(57)【要約】【課題】外力が作用する場合にも適切にシートの状態を維持可能な技術を提供する。【解決手段】システム（１）は、画像形成デバイス（３０）と、シートの搬送デバイス（６０）と、搬送デバイスを駆動するモータ（５３）と、コントローラ（１０）と、を備える。コントローラは、停止条件が満足されているかを判定し、停止条件が満足されていると判定した場合には、画像形成処理を停止し、シートからモータに伝達される外力に倣うようにモータに対する仮想コンプライアンス制御を実行する。コントローラは更に、再開条件が満足されているかを判定し、再開条件が満足されていると判定した場合には、仮想コンプライアンス制御を停止して画像形成処理を再開するように構成される。【選択図】図１
2018171806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに画像を形成するように構成される画像形成デバイスと、
前記シートを排出領域に搬送するように構成される搬送デバイスと、
前記搬送デバイスを駆動するモータと、
前記モータ及び前記画像形成デバイスを制御するように構成されるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記シートに画像を形成するように前記画像形成デバイスを制御し、更には、前記画像が形成された前記シートを前記排出領域に搬送するように前記搬送デバイスを制御する画像形成処理を実行し、
停止条件が満足されているかを判定し、
前記停止条件が満足されていると判定した場合には、前記画像形成処理を停止し、
前記シートから前記モータに伝達される外力に倣うように前記モータに対する仮想コンプライアンス制御を実行し、
再開条件が満足されているかを判定し、
前記再開条件が満足されていると判定した場合には、前記仮想コンプライアンス制御を停止して前記画像形成処理を再開する画像形成システム。
【請求項２】
前記搬送デバイスは、前記排出領域との境界にローラを備え、前記ローラの回転により前記シートを前記排出領域に排出するように構成され、
前記コントローラは、前記シートと前記ローラとの位置関係に応じて、前記仮想コンプライアンス制御における制御系の設計値を調整することにより、前記仮想コンプライアンス制御の強弱を調整する請求項１記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記シートにおける前記ローラからの力の作用点の、前記シートの搬送方向上流端部からの距離が短いほど、前記仮想コンプライアンス制御を強くするように、前記設計値を調整する請求項２記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記制御系は、質量要素、バネ要素、及びダンパ要素を含む仮想バネ−マス−ダンパ系を備え、
調整対象の前記設計値は、前記質量要素の質量、前記バネ要素のバネ定数、及び前記ダンパ要素のダンパ定数の少なくとも一つである請求項２又は請求項３記載の画像形成システム。
【請求項５】
前記モータの回転に関する物理量を計測する計測デバイスをさらに備え、
前記コントローラは、前記仮想コンプライアンス制御として、前記計測デバイスによって計測される物理量と当該物理量の目標値との偏差に基づき、前記モータに対する操作量を算出し、前記操作量と前記物理量との関係から、前記モータに作用する外力を推定し、推定した外力に基づいて、前記モータに対する操作量を補正する請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の画像形成システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記仮想コンプライアンス制御の実行中に、前記外力を推定し、推定した前記外力が閾値を越えたことを条件に、出力デバイスに警報を出力させる請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の画像形成システム。
【請求項７】
前記コントローラは、ユーザからの開始指示に基づき前記画像形成処理を開始した後、前記シートに対する所定量の画像形成が完了すると前記停止条件が満足されていると判定し、前記ユーザからの再開指示が入力されると前記再開条件が満足されていると判定する請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の画像形成システム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記画像形成処理において、指定された画像データが表す画像を仮に正方向に前記シートに形成した場合における前記所定量の画像形成が完了する時点での前記シートの前記排出領域より搬送方向上流に位置する部位の長さを推定し、前記長さが基準以上である場合には、前記画像データが表す画像を正方向に前記シートに形成するように前記画像形成デバイスを制御し、前記長さが前記基準未満である場合には、前記画像データが表す画像を逆方向に前記シートに形成するように前記画像形成デバイスを制御する請求項７記載の画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像形成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成システムとして、インクジェットプリンタが従来知られている。一般的なインクジェットプリンタでは、用紙が、ローラの回転により搬送される。ローラは、モータにより回転駆動される。一時停止中の用紙の位置を保持するために、モータに所定のホールド電流を印加するインクジェットプリンタも知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４７４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した画像形成システムにおいて、用紙の一時停止状態を維持することは、用紙に形成される画像の品質を確保するために重要である。しかしながら、従来の制御方法では、ユーザが用紙を引っ張るなどの要因により、用紙に外力が作用するケースにおいて、ローラと用紙との間に滑りが生じるために、用紙の一時停止状態を適切に維持することができない。
【０００５】
そこで、本開示の一側面によれば、ユーザの引っ張り等によってシートに外力が作用する場合にも、滑りの発生を抑制して適切にシートの一時停止状態を維持することが可能な技術を提供できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面に係る画像形成システムは、画像形成デバイスと、搬送デバイスと、モータと、コントローラと、を備える。画像形成デバイスは、シートに画像を形成するように構成される。搬送デバイスは、シートを排出領域に搬送するように構成される。モータは、搬送デバイスを駆動する。コントローラは、モータ及び画像形成デバイスを制御するように構成される。
【０００７】
本開示の一側面によれば、コントローラは、シートに画像を形成するように画像形成デバイスを制御し、画像が形成されたシートを排出領域に搬送するように搬送デバイスを制御する画像形成処理を実行する。コントローラは更に、停止条件が満足されているかを判定する。停止条件が満足されていると判定した場合、コントローラは、画像形成処理を停止し、シートからモータに伝達される外力に倣うようにモータに対する仮想コンプライアンス制御を実行する。コントローラは、再開条件が満足されているかを判定する。再開条件が満足されていると判定した場合、コントローラは、仮想コンプライアンス制御を停止して画像形成処理を再開する。
【０００８】
この画像形成システムによれば、仮想コンプライアンス制御により、シートに作用する外力に応じて適切にモータを制御することができる。従って、ユーザ操作等によって外力が作用する場合にも、搬送デバイスとシートとの力の作用点でシートの滑りが発生するのを抑制することができ、シートの一時停止状態を適切に維持することができる。
【０００９】
上述した搬送デバイスは、排出領域との境界にローラを備え、ローラの回転によりシー
トを排出領域に排出するように構成されてもよい。この場合、コントローラは、シートとローラとの位置関係に応じて、仮想コンプライアンス制御における制御系の設計値を調整することにより、仮想コンプライアンス制御の強弱を調整するように構成されてもよい。
【００１０】
ユーザの引っ張り操作等により外力が発生する場合には、シートがローラから抜けてしまう可能性がある。このような可能性を抑えるためには、仮想コンプライアンス制御を強くすればよい。一方で、仮想コンプライアンス制御を強くすれば、滑りが発生する可能性やシートが破れてしまう可能性が高まる。シートとローラとの位置関係に応じて仮想コンプライアンス制御の強弱を調整することは、シートのローラからの抜け及び滑り等の抑制に効果的である。
【００１１】
例えば、コントローラは、シートにおけるローラからの力の作用点の、シートの搬送方向上流端部からの距離が短いほど、仮想コンプライアンス制御を強くするように、設計値を調整してもよい。こうした仮想コンプライアンス制御の強弱の調整は、外力によるシートのローラからの抜けの可能性を適切に抑えることができる。
【００１２】
本開示の一側面によれば、仮想コンプライアンス制御系は、質量要素、バネ要素、及びダンパ要素を含む仮想バネ−マス−ダンパ系を備えていてもよい。この場合、調整対象の設計値は、質量要素の質量、バネ要素のバネ定数、及びダンパ要素のダンパ定数の少なくとも一つであり得る。
【００１３】
本開示の一側面によれば、画像形成システムは、モータの回転に関する物理量を計測する計測デバイスを備えてもよい。この場合、コントローラは、計測デバイスによって計測される物理量と当該物理量の目標値との偏差に基づき、モータに対する操作量を算出するように構成されてもよい。コントローラは更に、操作量と物理量との関係から、モータに作用する外力を推定し、推定した外力に基づいて、モータに対する操作量を補正するように構成されてもよい。
【００１４】
本開示の一側面によれば、コントローラは、仮想コンプライアンス制御の実行中に、外力を推定し、推定した外力が閾値を越えたことを条件に、出力デバイスに警報を出力させるように構成されてもよい。警報の出力は、例えば、ユーザに対して行うことができる。この場合、シートが抜ける前に、ユーザにシートの引張り操作の中止を促すことができる。
【００１５】
本開示の一側面によれば、コントローラは、開始指示に基づき画像形成処理を開始した後、シートに対する所定量の画像形成が完了すると停止条件が満足されていると判定してもよい。コントローラは、ユーザからの再開指示が入力されると再開条件が満足されていると判定してもよい。こうした動作は、画像形成の進行が正しいかを確認する機会を、ユーザに提供し得る。
【００１６】
本開示の一側面によれば、コントローラは、画像形成処理において、指定された画像データが表す画像を仮に正方向にシートに形成した場合における所定量の画像形成が完了する時点でのシートの排出領域より搬送方向上流に位置する部位の長さを推定してもよい。コントローラは、推定した長さが基準以上である場合には、画像データが表す画像を正方向にシートに形成するように画像形成デバイスを制御し、推定した長さが基準未満である場合には、画像データが表す画像を逆方向にシートに形成するように画像形成デバイスを制御してもよい。
【００１７】
所定量の画像形成は、画像形成の進行が正しいかを確認する機会を、ユーザに提供するのに有意義である。しかしながら、様々な画像データが存在する環境では、画像データに
基づき、所定量の画像を正方向にシートに形成すると、その後のシートの位置保持に十分なシートの長さを、排出領域より内側に保持できない可能性がある。シートの排出領域より搬送方向上流に位置する部位の長さが基準未満である場合には、画像データが表す画像を逆方向にシートに形成する方法によれば、こうした画像データに基づく画像形成時にも、停止時に、シートの位置保持に十分な長さを排出領域より内側に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成システムの機械的構成を表す図である。
【図２】画像形成システムの電気的構成を表すブロック図である。
【図３】コントローラが実行する印刷制御処理を表すフローチャートである。
【図４】制御系の構成を表すブロック図である。
【図５】仮想コンプライアンス制御器の構成を表すブロック図である。
【図６】コントローラが実行する設定処理を表すフローチャートである。
【図７】画像回転に関する説明図である。
【図８】外力に対する位置偏差及び操作量（電流）の変化を表すグラフである。
【図９】変形例の制御系の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本開示の例示的実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態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、筐体６内に、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を備える。インクジェットヘッド３１は、キャリッジ３５に搭載された状態で、用紙Ｑの搬送経路を構成するプラテン６１の上方に配置される。
【００２０】
キャリッジ３５は、用紙Ｑの搬送方向とは直交する主走査方向（図１紙面法線方向）に往復動可能に設けられる。インクジェットヘッド３１は、キャリッジ３５と共に主走査方向に往復動する。インクジェットヘッド３１は、この往復動の過程において、インク液滴を吐出することによって、プラテン６１上を通過する用紙Ｑに画像を形成する。
【００２１】
用紙Ｑは、搬送ローラ６３及び排紙ローラ６５の回転により、プラテン６１に沿って上流から下流に搬送される。搬送ローラ６３は、プラテン６１の上流に設けられ、ピンチローラ６４に対向配置される。排紙ローラ６５は、プラテン６１の下流に設けられ、拍車ローラ６６に対向配置される。
【００２２】
搬送ローラ６３は、ピンチローラ６４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。排紙ローラ６５は、拍車ローラ６６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。排紙ローラ６５より下流に搬送された用紙Ｑは、排紙トレイ６９に排出される。排紙トレイ６９は、排紙ローラ６５から搬送されてきた用紙Ｑを下方から支持する。
【００２３】
この画像形成システム１は、図２に示すように、コントローラ１０と、通信インタフェース２０と、ユーザインタフェース２５と、記録部３０と、給紙部４０と、用紙搬送部５０と、を備える。プラテン６１、搬送ローラ６３、ピンチローラ６４、排紙ローラ６５、及び拍車ローラ６６を備える用紙Ｑの搬送機構６０は、用紙搬送部５０に設けられる。
【００２４】
コントローラ１０は、画像形成システム１の各部を制御する。コントローラ１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１３及びＲＡＭ１５を備える。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に格納されたプログラムに従う処理を実行する。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１による処理実行時に作業用
メモリとして使用される。コントローラ１０は、画像形成システム１内の各部を制御するための図示しない専用回路を備えることができる。
【００２５】
通信インタフェース２０は、コントローラ１０と外部機器との間の通信を実現する。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指令を受信すると、印刷指令と共に受信した印刷対象の画像データに基づき、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。
【００２６】
ユーザインタフェース２５は、ユーザに情報を表示するためのディスプレイ、警告音を出力するためのスピーカ、及び、ユーザからの指令を受け付けるための入力デバイスを備える。
【００２７】
記録部３０は、上述したインクジェットヘッド３１及びキャリッジ３５を備える。記録部３０は、コントローラ１０からの指示に従って、キャリッジ３５を主走査方向に往復動させ、インクジェットヘッド３１にインク液滴を吐出させることにより、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。給紙部４０は、コントローラ１０からの指示に従って、搬送機構６０に用紙Ｑを供給する。
【００２８】
用紙搬送部５０は、搬送機構６０と共に、モータ駆動回路５１と、搬送モータ５３と、エンコーダ５５と、信号処理回路５７と、を備える。モータ駆動回路５１は、コントローラ１０から入力される操作量Ｕに対応する駆動電流で搬送モータ５３を駆動する。モータ駆動回路５１は、搬送モータ５３をＰＷＭ駆動することができる。
【００２９】
搬送モータ５３は、モータ駆動回路５１によって駆動されて、搬送ローラ６３を回転駆動する。排紙ローラ６５は、図示しない動力伝達機構を介して搬送ローラ６３と連結されており、搬送ローラ６３と同期回転する。
【００３０】
エンコーダ５５は、搬送モータ５３の回転に応じたパルス信号を出力するロータリエンコーダである。エンコーダ５５は、直接又は間接的に搬送モータ５３の回転運動を観測可能な位置に設けられる。エンコーダ５５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、Ａ相信号及びＢ相信号を出力する。以下、Ａ相信号及びＢ相信号をエンコーダ信号と表現する。
【００３１】
エンコーダ５５から出力されるエンコーダ信号は、信号処理回路５７に入力される。信号処理回路５７は、このエンコーダ信号に基づいて、搬送モータ５３の回転量Ｘ及び回転速度Ｖを計測し、計測した回転量Ｘ及び回転速度Ｖの情報をコントローラ１０に入力する。コントローラ１０は、信号処理回路５７から入力される回転量Ｘ及び回転速度Ｖの情報に基づき、搬送モータ５３を制御する。
【００３２】
続いて、コントローラ１０が実行する処理の詳細を説明する。コントローラ１０は、印刷指令が入力されると、印刷対象の画像データを用紙Ｑに形成するための処理を実行する。具体的に、コントローラ１０は、お試し印刷モードでの印刷指令が入力されると、図３に示す印刷制御処理を実行する。この印刷制御処理を開始すると、コントローラ１０は、設定処理（Ｓ１１０）を実行する。コントローラ１０は、設定処理において、仮想コンプライアンス制御の強弱を設定する（詳細後述）。
【００３３】
その後、コントローラ１０は、印刷対象の画像データに基づく画像を用紙Ｑに形成する画像形成処理を開始する（Ｓ１２０）。具体的には、給紙部４０を制御して、給紙トレイから用紙Ｑを用紙搬送部５０に供給する。更にコントローラ１０は、搬送ローラ６３及び
排紙ローラ６５の回転により、用紙Ｑが排紙トレイ６９に向けて搬送されるように用紙搬送部５０を制御する。更にコントローラ１０は、印刷対象の画像データに基づく画像が、用紙Ｑの搬送に合わせて形成されるように記録部３０を制御する。
【００３４】
コントローラ１０は、上記画像形成処理を継続する一方（Ｓ１２０）、当該画像形成処理により用紙Ｑに所定量の画像が形成されたかを判定する（Ｓ１３０）。そして、所定量の画像が形成されたと判定すると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、画像形成処理を一旦停止し、上記所定量の画像をユーザが視認できる位置まで、用紙Ｑを排紙トレイ６９側に送り出すように、搬送モータ５３を制御する（Ｓ１４０）。この動作は、初期の印刷結果をユーザに呈示するために行われる。
【００３５】
その後、コントローラ１０は、用紙Ｑの位置を保持するために、図４に示す制御系１００に従う位置保持制御を実行する（Ｓ１５０）。位置保持制御は、用紙Ｑから搬送モータ５３に作用する外力に倣うように搬送モータ５３のトルクを発生させるための仮想コンプライアンス制御を含む。外力の例には、排紙ローラ６５から排紙トレイ６９上に露出する用紙Ｑをユーザが引っ張るときに生じる外力が含まれる。
【００３６】
図４に示す制御系１００は、回転量Ｘと目標値Ｘｒとの偏差Ｅ＝Ｘｒ−Ｘに基づき、搬送モータ５３に対する操作量Ｕを算出し、操作量Ｕに対応する駆動電流を搬送モータ５３に入力することにより、回転量Ｘが目標値Ｘｒに維持されるように搬送モータ５３を制御する。
【００３７】
具体的に、制御系１００は、位置指令器１１０と、減算器１２０と、位置補正器１３０と、位置制御器１４０と、加算器１５０と、外乱補償器１６０と、外乱オブザーバ１７０と、仮想コンプライアンス制御器１８０と、を備える。
【００３８】
位置指令器１１０は、減算器１２０に目標値Ｘｒを入力する。目標値Ｘｒは、位置保持制御開始時における搬送モータ５３の回転量又は回転位置Ｘである。減算器１２０は、目標値Ｘｒと、信号処理回路５７から入力される回転量Ｘとの位置偏差Ｅ＝Ｘｒ−Ｘを位置補正器１３０に入力する。
【００３９】
位置補正器１３０は、減算器１２０からの位置偏差Ｅを、仮想コンプライアンス制御器１８０から入力される位置補正量Ｘｃで補正して、補正後の位置偏差Ｅｃ＝ＥーＸｃを位置制御器１４０に入力する。
【００４０】
位置制御器１４０は、補正後の位置偏差Ｅｃに基づき、搬送モータ５３に対する操作量Ｕ１を算出し、算出した操作量Ｕ１を加算器１５０に入力する。位置制御器１４０は、比例微分制御器として構成される。即ち、位置制御器１４０は、位置偏差Ｅｃの比例器への入力により得られる操作量Ｕｐと、位置偏差Ｅｃの微分器への入力により得られる操作量Ｕｄとの和（Ｕｐ＋Ｕｄ）を、操作量Ｕ１として、加算器１５０に入力する。
【００４１】
加算器１５０は、位置制御器１４０からの操作量Ｕ１に外乱補償器１６０からの外乱補償量Ｕ５を加算し、加算後の操作量Ｕ＝Ｕ１＋Ｕ５を、モータ駆動回路５１に入力する。この操作量Ｕは、電流指令値に対応する。モータ駆動回路５１は、入力された操作量Ｕに応じた駆動電流を搬送モータ５３に印加するように、搬送モータ５３を駆動する。例えば、モータ駆動回路５１は、操作量Ｕに応じたＰＷＭ制御を、搬送モータ５３に対して行うことができる。
【００４２】
外乱オブザーバ１７０は、加算器１５０からモータ駆動回路５１に入力される操作量Ｕと、信号処理回路５７から入力される計測された回転速度Ｖとに基づき、搬送モータ５３
に作用する外力を推定する。
【００４３】
外乱オブザーバ１７０は、図５に示すように、逆モデル演算器１７１と、減算器１７３，１７９と、ローパスフィルタ１７５と、摩擦推定器１７７と、を備える。
逆モデル演算器１７１は、操作量Ｕと回転速度Ｖとの関係を表す伝達関数モデルＨの逆モデルＨ-1を用いて、観測された回転速度Ｖを、外乱がないと仮定した場合の操作量Ｕ０に変換する。減算器１７３は、モータ駆動回路５１に入力された操作量Ｕを、逆モデル演算器１７１からの操作量Ｕ０で減算して、外乱推定値τ＝Ｕ−Ｕ０を算出する。搬送モータ５３に印加される電流とトルクとの間には、比例関係が成立する。このため、外乱推定値τは、伝達関数モデルＨでは考慮されていない力の成分に対応する。外乱推定値τには、用紙Ｑから搬送モータ５３に作用する力の成分の他、搬送モータ５３の回転軸で発生する摩擦力成分も含まれる。
【００４４】
ローパスフィルタ１７５は、外乱推定値τを、高周波成分を除去するように補正して出力する。補正後の外乱推定値τは、減算器１７９に入力される。
摩擦推定器１７７は、摩擦力成分の推定値Ｆを、回転速度Ｖを用いて算出し、この摩擦力推定値Ｆを減算器１７９に入力する。この摩擦力推定値Ｆには、動摩擦成分、及び、回転速度Ｖに依存した粘性摩擦成分が含まれる。
【００４５】
減算器１７９は、ローパスフィルタ１７５から入力される外乱推定値τから、摩擦推定器１７７からの摩擦力推定値Ｆを減算することにより、主に用紙Ｑから搬送モータ５３に作用する外力の推定値Ｒ＝τ−Ｆを算出し、これを外乱補償器１６０及び仮想コンプライアンス制御器１８０に入力する。外乱補償器１６０は、外力推定値Ｒに所定ゲインＫを作用させて、外乱補償量Ｕ５＝Ｋ・Ｒを算出し、これを加算器１５０に入力する。
【００４６】
仮想コンプライアンス制御器１８０は、仮想バネ−マス−ダンパ系の制御器である。仮想コンプライアンス制御器１８０は、減算器１８１，１８２と、ゲインアンプ１８３，１８６，１８７と、積分器１８４，１８５と、を備える。ゲインアンプ１８３は、仮想質量要素に対応し、ゲインアンプ１８６は、仮想ダンパ要素に対応し、ゲインアンプ１８７は、仮想バネ要素に対応する。
【００４７】
減算器１８１は、外力推定値Ｒを、ゲインアンプ１８７から入力されるバネ成分Ｋｖ・Ｘｃで減算し、減算後の値（Ｒ−Ｋｖ・Ｘｃ）を減算器１８２に入力する。減算器１８２は、減算器１８１からの入力値（Ｒ−Ｋｖ・Ｘｃ）を、ゲインアンプ１８６から入力されるダンパ成分Ｄｖ・Ｖｃで減算して、質量成分（Ｒ−Ｋｖ・Ｘｃ−Ｄｖ・Ｖｃ）を算出し、この質量成分をゲインアンプ１８３に入力する。
【００４８】
ゲインアンプ１８３は、仮想質量Ｍに対応するゲイン１／Ｍを有し、減算器１８２から入力される質量成分を対応する仮想バネ−マス−ダンパ系の加速度Ａｃ＝（Ｒ−Ｋｖ・Ｘｃ−Ｄｖ・Ｖｃ）／Ｍに変換する。加速度Ａｃは、積分器１８４に入力されて速度Ｖｃに変換され、更に積分器１８５に入力されて位置Ｘｃに変換される。
【００４９】
ゲインアンプ１８６は、仮想ダンパ要素のダンパ定数Ｄｖに対応するゲインＤｖを有し、積分器１８４から入力される速度Ｖｃを、力のダンパ成分（Ｄｖ・Ｖｃ）に変換し、減算器１８２に入力する。ダンパ定数Ｄｖは、仮想ダンパ要素の減衰係数と理解されてもよい。
【００５０】
ゲインアンプ１８７は、仮想バネ要素のバネ定数Ｋｖに対応するゲインＫｖを有し、積分器１８５から入力される位置Ｘｃを、力のバネ成分（Ｋｖ・Ｘｃ）に変換し、減算器１８１に入力する。バネ定数Ｋｖは、仮想バネ要素の弾性係数と理解されてもよい。
【００５１】
仮想バネーマスーダンパ系の位置Ｘｃは、位置補正量Ｘｃとして、位置補正器１３０に入力される。位置補正器１３０に入力される位置偏差Ｅが位置補正量Ｘｃで補正されることで、用紙Ｑに作用する外力に倣うトルクが搬送モータ５３から生じるように操作量Ｕが算出される。
【００５２】
Ｓ１５０において、コントローラ１０は、上記制御系１００に従う操作量Ｕの算出動作、及び、操作量Ｕのモータ駆動回路５１への入力動作を、再開指示が入力されるまで、所定制御周期で繰返し実行する。これにより、搬送モータ５３には、外力に倣うトルクが発生し、搬送モータ５３の回転位置（Ｘ）は、位置保持制御開始時の位置（Ｘｒ）に補正される。
【００５３】
コントローラ１０は、Ｓ１５０の処理と併せて、外力推定値Ｒが予め定められた警報閾値を超えているかを判定する処理（Ｓ１６０）を、再開指示が入力されるまで、所定制御周期で繰返し実行する。外力推定値Ｒが警報閾値を超えていると判定した場合（Ｓ１６０でＹｅｓ）、コントローラ１０は、ユーザインタフェース２５を制御して、ユーザインタフェース２５にユーザ向けの警告を出力させる（Ｓ１７０）。警告は、音及び／又は表示の形態で行われる。警告は、用紙Ｑの引っ張り操作を止めるように促す警告であり得る。
【００５４】
コントローラ１０は、所定制御周期で、上述したＳ１５０〜Ｓ１７０の処理を繰返し実行し、更には、ユーザインタフェース２５から画像形成処理の再開指示が入力されたかを判定する（Ｓ１８０）。そして、再開指示が入力されたと判定すると（Ｓ１８０でＹｅｓ）、位置保持制御を止めて、Ｓ１４０で一時停止した画像形成処理を再開する（Ｓ１９０）。
【００５５】
具体的には、Ｓ１４０で送り出した用紙Ｑを、送り出す前の位置、即ち、画像形成処理停止時の位置まで後退させるように、搬送モータ５３を制御する。そして、この位置から用紙Ｑへの画像形成が再開されるように記録部３０を制御する。更に、コントローラ１０は、用紙Ｑが下流に搬送されるように用紙搬送部５０を制御すると共に、印刷対象の画像データに基づく画像が、用紙Ｑの搬送に合わせて形成されるように記録部３０を制御する。そして、画像形成処理が終了すると、図３に示す印刷制御処理を終了する。
【００５６】
図示しないが、コントローラ１０は、再開指令が入力されずに、中断指令がユーザインタフェース２５を通じてユーザから入力された場合、画像形成処理（Ｓ１９０）を再開せずに、用紙Ｑを排紙トレイに排出するための処理を実行することができる。
【００５７】
続いて、コントローラ１０がＳ１１０で実行する設定処理の詳細を、図６を用いて説明する。設定処理（Ｓ１１０）において、コントローラ１０は、印刷対象の画像データを解析し、仮に所定量の画像を用紙Ｑに形成してＳ１４０で画像形成処理を停止したときの用紙Ｑの排紙ローラ６５に対する相対位置を判定する。具体的には、用紙Ｑの排紙ローラ６５との接点から、用紙後端、即ち、用紙Ｑの搬送方向上流側の端縁までの距離Ｌを判定する。用紙サイズは、印刷指令と共に入力される用紙種情報から特定される。
【００５８】
コントローラ１０は更に、距離Ｌが予め定められた第一の閾値ＴＨより大きいか否かを判定する（Ｓ２２０）。そして、距離Ｌが第一の閾値ＴＨより大きい場合には、仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定して（Ｓ２３０）、設定処理を終了する。仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定することは、仮想コンプライアンス制御器１８０の可変パラメータである仮想質量Ｍ、バネ係数Ｋｖ、及び、ダンパ定数Ｄｖを、予め定義された「弱」レベル用の値に設定することに対応する。仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定するための可変パラメータの値は、ＲＯＭ１３に記憶される。
【００５９】
仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定するための仮想質量Ｍ、バネ係数Ｋｖ、及び、ダンパ定数Ｄｖの値は、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定するための仮想質量Ｍ、バネ係数Ｋｖ、及び、ダンパ定数Ｄｖの値よりも相対的に小さい。
【００６０】
コントローラは、距離Ｌが第一の閾値ＴＨ以下であると判定すると（Ｓ２２０でＮｏ）、距離Ｌが、第一の閾値ＴＨよりも小さい第二の閾値ＴＬより大きいか否かを判定する（Ｓ２４０）。そして、距離Ｌが第二の閾値ＴＬよりも大きいと判定すると（Ｓ２４０でＹｅｓ）、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定して（Ｓ２５０）、設定処理を終了する。仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定することは、仮想コンプライアンス制御器１８０の可変パラメータである仮想質量Ｍ、バネ係数Ｋｖ、及び、ダンパ定数Ｄｖを、予め定義された「強」レベル用の値に設定することに対応する。仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定するための可変パラメータの値は、ＲＯＭ１３に記憶される。
【００６１】
このように、コントローラ１０は、排紙ローラ６５にニップされる用紙Ｑの位置から用紙後端までの距離Ｌが長い場合には、仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定し、距離Ｌが短い場合には、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定する。これにより、排紙ローラ６５と用紙Ｑとの間ですべりが発生する可能性を抑制し、更には、用紙Ｑが排紙ローラ６５から抜け出てしまう可能性を抑制する。即ち、コントローラ１０は、用紙Ｑと排紙ローラ６５との位置関係に応じた適切な感度で仮想コンプライアンス制御が実現されるようにする。
【００６２】
この他、コントローラ１０は、距離Ｌが第二の閾値ＴＬ以下であると判定する（Ｓ２４０でＮｏ）、Ｓ２６０以降の処理を実行する。本実施形態において距離Ｌが第二の閾値ＴＬ以下である場合は、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定しても、ユーザによる用紙Ｑの引っ張りによって用紙Ｑが排紙ローラ６５を抜け出てしまう可能性が高い場合に対応する。
【００６３】
距離Ｌが第二の閾値ＴＬ以下になるケースは、図７上段に示すように、印刷対象の画像データにおいて、用紙Ｑの先端側に形成される画像がなく、図７下段左側に示すように、この画像データに基づき所定量の画像形成を行なった場合には、用紙Ｑの後半以降に画像形成がなされ、距離Ｌが短くなるケースである。
【００６４】
この場合、コントローラ１０は、印刷対象の画像データを、１８０度回転処理することにより、用紙Ｑに対する画像の向きを逆方向に反転させる。これにより、所定量の画像形成がなされたときの距離Ｌが長くなる環境を形成する。
【００６５】
即ち、コントローラ１０は、距離Ｌが第二の閾値ＴＬ以下であると判定すると（Ｓ２４０でＮｏ）、印刷対象の画像データを、１８０度回転処理し（Ｓ２６０）、仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定する（Ｓ２７０）。Ｓ２７０では、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定する実施形態も考えられる。その後、コントローラ１０は、設定処理（Ｓ１１０）を終了して、Ｓ１２０以降の処理を実行する。Ｓ２６０で画像データの１８０度回転処理を実行している場合、コントローラ１０は、この１８０度回転処理後の画像データに基づいて画像形成処理（Ｓ１２０）を実行する。
【００６６】
図８の中段には、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定した場合、「弱」レベルに設定した場合の夫々における位置偏差Ｅ＝Ｘ−Ｘｒの変化をグラフにより示す。図８の下段には、対応する操作量（電流指令値）Ｕの変化をグラフにより示す。図８中段及び下段は、図８上段に示すように一時的に外力が加わった際の位置偏差Ｅ及び操作量Ｕの
変化を示す。
【００６７】
図８から理解できるように、仮想コンプライアンス制御が「弱」レベルで行なわれる場合には、位置偏差Ｅの変動が大きくなる。このことは、距離Ｌが短い場合に、ユーザからの引っ張り力によって用紙Ｑが排紙ローラ６５を抜け出てしまう可能性を高める一方で、排紙ローラ６５との接点において用紙Ｑの滑りが発生する可能性を低減できることを示している。なお、図８中段から理解できるとおり、用紙Ｑに加わっていた外力がなくなると、仮想コンプライアンス制御によって、外力が加わる前の位置に戻るよう、コントローラ１０は搬送モータ５３を制御する。
【００６８】
以上、本実施形態の画像形成システム１について説明したが、本実施形態によれば、ユーザからの引っ張り力に代表される外力に倣うように搬送モータ５３を制御できるので、滑りによる影響を抑えて、一旦停止した画像形成処理の再開を停止位置から高精度に行うことができる。従って、本実施形態の画像形成システム１によれば、お試し印刷のように、画像形成を一旦停止するケースでも高品質な画像を用紙Ｑに形成することができる。
【００６９】
特に本実施形態によれば、用紙Ｑとローラとの位置関係に応じて、仮想質量Ｍ、バネ定数Ｋｖ、及び、ダンパ定数Ｄｖを変更することにより、仮想コンプライアンス制御の強弱を適切に調整する。従って、外力による用紙Ｑの抜けを抑制しながら、適切な用紙Ｑの位置保持制御を実現できる。
【００７０】
本開示は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採り得る。上記実施形態では、仮想バネ−マスーダンパ系を採用したが、仮想コンプライアンス制御器１８０は、仮想一次遅れ系で構成されてもよい。例えば、仮想コンプライアンス制御器１８０は、可変パラメータｋｖ及びＴｖを有する伝達関数ｋｖ／（Ｔｖ・ｓ＋１）で表される伝達特性を有する制御器で構成されてもよい。ここでｓは、ラプラス演算子である。この場合、仮想コンプライアンス制御の強弱は、可変パラメータｋｖ及びＴｖの調整によって実現可能である。
【００７１】
上記実施形態では、仮想コンプライアンス制御を「強」「弱」の二段階で調整したが、仮想コンプライアンス制御は、「強」「中」「弱」などの三段階以上の多段階で調整されてもよい。この場合には距離Ｌが短くなるほど仮想コンプライアンス制御が強くするように、仮想コンプライアンス制御器１８０の可変パラメータを調整することができる。
【００７２】
可変パラメータの適値は、試験結果に基づいて画像形成システム１の設計者が定めることができる。この他、位置保持制御（Ｓ１５０）は、図９に示す制御系２００に従って実現されてもよい。制御系２００は、制御系１００における位置制御器１４０を、別の位置制御器２４０に置き換えたものである。
【００７３】
位置制御器２４０は、位置制御器１４０と同様に、比例器２４１及び微分器２４２を含む。比例器２４１及び微分器２４２は夫々、位置補正器１３０から入力される補正後の位置偏差Ｅｃに対応する操作量Ｕｐ及び操作量Ｕｄを出力する。位置制御器２４０は、速度補正器２４３を備える。速度補正器２４３は、微分器２４２から出力される操作量Ｕｄを、仮想コンプライアンス制御器１８０から入力される速度補正量Ｖｃで補正して、補正後の操作量Ｕｄ１＝Ｕｄ−Ｖｃを出力する。
【００７４】
更に、位置制御器２４０は、補正後の操作量Ｕｄ１と、比例器２４１から出力される操作量Ｕｐとの加算値Ｕｐｄ＝（Ｕｐ＋Ｕｄ１）を出力する加算器２４４を備える。更に、位置制御器２４０は、加算値Ｕｐｄを、仮想コンプライアンス制御器１８０から入力される加速度補正量Ａｃで補正して、補正後の操作量（Ｕｐｄ−Ａｃ）を操作量Ｕ１として加
算器１５０に入力する加速度補正器２４５を備える。こうした位置制御器２４０によっても仮想コンプライアンス制御を含む形で適切に用紙Ｑの位置保持制御を行うことが可能である。
【００７５】
この他、制御系１００，２００は、ソフトウェアによって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、制御系１００，２００は、ＣＰＵ１１による情報処理によって実現されてもよいし、コントローラ１０に組み込まれた専用回路によって実現されてもよい。上述の制御系１００，２００は、例示であり、様々な制御系を採用できることは言うまでもない。本開示は、両面印刷時に一時的に外部に露出する用紙Ｑの位置保持制御に適用されてもよい。
【００７６】
上記実施形態における１つの構成要素が有する機能は、複数の構成要素に分散して設けられてもよい。複数の構成要素が有する機能は、１つの構成要素に統合されてもよい。上記実施形態の構成の一部は、省略されてもよい。上記実施形態の構成の少なくとも一部は、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換されてもよい。特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【００７７】
１…画像形成システム、１０…コントローラ、１１…ＣＰＵ、１３…ＲＯＭ、２５…ユーザインタフェース、３０…記録部、３１…インクジェットヘッド、３５…キャリッジ、４０…給紙部、５０…用紙搬送部、５１…モータ駆動回路、５３…搬送モータ、５５…エンコーダ、５７…信号処理回路、６０…搬送機構、６３…搬送ローラ、６５…排紙ローラ、６９…排紙トレイ、１００…制御系、１１０…位置指令器、１２０…減算器、１３０…位置補正器、１４０…位置制御器、１５０…加算器、１６０…外乱補償器、１７０…外乱オブザーバ、１８０…仮想コンプライアンス制御器、１８１…減算器、１８２…減算器、１８３…ゲインアンプ、１８４…積分器、１８５…積分器、１８６…ゲインアンプ、１８７…ゲインアンプ、２００…制御系、２４０…位置制御器、２４１…比例器、２４２…微分器、２４３…速度補正器、２４４…加算器、２４５…加速度補正器、Ｑ…用紙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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