より具体的には、二次転写電圧を調整するため(つまり最適な二次転写電圧を予測するため)の学習済モデルと、トナー定着温度を調整するため(つまり最適なトナー定着温度を予測するため)の学習済モデルとを別々に生成するようになっている。ここでは、二次転写電圧を調整するための学習済モデルを転写電圧予測モデルと呼び、トナー定着温度を調整するための学習済モデルを定着温度予測モデルと呼ぶ。
As described above, the
尚、図2においては、理解を容易にする目的で、機械学習装置100を画像形成装置10とは別体のコンピュータ(サーバ装置やPC等)に内蔵したものを例示しているが、機械学習装置100を画像形成装置10に内蔵してもよい。
Note that in FIG. 2, for the purpose of easy understanding, the
状態変数取得部110は、学習済モデル(転写電圧予測モデル及び定着温度予測モデル)を生成するために必要なパラメータ情報を状態変数として取得するものである。上述したように、機械学習装置100では転写電圧予測モデルと定着温度予測モデルを生成するようになっており、状態変数取得部110は、転写電圧予測モデルを生成する際には転写電圧予測モデルの生成に必要な状態変数を取得し、定着温度予測モデルを生成する際には定着温度予測モデルの生成に必要な状態変数を取得するようになっている。機械学習を行うに当たり、状態変数は生成される学習済モデルの精度を決定付ける最も重要な要素である。そして、状態変数として取得する情報の組み合わせが異なれば、生成される学習済モデルも当然異なることから、その組み合わせについても極めて重要な要素であることは本発明において特に留意すべき事項である。
The state
本実施の形態において、状態変数取得部110は、実印刷物APにおける特徴量情報と、実印刷物APに用いられた印刷媒体PM(図1参照)の媒体情報と、実印刷物APにおける印刷不良特性情報と、実印刷物APを出力した際の制御情報(以下、「第1制御情報」という)との4つの情報を状態変数として取得するものである。状態変数を取得する方法については、機械学習装置100と画像形成装置10との接続状態等に合わせて任意に設定でき、ローカルな、あるいはインターネットを介した通信手段等を用いることや、任意の記憶媒体を介して取得される。そして、取得したこれら4つの情報は、1つのデータセットとして後述する記憶部140に記憶される。ここで、状態変数として取得される4つの情報について以下に説明する。
In this embodiment, the state
実印刷物APにおける特徴量情報とは、実印刷物APに生じている印刷不良に関する情報である。ここで、実際に機械学習装置100に入力する特徴量情報としては、実印刷物APを周知のスキャナを用いて読み込んだ画像のデータであればよい。
The feature amount information in the actual printed material AP is information regarding printing defects occurring in the actual printed material AP. Here, the feature information actually input to the
本実際の形態では、学習済モデル生成時に、図3に示す診断チャートDCが印刷された実印刷物APを用いる。診断チャートDCは、転写電圧予測領域AR1と定着温度予測領域AR2とで構成されている。転写電圧予測領域AR1は、例えばDuty100%の白色画像(つまり白色トナー像)上にDuty100%の青色画像(つまりカラートナー像)が重ねて印刷された領域であり、二次転写電圧に関わる印刷不良が発生している場合に、この印刷不良が青色の上に白色で顕著に表れることにより判別し易くなっている。実印刷物APに印刷されている転写電圧予測領域AR1の部分をスキャナで読み込んだ画像(つまり転写電圧予測領域AR1の画像であり、転写電圧予測用画像と呼ぶ)が、実印刷物APにおける特徴量情報として用いられる。 In this actual embodiment, when generating a trained model, an actual printed matter AP on which a diagnostic chart DC shown in FIG. 3 is printed is used. The diagnostic chart DC is composed of a transfer voltage prediction area AR1 and a fixing temperature prediction area AR2. The transfer voltage prediction area AR1 is, for example, an area in which a blue image with a duty of 100% (that is, a color toner image) is printed over a white image (that is, a white toner image) with a duty of 100%, and is a printing defect related to the secondary transfer voltage. When this occurs, this printing defect appears conspicuously in white on top of blue, making it easy to identify. The image obtained by scanning the portion of the transfer voltage prediction area AR1 printed on the actual print AP (that is, the image of the transfer voltage prediction area AR1, and referred to as the transfer voltage prediction image) is the feature amount information in the actual print AP. used as.
一方で、定着温度予測領域AR2は、例えばDuty30%の白色画像上にDuty100%の黒色画像が重ねて印刷された領域であり、トナー定着温度に関わる印刷不良が発生している場合に、この印刷不良が黒色の上に白色で顕著に表れることにより判別し易く、且つ沈み込みの発生をできるだけ抑えるようになっている。実印刷物APに印刷されている定着温度予測領域AR2の部分をスキャナで読み込んだ画像(つまり定着温度予測領域AR2の画像であり、定着温度予測用画像と呼ぶ)が、実印刷物APにおける特徴量情報として用いられる。前記転写電圧予測領域AR1の画像(転写電圧予測用画像)と前記定着温度予測領域AR2の画像(定着温度予測用画像)が、二次転写電圧またはトナー定着温度を予測するために用いられる。ここで、転写電圧を予測するときに定着温度予測領域AR2の画像(定着温度予測用画像)も用いる理由は、転写電圧予測領域AR1の印刷状態が定着温度の変化にも影響を受けるためである。同様に、二次転写電圧を予測するときに転写電圧予測領域AR1の画像(転写電圧予測用画像)も用いる理由は、定着温度予測領域AR2の印刷状態が二次転写電圧の変化にも影響を受けるためである。 On the other hand, the fixing temperature predicted area AR2 is an area where, for example, a black image with a duty of 100% is printed over a white image with a duty of 30%, and when a printing defect related to the toner fixing temperature occurs, this printing It is easy to identify defects because they appear conspicuously in white on black, and the occurrence of sinking is suppressed as much as possible. The image obtained by scanning the portion of the fixing temperature prediction area AR2 printed on the actual printed matter AP (that is, the image of the fixing temperature predicted area AR2, and referred to as the image for fixing temperature prediction) is the feature amount information in the actual printed matter AP. used as. The image of the transfer voltage prediction area AR1 (transfer voltage prediction image) and the image of the fixing temperature prediction area AR2 (fixing temperature prediction image) are used to predict the secondary transfer voltage or toner fixing temperature. Here, the reason why the image of the fixing temperature prediction area AR2 (image for fixing temperature prediction) is also used when predicting the transfer voltage is that the printing state of the transfer voltage prediction area AR1 is also affected by changes in the fixing temperature. . Similarly, the reason why the image of the transfer voltage prediction area AR1 (transfer voltage prediction image) is also used when predicting the secondary transfer voltage is that the printing condition of the fixing temperature prediction area AR2 also affects changes in the secondary transfer voltage. It is to receive.
尚、例えば上記画像のデータを、機械学習装置100の入力層に入力するのに好適な情報に事前に調整する前処理プロセスを採用することももちろん可能である。具体的な前処理プロセスについては、画像認識の技術分野において通常用いられる手法が採用できることは当業者であれば容易に理解できるため、ここではその説明を省略する。
Note that, for example, it is of course possible to employ a preprocessing process in which the data of the above image is adjusted in advance to information suitable for inputting into the input layer of the
印刷媒体PMの媒体情報とは、印刷媒体PMについての種々の情報であり、好適には印刷媒体PMのコーティングの有無、素材、厚さ、重量、密度、紙色などに関する情報である。また印刷媒体PMがラベル紙である場合、表面基材(台紙部分)と裏面基材(ラベル部分)の紙厚、粘着剤のタイプなどが含まれる。尚、本実施の形態では、例えば、印刷媒体PMとしてラベル紙を用いている。このような媒体情報は、印刷の質に特に影響のあるパラメータとして本発明者が特定したものであり、このような媒体情報に基づいて機械学習を行うことで、効率的に高精度の学習済モデルを生成できるものである。尚、媒体情報としての素材は、印刷媒体PMに用いられている主要な素材を特定すれば足り、付加的に含まれる素材についての情報までをも要するものでは必ずしもない。また、媒体情報としての重量は、印刷媒体の重さに関連する特性を示すものであれば種々のものを利用可能であり、具体的には、例えば坪量や連量といった、画像形成装置の技術分野において一般に用いられるものを利用することができる。 The medium information of the print medium PM is various information about the print medium PM, preferably information regarding the presence or absence of coating of the print medium PM, material, thickness, weight, density, paper color, etc. In addition, when the print medium PM is label paper, the paper thickness of the front base material (mounting part) and the back base material (label part), the type of adhesive, etc. are included. In this embodiment, for example, label paper is used as the print medium PM. This kind of media information was identified by the inventor as a parameter that particularly affects the quality of printing, and by performing machine learning based on such media information, it is possible to efficiently obtain highly accurate learned information. It is possible to generate a model. Note that the material as medium information only needs to specify the main material used in the print medium PM, and information on additionally included materials is not necessarily required. In addition, various types of weight can be used as media information as long as they indicate characteristics related to the weight of the print medium. Specifically, for example, the basis weight and ream weight of the image forming apparatus can be used. Those commonly used in the technical field can be used.
実印刷物APにおける印刷不良特性情報とは、実印刷物APにおける印刷不良の特性を示す情報であり、より具体的には実印刷物APに印刷された診断チャートDCの転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別と程度、及び定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度を示すものである。転写電圧予測モデルの生成時には、転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別と程度、及び定着温度予測領域AR2における印刷不良の程度が、実印刷物APにおける印刷不良特性情報として用いられる。また定着温度予測モデルの生成時には、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度、及び転写電圧予測領域AR1における印刷不良の程度が、実印刷物APにおける印刷不良特性情報として用いられる。 The printing defect characteristic information in the actual printed material AP is information indicating the characteristics of the printing defect in the actual printed material AP, and more specifically, the printing defect characteristic information in the transfer voltage prediction area AR1 of the diagnostic chart DC printed on the actual printed material AP. It shows the type and degree of printing defects and the type and degree of printing defects in the fixing temperature prediction area AR2. When generating the transfer voltage prediction model, the type and degree of printing defects in the transfer voltage prediction region AR1 and the degree of printing defects in the fixing temperature prediction region AR2 are used as printing defect characteristic information in the actual printed matter AP. Furthermore, when generating the fixing temperature prediction model, the type and degree of printing defects in the fixing temperature prediction area AR2 and the degree of printing defects in the transfer voltage prediction area AR1 are used as printing defect characteristic information in the actual printed matter AP.
ここでまず印刷不良の種別について説明する。印刷不良の種別としては、例えば「正常」、「定着温度上昇による印刷不良」、「定着温度下降による印刷不良」、「転写電圧上昇による印刷不良」、「転写電圧下降による印刷不良」の5種別がある。 First, the types of printing defects will be explained. There are five types of printing defects: "normal", "printing defects due to rising fixing temperature", "printing defects due to falling fixing temperature", "printing defects due to rising transfer voltage", and "printing defects due to falling transfer voltage". There is.
5種別のうち、「定着温度上昇による印刷不良」と「定着温度下降による印刷不良」は、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別である。すなわち、「定着温度上昇による印刷不良」は、定着温度予測領域AR2に、トナー定着温度が適切な値よりも高いために雨だれなどの印刷不良が発生していることを示す。また「定着温度下降による印刷不良」は、定着温度予測領域AR2に、トナー定着温度が適切な値よりも低いために画ズレなどの印刷不良が発生していることを示す。 Among the five types, "printing defect due to increase in fixing temperature" and "printing defect due to decrease in fixing temperature" are types of printing defects in the fixing temperature prediction area AR2. That is, "printing defect due to rise in fixing temperature" indicates that a printing defect such as raindrops has occurred in the fixing temperature prediction area AR2 because the toner fixing temperature is higher than an appropriate value. Further, "printing defect due to fall in fixing temperature" indicates that a printing defect such as image shift occurs in the fixing temperature prediction area AR2 because the toner fixing temperature is lower than an appropriate value.
また「転写電圧上昇による印刷不良」と「転写電圧下降による印刷不良」は、転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別である。すなわち、「転写電圧上昇による印刷不良」は、転写電圧予測領域AR1に、二次転写電圧が適切な値よりも高いためにチリなどの印刷不良が発生していることを示す。また「転写電圧下降による印刷不良」は、転写電圧予測領域AR1に、二次転写電圧が適切な値よりも低いためにカスレなどの印刷不良が発生していることを示す。 Further, "printing defect due to increase in transfer voltage" and "printing defect due to decrease in transfer voltage" are types of printing defects in the transfer voltage prediction area AR1. That is, "printing defect due to increase in transfer voltage" indicates that a printing defect such as dust has occurred in the transfer voltage prediction area AR1 because the secondary transfer voltage is higher than an appropriate value. Moreover, "printing defect due to transfer voltage drop" indicates that a printing defect such as blurring has occurred in the transfer voltage prediction area AR1 because the secondary transfer voltage is lower than an appropriate value.
さらに「正常」は、定着温度予測領域AR2と転写電圧予測領域AR1とで意味合いが異なっていて、定着温度予測領域AR2においてはトナー定着温度に関わる印刷不良が発生していないことを示し、転写電圧予測領域AR1においては二次転写電圧に関わる印刷不良が発生していないことを示す。 Furthermore, "normal" has different meanings in the fixing temperature prediction area AR2 and the transfer voltage prediction area AR1. This indicates that no printing defects related to the secondary transfer voltage have occurred in the predicted area AR1.
ここで、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別について、具体的な例を挙げて説明する。図4(A)~(D)に、実際に印刷された定着温度予測領域AR2を示す。ここで、図4(A)~(D)に示す定着温度予測領域AR2は、それぞれ印刷時の制御パラメータ(トナー定着温度)が異なっていて、それぞれ140℃、150℃、160℃、170℃と10℃間隔で異なっている。尚、二次転写電圧については、全て1000Vで等しくなっている。 Here, the types of printing defects in the fixing temperature prediction region AR2 will be explained using a specific example. FIGS. 4(A) to 4(D) show the actually printed fixing temperature predicted area AR2. Here, the fixing temperature prediction regions AR2 shown in FIGS. 4(A) to (D) each have different control parameters (toner fixing temperature) during printing, and are 140°C, 150°C, 160°C, and 170°C, respectively. The temperature varies by 10°C. Note that the secondary transfer voltages are all equal to 1000V.
図4(A)に示す定着温度予測領域AR2は、印刷時の定着温度が140℃の場合であり、この場合には、定着温度予測領域AR2にトナー定着温度に関わる印刷不良は発生していない。よってこの場合、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別は「正常」となる。 The predicted fixing temperature area AR2 shown in FIG. 4(A) is for the case where the fixing temperature during printing is 140°C, and in this case, no printing defects related to toner fixing temperature have occurred in the predicted fixing temperature area AR2. . Therefore, in this case, the type of printing defect in the fixing temperature prediction area AR2 is "normal".
図4(B)に示す定着温度予測領域AR2は、印刷時の定着温度が150℃の場合であり、この場合の定着温度予測領域AR2には、トナー定着温度に関わる印刷不良は発生していない。尚、この場合、定着温度予測領域AR2には、図中楕円形で示す領域CL1内に白点パターンが見られるが、これはトナー定着温度に関わる印刷不良ではない。よってこの場合、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別は「正常」となる。 The predicted fixing temperature area AR2 shown in FIG. 4(B) is for the case where the fixing temperature during printing is 150°C, and in this case, the predicted fixing temperature area AR2 does not have any printing defects related to the toner fixing temperature. . In this case, in the fixing temperature predicted area AR2, a white dot pattern is seen in the area CL1 indicated by an oval in the figure, but this is not a printing defect related to the toner fixing temperature. Therefore, in this case, the type of printing defect in the fixing temperature prediction area AR2 is "normal".
図4(C)に示す定着温度予測領域AR2は、印刷時の定着温度が160℃の場合であり、この場合の定着温度予測領域AR2には、図中楕円形で示す領域CL2内に白点パターンが見られ、また図中楕円形で示す領域CL3内に花火パターンが見られ、さらに図中四角形で示す領域SQ1内に雨だれパターンが見られる。これらのうち、白点パターンと花火パターンは、トナー定着温度に関わる印刷不良ではない。一方で、雨だれパターンは、トナー定着温度が適切な値よりも高いために発生する印刷不良である。よってこの場合、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別は「定着温度上昇による印刷不良」となる。 The fixing temperature predicted area AR2 shown in FIG. A fireworks pattern can be seen in the area CL3 indicated by the oval in the figure, and a raindrop pattern can be seen in the area SQ1 indicated by the rectangle in the figure. Among these, the white spot pattern and the fireworks pattern are not printing defects related to toner fixing temperature. On the other hand, a raindrop pattern is a printing defect that occurs because the toner fixing temperature is higher than an appropriate value. Therefore, in this case, the type of printing defect in the fixing temperature prediction area AR2 is "printing defect due to rise in fixing temperature."
図4(D)に示す定着温度予測領域AR2は、印刷時の定着温度が170℃の場合であり、この場合の定着温度予測領域AR2には、図中四角形で示す領域SQ2内に雨だれパターンが見られる。この雨だれパターンは、トナー定着温度が適切な値よりも高いために発生する印刷不良である。よってこの場合も、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別は「定着温度上昇による印刷不良」となる。 The fixing temperature predicted area AR2 shown in FIG. 4(D) is for the case where the fixing temperature during printing is 170°C, and in this case, the fixing temperature predicted area AR2 includes a raindrop pattern in the area SQ2 indicated by a rectangle in the figure. Can be seen. This raindrop pattern is a printing defect that occurs because the toner fixing temperature is higher than an appropriate value. Therefore, in this case as well, the type of printing defect in the fixing temperature prediction area AR2 is "printing defect due to rise in fixing temperature."
このような定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別は、定着温度予測領域AR2の画像(つまり定着温度予測用画像)を用いて判別することができる。判別方法については、種々の方法を用いることができる。例えば、様々なパターンの定着温度予測用画像と、そのときの印刷不良の種別とを機械学習することにより生成された予測モデルを利用して印刷不良の種別を判別したり、様々な印刷不良のパターン画像を用意して、定着温度予測用画像から抽出したパターン画像と用意されたパターン画像との類似度を比較することで印刷不良の種別を判別したりする方法を用いることができる。転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別も同様にして判別すればよい。 The type of printing defect in the fixing temperature prediction area AR2 can be determined using the image of the fixing temperature prediction area AR2 (that is, the fixing temperature prediction image). Various methods can be used for the determination method. For example, a prediction model generated by machine learning of various patterns of fusing temperature prediction images and the types of printing defects at that time can be used to determine the type of printing defects, or A method can be used in which a pattern image is prepared and the type of printing defect is determined by comparing the degree of similarity between the pattern image extracted from the fixing temperature prediction image and the prepared pattern image. The type of printing defect in the transfer voltage prediction area AR1 may also be determined in the same manner.
尚、ここでは、一例として、定着温度予測領域AR2にトナー定着温度に関わる印刷不良が発生していない場合(図4(A)、(B))と、トナー定着温度上昇による印刷不良が発生している場合(図4(C)、(D))における、印刷不良の種別について説明した。同様に、定着温度予測領域AR2にトナー定着温度下降による印刷不良が発生している場合、印刷不良の種別は「定着温度下降による印刷不良」となる。また転写電圧予測領域AR1に二次転写電圧に関わる印刷不良が発生していない場合、印刷不良の種別は「正常」となり、二次転写電圧下降による印刷不良が発生している場合、「転写電圧下降による印刷不良」となり、二次転写電圧上昇による印刷不良が発生している場合、「転写電圧上昇による印刷不良」となる。 Here, as an example, a case where a printing defect related to toner fixing temperature does not occur in the fixing temperature prediction area AR2 (FIG. 4 (A), (B)), and a case where a printing defect due to an increase in toner fixing temperature occurs. The types of printing defects in the case where the printing error occurs (FIGS. 4C and 4D) have been explained. Similarly, if a printing defect due to a drop in toner fixing temperature occurs in the fixing temperature prediction area AR2, the type of printing defect is "printing defect due to a drop in fixing temperature." Furthermore, if there is no printing defect related to the secondary transfer voltage in the transfer voltage prediction area AR1, the type of printing defect will be "normal", and if a printing defect due to a drop in the secondary transfer voltage has occurred, the type of printing defect will be "normal". If a printing defect occurs due to an increase in secondary transfer voltage, it becomes a "printing defect due to an increase in transfer voltage."
上述したように、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別は、単に定着温度予測領域AR2に印刷不良が発生しているかどうかではなく、トナー定着温度に関わる印刷不良が発生しているかどうかを示す情報となっている。詳しくは後述するが、このような定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別を、定着温度予測モデルを生成する際の状態変数として用いることで、定着温度予測モデルを用いたトナー定着温度の予測精度を向上させることができる。 As described above, the type of printing defect in the fixing temperature prediction area AR2 does not simply indicate whether a printing defect has occurred in the fixing temperature prediction area AR2, but indicates whether a printing defect related to toner fixing temperature has occurred. It is information. As will be described in detail later, by using the type of printing defect in the fixing temperature prediction area AR2 as a state variable when generating the fixing temperature prediction model, the accuracy of predicting the toner fixing temperature using the fixing temperature prediction model can be improved. can be improved.
同様に、転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別は、単に転写電圧予測領域AR1に印刷不良が発生しているかどうかではなく、二次転写電圧に関わる印刷不良が発生しているかどうかを示す情報となっている。詳しくは後述するが、このような転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別を、転写電圧予測モデルを生成する際の状態変数として用いることで、転写電圧予測モデルを用いた二次転写電圧の予測精度を向上させることができる。 Similarly, the type of printing defect in the transfer voltage prediction area AR1 is not simply information indicating whether a printing defect has occurred in the transfer voltage prediction area AR1, but information indicating whether a printing defect related to the secondary transfer voltage has occurred. It becomes. As will be described in detail later, by using the type of printing defect in the transfer voltage prediction area AR1 as a state variable when generating the transfer voltage prediction model, the secondary transfer voltage can be predicted using the transfer voltage prediction model. Accuracy can be improved.
つづけて印刷不良特性情報に含まれる印刷不良の程度について説明する。印刷不良の程度は、例えばPQ値と呼ぶパラメータで表される。このPQ値は、転写電圧予測領域AR1と定着温度予測領域AR2とで算出方法が異なる。 Next, the degree of printing defects included in the printing defect characteristic information will be explained. The degree of printing defects is expressed, for example, by a parameter called a PQ value. The calculation method for this PQ value differs between the transfer voltage prediction area AR1 and the fixing temperature prediction area AR2.
転写電圧予測領域AR1におけるPQ値の算出では、転写電圧予測領域AR1の画像(つまり転写電圧予測用画像)から共起行列の特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいてマハラビノス距離を算出する。そしてこの算出したマハラビノス距離を、転写電圧予測領域AR1におけるPQ値とする。 In calculating the PQ value in the transfer voltage prediction area AR1, the feature amount of the co-occurrence matrix is extracted from the image of the transfer voltage prediction area AR1 (that is, the image for transfer voltage prediction), and the Maharabinos distance is calculated based on the extracted feature amount. . The calculated Maharabinos distance is then set as the PQ value in the transfer voltage prediction region AR1.
一方、定着温度予測領域AR2におけるPQ値の算出では、定着温度予測領域AR2の画像(つまり定着温度予測用画像)に対して汎用の2値化処理を行うことで、印刷不良となっている部分(白色)と、それ以外の部分(黒色)とに分ける。そして印刷不良となっている部分の画素数を、定着温度予測用画像の全画素数で割った値をPQ値とする。 On the other hand, in calculating the PQ value in the fixing temperature prediction area AR2, by performing general-purpose binarization processing on the image in the fixing temperature prediction area AR2 (that is, the image for fixing temperature prediction), the portions that are defective in printing are (white) and other parts (black). Then, the PQ value is determined by dividing the number of pixels in the defective portion by the total number of pixels in the fixing temperature prediction image.
尚、本実施の形態では、印刷不良の程度を示すパラメータとしてPQ値を用いたが、これに限らず、印刷不良の程度を示すことができるパラメータであればPQ値とは異なる算出方法で算出される他のパラメータを用いてもよい。実印刷物APにおける印刷不良特性情報に含まれる印刷不良の種別と程度についての説明は以上である。 In this embodiment, the PQ value is used as a parameter indicating the degree of printing defects, but this is not limited to this. Any parameter that can indicate the degree of printing defects may be calculated using a calculation method different from the PQ value. Other parameters may also be used. This completes the description of the types and degrees of printing defects included in the printing defect characteristic information in the actual printed matter AP.
第1制御情報とは、実印刷物APを出力した際に実際に設定されていた制御パラメータであり、具体的には、画像形成装置10における定着ローラ51のトナー定着温度及び二次転写ローラ44に印加される二次転写電圧である。尚、転写電圧予測モデルの生成時には、二次転写電圧が第1制御情報として用いられ(トナー定着温度も第1制御情報として用いられる)、定着温度予測モデルの生成時には、トナー定着温度が第1制御情報(二次転写電圧も第1制御情報として用いられる)として用いられる。また上記画像形成装置10においては、印刷媒体PMに対し、中間転写ベルト41からトナー像が転写される形式のため、二次転写電圧を第1制御情報として採用しているが、中間転写ベルトを有しない、感光体ドラムから印刷媒体に直接転写するタンデム式の画像形成装置にあっては、トナー色の異なる複数の画像形成ユニットそれぞれが備える感光体ドラムから印刷媒体PMにトナー像を転写する際の転写電圧を第1制御情報として採用すればよい。状態変数として取得される4つの情報(実印刷物APにおける特徴量情報、実印刷物APに用いられた印刷媒体PMの媒体情報、実印刷物APにおける印刷不良特性情報、実印刷物APを出力した際の第1制御情報)についての説明は以上である。
The first control information is the control parameters that were actually set when the actual printed matter AP was output, and specifically, the toner fixing temperature of the fixing
図2に戻り、教師データ取得部120は、印刷不良を含む実印刷物APにおいて、その印刷不良の情報である特徴量情報が所定の閾値以内となる制御情報、簡潔に言えば、制御情報に関わる印刷不良を含まない印刷結果が得られるような改善された制御情報(以下、第2制御情報という)を、教師データとして取得するものである。
Returning to FIG. 2, the teacher
この第2制御情報は、例えば技術者ENが実印刷物APの出力結果及びその際の制御情報(つまりトナー定着温度及び二次転写電圧)等に基づいて導き出した制御情報(つまりトナー定着温度及び二次転写電圧)である。したがって、上記「所定の閾値」とは、特定の値を指すものである必要は必ずしもなく、技術者等から見て適切な出力結果が得られるような制御情報であれば、当該制御情報は「特徴量情報が所定の閾値以内」であるといえる。また、この第2制御情報は、技術者ENによって教師データ取得部に直接入力あるいは種々の通信手段や任意の記憶媒体を介して送信されることにより取得する。尚、転写電圧予測モデルの生成時には、二次転写電圧を第2制御情報として取得し、定着温度予測モデルの生成時には、トナー定着温度を第2制御情報として取得する。ここで二次転写電圧を第2制御情報として取得した場合、所定の閾値とは、実印刷物に二次転写電圧上昇による印刷不良が発生しない二次転写電圧以下(本発明では5000V以下)であり、トナー定着温度を第2制御情報として取得した場合、所定の閾値以下とは、実印刷物に定着温度上昇による印刷不良が発生しない定着温度以下(本発明では155℃以下)である。この第2制御情報は、状態変数取得部110で取得されデータセットとして記憶部140に記憶された対応するデータセットに関連付けられて、記憶部140内に記憶される。
This second control information is, for example, control information (that is, toner fixing temperature and secondary transfer voltage) derived by engineer EN based on the output result of the actual printed matter AP and the control information at that time (that is, toner fixing temperature and secondary transfer voltage). (next transfer voltage). Therefore, the above-mentioned "predetermined threshold value" does not necessarily have to refer to a specific value, and as long as the control information is such that an appropriate output result can be obtained from the perspective of an engineer, etc., the said control information is " It can be said that the feature amount information is within a predetermined threshold. Further, this second control information is acquired by the engineer EN by directly inputting it into the teacher data acquisition unit or by transmitting it via various communication means or arbitrary storage media. Note that when generating the transfer voltage prediction model, the secondary transfer voltage is acquired as the second control information, and when generating the fixing temperature prediction model, the toner fixing temperature is acquired as the second control information. When the secondary transfer voltage is acquired as the second control information, the predetermined threshold value is the secondary transfer voltage or lower (5000 V or lower in the present invention) at which printing defects due to increased secondary transfer voltage do not occur in the actual printed matter. , when the toner fixing temperature is acquired as the second control information, the predetermined threshold value or less is the fixing temperature below (155° C. or less in the present invention) at which printing defects due to an increase in the fixing temperature do not occur in actual printed matter. This second control information is stored in the
学習済モデル生成部130は、状態変数取得部110で取得した状態変数としての4つの情報からなるデータセットと、教師データ取得部120で取得し対応するデータセットに関連付けられた教師データとに基づいて、機械学習を実行し、学習済モデルを生成するものである。ここで実施される機械学習の具体的な方法については、以下に詳述する。
The trained
本発明に係る機械学習装置100は、その学習手法としてニューラルネットワークモデルを用いた教師あり学習を採用している。
The
図5は、学習済モデル生成部130において行われる教師あり学習のためのニューラルネットワークモデルの一例を表すものである。ニューラルネットワークモデルにおけるニューラルネットワークNNは、入力層LXにおけるk個のニューロンx(ニューロンx1~xk)と、第1中間層LY1におけるm個のニューロンy1(ニューロンy11~y1m)と、第2中間層LY2におけるn個のニューロンy2(ニューロンy21~y2n)と、出力層LZにおける1個のニューロンz(ニューロンz1)とを有している。この例では、2つの中間層を設けたが、これに限定されるものではなく、3つ以上の中間層を設けてもよいし、1つの中間層を設けてもよい。
FIG. 5 shows an example of a neural network model for supervised learning performed in the trained
入力層LXと第1中間層LY1との間、第1中間層LY1と第2中間層LY2との間、第2中間層LY2と出力層LZとの間には、ニューロンを接続するノードが設けられており、それぞれのノードには、重みwj(jは自然数)が対応づけられている。 Nodes for connecting neurons are provided between the input layer LX and the first hidden layer LY1, between the first hidden layer LY1 and the second hidden layer LY2, and between the second hidden layer LY2 and the output layer LZ. Each node is associated with a weight wj (j is a natural number).
本実施の形態におけるニューラルネットワークモデルにおけるニューラルネットワークは、学習用データセットを用いて、画像形成装置の制御情報と画像形成装置が出力した印刷物との相関関係を学習する。 The neural network in the neural network model in this embodiment uses a learning data set to learn the correlation between the control information of the image forming apparatus and the printed matter output by the image forming apparatus.
具体的には、定着温度予測モデル生成時、学習済モデル生成部130は、状態変数としての実印刷物APにおける特徴量情報(定着温度予測用画像、転写電圧予測用画像)、媒体情報、印刷不良特性情報(定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度、及び転写電圧予測領域AR1における印刷不良の程度)、第1制御情報(トナー定着温度、二次転写電圧)を入力層LXの複数のニューロンxに対応づけることにより、出力層LZのニューロンzの値を算出する。すなわち学習済モデル生成部130は、まず入力層LXのk個のニューロンxの値に基づいて、第1中間層LY1のm個のニューロンy1の値を算出する。具体的には、学習済モデル生成部130は、第1中間層LY1の各ニューロンy1の値を、このニューロンy1に接続された、入力層LXのk個のニューロンxの値に基づいて、各ノードに対応づけられた重みWiを用いて重みづけ加算を行うことにより算出する。同様に、学習済モデル生成部130は、第1中間層LY1のm個のニューロンy1の値に基づいて、第2中間層LY2のn個のニューロンy2の値を算出し、第2中間層LY2のn個のニューロンy2の値に基づいて、出力層LZのニューロンzの値を算出する。
Specifically, when generating the fixing temperature prediction model, the learned
そして、学習済モデル生成部130は、算出された出力層LZのニューロンz1の値と、教師データDTに含まれるデータt1の値とを比較して誤差を求める。ここで、ニューロンz1の値は、状態変数としての実印刷物APにおける特徴量情報(定着温度予測用画像、転写電圧予測用画像)、媒体情報、印刷不良特性情報(定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度、及び転写電圧予測領域AR1における印刷不良の程度)、第1制御情報(トナー定着温度、二次転写電圧)に基づいて算出された制御情報(トナー定着温度、二次転写電圧)であり、データt1の値は、教師データDTにおける第2制御情報(トナー定着温度、二次転写電圧)である。そして、学習済モデル生成部130は、求められた誤差が小さくなるように、各ノードに対応づけられた重みwiを調整する(バックプロバケーション)ことを反復する。
Then, the learned
そして、上述した一連の工程を所定回数反復して実施し、あるいは上述した誤差が許容値より小さくなること等の所定の条件が満たされるまで反復して実施した場合には、学習済モデル生成部130は、学習を終了して、そのニューラルネットワークモデルを定着温度予測モデルとして記憶部140に記憶させる。このようにして、学習済モデル生成部130は、ニューラルネットワークモデルのノードのそれぞれに対応づけられた全ての重みwjについての情報を含む定着温度予測モデルを生成するようになっている。尚、ここでは一例として、ニューラルネットワークを用いた定着温度予測モデルの生成について説明したが、転写電圧予測モデルについても同様に、ニューラルネットワークを用いて生成することができる。
If the series of steps described above is repeated a predetermined number of times, or until a predetermined condition such as the error described above is smaller than an allowable value is met, then the trained
記憶部140に記憶された学習済モデル(定着温度予測モデル及び転写電圧予測モデル)は、要求に応じて、インターネット等の通信手段や記憶媒体を介して実システムへ適用される。実システム(データ処理システム)に対する学習済モデルの具体的な適用例については、後述する。
The learned models (fixing temperature prediction model and transfer voltage prediction model) stored in the
[3.印刷不良の種別判定方法、及び機械学習方法]
次に、本実施の形態における印刷不良の種別判定方法、及び機械学習方法の具体的な手順について説明する。尚、印刷不良の種別判定は、例えば機械学習装置100の状態変数取得部110により実行されるものであり、また機械学習は、例えば機械学習装置100の学習済モデル生成部130により実行されるものである。
[3. Printing defect type determination method and machine learning method]
Next, a method of determining the type of printing defect and a specific procedure of the machine learning method in this embodiment will be described. Note that the determination of the type of printing defect is performed, for example, by the state
まず、図6に示すフローチャートを用いて、印刷不良の種別判定方法の具体的な手順について説明する。尚、定着温度予測用画像における印刷不良の種別判定方法と、転写電圧予測用画像における印刷不良の種別判定方法とは、基本的な手順が同一のため、ここでは、定着温度予測用画像における印刷不良の種別判定方法の手順について説明する。 First, the specific procedure of the method for determining the type of printing defect will be described using the flowchart shown in FIG. Note that the method for determining the type of printing defect in the image for fusing temperature prediction and the method for determining the type of printing defect in the image for predicting transfer voltage are basically the same, so here, the method for determining the type of printing defect in the image for fusing temperature prediction will be explained. The procedure for determining the type of defect will be explained.
最初のステップSP1において、定着温度予測用画像を二値化等の前処理手法で不良箇所を特定し、さらに不良箇所を含める矩形領域(領域画像と呼ぶ)をいくつかを抽出する。つづくステップSP2において、抽出した領域画像のそれぞれについて、各画素の画素値を正規化する。つづくステップSP3において、画素値を正規化した領域画像を、機械学習により生成した予測モデルへ入力する。この予測モデルは、領域画像が入力されると、当該領域画像における印刷不良の種別(「正常」、「定着温度上昇による印刷不良」、「定着温度下降による印刷不良」のいずれか)を予測結果として出力するものである。つづくステップSP4において、予測モデルから出力された予測結果(つまり印刷不良の種別)を取得する。尚、ステップSP3とステップSP4の処理は、定着温度予測用画像から抽出した全ての領域画像に対して順番に行う。 In the first step SP1, defective locations are identified in the fixing temperature prediction image using a preprocessing method such as binarization, and several rectangular regions (referred to as area images) including the defective locations are extracted. In the following step SP2, the pixel value of each pixel is normalized for each of the extracted region images. In the following step SP3, the region image whose pixel values have been normalized is input to a prediction model generated by machine learning. When a region image is input, this prediction model predicts the type of printing defect in the region image (either "normal", "printing defect due to increase in fixing temperature", or "printing defect due to decrease in fixing temperature"). This is what is output as. In the following step SP4, the prediction result (that is, the type of printing defect) output from the prediction model is obtained. Note that the processes of step SP3 and step SP4 are performed in order for all area images extracted from the fixing temperature prediction image.
つづくステップSP5において、予測モデルから得られた予測結果(つまり領域画像ごとに予測された印刷不良の種別)を統合する。具体的には、領域画像ごとに予測された印刷不良の種別のうち、最も数が多い種別を定着温度予測用画像における印刷不良の種別と判定する。尚、ここでは、領域画像ごとに予測された印刷不良の種別のうち、最も数が多い種別を定着温度予測用画像における印刷不良の種別と判定するようにしたが、例えば、領域画像ごとに予測された印刷不良の種別の全てが「正常」だった場合には、定着温度予測用画像における印刷不良の種別を「正常」と判定し、領域画像ごとに予測された印刷不良の種別に「定着温度上昇による印刷不良」と「定着温度下降による印刷不良」の少なくとも一方が1つでも含まれている場合には、「定着温度上昇による印刷不良」と「定着温度下降による印刷不良」のうち、数が多い方を定着温度予測用画像における印刷不良の種別と判定するようにしてもよい。定着温度予測用画像における印刷不良の種別判定方法の具体的な手順についての説明は以上である。 In the following step SP5, the prediction results obtained from the prediction models (that is, the types of printing defects predicted for each region image) are integrated. Specifically, among the types of printing defects predicted for each region image, the type with the largest number is determined to be the type of printing defects in the fixing temperature prediction image. Here, among the types of printing defects predicted for each region image, the type with the largest number is determined as the type of printing defects in the fixing temperature prediction image. If all of the types of printing defects that have been detected are "normal," the types of printing defects in the image for fusing temperature prediction are determined to be "normal," and the types of printing defects predicted for each region image are determined to be "normal." If at least one of "Printing defects due to rise in temperature" and "Printing defects due to decrease in fixing temperature" is included, either "Printing defects due to increase in fixing temperature" or "Printing defects due to decrease in fixing temperature" are included. The one with a larger number may be determined as the type of printing defect in the fixing temperature prediction image. The specific procedure of the method for determining the type of printing defect in the fixing temperature prediction image has been described above.
つづけて、図7に示すフローチャートを用いて、機械学習方法の手順について説明する。尚、定着温度予測モデルを生成する機械学習方法と、転写電圧予測モデルを生成する機械学習方法とは、基本的な手順が同一のため、ここでは、定着温度予測モデルを生成する機械学習方法の手順について説明する。 Next, the procedure of the machine learning method will be explained using the flowchart shown in FIG. Note that the machine learning method for generating a fusing temperature prediction model and the machine learning method for generating a transfer voltage prediction model have the same basic procedures, so here we will explain the machine learning method for generating a fusing temperature prediction model. Explain the procedure.
ステップSP11において、まず初期値の重みを備えた学習前モデルを準備する。尚、この学習前モデルは、例えば、記憶部140にあらかじめ記憶されているものとする。つづくステップSP12において、学習済モデル生成部130は、状態変数としての実印刷物APにおける特徴量情報(定着温度予測用画像と転写電圧予測用画像)、媒体情報、印刷不良特性情報(定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度、及び転写電圧予測領域AR1における印刷不良の程度)、印刷時の制御情報(第1制御情報でありトナー定着温度と二次転写電圧)を取得する。つづくステップSP13において、学習済モデル生成部130は、ステップSP12で取得した状態変数に対応する教師データTD(第2制御情報であり正常に印刷できる制御情報(トナー定着温度と二次転写電圧))を取得する。
In step SP11, first, a pre-learning model with initial value weights is prepared. It is assumed that this pre-learning model is stored in the
つづくステップSP14において、ステップSP12で取得した状態変数を、ニューラルネットワークモデルNMに入力し、ニューラルネットワークモデルNMの出力(制御情報)を生成する。つづくステップSP15において、学習済モデル生成部130は、ニューラルネットワークモデルNMの出力(制御情報)と教師データTD(つまり正常に印刷できる制御情報)とに基づいて、機械学習を実施する。つづくステップSP16において、学習済モデル生成部130は、機械学習を終了する条件を満たしているか否かを判定し、満たしていない場合には、ステップSP12に戻り、満たしている場合には、ステップSP17に移る。ステップSP17において、学習済モデル生成部130は、このときのニューラルネットワークモデルNMを定着温度予測モデルとして記憶部140に記憶する。定着温度予測モデルを生成する機械学習方法の具体的な手順についての説明は以上である。
In the following step SP14, the state variables acquired in step SP12 are input to the neural network model NM, and the output (control information) of the neural network model NM is generated. In the following step SP15, the trained
[4.学習済モデルの適用例]
[4-1.学習済モデルを適用したデータ処理システムの構成]
次に、本実施の形態による機械学習装置100及び機械学習方法によって生成される学習済モデル(定着温度予測モデル及び転写電圧予測モデル)の適用例について説明する。図8に、機械学習装置100及び機械学習方法によって生成された学習済モデルを適用したデータ処理システム200の機能構成を示す。
[4. Example of application of trained model]
[4-1. Configuration of data processing system applying trained model]
Next, an application example of the learned models (fixing temperature prediction model and transfer voltage prediction model) generated by the
このデータ処理システム200は、画像形成装置210と、読取装置220と、画像診断装置230とを有している。画像形成装置210と、読取装置220と、画像診断装置230は、所定のネットワークNtを介して接続されている。
This
画像形成装置210は、図1に示す画像形成装置10と同様の印刷機構を有する、いわゆる中間転写方式のカラープリンタである。よって、ここでは、画像形成装置210の印刷機構については適宜説明を省略する。
The
この画像形成装置210は、画像形成装置10と同様の印刷機構(図1参照)に加えて、ユーザインタフェース211と、制御部212と、記憶部213と、印刷部214とを有している。また画像形成装置210は、図9に外観構成を示すように、箱型の筐体300の上面前側に、オペレーションパネル301と、操作キー302と、開始ボタン303とを有し、さらに筐体300の前面に手差しトレイ304を有している。
The
画像形成装置210のユーザインタフェース211(図8参照)は、オペレーションパネル301を介して入力された印刷設定値を収集して、これを制御部212に送る。またユーザインタフェース211は、制御部212から画面表示命令を受け取り、当該画面表示命令に従って、記憶部213から各種画面データや各種メッセージデータなどを取得し、オペレーションパネル301に各種画面や各種メッセージを表示させる。
The user interface 211 (see FIG. 8) of the
制御部212は、図1に示す印刷機構の制御部70に相当する部分であり、画像形成装置210の動作を制御する。記憶部213は、画像形成装置210の動作中に使用される印刷データなどの各種データを一時的に保存する。また記憶部213には、例えば図3に示す診断チャートDCの印刷データが記憶されている。印刷部214は、制御部212から印刷命令を受け取り、当該印刷命令に従って記憶部213から印刷データを受け取り、当該印刷データに基づいて印刷を実行する。すなわち、印刷部214は、図1に示す印刷機構と同様の印刷機構により印刷データに基づく印刷画像を印刷媒体(例えばラベル紙)に印刷し、当該印刷媒体を実印刷物として出力する。この印刷部214は、例えば診断チャートDCを印刷媒体に印刷する。
The
オペレーションパネル301は、タッチパネル機能を備え、表示部及び操作部として機能する。このオペレーションパネル301は、メニュー画面、ユーザガイド画面、指示メッセージなどを表示する。操作キー302は、オペレーションパネル301に表示された各種画面を操作するための補助キーである。開始ボタン303は、印刷を開始したり、操作を決定したりするためのボタンである。手差しトレイ304は、図1に示す印刷機構の手差しトレイ22に相当する部分であり、一般用紙とはサイズや形状などが異なる特殊な印刷媒体(例えばラベル紙)がセットされる。
The
読取装置220は、いわゆるスキャナであり、原稿読取部221を備える。原稿読取部221は、例えば、画像形成装置210により診断チャートDCが印刷された印刷媒体(つまり実印刷物)が原稿台にセットされると、実印刷物に印刷された診断チャートDCを読み取り、画像に変換する。尚、ここでは、スキャナ(読取装置220)を用いて、印刷媒体に印刷された診断チャートDCを読み取って画像に変換しているが、これに限らず、デジタルカメラやスマートフォンなどを用いて、印刷媒体に印刷された診断チャートDCを撮影して画像に変換してもよい。
The
画像診断装置230は、いわゆるPC(パーソナルコンピュータ)やサーバなどのコンピュータであり、画像情報抽出部231と、画像特徴抽出部232と、媒体情報入力部233と、制御情報入力部234と、AI診断モデル235とを有している。画像情報抽出部231は、読取装置220により読み取られた診断チャートDCの画像を受け取り、当該画像から転写電圧予測領域AR1の画像と定着温度予測領域AR2の画像とを抽出して、これらの画像を、転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像として画像特徴抽出部232とAI診断モデル235に送る。
The image
画像特徴抽出部232は、画像情報抽出部231から転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像を受け取り、それぞれの画像から特徴量を抽出する。尚、画像特徴抽出部232が抽出する特徴量とは、印刷不良の特性(印刷不良の種別と程度)である。つまり、画像特徴抽出部232は、転写電圧予測用画像から転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別と程度を抽出し、定着温度予測用画像から定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度を抽出する。そして画像特徴抽出部232は、転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別と程度を示す印刷不良特性情報と、定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度を示す印刷不良特性情報とを、AI診断モデル235に送る。
The image
媒体情報入力部233は、画像形成装置210のユーザインタフェース211を介して入力された媒体情報を画像形成装置210から取得し、AI診断モデル235に送る。尚、この媒体情報は、画像形成装置210が診断チャートDCの印刷に用いた印刷媒体の媒体情報である。具体的には、上述したように、例えば印刷媒体のコーティングの有無、素材、厚さ、重量、密度、紙色などに関する情報である。また印刷媒体がラベル紙である場合、表面基材(台紙部分)と裏面基材(ラベル部分)の紙厚、粘着剤のタイプなども媒体情報に含まれる。制御情報入力部234は、画像形成装置210から、制御情報(つまり診断チャートDCの印刷時に設定されたトナー定着温度と二次転写電圧)を取得し、これをAI診断モデル235に送る。
The medium
AI診断モデル235は、上述した機械学習装置100により生成された定着温度予測モデル236と、転写電圧予測モデル237と、丸め処理部238を有している。尚、丸め処理部238は、AI診断モデル235とは別に設けられていてもよい。AI診断モデル235は、各部から受け取った各種データを適切な予測モデルに入力し、予測モデルにより画像形成装置210における適切な制御情報を予測し、さらにこの制御情報を丸め処理することで、制御情報の予測精度を向上させ、より適切な(つまり最適な)制御情報を予測できるようになっている。
The AI
具体的には、AI診断モデル235は、画像情報抽出部231から受け取った定着温度予測用画像及び転写電圧予測用画像と、画像特徴抽出部232から受け取った定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度及び転写電圧予測領域AR1における印刷不良の程度を示す印刷不良特性情報と、媒体情報入力部233から受け取った媒体情報と、制御情報入力部234から受け取った制御情報に含まれるトナー定着温度及び二次転写電圧とを、定着温度予測モデル236に入力する。この結果、定着温度予測モデル236から画像形成装置210における適切なトナー定着温度が出力される(二次転写電圧も出力されるが採用しない)。
Specifically, the AI
さらにAI診断モデル235は、定着温度予測モデル236から出力されたトナー定着温度を、丸め処理部238により丸め処理する。この場合の丸め処理は、トナー定着温度や二次転写電圧のような連続値を、適切な所定間隔の離散値の1つに置き換える処理を実行する。トナー定着温度の場合、適切な間隔の離散値は、例えば130℃、135℃、140℃、145℃、…のように5℃刻みの値に設定されている。一方、二次転写電圧の場合、適切な間隔の離散値は、例えば二次転写電圧の設定可能範囲が1000V~5000Vであるとすると、1000V~3500Vまでの範囲では1000V、1200V、1400V、…のように200V刻みの値に設定され、3500V~5000Vまでの範囲では3500V、4000V、4500V、…のように500V刻みの値に設定されている。尚、上述した離散値の間隔は一例であり、トナー定着温度や二次転写電圧を変化させた際に印刷結果に人が見てわかる程度の変化が現われる間隔として設定されている。つまり、例えば、トナー定着温度の場合、5℃変化させると、変化前の印刷結果と変化後の印刷結果とに人が見てわかる程度の変化が現われることから、離散値が5℃刻みの値に設定されている。
Furthermore, the AI
従って、丸め処理部238では、例えば、定着温度予測モデル236から出力されたトナー定着温度が138.3℃であった場合、丸め処理により、当該138.3℃を、離散値として設定されている135℃と140℃のうち、138.3℃に近い方の140℃に置き換えるようになっている。こうすることで、AI診断モデル235では、トナー定着温度の予測精度を向上させ、より適切な(つまり最適な)トナー定着温度を予測できるようになっている。尚、丸め処理により予測精度が向上する理由について、詳しくは後述する。
Therefore, in the rounding
同様にして、AI診断モデル235は、画像情報抽出部231から受け取った転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像と、画像特徴抽出部232から受け取った転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別と程度及び定着温度予測領域AR2における印刷不良の程度を示す印刷不良特性情報と、媒体情報入力部233から受け取った媒体情報と、制御情報入力部234から受け取った制御情報に含まれる二次転写電圧及びトナー定着温度とを、転写電圧予測モデル237に入力する。この結果、転写電圧予測モデル237から画像形成装置210における適切な二次転写電圧が出力される(トナー定着温度も出力されるが採用しない)。さらにAI診断モデル235は、転写電圧予測モデル237から出力された二次転写電圧を、丸め処理部238により丸め処理する。
Similarly, the AI
このようにしてAI診断モデル235によって予測された制御情報(丸め処理後のトナー定着温度と二次転写電圧)は、AI診断モデル235から出力されて画像形成装置210に送られ、画像形成装置210の記憶部213に記憶された後、画像形成装置210に反映される(つまり画像形成装置210に設定されている制御パラメータ(トナー定着温度と二次転写電圧)が、AI診断モデル235によって予測された制御情報(丸め処理後のトナー定着温度と二次転写電圧)により更新される)。これにより、画像形成装置210では、以降、印刷不良が抑制された高精度な印刷画像を出力することができる。
The control information (toner fixing temperature and secondary transfer voltage after rounding processing) predicted by the AI
尚、本実施の形態におけるデータ処理システム200では、画像形成装置210と、読取装置220と、画像診断装置230とを別々の装置として有しているが、これに限らず、例えば、画像診断装置230の機能を画像形成装置210に設けたり、読取装置220を画像形成装置210に設けることで複合機としたり、当該複合機に画像診断装置230の機能を設けることで、画像形成装置210と読取装置220と画像診断装置230の機能を1つの装置にまとめたりしてもよい。
Note that although the
[4-2.学習済モデルを適用したデータ処理システムの動作]
次に、上述したデータ処理システム200の動作手順、つまり画像形成装置210における適切な制御情報を予測して画像形成装置210に反映する際の動作手順について、図10に示すフローチャートを用いて説明する。
[4-2. Operation of data processing system applying trained model]
Next, the operation procedure of the
最初のステップSP31において、画像形成装置210の制御部212は、オペレーションパネル301を介して、ユーザによりメニュー画面からAI自動調整が選択されると、ステップSP31で肯定結果を得て、ステップSP32に移る。このとき、画像形成装置210の制御部212は、画像診断装置230に対して、AI自動調整開始命令を送る。一方で、AI自動調整が選択されないと、ステップSP32には移らない。尚、AI自動調整とは、AI診断モデル235により画像形成装置210における適切な制御情報(トナー定着温度と二次転写電圧)を予測して画像形成装置210の制御情報(つまり制御パラメータ)を自動調整する機能のことである。また本実施の形態では、画像形成装置210のオペレーションパネル301をユーザが操作してAI自動調整を選択するようにしたが、これに限らず、例えば、スマートフォンやPCなどの通信端末を用いて画像形成装置210にアクセスすることで当該通信端末に画像形成装置210のメニュー画面を表示させ、当該メニュー画面からAI自動調整を選択するなどしてもよい。
In the first step SP31, when the user selects AI automatic adjustment from the menu screen via the
ステップSP32において、画像形成装置210の制御部212は、オペレーションパネル301に媒体情報入力画面を表示させることで、当該媒体情報入力画面上でユーザにAI自動調整に必要となる媒体情報を入力させ、その後、この媒体情報入力画面上に表示させている送信ボタンがユーザにより押下操作されると、入力された媒体情報を画像診断装置230に送る。
In step SP32, the
つづくステップSP33において、画像形成装置210の制御部212は、オペレーションパネル301に、診断チャートDCを印刷するための印刷画面を表示させ、当該印刷画面上に表示させている印刷実行ボタンがユーザにより押下操作されると、印刷部214を制御して診断チャートDCの印刷を実行する。これにより、画像形成装置210は、診断チャートDCが印刷された実印刷物を排出する。またこのとき画像形成装置210の制御部212は、診断チャートDCを印刷したときの制御パラメータ(トナー定着温度と二次転写電圧)を制御情報として画像診断装置230に送る。
In the following step SP33, the
つづくステップSP34において、読取装置220は、診断チャートDCが印刷された実印刷物がユーザにより原稿台にセットされると、これを原稿読取部221で読み取り、画像(つまり診断チャートDCの画像)に変換する。そして読取装置220は、この画像を画像診断装置230に送る。
In the following step SP34, when the actual printed matter on which the diagnostic chart DC is printed is set by the user on the document table, the
つづくステップSP35において、画像診断装置230は、画像形成装置210から送られてきたAI自動調整開始命令に従って、送られてきた診断チャートDCの画像、制御情報及び媒体情報に基づいて、AI診断モデル235により、画像形成装置210における最適な制御情報(トナー定着温度と二次転写電圧)を予測し、予測結果として得られた制御情報を画像形成装置210に送る。尚、このステップSP35の処理について詳しくは図11に示すフローチャートを用いて後述する。
In the following step SP35, the image
つづくステップSP36において、画像形成装置210の制御部212は、画像診断装置230から送られてくる制御情報(トナー定着温度と二次転写電圧)を受け取り、これを記憶部213に記憶した後、印刷部214に設定されている制御パラメータ(トナー定着温度と二次転写電圧)を、受け取った制御情報により更新する。これ以降、画像形成装置210は、更新後の制御パラメータ、つまりAI診断モデル235により予測された最適な制御情報を用いて印刷を実行する。
In the following step SP36, the
つづけて、図11に示すフローチャートを用いて、上述したステップSP35の処理(つまり画像診断装置230による適切な制御情報の予測)の手順について説明する。 Next, using the flowchart shown in FIG. 11, the procedure of the above-mentioned step SP35 (that is, prediction of appropriate control information by the image diagnostic apparatus 230) will be described.
画像診断装置230は、画像形成装置210からAI自動調整開始命令を受け取ると、これに従って、画像情報抽出部231と、媒体情報入力部233と、制御情報入力部234とにそれぞれ動作開始命令を送る。
Upon receiving the AI automatic adjustment start command from the
するとステップSP41において、画像情報抽出部231は、読取装置220から送られてきた診断チャートDCの画像から、予測用画像(つまり転写電圧予測領域AR1の画像である転写電圧予測用画像と定着温度予測領域AR2の画像である定着温度予測用画像)とを抽出して、これらを画像特徴抽出部232とAI診断モデル235に送る。
Then, in step SP41, the image
ステップSP42において、画像特徴抽出部232は、画像情報抽出部231から送られてきた転写電圧予測用画像と定着温度予測用画像のそれぞれから特徴量として印刷不良の種別と程度(PQ値)を抽出し、それぞれの印刷不良特性情報としてAI診断モデル235に送る。
In step SP42, the image
ステップSP43において、媒体情報入力部233は、画像形成装置210から送られてきた媒体情報を取得し、AI診断モデル235に送る。また制御情報入力部234は、画像形成装置210から送られてきた制御情報(二次転写電圧とトナー定着温度)を取得し、AI診断モデル235に送る。
In step SP43, the medium
ステップSP44において、AI診断モデル235は、画像情報抽出部231から送られてきた転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像と、画像特徴抽出部232から送られてきた転写電圧予測領域AR1における印刷不良の種別と程度及び定着温度予測領域AR2における印刷不良の程度を示す印刷不良特性情報と、媒体情報入力部233から送られてきた媒体情報と、制御情報入力部234から送られてきた二次転写電圧及びトナー定着温度を、転写電圧予測モデル237に入力する。この結果、転写電圧予測モデル237により、画像形成装置210における適切な二次転写電圧が出力される。さらにAI診断モデル235は、転写電圧予測モデル237から出力された二次転写電圧を、丸め処理部238により丸め処理することで、最適な二次転写電圧を予測する。
In step SP44, the AI
また一方で、AI診断モデル235は、画像情報抽出部231から送られてきた定着温度予測用画像及び転写電圧予測用画像と、画像特徴抽出部232から送られてきた定着温度予測領域AR2における印刷不良の種別と程度及び転写電圧予測領域AR1における印刷不良の程度を示す印刷不良特性情報と、媒体情報入力部233から送られてきた媒体情報と、制御情報入力部234から送られてきたトナー定着温度及び二次転写電圧を、定着温度予測モデル236に入力する。この結果、定着温度予測モデル236により、画像形成装置210における適切なトナー定着温度が出力される。さらにAI診断モデル235は、定着温度予測モデル236から出力されたトナー定着温度を、丸め処理部238により丸め処理することで、最適なトナー定着温度を予測する。
On the other hand, the AI
データ処理システム200の動作手順、つまり画像形成装置210における適切な制御情報を予測して画像形成装置210に反映する際の動作手順についての説明は以上である。
The operation procedure of the
[5.まとめと効果]
ここまで説明したように、本実施の形態では、機械学習装置100に、白色トナー像を形成する第1画像形成部としての画像形成ユニット31Wとカラートナー像を形成する第2画像形成部としての画像形成ユニット31K、31C、31M、31Yとを有する画像形成装置10によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物APにおける特徴量情報(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)と、実印刷物APに含まれる印刷不良の種別及び程度(PQ値)を示す印刷不良特性情報と、実印刷物APに用いられた印刷媒体PMの媒体情報と、画像形成装置10が実印刷物APを印刷した際の制御情報である第1制御情報(二次転写電圧及びトナー定着温度)とを状態変数として取得する状態変数取得部110を設けた。さらに機械学習装置100に、実印刷物APにおける特徴量情報を所定の閾値以内とする第2制御情報(二次転写電圧及びトナー定着温度)を教師データとして取得する教師データ取得部120と、状態変数取得部110で取得した状態変数と教師データ取得部120で取得した教師データとに基づいて機械学習を行うことにより、学習済モデル(転写電圧予測モデル又は定着温度予測モデル)を生成する学習済モデル生成部130とを設けた。
[5. Summary and effects]
As described above, in the present embodiment, the
また本実施の形態では、この機械学習装置100により生成された学習済モデルの適用例であるデータ処理システム200に、白色トナー像を形成する第1画像形成部としての画像形成ユニット31Wとカラートナー像を形成する第2画像形成部としての画像形成ユニット31K、31C、31M、31Yとを有する画像形成装置210によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物における特徴量情報(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)と、実印刷物に含まれる印刷不良の種別及び程度(PQ値)を示す印刷不良特性情報と、実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、画像形成装置210が実印刷物を印刷した際の制御情報である第1制御情報(二次転写電圧及びトナー定着温度)とを取得する実印刷物情報取得部としての画像情報抽出部231、画像特徴抽出部232、媒体情報入力部233、及び制御情報入力部234と、これら画像情報抽出部231、画像特徴抽出部232、媒体情報入力部233、及び制御情報入力部234により取得された情報を、機械学習装置100によって生成された学習済モデル(転写電圧予測モデル又は定着温度予測モデル)に入力して第3制御情報(二次転写電圧及びトナー定着温度)を出力するデータ処理部としてのAI診断モデル235と、AI診断モデル235から出力された第3制御情報を記憶する第3制御情報記憶部としての記憶部213とを設けた。
Further, in the present embodiment, the
このように、本実施の形態では、状態変数として、実印刷物における特徴量情報(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)と、実印刷物に用いた印刷媒体の媒体情報と、実印刷物を印刷した際の第1制御情報(二次転写電圧及びトナー定着温度)とにくわえて、実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報を採用して機械学習を行うため、制度の高い所望の学習済モデルを生成することができ、当該学習済モデルを用いて制御情報(つまり第3制御情報)の予測精度を向上させることができる。 As described above, in this embodiment, the state variables include the feature amount information (transfer voltage prediction image and fixing temperature prediction image) of the actual printed matter, the medium information of the print medium used for the actual printed matter, and the actual printed matter. In addition to the primary control information (secondary transfer voltage and toner fixing temperature) during printing, machine learning is performed using printing defect characteristic information that indicates the type of printing defects included in the actual printed matter. A highly desired learned model can be generated, and the prediction accuracy of the control information (that is, the third control information) can be improved using the learned model.
別の言い方をすると、電子写真方式の画像形成装置210では、ラベル紙を用いる場合に、二次転写電圧のマージンが狭くなるため、例えば下地となる白トナー層の上にカラートナー層を重ねて印刷する場合に沈み込みが発生することがある。従来では、どのような印刷不良が発生しているのか区別できないために、特に沈み込みのような制御情報には関わらない印刷不良が発生する場合に、この印刷不良に影響されて学習済モデルから出力される制御情報の予測精度が低下してしまう。これに対して、本実施の形態では、状態変数に、実印刷物に含まれる印刷不良の種別を追加したことにより、制御情報には関わらない印刷不良の影響が低減された学習済モデルを生成することができるので、従来と比較して、より制度の高い学習済モデルを生成することができ、当該学習済モデルを用いて制御情報(つまり第3制御情報)の予測精度を向上させることができる。
In other words, in the electrophotographic
すなわち、本実施の形態によれば、定着温度予測モデルを生成するための状態変数に、実印刷物に印刷された定着温度予測領域AR2に含まれる印刷不良の種別(「正常」、「定着温度上昇による印刷不良」、「定着温度下降による印刷不良」のいずれか)を追加したことにより、定着温度予測領域AR2に定着温度に関わる印刷不良が発生しているかどうかを区別して機械学習を行うことができる。こうすることで、本実施の形態では、トナー定着温度には関わらない印刷不良の影響が低減された定着温度予測モデルを生成することができるので、従来と比較して、より制度の高い所望の定着温度予測モデルを生成することができ、当該定着温度予測モデルを用いてトナー定着温度の予測精度を向上させることができる。 That is, according to the present embodiment, the state variable for generating the fixing temperature prediction model includes the type of printing defect ("normal", "fixing temperature rise" included in the fixing temperature prediction area AR2 printed on the actual printed material). By adding "Printing defects due to fusing temperature" or "Printing defects due to decrease in fixing temperature"), machine learning can be performed to distinguish whether printing defects related to fixing temperature have occurred in the fixing temperature prediction area AR2. can. By doing this, in this embodiment, it is possible to generate a fixing temperature prediction model in which the influence of printing defects unrelated to toner fixing temperature is reduced, so that a desired prediction model with higher precision can be generated compared to the conventional method. A fixing temperature prediction model can be generated, and the accuracy of predicting toner fixing temperature can be improved using the fixing temperature prediction model.
同様にして、本実施の形態によれば、従来と比較して、より制度の高い所望の転写電圧予測モデルを生成することができ、当該転写電圧予測モデルを用いて二次転写電圧の予測精度を向上させることができる。 Similarly, according to the present embodiment, it is possible to generate a desired transfer voltage prediction model with higher accuracy than in the past, and to use the transfer voltage prediction model to improve the prediction accuracy of the secondary transfer voltage. can be improved.
また本実施の形態では、状態変数に、印刷不良の種別に加えて印刷不良の程度(PQ値)を追加したことにより、印刷不良の種別のみを追加する場合と比較して、より制度の高い所望の学習済モデルを生成することができ、当該学習済モデルを用いて制御情報の予測精度をより向上させることができる。 Furthermore, in this embodiment, by adding the degree of printing defects (PQ value) in addition to the type of printing defects to the state variable, the accuracy is higher than when only the type of printing defects is added. A desired learned model can be generated, and the prediction accuracy of control information can be further improved using the learned model.
さらに本実施の形態では、AI診断モデル235に、学習済モデル(転写電圧予測モデル又は定着温度予測モデル)が予測した制御情報を丸め処理する丸め処理部238を設け、丸め処理後の制御情報を第3制御情報として出力するようにした。こうすることで、本実施の形態によれば、丸め処理を行わない場合と比較して、第3制御情報の予測精度を向上させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the AI
ここで実際に、制御情報の予測精度がどの程度向上するのかを、図12のグラフに示す。図12のグラフは、左側にトナー定着温度の予測結果を示し、右側に二次転写電圧の予測結果を示している。またこのグラフの横軸は比較対象となる手法を示し、縦軸は予測結果の良化範囲達成率を示している。ここで、良化範囲達成率とは、全検証データのうち、予測結果が良化範囲に入った検証データの割合を表す。 The graph in FIG. 12 shows how much the prediction accuracy of control information actually improves. In the graph of FIG. 12, the left side shows the predicted result of the toner fixing temperature, and the right side shows the predicted result of the secondary transfer voltage. In addition, the horizontal axis of this graph shows the methods to be compared, and the vertical axis shows the improvement range achievement rate of the prediction results. Here, the improvement range achievement rate represents the proportion of verification data whose predicted results fall within the improvement range among all verification data.
つまり、例えば印刷不良が発生しない適切なトナー定着温度の良化範囲が120℃~140℃であるとすると、トナー定着温度の良化範囲達成率は、全検証データのうち、予測結果が120℃~140℃の範囲に入った検証データの割合を表す。従って、トナー定着温度の良化範囲達成率は、トナー定着温度の予測を所定回数実行し、所定回数のうち、予測したトナー定着温度が何回良化範囲(120℃~140℃)に入ったかを確認することで、算出することができる。二次転写電圧の良化範囲達成率についても同様にして算出することができる。 In other words, for example, if the appropriate improvement range of toner fixing temperature that does not cause printing defects is 120°C to 140°C, the achievement rate of the improvement range of toner fixing temperature is that the predicted result is 120°C out of all the verification data. Represents the percentage of verification data that falls within the range of ~140°C. Therefore, the toner fixing temperature improvement range achievement rate is determined by predicting the toner fixing temperature a predetermined number of times, and how many times out of the predetermined times the predicted toner fixing temperature falls within the improvement range (120°C to 140°C). It can be calculated by checking. The improvement range achievement rate of the secondary transfer voltage can also be calculated in the same manner.
また図12のグラフの左側には、トナー定着温度を3種類の異なる手法でそれぞれ予測した場合の予測結果を示し、右側には二次転写電圧を3種類の異なる手法でそれぞれ予測した場合の予測結果を示している。3種類の異なる手法のうち、1つ目(左側)の手法は、従来と同様の手法であり、実印刷物の画像と媒体情報と制御情報とを学習済モデルに入力して制御情報を予測する手法である。2つ目(中央)の手法は、1つ目の手法に丸め処理を追加した手法である。つまり2つ目の手法は、実印刷物の画像と媒体情報と制御情報とを学習済モデルに入力して得られた制御情報を丸め処理する手法である。3つ目の手法は、本実施の形態の手法であり、実印刷物の画像と媒体情報と制御情報とにくわえて実印刷物に含まれる印刷不良の種別と程度を学習済モデルに入力して得られた制御情報を丸め処理する手法である。 The left side of the graph in Figure 12 shows the prediction results when toner fixing temperature is predicted using three different methods, and the right side shows the prediction results when the secondary transfer voltage is predicted using three different methods. Showing results. Of the three different methods, the first method (on the left) is the same as the conventional method, which predicts control information by inputting the image of the actual printed material, media information, and control information into a trained model. It is a method. The second (center) method is a method in which rounding processing is added to the first method. In other words, the second method is a method of inputting an image of an actual printed material, medium information, and control information into a learned model and rounding the obtained control information. The third method is the method of the present embodiment, which is obtained by inputting the type and degree of printing defects included in the actual printed material in addition to the image of the actual printed material, medium information, and control information into a trained model. This is a method of rounding the received control information.
このグラフを見れば明らかなように、1つ目の手法によるトナー定着温度の良化範囲達成率が72.8%、2つ目の手法によるトナー定着温度の良化範囲達成率が87.8%、本実施の形態の手法である3つ目の手法によるトナー定着温度の良化範囲達成率が91.9%となっている。この検証結果から、本実施の形態の手法を用いてトナー定着温度を予測した場合の予測精度が、他の手法を用いた場合よりも高いことがわかる。 As is clear from this graph, the achievement rate of the improved range of toner fixing temperature by the first method is 72.8%, and the achievement rate of the improved range of toner fixing temperature by the second method is 87.8%. %, and the achievement rate of the improvement range of the toner fixing temperature by the third method, which is the method of this embodiment, is 91.9%. The verification results show that the prediction accuracy when predicting toner fixing temperature using the method of this embodiment is higher than when using other methods.
同様に、1つ目の手法による二次転写電圧の良化範囲達成率が59.9%、2つ目の手法による二次転写電圧の良化範囲達成率が91.5%、本実施の形態の手法である3つ目の手法による二次転写電圧の良化範囲達成率が95.5%となっている。この検証結果から、本実施の形態の手法を用いて二次転写電圧を予測した場合の予測精度が、他の手法を用いた場合よりも高いことがわかる。 Similarly, the achievement rate of the improvement range of the secondary transfer voltage by the first method was 59.9%, and the achievement rate of the improvement range of the secondary transfer voltage by the second method was 91.5%. The achievement rate of the improvement range of the secondary transfer voltage by the third method, which is a method of the present invention, is 95.5%. This verification result shows that the prediction accuracy when predicting the secondary transfer voltage using the method of this embodiment is higher than when using other methods.
またここで、従来の手法である1つ目の手法を用いて制御情報を予測した場合の予測結果と、本実施の形態の手法である3つ目の手法を用いて制御情報を予測した場合の予測結果を、図13のグラフに示す。尚、このグラフは、横軸がトナー定着温度、縦軸が二次転写電圧を示している。またここでは、トナー定着温度の良化範囲が140℃~155℃、二次転写電圧の良化範囲が3600V~5000Vであるとする。図13のグラフに示す丸印は、従来の手法を用いてトナー定着温度を予測した場合の予測結果を示し、三角印は、本実施の形態の手法を用いてトナー定着温度を予測した場合の予測結果を示している。尚、図13に示す、本実施の形態の手法を用いて制御情報を予測した場合の予測結果は、丸め処理を行う前の予測結果である。 Also, here, we will show the prediction results when control information is predicted using the first method, which is a conventional method, and the prediction result when control information is predicted using the third method, which is the method of this embodiment. The prediction results are shown in the graph of FIG. In this graph, the horizontal axis represents toner fixing temperature, and the vertical axis represents secondary transfer voltage. Further, here, it is assumed that the improvement range of the toner fixing temperature is 140° C. to 155° C., and the improvement range of the secondary transfer voltage is 3600V to 5000V. The circles shown in the graph of FIG. 13 indicate the prediction results when the toner fixing temperature is predicted using the conventional method, and the triangle marks indicate the prediction results when the toner fixing temperature is predicted using the method of this embodiment. The prediction results are shown. Note that the prediction result shown in FIG. 13 when control information is predicted using the method of this embodiment is the prediction result before rounding processing is performed.
このグラフから、丸め処理を行う前であっても(つまり丸め処理を行わなくても)、本実施の形態の手法を用いて制御情報を予測した予測結果が、従来の手法を用いて制御情報を予測した場合の予測結果よりも、良化範囲達成率が高く、予測精度が高いことがわかる。 From this graph, it can be seen that even before rounding (that is, without rounding), the prediction result of predicting control information using the method of this embodiment is different from the prediction result of predicting control information using the conventional method. It can be seen that the improvement range achievement rate is higher and the prediction accuracy is higher than the prediction result when predicting.
ここで、丸め処理により制御情報の予測精度が向上する理由について簡単に説明する。図13のグラフに示すように、丸め処理を行う前段階において、本実施の形態の手法を用いてトナー定着温度を予測した場合の予測結果(つまり三角印で示す予測結果)は、良化範囲の最小値である140℃近傍に集中して現われる。このため、このときの予測結果を丸め処理すると、140℃よりもわずかに低かった予測結果(図中点線で囲う部分)が、丸め処理により140℃まで引き上げられて良化範囲に入ることになり、予測精度がさらに向上する。つまり、丸め処理により、良化範囲からわずかにはみ出している予測結果を良化範囲に入れることができ、これにより、良化範囲達成率が上がり予測精度が向上する。二次転写電圧についても同様である。 Here, the reason why the prediction accuracy of control information is improved by rounding processing will be briefly explained. As shown in the graph of FIG. 13, the prediction result (that is, the prediction result indicated by the triangle mark) when the toner fixing temperature is predicted using the method of this embodiment before the rounding process is performed is within the improvement range. It appears concentrated around 140°C, which is the minimum value of . Therefore, when the prediction results at this time are rounded, the prediction results that were slightly lower than 140°C (the area surrounded by the dotted line in the figure) will be raised to 140°C and fall into the improved range. , the prediction accuracy is further improved. In other words, the rounding process allows prediction results that are slightly outside the improvement range to be included in the improvement range, thereby increasing the improvement range achievement rate and improving prediction accuracy. The same applies to the secondary transfer voltage.
[6.他の実施の形態]
[6-1.他の実施の形態1]
尚、上述した実施の形態では、状態変数として、実印刷物における特徴量情報(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)と、実印刷物に用いた印刷媒体の媒体情報と、実印刷物を印刷したときの制御情報と、実印刷物に含まれる印刷不良の種別と程度(PQ値)を示す印刷不良特性情報とを採用して機械学習を行うようにした。
[6. Other embodiments]
[6-1. Other embodiment 1]
In the above-described embodiment, the state variables include feature information on the actual printed matter (transfer voltage prediction image and fixing temperature prediction image), medium information of the print medium used for the actual printed matter, and information on the actual printed matter. Machine learning was performed using the control information obtained when printing was performed, and printing defect characteristic information indicating the type and degree (PQ value) of printing defects contained in actual printed matter.
このうち、予測用画像(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)と、印刷不良の種別と、印刷不良の程度(PQ値)については、必ずしも3つの情報全てを状態変数として採用しなくてもよい。例えば、このうち、予測用画像(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)を省略したり、印刷不良の程度(PQ値)を省略したりしてもよい。尚、予測用画像(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)を省略した場合、例えば、予測用画像の代わりに、印刷不良の程度を実印刷物における特徴量情報として扱うようにすればよい。このように、予測用画像(転写電圧予測用画像及び定着温度予測用画像)を省略したり、印刷不良の程度(PQ値)を省略したりした場合でも、特にラベル紙に印刷するような場合に、従来と比較して予測精度の向上が期待できる。 Of these, for the prediction images (transfer voltage prediction image and fixing temperature prediction image), the type of printing defect, and the degree of printing defect (PQ value), it is not necessary to use all three pieces of information as state variables. It's okay. For example, among these, the prediction images (transfer voltage prediction image and fixing temperature prediction image) may be omitted, or the degree of printing failure (PQ value) may be omitted. Note that if the prediction images (transfer voltage prediction image and fixing temperature prediction image) are omitted, for example, the degree of printing defects may be treated as feature amount information in the actual printed matter instead of the prediction image. . In this way, even if you omit the prediction images (transfer voltage prediction image and fixing temperature prediction image) or omit the degree of printing defects (PQ value), especially when printing on label paper, Therefore, prediction accuracy can be expected to improve compared to conventional methods.
またこれに限らず、状態変数に、画像形成装置の周囲の環境情報(例えば周囲の温度及湿度の情報)を追加してもよい。 Furthermore, the present invention is not limited to this, and environmental information around the image forming apparatus (for example, information on the surrounding temperature and humidity) may be added to the state variables.
[6-2.他の実施の形態2]
また上述した実施の形態では、診断チャートDCに転写電圧予測領域AR1と定着温度予測領域AR2が含まれ、それぞれ白色トナー像上にカラートナー像が重ねて印刷された領域であるとした。このうち、定着温度予測領域AR2においては、Duty30%の白色画像上にDuty100%の黒色画像が重ねて印刷された領域であるとした。ここで、Duty100%の黒色画像については、ブラックトナーを用いてベタ印刷することが望ましいが、画像形成装置がブラックトナーを有していない場合や、ブラックトナー残量が少ない場合に、ブラックトナーの代わりに他のカラートナーを用いて疑似的にDuty100%の黒色画像を印刷するようにしてもよい。
[6-2. Other Embodiment 2]
Furthermore, in the embodiment described above, the diagnostic chart DC includes the transfer voltage prediction area AR1 and the fixing temperature prediction area AR2, each of which is an area in which a color toner image is printed over a white toner image. Among these, the fixing temperature predicted area AR2 is an area where a black image with a duty of 100% is printed over a white image with a duty of 30%. Here, for a black image with a duty of 100%, it is desirable to perform solid printing using black toner, but if the image forming apparatus does not have black toner or the remaining amount of black toner is small, black toner Instead, a black image with a duty of 100% may be printed using other color toners.
[6-3.他の実施の形態3]
さらに上述した実施の形態では、データ処理システム200が、機械学習装置100により生成された学習済モデルを利用して、画像形成装置210における最適な制御情報(二次転写電圧及びトナー定着温度)を予測するようにした。ここで、例えば所定のタイミングで(例えば一定期間ごとや新しい印刷媒体PMがセットされるごとに)、この学習済モデルを更新するように(つまりAI自動調整を行うように)、画像形成装置210の制御部212が、オペレーションパネル301に表示してユーザに促すようにしてもよい。
[6-3. Other Embodiment 3]
Furthermore, in the embodiment described above, the
[6-4.他の実施の形態4]
さらに本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態の一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
[6-4. Other embodiment 4]
Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above. That is, the scope of the present invention extends to embodiments in which a part or all of the above-described embodiments are arbitrarily combined, and embodiments in which a part is extracted.
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置などで広く利用することができる。 The present invention can be widely used in, for example, electrophotographic image forming apparatuses.
10……画像形成装置、31W、31K、31C、31M、31Y……画像形成ユニット、70……制御部、100……機械学習装置、110……状態変数取得部、120……教師データ取得部、130……学習済モデル生成部、140……記憶部、200……データ処理システム、210……画像形成装置、211……ユーザインタフェース、212……制御部、213……記憶部、214……印刷部、220……読取装置、221……原稿読取部、230……画像診断装置、231……画像情報抽出部、232……画像特徴抽出部、233……媒体情報入力部、234……制御情報入力部、235……AI診断モデル、236……定着温度予測モデル、237……転写電圧予測モデル、238……丸め処理部、301……オペレーションパネル、PM……印刷媒体、AP……実印刷物、DC……診断チャート、AR1……電車電圧予測領域、AR2……定着温度予測領域、NM……ニューラルネットワークモデル、DT……教師データ。 10... Image forming device, 31W, 31K, 31C, 31M, 31Y... Image forming unit, 70... Control section, 100... Machine learning device, 110... State variable acquisition section, 120... Teacher data acquisition section , 130... Learned model generation unit, 140... Storage unit, 200... Data processing system, 210... Image forming device, 211... User interface, 212... Control unit, 213... Storage unit, 214... ...Printing section, 220...Reading device, 221...Document reading section, 230...Image diagnostic device, 231...Image information extraction section, 232...Image feature extraction section, 233...Medium information input section, 234... ... Control information input section, 235 ... AI diagnostic model, 236 ... Fixing temperature prediction model, 237 ... Transfer voltage prediction model, 238 ... Rounding processing section, 301 ... Operation panel, PM ... Print medium, AP ... ...Actual printed matter, DC...Diagnostic chart, AR1...Train voltage prediction area, AR2...Fusing temperature prediction area, NM...Neural network model, DT...Teacher data.
Claims (10)
前記特徴量情報を所定の閾値以内とする第2制御情報を教師データとして取得する教師データ取得部と、
前記状態変数取得部で取得した前記状態変数と前記教師データ取得部で取得した前記教師データとに基づいて機械学習を行うことにより、学習済モデルを生成する学習済モデル生成部と
を備える機械学習装置。 Feature amount information on an actual printed matter printed by overlapping a white toner image and a color toner image by an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image , printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of a printing medium used for the actual printed matter, and control information when the image forming apparatus printed the actual printed matter. a state variable acquisition unit that acquires certain first control information as a state variable;
a teacher data acquisition unit that acquires second control information that makes the feature amount information within a predetermined threshold value as teacher data;
a trained model generation unit that generates a trained model by performing machine learning based on the state variables acquired by the state variable acquisition unit and the teacher data acquired by the teacher data acquisition unit; Device.
前記印刷不良特性情報は、前記画像における印刷不良の種別を示し、
前記第1制御情報は、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際のトナー定着温度を示し、
前記第2制御情報は、前記画像形成装置におけるトナー定着温度を示し、
前記学習済モデル生成部は、
前記状態変数取得部で取得した前記状態変数と前記教師データ取得部で取得した前記教師データとに基づいて機械学習を行うことにより、前記画像形成装置におけるトナー定着温度を予測する為の学習済モデルを生成する
請求項1に記載の機械学習装置。 The feature amount information on the actual printed matter is an image printed on the actual printed matter,
The printing defect characteristic information indicates the type of printing defect in the image,
The first control information indicates a toner fixing temperature when the image forming apparatus prints the actual printed matter,
the second control information indicates a toner fixing temperature in the image forming apparatus;
The trained model generation unit includes:
a learned model for predicting toner fixing temperature in the image forming apparatus by performing machine learning based on the state variables acquired by the state variable acquisition unit and the teacher data acquired by the teacher data acquisition unit; The machine learning device according to claim 1.
前記印刷不良特性情報は、前記画像における印刷不良の種別を示し、
前記第1制御情報は、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際の転写電圧を示し、
前記第2制御情報は、前記画像形成装置における転写電圧を示し、
前記学習済モデル生成部は、
前記状態変数取得部で取得した前記状態変数と前記教師データ取得部で取得した前記教師データとに基づいて機械学習を行うことにより、前記画像形成装置における転写電圧を予測する為の学習済モデルを生成する
請求項1に記載の機械学習装置。 The feature amount information on the actual printed matter is an image printed on the actual printed matter,
The printing defect characteristic information indicates the type of printing defect in the image,
The first control information indicates a transfer voltage when the image forming apparatus prints the actual printed matter,
The second control information indicates a transfer voltage in the image forming apparatus,
The trained model generation unit includes:
A learned model for predicting the transfer voltage in the image forming apparatus is created by performing machine learning based on the state variable acquired by the state variable acquisition unit and the teacher data acquired by the teacher data acquisition unit. The machine learning device according to claim 1.
請求項1~3のいずれかに記載の機械学習装置。 The defect characteristic information indicates whether or not a printing defect related to the first control information has occurred in the actual printed material as a type of printing defect included in the actual printed material. machine learning device.
請求項1に記載の機械学習装置。 The machine learning device according to claim 1, wherein the defect characteristic information indicates the type of printing defect included in the actual printed matter and the degree of the printing defect.
請求項1に記載の機械学習装置。 The machine learning device according to claim 1, wherein the actual printed matter is label paper.
前記実印刷物情報取得部により取得された情報を、請求項1に記載の機械学習装置によって生成された前記学習済モデルに入力して第3制御情報を出力するデータ処理部と、
前記データ処理部から出力された前記第3制御情報を記憶する第3制御情報記憶部と
を備えるデータ処理システム。 Feature amount information on an actual printed matter printed by overlapping a white toner image and a color toner image by an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image , printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of a printing medium used for the actual printed matter, and control information when the image forming apparatus printed the actual printed matter. an actual printed matter information acquisition unit that acquires certain first control information;
a data processing unit that inputs the information acquired by the actual printed matter information acquisition unit into the learned model generated by the machine learning device according to claim 1 and outputs third control information;
and a third control information storage unit that stores the third control information output from the data processing unit.
前記実印刷物情報取得部により取得された情報を前記学習済モデルに入力した結果として前記学習済モデルから出力された制御情報を所定間隔の離散値の1つに置き換える丸め処理を実行し、丸め処理後の制御情報を第3制御情報として出力する
請求項7に記載のデータ処理システム。 The data processing unit includes:
performing a rounding process to replace the control information output from the learned model as a result of inputting the information acquired by the actual printed matter information acquisition unit into the learned model with one of discrete values at a predetermined interval; The data processing system according to claim 7, wherein the subsequent control information is output as third control information.
白色トナー像を形成する第1画像形成部とカラートナー像を形成する第2画像形成部とを有する画像形成装置によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物における特徴量情報と、前記実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報と、前記実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際の制御情報である第1制御情報とを状態変数として取得する第1の処理と、
前記特徴量情報を所定の閾値以内とする第2制御情報を教師データとして取得する第2の処理と、
前記第1の処理により取得された前記状態変数と前記第2の処理により取得された前記教師データとに基づいて機械学習を行うことにより、学習済モデルを生成する第3の処理と
を含む機械学習方法。 using a computer,
Feature amount information on an actual printed matter printed by overlapping a white toner image and a color toner image by an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image , printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of a printing medium used for the actual printed matter, and control information when the image forming apparatus printed the actual printed matter. a first process of acquiring certain first control information as a state variable;
a second process of acquiring second control information that makes the feature amount information within a predetermined threshold value as teacher data;
and a third process of generating a learned model by performing machine learning based on the state variable obtained by the first process and the teacher data obtained by the second process. How to learn.
白色トナー像を形成する第1画像形成部とカラートナー像を形成する第2画像形成部とを有する画像形成装置によって白色トナー像とカラートナー像とを重ねて印刷された実印刷物における特徴量情報と、前記実印刷物に含まれる印刷不良の種別を示す印刷不良特性情報と、前記実印刷物に用いられた印刷媒体の媒体情報と、前記画像形成装置が前記実印刷物を印刷した際の制御情報である第1制御情報とを取得する第4の処理と、
前記第4の処理により取得された情報を、請求項9に記載の機械学習方法によって生成された前記学習済モデルに入力して第3制御情報を出力する第5の処理と、
前記第5の処理により出力された前記第3制御情報を記憶する第6の処理と
を含むデータ処理方法。 using a computer,
Feature amount information on an actual printed matter printed by overlapping a white toner image and a color toner image by an image forming apparatus having a first image forming section that forms a white toner image and a second image forming section that forms a color toner image , printing defect characteristic information indicating the type of printing defect included in the actual printed matter, medium information of a printing medium used for the actual printed matter, and control information when the image forming apparatus printed the actual printed matter. a fourth process of acquiring certain first control information;
a fifth process of inputting the information acquired by the fourth process into the learned model generated by the machine learning method according to claim 9 and outputting third control information;
and a sixth process for storing the third control information output by the fifth process.
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