特許 7583635 搬送装置、処理装置、搬送方法、および処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】搬送装置、処理装置、搬送方法、および処理方法

(51)【国際特許分類】

   B65H 23/192 20060101AFI20241107BHJP

   B41J 11/04 20060101ALI20241107BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20241107BHJP

   G05B 13/04 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

B65H23/192

B41J11/04

B41J2/01 305

B41J2/01 451

G05B13/04

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021020057

(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公開番号】P2022122676

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2023-12-18

(73)【特許権者】

【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】岡本 晃澄

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１１４６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４７４０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ２３／１９２

Ｂ４１Ｊ １１／０４

Ｂ４１Ｊ ２／０１

Ｇ０５Ｂ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【請求項6】

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。

【請求項7】

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。

【請求項8】

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。

【請求項9】

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。

【請求項10】

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。

【請求項11】

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。

【請求項12】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１１６３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【発明の効果】

【0019】

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。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】印刷装置の構成を示した図である。

【図2】印刷部の付近における印刷装置の部分上面図である。

【図3】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。

【図4】制御部の機能を概念的に示したブロック図である。

【図5】学習処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】印刷処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

＜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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

＜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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

＜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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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）。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

＜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。

【0050】

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）。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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）。

【0055】

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。

【0056】

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）。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

＜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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【符号の説明】

【0070】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】