(57)【要約】【課題】複数ローラで用紙を搬送するシステムにおいて、用紙の速度及び張力を高精度に制御可能な技術を提供する。【解決手段】用紙の搬送経路に沿って配置された第一及び第二ローラの回転により用紙の搬送動作を実現するシステムにおいて、第一ローラを回転駆動する第一モータに対する操作量Ｕｓ及び第二ローラを回転駆動する第二モータに対する操作量Ｕｄを次のように算出する。即ち、用紙の速度Ｖａを、第一及び第二ローラの回転速度Ｖ１，Ｖ２から求め、これと目標速度Ｖｒとの偏差Ｅｖに基づいた操作量Ｕｖを算出する。一方、用紙Ｑの張力Ｒａを、第一及び第二ローラに作用する反力Ｒ１，Ｒ２から求め、これと目標張力Ｒｒとの偏差Ｅｒに基づいた操作量Ｕｒを算出する。そして、操作量Ｕｓを操作量Ｕｖと操作量Ｕｒとの和として、操作量Ｕｄを操作量Ｕｖと操作量Ｕｒとの差として算出する。更に、目標張力Ｒｒを初期において標準値より大きい値に設定する。【選択図】図４
2014196184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された、前記シートを搬送する第一ローラ及び第二ローラと、
前記第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイスと、
前記第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスと、
前記第一ローラの回転運動に関する状態量Ｚ１を計測する第一計測デバイスと、
前記第二ローラの回転運動に関する状態量Ｚ２を計測する第二計測デバイスと、
前記第一駆動デバイス及び前記第二駆動デバイスを制御することによって、前記第一ローラ及び前記第二ローラの回転による前記シートの搬送動作を制御する制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
前記第一駆動デバイスによる回転駆動時に前記第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定する第一推定ユニットと、
前記第二駆動デバイスによる回転駆動時に前記第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する第二推定ユニットと、
前記第一計測デバイスより計測された前記状態量Ｚ１と前記第二計測デバイスにより計測された前記状態量Ｚ２との和（Ｚ１＋Ｚ２）に対応する前記シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２と、目標状態量との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する第一演算ユニットと、
前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２との差（Ｒ１−Ｒ２）に対応する前記シートの張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と、目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する第二演算ユニットと、
前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を前記第一駆動デバイスに入力する第一駆動制御ユニットと、
前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を前記第二駆動デバイスに入力する第二駆動制御ユニットと、
前記目標張力を設定する設定ユニットと、
を備え、
前記設定ユニットは、前記第一ローラ及び前記第二ローラの両者が前記シートを搬送する期間の初期には、その後の前記目標張力よりも、大きい前記目標張力を設定すること
を特徴とする搬送システム。
【請求項２】
前記設定ユニットは、前記期間の初期には、前記目標張力を標準値よりも大きい値に設定し、前記推定された反力Ｒ１及び反力Ｒ２の少なくとも一方が所定条件を満足したことを条件に、前記目標張力を前記標準値に変更すること
を特徴とする請求項１記載の搬送システム。
【請求項３】
前記設定ユニットは、前記期間の初期には、前記目標張力を標準値よりも大きい値に設定し、前記推定された反力Ｒ１及び反力Ｒ２の少なくとも一方が閾値に到達したことを条件に、前記目標張力を前記標準値に変更すること
を特徴とする請求項１記載の搬送システム。
【請求項４】
前記閾値は、前記標準値に対応する値であること
を特徴とする請求項３記載の搬送システム。
【請求項５】
前記設定ユニットは、前記期間の初期には、前記目標張力を標準値よりも大きい値に設定し、前記計測された状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２の少なくとも一方が所定条件を満足したことを条件に、前記目標張力を前記標準値に変更すること
を特徴とする請求項１記載の搬送システム。
【請求項６】
前記設定ユニットは、前記期間の初期には、前記目標張力を標準値よりも大きい値に設定し、前記計測された状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２の少なくとも一方と前記目標状態量との差が閾値に到達したことを条件に、前記目標張力を前記標準値に変更すること
を特徴とする請求項１記載の搬送システム。
【請求項７】
前記設定ユニットは、前記推定された反力Ｒ１及び反力Ｒ２の少なくとも一方が前記閾値としての第一の閾値に到達していない場合でも、前記計測された状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２の少なくとも一方と前記目標状態量との差が第二の閾値に到達した場合には、前記目標張力を前記標準値に変更すること
を特徴とする請求項３又は請求項４記載の搬送システム。
【請求項８】
前記設定ユニットは、前記期間の初期として、前記期間の開始時から一定時間、前記目標張力を標準値よりも大きい値に設定し、前記一定時間の経過後に、前記目標張力を前記標準値に変更すること
を特徴とする請求項１記載の搬送システム。
【請求項９】
前記設定ユニットは、前記一定時間経過後の時点で前記目標張力が前記標準値に移行するように、前記期間の初期において徐々に前記目標張力を下げること
を特徴とする請求項８記載の搬送システム。
【請求項１０】
前記設定ユニットは、前記第一ローラ及び前記第二ローラのいずれか一方のみが前記シートを搬送するときには、前記目標張力をゼロに設定すること
を特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載の搬送システム。
【請求項１１】
前記設定ユニットは、前記第一ローラと前記第二ローラとの両者が前記シートを搬送する状態から前記第一ローラ及び前記第二ローラのいずれか一方のみが前記シートを搬送する状態に変化する前に、前記目標張力をゼロに変更すること
を特徴とする請求項１０記載の搬送システム。
【請求項１２】
前記第一計測デバイスは、前記状態量Ｚ１として前記第一ローラの回転速度を計測し、
前記第二計測デバイスは、前記状態量Ｚ２として前記第二ローラの回転速度を計測し、
前記第一演算ユニットは、前記シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２としての前記シートの速度と、前記目標状態量としての前記シートの目標速度との偏差に応じた前記操作量Ｕ１を算出すること
を特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項記載の搬送システム。
【請求項１３】
前記搬送経路の上方には、インク液滴を吐出することにより前記シートに画像を形成する画像形成デバイスが設けられており、
前記第一ローラ及び前記第二ローラは、前記画像形成デバイスが設けられた前記搬送経路内の区間を挟んで配置されていること
を特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項記載の搬送システム。
【請求項１４】
画像形成システムであって、
シートの搬送経路の上方に設けられて、インク液滴を吐出することにより前記シートに画像を形成する画像形成デバイスと、
前記画像形成デバイスが上方に設けられた前記搬送経路内の区間を挟んで前記搬送経路に配置された、前記シートを搬送する第一ローラ及び第二ローラと、
前記第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイスと、
前記第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスと、
前記第一ローラの回転速度Ｚ１を計測する第一計測デバイスと、
前記第二ローラの回転速度Ｚ２を計測する第二計測デバイスと、
前記第一駆動デバイス及び前記第二駆動デバイスを制御することによって、前記第一ローラ及び前記第二ローラの回転による前記シートの搬送動作を制御する制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
前記第一駆動デバイスによる回転駆動時に前記第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定する第一推定ユニットと、
前記第二駆動デバイスによる回転駆動時に前記第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する第二推定ユニットと、
前記第一計測デバイスより計測された前記回転速度Ｚ１と前記第二計測デバイスにより計測された前記回転速度Ｚ２との和（Ｚ１＋Ｚ２）に対応する前記シートの速度（Ｚ１＋Ｚ２）／２と、目標速度との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する第一演算ユニットと、
前記第一推定ユニットにより推定された反力のＲ１と前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２との差（Ｒ１−Ｒ２）に対応する前記シートの張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と、目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する第二演算ユニットと、
前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を前記第一駆動デバイスに入力する第一駆動制御ユニットと、
前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を前記第二駆動デバイスに入力する第二駆動制御ユニットと、
前記目標張力を設定する設定ユニットと、
を備え、
前記設定ユニットは、前記第一ローラと前記第二ローラとの両者が前記シートを搬送する期間の初期には、その後の前記目標張力よりも、大きい前記目標張力を設定すること
を特徴とする画像形成システム。
【請求項１５】
シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラ及び第二ローラの回転により前記シートの搬送動作を実現する搬送機構において、前記第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイス及び前記第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスを、制御することにより、前記シートの搬送動作を制御する制御デバイスであって、
前記第一駆動デバイスによる回転駆動時に前記第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定する第一推定ユニットと、
前記第二駆動デバイスによる回転駆動時に前記第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する第二推定ユニットと、
計測デバイスにより計測された前記第一ローラの回転運動に関する状態量Ｚ１及び前記第二ローラの回転運動に関する状態量Ｚ２を用いて、前記状態量Ｚ１及び前記状態量Ｚ２の和（Ｚ１＋Ｚ２）に対応する前記シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２と、目標状態量との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する第一演算ユニットと、
前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２との差（Ｒ１−Ｒ２）に対応する前記シートの張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と、目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する第二演算ユニットと、
前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を前記第一駆動デバイスに入力する第一駆動制御ユニットと、
前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を前記第二駆動デバイスに入力する第二駆動制御ユニットと、
前記目標張力を設定する設定ユニットと、
を備え、
前記設定ユニットは、前記第一ローラ及び前記第二ローラの両者によって前記シートが搬送される期間の初期には、その後の前記目標張力よりも、大きい前記目標張力を設定すること
を特徴とする制御デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートを搬送する搬送システム、画像形成システム、及び、制御デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートを搬送する搬送システムとしては、シートの搬送経路に沿って複数のローラを備えたシステムが知られている。この搬送システムによれば、複数のローラの回転によりシートを搬送経路の下流に搬送する。シートの搬送制御は、複数のローラを回転駆動する共通のモータ又はローラ毎のモータを制御することによって実現される。この種の搬送システムは、例えば、インクジェットプリンタ等の画像形成システムに搭載される。
【０００３】
この他、搬送システムとしては、ロール状に巻かれたシートを搬送経路の下流に送り出すシステムが知られている。例えば、上記ロール状に巻かれたシートを送出する送り出しローラと、それより下流に設置された搬送ローラと、を備えたシステムが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この搬送システムによれば、送り出しローラ及び搬送ローラの制御により、シートの速度を制御する。また、張力を考慮した補正を行いながら送り出しローラを制御することにより、シートの張力を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−００８３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術によれば、シートの速度を調整するための駆動制御については、複数のローラに対して行うものの、シートの張力を調整するための駆動制御については、複数のローラの内、送り出しローラに対してのみ行う。このため、高精度に張力の制御を行うことが難しいといった問題があった。
【０００７】
特に、定型用紙等の短いシートを搬送するシステムでは、シートに過度の負荷がかかると、シートに滑りが生じる。従って、シートの状態量（位置、速度、又は加速度等）を制御しながら、従来のようにシートの張力を一つのローラのみで制御しようとしても、適切な制御を行うことが難しい。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、複数のローラでシートを搬送するシステムにおいて、シートの状態量及び張力を高精度に制御可能な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】
【０００９】
本発明の搬送システムは、シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラ及び第二ローラを備える。第一ローラ及び第二ローラは、回転によりシートを搬送する。この搬送システムは、第一駆動デバイス及び第二駆動デバイスと、第一計測デバイス及び第二計測デバイスと、制御デバイスと、を更に備える。
【００１０】
第一駆動デバイスは、第一ローラを回転駆動し、第二駆動デバイスは、第二ローラを回
転駆動する。第一計測デバイスは、第一ローラの回転運動に関する状態量Ｚ１を計測し、第二計測デバイスは、第二ローラの回転運動に関する状態量Ｚ２を計測する。
【００１１】
制御デバイスは、第一駆動デバイス及び第二駆動デバイスを制御することによって、第一ローラ及び第二ローラの回転によるシートの搬送動作を制御する。この制御デバイスは、第一推定ユニット及び第二推定ユニットと、第一演算ユニット及び第二演算ユニットと、第一駆動制御ユニット及び第二駆動制御ユニットと、を備える。
【００１２】
第一推定ユニットは、第一駆動デバイスによる回転駆動時に第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定する。第二推定ユニットは、第二駆動デバイスによる回転駆動時に第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する。
【００１３】
第一演算ユニットは、シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２と、その目標値である目標状態量との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する。シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２は、第一計測デバイスより計測された状態量Ｚ１と第二計測デバイスにより計測された状態量Ｚ２との和（Ｚ１＋Ｚ２）に対応する。
【００１４】
一方、第二演算ユニットは、シートの張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と、その目標値である目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する。シートの張力（Ｒ１−Ｒ２）／２は、第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２との差（Ｒ１−Ｒ２）に対応する。
【００１５】
第一駆動制御ユニットは、操作量Ｕ１と操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を第一駆動デバイスに入力することにより、第一駆動デバイスを制御する。一方、第二駆動制御ユニットは、操作量Ｕ１と操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を第二駆動デバイスに入力することにより、第二駆動デバイスを制御する。
【００１６】
本発明の搬送システムによれば、上述したように、シートの状態量を制御するための操作量Ｕ１と、シートの張力を制御するための操作量Ｕ２と、を算出し、第一駆動デバイス及び第二駆動デバイスに対する操作量を夫々、これらの操作量Ｕ１，Ｕ２の和（Ｕ１＋Ｕ２）及び差（Ｕ１−Ｕ２）に設定する。
【００１７】
仮にシートを静止させた状態で、シートに張力を生じさせるためには、第一ローラ及び第二ローラの夫々から同じ大きさで互いに逆方向の力を作用させればよい。第一駆動デバイスに対する操作量に＋Ｕ２成分が含まれ、第二駆動デバイスに対する操作量に−Ｕ２成分が含まれるのは、このような理由からである。
【００１８】
即ち、本発明によれば、第一駆動デバイスに対する操作量（Ｕ１＋Ｕ２）及び第二駆動デバイスに対する操作量（Ｕ１−Ｕ２）に含まれるＵ１成分により、シートの状態量が適切に制御される。また、第一駆動デバイスに対する操作量に含まれる＋Ｕ２成分、及び、第二駆動デバイスに対する操作量に含まれる−Ｕ２成分により、シートの張力が適切に制御される。
【００１９】
従って、本発明によれば、操作量Ｕ１，Ｕ２の和及び差を用いた第一駆動デバイス及び第二駆動デバイスの制御により、シートの状態量及び張力を高精度に制御して、二つのローラでシートを搬送することができる。結果として、本発明によれば、高性能な搬送システムを構成することができる。
【００２０】
更に、本発明の制御デバイスは、目標張力を設定する設定ユニットを備える。この設定ユニットは、第一ローラ及び第二ローラの両者がシートを搬送する期間の初期には、その
後の目標張力よりも、大きい目標張力を設定する。例えば、設定ユニットは、期間の初期には、目標張力を標準値よりも大きい値に設定する構成にすることができる。更に、設定ユニットは、推定された反力Ｒ１及び反力Ｒ２の少なくとも一方が所定条件を満足したことを条件に、目標張力を標準値に変更する構成にすることができる。
【００２１】
第一ローラ及び第二ローラの両者がシートを搬送する期間の開始時点で目標張力を標準値に設定した場合を考える。この場合、シートの張力は、上記期間の開始時点から、制御の追従性に対応する時間遅れて、標準値に調整される。即ち、上記期間の開始時点に目標張力を標準値に設定しても、上記期間の初期には、その張力が実現されない。
【００２２】
一方、上記期間の初期において、目標張力を標準値より大きい値に設定すると、シートの張力はゼロから上記標準値より大きい値に向けて急激に上昇する。その結果として、上記期間の開始時点に目標張力を標準値に設定する場合よりも、上記期間の開始後の早い時点で、シートの張力が標準値に到達する。
【００２３】
従って、上記期間の初期には、その後の目標張力（標準値）よりも、大きい目標張力を設定すれば、迅速にシートの張力を望ましい張力（標準値）に調整することができ、上記期間の全体で一層良好に張力を制御可能な搬送システムを構成することができる。
【００２４】
詳述すると、設定ユニットは、推定された反力Ｒ１及び反力Ｒ２の少なくとも一方が閾値に到達したことを条件に、目標張力を上記標準値に変更する構成にすることができる。ここでの閾値は、例えば、目標張力の上記標準値に対応する値に定めることができる。反力Ｒ１，Ｒ２は、シートの張力に対応することから、上述したように閾値を設定することで、シートの張力を適切に標準値に調整することができる。
【００２５】
この他、設定ユニットは、計測された状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２の少なくとも一方が所定条件を満足したことを条件に、目標張力を標準値に変更する構成にすることができる。具体的には、状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２の少なくとも一方と目標状態量との差が閾値に到達したことを条件に、目標張力を上記標準値に変更する構成にすることができる。
【００２６】
目標張力を高く設定し続けることで、シートとローラとの間に滑り等が生じ、制御が不安定になるのは好ましくない。一方、この不安定な制御の兆候は、状態量Ｚ１，Ｚ２の制御誤差に現れる。従って、本発明のように目標張力を上記標準値に変更すれば、不安定な制御による問題を解消することができる。
【００２７】
この他、設定ユニットは、推定された反力Ｒ１及び反力Ｒ２の少なくとも一方が閾値としての第一の閾値に到達していない場合でも、計測された状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２の少なくとも一方と目標状態量との差が第二の閾値に到達した場合には、目標張力を標準値に変更する構成にすることができる。この設定ユニットによれば、一層適切に目標張力を上記標準値に変更することができる。
【００２８】
また、反力の変化は、搬送機構の構成や制御器の構成等によって概ね定まる。従って、設定ユニットは、反力の推定値に依らずに、経過時間に基づいて、目標張力を標準値に変更する構成にされてもよい。
【００２９】
即ち、設定ユニットは、期間の開始時から一定時間、目標張力を標準値よりも大きい値に設定し、一定時間の経過後に、目標張力を標準値に変更する構成にされてもよい。この構成によっても、目標張力を適切な時期に標準値に変更することができる。具体的に、設定ユニットは、一定時間経過後の時点で目標張力が標準値に移行するように、期間の初期において徐々に目標張力を下げる構成にすることができる。
【００３０】
また、上述した設定ユニットは、第一ローラ及び第二ローラのいずれか一方のみがシートを搬送するときには、目標張力をゼロに設定する構成にすることができる。具体的に、設定ユニットは、第一ローラ及び第二ローラの両者がシートを搬送するときには、目標張力をゼロではない値に設定し、第一ローラ及び第二ローラのいずれか一方のみがシートを搬送するときには、目標張力をゼロに設定する構成にすることができる。
【００３１】
但し、目標張力の設定変更に対する制御の追従が緩やかである場合には、第一ローラ及び第二ローラの両者がシートを搬送する状態から、第一ローラ及び第二ローラのいずれか一方のみがシートを搬送する状態に変化する時点で、目標張力をゼロに変更しても、その追従性を原因として、状態量についての制御誤差が大きくなる可能性がある。
【００３２】
従って、設定ユニットは、第一ローラ及び第二ローラの両者がシートを搬送する状態から、第一ローラ及び第二ローラのいずれか一方のみがシートを搬送する状態に変化する前に、目標張力をゼロに変更する構成にすることができる。目標張力をゼロに変更する適当なタイミングは、制御の追従性による。
【００３３】
また、上述の搬送システムは、シートの状態量としてシートの速度を制御する構成にすることができる。この場合、第一計測デバイス及び第二計測デバイスは、状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２として、第一ローラの回転速度及び第二ローラの回転速度を計測する構成にすることができる。そして、第一演算ユニットは、シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２としてのシートの速度と、目標状態量としてのシートの目標速度との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する構成にすることができる。
【００３４】
また、上述した搬送システムの構成は、画像形成システムに組み込むことができる。具体的に、画像形成システムは、上記搬送システムを備えると共に、シートの搬送経路の上方に、インク液滴を吐出することによりシートに画像を形成する画像形成デバイスを備えた構成にすることができる。第一ローラ及び第二ローラは、例えば、画像形成デバイスが上方に設けられた搬送経路内の区間を挟んで配置される。
【００３５】
画像形成デバイスの吐出部からインク液滴を吐出してシートに画像を形成する際に、シートの張力を制御できない場合には、シートの撓みの変化によって、インク液滴の着弾点にずれが生じ、シートに形成される画像の品質が劣化する可能性がある。これに対し、本発明の画像形成システムによれば、適当な張力を有した状態でシートを搬送することができるので撓みを原因とする画質の劣化を抑えることができる。
【００３６】
また、本発明は、シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラ及び第二ローラの回転によりシートの搬送動作を実現する搬送機構において、第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイス及び第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスを、制御することにより、シートの搬送動作を制御する制御デバイスとして構成され得る。
【００３７】
この制御デバイスは、例えば、コンピュータにより構成され得る。この場合、制御デバイスが備える上述した各ユニットとしての機能は、コンピュータがプログラムを実行することにより実現される。
【００３８】
このプログラムは、フレキシブルディスク等の磁気ディスクや、ＤＶＤ等の光ディスク、フラッシュメモリ等の半導体製メモリに代表されるコンピュータ読取可能な記録媒体に記録して提供することができる。この他、制御デバイスは、専用の回路としても構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】画像形成システムにおける用紙搬送経路周辺の構成を表す図である。
【図２】画像形成システムの全体構成を表すブロック図である。
【図３】用紙の撓みによるインクジェットヘッド下面と用紙表面との距離変化を示す図である。
【図４】搬送制御デバイスの詳細構成を表すブロック図である。
【図５】第一反力推定部の構成を表すブロック図である。
【図６】目標速度及び目標張力の変化を、観測される速度及び反力の変化と共に示すグラフである（第一例）。
【図７】目標張力を定義するテーブルの構成を表す図である。
【図８】目標張力設定部が実行する処理のフローチャートである（第一例）。
【図９】目標速度及び目標張力の変化を、観測される速度及び反力の変化と共に示すグラフである（第二例）。
【図１０】目標張力設定部が実行する処理のフローチャートである（第二例）。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
［第一実施例］
本実施例の画像形成システム１は、インクジェットプリンタとして構成される。この画像形成システム１は、図１に示すように、用紙Ｑの搬送経路を構成するプラテン１０１の上方に、インクジェットヘッド３１を備える。インクジェットヘッド３１は、下面にインク液滴を吐出するノズル群（図示せず）を備え、プラテン１０１上を通過する用紙Ｑに向けてインク液滴を吐出する。この吐出動作によって、用紙Ｑに画像を形成する。
【００４１】
このインクジェットヘッド３１は、ライン方向（図１法線方向）に長尺な形状を有し、プラテン１０１上を通過する用紙Ｑのライン方向の全域に対して同時に画像を形成可能な構成にされる。
【００４２】
現在広く普及しているインクジェットプリンタは、用紙Ｑを停止した状態で、インクジェットヘッドをライン方向に定速搬送しながら、インクジェットヘッドにインク液滴を吐出させることによって、ライン方向に画像を形成する。その後、所定量だけ用紙Ｑを下流に送り出す。このような動作を繰り返し実行することにより、用紙Ｑに画像を形成する。
【００４３】
これに対し、本実施例の画像形成システム１では、用紙Ｑを間欠搬送せずに、用紙Ｑを搬送方向に定速搬送した状態で、長尺なインクジェットヘッド３１からインク液滴を吐出する。これによって、用紙Ｑに画像を形成する。本実施例の画像形成システム１は、このように、用紙Ｑを定速搬送しつつインク液滴を吐出して用紙Ｑに画像を形成する点で、上述した良く知られるインクジェットプリンタとは異なる。
【００４４】
この画像形成システム１において、用紙Ｑは、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転によって、プラテン１０１に沿う搬送経路の上流から下流に搬送される。第一ローラ１１０は、プラテン１０１の下流に設けられ、第一従動ローラ１１５に対向配置される。第二ローラ１２０は、プラテン１０１の上流に設けられ、第二従動ローラ１２５に対向配置される。
【００４５】
この第一ローラ１１０は、対向する第一従動ローラ１１５との間に用紙Ｑを挟持した状態で回転することにより、用紙Ｑを下流に搬送する。第一ローラ１１０は、直流モータで構成される第一モータ７３によって回転駆動される。一方、第二ローラ１２０は、対向する第二従動ローラ１２５との間に用紙Ｑを挟持した状態で回転することにより、用紙Ｑを下流に搬送する。第二ローラ１２０は、第一モータ７３と同じ直流モータで構成される第
二モータ８３によって回転駆動される。
【００４６】
即ち、この画像形成システム１では、プラテン１０１を挟んで搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０によって、用紙Ｑを搬送方向に離れた二地点で担持する。この状態で、第一モータ７３及び第二モータ８３を回転駆動することにより、用紙Ｑを下流に搬送する。
【００４７】
但し、この画像形成システム１は、用紙Ｑを第二ローラ１２０に供給する前の段階から、第一モータ７３及び第二モータ８３を回転駆動し、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０を一定速度で回転させる。そして、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０が一定速度で回転している状態で、用紙Ｑを、第二ローラ１２０の上流から第二ローラ１２０に供給する。即ち、第一モータ７３及び第二モータ８３は、画像形成が命令された時点から回転し、用紙Ｑが存在しない状態から、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０を、一定速度で回転させる。
【００４８】
続いて、画像形成システム１の詳細構成を説明する。図２に示すように、画像形成システム１は、メインコントローラ１０と、通信インタフェース２０と、記録部３０と、給紙部４０と、用紙搬送部５０とを備える。上述した第一ローラ１１０及び第一従動ローラ１１５、第二ローラ１２０及び第二従動ローラ１２５、並びに、プラテン１０１を備える用紙Ｑの搬送機構１００は、用紙搬送部５０に設けられる。
【００４９】
メインコントローラ１０は、図示しないマイクロコンピュータ等から構成され、画像形成システム１を統括制御する。通信インタフェース２０は、メインコントローラ１０と外部機器（パーソナルコンピュータ等）との間の通信を実現する。
【００５０】
このメインコントローラ１０は、通信インタフェース２０を介して外部機器から印刷対象の画像データを受信し、この印刷対象の画像データに基づく画像が用紙Ｑに形成されるように、記録部３０、給紙部４０及び用紙搬送部５０を制御する。
【００５１】
記録部３０は、上述したインクジェットヘッド３１と、その駆動回路（図示せず）とを主に備える。この記録部３０は、メインコントローラ１０からの指示に従って、インクジェットヘッド３１を駆動し、用紙Ｑに印刷対象の画像データに基づく画像を形成する。
【００５２】
一方、給紙部４０は、上流から第二ローラ１２０に用紙Ｑを供給するものである。給紙部４０は、図示しないモータや給紙ローラ及び給紙トレイ等を備えた構成にされる。給紙部４０は、メインコントローラ１０からの指示に従って、第二ローラ１２０に用紙Ｑを供給する。
【００５３】
この他、用紙搬送部５０は、搬送機構１００の他に、搬送制御デバイス６０と、第一駆動回路７１と、第一モータ７３と、第一エンコーダ７５と、第一信号処理回路７７と、第二駆動回路８１と、第二モータ８３と、第二エンコーダ８５と、第二信号処理回路８７と、レジストセンサ９０とを備える。
【００５４】
第一駆動回路７１は、第一モータ７３を駆動する回路であり、搬送制御デバイス６０から入力される制御信号としてのＰＷＭ信号に従って、ＰＷＭ信号のデューティー比に対応する駆動電流で第一モータ７３を駆動する。第一モータ７３は、この第一駆動回路７１によって駆動されて、第一ローラ１１０を回転駆動する。
【００５５】
一方、第一エンコーダ７５は、第一ローラ１１０が所定角度回転する度にパルス信号を出力するロータリエンコーダである。第一エンコーダ７５は、直接又は間接的に第一ロー
ラ１１０の回転運動を観測可能な位置に設けられる。例えば、第一エンコーダ７５は、第一ローラ１１０の回転軸又は第一モータ７３の回転軸に設置される。第一エンコーダ７５は、周知のロータリエンコーダと同様、上記パルス信号として、位相が異なるＡ相信号及びＢ相信号を出力する。以下、これらの信号をまとめてエンコーダ信号と表現する。
【００５６】
第一エンコーダ７５から出力されるエンコーダ信号は、第一信号処理回路７７に入力される。第一信号処理回路７７は、このエンコーダ信号に基づいて、第一ローラ１１０の回転量Ｘ１及び回転速度Ｖ１を計測し、計測した回転量Ｘ１及び回転速度Ｖ１の情報を搬送制御デバイス６０に入力する。
【００５７】
この他、第二駆動回路８１は、第二モータ８３を駆動する回路であり、搬送制御デバイス６０から入力されるＰＷＭ信号に従って、ＰＷＭ信号のデューティー比に対応する駆動電流で第二モータ８３を駆動する。第二モータ８３は、この第二駆動回路８１によって駆動されて、第二ローラ１２０を回転駆動する。
【００５８】
一方、第二エンコーダ８５は、第二ローラ１２０が所定角度回転する度にパルス信号を出力するロータリエンコーダである。第二エンコーダ８５は、第一エンコーダ７５と同様、直接又は間接的に第二ローラ１２０の回転運動を観測可能な位置に設けられる。また、上記パルス信号として、位相が異なるＡ相信号及びＢ相信号を出力する。
【００５９】
第二エンコーダ８５から出力されるエンコーダ信号（Ａ相信号及びＢ相信号）は、第二信号処理回路８７に入力される。第二信号処理回路８７は、このエンコーダ信号に基づいて、第二ローラ１２０の回転量Ｘ２及び回転速度Ｖ２を計測し、計測した回転量Ｘ２及び回転速度Ｖ２の情報を搬送制御デバイス６０に入力する。
【００６０】
この他、レジストセンサ９０は、用紙Ｑが通過したことを検知するセンサである。図１に示すように、レジストセンサ９０は、第二ローラ１２０の上流側で、第二ローラ１２０近傍に設けられて、用紙Ｑがこの地点を通過したことを表す信号を、搬送制御デバイス６０に入力する。
【００６１】
また、搬送制御デバイス６０は、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御するものである。搬送制御デバイス６０は、第一モータ７３に対する操作量（後述する第一操作量Ｕｓ）及び第二モータ８３に対する操作量（第二操作量Ｕｄ）を算出し、これらの操作量に対応するＰＷＭ信号を、対応する第一駆動回路７１及び第二駆動回路８１に入力する。搬送制御デバイス６０は、このような第一モータ７３及び第二モータ８３に対する制御によって、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転による用紙Ｑの搬送動作を制御する。
【００６２】
具体的に、搬送制御デバイス６０は、用紙Ｑがプラテン１０１上で定速搬送されるように、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御する。また、用紙Ｑが第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者からの力を受けて搬送されるときには、用紙Ｑが適当な張力を有した状態で搬送されるように、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御する。
【００６３】
このような張力を考慮したモータ制御を行う理由は次の通りである。本実施例によれば、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０を、個別のモータ７３，８３を用いて回転駆動する。このため、張力を考慮しないモータ制御を行った場合には、制御誤差に起因して、第一ローラ１１０と第二ローラ１２０との間に回転運動のずれが生じた際、図３に示すようにプラテン１０１上で用紙Ｑが撓むことがある。更に言えば、撓みが一定でないために、インクジェットヘッド３１の下面と用紙表面との間の距離Ｄに変化が生じることがある。
【００６４】
本実施例では、用紙Ｑを搬送した状態で、インクジェットヘッド３１からインク液滴を吐出する。このため、距離Ｄが変化すると、インクジェットヘッド３１から吐出されるインク液滴の用紙Ｑにおける着弾点が想定地点からずれてしまう。このような着弾点のずれは、用紙Ｑに形成される画像の品質に悪影響を与える。
【００６５】
このような理由により、本実施例の搬送制御デバイス６０は、用紙Ｑの速度と共に張力を制御するように、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御する。
続いて、搬送制御デバイス６０の詳細構成を説明する。図４に示すように、搬送制御デバイス６０は、目標速度設定部２１１と、速度算出部２１２と、速度偏差算出部２１３と、速度制御器２１５と、第一操作量算出部２１７と、第一ＰＷＭ信号生成部２１８と、第一反力推定部２１９と、目標張力設定部２２１と、張力算出部２２２と、張力偏差算出部２２３と、張力制御器２２５と、第二操作量算出部２２７と、第二ＰＷＭ信号生成部２２８と、第二反力推定部２２９とを備える。
【００６６】
目標速度設定部２１１は、用紙Ｑの目標速度Ｖｒを設定するものである。具体的に、目標速度設定部２１１は、用紙Ｑの搬送過程において、用紙Ｑが定速搬送されるように、各時刻の目標速度Ｖｒとして、固定値を設定する。
【００６７】
一方、速度算出部２１２は、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１及び第二信号処理回路８７により計測された回転速度Ｖ２の平均値である第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の平均速度（Ｖ１＋Ｖ２）／２を、用紙Ｑの速度Ｖａとして算出するものである。
【００６８】
速度偏差算出部２１３は、目標速度設定部２１１によって設定された目標速度Ｖｒと速度算出部２１２によって算出された速度Ｖａとの偏差Ｅｖ（＝Ｖｒ−Ｖａ）を算出する。
速度制御器２１５は、この偏差Ｅｖに応じた操作量Ｕｖを、制御対象の伝達モデルに基づく所定の伝達関数Ｇに従って算出する。操作量Ｕｖは、用紙Ｑの速度Ｖａを目標速度Ｖｒに制御するための操作量である。
【００６９】
ここで言う制御対象とは、第１の制御対象と第２の制御対象との和であり、伝達関数Ｇは、第１の制御対象と第２の制御対象との和に対応する伝達モデルに基づくものである。第１の制御対象は、第一駆動回路７１、第一モータ７３、第一ローラ１１０、第一エンコーダ７５及び第一信号処理回路７７である。第２の制御対象は、第二駆動回路８１、第二モータ８３、第二ローラ１２０、第二エンコーダ８５及び第二信号処理回路８７である。
【００７０】
速度制御器２１５は、上記伝達関数Ｇに従って、用紙Ｑの速度Ｖａが目標速度Ｖｒに追従するような操作量Ｕｖを算出する。具体的には、操作量Ｕｖとして、目標速度Ｖｒを実現するために第一モータ７３及び第二モータ８３に印加すべき駆動電流を算出する。
【００７１】
一方、目標張力設定部２２１は、用紙Ｑの目標張力Ｒｒを設定する。詳細については後述するが、目標張力設定部２２１は、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって用紙Ｑが搬送されるときには、用紙Ｑが適当な張力を有した状態で搬送されるように、ゼロではない目標張力Ｒｒを設定する。
【００７２】
張力算出部２２２は、第一反力推定部２１９により推定された反力Ｒ１と、第二反力推定部２２９により推定された反力Ｒ２との差（Ｒ１−Ｒ２）に対応する値（Ｒ１−Ｒ２）／２を、用紙Ｑの張力Ｒａとして算出する。
【００７３】
第一反力推定部２１９は、第一モータ７３による回転駆動時に第一ローラ１１０に作用
する反力Ｒ１を推定し、第二反力推定部２２９は、第二モータ８３による回転駆動時に第二ローラ１２０に作用する反力Ｒ２を推定するものである。但し、反力Ｒ１，Ｒ２は、力の作用方向に応じて正負の値を採る。例えば、用紙Ｑの搬送方向とは反対向きに作用する反力については正値を採り、用紙Ｑの搬送方向と同一方向に作用する反力については負値を採るものとする。
【００７４】
張力偏差算出部２２３は、目標張力設定部２２１によって設定された目標張力Ｒｒと張力算出部２２２によって算出された張力Ｒａとの偏差Ｅｒ（＝Ｒｒ−Ｒａ）を算出する。
張力制御器２２５は、この偏差Ｅｒに応じた操作量Ｕｒを、制御対象の伝達モデルに基づく所定の伝達関数Ｈに従って算出する。操作量Ｕｒは、用紙Ｑの張力Ｒａを目標張力Ｒｒに制御するための操作量である。
【００７５】
ここで言う制御対象とは、第１の制御対象と第２の制御対象との差であり、伝達関数Ｈは、第１の制御対象と第２の制御対象との差に対応する伝達モデルに基づくものである。
張力制御器２２５は、上記伝達関数Ｈに従って、用紙Ｑの張力Ｒａが目標張力Ｒｒに追従するような操作量Ｕｒを算出する。具体的には、操作量Ｕｒとして、目標張力Ｒｒを実現するために第一モータ７３及び第二モータ８３に印加すべき駆動電流を算出する。
【００７６】
この他、第一操作量算出部２１７は、速度制御器２１５により算出された操作量Ｕｖと、張力制御器２２５により算出された操作量Ｕｒとの和（Ｕｖ＋Ｕｒ）を、第一操作量Ｕｓとして算出する。第一操作量Ｕｓ（＝Ｕｖ＋Ｕｒ）は、第一モータ７３に対する操作量、換言すれば第一駆動回路７１に対する電流指令値に対応する。
【００７７】
一方、第二操作量算出部２２７は、速度制御器２１５により算出された操作量Ｕｖと、張力制御器２２５により算出された操作量Ｕｒとの差（Ｕｖ−Ｕｒ）を、第二操作量Ｕｄとして算出する。第二操作量Ｕｄ（＝Ｕｖ−Ｕｒ）は、第二モータ８３に対する操作量、換言すれば第二駆動回路８１に対する電流指令値に対応する。
【００７８】
ここで、搬送制御デバイス６０が、第一操作量Ｕｓとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒとの和を算出し、第二操作量Ｕｄとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒとの差を算出する理由について説明する。
【００７９】
用紙Ｑに張力を生じさせるためには、第一モータ７３には、速度制御に必要な力よりも張力分大きい力が第一モータ７３から第一ローラ１１０に作用するように駆動電流を調整する必要がある。一方、第二ローラ１２０には、張力により搬送方向に引っ張られる反力である負の反力が加わるために、第二モータ８３には、本来速度制御に必要な力よりも張力分小さい力が第二モータ８３から第二ローラ１２０に作用するように、駆動電流を調整する必要がある。このような理由により、搬送制御デバイス６０では、第一操作量Ｕｓとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒの和を算出し、第二操作量Ｕｄとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒの差を算出する。
【００８０】
第一ＰＷＭ信号生成部２１８は、このように算出された第一操作量Ｕｓに対応する駆動電流で第一モータ７３を駆動するデューティー比のＰＭＷ信号を生成し、これを第一駆動回路７１に入力する。第一駆動回路７１は、このＰＷＭ信号に従って、第一操作量Ｕｓに対応する駆動電流で第一モータ７３を駆動する。
【００８１】
一方、第二ＰＷＭ信号生成部２２８は、第二操作量Ｕｄに対応する駆動電流で第二モータ８３を駆動するデューティー比のＰＭＷ信号を生成し、これを第二駆動回路８１に入力する。第二駆動回路８１は、このＰＷＭ信号に従って、第二操作量Ｕｄに対応する駆動電流で第二モータ８３を駆動する。
【００８２】
この他、第一反力推定部２１９は、第一操作量算出部２１７によって算出された第一操作量Ｕｓと第一信号処理回路７７にて計測された回転速度Ｖ１とに基づいて、第一モータ７３に作用する反力Ｒ１を推定する。一方、第二反力推定部２２９は、第二操作量算出部２２７によって算出された第二操作量Ｕｄと、第二信号処理回路８７にて計測された回転速度Ｖ２とに基づいて、第二モータ８３に作用する反力Ｒ２を推定する。
【００８３】
ここで、第一反力推定部２１９及び第二反力推定部２２９の詳細構成について説明する。但し、第一反力推定部２１９及び第二反力推定部２２９は、同一の原理で反力Ｒ１，Ｒ２を推定する。このため、以下では、第一反力推定部２１９の詳細構成を代表して説明する。第二反力推定部２２９は、操作量Ｕｓ及び回転速度Ｖ１に代えて、操作量Ｕｄ及び回転速度Ｖ２を用いて、第一反力推定部２１９と同様の原理で、反力Ｒ２を推定するものと理解されたい。
【００８４】
第一反力推定部２１９は、図５に示すように、外乱オブザーバ３１０と、推定部３２０とを備える。外乱オブザーバ３１０は、周知のように制御対象に作用する外乱を推定するものである。この外乱オブザーバ３１０は、逆モデル演算部３１１と、減算器３１３と、ローパスフィルタ３１５とを備える。
【００８５】
逆モデル演算部３１１は、上記第１の制御対象の伝達モデルに対応する逆モデルの伝達関数Ｐ-1を用いて、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１を、対応する操作量Ｕ*に変換するものである。減算器３１３は、第一モータ７３に入力された操作量Ｕｓと、逆モデル演算部３１１にて算出された回転速度Ｖ１に対応する操作量Ｕ*との偏差（Ｕｓ−Ｕ*）を算出する。
【００８６】
ローパスフィルタ３１５は、この偏差（Ｕｓ−Ｕ*）から高周波成分を除去する。外乱オブザーバ３１０は、このローパスフィルタ３１５による高周波成分除去後の偏差（Ｕｓ−Ｕ*）を、外乱推定値τとして出力する。
【００８７】
偏差（Ｕｓ−Ｕ*）は、操作量Ｕｓが電流指令値である関係上、単位をアンペアとするものであるが、直流モータが駆動源である場合、アンペアとトルク（反力）との間には比例関係が成立する。このため、偏差（Ｕｓ−Ｕ*）は、外乱として制御対象に作用する力を間接的に表す。
【００８８】
推定部３２０は、この外乱推定値τに基づき、用紙Ｑの張力を原因とする反力Ｒ１を推定する。外乱推定値τには、張力を原因とする反力成分の他に、回転に伴う粘性摩擦成分及び動摩擦成分が含まれる。このため、推定部３２０は、外乱推定値τから粘性摩擦成分及び動摩擦成分を除去することによって、反力Ｒ１を推定する。
【００８９】
具体的に、推定部３２０は、外乱推定値τから粘性摩擦成分を除去するための構成として、粘性摩擦推定部３２１と、減算器３２３とを備える。粘性摩擦推定部３２１は、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１に、所定係数Ｄを乗算した値（Ｄ×Ｖ１）を、粘性摩擦力推定値に設定する。減算器３２３は、外乱推定値τを、この粘性摩擦力推定値（Ｄ×Ｖ１）で減算することにより、粘性摩擦成分除去後の外乱推定値τ１＝（τ―Ｄ×Ｖ１）を算出する。
【００９０】
この他、推定部３２０は、外乱推定値τから動摩擦成分を除去するための構成として、動摩擦推定部３２５と、減算器３２７とを備える。動摩擦推定部３２５は、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１がゼロであるときには、動摩擦力推定値としてゼロを設定し、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１がゼロではないときに
は、動摩擦力推定値として、ゼロではない所定値μＮを設定する。減算器３２７は、外乱推定値τ１を動摩擦推定部３２５により設定された動摩擦力推定値（ゼロ又はμＮ）で減算する。推定部３２０は、この減算器３２７により算出された値を、第一ローラ１１０に作用する反力Ｒ１として推定する。尚、第二反力推定部２２９においては、上記第１の制御対象の伝達モデルに対応する逆モデルの伝達関数Ｐ-1を用いて第二信号処理回路８７により計測された回転速度Ｖ２を、対応する操作量Ｕ*に変換する。一方、粘性摩擦力の推定及び動摩擦力の推定には、第２の制御対象に対応する所定係数及び所定値を用いる。
【００９１】
続いて、目標張力設定部２２１による目標張力Ｒｒの設定動作について説明する。図６に示すように、目標張力設定部２２１は、各時刻の目標張力Ｒｒとして、用紙搬送の進行に応じた値を設定する。即ち、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって用紙Ｑが搬送されるときには、基本的に、目標張力Ｒｒとしてゼロではない値を設定し、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０のいずれか一方のみによって用紙Ｑが搬送されるときには、目標張力Ｒｒとしてゼロを設定するように、各時刻の目標張力Ｒｒを設定する。
【００９２】
図６下段のグラフは、時間対張力のグラフにおいて、目標張力Ｒｒの時間変化を実線により表したものである。下段のグラフでは、更に、第一ローラ１１０に作用する反力Ｒ１を一点鎖線により表し、第二ローラ１２０に作用する反力Ｒ２を二点鎖線により表す。また、図６上段のグラフは、時間対速度のグラフである。このグラフでは、下段のグラフに示す目標張力Ｒｒが設定された場合の第一ローラ１１０の回転速度Ｖ１を一点鎖線で表し、第二ローラ１２０の回転速度Ｖ２を二点鎖線で表す。更に、当該上段のグラフでは、目標速度設定部２１１によって設定される目標速度Ｖｒを実線で表す。
【００９３】
上述したように、用紙Ｑの張力を制御するのは、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転運動の誤差によって、用紙Ｑに撓みが生じるのを抑えるためである。このため、基本的には、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって用紙Ｑが搬送されているときには、用紙Ｑが適当な張力を有した状態で搬送されるように、目標張力Ｒｒをゼロではない値に設定する。
【００９４】
但し、制御の追従性に起因して、目標張力Ｒｒをゼロに変更しても直ちに用紙Ｑに撓みが生じてしまうわけではない。また、用紙Ｑが第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって搬送される状態から、第一ローラ１１０のみによって搬送される状態に移行する時点で、目標張力Ｒｒをゼロに変更すると、その時点では、実際には張力が生じないのにも拘わらず、用紙Ｑに張力を生じさせようとする操作量Ｕｓ，Ｕｄが算出される。
【００９５】
従って、このような目標張力Ｒｒの変更では、用紙Ｑが第一ローラ１１０のみによって搬送される状態に移行した直後において、速度の制御誤差が大きくなる。
このため、本実施例では、用紙Ｑが第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって搬送される区間である２ローラ搬送区間内において、目標張力Ｒｒをゼロに設定する区間（以下、張力ゼロ区間と表現する。）を定めている。即ち、本実施例では、図６に示すように、用紙Ｑが第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって搬送される状態から第一ローラ１１０のみによって搬送される状態に移行する時点よりも前の時点で目標張力Ｒｒをゼロに変更する。
【００９６】
更に、本実施例では、用紙Ｑが第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって搬送される期間の初期において、目標張力Ｒｒを、標準値Ｒｓよりも大きい初期値Ｒｍに設定する。標準値Ｒｓは、２ローラ搬送区間において最適な目標張力Ｒｒとして設計段階で定められるものであるが、初期値Ｒｍは、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達した後、迅速に、用紙Ｑの張力を標準値Ｒｓに調整するためのものである。上記期間の初期において、標準値Ｒｓよりも大きい目標張力Ｒｒ＝Ｒｍを設定すると、上記期間の初期から目標張
力Ｒｒとして標準値Ｒｓを設定する場合よりも、急峻に用紙Ｑの張力が増加する。本実施例では、このような理由により、上記期間の初期では、目標張力Ｒｒを、標準値Ｒｓよりも大きな値Ｒｍに設定する。
【００９７】
尚、本実施例の目標張力設定部２２１は、用紙Ｑの種類毎に、目標張力Ｒｍ，Ｒｓ及び張力ゼロ区間を定義する図７に示すテーブルを記憶する。テーブルでは、例えば、用紙Ｑの厚み又は材質によって分類される用紙Ｑの種類毎の目標張力Ｒｍ，Ｒｓ及び張力ゼロ区間が定義される。
【００９８】
テーブルが記憶する目標張力Ｒｒの標準値Ｒｓは、上述したように２ローラ搬送区間における目標張力Ｒｒの最適値として設計者により定められるものである。最適値としては、用紙Ｑとローラ１１０，１２０との間に滑りが生じない張力の最大値を一例に挙げることができる。一方、初期値Ｒｍは、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達した後、目標とする時間Ｔｗで用紙Ｑの張力が標準値Ｒｓに到達するような値として定められる。
【００９９】
テーブルには、張力ゼロ区間を定義する情報として、目標張力Ｒｒを値Ｒｓからゼロに変更した時点から、第一反力推定部２１９及び第二反力推定部２２９によって推定される反力Ｒ１，Ｒ２がゼロに収束するのに要する時間Ｔｃが記憶される。張力ゼロ区間の長さＡは、この時間Ｔｃと、用紙Ｑの目標速度Ｖｒとの積（Ｖｒ×Ｔｃ）に対応する。即ち、張力ゼロ区間は、用紙Ｑが第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって搬送される区間の終点から上流に距離Ａだけ遡った地点までの区間に定義される。この張力ゼロ区間は、対応する目標張力の標準値Ｒｓが高い程、長くなる特徴を示す。
【０１００】
続いて、目標張力設定部２２１が目標張力Ｒｒの設定のために実行する処理の詳細を説明する。目標張力設定部２２１は、メインコントローラ１０から用紙Ｑの搬送指示を受けると、図８に示す処理を実行する。
【０１０１】
この処理を開始すると、目標張力設定部２２１は、フラグＦを値ゼロにリセットする（Ｓ１００）。その後、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に位置するか否かを判断する（Ｓ１１０）。この判断は、レジストセンサ９０により用紙Ｑの先端が検知された時点で第二信号処理回路８７により計測された第二ローラ１２０の回転量Ｘ２と現時点での回転量Ｘ２との差から、用紙Ｑの先端が第二ローラ１２０に進入してからの用紙Ｑの搬送量Ｌを特定することにより、実現することができる。
【０１０２】
そして、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に位置しないと目標張力設定部２２１が判断すると（Ｓ１１０でＮｏ）、目標張力設定部２２１は、目標張力Ｒｒをゼロに設定し（Ｓ１８０）、Ｓ１９０に移行する。
【０１０３】
一方、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に位置すると目標張力設定部２２１が判断すると（Ｓ１１０でＹｅｓ）、目標張力設定部２２１は、用紙Ｑが上記張力ゼロ区間に位置するか否かを判断する（Ｓ１２０）。具体的に、目標張力設定部２２１は、上記テーブルの内容に従って、現在搬送されている用紙Ｑの種類に対応する張力ゼロ区間を特定し、用紙Ｑが張力ゼロ区間に位置するか否かを判断する。
【０１０４】
Ｓ１２０において、目標張力設定部２２１は、例えば、次のようにして上記判断を行うことができる。即ち、目標張力設定部２２１は、用紙Ｑのサイズに基づいて、用紙Ｑが２ローラ搬送区間の終点に到達する時点での用紙Ｑの搬送量Ｌｅを特定する。そして、目標張力設定部２２１は、現在の用紙Ｑの搬送量Ｌが、搬送量Ｌｅから上記距離Ａだけ少ない閾値（Ｌｅ−Ａ）以上である場合、用紙Ｑが張力ゼロ区間に位置すると判断する。一方、目標張力設定部２２１は、現在の用紙Ｑの搬送量Ｌが、閾値（Ｌｅ−Ａ）より小さい場合
には、用紙Ｑが張力ゼロ区間に位置しないと判断する。
【０１０５】
Ｓ１２０で用紙Ｑが張力ゼロ区間に位置すると目標張力設定部２２１が判断すると、目標張力設定部２２１は、Ｓ１８０に移行する。一方、Ｓ１２０で用紙Ｑが張力ゼロ区間に位置しないと目標張力設定部２２１が判断すると、目標張力設定部２２１は、フラグＦが値１にセットされているか否かを判断する（Ｓ１３０）。そして、フラグＦが値１にセットされていると目標張力設定部２２１が判断すると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、目標張力設定部２２１は、Ｓ１７０に移行し、フラグＦが値１にセットされていないと目標張力設定部２２１が判断すると（Ｓ１３０でＮｏ）、目標張力設定部２２１は、Ｓ１４０に移行する。
【０１０６】
Ｓ１４０において、目標張力設定部２２１は、第一信号処理回路７７により計測された第一ローラ１１０の回転速度Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判断する。第一ローラ１１０の回転速度Ｖ１は、目標速度Ｖｒに一致しているのが最適な状態である。閾値Ｖｔｈは、目標速度Ｖｒから許容可能な誤差分、大きな値に定めることができる。
【０１０７】
目標張力設定部２２１は、回転速度Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以上であると判断すると（Ｓ１４０でＹｅｓ）、Ｓ１７０に移行し、回転速度Ｖ１が閾値Ｖｔｈ未満であると判断すると（Ｓ１４０でＮｏ）、Ｓ１５０に移行する。
【０１０８】
Ｓ１５０に移行すると、目標張力設定部２２１は、第一反力推定部２１９によって推定された第一ローラ１１０の反力Ｒ１が閾値Ｒｔｈ以上であるか否かを判断する。目標張力設定部２２１は、閾値Ｒｔｈ以上であると判断すると（Ｓ１５０でＹｅｓ）、Ｓ１７０に移行し、閾値Ｒｔｈ未満であると判断すると（Ｓ１５０でＮｏ）、Ｓ１６０に移行する。閾値Ｒｔｈは、搬送されている用紙Ｑの種類に対応した目標張力Ｒｒの上記標準値Ｒｓと同一値に定めることができる。
【０１０９】
Ｓ１６０に移行すると、目標張力設定部２２１は、目標張力Ｒｒを、搬送されている用紙Ｑの種類に対応した上記初期値Ｒｍに設定する。その後、Ｓ１９０に移行する。
一方、Ｓ１７０に移行すると、目標張力設定部２２１は、目標張力Ｒｒを、搬送されている用紙Ｑの種類に対応した上記標準値Ｒｓに設定する。その後、フラグＦを値１にセットし（Ｓ１７５）、Ｓ１９０に移行する。
【０１１０】
Ｓ１９０に移行すると、目標張力設定部２２１は、用紙Ｑを搬送終了位置まで搬送したか否かを判断する。目標張力設定部２２１は、用紙Ｑを搬送終了位置まで搬送していないと判断すると（Ｓ１９０でＮｏ）、Ｓ１１０に移行する。
【０１１１】
目標張力設定部２２１は、このようして上述した処理を用紙Ｑが搬送終了位置に到達するまで繰り返し実行する。これにより、目標張力設定部２２１は、図６下段に示すように、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達するまでは、目標張力Ｒｒをゼロに設定し、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達すると、目標張力Ｒｒとして、標準値Ｒｒより大きい初期値Ｒｍを設定する。
【０１１２】
その後、目標張力設定部２２１は、計測された第一ローラ１１０の回転速度Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以上となる第一の事象、及び、推定された第一ローラ１１０の反力Ｒ１が閾値Ｒｔｈ以上となる第二の事象のいずれか一方が発生するまで、目標張力Ｒｒを初期値Ｒｍに維持する。
【０１１３】
そして、上記第一又は第二の事象が発生すると、目標張力設定部２２１は、目標張力Ｒｒを初期値Ｒｍから標準値Ｒｓに変更する。その後、目標張力設定部２２１は、用紙Ｑが
張力ゼロ区間に到達するまでは、目標張力Ｒｒを標準値Ｒｓに維持し、用紙Ｑが張力ゼロ区間に到達すると、目標張力Ｒｒをゼロに変更する。
【０１１４】
目標張力設定部２２１は、用紙Ｑを搬送終了位置まで搬送すると（Ｓ１９０でＹｅｓ）、図８に示す処理を終了する。これにより用紙Ｑの搬送を終了する。
以上、本実施例の画像形成システム１について説明したが、本実施例によれば、第一モータ７３に対する操作量Ｕｓ（＝Ｕｖ＋Ｕｒ）及び第二モータ８３に対する操作量Ｕｄ（＝Ｕｖ−Ｕｒ）に含まれるＵｖ成分により、用紙Ｑの速度が適切に制御される。また、第一モータ７３に対する操作量Ｕｓに含まれる＋Ｕｒ成分、及び、第二モータ８３に対する操作量Ｕｄに含まれる−Ｕｒ成分により、用紙Ｑの張力が適切に制御される。
【０１１５】
即ち、本実施例によれば、操作量Ｕｖ，Ｕｒの和及び差を用いた第一モータ７３及び第二モータ８３の制御により、用紙Ｑの速度及び張力を高精度に制御して、二つのローラ１１０，１２０で用紙Ｑを搬送することができる。結果、本実施例によれば、用紙Ｑの撓みの変化によって、用紙Ｑに形成される画像の品質が悪化するのを抑えることができ、高品質な画像を用紙Ｑに形成可能な画像形成システム１を構築することができる。
【０１１６】
特に、本実施例によれば、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達した直後から良好な張力を有した状態で搬送されるように、その到達後の初期には、目標張力Ｒｒを、標準値Ｒｓよりも大きい値Ｒｍに設定するようにした。
【０１１７】
そして、推定された反力Ｒ１に基づき、目標張力Ｒｒを標準値Ｒｓに変更することで、迅速且つ適切に用紙Ｑの張力を標準値Ｒｓに調整できるようにした。更に、回転速度Ｖ１の制御誤差が大き過ぎると好ましくないことから、回転速度Ｖ１が閾値Ｖｔｈ到達した場合にも、目標張力Ｒｒを標準値Ｒｓに切り替えるようにした。
【０１１８】
従って、本実施例によれば、用紙Ｑの速度及び張力の制御に関して、一層好ましい制御を行うことができて、用紙Ｑに良好な品質の画像を形成することができる。
尚、Ｓ１４０では、第一ローラ１１０の回転速度Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判断する例を説明したが、Ｓ１４０では、第二ローラ１２０の回転速度Ｖ２が閾値以下であるか否かを判断してもよい。ここでの閾値は、目標速度Ｖｒから許容可能な誤差分、小さな値に定めることができる。
【０１１９】
また、Ｓ１５０では、第二ローラ１２０の反力Ｒ２の絶対値が閾値Ｒｔｈ以上であるか否かを判断してもよい。このような判断によっても、上述した実施例と同じようなタイミングで目標張力Ｒｒを切り替えることができる。
【０１２０】
［第二実施例］
続いて、第二実施例を説明する。但し、第二実施例の画像形成システム１は、目標張力設定部２２１における目標張力Ｒｒの設定動作が、第一実施例と異なる程度である。従って、以下では、図９及び図１０を用いて本実施例特有の設定動作を選択的に説明する。
【０１２１】
図９に示すように、本実施例では、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達した時点で、目標張力Ｒｒを初期値Ｒｍに設定し、その後、目標張力Ｒｒを徐々に標準値Ｒｓまで減らすように設定する。この点で、本実施例は、第一実施例とは異なる。
【０１２２】
具体的に、時刻Ｔ０≦ｔ≦（Ｔ０＋Ｔｗ）の範囲内では、一次の単調減少関数Ｋ（ｔ）＝Ｒｍ−｛（Ｒｍ−Ｒｓ）／Ｔｗ｝・（ｔ−Ｔ０）に従って、目標張力Ｒｒを値Ｋｔ（ｔ）に設定する。ここでは、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達した時点を、時刻ｔ＝Ｔ０と定義する。目標張力Ｒｒの初期値Ｒｍは、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達した時点から
目標とする時間Ｔｗで用紙Ｑの張力が標準値Ｒｓに到達するような値に設計段階で定められる。
【０１２３】
本実施例では、このようして、反力Ｒ１や回転速度Ｖ１等に関係なく、一定時間Ｔｗ経過後に、目標張力Ｒｒを標準値Ｒｓに設定するように、目標張力Ｒｒを初期値Ｒｍから徐々に小さい値に設定する。目標張力Ｒｒを標準値Ｒｓに設定した後の目標張力Ｒｒの設定手法は、第一実施例と同様である。
【０１２４】
この設定動作は、目標張力設定部２２１が、図８に示す処理に代えて図１０に示す処理を実行することにより実現される。当該処理を開始すると、目標張力設定部２２１は、Ｓ１１０と同様に、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に位置するか否かを判断する（Ｓ２１０）。そして、否定判断すると（Ｓ２１０でＮｏ）、目標張力Ｒｒをゼロに設定し（Ｓ２８０）、Ｓ２９０に移行する。
【０１２５】
一方、肯定判断すると（Ｓ２１０でＹｅｓ）、Ｓ１２０と同様、用紙Ｑが張力ゼロ区間に位置するか否かを判断する（Ｓ２２０）。そして、Ｓ２２０で肯定判断すると、Ｓ２８０に移行し、目標張力Ｒｒをゼロに設定する。
【０１２６】
これに対し、Ｓ２２０で否定判断すると、目標張力設定部２２１は、Ｓ２３０に移行して、現時刻が第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０による用紙搬送期間の初期であるか否かを判断する。具体的には、現時刻ｔが２ローラ搬送区間に用紙Ｑが到達した時点からの一定時間Ｔｗ内であるか否かを判断する。そして、否定判断すると（Ｓ２３０でＮｏ）、Ｓ２７０に移行し、肯定判断すると（Ｓ２３０でＹｅｓ）、Ｓ２６０に移行する。
【０１２７】
Ｓ２６０に移行すると、目標張力設定部２２１は、目標張力Ｒｒを、現在搬送している用紙Ｑの種類に応じた標準値Ｒｓ及び初期値Ｒｍによって規定される上記関数Ｋ（ｔ）に従う現時刻ｔの値Ｒｒ＝Ｋ（ｔ）に設定する。その後、Ｓ２９０に移行する。一方、Ｓ２７０に移行すると、目標張力設定部２２１は、目標張力Ｒｒを、現在搬送している用紙Ｑの種類に応じた標準値Ｒｓに設定する。その後、Ｓ２９０に移行する。
【０１２８】
Ｓ２９０に移行すると、目標張力設定部２２１は、用紙Ｑを搬送終了位置まで搬送したか否かを判断する。そして、否定判断すると（Ｓ２９０でＮｏ）、Ｓ２１０に移行する。
目標張力設定部２２１は、このようして上述した処理を用紙Ｑが搬送終了位置に到達するまで繰り返し実行する。これにより、図９下段において実線で示すように、目標張力Ｒｒを設定する。そして、用紙Ｑを搬送終了位置まで搬送すると（Ｓ２９０でＹｅｓ）、図１０に示す処理を終了する。これにより用紙Ｑの搬送を終了する。
【０１２９】
以上、第二実施例について説明したが、本実施例によっても、用紙Ｑが２ローラ搬送区間に到達した時点から短い時間で、用紙Ｑの張力を標準値Ｒｓに調整することができる。従って、用紙Ｑの撓みの変化によって、用紙Ｑに形成される画像の品質が悪化するのを抑えることができる。また、本実施例によれば、目標張力Ｒｒを、初期値Ｒｍから徐々に標準値Ｒｓに変更するので、目標張力Ｒｒの変更による速度制御の誤差を抑えることができる。
【０１３０】
［他の実施形態］
以上に、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例では、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転運動に関する状態量として、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転速度Ｖ１，Ｖ２を計測した。そして、この計測値に基づき、用紙Ｑの速度制御を行った。
【０１３１】
しかしながら、画像形成システム１は、回転速度Ｖ１，Ｖ２に代えて、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転量Ｘ１，Ｘ２に基づき、用紙Ｑの位置制御を行う構成にされてもよい。この他、加速度の計測値に基づき、用紙Ｑの加速度制御を行うシステム構成を採用することも可能である。また、用紙搬送に関する技術は、画像形成システムに限らず、種々のシート搬送システムに適用することができる。
【０１３２】
また、搬送制御デバイス６０は、ＡＳＩＣのような専用回路として構成されてもよいし、マイクロコンピュータにより構成されてもよい。この場合、搬送制御デバイス６０は、図２で示すようにＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６３とを備え、ＲＯＭ６３に記録されたプログラムに従う処理をＣＰＵ６１にて実行することにより、上述した搬送制御デバイス６０が備える各要素の機能を実現する構成にすることができる。
【０１３３】
［対応関係］
最後に、用語間の対応関係について説明する。画像形成システム１における第一駆動回路７１及び第一モータ７３は、第一駆動デバイスの一例に対応し、第二駆動回路８１及び第二モータ８３は、第二駆動デバイスの一例に対応する。また、第一エンコーダ７５及び第一信号処理回路７７は、第一計測デバイスの一例に対応し、第二エンコーダ８５及び第二信号処理回路８７は、第二計測デバイスの一例に対応する。
【０１３４】
この他、搬送制御デバイス６０は、制御デバイスの一例に対応する。具体的に、第一反力推定部２１９及び第二反力推定部２２９は、夫々、第一推定ユニット及び第二推定ユニットの一例に対応し、速度制御器２１５及び張力制御器２２５は、第一演算ユニット及び第二演算ユニットの一例に対応する。
【０１３５】
また、第一操作量算出部２１７及び第一ＰＷＭ信号生成部２１８は、第一駆動制御ユニットの一例に対応し、第二操作量算出部２２７及び第二ＰＷＭ信号生成部２２８は、第二駆動制御ユニットの一例に対応する。この他、目標張力設定部２２１は、設定ユニットの一例に対応し、インクジェットヘッド３１は、画像形成デバイスの一例に対応する。
【符号の説明】
【０１３６】
１…画像形成システム、１０…メインコントローラ、２０…通信インタフェース、３０…記録部、３１…インクジェットヘッド、４０…給紙部、５０…用紙搬送部、６０…搬送制御デバイス、６１…ＣＰＵ、６３…ＲＯＭ、７１…第一駆動回路、７３…第一モータ、７５…第一エンコーダ、７７…第一信号処理回路、８１…第二駆動回路、８３…第二モータ、８５…第二エンコーダ、８７…第二信号処理回路、９０…レジストセンサ、１００…搬送機構、１０１…プラテン、１１０…第一ローラ、１１５…第一従動ローラ、１２０…第二ローラ、１２５…第二従動ローラ、２１１…目標速度設定部、２１２…速度算出部、２１３…速度偏差算出部、２１５…速度制御器、２１７…第一操作量算出部、２１８…第一ＰＷＭ信号生成部、２１９…第一反力推定部、２２１…目標張力設定部、２２２…張力算出部、２２３…張力偏差算出部、２２５…張力制御器、２２７…第二操作量算出部、２２８…第二ＰＷＭ信号生成部、２２９…第二反力推定部、３１０…外乱オブザーバ、３１１…逆モデル演算部、３１３…減算器、３１５…ローパスフィルタ、３２０…推定部、３２１…粘性摩擦推定部、３２３…減算器、３２５…動摩擦推定部、３２７…減算器、Ｑ…用紙。
【図１】
2014196184.tif 000003
【図２】
2014196184.tif 000004
【図３】
2014196184.tif 000005
【図４】
2014196184.tif 000006
【図５】
2014196184.tif 000007
【図６】
2014196184.tif 000008
【図７】
2014196184.tif 000009
【図８】
2014196184.tif 000010
【図９】
2014196184.tif 000011
【図１０】
2014196184.tif 000012