特開 2023-184202 印刷方法および印刷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023184202

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】印刷方法および印刷装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/17 20060101AFI20231221BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20231221BHJP

   B41J 29/38 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

B41J2/17

B41J2/01 401

B41J29/38 204

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098219

(22)【出願日】2022-06-17

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】北村 紗也加

【テーマコード（参考）】

2C056

2C061

【Ｆターム（参考）】

2C056EA04

2C056EB03

2C056EB15

2C056EB30

2C056EC03

2C056EC15

2C056EC29

2C056EC45

2C056FA04

2C056HA58

2C056KB37

2C056KC02

2C061AQ05

2C061HH03

2C061HJ10

2C061HK11

(57)【要約】

【課題】インクの流量が変動する場合でも、ヒータのフィードフォワード制御によってインクを容易に温調することができる技術を提供する。
【解決手段】
ＦＦ制御部９１１は、ヒータ３５１に加熱される前のインクの第１温度Tｔ１に基づいて、ＦＦ制御値ＣＶ１を生成する。ゲイン推論器９１４は、吐出ヘッド２１から吐出されるインクの量に応じた相当量に基づいて、ＦＦ制御値ＣＶ１の補正に用いられるゲインＧ１を推論するための強化学習を行う。制御値補正部９１３は、ゲイン推論器９１４が推論したゲインＧ１に基づいて、ＦＦ制御値ＣＶ１を補正する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

印刷方法であって、
ａ） 長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って搬送しながら、前記基材の表面に吐出ヘッドからインクを吐出する工程と、
ｂ） 前記ヘッドから吐出される前記インクの量に応じた相当量の前記インクを、前記インクを貯留可能なインクタンクから前記吐出ヘッドに供給する工程と、
ｃ） 前記インクを加熱するヒータを制御する工程と、
を含み、
前記工程ｃ）は、
ｃ－１）前記ヒータによって加熱される前のインクの第１温度を測定する工程と、
ｃ－２）前記第１温度に基づいて、フィードフォワード制御値を生成する工程と、
ｃ－３）前記相当量に基づいて、前記フィードフォワード制御値を補正するゲインを推論する推論器の強化学習を行う工程と、
ｃ－４）前記工程ｃ－３）によって補正された前記フィードフォワード制御値に基づいて、前記ヒータを制御する工程と、
を含む、印刷方法。

【請求項2】

請求項１に記載の印刷方法であって、
前記ゲイン推論器は、さらに前記第１温度に基づいて前記ゲインを推論する、印刷方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の印刷方法であって、
前記第１温度は、前記ヒータの入口における前記インクの温度である、印刷方法。

【請求項4】

請求項１または請求項２に記載の印刷方法であって、
前記第１温度は、前記インクタンク内におけるインクの温度である、印刷方法。

【請求項5】

請求項１または請求項２に記載の印刷方法であって、
前記工程ｃ）は、
ｃ－５）前記ヒータによって加熱された前記インクの第２温度を測定する工程と、
ｃ－６）前記第２温度に基づいて、前記ヒータをフィードバック制御する工程と、
を有する、印刷方法。

【請求項6】

請求項１または請求項２に記載の印刷方法であって、
前記第２温度は、前記ヒータの出口における前記インクの温度である、印刷方法。

【請求項7】

請求項１または請求項２に記載の印刷方法であって、
前記第２温度センサは、前記吐出ヘッドが有するリザーバ内の前記インクの温度である、印刷方法。

【請求項8】

印刷装置であって、
インクを吐出する吐出ヘッドと、
前記インクを貯蔵可能なインクタンクと、
前記吐出ヘッドから吐出される前記インクの量に応じた相当量の前記インクを、前記インクタンクから前記吐出ヘッドへ供給する供給部と、
前記インクを加熱するヒータと、
前記ヒータに加熱される前の前記インクの第１温度を測定する第１温度センサと、
前記ヒータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１温度に基づいて、前記ヒータをフィードフォワード制御するためのフィードフォワード制御値を生成するフィードフォワード制御部と、
前記相当量に基づいて、前記フィードフォワード制御値の補正に用いられるゲインを推論するための強化学習を行うゲイン推論器と、
前記ゲイン推論器が推論した前記ゲインに基づいて、前記フィードフォワード制御値を補正する制御値補正部と、
を有する、印刷装置。

【請求項9】

請求項８に記載の印刷装置であって、
前記ヒータによって加熱された前記インクの第２温度を測定する第２温度センサ、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第２温度に基づいて、前記ヒータをフィードバック制御するためのフィードバック制御値を生成するフィードバック制御部、をさらに有し、
前記制御部は、前記フィードバック制御部が出力するフィードバック制御値に基づいて、前記ヒータを制御する、印刷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、印刷方法および印刷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、連帳の基材をロールｔｏロール方式で搬送しつつ、吐出ヘッドから基材の表面にインクを吐出することによって、基材に画像を形成する印刷装置が知られている。この種の印刷装置では、一般的に、インクの粘度管理が重要となっている。

【0003】

例えば、インクの温度が低下した場合、粘度が増大することによって、吐出ムラが発生することで、インクの着弾位置のずれ、または、スジの発生などの不具合が発生する。このため、インク温度を一定にする目的で、インクを加熱する機構が設けられる場合がある。

【0004】

例えば、特許文献１では、吐出ヘッドに接続された循環経路内でインクが循環されるとともに、当該循環経路を流れるインクが温水ユニットで加熱される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－０５５５０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、吐出ヘッドにおけるインクの消費量は、基材に印刷される印刷パターンに応じて随時変動し得る。このため、未使用のインクを貯蔵するインクタンクから吐出ヘッドへ送られるインクの温度は、インクの流量に応じて、不規則に変動し得る。このため、吐出ヘッド内のインクを一様に加熱するだけでは、インクの温度変動幅が大きくなる。このため、ヒータの電力制御を適切に行うことが求められる。

【0007】

ヒータの制御方法としてフィードバック（ＦＢ）制御が多用されているが、ＦＢ制御では流量変化を検知してから温調を行うため、温度変化に迅速に対応することが困難な場合がある。このため、フィードフォワード（ＦＦ）制御を適用することが考えられる。

【0008】

ＦＦ制御においては、ヒータを制御するＦＦ制御値を補正するため、ゲインが設定される。しかしながら、環境変化が生じる度にゲインを再調整する必要があり、その作業に多くの工数が必要となってしまう。このため、ＦＦ制御によりインクの温調を行うことは容易ではなかった。

【0009】

本発明の目的は、インクの流量が変動する場合でも、ヒータのフィードフォワード制御によってインクを容易に温調することができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、第１態様は、印刷方法であって、ａ）長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って搬送しながら、前記基材の表面に吐出ヘッドからインクを吐出する工程と、ｂ）前記ヘッドから吐出される前記インクの量に応じた相当量の前記インクを、前記インクを貯留可能なインクタンクから前記吐出ヘッドに供給する工程と、ｃ）前記インクを加熱するヒータを制御する工程と、を含み、前記工程ｃ）は、ｃ－１）前記ヒータによって加熱される前のインクの第１温度を測定する工程と、ｃ－２）前記第１温度に基づいて、フィードフォワード制御値を生成する工程と、ｃ－３）前記相当量に基づいて、前記フィードフォワード制御値を補正するゲインを推論する推論器の強化学習を行う工程と、ｃ－４）前記工程ｃ－３）によって補正された前記フィードフォワード制御値に基づいて、前記ヒータを制御する工程とを含む。

【0011】

第２態様は、第１態様の印刷方法であって、前記ゲイン推論器は、さらに前記第１温度に基づいて前記ゲインを推論する。

【0012】

第３態様は、第１態様または第２態様の印刷方法であって、前記第１温度は、前記ヒータの入口における前記インクの温度である。

【0013】

第４態様は、第１態様または第２態様の印刷方法であって、前記第１温度は、前記インクタンク内におけるインクの温度である。

【0014】

第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つの印刷方法であって、前記工程ｃ）は、ｃ－５）前記ヒータによって加熱された前記インクの第２温度を測定する工程と、ｃ－６）前記第２温度に基づいて、前記ヒータをフィードバック制御する工程とをさらに備える。

【0015】

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つの印刷方法であって、前記第２温度は、前記ヒータの出口における前記インクの温度である。

【0016】

第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか１つの印刷方法であって、前記第２温度センサは、前記吐出ヘッドが有するリザーバ内の前記インクの温度である。

【0017】

第８態様は、印刷装置であって、インクを吐出する吐出ヘッドと、前記インクを貯蔵可能なインクタンクと、前記吐出ヘッドから吐出される前記インクの量に応じた相当量の前記インクを、前記インクタンクから前記吐出ヘッドへ供給する供給部と、前記インクを加熱するヒータと、前記ヒータに加熱される前の前記インクの第１温度を測定する第１温度センサと、前記ヒータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１温度に基づいて、前記ヒータをフィードフォワード制御するためのフィードフォワード制御値を生成するフィードフォワード制御部と、前記相当量に基づいて、前記フィードフォワード制御値の補正に用いられるゲインを推論するための強化学習を行うゲイン推論器と、前記ゲイン推論器が推論した前記ゲインに基づいて、前記フィードフォワード制御値を補正する制御値補正部とを有する。

【0018】

第９態様は、第８態様の印刷装置であって、前記ヒータによって加熱された前記インクの第２温度を測定する第２温度センサ、をさらに備え、前記制御部は、前記第２温度に基づいて、前記ヒータをフィードバック制御するためのフィードバック制御値を生成するフィードバック制御部、をさらに有し、前記制御部は、前記フィードバック制御部が出力するフィードバック制御値に基づいて、前記ヒータを制御する。

【発明の効果】

【0019】

第１態様の印刷方法によれば、インクの流量に変化が生じても、流量に応じたゲインでフィードフォワード制御値が補正される。このため、実態を反映したフィードフォワード制御が可能となる。これにより、インクを適切に温調できるため、印刷時の不具合を低減でき、インクおよび基材の無駄な消費を抑制できる。

【0020】

第２態様の印刷方法によれば、ヒータで加熱される前のインクの温度を、フィードフォワード制御に反映できる。

【0021】

第３態様の印刷装置によれば、ヒータで加熱される直前のインクの温度を、フィードフォワード制御に反映できる。

【0022】

第４態様の印刷装置によれば、インクタンクに貯留されているインクの温度を、ゲインに反映できる。

【0023】

第５態様の印刷方法によれば、さらにヒータをフィードバック制御することによって、インクの温度を目標温度に近づけることができる。

【0024】

第６態様の印刷方法によれば、ヒータの出口におけるインクの温度を、フィードバック制御に反映できる。

【0025】

第７態様の印刷方法によれば、吐出位置でのインクの温度を、フィードバック制御に反映できる。

【0026】

第８態様の印刷装置によれば、インクの流量に変化が生じても、流量に応じたゲインでフィードフォワード制御値が補正される。このため、実態を反映したフィードフォワード制御が可能となる。これにより、インクを適切に温調できるため、印刷時の不具合を低減でき、インクおよび基材の無駄な消費を抑制できる。

【0027】

第９態様の印刷装置によれば、フィードバック制御によりインクをさらに適切に温調できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】実施形態に係る印刷装置の構成を示す図である。

【図2】制御部と印刷装置の各部との接続を示すブロック図である。

【図3】ヒータを制御するための制御ブロックを示す図である。

【図4】ゲインの調整前後における出口温度の経時変化を示す図である。

【図5】ゲイン推論器が実行する第１の強化学習の流れを示す図である。

【図6】ゲイン推論器が実行する第２の強化学習を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

【0030】

＜１． 実施形態＞
図１は、実施形態に係る印刷装置１の構成を示す図である。印刷装置１は、インクジェット方式で印刷を行う装置である。より詳細には、印刷装置１は、複数の搬送ローラ１２で長尺帯状の基材Ｗを搬送しつつ、複数の吐出ヘッド２１―２４から基材Ｗへインクを吐出することにより、基材Ｗの表面に画像を記録する。基材Ｗは、例えば柔軟性を有する媒体であって、例えば、印刷用紙、樹脂製フィルム、段ボールまたは金属薄膜である。

【0031】

図１に示すように、印刷装置１は、搬送機構１０と、印刷部２０と、供給部３０と、エンコーダ６０と、カメラ７０と、複数の各種センサ８０と、制御部９とを備えている。

【0032】

搬送機構１０は、所定の搬送経路に沿って、基材Ｗの長手方向に沿う搬送方向に、基材Ｗを搬送する。搬送機構１０は、巻出ローラ１１、複数の搬送ローラ１２および巻取ローラ１３を有する。基材Ｗは、これらのローラに掛け渡される。また、基材Ｗは、巻出ローラ１１から繰り出され、複数の搬送ローラ１２に支持されつつ、所定の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Ｗを搬送経路の下流側へ案内する。複数の搬送ローラ１２によって搬送された基材Ｗは、巻取ローラ１３に巻き取られる。基材Ｗ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Ｗの弛みや皺が抑制される。

【0033】

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をさらに有する。搬送機構１０は、複数のモータ１４を備えていてもよい。モータ１４は、制御部９と電気的に接続されている。モータ１４の駆動時には、制御部９から、モータ１４を回転駆動させるための指令値が各モータ１４へ入力される。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。この結果、巻出ローラ１１から巻取ローラ１３へ向けて、基材Ｗが搬送される。

【0034】

印刷部２０は、搬送機構１０により搬送される基材Ｗ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。印刷部２０は、複数（本例では、４つ）吐出ヘッド２１―２４を有する。吐出ヘッド２１―２４は、互いに同じ構造を有する。また、吐出ヘッド２１―２４は、基材Ｗの搬送方向に沿って、間隔をあけて配列されている。なお、基材Ｗは、複数の吐出ヘッド２１―２４の下方において、複数の吐出ヘッド２１―２４の配列方向と略平行に移動する。このとき、基材Ｗの表面（印刷面）は、上方（各吐出ヘッド２１―２４側）に向いている。

【0035】

また、吐出ヘッド２１―２４はそれぞれ、インクを貯蔵可能な内部空間と、複数のノズル（不図示）とを有する。複数のノズルは、各吐出ヘッド２１―２４の下面において、基材Ｗの幅方向と平行に配列されている。また、複数のノズルはそれぞれ、図示を省略した圧力発生素子としてのピエゾ素子と、各吐出ヘッド２１―２４の内部空間に連通する吐出口とを有する。インク吐出時には、上記内部空間から吐出口付近へインクが流下する。そして、ピエゾ素子の作用により、吐出口付近のインクが加圧されることにより、吐出口から液滴状のインクが吐出される。なお、インクの吐出方式は、圧力発生素子としてヒータを用いることにより、吐出口付近のインクを加熱して泡を発生させる、いわゆるサーマル方式であってもよい。

【0036】

各吐出ヘッド２１―２４は、複数のノズルから基材Ｗ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。すなわち、吐出ヘッド２１は、搬送経路上の処理位置である第１印刷位置Ｐ１において、基材Ｗの上面に、処理物質としてのＫ色のインク滴を吐出する。吐出ヘッド２２は、第１印刷位置Ｐ１よりも下流側の処理位置である第２印刷位置Ｐ２において、基材Ｗの上面に、処理物質としてのＣ色のインク滴を吐出する。吐出ヘッド２３は、第２印刷位置Ｐ２よりも下流側の処理位置である第３印刷位置Ｐ３において、基材Ｗの上面に、処理物質としてのＭ色のインク滴を吐出する。吐出ヘッド２４は、第３印刷位置Ｐ３よりも下流側の処理位置である第４印刷位置Ｐ４において、基材Ｗの上面に、処理物質としてのＹ色のインク滴を吐出する。

【0037】

本実施形態では、第１印刷位置Ｐ１、第２印刷位置Ｐ２、第３印刷位置Ｐ３、および第４印刷位置Ｐ４は、基材Ｗの搬送方向に沿って、等間隔に配列されている。吐出ヘッド２１―２４は、インク滴を吐出することによって、基材Ｗの上面に、それぞれ単色画像を記録する。そして、４つの単色画像の重ね合わせにより、基材Ｗの上面に、多色画像が形成される。また、各吐出ヘッド２１―２４は、インク滴を吐出することによって、基材Ｗの上面に、印字を行うこともできる。

【0038】

供給部３０は、インクを吐出ヘッド２１―２４に供給するユニットである。供給部３０は、複数（本例では、４つ）のインク供給系統３１を有する。複数のインク供給系統３１は、吐出ヘッド２１―２４にそれぞれ接続されており、対応する色のインクを吐出ヘッド２１―２４にそれぞれ供給する。以下、吐出ヘッド２１にインクを供給するインク供給系統３１について説明する。

【0039】

インク供給系統３１は、インクタンク３１１と、配管３２１と、ポンプ３３１と、流量計３４１と、ヒータ３５１と、入口温度センサ３６１と、出口温度センサ３７１と、液面センサ３８１を有する。

【0040】

インクタンク３１１は、未使用のインクを貯留可能である。配管３２１の一端は、吐出ヘッド２１の内部空間に接続されている。配管３２１の他端は、インクタンク３１１に接続されている。ポンプ３３１は、配管３２１に設置されている。ポンプ３３１は、制御部９から入力される駆動値に基づいて、動作する。インクタンク３１１から吐出ヘッド２１へと向かうインクの流れを発生させる。ポンプ３３１は、例えばブラシレスモータが搭載されたポンプである。配管３２０およびポンプ３３１は、インクタンク３１１から吐出ヘッド２１へインクを供給する「供給部」の一例である。なお、インクタンク３１１内を加圧する加圧機構によって、インクタンク３１１のインクが吐出ヘッド２１へ送られてもよい。この場合、加圧機構が「供給部」として機能する。

【0041】

なお、インクタンク３１１よりも上流側に、インクタンク３１１に対してインクを供給する一次タンクが設けられていてもよい。インクタンク３１１における貯蔵インク量の低下等に応じて、一次タンクからインクが供給されるようにしてもよい。

【0042】

流量計３４１は、配管３２１に設置されている。流量計３４１は、配管３２１内を流れるインクの流量を測定する。流量計３４１は、測定した流量値を示す信号を、制御部９へ送信する。

【0043】

吐出ヘッド２１から基材Ｗへ向けてインク滴が吐出されると、吐出ヘッド２１内のインク量が減少する。制御部９は、吐出ヘッド２１内のインク量の減少に応じて、ポンプ３３１に対して駆動値が入力される。これにより、ポンプ３３１が駆動値に応じて駆動し、吐出ヘッド２１内のインクの減少量に応じた量（相当量）のインクが、インクタンク３１１から吐出ヘッド２１へ供給される。他の吐出ヘッド２２―２４についても、吐出ヘッド２１と同様に、対応するインク供給系統３１からインクがそれぞれ供給される。

【0044】

ヒータ３５１は、ポンプ３３１によってインクタンク３１１から吐出ヘッド２１に供給されるインクを加熱する。ヒータ３５１は、配管３２１に設置されている。ヒータ３５１は、ポンプ３３１と流量計３４１との間に位置する。ヒータ３５１は、配管３２１を流れるインクを加熱する。

【0045】

入口温度センサ３６１は、配管３２１のうち、インクタンク３１１とヒータ３５１との間の配管部分に位置する。入口温度センサ３６１は、ヒータ３５１の入口に配置されている。入口温度センサ３６１は、計測した温度を示す信号を制御部９へ送信する。入口温度センサ３６１は、インクタンク３１１からヒータ３５１へ流れるインクの温度を測定する「第１温度センサ」の一例である。

【0046】

出口温度センサ３７１は、配管３２１に設置されている。出口温度センサ３７１は、ヒータ３５１と吐出ヘッド２１との間に位置する。出口温度センサ３７１は、ヒータ３５１から配管３２１を介して吐出ヘッド２１に流れるインクの温度を計測する。本例では、出口温度センサ３７１は、ヒータ３５１の出口近傍に設けられている。このため、出口温度センサ３７１は、ヒータ３５１を通過した直後のインクの温度を計測する。ただし、出口温度センサ３７１は、ヒータ３５１よりも吐出ヘッド２１の近くに位置していてもよい。出口温度センサ３７１は、計測した温度を示す信号を制御部９へ送信する。出口温度センサ３７１は、ヒータ３５１から吐出ヘッド２１，２２，２３または２４へ流れるインクの温度（第２温度）を測定する「第２温度センサ」の一例である。

【0047】

液面センサ３８１は、吐出ヘッド２１内のインク量を計測するためのセンサであり、吐出ヘッド２１内におけるインクの液面の高さを計測する。液面センサ３８１は、例えば、超音波を用いて液面の高さを検出する非接触式のセンサである。液面センサ３８１は、計測した液面の高さを示す信号を、制御部９に送信する。

【0048】

供給部３０は、外気温度センサ３９を有する。外気温度センサ３９は、インクタンク３１１外に位置し、インクタンク３１１外の外気温度を計測する。

【0049】

エンコーダ６０は、複数の搬送ローラ１２のうちの１つ（図１の例では、搬送ローラ１２１）の軸芯に取り付けられる。エンコーダ６０は、搬送ローラ１２１の回転を検出し、搬送ローラ１２１の回転に同期した連続パルス信号を、制御部９へ出力する。連続パルス信号は、搬送ローラ１２１を含む複数の搬送ローラ１２によって搬送される基材Ｗの搬送速度の経時変化を反映したデータである。

【0050】

カメラ７０は、印刷部２０を通過した基材Ｗの印刷面（表面）を撮影する撮像装置である。カメラ７０は、４つの吐出ヘッド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Ｗの印刷面に対向して配置される。カメラ７０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を有する。搬送機構１０により基材Ｗが搬送されている間、カメラ７０は、基材Ｗの印刷面を所定周期で撮影することにより、印刷済みの基材Ｗの画像データを取得する。カメラ７０は、得られた画像データを、制御部９へ送信する。

【0051】

複数の各種センサ８０は、上記に挙げられたものの他に、基材Ｗの搬送状態を計測する計測器である。複数の各種センサ８０は、基材Ｗの搬送経路上の複数の計測箇所に設けられている。各種センサ８０は、各計測箇所において、それぞれ計測値を取得する。各種センサ８０の計測項目には、例えば、基材Ｗの上下変位（基材Ｗに対して垂直な方向の変位量）、基材Ｗに掛かる張力、基材Ｗのエッジの幅方向の位置、等を含めることができる。なお、同一の項目を計測する各種センサ８０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Ｗが搬送されている間、複数の各種センサ８０は、各計測箇所の状態を、常に計測する。そして、各種センサ８０は、得られた計測値を示す信号を、制御部９へ送信する。

【0052】

図２は、制御部９と印刷装置１の各部との接続を示すブロック図である。制御部９は、印刷装置１の動作を制御する。制御部９は、ＣＰＵなどで構成されるプロセッサ９１と、ＲＡＭまたはハードディスクなどで構成される記憶部９３と、を有する。記憶部９３は、プログラム９０Ｐおよび各種データを記憶する。

【0053】

プログラム９０Ｐは、記録媒体Ｍによって提供される。プログラム９０Ｐは、記録媒体Ｍに、コンピュータである制御部９によって読取可能に記録されている。記録媒体Ｍは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学ディスク、または、磁気ディスクである。

【0054】

制御部９は、搬送機構１０のモータ１４と、印刷部２０の吐出ヘッド２１―２４と、供給部３０のポンプ３３１、流量計３４１、ヒータ３５１、入口温度センサ３６１、出口温度センサ３７１、液面センサ３８１および外気温度センサ３９と、通信可能に接続されている。また、制御部９は、エンコーダ６０と、カメラ７０と、各種センサ８０と、通信可能に接続されている。

【0055】

制御部９は、吐出ヘッド２１―２４に供給されるインクの温度が所定の目標温度となるように、ヒータ３５１を制御する。図２に示される吐出制御部９１０と、フィードフォワード（ＦＦ）制御部９１１と、フィードバック（ＦＢ）制御部９１２と、制御値補正部９１３と、ゲイン推論器９１４とは、プロセッサ９１がプログラム９０Ｐを実行することによって実現される機能である。

【0056】

吐出制御部９１０は、基材Ｗに印刷するべき画像を示す印刷パターンに基づいて、吐出ヘッド２１―２４からのインクの吐出を制御する。ＦＦ制御部９１１およびＦＢ制御部９１２は、ヒータ３５１を制御するための制御値を生成する。ＦＦ制御部９１１、ＦＢ制御部９１２、制御値補正部９１３およびゲイン推論器９１４の各機能については、図３を参照しつつ説明する。

【0057】

＜ヒータ制御＞
図３は、ヒータ３５１を制御するための制御ブロックを示す図である。以下の説明では、吐出ヘッド２１に接続されているインク供給系統３１のヒータ３５１を制御する場合について主に説明する。吐出ヘッド２２―２４に接続されるインク供給系統３１においても、図３と同様の制御が行われる。

【0058】

ＦＦ制御部９１１は、ヒータ３５１をＦＦ制御する。ＦＦ制御部９１１は、ＦＦ制御値ＣＶ１を生成する。ＦＦ制御値ＣＶ１は、例えば、ヒータ３５１における熱源（例えば、電熱線）に付与される電力値を示す値である。ＦＦ制御部９１１は、目標温度Ｔｔｇと、入口温度センサ３６１によって計測される入口温度Ｔｔ１との差分値（温度差ΔＴ１）、および、流量計３４１によって計測される流量ＦＲ１に基づいて、ＦＦ制御値ＣＶ１を出力する。ＦＦ制御部９１１が出力したＦＦ制御値ＣＶ１は、制御値補正部９１３に入力される。なお、上述したように、ポンプ３３１は、吐出ヘッド２１において吐出されたインクの量に応じた相当量のインクを、吐出ヘッド２１に供給するように制御される。このため、流量計３４１によって測定される流量ＦＲ１は、上記インクの相当量に対応している。

【0059】

ＦＢ制御部９１２は、出口温度センサ３７１によって計測されるインクの温度が、予め設定された目標温度Ｔｔｇとなるように、ヒータ３５１をＦＢ制御する。ＦＢ制御は、好ましくはＰＩＤ制御、または、ＰＩ制御である。ＦＢ制御部９１２は、ＦＢ制御値ＣＶ２を生成する。ＦＢ制御値ＣＶ２は、例えば、ヒータ３５１における熱源（例えば、電熱線）に付与される電力値を示す値である。ＦＢ制御部９１２は、目標温度Ｔｔｇと、出口温度センサ３７１によって計測される出口温度Ｔｔ２との差分値（温度差ΔＴ２）に基づいて、ＦＢ制御値ＣＶ２を出力する。

【0060】

制御値補正部９１３は、ＦＦ制御値ＣＶ１にゲインＧ１を乗じることにより、補正されたＦＦ制御値ＣＶ１（修正ＦＦ制御値ＣＶ１ａ）を算出する。

【0061】

図３に示されるように、制御部９は、修正ＦＦ制御値ＣＶ１ａと、ＦＢ制御値ＣＶ２とを足し合わせたヒータ指令値ＣＶ３をヒータ３５１に入力する。これにより、ヒータ３５１が制御される。

【0062】

図４は、ゲインＧ１の調整前後における出口温度Ｔｔ２の経時変化を示す図である。図４中、横軸は時刻を示しており、縦軸は出口温度Ｔｔ２を示している。また、図４中、グラフｇｒ１は、ゲインＧ１調整前の温度変化を示しており、グラフＧｒ２は、ゲインＧ１調整後の温度変化を示している。グラフＧｒ１が示すように、ゲインＧ１が未調整の場合、出口温度Ｔｔ２が目標温度目安（ここでは、３２℃）よりも大きく、かつ、時間の経過とともに、出口温度Ｔｔ２が下がっている。これに対して、ゲインＧ１が調整されることによって、グラフｇｒ２が示すように、出口温度Ｔｔ２が目標温度目安付近で維持することが可能となる。

【0063】

図３に戻って、ゲイン推論器９１４は、強化学習を実行することによって、適切なゲインＧ１を推論する機能を有する。ゲイン推論器９１４は、具体的には、温度差ΔＴ１、温度差ΔＴ２、流量ＦＲ１、および、制御値補正部９１３が現在使用しているゲインＧ１を入力変数とし、新たなゲインＧ１を出力変数とする。

【0064】

ゲイン推論器９１４が出力する新たなゲインＧ１は、制御値補正部９１３に入力される。これにより、制御値補正部９１３において使用される制御値補正部９１３が新たなゲインＧ１に入れ替えられる。

【0065】

図５は、ゲイン推論器９１４が実行する第１の強化学習の流れを示す図である。第１の強化学習は、印刷装置１における印刷処理の開始とともに、開始される。この強化学習において、ゲイン推論器９１４は、制御値補正部９１３が保持しているゲインＧ１の性能を評価する（評価工程Ｓ１１）。ゲインＧ１の性能評価は、例えば、所定の評価区間内における温度変動幅を用いて行われる。温度変動幅は、例えば、ヒータ３５１における加熱オンオフの１サイクルの期間中における出口温度Ｔｔ２の最大値と最小値の差分である。なお、評価工程Ｓ１１では、温度変動幅を標準偏差に基づいて評価されてもよい。

【0066】

評価工程Ｓ１１の後、ゲイン推論器９１４は、印刷処理が終了したか判定する（判定処理Ｓ１２）。印刷処理が終了していない場合（判定処理Ｓ１２においてＮｏ）、ゲイン推論器９１４は、評価工程Ｓ１１の評価に基づいた強化学習によって算出される新たなゲインＧ１を、制御値補正部９１３に出力する。これにより、制御値補正部９１３のゲインＧ１が、新たなゲインＧ１に入れ替えられる（入替工程Ｓ１３）。そして、ゲイン推論器９１４は、再び評価工程Ｓ１１を実行する。印刷処理が終了した場合（判定処理Ｓ１２においてＹｅｓ）、ゲイン推論器９１４は、強化学習を終了する。このように、印刷処理が開始されてから印刷処理が終了するまで、ゲイン推論器９１４は、強化学習によって制御値補正部９１３のゲインＧ１を、繰り返し入れ替える（更新する）。

【0067】

なお、ゲインＧ１の初期値は、事前に予備実験を行って決定された値であってもよいし、ランダムに与えた値であってもよい。いずれの場合であっても、強化学習がすすむにつれて、ゲインＧ１が自動的に適切な値に調整される。

【0068】

図６は、ゲイン推論器９１４が実行する第２の強化学習を示す図である。図６に示す第２の強化学習は、温度変動幅を基準にして実行される。具体的には、印刷処理中に温度変動幅が大きくなることによって所定の許容値を越えた場合、図６に示される第２の強化学習が開始される。第２の強化学習では、評価工程Ｓ１１の評価結果に基づいて、ゲイン推論器９１４は、ゲインＧ１が所定の性能を満たすかを判定する（判定工程Ｓ２１）。所定の性能を満たす場合（判定工程Ｓ２１においてＹｅｓ）、ゲイン推論器９１４は、処理を終了する。所定の性能を満たさない場合（判定工程Ｓ２１においてＮｏ）、ゲイン推論器９１４は、入替工程Ｓ１３を実行する。そして、入替工程Ｓ１３が完了すると、ゲイン推論器９１４は、再び評価工程Ｓ１１を実行する。このように、温度変動幅が所定の許容値を越えるたびに、温度変動幅が所定の許容値以下となるまで、強化学習に基づいて、制御値補正部９１３が保持するゲインＧ１の入れ替えが繰り返し行われる。

【0069】

以上のように、本実施形態の印刷装置１では、ゲイン推論器９１４は、各センサが検出するセンサ情報に基づき、ゲインＧ１を強化学習によって更新する。このため、実際の動作環境に基づいて、ゲインＧ１を適切な値へ自動で調整できる。したがって、装置の環境変化が起きても、ゲインＧ１を再調整する手間を省くことができる。これにより、ヒータ３５１のＦＦ制御によるインクの温調を、適切かつ容易に行うことができる。

【0070】

また、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせてヒータ３５１を制御することによって、インクの温度変動幅を小さくしつつ、インクを目標温度に近づけることができる。

【0071】

＜２．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

【0072】

例えば、上記実施形態では、ゲイン推論器９１４は強化学習を行うように構成されている。しかしながら、学習アルゴリズムは、強化学習に深層学習を組み合わせた深層強化学習であってもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、ＦＦ制御部９１１およびゲイン推論器９１４の入力として、流量計３４１が測定した流量値ＦＲ１が使用されている。しかしながら、流量値ＦＲ１の代わりに、ポンプ３３１の駆動制御値（例えば、ポンプの駆動電圧）が使用されてもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、制御部９は、修正ＦＦ制御値ＣＶ１ａとＦＢ制御値ＣＶ２とを足し合わせたヒータ指令値ＣＶ３をもって、１つのヒータ３５１を制御している。しかしながら、修正ＦＦ制御値ＣＶ１ａとＦＢ制御値ＣＶ２とを分離し、それぞれをもって２つのヒータを制御してもよい。

【0075】

また、上記実施形態では、ＦＦ制御部９１１およびゲイン推論器９１４の入力として、ヒータ３５１入口近傍の入口温度Ｔｔ１が使用されている。しかしながら、入口温度Ｔｔ１の代わりに、例えば、インクタンク３１１内のインク温度が使用されてもよい。また、インクタンク３１１内のインクの温度を測定する温度センサが設けられてもよい。この場合、インクタンク３１１内に貯留されているインクの温度をＦＦ制御に反映できる。

【0076】

また、上記実施形態では、ＦＢ制御部９１２の入力として、ヒータ３５１出口付近の出口温度Ｔｔ２が使用されている。しかしながら、出口温度Ｔｔ２の代わりに、吐出ヘッド２１―２４内のインク温度、もしくは、吐出ヘッド２１―２４に設けられたリザーバ（不図示）内のインク温度が使用されてもよい。この場合、インク吐出位置におけるインクの温度を、ＦＢ制御に反映できる。

【0077】

また、上記実施形態では、供給部３０から各吐出ヘッド２１―２４へ、インクが一方向に供給されている。しかしながら、供給部３０と各吐出ヘッド２１―２４との間でインクを循環させる循環経路が設けられていてもよい。また、吐出ヘッド２１―２４内においてインクを循環させる循環経路が設けられていてもよい。また、循環経路上にインクを加熱するヒータが設けられ、制御部９が当該ヒータを制御してもよい。

【0078】

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

【符号の説明】

【0079】

１ 印刷装置
９ 制御部
２１ 吐出ヘッド
９１０ 吐出制御部
９１１ ＦＦ制御部
９１２ ＦＢ制御部
９１３ 制御値補正部
９１４ ゲイン推論器
３１１ インクタンク
３３１ ポンプ（供給部）
３４１ 流量計
３５１ ヒータ
３６１ 入口温度センサ（第１温度センサ）
３７１ 出口温度センサ（第２温度センサ）
Ｗ 基材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】