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JP7583635B2 - Conveying device, processing device, conveying method, and processing method - Google Patents

Conveying device, processing device, conveying method, and processing method Download PDF

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JP7583635B2 JP2021020057A JP2021020057A JP7583635B2 JP 7583635 B2 JP7583635 B2 JP 7583635B2 JP 2021020057 A JP2021020057 A JP 2021020057A JP 2021020057 A JP2021020057 A JP 2021020057A JP 7583635 B2 JP7583635 B2 JP 7583635B2
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Description

本発明は、長尺帯状の基材を長手方向に搬送する技術に関する。 The present invention relates to a technology for transporting a long strip-shaped substrate in the longitudinal direction.

従来、長尺帯状の基材を長手方向に搬送しつつ、複数のヘッドからインクを吐出することにより、基材に画像を印刷するインクジェット方式の印刷装置が知られている。インクジェット方式の印刷装置は、複数のヘッドから、それぞれ異なる色のインクを吐出する。そして、各色のインクにより形成される単色画像の重ね合わせによって、基材の表面に多色画像を印刷する。従来の印刷装置については、例えば特許文献1に記載されている。 Conventionally, there is known an inkjet printing device that prints an image on a long strip-shaped substrate by ejecting ink from multiple heads while transporting the substrate in the longitudinal direction. Inkjet printing devices eject ink of different colors from multiple heads. Then, a multi-color image is printed on the surface of the substrate by superimposing single-color images formed by each color of ink. A conventional printing device is described, for example, in Patent Document 1.

特開2019-116341号公報JP 2019-116341 A

この種の印刷装置では、基材にかかる張力が略一定となるように制御しながら、基材を搬送する。例えば、基材にかかる張力を計測しながら、その計測値に基づいて、搬送機構をフィードバック制御する。しかしながら、フィードバック制御は、張力の計測値が変動してから、その変動量に基づいて制御値を補正する、後追いの制御である。このため、フィードバック制御は、外乱に弱いという性質がある。 In this type of printing device, the substrate is transported while controlling the tension applied to the substrate so that it remains approximately constant. For example, the tension applied to the substrate is measured and the transport mechanism is feedback-controlled based on the measured value. However, feedback control is a reactive control in which the measured tension value fluctuates and then the control value is corrected based on the amount of fluctuation. For this reason, feedback control is vulnerable to external disturbances.

外乱の影響を抑制するためは、上記のフィードバック制御に、フィードフォワード制御を組み合わせることが考えられる。フィードフォワード制御は、搬送機構の特性を定式化し、当該定式に基づいて、外乱の影響を予測する。しかしながら、搬送機構が大規模で複雑な場合には、搬送機構の特性を定式化することが困難となる。また、定式化できたとしても、予め想定した特定の外乱にしか対応できないという問題がある。また、装置の設置環境が変化した場合や、装置が経年劣化した場合には、定式による予測結果の精度が低下する。 In order to suppress the effects of disturbances, it is possible to combine the above feedback control with feedforward control. In feedforward control, the characteristics of the transport mechanism are formulated and the effects of disturbances are predicted based on this formulation. However, when the transport mechanism is large and complex, it becomes difficult to formulate the characteristics of the transport mechanism. Even if it is possible to formulate it, there is a problem that it can only handle specific disturbances that are assumed in advance. Furthermore, if the installation environment of the device changes or if the device deteriorates over time, the accuracy of the prediction results based on the formula decreases.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、長尺帯状の基材を搬送する装置において、基材の張力変動を精度よく抑制できる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been developed in consideration of these circumstances, and aims to provide a technology that can accurately suppress tension fluctuations in a substrate in a device that transports a long strip of substrate.

上記課題を解決するため、本願の第1発明は、搬送装置であって、長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って長手方向に搬送する搬送機構と、前記搬送経路に設けられた複数のセンサと、前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において基材にかかる張力を目的変数として、予め機械学習を行うことにより得られた予測モデルに、前記複数のセンサの計測値を入力し、前記予測モデルから出力される張力の予測値を得る張力予測部と、前記張力予測部により得られた前記予測値に基づいて、前記搬送機構を制御する制御部と、を備える。 In order to solve the above problem, the first invention of the present application is a conveying device that includes a conveying mechanism that conveys a long strip-shaped substrate in the longitudinal direction along a predetermined conveying path, a plurality of sensors provided on the conveying path, and a tension prediction unit that inputs the measurement values of the plurality of sensors into a prediction model obtained in advance by performing machine learning using the measurement values of the plurality of sensors as input variables and the tension applied to the substrate at a time a predetermined time after the measurement time of the measurement values as an objective variable, to obtain a predicted value of tension output from the prediction model, and a control unit that controls the conveying mechanism based on the predicted value obtained by the tension prediction unit.

本願の第2発明は、第1発明の搬送装置であって、基材にかかる張力を計測する張力計測部と、前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において前記張力計測部により計測される張力の実測値を目的変数として、機械学習を行うことにより、前記予測モデルを生成する学習部をさらに備える。 The second invention of the present application is the conveying device of the first invention, further comprising a tension measuring unit that measures the tension applied to the substrate, and a learning unit that generates the predictive model by performing machine learning using the measurement values of the multiple sensors as input variables and the actual tension measured by the tension measuring unit at a predetermined time after the measurement time of the measurement value as an objective variable.

本願の第3発明は、第1発明または第2発明の搬送装置であって、前記搬送機構は、モータと、前記モータへ指令値を入力するモータ制御部と、を有し、前記入力変数は、前記モータ制御部から出力される前記指令値を含む。 The third invention of the present application is a conveying device according to the first or second invention, in which the conveying mechanism has a motor and a motor control unit that inputs a command value to the motor, and the input variable includes the command value output from the motor control unit.

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発明の搬送装置であって、前記制御部は、前記予測値と前記張力の目標値との偏差、前記偏差の微分値、および前記偏差の積分値に基づいて、PID制御により、前記搬送機構を制御する。 The fourth invention of the present application is a conveying device according to any one of the first to third inventions, in which the control unit controls the conveying mechanism by PID control based on the deviation between the predicted value and the target tension value, the derivative of the deviation, and the integral of the deviation.

本願の第5発明は、処理装置であって、第1発明から第4発明までのいずれか1発明の搬送装置と、前記搬送機構により搬送される基材の表面に所定の処理を行う処理部と、を備える。 The fifth invention of the present application is a processing device that includes a conveying device according to any one of the first to fourth inventions, and a processing section that performs a predetermined process on the surface of a substrate conveyed by the conveying mechanism.

本願の第6発明は、第5発明の処理装置であって、前記処理部は、基材の表面にインクを吐出する複数のヘッドを有する印刷部である。 The sixth invention of the present application is the processing device of the fifth invention, in which the processing section is a printing section having multiple heads that eject ink onto the surface of the substrate.

本願の第7発明は、長尺帯状の基材を、搬送機構により、所定の搬送経路に沿って長手方向に搬送する搬送方法であって、a)前記搬送経路に設けられた複数のセンサから計測値を取得する工程と、b)前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において基材にかかる張力を目的変数として、予め機械学習を行うことにより得られた予測モデルに、前記工程a)において得られた計測値を入力し、前記予測モデルから出力される張力の予測値を得る工程と、c)前記工程b)により得られる前記予測値に基づいて、前記搬送機構を制御する工程と、を有する。 The seventh invention of the present application is a method for transporting a long strip-shaped substrate in the longitudinal direction along a predetermined transport path by a transport mechanism, comprising the steps of: a) acquiring measurement values from a plurality of sensors provided on the transport path; b) inputting the measurement values acquired in step a) into a prediction model previously obtained by performing machine learning, with the measurement values of the plurality of sensors as input variables and the tension applied to the substrate at a time a predetermined time after the measurement time of the measurement values as an objective variable, to obtain a predicted value of tension output from the prediction model; and c) controlling the transport mechanism based on the predicted value acquired in step b).

本願の第8発明は、第7発明の搬送方法であって、前記工程a)よりも前に、前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において張力計測部により計測される張力の実測値を目的変数として、機械学習を行うことにより、前記予測モデルを生成する工程をさらに有する。 The eighth invention of the present application is the conveying method of the seventh invention, further comprising, prior to step a), a step of performing machine learning to generate the prediction model using the measurement values of the multiple sensors as input variables and the actual tension value measured by the tension measuring unit at a predetermined time after the measurement time of the measurement value as an objective variable.

本願の第9発明は、第7発明または第8発明の搬送方法であって、前記搬送機構は、モータと、前記モータへ指令値を入力するモータ制御部と、を有し、前記入力変数は、前記モータ制御部の前記指令値を含む。 The ninth aspect of the present invention is the conveying method of the seventh or eighth aspect, in which the conveying mechanism has a motor and a motor control unit that inputs a command value to the motor, and the input variable includes the command value of the motor control unit.

本願の第10発明は、第7発明から第9発明までのいずれか1発明の搬送方法であって、前記工程c)では、前記予測値と前記張力の目標値との偏差、前記偏差の微分値、および前記偏差の積分値に基づいて、PID制御により、前記搬送機構を制御する。 The tenth invention of the present application is a conveying method according to any one of the seventh to ninth inventions, in which in step c), the conveying mechanism is controlled by PID control based on the deviation between the predicted value and the target tension value, the derivative of the deviation, and the integral of the deviation.

本願の第11発明は、処理方法であって、第7発明から第10発明までのいずれか1発明の搬送方法により、前記基材を搬送しつつ、前記基材の表面に所定の処理を行う。 The eleventh invention of the present application is a processing method, in which a predetermined processing is performed on the surface of the substrate while the substrate is being transported by the transport method of any one of the seventh to tenth inventions.

本願の第12発明は、第11発明の処理方法であって、前記所定の処理は、複数のヘッドから基材の表面にインクを吐出する処理である。 The twelfth aspect of the present invention is the processing method of the eleventh aspect, in which the predetermined processing is a processing of ejecting ink from multiple heads onto the surface of the substrate.

本願の第1発明~第12発明によれば、機械学習により得られた予測モデルを使用して、基材にかかる張力の予測値を得る。そして、当該予測値に基づいて、搬送機構を制御する。これにより、基材の張力変動を高精度に抑制できる。 According to the first to twelfth aspects of the present application, a prediction model obtained by machine learning is used to obtain a predicted value of the tension applied to the substrate. Then, the conveying mechanism is controlled based on the predicted value. This makes it possible to suppress the tension fluctuation of the substrate with high accuracy.

印刷装置の構成を示した図である。FIG. 1 illustrates a configuration of a printing device. 印刷部の付近における印刷装置の部分上面図である。FIG. 2 is a partial top view of the printing device in the vicinity of the printing unit. 制御部と印刷装置の各部との接続を示したブロック図である。2 is a block diagram showing connections between a control unit and each unit of the printing device. FIG. 制御部の機能を概念的に示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram conceptually showing the functions of a control unit. 学習処理の流れを示すフローチャートである。13 is a flowchart showing the flow of a learning process. 印刷処理の流れを示すフローチャートである。13 is a flowchart showing the flow of a printing process.

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。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

<1.印刷装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る搬送装置を含む印刷装置1の構成を示した図である。この印刷装置1は、長尺帯状の基材9を搬送しつつ、複数のヘッド21~24から基材9へ向けてインクの液滴を吐出することにより、基材9の表面に画像を印刷する装置である。基材9は、印刷用紙であってもよく、あるいは、樹脂製のフィルムであってもよい。また、基材9は、段ボール、金属箔、またはガラス製の基材であってもよい。
1. Configuration of the Printing Device
1 is a diagram showing the configuration of a printing device 1 including a transport device according to one embodiment of the present invention. This printing device 1 is an apparatus that prints an image on the surface of a long strip-shaped substrate 9 by ejecting ink droplets from a plurality of heads 21 to 24 toward the substrate 9 while transporting the substrate 9. The substrate 9 may be printing paper or a resin film. The substrate 9 may also be a substrate made of cardboard, metal foil, or glass.

図1に示すように、印刷装置1は、搬送機構10、印刷部20、複数のセンサ30、張力計測部40、カメラ50、およびコンピュータ60を備えている。印刷装置1のうち、印刷部20以外の部分は、本発明における搬送装置の一例である。 As shown in FIG. 1, the printing device 1 includes a transport mechanism 10, a printing unit 20, a number of sensors 30, a tension measuring unit 40, a camera 50, and a computer 60. The parts of the printing device 1 other than the printing unit 20 are an example of a transport device according to the present invention.

搬送機構10は、基材9をその長手方向に沿う搬送方向に搬送する機構である。本実施形態の搬送機構10は、巻き出し部11、複数の搬送ローラ12、および巻き取り部13を有する。基材9は、巻き出し部11から繰り出され、複数の搬送ローラ12により構成される搬送経路に沿って搬送される。各搬送ローラ12は、搬送方向に対して垂直な方向に延びる軸を中心として回転することにより、基材9を搬送経路の下流側へ案内する。搬送後の基材9は、巻き取り部13へ回収される。また、基材9には、搬送方向の張力が掛けられている。これにより、搬送中における基材9の弛みや皺が抑制される。 The transport mechanism 10 transports the substrate 9 in a transport direction along its longitudinal direction. The transport mechanism 10 of this embodiment has an unwinding section 11, multiple transport rollers 12, and a winding section 13. The substrate 9 is unwound from the unwinding section 11 and transported along a transport path formed by multiple transport rollers 12. Each transport roller 12 rotates around an axis extending perpendicular to the transport direction, thereby guiding the substrate 9 downstream of the transport path. After transport, the substrate 9 is collected in the winding section 13. In addition, tension is applied to the substrate 9 in the transport direction. This suppresses sagging and wrinkling of the substrate 9 during transport.

搬送機構10は、一部のローラ(以下、「駆動ローラ」と称する)を回転させるモータ14と、モータ14を制御するモータ制御部15とを有する。搬送機構10は、駆動ローラを複数備えていてもよい。モータ制御部15は、後述するコンピュータ60と電気的に接続されている。モータ14の駆動時には、コンピュータ60からの制御信号に従って、モータ制御部15が、モータ14を駆動させるための指令値を算出する。そして、算出された指令値に応じた駆動信号を、モータ14へ入力する。そうすると、モータ14が、指令値に応じて駆動し、駆動ローラが回転する。その結果、巻き出し部11から巻き取り部13へ向けて、基材9が搬送される。 The transport mechanism 10 has a motor 14 that rotates some of the rollers (hereinafter referred to as "drive rollers"), and a motor control unit 15 that controls the motor 14. The transport mechanism 10 may have multiple drive rollers. The motor control unit 15 is electrically connected to a computer 60, which will be described later. When the motor 14 is driven, the motor control unit 15 calculates a command value for driving the motor 14 according to a control signal from the computer 60. Then, a drive signal corresponding to the calculated command value is input to the motor 14. Then, the motor 14 drives according to the command value, and the drive roller rotates. As a result, the substrate 9 is transported from the unwinding unit 11 to the winding unit 13.

印刷部20は、搬送機構10により搬送される基材9に対して、インクの液滴(以下「インク滴」と称する)を吐出する処理部である。本実施形態の印刷部20は、第1ヘッド21、第2ヘッド22、第3ヘッド23、および第4ヘッド24を有する。第1ヘッド21、第2ヘッド22、第3ヘッド23、および第4ヘッド24は、基材9の搬送方向に沿って、間隔をあけて配列されている。基材9は、4つのヘッド21~24の下方を、印刷面を上方に向けた状態で搬送される。 The printing unit 20 is a processing unit that ejects ink droplets (hereinafter referred to as "ink droplets") onto the substrate 9 transported by the transport mechanism 10. The printing unit 20 of this embodiment has a first head 21, a second head 22, a third head 23, and a fourth head 24. The first head 21, the second head 22, the third head 23, and the fourth head 24 are arranged at intervals along the transport direction of the substrate 9. The substrate 9 is transported below the four heads 21 to 24 with the printing surface facing upward.

図2は、印刷部20の付近における印刷装置1の部分上面図である。図2中に破線で示したように、各ヘッド21~24の下面には、基材9の幅方向と平行に配列された複数のノズル201が設けられている。各ヘッド21~24は、複数のノズル201から基材9の上面へ向けて、多色画像の色成分となる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。 Figure 2 is a partial top view of the printing device 1 near the printing unit 20. As indicated by the dashed lines in Figure 2, the underside of each head 21-24 is provided with a plurality of nozzles 201 arranged parallel to the width direction of the substrate 9. Each head 21-24 ejects ink droplets of each color, K (black), C (cyan), M (magenta), and Y (yellow), which are the color components of a multicolor image, from the plurality of nozzles 201 toward the upper surface of the substrate 9.

すなわち、第1ヘッド21は、搬送経路上の第1印刷位置P1において、基材9の上面に、K色のインク滴を吐出する。第2ヘッド22は、第1印刷位置P1よりも下流側の第2印刷位置P2において、基材9の上面に、C色のインク滴を吐出する。第3ヘッド23は、第2印刷位置P2よりも下流側の第3印刷位置P3において、基材9の上面に、M色のインク滴を吐出する。第4ヘッド24は、第3印刷位置P3よりも下流側の第4印刷位置P4において、基材9の上面に、Y色のインク滴を吐出する。 That is, the first head 21 ejects K ink droplets onto the top surface of the substrate 9 at the first printing position P1 on the transport path. The second head 22 ejects C ink droplets onto the top surface of the substrate 9 at the second printing position P2 downstream of the first printing position P1. The third head 23 ejects M ink droplets onto the top surface of the substrate 9 at the third printing position P3 downstream of the second printing position P2. The fourth head 24 ejects Y ink droplets onto the top surface of the substrate 9 at the fourth printing position P4 downstream of the third printing position P3.

なお、ヘッド21~24の搬送方向下流側に、基材9の印刷面にインクを定着させる定着部が、さらに設けられていてもよい。定着部は、例えば、基材9へ向けて加熱された気体を吹き付けて、基材9に付着したインクを乾燥させる。ただし、定着部は、UV硬化性のインクに紫外線を照射することにより、インクを硬化させるものであってもよい。 A fixing section for fixing the ink to the printing surface of the substrate 9 may be further provided downstream of the heads 21 to 24 in the transport direction. The fixing section, for example, blows heated gas toward the substrate 9 to dry the ink adhering to the substrate 9. However, the fixing section may also cure the ink by irradiating UV-curable ink with ultraviolet light.

複数のセンサ30は、基材9の搬送状態を計測する計測器である。複数のセンサ30は、基材9の搬送経路上の複数の計測箇所に設けられている。センサ30は、各計測箇所において、それぞれ計測値を取得する。センサ30の計測項目には、例えば、モータ14の回転速度、モータ14のトルク、一部の搬送ローラ12の回転速度、基材9の上下変位(基材9に対して垂直な方向の変位量)、基材9のエッジの幅方向の位置、などを含めることができる。なお、同一の項目を計測するセンサ30が、搬送経路の複数の位置に配置されていてもよい。搬送機構10により基材9が搬送されている間、複数のセンサ30は、各計測箇所の状態を、常に計測する。そして、複数のセンサ30は、得られた計測値を示す信号を、コンピュータ60へ出力する。 The multiple sensors 30 are measuring instruments that measure the transport state of the substrate 9. The multiple sensors 30 are provided at multiple measurement points on the transport path of the substrate 9. The sensors 30 obtain measurement values at each measurement point. Measurement items of the sensors 30 can include, for example, the rotation speed of the motor 14, the torque of the motor 14, the rotation speed of some of the transport rollers 12, the vertical displacement of the substrate 9 (the amount of displacement in a direction perpendicular to the substrate 9), the width direction position of the edge of the substrate 9, and the like. Note that sensors 30 that measure the same item may be disposed at multiple positions on the transport path. While the substrate 9 is being transported by the transport mechanism 10, the multiple sensors 30 constantly measure the state of each measurement point. The multiple sensors 30 then output signals indicating the obtained measurement values to the computer 60.

張力計測部40は、基材9にかかる搬送方向の張力を計測する計測器である。張力計測部40は、一部の搬送ローラ12の回転軸に接続されたロードセルを有する。ロードセルは、搬送ローラ12の回転軸にかかる荷重を計測する。張力計測部40は、ロードセルにより計測される荷重に基づいて、基材9にかかる張力の実測値を算出する。搬送機構10により基材9が搬送されている間、張力計測部40は、基材9の現在の張力を常に計測する。そして、張力計測部40は、得られた張力の実測値を示す信号を、コンピュータ60へ出力する。 The tension measuring unit 40 is a measuring device that measures the tension applied to the substrate 9 in the transport direction. The tension measuring unit 40 has a load cell connected to the rotation shaft of some of the transport rollers 12. The load cell measures the load applied to the rotation shaft of the transport roller 12. The tension measuring unit 40 calculates the actual measured value of the tension applied to the substrate 9 based on the load measured by the load cell. While the substrate 9 is being transported by the transport mechanism 10, the tension measuring unit 40 constantly measures the current tension of the substrate 9. The tension measuring unit 40 then outputs a signal indicating the obtained actual measured value of tension to the computer 60.

カメラ50は、印刷部20を通過した基材9の上面を撮影する撮像装置である。カメラ50は、4つのヘッド21~24よりも搬送経路の下流側の撮影位置P5において、基材9の印刷面に対向して配置される。カメラ50には、例えば、CCDやCMOS等の撮像素子が、幅方向に複数配列されたラインセンサが使用される。搬送機構10により基材9が搬送されている間、カメラ50は、基材9の印刷面を常に撮影することにより、印刷済みの基材9の画像データを取得する。そして、カメラ50は、得られた画像データを、コンピュータ60へ送信する。 The camera 50 is an imaging device that captures an image of the top surface of the substrate 9 that has passed through the printing unit 20. The camera 50 is positioned facing the printed surface of the substrate 9 at an imaging position P5 downstream of the four heads 21-24 on the transport path. The camera 50 is, for example, a line sensor in which multiple imaging elements such as CCDs or CMOSs are arranged in the width direction. While the substrate 9 is being transported by the transport mechanism 10, the camera 50 constantly captures an image of the printed surface of the substrate 9, thereby acquiring image data of the printed substrate 9. The camera 50 then transmits the acquired image data to the computer 60.

コンピュータ60は、印刷装置1を制御するための情報処理装置である。図3は、コンピュータ60と、印刷装置1の各部との接続を示したブロック図である。図3中に概念的に示したように、コンピュータ60は、CPU等のプロセッサ601、RAM等のメモリ602、およびハードディスクドライブ等の記憶部603を有する。記憶部603には、後述する学習処理および印刷処理を実行するためのコンピュータプログラム80が、記憶されている。 The computer 60 is an information processing device for controlling the printing device 1. FIG. 3 is a block diagram showing the connection between the computer 60 and each part of the printing device 1. As conceptually shown in FIG. 3, the computer 60 has a processor 601 such as a CPU, a memory 602 such as a RAM, and a storage unit 603 such as a hard disk drive. The storage unit 603 stores a computer program 80 for executing the learning process and printing process described below.

また、図3に示すように、コンピュータ60は、上述したモータ制御部15、4つのヘッド21~24、複数のセンサ30、張力計測部40、およびカメラ50と、それぞれ通信可能に接続されている。コンピュータ60は、コンピュータプログラム80および各種データに従って、これらの各部を動作制御する。これにより、基材9の搬送および印刷処理が進行する。 As shown in FIG. 3, the computer 60 is communicatively connected to the motor control unit 15, the four heads 21-24, the multiple sensors 30, the tension measuring unit 40, and the camera 50. The computer 60 controls the operation of each of these units according to a computer program 80 and various data. This allows the transport of the substrate 9 and the printing process to proceed.

<2.コンピュータの機能について>
この印刷装置1のコンピュータ60は、基材9にかかる将来の張力を予測し、その予測値に基づいて、基材9の搬送を制御する機能を有する。図4は、コンピュータ60の当該機能を、概念的に示したブロック図である。図4に示すように、コンピュータ60は、データ蓄積部61、学習部62、張力予測部63、および制御部64を有する。データ蓄積部61、学習部62、張力予測部63、および制御部64の各機能は、コンピュータ60が、コンピュータプログラム80に従って動作することにより、実現される。
<2. Computer Functions>
The computer 60 of this printing device 1 has a function of predicting future tension applied to the substrate 9 and controlling the transport of the substrate 9 based on the predicted value. Fig. 4 is a block diagram conceptually showing the function of the computer 60. As shown in Fig. 4, the computer 60 has a data accumulation unit 61, a learning unit 62, a tension prediction unit 63, and a control unit 64. The functions of the data accumulation unit 61, the learning unit 62, the tension prediction unit 63, and the control unit 64 are realized by the computer 60 operating in accordance with a computer program 80.

データ蓄積部61は、後述する学習処理に使用するデータを蓄積するための処理部である。複数のセンサ30からコンピュータ60へ入力された計測値D1は、データ蓄積部61に記憶される。また、張力計測部40からコンピュータ60へ入力された張力の実測値D2は、データ蓄積部61に記憶される。データ蓄積部61は、これらのセンサ30の計測値D1および張力の実測値D2を、計測時刻とともに記憶する。 The data accumulation unit 61 is a processing unit for accumulating data used in the learning process described below. Measurement values D1 input from the multiple sensors 30 to the computer 60 are stored in the data accumulation unit 61. In addition, actual tension values D2 input from the tension measurement unit 40 to the computer 60 are stored in the data accumulation unit 61. The data accumulation unit 61 stores the measurement values D1 of these sensors 30 and the actual tension values D2 together with the measurement times.

学習部62は、複数のセンサ30の計測値D1と、基材9にかかる張力との関係を学習するための処理部である。学習部62は、データ蓄積部61から、学習用データD3を読み出す。学習用データD3には、ある時刻t1における複数のセンサ30の計測値D1と、その時刻t1よりも所定時間後(例えば数ミリ秒後)の時刻t2における基材9の張力の実測値D2とが、含まれる。学習部62は、データ蓄積部61から、このような学習用データD3を、時刻を変えて多数読み出す。 The learning unit 62 is a processing unit for learning the relationship between the measurement values D1 of the multiple sensors 30 and the tension applied to the substrate 9. The learning unit 62 reads out learning data D3 from the data accumulation unit 61. The learning data D3 includes the measurement values D1 of the multiple sensors 30 at a certain time t1 and the actual measured value D2 of the tension of the substrate 9 at a time t2 a predetermined time (e.g., several milliseconds) after the time t1. The learning unit 62 reads out a large number of such learning data D3 from the data accumulation unit 61 at different times.

学習部62は、複数のセンサ30の計測値D1を入力変数とし、その計測時刻から所定時間後の時刻における基材9の張力の実測値D2を目的変数として、教師あり機械学習アルゴリズムにより、学習処理を行う。学習部62は、このような学習処理を、所定の終了条件を満たすまで繰り返す。これにより、学習部62は、複数のセンサ30の計測値D1に基づいて、所定時間後の基材9の張力を示す予測値D4を出力できる予測モデルMを生成する。学習処理の詳細については、後述する。 The learning unit 62 performs learning processing using a supervised machine learning algorithm with the measurement values D1 of the multiple sensors 30 as input variables and the actual measured value D2 of the tension of the substrate 9 at a predetermined time after the measurement time as the objective variable. The learning unit 62 repeats this learning processing until a predetermined termination condition is satisfied. As a result, the learning unit 62 generates a prediction model M that can output a predicted value D4 indicating the tension of the substrate 9 after a predetermined time based on the measurement values D1 of the multiple sensors 30. Details of the learning processing will be described later.

学習部62において使用される機械学習アルゴリズムは、単純な回帰アルゴリズムでもよいし、ランダムフォレストや勾配ブースティングに代表される木のモデルでもよい。また、学習部62において使用される機械学習アルゴリズムは、畳み込みニューラルネットワークのような深層学習アルゴリズムでもよい。 The machine learning algorithm used in the learning unit 62 may be a simple regression algorithm or a tree model such as random forest or gradient boosting. The machine learning algorithm used in the learning unit 62 may also be a deep learning algorithm such as a convolutional neural network.

張力予測部63は、複数のセンサ30の計測値D1に基づいて、所定時間後の基材9の張力を予測するための処理部である。張力予測部63は、学習部62により生成された予測モデルMを使用して、基材9の張力を予測する。張力予測部63は、複数のセンサ30から取得した現在の計測値D1を、予測モデルMへ入力する。すると、予測モデルMから、計測値D1に対応する基材9の張力の予測値D4が出力される。張力予測部63は、この予測モデルMから出力された予測値D4を、制御部64へ入力する。 The tension prediction unit 63 is a processing unit for predicting the tension of the substrate 9 after a predetermined time based on the measurement values D1 of the multiple sensors 30. The tension prediction unit 63 predicts the tension of the substrate 9 using the prediction model M generated by the learning unit 62. The tension prediction unit 63 inputs the current measurement values D1 acquired from the multiple sensors 30 to the prediction model M. The prediction model M then outputs a predicted value D4 of the tension of the substrate 9 corresponding to the measurement value D1. The tension prediction unit 63 inputs the predicted value D4 output from the prediction model M to the control unit 64.

制御部64は、搬送機構10および4つのヘッド21~24を動作制御するための処理部である。制御部64は、張力予測部63から得られる予測値D4と、予め設定された目標値D5とに基づいて、フィードバック制御を行うことにより、制御値を算出する。そして、制御部64は、算出された制御値を含む制御信号D6を、搬送機構10のモータ制御部15へ出力する。これにより、搬送機構10のモータ14の動作が制御される。また、制御部64は、印刷すべき画像データに基づいて、4つのヘッド21~24の動作を制御する。これにより、4つのヘッド21~24から、インクが吐出される。 The control unit 64 is a processing unit for controlling the operation of the transport mechanism 10 and the four heads 21 to 24. The control unit 64 calculates a control value by performing feedback control based on the predicted value D4 obtained from the tension prediction unit 63 and a preset target value D5. The control unit 64 then outputs a control signal D6 including the calculated control value to the motor control unit 15 of the transport mechanism 10. This controls the operation of the motor 14 of the transport mechanism 10. The control unit 64 also controls the operation of the four heads 21 to 24 based on the image data to be printed. This causes ink to be ejected from the four heads 21 to 24.

<3.学習処理について>
続いて、上述した印刷装置1において実行される学習処理について、説明する。図5は、学習処理の流れを示すフローチャートである。
3. Learning process
Next, a description will be given of the learning process executed in the above-mentioned printing device 1. Fig. 5 is a flow chart showing the flow of the learning process.

図5に示すように、学習処理を行うときには、まず、搬送機構10を動作させて、基材9を搬送しつつ、学習に必要なデータを蓄積する(ステップS1)。ここでは、コンピュータ60のデータ蓄積部61が、複数のセンサ30から送信される計測値D1を、計測時刻とともに記憶する。また、データ蓄積部61は、張力計測部40から送信される張力の実測値D2を、計測時刻とともに記憶する。 As shown in FIG. 5, when performing the learning process, first, the transport mechanism 10 is operated to transport the substrate 9 while accumulating data necessary for learning (step S1). Here, the data accumulation unit 61 of the computer 60 stores the measurement values D1 sent from the multiple sensors 30 together with the measurement times. The data accumulation unit 61 also stores the actual tension values D2 sent from the tension measurement unit 40 together with the measurement times.

学習に必要なデータが十分に蓄積されると、次に、学習部62が、データ蓄積部61から学習用データD3を取得する(ステップS2)。学習用データD3には、ある時刻t1における複数のセンサ30の計測値D1と、その時刻t1よりも所定時間後(例えば数ミリ秒後)の時刻t2における基材9の張力の実測値D2とが、含まれる。 When a sufficient amount of data required for learning has been accumulated, the learning unit 62 then acquires learning data D3 from the data accumulation unit 61 (step S2). The learning data D3 includes the measurement values D1 of the multiple sensors 30 at a certain time t1, and the actual measurement value D2 of the tension of the substrate 9 at a time t2 that is a predetermined time (e.g., several milliseconds) after the time t1.

続いて、学習部62は、学習用データD3に含まれる、ある計測時刻の計測値D1を入力変数とし、学習用データD3に含まれる、上記計測時刻から所定時間後の基材9の張力の実測値D2を目的変数として、教師あり機械学習アルゴリズムにより、学習処理を行う。このとき、学習部62は、センサ30の計測値D1に基づいて所定時間後の基材9の張力を予測するための予測モデルMを用意する。予測モデルMは、入力された計測値D1に基づいて、所定時間後の基材9にかかる張力の予測結果を出力する。学習部62は、予測モデルMから出力される予測結果が、目的変数である実測値D2に近づくように、予測モデルMのパラメータを調整する(ステップS3)。 Then, the learning unit 62 performs a learning process using a supervised machine learning algorithm with the measurement value D1 at a certain measurement time included in the learning data D3 as an input variable and the actual measured value D2 of the tension of the substrate 9 a predetermined time after the measurement time included in the learning data D3 as an objective variable. At this time, the learning unit 62 prepares a prediction model M for predicting the tension of the substrate 9 after the predetermined time based on the measurement value D1 of the sensor 30. The prediction model M outputs a prediction result of the tension applied to the substrate 9 after the predetermined time based on the input measurement value D1. The learning unit 62 adjusts the parameters of the prediction model M so that the prediction result output from the prediction model M approaches the actual measured value D2, which is the objective variable (step S3).

その後、学習部62は、所定の終了条件を満たすか否かを判定する(ステップS4)。終了条件は、例えば、予測結果と実測値D2との差が、予め設定された閾値よりも小さくなること、とすればよい。また、終了条件は、ステップS2~S3の繰り返し回数が、予め設定された閾値に到達すること、としてもよい。終了条件を満たしていない場合(ステップS4:No)、学習部62は、上述したステップS2~S3の処理を繰り返す。その際、学習用データD3は、前回と異なる時刻のものを使用してもよい。 Then, the learning unit 62 determines whether a predetermined termination condition is satisfied (step S4). The termination condition may be, for example, that the difference between the prediction result and the actual measurement value D2 is smaller than a preset threshold value. The termination condition may also be that the number of repetitions of steps S2 to S3 reaches a preset threshold value. If the termination condition is not satisfied (step S4: No), the learning unit 62 repeats the above-mentioned processing of steps S2 to S3. At that time, the learning data D3 used may be from a time different from the previous time.

ステップS2~S3の学習処理が繰り返されることにより、予測モデルMの予測精度が向上する。やがて、終了条件が満たされると(ステップS4:Yes)、学習部62は、学習処理を終了する。これにより、複数のセンサ30の計測値D1に基づいて、所定時間後の基材9の張力の予測値D4を精度よく出力できる、学習済みの予測モデルMが生成される。学習部62は、生成された予測モデルMを、張力予測部63へ提供する。 By repeating the learning process of steps S2 and S3, the prediction accuracy of the prediction model M improves. When the termination condition is eventually satisfied (step S4: Yes), the learning unit 62 ends the learning process. This generates a trained prediction model M that can accurately output a predicted value D4 of the tension of the substrate 9 after a predetermined time based on the measurement values D1 of the multiple sensors 30. The learning unit 62 provides the generated prediction model M to the tension prediction unit 63.

なお、所定数の学習用データD3を、1つの学習用データセットとしてもよい。そして、複数の学習用データセットについて、学習処理を行ってもよい。この場合、1つの学習用データセットに含まれる所定数の学習用データD3についてステップS2~S3の処理を行う間は、ステップS4の終了条件の判断を行うことなく、ステップS2~S3の処理を繰り返してもよい。そして、1つの学習用データセットに含まれる全ての学習用データD3について、ステップS2~S3の処理が完了した時点で、ステップS4の終了条件の判断を行ってもよい。ステップS4において終了条件を満たさない場合には、別の学習用データセットについて、ステップS2~S3の学習処理を行ってもよい。 Note that a predetermined number of pieces of training data D3 may be treated as one training dataset. Then, the training process may be performed for multiple training datasets. In this case, while the processes of steps S2 to S3 are being performed for a predetermined number of pieces of training data D3 included in one training dataset, the processes of steps S2 to S3 may be repeated without determining whether the termination condition is met in step S4. Then, when the processes of steps S2 to S3 are completed for all training data D3 included in one training dataset, the termination condition in step S4 may be determined. If the termination condition is not met in step S4, the training process of steps S2 to S3 may be performed for another training dataset.

<4.印刷処理について>
続いて、上述した学習処理の後に、印刷装置1において実行される印刷処理について、説明する。図6は、印刷処理の流れを示すフローチャートである。
<4. Printing process>
Next, a description will be given of the printing process executed in the printing device 1 after the above-mentioned learning process. Fig. 6 is a flow chart showing the flow of the printing process.

図6に示すように、印刷装置1は、まず、搬送機構10の動作を開始する(ステップS5)。これにより、基材9の搬送が開始される。基材9の搬送が開始されると、複数のセンサ30は、各計測箇所の状態を計測する。そして、複数のセンサ30は、現在の計測値D1を、コンピュータ60へ送信する(ステップS6)。 As shown in FIG. 6, the printing device 1 first starts the operation of the transport mechanism 10 (step S5). This starts the transport of the substrate 9. When the transport of the substrate 9 starts, the multiple sensors 30 measure the state of each measurement point. Then, the multiple sensors 30 transmit the current measurement value D1 to the computer 60 (step S6).

コンピュータ60の張力予測部63は、複数のセンサ30から送信された現在の計測値D1を、予測モデルMへ入力する。そうすると、予測モデルMは、所定時間後の基材9にかかる張力の予測値D4を、出力する(ステップS7)。張力予測部63は、得られた予測値D4を、制御部64へ入力する。 The tension prediction unit 63 of the computer 60 inputs the current measurement values D1 transmitted from the multiple sensors 30 to the prediction model M. The prediction model M then outputs a predicted value D4 of the tension applied to the substrate 9 after a predetermined time (step S7). The tension prediction unit 63 inputs the obtained predicted value D4 to the control unit 64.

制御部64は、張力予測部63から入力された張力の予測値D4に基づいて、搬送機構10の動作を制御する(ステップS8)。制御部64には、基材9の張力の目標値D5が、予め設定されている。制御部64は、張力予測部63から入力される張力の予測値D4が、目標値D5に近づくように、搬送機構10をフィードバック制御する。 The control unit 64 controls the operation of the transport mechanism 10 based on the predicted tension value D4 input from the tension prediction unit 63 (step S8). A target value D5 of the tension of the substrate 9 is preset in the control unit 64. The control unit 64 feedback controls the transport mechanism 10 so that the predicted tension value D4 input from the tension prediction unit 63 approaches the target value D5.

フィードバック制御には、例えば、PID制御が使用される。すなわち、制御部64は、予測値D4と目標値D5との偏差、当該偏差の微分値、および当該偏差の積分値に基づいて、制御値を算出する。そして、当該制御値を含む制御信号D6を、モータ制御部15へ供給する。モータ制御部15は、制御信号D6に従って、モータ14を駆動させる。これにより、基材9の搬送動作が制御される。 For example, PID control is used for the feedback control. That is, the control unit 64 calculates a control value based on the deviation between the predicted value D4 and the target value D5, the derivative of the deviation, and the integral of the deviation. Then, a control signal D6 including the control value is supplied to the motor control unit 15. The motor control unit 15 drives the motor 14 in accordance with the control signal D6. This controls the conveying operation of the substrate 9.

また、制御部64は、上述した制御により基材9を搬送しつつ、4つのヘッド21~24の動作も制御する。4つのヘッド21~24は、それぞれ、基材9の上面へ向けてインクの液滴を吐出する。これにより、基材9の上面に画像が印刷される(ステップS9)。 The control unit 64 also controls the operation of the four heads 21 to 24 while transporting the substrate 9 according to the above-mentioned control. Each of the four heads 21 to 24 ejects ink droplets toward the upper surface of the substrate 9. This causes an image to be printed on the upper surface of the substrate 9 (step S9).

その後、制御部64は、印刷処理を終了するか否かを判定する(ステップS10)。制御部64は、印刷すべき画像データが残っている場合には、印刷処理を継続する(ステップS10:No)。この場合、コンピュータ60は、上述したステップS6~S9の処理を再度実行する。このように、コンピュータ60は、ステップS6~S9の処理を繰り返すことにより、基材9を精度よく搬送しながら、印刷処理を進行させる。 The control unit 64 then determines whether or not to end the printing process (step S10). If image data to be printed remains, the control unit 64 continues the printing process (step S10: No). In this case, the computer 60 executes the processes of steps S6 to S9 again. In this way, the computer 60 repeats the processes of steps S6 to S9 to progress the printing process while transporting the substrate 9 with high precision.

やがて、印刷すべき画像データが無くなると、制御部64は、印刷処理を終了する(ステップS10:Yes)。この場合、印刷装置1は、搬送機構10の動作を停止して、基材9の搬送を終了する(ステップS11)。 When there is no more image data to be printed, the control unit 64 ends the printing process (step S10: Yes). In this case, the printing device 1 stops the operation of the transport mechanism 10 and ends the transport of the substrate 9 (step S11).

以上のように、この印刷装置1では、複数のセンサ30の現在の計測値D1に基づいて、所定時間後の基材9にかかる張力を予測する。そして、その予測値D4に基づいて、搬送機構10の動作を制御する。これにより、基材9の張力変動を、高精度に抑制できる。その結果、基材9の上面における印刷画像の位置ずれが少ない、高品質な印刷物を得ることができる。 As described above, in this printing device 1, the tension applied to the substrate 9 after a predetermined time is predicted based on the current measurement values D1 of the multiple sensors 30. Then, the operation of the transport mechanism 10 is controlled based on the predicted value D4. This makes it possible to suppress the tension fluctuation of the substrate 9 with high accuracy. As a result, a high-quality printout can be obtained with little misalignment of the printed image on the top surface of the substrate 9.

従来のようにフィードフォワード制御を利用する場合、印刷装置1の状態や基材9の種類が変わるたびに、搬送機構10の特性を再度定式化する必要がある。この定式化の作業は、様々な観点から検討する必要があるため、ユーザの負担が大きい。これに対し、本実施形態の印刷装置1は、印刷装置1の状態や基材9の種類が変わった場合でも、一定の学習処理を行うことにより、予測モデルMを再作成することができる。したがって、条件の変化に容易に対応できる。 When using feedforward control as in the past, the characteristics of the transport mechanism 10 must be re-formulated every time the state of the printing device 1 or the type of substrate 9 changes. This formulation task requires consideration from various perspectives, which places a heavy burden on the user. In contrast, the printing device 1 of this embodiment can re-create the prediction model M by performing a certain learning process, even if the state of the printing device 1 or the type of substrate 9 changes. This makes it easy to respond to changes in conditions.

また、本実施形態の印刷装置1では、図6の印刷処理を実行しながら、図5の学習処理を、追加的に実行することも可能である。このようにすれば、印刷処理を実行しながら、予測モデルMを随時更新できる。したがって、印刷装置1の設置環境が変化した場合や、印刷装置1の状態が変化した場合でも、予測モデルMの予測精度を、常に高い状態に維持できる。 In addition, in the printing device 1 of this embodiment, it is also possible to additionally execute the learning process of FIG. 5 while executing the printing process of FIG. 6. In this way, the prediction model M can be updated at any time while executing the printing process. Therefore, even if the installation environment of the printing device 1 changes or the state of the printing device 1 changes, the prediction accuracy of the prediction model M can always be maintained at a high level.

<5.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。
5. Modifications
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.

上記の実施形態では、複数のセンサ30の計測値D1のみを、予測モデルMの入力変数としていた。しかしながら、予測モデルMの入力変数に、複数のセンサ30の計測値D1以外の変数を含めてもよい。例えば、モータ制御部15から出力される指令値を、入力変数に含めてもよい。当該指令値は、基材9の搬送速度に対してより直接的に影響を及ぼす変数である。したがって、当該指令値を入力変数に含めることで、より精度の高い予測モデルMを生成できる。 In the above embodiment, only the measurement values D1 of the multiple sensors 30 were used as input variables for the prediction model M. However, the input variables for the prediction model M may include variables other than the measurement values D1 of the multiple sensors 30. For example, the command value output from the motor control unit 15 may be included as an input variable. The command value is a variable that more directly affects the conveying speed of the substrate 9. Therefore, by including the command value as an input variable, a more accurate prediction model M can be generated.

また、印刷装置1は、温度、湿度等の環境条件を計測するセンサをさらに備えていてもよい。そして、当該センサにより取得した環境条件の情報を、予測モデルMの入力変数に含めてもよい。 The printing device 1 may further include a sensor that measures environmental conditions such as temperature and humidity. Information on the environmental conditions obtained by the sensor may then be included in the input variables of the prediction model M.

また、カメラ50により得られる撮影画像に基づいて、基材9の上面における印刷画像のずれ量を検出し、当該ずれ量を、入力変数に含めてもよい。印刷画像のずれ量は、印刷結果の品質に、直接的に影響を及ぼす変数である。したがって、当該ずれ量を入力変数に含めることで、より印刷結果の品質向上に有用な予測モデルMを生成できる。 In addition, the amount of misalignment of the printed image on the upper surface of the substrate 9 may be detected based on the captured image obtained by the camera 50, and the amount of misalignment may be included in the input variables. The amount of misalignment of the printed image is a variable that directly affects the quality of the printed result. Therefore, by including the amount of misalignment in the input variables, a prediction model M that is more useful for improving the quality of the printed result can be generated.

また、上記の実施形態では、複数のセンサ30の計測値D1を、そのまま入力変数として使用していた。しかしながら、これらの計測値D1に、フィルタ処理等の加工処理を行い、加工処理後の計測値D1を、入力変数としてもよい。また、複数の計測値D1のうち、張力変動に対する影響度が大きい計測値D1を、予め選定し、選定された計測値D1のみを、入力変数としてもよい。これにより、より精度の高い予測モデルMを生成できる。 In addition, in the above embodiment, the measurement values D1 of the multiple sensors 30 are used as input variables as they are. However, processing such as filtering may be performed on these measurement values D1, and the measurement values D1 after processing may be used as input variables. Also, from the multiple measurement values D1, the measurement values D1 that have a large influence on tension fluctuations may be selected in advance, and only the selected measurement values D1 may be used as input variables. This allows a more accurate prediction model M to be generated.

また、上記の実施形態では、制御部64によるフィードバック制御の例として、PID制御を挙げた。しかしながら、制御部64が行うフィードバック制御は、PI制御等の他の方法であってもよい。 In the above embodiment, PID control is given as an example of feedback control by the control unit 64. However, the feedback control performed by the control unit 64 may be another method such as PI control.

また、上記の実施形態では、図2のように、各ヘッド21~24において、ノズル201が幅方向に一列に配置されていた。しかしながら、各ヘッド21~24において、ノズル201が2列以上に配置されていてもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the nozzles 201 are arranged in a row in the width direction in each of the heads 21 to 24. However, the nozzles 201 may be arranged in two or more rows in each of the heads 21 to 24.

また、上記の実施形態の印刷装置1は、4つのヘッド21~24を備えていた。しかしながら、印刷装置1が備えるヘッドの数は、1~3つ、あるいは5つ以上であってもよい。例えば、印刷装置1は、K,C,M,Yの各色に加えて、特色のインクを吐出するヘッドを備えていてもよい。 The printing device 1 in the above embodiment was equipped with four heads 21 to 24. However, the number of heads equipped in the printing device 1 may be one to three, or five or more. For example, the printing device 1 may be equipped with a head that ejects ink of a special color in addition to the colors K, C, M, and Y.

また、上記の実施形態では、基材9の表面にインクを吐出する印刷装置1について説明した。すなわち、上記の実施形態は、処理部の一例である印刷部20が、処理の一例であるインクの吐出を行うものであった。しかしながら、本発明の処理装置は、搬送機構により搬送される基材の表面に、印刷以外の処理を行うものであってもよい。例えば、処理装置は、搬送機構により搬送される基材の表面に、レジスト液の塗布、パターンの露光、レーザによる描画などの他の処理を行うものであってもよい。 In the above embodiment, a printing device 1 that ejects ink onto the surface of a substrate 9 has been described. That is, in the above embodiment, the printing unit 20, which is an example of a processing unit, ejects ink, which is an example of processing. However, the processing device of the present invention may perform processing other than printing on the surface of a substrate transported by a transport mechanism. For example, the processing device may perform other processing, such as applying a resist liquid, exposing a pattern, or drawing with a laser, on the surface of a substrate transported by a transport mechanism.

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。 Furthermore, the elements appearing in the above embodiments and variations may be combined as appropriate to the extent that no contradictions arise.

1 印刷装置
9 基材
10 搬送機構
14 モータ
15 モータ制御部
20 印刷部
21 第1ヘッド
22 第2ヘッド
23 第3ヘッド
24 第4ヘッド
30 センサ
40 張力計測部
50 カメラ
60 コンピュータ
61 データ蓄積部
62 学習部
63 張力予測部
64 制御部
80 コンピュータプログラム
D1 計測値
D2 張力の実測値
D3 学習用データ
D4 予測値
D5 目標値
D6 制御信号
M 予測モデル
REFERENCE SIGNS LIST 1 Printing device 9 Substrate 10 Transport mechanism 14 Motor 15 Motor control unit 20 Printing unit 21 First head 22 Second head 23 Third head 24 Fourth head 30 Sensor 40 Tension measuring unit 50 Camera 60 Computer 61 Data storage unit 62 Learning unit 63 Tension prediction unit 64 Control unit 80 Computer program D1 Measurement value D2 Actual measured tension value D3 Learning data D4 Prediction value D5 Target value D6 Control signal M Prediction model

Claims (12)

長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って長手方向に搬送する搬送機構と、
前記搬送経路に設けられた複数のセンサと、
前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において基材にかかる張力を目的変数として、予め機械学習を行うことにより得られた予測モデルに、前記複数のセンサの計測値を入力し、前記予測モデルから出力される張力の予測値を得る張力予測部と、
前記張力予測部により得られた前記予測値に基づいて、前記搬送機構を制御する制御部と、
を備えた、搬送装置。
A conveying mechanism that conveys a long strip-shaped base material in a longitudinal direction along a predetermined conveying path;
A plurality of sensors provided on the conveying path;
a tension prediction unit that inputs the measurement values of the plurality of sensors into a prediction model previously obtained by performing machine learning, the measurement values of the plurality of sensors being used as input variables and the tension applied to the base material at a predetermined time after the measurement time of the measurement value being used as an objective variable, and obtains a predicted value of the tension output from the prediction model;
a control unit that controls the transport mechanism based on the predicted value obtained by the tension prediction unit;
A conveying device comprising:
請求項1に記載の搬送装置であって、
基材にかかる張力を計測する張力計測部と、
前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において前記張力計測部により計測される張力の実測値を目的変数として、機械学習を行うことにより、前記予測モデルを生成する学習部
をさらに備えた、搬送装置。
2. The conveying device according to claim 1,
A tension measuring unit that measures the tension applied to the base material;
A conveying device further comprising a learning unit that generates the predictive model by performing machine learning using measurement values of the plurality of sensors as input variables and an actual measurement value of tension measured by the tension measuring unit at a predetermined time after the measurement time of the measurement value as an objective variable.
請求項1または請求項2に記載の搬送装置であって、
前記搬送機構は、
モータと、
前記モータへ指令値を入力するモータ制御部と、
を有し、
前記入力変数は、前記モータ制御部から出力される前記指令値を含む搬送装置。
The conveying device according to claim 1 or 2,
The transport mechanism includes:
A motor;
a motor control unit that inputs a command value to the motor;
having
The input variables include the command values output from the motor control unit.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の搬送装置であって、
前記制御部は、前記予測値と前記張力の目標値との偏差、前記偏差の微分値、および前記偏差の積分値に基づいて、PID制御により、前記搬送機構を制御する、搬送装置。
A conveying device according to any one of claims 1 to 3,
The control unit controls the transport mechanism by PID control based on the deviation between the predicted value and the target value of the tension, a derivative of the deviation, and an integral of the deviation.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の搬送装置と、
前記搬送機構により搬送される基材の表面に所定の処理を行う処理部と、
を備えた、処理装置。
A conveying device according to any one of claims 1 to 4,
a processing section for performing a predetermined process on a surface of the base material transported by the transport mechanism;
A processing device comprising:
請求項5に記載の処理装置であって、
前記処理部は、基材の表面にインクを吐出する複数のヘッドを有する印刷部である、処理装置。
6. The processing device according to claim 5,
The processing unit is a printing unit having a plurality of heads that eject ink onto a surface of the substrate.
長尺帯状の基材を、搬送機構により、所定の搬送経路に沿って長手方向に搬送する搬送方法であって、
a)前記搬送経路に設けられた複数のセンサから計測値を取得する工程と、
b)前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において基材にかかる張力を目的変数として、予め機械学習を行うことにより得られた予測モデルに、前記工程a)において得られた計測値を入力し、前記予測モデルから出力される張力の予測値を得る工程と、
c)前記工程b)により得られる前記予測値に基づいて、前記搬送機構を制御する工程と、
を有する、搬送方法。
A conveying method for conveying a long strip-shaped substrate in a longitudinal direction along a predetermined conveying path by a conveying mechanism, comprising:
a) acquiring measurement values from a plurality of sensors provided on the conveying path;
b) inputting the measurement values obtained in step a) into a prediction model previously obtained by machine learning using the measurement values of the plurality of sensors as input variables and the tension applied to the substrate at a predetermined time after the measurement of the measurement values as an objective variable, and obtaining a predicted value of the tension output from the prediction model;
c) controlling the transport mechanism based on the predicted value obtained by the step b);
The transport method comprises:
請求項7に記載の搬送方法であって、
前記工程a)よりも前に、
前記複数のセンサの計測値を入力変数とし、前記計測値の計測時刻から所定時間後の時刻において張力計測部により計測される張力の実測値を目的変数として、機械学習を行うことにより、前記予測モデルを生成する工程
をさらに有する、搬送方法。
The conveying method according to claim 7,
Prior to step a),
The conveying method further includes a step of generating the prediction model by performing machine learning using the measurement values of the plurality of sensors as an input variable and an actual measurement value of tension measured by a tension measuring unit at a predetermined time after the measurement time of the measurement value as an objective variable.
請求項7または請求項8に記載の搬送方法であって、
前記搬送機構は、
モータと、
前記モータへ指令値を入力するモータ制御部と、
を有し、
前記入力変数は、前記モータ制御部の前記指令値を含む、搬送方法。
The conveying method according to claim 7 or 8, further comprising the steps of:
The transport mechanism includes:
A motor;
a motor control unit that inputs a command value to the motor;
having
The conveying method, wherein the input variables include the command values of the motor control unit.
請求項7から請求項9までのいずれか1項に記載の搬送方法であって、
前記工程c)では、前記予測値と前記張力の目標値との偏差、前記偏差の微分値、および前記偏差の積分値に基づいて、PID制御により、前記搬送機構を制御する、搬送方法。
The conveying method according to any one of claims 7 to 9,
In the step c), the conveying mechanism is controlled by PID control based on a deviation between the predicted value and a target value of the tension, a derivative of the deviation, and an integral of the deviation.
請求項7から請求項10までのいずれか1項に記載の搬送方法により、前記基材を搬送しつつ、前記基材の表面に所定の処理を行う、処理方法。 A processing method in which a predetermined processing is performed on the surface of the substrate while the substrate is being transported by the transport method according to any one of claims 7 to 10. 請求項11に記載の処理方法であって、
前記所定の処理は、複数のヘッドから基材の表面にインクを吐出する処理である、処理方法。
12. The method of claim 11, further comprising the steps of:
The predetermined process is a process of ejecting ink from a plurality of heads onto a surface of a substrate.
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