(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを搬送するための複数のローラであって、前記シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラを回転駆動するように構成された複数のモータと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数の計測デバイスであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成された複数の計測デバイスと、
前記複数のローラの回転による前記シートの搬送動作を前記複数のモータを介して制御する制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する決定処理と、
前記複数のモータの夫々に対して前記決定処理により決定された前記操作量に応じた駆動信号を入力する駆動制御処理と、
前記ローラ毎に、このローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、前記複数の計測デバイスの内、前記ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と、前記決定処理により決定された前記ローラに対する操作量とに基づき算出する反力推定処理と、
前記複数のローラにおける隣接するローラのペア毎に、このペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、前記ペアの前記反力推定値に基づき算出する張力推定処理と、
前記ペア毎に、このペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、前記ペアの前記張力推定値と前記目標張力との偏差に基づき算出する第１操作量演算処理と、
前記複数のローラの内、予め定められた一つの特定ローラの前記状態量を、目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、前記複数の計測デバイスの内、前記特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と前記目標状態量とに基づき算出する第２操作量演算処理と、
を実行し、
前記決定処理では、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量、及び、前記第２操作量演算処理により算出された前記特定ローラの前記状態操作量に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する
ように構成され、
前記張力推定処理は、前記ペア毎に、このペアの前記張力推定値Ｔ［ｉ］を、前記ペアに対応する２つのローラの前記反力推定値の差分値Ｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｒ［ｉ＋１］として算出する処理であり（但し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｍは、前記複数のローラの個数であり、Ｔ［ｉ］は、前記複数のローラの内、第ｉローラと第ｉ＋１ローラとのペアの前記張力推定値を表し、Ｒ［ｉ］は、前記第ｉローラの前記反力推定値を表し、Ｒ［ｉ＋１］は、前記第ｉ＋１ローラの前記反力推定値を表す）、
前記決定処理は、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量Ｕ［ｉ］と、前記第２操作量演算処理により算出された前記状態操作量Ｕｚと、に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］を、次の関係式
【数１】
0006702124.tif 000012
に従って決定する処理である（但し、Ｕ［ｉ］は、前記第ｉローラと前記第ｉ＋１ローラとのペアに対する前記張力操作量を表し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｕｃ［ｊ］は、前記複数のモータの内、第ｊローラを回転駆動するモータに対する操作量を表し、ｊは１≦ｊ≦Ｍを満足する整数であり、行列Ｑ-1は、行列Ｑの逆行列を表し、行列Ｑは、Ｍ行Ｍ列の行列であって、前記特定ローラが第ｋローラ（但し、ｋは、整数値１からＭまでのいずれか）であるときに、ｍ＜Ｍの範囲において第ｍ行第ｍ列の要素が値１であり、第ｍ行第ｍ＋１列の要素が値−１であり、第Ｍ行第ｋ列の要素が値１であり、その他の要素が値０である行列である）搬送システム。
【請求項２】
シートを搬送するための複数のローラであって、前記シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラを回転駆動するように構成された複数のモータと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数の計測デバイスであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成された複数の計測デバイスと、
前記複数のローラの回転による前記シートの搬送動作を前記複数のモータを介して制御する制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する決定処理と、
前記複数のモータの夫々に対して前記決定処理により決定された前記操作量に応じた駆動信号を入力する駆動制御処理と、
前記ローラ毎に、このローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、前記複数の計測デバイスの内、前記ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と、前記決定処理により決定された前記ローラに対する操作量とに基づき算出する反力推定処理と、
前記複数のローラにおける隣接するローラのペア毎に、このペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、前記ペアの前記反力推定値に基づき算出する張力推定処理と、
前記ペア毎に、このペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、前記ペアの前記張力推定値と前記目標張力との偏差に基づき算出する第１操作量演算処理と、
前記複数のローラの内、予め定められた一つの特定ローラの前記状態量を、目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、前記複数の計測デバイスの内、前記特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と前記目標状態量とに基づき算出する第２操作量演算処理と、
を実行し、
前記決定処理では、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量、及び、前記第２操作量演算処理により算出された前記特定ローラの前記状態操作量に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する
ように構成され、
前記複数のローラとして、前記シートの搬送経路下流から上流に向けて順に第１ローラ、第２ローラ、及び第３ローラを備え、
前記複数のモータとして、前記第１ローラを回転駆動するための第１モータ、前記第２ローラを回転駆動するための第２モータ、及び前記第３ローラを回転駆動するための第３モータを備え、
前記特定ローラは、前記第３ローラに定められており、
前記張力推定処理は、前記反力推定処理により算出される前記第１ローラの反力推定値Ｒ［１］、前記第２ローラの反力推定値Ｒ［２］、及び前記第３ローラの反力推定値Ｒ［３］に基づき、前記ペア毎の前記張力推定値として、隣接する前記第１ローラと前記第２ローラとのペアの張力推定値Ｔ［１］を、関係式Ｔ［１］＝Ｒ［１］−Ｒ［２］に従って算出し、隣接する前記第２ローラと前記第３ローラとのペアの張力推定値Ｔ［２］を、関係式Ｔ［２］＝Ｒ［２］−Ｒ［３］に従って算出する処理であり、
前記第１操作量演算処理は、前記ペア毎の前記張力操作量として、前記第１ローラと前記第２ローラとのペアに対応する前記張力推定値Ｔ［１］及び目標張力Ｔｒ［１］に基づく張力操作量Ｕ［１］、前記第２ローラと前記第３ローラとのペアに対応する前記張力推定値Ｔ［２］及び目標張力Ｔｒ［２］に基づく張力操作量Ｕ［２］を算出する処理であり、
前記第２操作量演算処理は、前記状態操作量として、前記複数の計測デバイスの内、前記第３ローラに対応する計測デバイスによって計測された前記第３ローラの状態量と前記目標状態量とに基づく状態操作量Ｕ［３］を算出する処理であり、
前記決定処理は、前記張力操作量Ｕ［１］、前記張力操作量Ｕ［２］、及び前記状態操作量Ｕ［３］に基づき、前記第１モータに対する操作量Ｕｃ［１］を、関係式Ｕｃ［１］＝Ｕ［１］＋Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、前記第２モータに対する操作量Ｕｃ［２］を、関係式Ｕｃ［２］＝Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、前記第３モータに対する操作量Ｕｃ［３］を、関係式Ｕｃ［３］＝Ｕ［３］に従って決定する処理である搬送システム。
【請求項３】
前記計測デバイスの夫々は、前記対応する一つのローラの回転運動に関する状態量として、このローラの回転量及び回転速度の少なくとも一方を計測するように構成される請求項１又は請求項２記載の搬送システム。
【請求項４】
シートを搬送するための複数のローラであって、前記シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラと、
前記シートの搬送経路に沿って、前記複数のローラの夫々の間に設けられた複数の処理デバイスであって、夫々が、前記シートに対する所定の処理を実行するように構成された複数の処理デバイスと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラを回転駆動するように構成された複数のモータと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数の計測デバイスであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成された複数の計測デバイスと、
前記複数のローラの回転による前記シートの搬送動作を前記複数のモータを介して制御する制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する決定処理と、
前記複数のモータの夫々に対して前記決定処理により決定された前記操作量に応じた駆動信号を入力する駆動制御処理と、
前記ローラ毎に、このローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、前記複数の計測デバイスの内、前記ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と、前記決定処理により決定された前記ローラに対する操作量とに基づき算出する反力推定処理と、
前記複数のローラにおける隣接するローラのペア毎に、このペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、前記ペアの前記反力推定値に基づき算出する張力推定処理と、
前記ペア毎に、このペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、前記ペアの前記張力推定値と前記目標張力との偏差に基づき算出する第１操作量演算処理と、
前記複数のローラの内、予め定められた一つの特定ローラの前記状態量を、目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、前記複数の計測デバイスの内、前記特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と前記目標状態量とに基づき算出する第２操作量演算処理と、
を実行し、
前記決定処理では、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量、及び、前記第２操作量演算処理により算出された前記特定ローラの前記状態操作量に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する
ように構成され、
前記張力推定処理は、前記ペア毎に、このペアの前記張力推定値Ｔ［ｉ］を、前記ペアに対応する２つのローラの前記反力推定値の差分値Ｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｒ［ｉ＋１］として算出する処理であり（但し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｍは、前記複数のローラの個数であり、Ｔ［ｉ］は、前記複数のローラの内、第ｉローラと第ｉ＋１ローラとのペアの前記張力推定値を表し、Ｒ［ｉ］は、前記第ｉローラの前記反力推定値を表し、Ｒ［ｉ＋１］は、前記第ｉ＋１ローラの前記反力推定値を表す）、
前記決定処理は、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量Ｕ［ｉ］と、前記第２操作量演算処理により算出された前記状態操作量Ｕｚと、に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］を、次の関係式
【数２】
0006702124.tif 000013
に従って決定する処理である（但し、Ｕ［ｉ］は、前記第ｉローラと前記第ｉ＋１ローラとのペアに対する前記張力操作量を表し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｕｃ［ｊ］は、前記複数のモータの内、第ｊローラを回転駆動するモータに対する操作量を表し、ｊは１≦ｊ≦Ｍを満足する整数であり、行列Ｑ-1は、行列Ｑの逆行列を表し、行列Ｑは、Ｍ行Ｍ列の行列であって、前記特定ローラが第ｋローラ（但し、ｋは、整数値１からＭまでのいずれか）であるときに、ｍ＜Ｍの範囲において第ｍ行第ｍ列の要素が値１であり、第ｍ行第ｍ＋１列の要素が値−１であり、第Ｍ行第ｋ列の要素が値１であり、その他の要素が値０である行列である）シート処理システム。
【請求項５】
シートを搬送するための複数のローラであって、前記シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラと、
前記シートの搬送経路に沿って、前記複数のローラの夫々の間に設けられた複数の処理デバイスであって、夫々が、前記シートに対する所定の処理を実行するように構成された複数の処理デバイスと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラを回転駆動するように構成された複数のモータと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数の計測デバイスであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成された複数の計測デバイスと、
前記複数のローラの回転による前記シートの搬送動作を前記複数のモータを介して制御する制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する決定処理と、
前記複数のモータの夫々に対して前記決定処理により決定された前記操作量に応じた駆動信号を入力する駆動制御処理と、
前記ローラ毎に、このローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、前記複数の計測デバイスの内、前記ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と、前記決定処理により決定された前記ローラに対する操作量とに基づき算出する反力推定処理と、
前記複数のローラにおける隣接するローラのペア毎に、このペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、前記ペアの前記反力推定値に基づき算出する張力推定処理と、
前記ペア毎に、このペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、前記ペアの前記張力推定値と前記目標張力との偏差に基づき算出する第１操作量演算処理と、
前記複数のローラの内、予め定められた一つの特定ローラの前記状態量を、目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、前記複数の計測デバイスの内、前記特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と前記目標状態量とに基づき算出する第２操作量演算処理と、
を実行し、
前記決定処理では、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量、及び、前記第２操作量演算処理により算出された前記特定ローラの前記状態操作量に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する
ように構成され、
前記複数のローラとして、前記シートの搬送経路下流から上流に向けて順に第１ローラ、第２ローラ、及び第３ローラを備え、
前記複数のモータとして、前記第１ローラを回転駆動するための第１モータ、前記第２ローラを回転駆動するための第２モータ、及び前記第３ローラを回転駆動するための第３モータを備え、
前記特定ローラは、前記第３ローラに定められており、
前記張力推定処理は、前記反力推定処理により算出される前記第１ローラの反力推定値Ｒ［１］、前記第２ローラの反力推定値Ｒ［２］、及び前記第３ローラの反力推定値Ｒ［３］に基づき、前記ペア毎の前記張力推定値として、隣接する前記第１ローラと前記第２ローラとのペアの張力推定値Ｔ［１］を、関係式Ｔ［１］＝Ｒ［１］−Ｒ［２］に従って算出し、隣接する前記第２ローラと前記第３ローラとのペアの張力推定値Ｔ［２］を、関係式Ｔ［２］＝Ｒ［２］−Ｒ［３］に従って算出する処理であり、
前記第１操作量演算処理は、前記ペア毎の前記張力操作量として、前記第１ローラと前記第２ローラとのペアに対応する前記張力推定値Ｔ［１］及び目標張力Ｔｒ［１］に基づく張力操作量Ｕ［１］、前記第２ローラと前記第３ローラとのペアに対応する前記張力推定値Ｔ［２］及び目標張力Ｔｒ［２］に基づく張力操作量Ｕ［２］を算出する処理であり、
前記第２操作量演算処理は、前記状態操作量として、前記複数の計測デバイスの内、前記第３ローラに対応する計測デバイスによって計測された前記第３ローラの状態量と前記目標状態量とに基づく状態操作量Ｕ［３］を算出する処理であり、
前記決定処理は、前記張力操作量Ｕ［１］、前記張力操作量Ｕ［２］、及び前記状態操作量Ｕ［３］に基づき、前記第１モータに対する操作量Ｕｃ［１］を、関係式Ｕｃ［１］＝Ｕ［１］＋Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、前記第２モータに対する操作量Ｕｃ［２］を、関係式Ｕｃ［２］＝Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、前記第３モータに対する操作量Ｕｃ［３］を、関係式Ｕｃ［３］＝Ｕ［３］に従って決定する処理であるシート処理システム。
【請求項６】
前記シート処理システムは、複数の処理を実行することにより前記シートに画像を形成するシステムであり、
前記複数の処理デバイスの夫々は、前記所定の処理として、前記複数の処理の内、自己に割り当てられた処理を実行するように構成される請求項４又は請求項５記載のシート処理システム。
【請求項７】
前記シート処理システムは、前記複数の処理として、複数種類の液滴を前記シートへ吐出する処理を実行することにより、前記シートに画像を形成するシステムであり、
前記複数の処理デバイスの夫々は、前記所定の処理として、前記複数種類の液滴の内、自己に割り当てられた種類の液滴を前記シートに吐出する処理を実行するように構成される請求項６記載のシート処理システム。
【請求項８】
シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラの回転により前記シートを搬送する搬送機構において、前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータ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、
前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する決定処理と、
前記複数のモータの夫々に対して前記決定処理により決定された前記操作量に応じた駆動信号を入力する駆動制御処理と、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数の計測デバイスであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成された複数の計測デバイスにより計測された前記状態量に基づく処理であって、前記ローラ毎に、このローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、前記複数の計測デバイスの内、前記ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と、前記決定処理により決定された前記ローラに対する操作量とに基づき算出する反力推定処理と、
前記複数のローラにおける隣接するローラのペア毎に、このペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、前記ペアの前記反力推定値に基づき算出する張力推定処理と、
前記ペア毎に、このペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、前記ペアの前記張力推定値と前記目標張力との偏差に基づき算出する第１操作量演算処理と、
前記複数のローラの内、予め定められた一つの特定ローラの前記状態量を、目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、前記複数の計測デバイスの内、前記特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と前記目標状態量とに基づき算出する第２操作量演算処理と、
を含む制御処理を実行するように構成され、
前記決定処理では、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量、及び、前記第２操作量演算処理により算出された前記特定ローラの前記状態操作量に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する
ように構成され、
前記張力推定処理は、前記ペア毎に、このペアの前記張力推定値Ｔ［ｉ］を、前記ペアに対応する２つのローラの前記反力推定値の差分値Ｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｒ［ｉ＋１］として算出する処理であり（但し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｍは、前記複数のローラの個数であり、Ｔ［ｉ］は、前記複数のローラの内、第ｉローラと第ｉ＋１ローラとのペアの前記張力推定値を表し、Ｒ［ｉ］は、前記第ｉローラの前記反力推定値を表し、Ｒ［ｉ＋１］は、前記第ｉ＋１ローラの前記反力推定値を表す）、
前記決定処理は、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量Ｕ［ｉ］と、前記第２操作量演算処理により算出された前記状態操作量Ｕｚと、に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］を、次の関係式
【数３】
0006702124.tif 000014
に従って決定する処理である（但し、Ｕ［ｉ］は、前記第ｉローラと前記第ｉ＋１ローラとのペアに対する前記張力操作量を表し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｕｃ［ｊ］は、前記複数のモータの内、第ｊローラを回転駆動するモータに対する操作量を表し、ｊは１≦ｊ≦Ｍを満足する整数であり、行列Ｑ-1は、行列Ｑの逆行列を表し、行列Ｑは、Ｍ行Ｍ列の行列であって、前記特定ローラが第ｋローラ（但し、ｋは、整数値１からＭまでのいずれか）であるときに、ｍ＜Ｍの範囲において第ｍ行第ｍ列の要素が値１であり、第ｍ行第ｍ＋１列の要素が値−１であり、第Ｍ行第ｋ列の要素が値１であり、その他の要素が値０である行列である）制御デバイス。
【請求項９】
シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラの回転により前記シートを搬送する搬送機構において、前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータ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、
前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する決定処理と、
前記複数のモータの夫々に対して前記決定処理により決定された前記操作量に応じた駆動信号を入力する駆動制御処理と、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数の計測デバイスであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成された複数の計測デバイスにより計測された前記状態量に基づく処理であって、前記ローラ毎に、このローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、前記複数の計測デバイスの内、前記ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と、前記決定処理により決定された前記ローラに対する操作量とに基づき算出する反力推定処理と、
前記複数のローラにおける隣接するローラのペア毎に、このペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、前記ペアの前記反力推定値に基づき算出する張力推定処理と、
前記ペア毎に、このペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、前記ペアの前記張力推定値と前記目標張力との偏差に基づき算出する第１操作量演算処理と、
前記複数のローラの内、予め定められた一つの特定ローラの前記状態量を、目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、前記複数の計測デバイスの内、前記特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と前記目標状態量とに基づき算出する第２操作量演算処理と、
を含む制御処理を実行するように構成され、
前記決定処理では、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量、及び、前記第２操作量演算処理により算出された前記特定ローラの前記状態操作量に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する
ように構成され、
前記複数のローラとして、前記シートの搬送経路下流から上流に向けて順に第１ローラ、第２ローラ、及び第３ローラを備え、
前記複数のモータとして、前記第１ローラを回転駆動するための第１モータ、前記第２ローラを回転駆動するための第２モータ、及び前記第３ローラを回転駆動するための第３モータを備え、
前記特定ローラは、前記第３ローラに定められており、
前記張力推定処理は、前記反力推定処理により算出される前記第１ローラの反力推定値Ｒ［１］、前記第２ローラの反力推定値Ｒ［２］、及び前記第３ローラの反力推定値Ｒ［３］に基づき、前記ペア毎の前記張力推定値として、隣接する前記第１ローラと前記第２ローラとのペアの張力推定値Ｔ［１］を、関係式Ｔ［１］＝Ｒ［１］−Ｒ［２］に従って算出し、隣接する前記第２ローラと前記第３ローラとのペアの張力推定値Ｔ［２］を、関係式Ｔ［２］＝Ｒ［２］−Ｒ［３］に従って算出する処理であり、
前記第１操作量演算処理は、前記ペア毎の前記張力操作量として、前記第１ローラと前記第２ローラとのペアに対応する前記張力推定値Ｔ［１］及び目標張力Ｔｒ［１］に基づく張力操作量Ｕ［１］、前記第２ローラと前記第３ローラとのペアに対応する前記張力推定値Ｔ［２］及び目標張力Ｔｒ［２］に基づく張力操作量Ｕ［２］を算出する処理であり、
前記第２操作量演算処理は、前記状態操作量として、前記複数の計測デバイスの内、前記第３ローラに対応する計測デバイスによって計測された前記第３ローラの状態量と前記目標状態量とに基づく状態操作量Ｕ［３］を算出する処理であり、
前記決定処理は、前記張力操作量Ｕ［１］、前記張力操作量Ｕ［２］、及び前記状態操作量Ｕ［３］に基づき、前記第１モータに対する操作量Ｕｃ［１］を、関係式Ｕｃ［１］＝Ｕ［１］＋Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、前記第２モータに対する操作量Ｕｃ［２］を、関係式Ｕｃ［２］＝Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、前記第３モータに対する操作量Ｕｃ［３］を、関係式Ｕｃ［３］＝Ｕ［３］に従って決定する処理である制御デバイス。
【請求項１０】
シートを搬送するための複数のローラであって、前記シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラを回転駆動するように構成された複数のモータと、
前記複数のローラの夫々に対応して設けられた複数の計測デバイスであって、夫々が、前記複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成された複数の計測デバイスと、
前記複数のローラの回転による前記シートの搬送動作を前記複数のモータを介して制御する制御デバイスと、
を備え、
前記制御デバイスは、
前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する決定処理と、
前記複数のモータの夫々に対して前記決定処理により決定された前記操作量に応じた駆動信号を入力する駆動制御処理と、
前記ローラ毎に、このローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、前記複数の計測デバイスの内、前記ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と、前記決定処理により決定された前記ローラに対する操作量とに基づき算出する反力推定処理と、
前記複数のローラのうちシートと接触している状態における隣接するローラのペア毎に、このペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、前記ペアの前記反力推定値に基づき算出する張力推定処理と、
前記ペア毎に、このペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、前記ペアの前記張力推定値と前記目標張力との偏差に基づき算出する第１操作量演算処理と、
前記複数のローラの内、一つの特定ローラの前記状態量を、目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、前記複数の計測デバイスの内、前記特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された前記状態量と前記目標状態量とに基づき算出する第２操作量演算処理と、
を実行し、
前記決定処理では、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量、及び、前記第２操作量演算処理により算出された前記特定ローラの前記状態操作量に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量を決定する
ように構成され、
前記張力推定処理は、前記ペア毎に、このペアの前記張力推定値Ｔ［ｉ］を、前記ペアに対応する２つのローラの前記反力推定値の差分値Ｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｒ［ｉ＋１］として算出する処理であり（但し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｍは、前記複数のローラの個数であり、Ｔ［ｉ］は、前記複数のローラの内、第ｉローラと第ｉ＋１ローラとのペアの前記張力推定値を表し、Ｒ［ｉ］は、前記第ｉローラの前記反力推定値を表し、Ｒ［ｉ＋１］は、前記第ｉ＋１ローラの前記反力推定値を表す）、
前記決定処理は、前記第１操作量演算処理により算出された前記ペア毎の前記張力操作量Ｕ［ｉ］と、前記第２操作量演算処理により算出された前記状態操作量Ｕｚと、に基づき、前記複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］を、次の関係式
【数４】
0006702124.tif 000015
に従って決定する処理である（但し、Ｕ［ｉ］は、前記第ｉローラと前記第ｉ＋１ローラとのペアに対する前記張力操作量を表し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数であり、Ｕｃ［ｊ］は、前記複数のモータの内、第ｊローラを回転駆動するモータに対する操作量を表し、ｊは１≦ｊ≦Ｍを満足する整数であり、行列Ｑ-1は、行列Ｑの逆行列を表し、行列Ｑは、Ｍ行Ｍ列の行列であって、前記特定ローラが第ｋローラ（但し、ｋは、整数値１からＭまでのいずれか）であるときに、ｍ＜Ｍの範囲において第ｍ行第ｍ列の要素が値１であり、第ｍ行第ｍ＋１列の要素が値−１であり、第Ｍ行第ｋ列の要素が値１であり、その他の要素が値０である行列である）搬送システム。
【請求項１１】
前記特定ローラは、シート位置に応じて変化する請求項１０記載の搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、シートを搬送するシステム、及び、シートの搬送を制御する制御デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートの搬送経路に沿って複数のローラを備え、複数のローラの回転によりシートを搬送する搬送システムが知られている。シートの搬送制御は、複数のローラを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。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】
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、これによりシートに形成される画像の品質が低下するのを抑えるために、シート張力を制御しながら、シートを搬送するシステムも知られている。具体的には、二つのローラの回転によりシートを搬送する搬送システムであって、これらローラの回転速度の平均値と目標速度との偏差に応じた操作量、及び、シートの張力と目標張力との偏差に応じた操作量を算出し、これらの操作量の和及び差に基づいて、シートの搬送速度及び張力を制御するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９７３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数ローラの回転によりシートを搬送するシステムにおいて、シートの位置や速度などの運動に関する状態量の制御、及び、シート張力の制御の両者を精度よく実現するための技術は、十分に開発されていない。
【０００６】
本開示の一側面では、複数ローラの回転によりシートを搬送するシステムにおいて、シートの位置や速度などの状態量と共に、シートの張力を適切に制御可能な新規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】
【０００７】
本開示の一側面に係る搬送システムは、シートを搬送するための複数のローラと、複数のモータと、複数の計測デバイスと、制御デバイスと、を備える。複数のローラは、シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置される。
【０００８】
複数のモータは、複数のローラの夫々に対応して設けられる。モータの夫々は、複数のローラの内、対応する一つのローラを回転駆動するように構成される。複数の計測デバイスは、複数のローラの夫々に対応して設けられる。計測デバイスの夫々は、複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成される。
【０００９】
制御デバイスは、複数のローラの回転によるシートの搬送動作を、複数のモータを介して制御するように構成される。
【００１０】
本開示の一側面によれば、制御デバイスは、以下の決定処理と、駆動制御処理と、反力推定処理と、張力推定処理と、第１操作量演算処理と、第２操作量演算処理と、を実行するように構成され得る。
【００１１】
決定処理は、複数のモータの夫々に対する操作量を決定する処理である。駆動制御処理は、複数のモータの夫々に対して決定処理により決定された操作量に応じた駆動信号を入力する処理である。反力推定処理は、ローラ毎に、ローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、複数の計測デバイスの内、ローラに対応する計測デバイスにより計測された状態量と、決定処理により決定された、ローラに対する操作量とに基づき算出する処理である。
【００１２】
張力推定処理は、複数のローラにおける隣接するローラのペア毎に、ペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、ペアの反力推定値に基づき算出する処理である。第１操作量演算処理は、ペア毎に、ペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、ペアの張力推定値と目標張力との偏差に基づき算出する処理である。第２操作量演算処理は、複数のローラの内、予め定められた一つの特定ローラの状態量を目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、複数の計測デバイスの内、特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された状態量と目標状態量とに基づき算出する処理である。
【００１３】
上記決定処理では、第１操作量演算処理により算出されたペア毎の張力操作量、及び、第２操作量演算処理により算出された特定ローラの状態操作量に基づき、複数のモータの夫々に対する操作量が決定される。
【００１４】
この搬送システムによれば、複数ローラの回転によりシートを搬送する際に、特定ローラに注目して状態量の制御を行い、シート張力の制御を通じて、特定ローラ以外のローラを制御するので、シートの状態量及びシート張力の両者を精度よく適切に制御することができる。従って、本開示の一側面に係る搬送システムによれば、例えばシートの撓みを低減した良好な搬送制御を実現することができる。上記複数のローラは、二つのローラであってもよいし、三以上のローラであってもよい。三以上のローラでは、隣接するローラ間の空間が複数存在する。この場合、本開示の一側面に係る搬送システムは、複数あるローラ間の張力を個別の目標張力に従って制御することができ、ローラ毎にニップ力の差がある場合でも、良好な搬送制御を実現することができる。
【００１５】
付言すると、上記張力推定処理は、ペア毎に、ペアの張力推定値Ｔ［ｉ］を、ペアに対応する２つのローラの反力推定値の差分値Ｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｒ［ｉ＋１］として算出する処理であり得る。ここで、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数を表し、Ｍは、ローラの個数を表す。Ｔ［ｉ］は、複数のローラの内、第ｉローラと第ｉ＋１ローラとのペアの張力推定値を表す。Ｒ［ｉ］は、第ｉローラの反力推定値を表し、Ｒ［ｉ＋１］は、第ｉ＋１ローラの反力推定値を表す。
【００１６】
上記決定処理は、第１操作量演算処理により算出されたペア毎の張力操作量Ｕ［ｉ］と、第２操作量演算処理により算出された状態操作量Ｕｚと、に基づき、複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］を、次の関係式に従って決定する処理であり得る。
【００１７】
【数１】
0006702124.tif 000002
【００１８】
ここで、Ｕ［ｉ］は、第ｉローラと第ｉ＋１ローラとのペアに対する張力操作量を表し、ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数である。Ｕｃ［ｊ］は、複数のモータの内、第ｊローラを回転駆動するモータに対する操作量を表し、ｊは１≦ｊ≦Ｍを満足する整数である。行列Ｑ-1は、行列Ｑの逆行列を表す。行列Ｑは、Ｍ行Ｍ列の行列である。
【００１９】
行列Ｑは、上記特定ローラが第ｋローラであるときに、ｍ＜Ｍの範囲において第ｍ行第ｍ列の要素が値１であり、第ｍ行第ｍ＋１列の要素が値−１であり、第Ｍ行第ｋ列の要素が値１であり、その他の要素が値０である行列であり得る。ｋは、整数値１からＭまでのいずれかである。上述の特定ローラは、複数のローラの内の任意の一つのローラであり得る。行列Ｑは、具体的に次のように表すことができる。
【００２０】
【数２】
0006702124.tif 000003
【００２１】
ペア毎の張力推定値Ｔ［ｉ］（１≦ｉ≦Ｍ−１）及び特定ローラの状態量Ｚ［ｋ］は、行列Ａ，Ｂと、第ｊローラの反力推定値Ｒ［ｊ］及び状態量Ｚ［ｊ］（１≦ｊ≦Ｍ）と、を用いて次式により表すことができる。
【００２２】
【数３】
0006702124.tif 000004
【００２３】
従って、行列Ｑ＝Ａ＋Ｂの逆行列Ｑ-1に基づけば、ペア毎の張力操作量Ｕ［ｉ］と、特定ローラの状態操作量Ｕｚと、を複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］に変換することができる。従って、上記関係式に従って、複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］を決定する搬送システムによれば、シートの状態量と共に、シートの張力を適切に制御することができる。
【００２４】
本開示の一側面において、計測デバイスの夫々は、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量として、このローラの回転量及び回転速度の少なくとも一方を計測するように構成され得る。
【００２５】
本開示の一側面によれば、搬送システムは、上記複数のローラとして、シートの搬送経路下流から上流に向けて順に第１ローラ、第２ローラ、及び第３ローラを備えた構成にされてもよい。搬送システムは、第３ローラが、上記特定ローラに定められた構成にされてもよい。搬送システムは、上記複数のモータとして、第１ローラを回転駆動するための第１モータ、第２ローラを回転駆動するための第２モータ、及び第３ローラを回転駆動するための第３モータを備えた構成にされ得る。
【００２６】
この場合、張力推定処理は、反力推定処理により算出される第１ローラの反力推定値Ｒ［１］、第２ローラの反力推定値Ｒ［２］、及び第３ローラの反力推定値Ｒ［３］に基づき、ペア毎の張力推定値として、隣接する第１ローラと第２ローラとのペアの張力推定値Ｔ［１］を、関係式Ｔ［１］＝Ｒ［１］−Ｒ［２］に従って算出し、隣接する第２ローラと第３ローラとのペアの張力推定値Ｔ［２］を、関係式Ｔ［２］＝Ｒ［２］−Ｒ［３］に従って算出する処理であり得る。
【００２７】
第１操作量演算処理は、ペア毎の張力操作量として、第１ローラと第２ローラとのペアに対応する張力推定値Ｔ［１］及び目標張力Ｔｒ［１］に基づく張力操作量Ｕ［１］、第２ローラと第３ローラとのペアに対応する張力推定値Ｔ［２］及び目標張力Ｔｒ［２］に基づく張力操作量Ｕ［２］を算出する処理であり得る。
【００２８】
第２操作量演算処理は、複数の計測デバイスの内、第３ローラに対応する計測デバイスによって計測された第３ローラの状態量と目標状態量とに基づく状態操作量Ｕ［３］を算出する処理であり得る。
【００２９】
決定処理は、張力操作量Ｕ［１］、張力操作量Ｕ［２］、及び状態操作量Ｕ［３］に基づき、第１モータに対する操作量Ｕｃ［１］を、関係式Ｕｃ［１］＝Ｕ［１］＋Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、第２モータに対する操作量Ｕｃ［２］を、関係式Ｕｃ［２］＝Ｕ［２］＋Ｕ［３］に従って決定し、第３モータに対する操作量Ｕｃ［３］を、関係式Ｕｃ［３］＝Ｕ［３］に従って決定する処理であり得る。こうした搬送システムによれば、シートの状態量及び張力を適切に制御して、第１ローラ、第２ローラ及び第３ローラの回転によりシートを搬送することができる。
【００３０】
更に、本開示の一側面によれば、上述の搬送システムを備えるシート処理システムが提供されてもよい。例えば、シート処理システムは、シートに対する検査、計測、又は読取処理や、シートに対する加工処理を実行するように構成され得る。例えば、シート処理システムは、シートに対する画像形成処理やシートに対するコーティング処理を実行するように構成され得る。このシート処理システムによれば、ローラ間の張力を制御しながら、シートに対する処理を実行可能であり、シートの撓みによって処理精度が低下するのを抑制することができる。
【００３１】
シート処理システムは、シートに対して所定の処理を実行する複数の処理デバイスを備えた構成にされてもよい。これら複数の処理デバイスは、シートの搬送経路に沿って、複数のローラの夫々の間に設けられ得る。処理デバイスの夫々は、互いに同一の又は異なる種類の処理をシートに対して実行するように構成され得る。
【００３２】
シート処理システムは、複数の処理を実行することによりシートに画像を形成するシステムであってもよい。この場合、処理デバイスの夫々は、複数の処理の内、自己に割り当てられた処理を実行するように構成され得る。
【００３３】
シート処理システムは、上記複数の処理として、複数種類の液滴をシートへ吐出する処理を実行することにより、シートに画像を形成するように構成されてもよい。この場合、複数の処理デバイスの夫々は、複数種類の液滴の内、自己に割り当てられた種類の液滴をシートに吐出する処理を実行するように構成され得る。
【００３４】
本開示の一側面によれば、シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された複数のローラの回転によりシートを搬送する搬送機構において、複数のローラの夫々に対応して設けられた複数のモータ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であって、上記決定処理と、駆動制御処理と、反力推定処理と、張力推定処理と、第１操作量演算処理と、第２操作量演算処理と、を実行するように構成された制御デバイスが提供されてもよい。
【００３５】
制御デバイスは、上述した各処理を実行する専用回路を備えた構成され得る。制御デバイスは、プロセッサとメモリとを備え、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムに従って、上述の各処理を実行するように構成されてもよい。制御デバイスは、一部の処理を専用回路で実行し、他の処理をプログラムに従って汎用プロセッサで実行するように構成されてもよい。コンピュータ（プロセッサ）に上述の各処理を実行させるためのプログラムは、半導体性メモリ等のコンピュータ読取可能な一時的でない記録媒体に記録されて提供され得る。
【００３６】
本開示の一側面に係る搬送システムは、シートを搬送するための複数のローラと、複数のモータと、複数の計測デバイスと、制御デバイスと、を備える。複数のローラは、シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置される。
【００３７】
複数のモータは、複数のローラの夫々に対応して設けられる。モータの夫々は、複数のローラの内、対応する一つのローラを回転駆動するように構成される。複数の計測デバイスは、複数のローラの夫々に対応して設けられる。計測デバイスの夫々は、複数のローラの内、対応する一つのローラの回転運動に関する状態量を計測するように構成される。
【００３８】
制御デバイスは、複数のローラの回転によるシートの搬送動作を、複数のモータを介して制御するように構成される。
【００３９】
本開示の一側面によれば、制御デバイスは、以下の決定処理と、駆動制御処理と、反力推定処理と、張力推定処理と、第１操作量演算処理と、第２操作量演算処理と、を実行するように構成され得る。
【００４０】
決定処理は、複数のモータの夫々に対する操作量を決定する処理である。駆動制御処理は、複数のモータの夫々に対して決定処理により決定された操作量に応じた駆動信号を入力する処理である。反力推定処理は、ローラ毎に、ローラに作用する反力の推定値である反力推定値を、複数の計測デバイスの内、ローラに対応する計測デバイスにより計測された状態量と、決定処理により決定された、ローラに対する操作量とに基づき算出する処理である。
【００４１】
張力推定処理は、前記複数のローラのうちシートと接触している状態における隣接するローラのペア毎に、ペアに作用するシート張力の推定値である張力推定値を、ペアの反力推定値に基づき算出する処理である。第１操作量演算処理は、ペア毎に、ペアに作用するシート張力を目標張力に制御するための操作量である張力操作量を、ペアの張力推定値と目標張力との偏差に基づき算出する処理である。第２操作量演算処理は、複数のローラの内、一つの特定ローラの状態量を目標状態量に制御するための操作量である状態操作量を、複数の計測デバイスの内、特定ローラに対応する計測デバイスにより計測された状態量と目標状態量とに基づき算出する処理である。
【００４２】
上記決定処理では、第１操作量演算処理により算出されたペア毎の張力操作量、及び、第２操作量演算処理により算出された特定ローラの状態操作量に基づき、複数のモータの夫々に対する操作量が決定される。
【００４３】
この搬送システムによれば、複数ローラの回転によりシートを搬送する際に、特定ローラに注目して状態量の制御を行い、シート張力の制御を通じて、特定ローラ以外のローラを制御するので、シートの状態量及びシート張力の両者を精度よく適切に制御することができる。従って、本開示の一側面に係る搬送システムによれば、例えばシートの撓みを低減した良好な搬送制御を実現することができる。
【００４４】
本開示の一側面において、特定ローラは、搬送されているシートの位置に応じて変化する。これにより、より正確なシートの搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態の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】第１実施形態の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４】反力オブザーバの構成を表すブロック図である。
【図５】目標張力の設定方法に関する説明図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、時間対ローラ間張力のグラフである。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、時間対張力推定値のグラフである。
【図８】図８Ａ−８Ｃは、時間対ローラの回転速度のグラフである。
【図９】第２実施形態の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１０】第２実施形態の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１１】用紙とローラとの位置関係に基づいて制御モードを切り替えることを説明するための説明図である。
【図１２】第１制御モード設定部７００Ａの概略図である。
【図１３】第２制御モード設定部７００Ｂの概略図である。
【図１４】第３制御モード設定部７００Ｃの概略図である。
【図１５】第４制御モード設定部７００Ｄの概略図である。
【図１６】第３実施形態の搬送制御デバイス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】
【００４６】
以下に、本開示の例示的実施形態を図面と共に説明する。
【００４７】
［第１実施形態］
本実施形態の画像形成システム１は、インク液滴の吐出により用紙Ｇに画像を形成する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Ｇの搬送経路に沿って複数の処理ヘッド５１，５３を備える。
【００４８】
処理ヘッド５１，５３は、互いに異なる種類の液滴を吐出するヘッドである。一例によれば、処理ヘッド５１，５３は、互いに異なる色のインク液滴を用紙Ｇに吐出する構成にされる。例えば、処理ヘッド５１，５３の一方は、シアン、マゼンタ、及びイエローのインク液滴を用紙Ｇに吐出するインクジェットヘッドとして構成され、他方は、ブラックのインク液滴を用紙Ｇに吐出するインクジェットヘッドとして構成される。この場合、処理ヘッド５３が用紙Ｇにインク液滴を吐出する処理、及び、処理ヘッド５１が用紙Ｇにインク液滴を吐出する処理を経て、用紙Ｇには、４色インクによるカラー画像が形成される。
【００４９】
別例によれば、処理ヘッド５１は、インク液滴を用紙Ｇに吐出するインクジェットヘッドとして構成され、処理ヘッド５１よりも用紙搬送経路上流に位置する処理ヘッド５３は、インクの保持性を向上させるための透明な前処理液（プレコート液）を用紙Ｇに吐出するヘッドとして構成され得る。この場合、処理ヘッド５３が用紙Ｇに前処理液滴を吐出する処理、及び、処理ヘッド５１が用紙Ｇにインク液滴を吐出する処理を経て、用紙Ｇには、カラー又はモノクロ画像が形成される。
【００５０】
これら処理ヘッド５１，５３は、用紙搬送方向とは直交するライン方向（図１法線方向）に長尺な形状を有し、下方を通過する用紙Ｇのライン方向の全域に対して液滴を吐出可能な構成にされる。
【００５１】
現在広く普及しているインクジェットプリンタは、用紙Ｇを所定量搬送しては処理ヘッド５１，５３をライン方向に搬送する動作を繰り返して、用紙Ｇに画像を形成する。これに対し、本実施形態の画像形成システム１は、用紙Ｇを間欠搬送せずに、用紙Ｇを定速搬送した状態で、長尺な処理ヘッド５１，５３から液滴を吐出する。これによって、用紙Ｇに画像を形成する。本実施形態の画像形成システム１は、用紙Ｇを定速搬送しつつ液滴を吐出して用紙Ｇに画像を形成する点で、広く普及したインクジェットプリンタとは異なる。
【００５２】
この画像形成システム１において、用紙Ｇは、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、及び第３ローラ２３０の回転によって、用紙搬送経路の上流から下流に搬送される。第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、及び第３ローラ２３０は、用紙搬送経路の下流から上流に向けて、用紙搬送経路に沿って互いに離れて順に配置される。
【００５３】
用紙搬送経路は、用紙Ｇを下方から支持することにより、用紙Ｇの搬送経路を構成するプラテン２０１，２０３を構成要素として備える。プラテン２０１は、第１ローラ２１０と第２ローラ２２０との間に設けられた処理ヘッド５１の下方に配置され、プラテン２０３は、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０との間に設けられた処理ヘッド５３の下方に配置される。
【００５４】
第１ローラ２１０は、プラテン２０１の下流に設けられ、第１従動ローラ２１５に対向配置される。第２ローラ２２０は、プラテン２０１の上流であってプラテン２０３の下流に設けられ、第２従動ローラ２２５に対向配置される。第３ローラ２３０は、プラテン２０３の上流に設けられ、第３従動ローラ２３５に対向配置される。第３従動ローラ２３５は、ゴムローラであり、第１従動ローラ２１５及び第２従動ローラ２２５は、拍車ローラである。従って、第３ローラ２３０と第３従動ローラ２３５とによるニップ力は、第１ローラ２１０と第１従動ローラ２１５とによるニップ力、及び、第２ローラ２２０と第２従動ローラ２２５とによるニップ力よりも大きい。換言すると、第３ローラ２３０の搬送力は、第１ローラ２１０の搬送力及び第２ローラ２２０の搬送力よりも大きい。
【００５５】
第１ローラ２１０は、第１従動ローラ２１５との間に用紙Ｇを挟持して回転することにより、用紙Ｇを下流に搬送する。第１ローラ２１０は、直流モータで構成される第１モータ１１３によって回転駆動される。第２ローラ２２０は、第２従動ローラ２２５との間に用紙Ｇを挟持して回転することにより、用紙Ｇを第１ローラ２１０による挟持位置に向けて下流に搬送する。第２ローラ２２０は、第１モータ１１３と同じ直流モータで構成される第２モータ１２３によって回転駆動される。第３ローラ２３０は、第３従動ローラ２３５との間に用紙Ｇを挟持して回転することにより、用紙Ｇを第２ローラ２２０による挟持位置に向けて下流に搬送する。第３ローラ２３０は、第１モータ１１３と同じ直流モータで構成される第３モータ１３３によって回転駆動される。
【００５６】
第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、及び第３ローラ２３０は、最下流の第１ローラ２１０と最上流の第３ローラ２３０との間の用紙搬送経路に沿う距離が、用紙Ｇの搬送方向の長さよりも短い間隔で配置される。従って、用紙Ｇは、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０及び第３ローラ２３０によって用紙搬送方向に離れた三地点で挟持され、これら三つのローラ２１０，２２０，２３０の回転により下流に搬送される。
【００５７】
用紙Ｇの先端は、第３ローラ２３０、第２ローラ２２０、及び第１ローラ２１０に順に到達して、これらの回転により下流に搬送されるが、用紙Ｇを定速搬送するために、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、及び第３ローラ２３０の回転駆動は、第１モータ１１３、第２モータ１２３、及び第３モータ１３３によって同時に開始される。
【００５８】
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３０と、記録部５０と、給紙部７０と、用紙搬送部９０とを備える。上述した三つのローラ２１０，２２０，２３０、これらに対向する従動ローラ２１５，２２５，２３５、及び、プラテン２０１，２０３を備える用紙Ｇの搬送機構２００は、この用紙搬送部９０に設けられる。
【００５９】
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て、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３０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。メインコントローラ１０は、通信インタフェース３０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Ｇに形成されるように、記録部５０、給紙部７０、及び用紙搬送部９０を制御する。
【００６０】
記録部５０は、上述した処理ヘッド５１，５３と、その駆動回路（図示せず）とを備える。記録部５０は、メインコントローラ１０からの指示に従って、処理ヘッド５１，５３を駆動し、用紙Ｇに印刷対象の画像データに基づく画像を形成する。
【００６１】
給紙部７０は、搬送機構２００が備える用紙搬送経路の最上流ローラ（第３ローラ２３０）に用紙Ｇを供給する構成にされる。給紙部７０は、図示しないモータ、給紙ローラ、給紙トレイ、及び給紙経路を備える。給紙部７０は、メインコントローラ１０からの指示に従って、搬送機構２００の最上流ローラ（第３ローラ２３０）に用紙Ｇを供給する。
【００６２】
用紙搬送部９０は、上述した搬送機構２００に加えて、搬送制御デバイス１００と、第１ローラ２１０を駆動制御するための第１制御要素群１１０と、第２ローラ２２０を駆動制御するための第２制御要素群１２０と、第３ローラ２３０を駆動制御するための第３制御要素群１３０と、レジストセンサＲＳとを備える。第１制御要素群１１０、第２制御要素群１２０、及び第３制御要素群１３０は、第１制御要素群１１０が第１ローラ２１０用であり、第２制御要素群１２０が第２ローラ２２０用であり、第３制御要素群１３０が第３ローラ２３０用であることを除いて、基本的に同一構成にされる。
【００６３】
第１制御要素群１１０は、第１駆動回路１１１、第１モータ１１３、第１エンコーダ１１５、及び、第１信号処理回路１１７を備える。第１駆動回路１１１は、第１モータ１１３を駆動する回路であり、搬送制御デバイス１００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を第１モータ１１３に印加して駆動する。
【００６４】
第１エンコーダ１１５は、第１ローラ２１０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として構成される。第１エンコーダ１１５は、直接又は間接的に第１ローラ２１０の回転運動を観測可能な位置に設けられる。例えば、第１エンコーダ１１５は、第１ローラ２１０の回転軸又は第１モータ１１３の回転軸に設置される。第１エンコーダ１１５は、周知のインクリメンタル型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。
【００６５】
第１エンコーダ１１５から出力されるエンコーダ信号は、第１信号処理回路１１７に入力される。第１信号処理回路１１７は、入力されるエンコーダ信号に基づいて、第１ローラ２１０の回転量Ｘ［１］及び回転速度Ｖ［１］を計測し、計測した回転量Ｘ［１］及び回転速度Ｖ［１］の情報を搬送制御デバイス１００に入力する。
【００６６】
第２制御要素群１２０は、第２駆動回路１２１、第２モータ１２３、第２エンコーダ１２５、及び第２信号処理回路１２７を備える。第２駆動回路１２１は、搬送制御デバイス１００から入力されるＰＷＭ信号に従って、対応する駆動電流を第２モータ１２３に印加して駆動するように構成される。
【００６７】
第２エンコーダ１２５は、直接又は間接的に第２ローラ２２０の回転運動を観測可能な位置に設けられ、第２ローラ２２０の回転に応じたエンコーダ信号を出力する。第２エンコーダ１２５から出力されるエンコーダ信号は、第２信号処理回路１２７に入力される。第２信号処理回路１２７は、入力されるエンコーダ信号に基づいて、第２ローラ２２０の回転量Ｘ［２］及び回転速度Ｖ［２］を計測し、計測した回転量Ｘ［２］及び回転速度Ｖ［２］の情報を搬送制御デバイス１００に入力する。
【００６８】
第３制御要素群１３０は、第３駆動回路１３１、第３モータ１３３、第３エンコーダ１３５、及び第３信号処理回路１３７を備える。第３駆動回路１３１は、搬送制御デバイス１００から入力されるＰＷＭ信号に従って、対応する駆動電流を第３モータ１３３に印加して駆動するように構成される。
【００６９】
第３エンコーダ１３５は、直接又は間接的に第３ローラ２３０の回転運動を観測可能な位置に設けられ、第３ローラ２３０の回転に応じたエンコーダ信号を出力する。第３エンコーダ１３５から出力されるエンコーダ信号は、第３信号処理回路１３７に入力される。第３信号処理回路１３７は、入力されるエンコーダ信号に基づいて、第３ローラ２３０の回転量Ｘ［３］及び回転速度Ｖ［３］を計測し、計測した回転量Ｘ［３］及び回転速度Ｖ［３］の情報を搬送制御デバイス１００に入力する。
【００７０】
この他、レジストセンサＲＳは、用紙Ｇが通過したことを検知するように構成される。図１に示すように、レジストセンサＲＳは、搬送機構２００の最上流ローラ（第３ローラ２３０）の上流側近傍に設けられて、この地点を用紙Ｇが通過したことを表す信号を、搬送制御デバイス１００に入力する。
【００７１】
搬送制御デバイス１００は、第１信号処理回路１１７、第２信号処理回路１２７、及び第３信号処理回路１３７からの入力に基づき、第１モータ１１３、第２モータ１２３、及び第３モータ１３３をフィードバック制御するように構成される。
【００７２】
具体的に、搬送制御デバイス１００は、第１モータ１１３に対する操作量、第２モータ１２３に対する操作量、及び第３モータ１３３に対する操作量を算出し、これらの操作量に対応するＰＷＭ信号を、夫々、対応する第１駆動回路１１１、第２駆動回路１２１、及び第３駆動回路１３１に入力する。搬送制御デバイス１００は、これらＰＷＭ信号の入力によって、第１モータ１１３、第２モータ１２３、及び第３モータ１３３を制御し、ひいては、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、及び第３ローラ２３０の回転による用紙Ｇの搬送動作を制御する。
【００７３】
本実施形態によれば、搬送制御デバイス１００は、用紙Ｇが、定速搬送されるように、且つ、処理ヘッド５１，５３の下方を適切な張力を有した状態で通過するように、第１モータ１１３、第２モータ１２３、及び第３モータ１３３を制御する。
【００７４】
仮に張力を考慮しない制御を行った場合には、制御誤差に起因して、第１ローラ２１０と第２ローラ２２０との間、及び、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０との間で、用紙Ｇが撓むことがある。更に言えば、撓みが一定でないために、処理ヘッド５１，５３と用紙表面との間の距離に変化が生じる。距離変化が生じると、処理ヘッド５１，５３から吐出される液滴の用紙Ｇにおける着弾点が想定位置からずれてしまう。このような着弾点のずれは、用紙Ｇに形成される画像の品質に悪影響を与える。このような理由により、搬送制御デバイス１００は、用紙Ｇの速度及び張力を加味して、第１モータ１１３、第２モータ１２３及び第３モータ１３３を制御する。
【００７５】
続いて、搬送制御デバイス１００の詳細構成を説明する。図３に示すように搬送制御デバイス１００は、目標張力設定部３１０と、目標状態量設定部３１５と、第１張力操作量演算部３２０と、第２張力操作量演算部３３０と、状態操作量演算部３５０と、変換部３６０と、第１モータ制御部３７０と、第２モータ制御部３８０と、第３モータ制御部３９０とを備える。
【００７６】
目標張力設定部３１０は、第１張力操作量演算部３２０に、第１ローラ２１０及び第２ローラ２２０に作用する用紙張力に関する目標張力Ｔｒ［１］を設定し、第２張力操作量演算部３３０に、第２ローラ２２０及び第３ローラ２３０に作用する用紙張力に関する目標張力Ｔｒ［２］を設定するように構成される。目標状態量設定部３１５は、状態操作量演算部３５０に目標速度Ｖｒを設定するように構成される。目標速度Ｖｒは、用紙Ｇの搬送速度に対応する。
【００７７】
第１張力操作量演算部３２０は、張力推定値算出部３２１と、偏差算出部３２５と、操作量算出部３２９と、を備える。張力推定値算出部３２１は、反力推定値Ｒ［１］及び反力推定値Ｒ［２］に基づいて、張力推定値Ｔ［１］＝Ｒ［１］−Ｒ［２］を算出するように構成される。
【００７８】
反力推定値Ｒ［１］は、第１モータ制御部３７０から得られる第１ローラ２１０に作用する反力の推定値であり、反力推定値Ｒ［２］は、第２モータ制御部３８０から得られる第２ローラ２２０に作用する反力の推定値である。張力推定値Ｔ［１］は、第１ローラ２１０及び第２ローラ２２０に作用する用紙張力の差の推定値に対応する。目標張力Ｔｒ［１］は、この張力推定値Ｔ［１］に対する目標値を表す。
【００７９】
偏差算出部３２５は、張力推定値算出部３２１から得られる張力推定値Ｔ［１］と目標張力Ｔｒ［１］との偏差Ｅ［１］＝Ｔｒ［１］−Ｔ［１］を算出するように構成される。
【００８０】
操作量算出部３２９は、偏差算出部３２５から得られる偏差Ｅ［１］に基づき、張力操作量Ｕ［１］を算出するように構成される。張力操作量Ｕ［１］は、第１ローラ２１０と第２ローラ２２０とのペアに作用する張力の差を、目標張力Ｔｒ［１］に制御するための操作量である。操作量算出部３２９は、例えば、比例制御器として構成される。この場合、操作量算出部３２９は、偏差Ｅ［１］に所定ゲインＫｔを作用させて、張力操作量Ｕ［１］＝Ｋｔ・Ｅ［１］を算出するように構成される。算出された張力操作量Ｕ［１］は、変換部３６０に入力される。
【００８１】
第２張力操作量演算部３３０は、張力推定値算出部３３１と、偏差算出部３３５と、操作量算出部３３９と、を備える。張力推定値算出部３３１は、反力推定値Ｒ［２］及び反力推定値Ｒ［３］に基づいて、張力推定値Ｔ［２］＝Ｒ［２］−Ｒ［３］を算出するように構成される。反力推定値Ｒ［３］は、第３モータ制御部３９０から得られる第３ローラ２３０に作用する反力の推定値である。張力推定値Ｔ［２］は、第２ローラ２２０及び第３ローラ２３０に作用する用紙張力の差の推定値に対応する。目標張力Ｔｒ［２］は、この張力推定値Ｔ［２］に対する目標値を表す。
【００８２】
偏差算出部３３５は、張力推定値算出部３３１から得られる張力推定値Ｔ［２］と目標張力Ｔｒ［２］との偏差Ｅ［２］＝Ｔｒ［２］−Ｔ［２］を算出するように構成される。
【００８３】
操作量算出部３３９は、偏差算出部３３５から得られる偏差Ｅ［２］に基づき、張力操作量Ｕ［２］を算出するように構成される。張力操作量Ｕ［２］は、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０とのペアに作用する張力の差を、目標張力Ｔｒ［２］に制御するための操作量である。操作量算出部３３９は、例えば、比例制御器として構成される。この場合、操作量算出部３３９は、偏差Ｅ［２］に所定ゲインＫｔを作用させて、張力操作量Ｕ［２］を算出するように構成される。算出された張力操作量Ｕ［２］は、変換部３６０に入力される。
【００８４】
状態操作量演算部３５０は、偏差算出部３５５と、操作量算出部３５９と、を備える。偏差算出部３５５は、速度制御対象ローラとして予め定められた第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］（計測値）と目標速度Ｖｒとの偏差Ｅｚ＝Ｖｒ−Ｖ［３］を算出するように構成される。回転速度Ｖ［３］は、第３信号処理回路１３７から得ることができる。
【００８５】
操作量算出部３５９は、偏差算出部３５５から得られる偏差Ｅｚに基づき、状態操作量Ｕｚを算出するように構成される。状態操作量Ｕｚは、速度制御対象ローラの回転速度Ｖ［３］、ひいては用紙Ｇの搬送速度を目標速度Ｖｒに制御するための操作量である。操作量算出部３５９は、例えば、比例制御器として構成される。この場合、操作量算出部３５９は、偏差Ｅｚに所定ゲインＫｚを作用させて、状態操作量Ｕｚを算出するように構成される。算出された状態操作量Ｕｚは、変換部３６０に入力される。
【００８６】
変換部３６０は、第１張力操作量演算部３２０から入力される張力操作量Ｕ［１］と、第２張力操作量演算部３３０から入力される張力操作量Ｕ［２］と、状態操作量演算部３５０から入力される状態操作量Ｕｚと、に基づき、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］を算出するように構成される。操作量Ｕｃ［１］は、第１モータ１１３に対する操作量であり、操作量Ｕｃ［２］は、第２モータ１２３に対する操作量であり、操作量Ｕｃ［３］は、第３モータ１３３に対する操作量である。
【００８７】
具体的に、変換部３６０は、第１演算部３６１と、第２演算部３６５と、を備える。第１演算部３６１は、第１モータ１１３に対する操作量Ｕｃ［１］を、関係式Ｕｃ［１］＝Ｕ［１］＋Ｕ［２］＋Ｕzに従って算出するように構成される。第２演算部３６５は、第２モータ１２３に対する操作量Ｕｃ［２］を、関係式Ｕｃ［２］＝Ｕ［２］＋Ｕzに従って算出するように構成される。
【００８８】
変換部３６０は、このようにして算出された操作量Ｕｃ［１］を、第１モータ制御部３７０に入力し、操作量Ｕｃ［２］を、第２モータ制御部３８０に入力する。更に、変換部３６０は、状態操作量Ｕｚを、速度制御対象モータである第３モータ１３３に対する操作量Ｕｃ［３］として、第３モータ制御部３９０に入力する。
【００８９】
第１モータ制御部３７０は、補正部３７１と、ＰＷＭ信号生成部３７３と、外乱オブザーバ３７５と、反力オブザーバ３７７と、を備える。補正部３７１は、入力される操作量Ｕｃ［１］を、外乱オブザーバ３７５から入力される外乱推定値τに基づき補正して、補正後の操作量Ｕｃ*［１］＝Ｕｃ［１］＋τを出力する。ＰＷＭ信号生成部３７３は、補正後の操作量Ｕｃ*［１］を、対応するデューティー比を有するＰＷＭ信号に変換して出力するように構成される。出力されたＰＷＭ信号は、第１駆動回路１１１に入力され、第１モータ１１３は、操作量Ｕｃ*［１］に対応する駆動電流で駆動される。
【００９０】
外乱オブザーバ３７５は、第１モータ１１３に対する補正後の操作量Ｕｃ*［１］と、第１信号処理回路１１７により計測された第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］と、に基づき、外乱推定値τを算出するように構成される。
【００９１】
反力オブザーバ３７７は、第１モータ１１３に対する補正後の操作量Ｕｃ*［１］と、第１信号処理回路１１７により計測された第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］と、に基づき、第１ローラ２１０に作用する反力を推定し、その反力推定値Ｒ［１］を出力するように構成される。反力推定値Ｒ［１］は、第１ローラ２１０に作用する用紙張力に対応する。
【００９２】
図４に示すように、反力オブザーバ３７７は、外乱オブザーバ４１０と、反力推定部４２０とを備える。外乱オブザーバ４１０は、外乱オブザーバ３７５と同一構成にされる。この外乱オブザーバ４１０は、逆モデル演算部４１１と、減算器４１３と、ローパスフィルタ４１５とを備える。
【００９３】
逆モデル演算部４１１は、制御対象の伝達モデルに対する逆モデルの伝達関数Ｐ-1を用いて、第１信号処理回路１１７により計測された回転速度Ｖ［１］を、対応する操作量Ｕｍに変換するものである。制御対象の伝達モデルは、操作量Ｕｃ*［１］に対応するＰＷＭ信号の入力から回転速度Ｖ［１］の計測までの伝達系をモデル化した伝達関数Ｐに対応する。
【００９４】
減算器４１３は、第１モータ１１３に対する操作量Ｕｃ*［１］と、逆モデル演算部４１１にて算出された操作量Ｕｍとの偏差（Ｕｃ*［１］−Ｕｍ）を算出する。ローパスフィルタ４１５は、この偏差（Ｕｃ*［１］−Ｕｍ）から高周波成分を除去する。外乱オブザーバ４１０は、ローパスフィルタ４１５による高周波成分除去後の偏差（Ｕｃ*［１］−Ｕｍ）を、外乱推定値τとして出力する。
【００９５】
偏差（Ｕｃ*［１］−Ｕｍ）は、操作量Ｕｃ［１］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（Ｕｃ*［１］−Ｕｍ）は、外乱として制御対象に作用する力を間接的に表す。
【００９６】
反力推定部４２０は、この外乱推定値τに基づき、用紙Ｇの張力に起因する反力を推定する。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、反力推定部４２０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、反力推定値Ｒ［１］を算出する。
【００９７】
具体的に、反力推定部４２０は、粘性摩擦推定部４２１と、減算器４２３とを備える。粘性摩擦推定部４２１は、第１信号処理回路１１７により計測された第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］に、所定係数Ｄを乗算した値（Ｄ×Ｖ［１］）を、粘性摩擦力推定値に設定する。減算器４２３は、外乱推定値τを、この粘性摩擦力推定値（Ｄ×Ｖ［１］）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×Ｖ［１］）を算出する。
【００９８】
反力推定部４２０は更に、動摩擦推定部４２５と、減算器４２７とを備える。動摩擦推定部４２５は、第１信号処理回路１１７により計測された第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］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１信号処理回路１１７により計測された第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］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。
【００９９】
減算器４２７は、外乱推定値τ１を動摩擦推定部４２５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。反力推定部４２０は、この減算器４２７により算出された値を、第１ローラ２１０に作用する反力の推定値Ｒ［１］として出力する。
【０１００】
第２モータ制御部３８０は、補正部３８１と、ＰＷＭ信号生成部３８３と、外乱オブザーバ３８５と、反力オブザーバ３８７と、を備える。
【０１０１】
補正部３８１は、入力される操作量Ｕｃ［２］を、外乱オブザーバ３８５から入力される外乱推定値τに基づき補正して、補正後の操作量Ｕｃ*［２］＝Ｕｃ［２］＋τを出力する。ＰＷＭ信号生成部３８３は、補正後の操作量Ｕｃ*［２］を、対応するデューティー比を有するＰＷＭ信号に変換して出力するように構成される。出力されたＰＷＭ信号は、第２駆動回路１２１に入力され、第２モータ１２３は、操作量Ｕｃ*［２］に対応する駆動電流で駆動される。
【０１０２】
外乱オブザーバ３８５は、第２モータ１２３に対する補正後の操作量Ｕｃ*［２］と、第２信号処理回路１２７により計測された回転速度Ｖ［２］と、に基づき、外乱推定値τを算出するように構成される。反力オブザーバ３８７は、第２モータ１２３に対する補正後の操作量Ｕｃ*［２］と、第２信号処理回路１２７により計測された第２ローラ２２０の回転速度Ｖ［２］と、に基づき、第２ローラ２２０に作用する反力を推定し、その反力推定値Ｒ［２］を出力するように構成される。反力推定値Ｒ［２］は、第２ローラ２２０に作用する用紙張力に対応する。
【０１０３】
反力オブザーバ３８７は、反力オブザーバ３７７と基本構成を同じくするものである。反力オブザーバ３８７の詳細構成は、反力オブザーバ３７７に関する上記説明において、第１モータ１１３、第１ローラ２１０、第１信号処理回路１１７、操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ*［１］、回転速度Ｖ［１］、及び、反力推定値Ｒ［１］を、夫々順に、第２モータ１２３、第２ローラ２２０、第２信号処理回路１２７、操作量Ｕｃ［２］，Ｕｃ*［２］、回転速度Ｖ［２］、及び、反力推定値Ｒ［２］に読み替えて理解される。
【０１０４】
第３モータ制御部３９０は、補正部３９１と、ＰＷＭ信号生成部３９３と、外乱オブザーバ３９５と、反力オブザーバ３９７と、を備える。補正部３９１は、入力される操作量Ｕｃ［３］を、外乱オブザーバ３９５から入力される外乱推定値τに基づき補正して、補正後の操作量Ｕｃ*［３］＝Ｕｃ［３］＋τを出力する。ＰＷＭ信号生成部３９３は、補正後の操作量Ｕｃ*［３］を、対応するデューティー比を有するＰＷＭ信号に変換して出力するように構成される。出力されたＰＷＭ信号は、第３駆動回路１３１に入力され、第３モータ１３３は、操作量Ｕｃ*［３］に対応する駆動電流で駆動される。
【０１０５】
外乱オブザーバ３９５は、第３モータ１３３に対する補正後の操作量Ｕｃ*［３］と、第３信号処理回路１３７により計測された第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］と、に基づき、外乱推定値τを算出するように構成される。反力オブザーバ３９７は、第３モータ１３３に対する補正後の操作量Ｕｃ*［３］と、第３信号処理回路１３７により計測された第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］と、に基づき、第３ローラ２３０に作用する反力を推定し、その反力推定値Ｒ［３］を出力するように構成される。反力推定値Ｒ［３］は、第３ローラ２３０に作用する用紙張力に対応する。
【０１０６】
反力オブザーバ３９７の詳細構成は、反力オブザーバ３７７に関する上記説明において、第１モータ１１３、第１ローラ２１０、第１信号処理回路１１７、操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ*［１］、回転速度Ｖ［１］、及び、反力推定値Ｒ［１］を、夫々順に、第３モータ１３３、第３ローラ２３０、第３信号処理回路１３７、操作量Ｕｃ［３］，Ｕｃ*［３］、回転速度Ｖ［３］、及び、反力推定値Ｒ［３］に読み替えて理解される。
【０１０７】
ここで、張力操作量Ｕ［１］，Ｕ［２］及び状態操作量Ｕｚに基づく、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］の算出原理について説明する。
【０１０８】
張力推定値Ｔ［ｉ］（１≦ｉ≦２）及び第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］は、第ｊローラの反力推定値Ｒ［ｊ］及び回転速度Ｖ［ｊ］（１≦ｊ≦３）を用いて次式により表すことができる。
【０１０９】
【数４】
0006702124.tif 000005
【０１１０】
従って、張力操作量Ｕ［１］，Ｕ［２］及び状態操作量Ｕｚと、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］と、の関係は、行列（Ａ＋Ｂ）の逆行列（Ａ＋Ｂ）-1を用いて、次式で表すことができる。
【０１１１】
【数５】
0006702124.tif 000006
【０１１２】
このような理由から、変換部３６０では、上述したようにして、張力操作量Ｕ［１］，Ｕ［２］及び状態操作量Ｕｚから、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］が算出されている。
【０１１３】
目標張力Ｔｒ［１］，Ｔｒ［２］は、第１ローラ２１０と第２ローラ２２０との間における用紙Ｇの張力Ｔ１２の目標値Ｔｒ１２、及び、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０との間における用紙Ｇの張力Ｔ２３の目標値Ｔｒ２３に基づいて、関係式Ｔｒ［１］＝２・Ｔｒ１２−Ｔｒ２３及びＴｒ［２］＝−Ｔｒ１２＋２・Ｔｒ２３に従い決定することが可能である。
【０１１４】
なぜなら、第１ローラ２１０に作用する反力は、図５に示すように、張力Ｔ１２に対応し、第２ローラ２２０に作用する反力は、張力（Ｔ２３−Ｔ１２）に対応し、第３ローラ２３０に作用する反力Ｒ３は、張力−Ｔ２３に対応するためである。
【０１１５】
ローラ間の張力の目標値Ｔｒ１２，Ｔｒ２３は、各ローラのニップ力に基づいて、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、及び第３ローラ２３０が用紙Ｇに対して滑らないように決定することができる。目標速度Ｖｒは、用紙Ｇに形成すべき画像の解像度等に基づいて決定することができる。これらの適値は、試験により求めることが可能である。
【０１１６】
目標張力設定部３１０は、予め定められたローラ間の張力の目標値Ｔｒ１２，Ｔｒ２３を用いて、上記関係式に従って、目標張力Ｔｒ［１］を第１張力操作量演算部３２０に設定し、目標張力Ｔｒ［２］を第２張力操作量演算部３３０に設定することができる。
【０１１７】
但し、第１ローラ２１０及び第２ローラ２２０の両者によって用紙Ｇが挟持されていないときには、第１ローラ２１０と第２ローラ２２０との間に用紙張力が発生しないので、目標値Ｔｒ１２をゼロとして、目標張力Ｔｒ［１］，Ｔｒ［２］を算出することができる。同様に、第２ローラ２２０及び第３ローラ２３０の両者によって用紙Ｇが挟持されていないときには、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０との間に用紙張力が発生しないので、目標値Ｔｒ２３をゼロとして、目標張力Ｔｒ［１］，Ｔｒ［２］を算出することができる。用紙Ｇの位置は、レジストセンサＲＳが用紙端を検出した時点からのローラ回転量に基づき判定することができる。
【０１１８】
上記構成された本実施形態の画像形成システム１により用紙Ｇを搬送したときの観測結果を、図６Ａ−６Ｂ、図７Ａ−７Ｂ、及び、図８Ａ−８Ｃに示す。但し、観測結果は、用紙Ｇを、先端が第１ローラ２１０より下流に位置し、後端が第３ローラ２３０より上流に位置するように配置し、更に、第１ローラ２１０と第２ローラ２２０との間、及び、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０との間で意図的に用紙Ｇを撓ませた状態で、第１モータ１１３、第２モータ１２３、及び、第３モータ１３３の駆動を開始したときに得られたものである。
【０１１９】
図６Ａ及び図６Ｂから理解できるように、グラフ内において実線で表されるローラ間の張力Ｔ１２，Ｔ２３は、破線で示される目標値Ｔｒ１２，Ｔｒ２３に、短時間で調整され、その後安定的に維持されている。同様に、図７Ａ及び図７Ｂから理解できるように、グラフ内において実線で表される張力推定値Ｔ［１］，Ｔ［２］は、破線で示される目標張力Ｔｒ［１］，Ｔｒ［２］に、短時間で調整され、その後安定的に維持されている。
【０１２０】
また図８Ｃから理解できるように、グラフ内において実線で表される第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］は、破線で示される目標速度Ｖｒに、瞬時に調整され、図８Ａ及び図８Ｂから理解できるように、グラフ内において実線で表される第１ローラ２１０及び第２ローラ２２０の回転速度Ｖ［１］，Ｖ［２］は、破線で示される目標速度Ｖｒに、第３ローラ２３０に遅れて調整されている。第１ローラ２１０及び第２ローラ２２０は、第３ローラ２３０の速度及びローラ間張力の制御の結果として、第３ローラ２３０と同様に、目標速度Ｖｒで回転して、用紙Ｇを、目標速度Ｖｒに対応した一定速度で搬送するように動作する。
【０１２１】
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、三つのローラ２１０，２２０，２３０の回転により用紙Ｇを搬送するシステムにおいて、用紙Ｇの搬送速度と共に、ローラ間における用紙Ｇの張力を適切に制御することができる。具体的には、適切な張力制御により、用紙Ｇの撓みを低減し、用紙Ｇとローラ２１０，２２０，２３０との間に滑りが生じるのを抑えて、適切に用紙Ｇを定速搬送することができる。
【０１２２】
従って、本実施形態によれば、用紙Ｇに対する液滴の着弾点が、用紙Ｇの撓みによってずれるのを抑えることができ、用紙Ｇに高品質な画像を形成することができる。特に、本実施形態によれば、ローラ間毎に、張力の目標値Ｔ１２，Ｔ２３を設定して、用紙Ｇの張力を制御することができるので、各ローラのニップ力に差があるケースにおいても、滑りが発生するのを抑えることができ、良好な搬送制御を実現することができる。
【０１２３】
付言すると、状態操作量演算部３５０は、偏差Ｅｚとして、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］と目標速度Ｖｒとの偏差（Ｖｒ−Ｖ［３］）ではなく、第３ローラ２３０の回転量Ｘ［３］と目標位置Ｘｒとの偏差（Ｘｒ−Ｘ［３］）を算出するように構成されてもよい。この場合、目標位置Ｘｒは、目標速度Ｖｒの時間積分に定めることができる。偏差Ｅｚとして、偏差（Ｖｒ−Ｖ［３］）及び偏差（Ｘｒ−Ｘ［３］）のいずれを採用しても、同様の状態操作量Ｕｚを算出することができる。
【０１２４】
この他、上記実施形態では、外乱推定値τに基づき変換部３６０により決定された各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］を補正したが、操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］は、外乱推定値τによって補正されることなしに、ＰＷＭ信号生成部３７３，３８３，３９３に入力されてもよい。
【０１２５】
また、メインコントローラ１０は、用紙Ｇの速度に応じて処理ヘッド５１，５３からの液滴の吐出タイミングを決定することで、着弾位置ずれを防止できる。そのため、メインコントローラ１０は、速度制御対象ローラとして予め定められた第３ローラ２３０の回転速度Ｖの情報を用紙Ｇの速度として用いて、処理ヘッド５１，５３からの液滴の吐出タイミングを決定するとよい。
【０１２６】
また、上記実施形態に係る技術的思想は、２つのローラの回転により用紙Ｇを搬送するシステム、及び、４つ以上のローラの回転により用紙Ｇを搬送するシステムにも適用することができる。上記実施形態では、速度制御対象ローラを、第３ローラ２３０に設定したが、速度制御対象ローラは、任意のローラに設定することができる。速度制御対象ローラには、用紙搬送経路における最上流のローラ又はニップ力の高いローラを選択することが考えられる。
【０１２７】
上記技術的思想を、２つ以上の任意個数のローラの回転により用紙Ｇを搬送するシステムに一般化する。ここでは、ローラの個数をＭで表す。この場合には、隣接するローラのペア毎に、ペアに対応する２つのローラの反力推定値の差分値Ｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｒ［ｉ＋１］により、張力推定値Ｔ［ｉ］を算出することができる。ｉは１≦ｉ≦Ｍ−１を満足する整数を表す。Ｔ［ｉ］は、Ｍ個のローラの内、第ｉローラと第ｉ＋１ローラとのペアに対する張力推定値を表す。Ｒ［ｉ］は、第ｉローラの反力推定値を表し、Ｒ［ｉ＋１］は、第ｉ＋１ローラの反力推定値を表す。
【０１２８】
搬送制御デバイス１００は、張力推定値Ｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｒ［ｉ＋１］と目標張力Ｔｒ［ｉ］との偏差Ｅ［ｉ］＝Ｔｒ［ｉ］−Ｔ［ｉ］に基づき、第ｉ張力操作量Ｕ［ｉ］を算出する第ｉ張力操作量演算部（１≦ｉ≦Ｍ−１）を備えることができる。第１張力操作量演算部から第Ｍ−１張力操作量演算部までのＭ−１個の張力操作量演算部は、上述の第１張力操作量演算部３２０、及び、第２張力操作量演算部３３０に代わるローラ数Ｍに応じた張力操作量演算部である。
【０１２９】
速度制御対象ローラが、第ｋローラ（ｋは、１からＭまでの任意の整数値）に設定される場合、搬送制御デバイス１００は、第ｋローラの状態量Ｚ［ｋ］（計測値）と、目標状態量Ｚｒとの偏差Ｅｚ＝Ｚｒ−Ｚ［ｋ］に基づき、状態操作量Ｕｚを算出する状態操作量演算部を、状態操作量演算部３５０に代えて備えることができる。
【０１３０】
状態量Ｚ［ｋ］は、第ｋローラの回転量Ｘ［ｋ］又は回転速度Ｖ［ｋ］であり得る。状態量Ｚ［ｋ］が回転量Ｘ［ｋ］である場合、各時刻の目標状態量Ｚｒは、目標速度Ｖｒの時間積分である。状態量Ｚ［ｋ］が回転速度Ｖ［ｋ］である場合、目標状態量Ｚｒは、目標速度Ｖｒである。
【０１３１】
変換部３６０は、第１張力操作量演算部から第Ｍ−１張力操作量演算部により算出された張力操作量Ｕ［ｉ］（１≦ｉ≦Ｍ−１）と、状態操作量演算部により算出された状態操作量Ｕｚと、に基づき、Ｍ個のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］（１≦ｊ≦Ｍ）を、次の関係式に従って算出することができる。
【０１３２】
【数６】
0006702124.tif 000007
【０１３３】
但し、行列Ｑ-1は、次の行列Ｑの逆行列である。
【０１３４】
【数７】
0006702124.tif 000008
【０１３５】
ここで表す行列Ｑ、行列Ａ及び行列Ｂは、ローラ数Ｍに応じたＭ行Ｍ列の行列であり、行列Ｑは、速度制御対象ローラが第ｋローラであるときに、ｍ＜Ｍの範囲において第ｍ行第ｍ列の要素が値１であり、第ｍ行第ｍ＋１列の要素が値−１であり、第Ｍ行第ｋ列の要素が値１であり、その他の要素が値０である行列である。
【０１３６】
張力推定値Ｔ［ｉ］（１≦ｉ≦Ｍ−１）及び状態量Ｚ［ｋ］は、行列Ａ，Ｂと、第ｊローラの反力推定値Ｒ［ｊ］及び状態量Ｚ［ｊ］（１≦ｊ≦Ｍ）と、を用いて次式により表すことができる。
【０１３７】
【数８】
0006702124.tif 000009
【０１３８】
従って、行列Ｑ＝Ａ＋Ｂの逆行列Ｑ-1に基づけば、張力操作量Ｕ［ｉ］（１≦ｉ≦Ｍ−１）及び状態操作量Ｕｚを、モータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］（１≦ｊ≦Ｍ）に変換することができる。搬送制御デバイス１００は、Ｍ個のローラに対応して、第１モータ制御部から第Ｍモータ制御部までのＭ個のモータ制御部を、第１モータ制御部３７０、第２モータ制御部３８０、及び、第３モータ制御部３９０に代えて備えることができる。
【０１３９】
即ち、ローラ数がＭ個であるシステムにおいて、搬送制御デバイス１００は、図３に示す張力操作量演算部３２０，３３０と同様の構成を有する第１張力操作量演算部から第Ｍ−１張力操作量演算部までのＭ−１個の張力操作量演算部を有することができる。更に、図３に示す状態操作量演算部３５０と同様の構成を有する一つの状態操作量演算部を有することができる。更に、上記関係式に従ってモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］（１≦ｊ≦Ｍ）を算出する変換部、及び、図３に示すモータ制御部３７０，３８０，３９０と同様の構成を有する各モータに対応した第１モータ制御部から第Ｍモータ制御部までのＭ個のモータ制御部を有することができる。更に、搬送制御デバイス１００は、第１張力操作量演算部から第Ｍ−１張力操作量演算部までの各張力操作量演算部に、対応する目標張力Ｔｒ［ｉ］（１≦ｉ≦Ｍ−１）を設定する目標張力設定部、及び、状態操作量演算部に、目標速度Ｖｒ又は目標位置Ｘｒを設定する目標状態量設定部を有することができる。
【０１４０】
上記関係式に従って、複数のモータの夫々に対する操作量Ｕｃ［ｊ］（１≦ｊ≦Ｍ）を決定し、操作量Ｕｃ［ｊ］（又は、外乱推定値τを加算した補正後の操作量Ｕｃ*［ｊ］）に基づくＰＷＭ信号を、対応するモータ（第ｊモータ）に対し入力して、複数ローラの回転による用紙Ｇの搬送動作を制御する搬送システムによれば、用紙Ｇの搬送速度と共に、用紙張力を適切に制御することができる。
【０１４１】
［第２実施形態］
続いて、上記一般化された技術的思想の理解を容易にするために、第２実施形態の画像形成システム２を説明する。第２実施形態の画像形成システム２は、第１実施形態の画像形成システム１に、第４ローラ２４０を追加し、関連する構成を追加及び変更した程度のものである。以下では、第１実施形態と同一構成の説明を適宜省略する。
【０１４２】
図９に示されるように、本実施形態の画像形成システム２は、用紙搬送経路の下流から上流に向けて、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０、及び第４ローラ２４０が順に、用紙搬送経路に沿って離れて配置された搬送機構２００を備える。
【０１４３】
搬送機構２００は、第１実施形態と同様に、第１従動ローラ２１５、第２従動ローラ２２５、第３従動ローラ２３５を備えると共に、第４ローラ２４０に対向配置される第４従動ローラ２４５を備える。
【０１４４】
第４ローラ２４０は、給紙部７０から供給される用紙Ｇを、第４従動ローラ２４５との間に挟持した状態で回転することにより、第３ローラ２３０による挟持位置に向けて下流に搬送する。第４ローラ２４０は、第１モータ１１３と同じ直流モータで構成される第４モータ１４３によって回転駆動される。
【０１４５】
用紙搬送経路は、用紙Ｇを下方から支持することにより、用紙Ｇの搬送経路を構成するプラテン２０１，２０３，２０５を構成要素として備える。プラテン２０１上には、処理ヘッド５５が配置され、プラテン２０３上には、処理ヘッド５７が配置される。プラテン２０５は、第３ローラ２３０と第４ローラ２４０との間に配置される。このプラテン２０５上には、処理ヘッド５９が配置される。
【０１４６】
用紙搬送経路に沿って、ローラ間に配置される複数の処理ヘッド５５，５７，５９は、互いに異なる種類の液滴を吐出する。一例によれば、画像形成システム２は、互いに異なる色のインク液滴を用紙Ｇに吐出する処理ヘッド５５，５７と、インクの保持性を向上させるための透明な前処理液を用紙Ｇに吐出する処理ヘッド５９と、を備えた構成にされる。第４ローラ２４０の上流近傍には、レジストセンサＲＳが配置される。
【０１４７】
第４ローラ２４０を備えることに伴って、用紙搬送部９０は、第１制御要素群１１０と同等の第４ローラ２４０用の第４制御要素群（図示せず）を更に備えた構成にされる。この他、用紙搬送部９０は、第１実施形態の搬送制御デバイス１００に代えて図１０に示す搬送制御デバイス５００を備えた構成にされる。
【０１４８】
搬送制御デバイス５００は、目標張力設定部５１０と、目標状態量設定部５１５と、第１張力操作量演算部５２０と、第２張力操作量演算部５３０と、第３張力操作量演算部５４０と、状態操作量演算部５５０と、変換部５６０と、第１モータ制御部５７０と、第２モータ制御部５８０と、第３モータ制御部５９０と、第４モータ制御部６００とを備える。
【０１４９】
目標張力設定部５１０は、第１張力操作量演算部５２０に、第１ローラ２１０及び第２ローラ２２０に作用する用紙張力に関する目標張力Ｔｒ［１］を設定し、第２張力操作量演算部３３０に、第２ローラ２２０及び第３ローラ２３０に作用する用紙張力に関する目標張力Ｔｒ［２］を設定し、第３張力操作量演算部３４０に、第３ローラ２３０及び第４ローラ２４０に作用する用紙張力に関する目標張力Ｔｒ［３］を設定するように構成される。目標状態量設定部５１５は、状態操作量演算部５５０に、用紙Ｇの搬送速度に対応する目標速度Ｖｒを設定するように構成される。
【０１５０】
第１張力操作量演算部５２０は、第１実施形態の第１張力操作量演算部３２０と同様に構成され、第１ローラ２１０の反力推定値Ｒ［１］と第２ローラ２２０の反力推定値Ｒ［２］に基づいて、張力推定値Ｔ［１］＝Ｒ［１］−Ｒ［２］を算出する。そして、張力推定値Ｔ［１］と目標張力Ｔｒ［１］との偏差Ｅ［１］＝Ｔｒ［１］−Ｔ［１］に対応する張力操作量Ｕ［１］を算出するように構成される。算出された張力操作量Ｕ［１］は、変換部５６０に入力される。
【０１５１】
第２張力操作量演算部５３０は、第１実施形態の第２張力操作量演算部３３０と同様に構成され、第２ローラ２２０の反力推定値Ｒ［２］と第３ローラ２３０の反力推定値Ｒ［３］に基づいて、張力推定値Ｔ［２］＝Ｒ［２］−Ｒ［３］を算出する。そして、張力推定値Ｔ［２］と目標張力Ｔｒ［２］との偏差Ｅ［２］＝Ｔｒ［２］−Ｔ［２］に対応する張力操作量Ｕ［２］を算出するように構成される。算出された張力操作量Ｕ［２］は、変換部５６０に入力される。
【０１５２】
第３張力操作量演算部５４０は、第３ローラ２３０の反力推定値Ｒ［３］と第４ローラ２４０の反力推定値Ｒ［４］に基づいて、張力推定値Ｔ［３］＝Ｒ［３］−Ｒ［４］を算出する。そして、張力推定値Ｔ［３］と目標張力Ｔｒ［３］との偏差Ｅ［３］＝Ｔｒ［３］−Ｔ［３］に対応する張力操作量Ｕ［３］を算出するように構成される。算出された張力操作量Ｕ［３］は、変換部５６０に入力される。
【０１５３】
状態操作量演算部５５０は、第１実施形態の状態操作量演算部３５０と同様に構成され、本実施形態において速度制御対象ローラとして予め定められた第２ローラ２２０の回転速度Ｖ［２］（計測値）と目標速度Ｖｒとの偏差Ｅｚ＝Ｖｒ−Ｖ［２］を算出し、偏差Ｅｚに対応する状態操作量Ｕｚを算出するように構成される。算出された状態操作量Ｕｚは、変換部５６０に入力される。
【０１５４】
変換部５６０は、張力操作量演算部５２０，５３０，５４０から得られる張力操作量Ｕ［１］，Ｕ［２］，Ｕ［３］と、状態操作量演算部５５０から得られる状態操作量Ｕｚと、に基づき、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］，Ｕｃ［４］を算出するように構成される。操作量Ｕｃ［１］は、第１モータ１１３に対する操作量であり、操作量Ｕｃ［２］は、第２モータ１２３に対する操作量であり、操作量Ｕｃ［３］は、第３モータ１３３に対する操作量であり、操作量Ｕｃ［４］は、第４モータ１４３に対する操作量である。
【０１５５】
変換部５６０は、第１演算部５６１と、第２演算部５６２と、第３演算部５６３を備える。第１演算部５６１は、第１モータ１１３に対する操作量Ｕｃ［１］を、関係式Ｕｃ［１］＝Ｕ［１］＋Ｕｚに従って算出するように構成される。第２演算部５６２は、第３モータ１３３に対する操作量Ｕｃ［３］を、関係式Ｕｃ［３］＝−Ｕ［２］＋Ｕｚに従って算出するように構成される。第３演算部５６３は、第４モータ１４３に対する操作量Ｕｃ［４］を、関係式Ｕｃ［４］＝−Ｕ［２］−Ｕ［３］＋Ｕｚに従って算出するように構成される。
【０１５６】
変換部５６０は、上記算出された操作量Ｕｃ［１］を、第１モータ制御部５７０に入力し、操作量Ｕｃ［３］を、第３モータ制御部５９０に入力し、操作量Ｕｃ［４］を、第４モータ制御部６００に入力する。更に、変換部５６０は、状態操作量Ｕｚを、第２モータ制御部５８０に対する操作量Ｕｃ［２］として、第２モータ制御部５８０に入力する。
【０１５７】
第１モータ制御部５７０は、操作量Ｕｃ［１］に対応するＰＷＭ信号を第１モータ１１３に対し入力する一方、操作量Ｕｃ［１］と第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］（計測値）とに基づき、反力推定値Ｒ［１］を算出するように構成される。
【０１５８】
第２モータ制御部５８０は、操作量Ｕｃ［２］に対応するＰＷＭ信号を第２モータ１２３に対し入力する一方、操作量Ｕｃ［２］と第２ローラ２２０の回転速度Ｖ［２］（計測値）とに基づき、反力推定値Ｒ［２］を算出するように構成される。
【０１５９】
第３モータ制御部５９０は、操作量Ｕｃ［３］に対応するＰＷＭ信号を第３モータ１３３に対し入力する一方、操作量Ｕｃ［３］と、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］（計測値）とに基づき、反力推定値Ｒ［３］を算出するように構成される。
【０１６０】
第４モータ制御部６００は、操作量Ｕｃ［４］に対応するＰＷＭ信号を第４モータ１４３に対し入力する一方、操作量Ｕｃ［４］と、第４ローラ２４０の回転速度Ｖ［４］（計測値）とに基づき、反力推定値Ｒ［４］を算出するように構成される。
【０１６１】
本実施形態において変換部５６０における張力操作量Ｕ［１］，Ｕ［２］，Ｕ［３］及び状態操作量Ｕｚから、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］，Ｕｃ［４］への変換は、次の原理に基づく。
【０１６２】
張力推定値Ｔ［ｉ］（１≦ｉ≦３）及び第２ローラ２２０の回転速度Ｖ［２］は、第ｊローラの反力推定値Ｒ［ｊ］及び回転速度Ｖ［ｊ］（１≦ｊ≦４）を用いて次式により表すことができる。
【０１６３】
【数９】
0006702124.tif 000010
【０１６４】
従って、張力操作量Ｕ［１］，Ｕ［２］，Ｕ［３］及び状態操作量Ｕｚと、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］，Ｕｃ［４］と、の関係は、行列（Ａ＋Ｂ）の逆行列（Ａ＋Ｂ）-1を用いて、次式で表すことができる。
【０１６５】
【数１０】
0006702124.tif 000011
【０１６６】
このような理由から、変換部５６０では、上述したようにして、張力操作量Ｕ［１］，Ｕ［２］，Ｕ［３］及び状態操作量Ｕｚから、各モータに対する操作量Ｕｃ［１］，Ｕｃ［２］，Ｕｃ［３］，Ｕｃ［４］を算出している。
【０１６７】
従って、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、用紙Ｇの搬送速度と共に、ローラ間における用紙張力を適切に制御することができる。従って、用紙Ｇに対する液滴の着弾点が、用紙Ｇの撓みによってずれるのを抑えることができ、用紙Ｇに高品質な画像を形成することができる。
【０１６８】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の画像形成システム１Ａを説明する。第３実施形態の画像形成システム１Ａは、第１実施形態の画像形成システム１とほぼ同様の構成を有している。以下では、第１実施形態と同一構成のものについては、同一の参照符号を用いて、その説明を適宜省略する。なお、第１実施形態においては、図１に示されるように、用紙Ｇが、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０の全てに当接している状態において、ローラ間における用紙張力を適切に調整するように各ローラを駆動するモータを制御していた。これに対して、第３実施形態においては、搬送制御デバイス１００Ａは、図１１に示されるように、用紙Ｇが第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０に対してどの位置にあるかに応じて、複数の制御モードを切り替えている。なお、搬送制御デバイス１００Ａは、図１６に示すように、第１制御モード設定部７００Ａ、第２制御モード設定部７００Ｂ、第３制御モード設定部７００Ｃ、第４制御モード７００Ｄ、用紙位置算出部７０１、制御モード切替器７０２と、第１実施例と同様のモータ制御部を３つ備えている。なお、図１６においては、第１制御要素群１１０と第１ローラ２１０とを合わせて、第１制御対象２１１としている。また、第２制御要素群１２０と第２ローラ２２０とを合わせて、第２制御対象２２１としている。さらに、第３制御要素群１３０と第３ローラ２３０とを合わせて、第３制御対象２３１としている。
【０１６９】
なお、用紙Ｇがどの位置にあるのかについては、以下のようにして把握することができる。図１に示されるように、第３ローラ２３０の上流には、レジストセンサＲＳが設置されているので、レジストセンサＲＳを用紙Ｇの先端が通過した時刻（時刻Ｔ０とする）を検出することができる。図１６に示されるように、本実施形態の搬送制御デバイス１００Ａは、用紙位置算出部７０１と制御モード切替器７０２を備えている。用紙位置算出部７０１は、用紙Ｇが一定の速度で搬送されているとして、時刻Ｔ０からの経過時間に基づいて、用紙Ｇの先端がどの位置にあるかを算出する。また、画像データとともに用紙サイズのデータをメインコントローラ１０から得ることで、用紙先端位置と共に用紙後端位置も算出する。そして、制御モード切替器７０２は、用紙位置算出部７０１が算出した用紙先端位置に応じて、後述の第１〜第４制御モード設定部を切り替える。
【０１７０】
用紙Ｇが第３ローラ２３０に到達する前においては、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０の全てを速度制御対象ローラとする。このとき、いずれのローラも用紙Ｇと当接していないので、任意の目標速度を設定することができる。本実施形態では、回転速度Ｖ［１］、Ｖ［２］、Ｖ［３］がそれぞれ目標速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３となるように第１モータ１１３、第２モータ１２３、第３モータ１３３を速度制御している（第１制御モード）。目標速度Ｖ１は、第１ローラ２１０で用紙Ｇを所定の搬送速度で搬送するときの、第１ローラ２１０の回転速度に対応する。同様に、目標速度Ｖ２は第２ローラ２２０で用紙Ｇを所定の搬送速度で搬送するときの、第２ローラ２２０の回転速度に対応し、目標速度Ｖ３は第３ローラ２３０で用紙Ｇを所定の搬送速度で搬送するときの、第３ローラ２３０の回転速度に対応する。
【０１７１】
具体的には、図１２に示されるように、搬送制御デバイス１００Ａは、３つの目標速度設定部７１５Ａ、７１５Ｂ、７１５Ｃと３つの状態操作量演算部７５０Ａ、７５０Ｂ、７５０Ｃを有する第１制御モード設定部７００Ａを備えており、用紙Ｇが第３ローラ２３０に到達する前は、制御モード切替器７０２は第１制御モード設定部７００Ａを選択する（図１６参照）。第１制御モード設定部においては、目標速度設定部７１５Ａと状態操作量演算部７５０Ａにより、状態操作量Ｕ１が第１モータ１１３に対する操作量Ｕ［１］として算出される。目標速度設定部７１５Ｂと状態操作量演算部７５０Ｂにより、状態操作量Ｕ２が第２モータ１２３に対する操作量Ｕ［２］として算出される。また、目標速度設定部７１５Ｃと状態操作量演算部７５０Ｃにより、状態操作量Ｕ３が第３モータ１３３に対する操作量Ｕ［３］として算出される。これにより、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［１］、Ｖ［２］、Ｖ［３］が、それぞれ、目標速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３となるように第１モータ１１３、第２モータ１２３、第３モータ１３３が制御される。
【０１７２】
次に、用紙Ｇの先端が第３ローラ２３０に到達したら、第３ローラ２３０を速度制御対象ローラとして設定され、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ[３]が目標速度Ｖ３となるように制御される。第１ローラ２１０、第２ローラ２２０も、速度制御対象ローラとして設定される。なお、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０は用紙Ｇと当接していない状態であるので、任意の目標速度を設定することができる。しかしながら、本実施形態においては、用紙Ｇが第３ローラ２３０に到達する前と同様に、第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［１］、Ｖ［２］、Ｖ［３］が、それぞれ目標速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３となるように第１モータ１１３、第２モータ１２３、第３モータ１３３の速度制御を行う（第１制御モード）。これにより、用紙Ｇの先端が第３ローラ２３０に到達した前後において、制御モードを変える必要はなく、第１制御モードを維持することができる。
【０１７３】
次に、用紙Ｇの先端が第２ローラ２２０に到達して、用紙Ｇが第２ローラ２２０と第３ローラ２３０とに当接したら、第３ローラ２３０を速度制御対象ローラとして設定され、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ[３]が目標速度Ｖ３となるように制御される。同時に、第３ローラ２３０と第２ローラ２２０との間で張力が適切に維持されるように第２ローラ２２０を駆動する第２モータ１２３が制御される。さらに、第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］が目標速度Ｖ１となるように第１モータ１１３が速度制御される（第２制御モード）。
【０１７４】
これを実現するために、本実施形態の搬送制御デバイス１００Ａは、図１３に示されるように、２つの目標状態量設定部７１５Ａ、７１５Ｃ、２つの状態操作量演算部７５０Ａ、７５０Ｃと、１つの目標張力設定部７１０Ｂと、１つの張力操作量演算部７２０Ｂと、変換部と、を有する第２制御モード設定部７００Ｂを備える。そして、用紙Ｇの先端が第２ローラ２３０に到達したとき、制御モード切替器７０２は第１制御モード設定部７００Ａの選択を解除して、第２制御モード設定部７００Ｂを選択する（図１６参照）。目標速度設定部７１５Ａと状態操作量演算部７５０Ａにより、状態操作量Ｕ１が第１モータ１１３に対する操作量Ｕ［１］として算出される。目標張力設定部７１０Ｂと張力操作量演算部７２０Ｂと変換部とにより、第２モータ１２３に対する操作量Ｕ［２］が算出される。また、目標速度設定部７１５Ｃと状態操作量演算部７５０Ｃにより、状態操作量Ｕ３が第３モータ１３３に対する操作量Ｕ［３］として算出される。これにより、第１ローラ２１０、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［１］、Ｖ［３］が、それぞれ、目標速度Ｖ１、Ｖ３となるように第１モータ１１３、第３モータ１３３が制御される。また、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０の間の張力が適切になるように第２モータ１２３が制御される。なお、張力操作量演算部は、反力推定値Ｒ［２］と反力推定値［３］との差分が、目標張力となるよう張力操作量Ｕ２を算出する。そして、変換部において、張力操作量Ｕ２と状態操作量Ｕ３との和をとることで、第２モータ１２４を制御するための操作量Ｕ［２］を算出する。
【０１７５】
次に、用紙Ｇの先端が第１ローラ２２０に到達して、用紙Ｇが第１ローラ２２０と第２ローラ２２０と第３ローラ２３０とに当接したら、第２ローラ２２０が速度制御対象ローラとして設定され、第２ローラ２２０の回転速度Ｖ[２]が目標速度Ｖ２となるように制御される。同時に、第３ローラ２３０と第２ローラ２２０との間で張力が適切に維持されるように第３ローラ２３０を駆動する第３モータ１３３が制御される。さらに、第２ローラ２２０と第１ローラ２１０との間で張力が適切に維持されるように第１ローラ２１０を駆動する第１モータ１１３が制御される。（第３制御モード）。
【０１７６】
これを実現するために、本実施形態の搬送制御デバイス１００Ａは、図１４に示されるように、１つの目標状態量設定部７１５Ｂ、１つの状態操作量演算部７５０Ｂと、２つの目標張力設定部７１０Ａ、７１０Ｃと、２つの張力操作量演算部７２０Ａ、７２０Ｃと、変換部と、を有する第３制御モード設定部７００Ｃを備える。そして、用紙Ｇの先端が第１ローラ２１０に到達したとき、制御モード切替器７０２は第２制御モード設定部７００Ｂの選択を解除して、第３制御モード設定部７００Ｃを選択する（図１６参照）。この第３制御モードは、第１実施形態の搬送制御デバイス１００が実行する制御と、ほぼ同じである。違う点として、目標状態量に応じた操作量を設定されるのが第２モータであり、張力に応じた操作量を設定されるのが第１モータ及び第３モータである、という点のみである。目標張力設定部７１０Ａと張力操作量演算部７２０Ａとによって、反力推定値Ｒ［１］と反力推定値Ｒ［２］の差が目標張力となるよう、張力操作量Ｕ１が算出される。目標状態量設定部７１５Ｂと状態操作量演算部７５０Ｂと変換部とにより、状態操作量操作量Ｕ２が算出される。また、目標張力設定部７１０Ｃと張力操作量演算部７２０Ｃとにより、反力推定値Ｒ［２］と反力推定値Ｒ［３］の差が目標張力となるよう、張力操作量Ｕ３が算出される。そして、変換部によって、張力操作量Ｕ１と状態操作量Ｕ２の和として第１モータ１１３を制御するための操作量Ｕ［１］が算出される。同様に、変換部によって、状態操作量Ｕ２と張力操作量Ｕ３の差分が、第３モータ１３３に対する操作量Ｕ［３］が算出される。また、第２モータ１２３を制御するための操作量Ｕ［２］は、Ｕ２が相当する。これにより、第２ローラ２２０の回転速度Ｖ［２］が目標速度Ｖ２となるように第２モータ１２３が制御される。第１ローラ２１０と第２ローラ２２０の間の張力が適切になるように第１モータ１１３が制御される。さらに、第２ローラ２２０と第３ローラ２３０の間の張力が適切になるように第３モータ１３３が制御される。
【０１７７】
次に、用紙Ｇの後端が第３ローラ２３０から外れて、用紙Ｇが第１ローラ２１０と第２ローラ２２０とに当接したら、第１ローラ２１０が速度制御対象ローラとして設定され、第１ローラ２２０の回転速度Ｖ[１]が目標速度Ｖ１となるように制御される。また、用紙と当接していない第３ローラ２３０も速度制御対象ローラとして設定され、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ[３]が目標速度Ｖ３となるように制御される。さらに、第１ローラ２１０と第２ローラ２２０との間で張力が適切に維持されるように第２ローラ２２０を駆動する第２モータ１２３が制御される。（第４制御モード）。
【０１７８】
これを実現するために、本実施形態の搬送制御デバイス１００Ａは、図１５に示されるように、２つの目標状態量設定部７１５Ａ、７１５Ｃと、２つの状態操作量演算部７５０Ａ、７５０Ｃと、１つの目標張力設定部７１０Ｂと、１つの張力操作量演算部７２０Ｂと、変換部と、を有する第４制御モード設定部７００Ｄを備える。そして、用紙Ｇの後端が第３ローラ２３０から離れたとき、制御モード切替器７０２は第３制御モード設定部７００Ｃの選択を解除して、第４制御モード設定部７００Ｄを選択する（図１６参照）。目標状態量設定部７１５Ａと状態操作量演算部７５０Ａにより、状態操作量Ｕ１が第１モータ１１３に対する操作量Ｕ［１］として算出される。目標張力設定部７１０Ｂと張力操作量演算部７２０Ｂにより、反力推定値Ｒ［２］と反力推定値Ｒ［３］との差が、目標張力となるよう、張力操作量Ｕ２が算出される。また、目標状態量設定部７１５Ｃと状態操作量演算部７５０Ｃにより、状態操作量Ｕ３が第３モータ１３３に対する操作量Ｕ［３］として算出される。さらに、変換部において、張力操作量Ｕ２と状態操作量Ｕ３との和が、第２モータ１２３に対する操作量Ｕ［２］として算出される。これにより、第１ローラ２１０の回転速度Ｖ［１］が目標速度Ｖ１となるように第１モータ１１３が制御される。第１ローラ２１０と第２ローラ２２０の間の張力が適切になるように第２モータ１２３が制御される。さらに、第３ローラ２３０の回転速度Ｖ［３］が目標速度Ｖ３となるように第３モータ１３３が制御される。
【０１７９】
次に、用紙Ｇの後端が第２ローラ２２０から外れて、用紙Ｇが第１ローラ２１０のみに当接したら、第１ローラ２１０が速度制御対象ローラとして設定され、第１ローラ２２０の回転速度Ｖ[１]が目標速度Ｖ１となるように制御される。また、用紙と当接していない第２ローラ２２０及び第３ローラ２３０も速度制御対象ローラとして設定され、第２ローラ２２０及び第３ローラ２３０の回転速度Ｖ[２]、Ｖ[３]がそれぞれ目標速度Ｖ２、Ｖ３となるように制御される（第１制御モード）。
【０１８０】
これを実現するために、本実施形態の搬送制御デバイス１００Ａにおいて、用紙Ｇの後端が第２ローラ２３０から離れたとき、制御モード切替器７０２は第４制御モード設定部７００Ｄの選択を解除して、第１制御モード設定部７００Ａを選択する（図１６参照）。
【０１８１】
さらに、用紙Ｇの後端が第１ローラ２１０から外れて、用紙Ｇが第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０と当接しなくなった場合にも第１制御モードが維持される。
【０１８２】
このように、本実施形態においては、用紙Ｇが第１ローラ２１０、第２ローラ２２０、第３ローラ２３０に対してどの位置にあるかに応じて複数の制御モードを切り替えている。そして、用紙がいずれかのローラに突入したり、いずれかのローラから排出されたりするとき、その前後において、確実に用紙が挟まっているローラが速度制御の対象となるように設定されている。これにより、用紙がいずれかのローラに突入したり排出されたりするときに、用紙の速度変動を軽減することができるとともに、用紙が当接しているローラ間の張力を適切に調整することができる。
【０１８３】
以上、第１、第２及び第３実施形態の画像形成システムについて説明したが、本開示は、上記実施形態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。
【０１８４】
例えば、本開示は、画像形成システム以外のシート搬送を伴う種々のシステムに適用することができる。例えば、本開示は、シートを搬送して、シートに形成された画像を読み取る画像読取システムに適用することができる。
【０１８５】
この他、搬送制御デバイス１００，５００、１００Ａ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。例えば、搬送制御デバイス１００，５００は、図２で示すようにＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０３とを備え、ＲＯＭ１０３に記録されたプログラムに従う処理をＣＰＵ１０１にて実行することにより、上述した搬送制御デバイス１００，５００が備える各機能をソフトウェアで実現することができる。搬送制御デバイス１００，５００は、一部機能をハードウェアによって実現し、残りの機能をソフトウェアによって実現する構成にされてもよい。
【０１８６】
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。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発明の実施形態である。
【０１８７】
［対応関係］
用語間の対応関係は、次の通りである。エンコーダ１１５，１２５，１３５及び信号処理回路１１７，１２７，１３７は、計測デバイスの一例に対応する。搬送制御デバイス１００，５００は、複数のローラの回転によるシートの搬送動作を制御する制御デバイスに対応する。変換部３６０，５６０によって実現される処理は、決定処理の一例に対応し、ＰＷＭ信号生成部３７３，３８３，３９３及び駆動回路１１１，１２１，１３１によって実現される処理は、駆動制御処理の一例に対応する。駆動回路１１１，１２１，１３１に対して操作量に応じたＰＷＭ信号を入力すること、又は、モータ１１３，１２３，１３３に対して操作量に応じた駆動電流を印加することは、操作量に応じた駆動信号を入力することの一例に対応する。
【０１８８】
この他、反力オブザーバ３７７，３８７，３９７によって実現される処理は、反力推定処理の一例に対応し、張力推定値算出部３２１，３３１によって実現される処理は、張力推定処理の一例に対応する。偏差算出部３２５及び操作量算出部３２９によって実現される処理、並びに、偏差算出部３３５及び操作量算出部３３９によって実現される処理は、第１操作量演算処理の一例に対応し、偏差算出部３５５及び操作量算出部３５９によって実現される処理は、第２操作量演算処理の一例に対応する。処理ヘッド５１，５３，５５，５７，５９は、処理デバイスの一例に対応する。
【符号の説明】
【０１８９】
１，２…画像形成システム、１０…メインコントローラ、５０…記録部、５１，５３，５５，５７，５９…処理ヘッド、７０…給紙部、９０…用紙搬送部、１００，５００…搬送制御デバイス、１０１…ＣＰＵ、１０３…ＲＯＭ、１１０，１２０，１３０…制御要素群、１１１，１２１，１３１…駆動回路、１１３，１２３，１３３，１４３…モータ、１１５，１２５，１３５…エンコーダ、１１７，１２７，１３７…信号処理回路、２００…搬送機構、２１０，２２０，２３０，２４０…ローラ、３１０，５１０…目標張力設定部、３１５，５１５…目標状態量設定部、３２０，３３０，５２０，５３０，５４０…張力操作量演算部、３２１，３３１…張力推定値算出部、３２５，３３５，３５５…偏差算出部、３２９，３３９，３５９…操作量算出部、３５０，５５０…状態操作量演算部、３６０，５６０…変換部、３７０，３８０，３９０，５７０，５８０，５９０，６００…モータ制御部、３７１，３８１，３９１…補正部、３７３，３８３，３９３…ＰＷＭ信号生成部、３７５，３８５，３９５…外乱オブザーバ、３７７，３８７，３９７…反力オブザーバ、Ｇ…用紙。
【図１】
0006702124.tif 000016
【図２】
0006702124.tif 000017
【図３】
0006702124.tif 000018
【図４】
0006702124.tif 000019
【図５】
0006702124.tif 000020
【図６】
0006702124.tif 000021
【図７】
0006702124.tif 000022
【図８】
0006702124.tif 000023
【図９】
0006702124.tif 000024
【図１０】
0006702124.tif 000025
【図１１】
0006702124.tif 000026
【図１２】
0006702124.tif 000027
【図１３】
0006702124.tif 000028
【図１４】
0006702124.tif 000029
【図１５】
0006702124.tif 000030
【図１６】
0006702124.tif 000031