JP2011131414A - 目標プロファイル生成方法、目標プロファイル生成装置、モータ制御装置、及び、画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送システムにおいて、モータ等を発生源とする振動の周波数が搬送装置の固有周波数に一致して振動増幅が生じるのを抑えること。
【解決手段】本発明が適用された画像形成システムは、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを、モータを動力源として主走査方向に搬送すると共に、キャリッジ搬送時に記録ヘッドに画像形成動作を実行させることにより、記録ヘッド下方の用紙に画像を形成するシステムである。このシステムにおいては、加減速領域以外ではキャリッジを定速搬送して往復動させる。また、キャリッジの搬送制御については、各時刻の目標速度を表す目標プロファイルに従って行う。このシステムにおける加速過程の目標プロファイルは、搬送装置の固有周波数に一致する振動が発生する搬送速度Ｖｎを目標速度Ｖｒとする時刻Ｔｎにおいて、目標加速度Ａｒが極大値を採る目標速度軌跡を示す。
【選択図】図５

Description

本発明は、目標プロファイルに基づきモータを制御するモータ制御装置及び画像形成システム、並びに、目標プロファイルを生成する方法及び装置に関する。

従来、モータ制御装置としては、各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに基づきモータに対する操作量を決定して、モータを動力源とする搬送対象の速度制御を行うものが知られている。具体的には、搬送対象の実速度を検出し、搬送対象の実速度と目標速度との偏差が小さくなるように、モータに対する操作量を決定して、搬送対象の速度をフィードバック制御するものが知られている。

また、上記モータ制御装置を備えるシステムとしては、記録ヘッドを搭載したキャリッジの搬送速度を制御する画像形成システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−０６８４１３号公報

画像形成システムでは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを定速で往復動させるが、キャリッジが定速になるまでの加速過程では、目標プロファイルに従ってキャリッジを加速させる。しかしながら、キャリッジの加速過程では、キャリッジを搬送する搬送装置の固有周波数（搬送装置内で振動増幅が生じる周波数）に、モータ等を発生源とした振動の周波数が一致して、搬送装置内で大きな振動が発生する場合がある。この場合には、振動によって大きな動作音（騒音）が発生する。尚、この問題は、画像形成システムに限らず、搬送対象を加速させるプロセスを含むシステムについて、同様に発生する。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、画像形成システムに限らず、搬送対象を加速させるプロセスを含むシステムにおいて、モータ等を発生源とする振動の周波数が搬送装置の固有周波数に一致して生じる振動増幅を抑えることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた第一の発明は、モータ及びモータから発生する動力を搬送対象に伝達する伝達機構を備えた搬送装置であって、これらモータ及び伝達機構を通じて搬送対象を搬送する搬送装置が備えるモータを制御するモータ制御装置を対象に、当該モータ制御装置に対して設定する目標プロファイルを生成する方法である。

但し、モータ制御装置は、搬送対象の加速過程における各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに従ってモータを制御し、搬送対象の加速を実現する。
本発明の方法で目標プロファイルを生成するに際しては、搬送装置の固有周波数（振動増幅が生じる周波数）に一致する周波数の振動が発生する搬送対象の搬送速度（以下、「固有速度」と称する。）が特定されていることが前提である。搬送装置で発生する振動は、モータを主な発生源とし、振動の周波数は、モータの回転数、ひいては、搬送対象の搬送速度に依存する。本発明では、この固有速度に基づき、振動増幅を抑えるように目標プロファイルを生成する。

具体的には、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域の内、目標速度が固有速度となる時刻である共振時刻、又は、共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、加速過程における各時刻での目標速度を定めて、目標プロファイルを生成する。このように目標プロファイルを生成すると、共振時刻、又は、共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るため、固有速度周辺で搬送対象が搬送される時間が短くなる。従って、固有速度周辺での加速度を考慮せずに目標プロファイルを設計する従来手法よりも、モータ等を発生源とする振動が搬送装置の固有周波数に一致して生じる振動増幅を抑えることができる。

ところで、目標プロファイルは、共振時刻又は共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が最大値を採るように生成されると好ましい（請求項２）。このように目標プロファイルを生成すれば、固有速度での搬送時間を極力短くすることができる。

また、目標プロファイルは、離散的な各時刻での目標速度を記述してなる時系列データや、入力変数を時刻とし出力変数を目標速度とする関数（以下、この関数を「目標速度関数」と称する。）を実体として生成することができる。しかしながら、単一関数で条件に適合した目標プロファイルを生成するのは難しい。従って、関数を用いて目標プロファイルを生成する場合には、複数の関数を用いて目標プロファイルを生成するのが好ましい。

加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域を複数区間に分割し、区間毎に、入力変数を時刻とし出力変数を目標速度とする目標速度関数を定めて、目標プロファイルを生成するといった具合である（請求項３）。

そして、複数関数を用いて目標プロファイルを生成する場合には、各区間の目標速度関数を、境界での目標加速度が隣接する区間の目標加速度と一致する関数に定めるのが好ましい（請求項４）。境界において目標加速度が不連続であると搬送制御の精度が悪化する。従って、境界での目標加速度が隣接区間で連続するように、目標プロファイルを生成すれば、高精度な搬送制御を実現することができる。特に、各区間の目標速度関数を、隣接する区間との境界での目標加速度がゼロとなるように定めて、目標プロファイルを生成すれば（請求項５）、一層高精度な搬送制御を実現することができる。

但し、各区間の目標速度関数を、隣接する区間との境界での目標加速度がゼロとなるように定める場合には、共振時刻において目標加速度が極大値を採り、隣接する区間との境界での目標加速度がゼロとなるように、各区間の目標速度関数を定める必要があり、目標プロファイルの生成に際して、制約が多い。従って、このように各区間の目標速度関数を定める場合には、具体的に、次のように目標プロファイルを生成するとよい。

即ち、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域を三以上の複数区間に分割して、複数区間の内、共振時刻が属する区間を、固有速度を中心とした所定範囲に属する速度を目標速度とする区間となるように定め、更に、各区間の目標速度関数を、隣接する区間との境界での目標加速度がゼロとなるように定めて、目標プロファイルを生成するのが好ましい（請求項６）。このようにすると、目標プロファイルの生成が簡単である。

また、第二の発明は、目標プロファイル生成装置であって、搬送装置の固有周波数に一致する周波数の振動が発生する搬送速度である固有速度の情報を取得する固有速度取得手段と、予め定められた入力変数を時刻とし出力変数を目標速度とする目標速度関数又は入力変数を時刻とし出力変数を目標加速度とする目標加速度関数の基本型であって未設定の定数部を設計変数として包含する基本関数、の設計変数に設定する値を、固有速度取得手段の取得情報が表す固有速度に基づき決定することにより、目標速度関数又は目標加速度関数を定めて、目標プロファイルを生成する目標プロファイル生成手段と、を備えるものである。具体的に、目標プロファイル生成手段は、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域の内、目標速度が固有速度取得手段の取得情報が表す固有速度となる時刻である共振時刻又は共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、目標速度関数又は目標加速度関数を定めて、目標プロファイルを生成する（請求項７）。

このように構成された目標プロファイル生成装置を用いれば、ユーザは、目標プロファイル生成装置に固有速度の情報を与えることにより、振動増幅を抑えることが可能な目標プロファイルを得ることができる。従って、この目標プロファイル生成装置を用いれば、ユーザは、搬送装置の固有周波数での振動増幅を抑制した好適な搬送システムを構築することができ、搬送に係る動作音等を抑えることができる。

また、目標プロファイル生成手段は、共振時刻又は共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が最大値を採るように、目標速度関数又は目標加速度関数を定めて、目標プロファイルを生成する構成にすることができる（請求項８）。また、基本関数は、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域を複数区間に分割して、区間毎に定めるのが好ましく、目標プロファイル生成手段は、各区間の基本関数の設計変数に設定する値を固有速度に基づき決定することにより、各区間の目標速度関数又は目標加速度関数を定めて、目標プロファイルを生成する構成にされるのが好ましい（請求項９）。

このようにすれば、共振時刻又は共振時刻周辺の時間領域に目標加速度の極大点を設定することで、他の時間領域の速度軌跡及び加速度軌跡の形状が制限されるのを抑えて、全時間領域に渡って適切な目標速度関数又は目標加速度関数を定めることができる。

この他、各区間の基本関数は、当該区間の境界における目標速度及び目標加速度が隣接する区間の目標速度及び目標加速度と一致することが保証された関数として、目標プロファイル生成装置の設計者が予め定められるとよい（請求項１０）。

このように基本関数を設定すれば、目標プロファイル生成装置において、設計変数に設定する値に依らず、境界での目標加速度が隣接する区間で一致するので、搬送装置で滑らかな加速を実現することができ、高精度な搬送制御を実現することができる。

また、第三の発明は、モータ制御装置が、目標速度が固有速度となる時刻である共振時刻、又は、共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域における各時刻での目標速度が定められてなる目標プロファイルを有することを特徴とする（請求項１１）。このモータ制御装置によれば、振動増幅によって動作音が大きくなるのを抑えることができる。

また、第四の発明は、モータ及びモータから発生する動力をキャリッジに伝達する伝達機構を備え、モータ及び伝達機構を通じてキャリッジを搬送するキャリッジ搬送装置と、キャリッジ搬送装置が備えるモータを制御するモータ制御装置と、を備え、モータ制御装置を通じて記録ヘッドが搭載されたキャリッジを定速搬送しつつ、記録ヘッドに記録動作を実行させることにより、シートに画像を形成する画像形成システムであって、モータ制御装置が上記特徴を有する目標プロファイルを備えるものである。

即ち、モータ制御装置は、キャリッジを停止状態から定速状態に移行させるまでの加速過程では、加速過程における各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに従って、キャリッジが目標プロファイルに対応した速度変化で加速するようにモータを制御するが、目標プロファイルとして、目標速度が固有速度となる時刻である共振時刻、又は、共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域における各時刻での目標速度が定められてなる目標プロファイルを有する（請求項１２）。

この画像形成システムによれば、加速過程でモータ等を発生源とした振動が増幅されて、キャリッジが大きく振動するのを抑制することができ、振動増幅によって動作音が大きくなるのを抑制することができると共に、増幅されたキャリッジの振動が、記録ヘッドによる画像形成時にも残ることにより、記録ヘッドによりシートに形成される画像の品質が劣化するのを抑えることができる。従って、この発明によれば、低動作音で高画質な画像をシートに形成可能な画像形成システムを構成することができる。

画像形成システム１の概略構成を表すブロック図である。 画像形成システム１の機械的構成を表す図である。 キャリッジ搬送機構４０の構成を表す図である。 キャリッジ搬送制御部１０２周辺の機能ブロック図である。 目標速度軌跡及び目標加速度軌跡を表すグラフである。 目標プロファイルの生成・実装手順を示したフローチャートである。 目標プロファイル生成装置２００の構成を表すブロック図である。 演算部２０１が実行する目標プロファイル生成処理を表すフローチャートである。 従来技術及び本発明の実施例による搬送制御の結果を示したグラフである。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
本実施例の画像形成システム１は、インク液滴を吐出する記録ヘッド２１を主走査方向（図２紙面に垂直な方向）に往復動させて、記録ヘッド２１下方の用紙Ｐに画像を形成するインクジェットプリンタであり、図１（ａ）に示すように、制御部１０と、画像形成部２０と、キャリッジ搬送部３０と、用紙搬送部６０と、を備える。図１（ａ）は、画像形成システム１全体の概略構成を表すブロック図である。

制御部１０は、システム全体を統括制御して、各種機能を実現するものであり、ＣＰＵ１１、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を記憶するＲＯＭ１３、ＲＡＭ１５、及び、外部装置（ＰＣ３等）と通信可能なインタフェース１９を備える。制御部１０には、ＣＰＵ１１の他、各種機能を実現するための回路群も設けられており、制御部１０は、ソフトウェア及びハードウェア回路を用いて各種機能を実現する。

一方、画像形成部２０は、制御部１０に制御され、記録ヘッド２１下方の用紙Ｐに画像を形成するものである。画像形成部２０は、記録ヘッド２１の他に、記録ヘッド２１を駆動するための駆動回路２３を備え、制御部１０から入力される制御信号に従い、駆動回路２３を通じて記録ヘッド２１を駆動し、記録ヘッド２１からインク液滴を吐出する。

即ち、制御部１０は、ソフトウェア及びハードウェア回路の協働により、図１（ｂ）に示すように印字制御部１０１として機能し、駆動回路２３に制御信号を入力して、記録ヘッド２１からのインク液滴の吐出を制御する。

尚、用紙Ｐは、用紙搬送部６０の動作により、記録ヘッド２１下方で主走査方向とは垂直な副走査方向（図２紙面に平行な方向）に所定量ずつ送り出される。即ち、印字制御部１０１は、用紙搬送部６０の動作により用紙Ｐが所定量ずつ送り出される度、記録ヘッド２１の主走査方向の移動に合わせて駆動回路２３に制御信号を入力し、記録ヘッド２１を通じて主走査方向に所定ライン分の画像を形成することにより、用紙Ｐに、インタフェース１９を通じて外部装置（ＰＣ３等）から入力された印刷対象の画像データに基づく一連の画像を形成する。図１（ｂ）は、制御部１０にて実現される機能のブロック図である。

また、キャリッジ搬送部３０は、制御部１０に制御され、記録ヘッド２１を搭載したキャリッジ４１を主走査方向に搬送するものである。記録ヘッド２１は、キャリッジ４１の移動に伴って主走査方向に搬送される（図２参照）。このキャリッジ搬送部３０は、キャリッジ搬送機構４０と、ＣＲモータ５１と、駆動回路５３と、リニアエンコーダ５５と、を備える。キャリッジ搬送機構４０は、ＣＲモータ５１から発生した動力をキャリッジ４１に伝達して、キャリッジ４１を主走査方向に搬送する機構である（詳細後述。図３参照）。また、ＣＲモータ５１は、直流モータで構成されており、キャリッジ搬送機構４０に連結されて、キャリッジ搬送機構４０ひいてはキャリッジ４１を駆動する。

駆動回路５３は、制御部１０から入力される操作量に従って、当該操作量に対応する量、ＣＲモータ５１を駆動するものである。この他、リニアエンコーダ５５は、キャリッジ４１の変位に対応して出力されるエンコーダ信号を制御部１０に入力するものであり、キャリッジ４１の位置や速度を計測する目的で用いられる。

即ち、制御部１０は、図１（ｂ）に示すようにキャリッジ搬送制御部１０２として機能し、リニアエンコーダ５５から入力されるエンコーダ信号に基づき、駆動回路５３に対して入力する操作量を決定し、操作量に対応した量、駆動回路５３にＣＲモータ５１を駆動させることにより、キャリッジ４１の搬送制御を行う。具体的には、キャリッジ４１を主走査方向に往復動させると共に、折返し地点周辺の加速領域及び減速領域を除いては、キャリッジ４１を一定速度Ｖｃで定速移動させるように速度制御を行う。上述した画像形成部２０によるインク液滴の吐出動作は、このキャリッジ４１の定速移動時に実行される。

尚、リニアエンコーダ５５は、周知のリニアエンコーダと同様に、主走査方向に延びるエンコーダフェンス５５１と、エンコーダフェンス５５１に設けられたスリットを読み取るキャリッジ４１に固定されたセンサ本体５５３（図３参照）とを備える。リニアエンコーダ５５は、エンコーダフェンス５５１のスリットを読み取ってキャリッジ４１の移動に合わせたパルス信号をセンサ本体５５３からエンコーダ信号として出力する。

また、用紙搬送部６０は、制御部１０に制御され、給紙トレイ６９（図２参照）に載置された用紙Ｐを一枚ずつ分離し、この用紙Ｐを記録ヘッド２１による画像形成位置へと副走査方向に搬送するものである。この用紙搬送部６０は、モータ（図示せず）及びエンコーダ（図示せず）及び用紙搬送機構を主な構成要素とし、モータを動力源として用紙搬送機構を駆動することにより用紙Ｐを副走査方向に搬送し、用紙位置を検出するためのエンコーダ信号を制御部１０に入力する。

また、制御部１０は、用紙搬送制御部１０３として機能し、用紙搬送部６０から入力されるエンコーダ信号に基づき、用紙搬送部６０のモータに対する操作量を決定し、用紙の搬送制御を行う。具体的には、往復動するキャリッジ４１が主走査方向に片道分移動する度に、記録ヘッド２１の下方に位置する用紙Ｐを、片道分のキャリッジ搬送により用紙Ｐに形成される画像幅に対応した距離送り出す。このような用紙の送り出し、並びに、用紙の停止時に行われるキャリッジ搬送及びインク液滴の吐出動作により、用紙Ｐには所定ラインずつ画像が形成され、最終的に一ページ分の画像が用紙に形成される。

尚、用紙搬送機構は、図２に示すように、メインローラ６１、排紙ローラ６３、従動ローラ６２，６４、プラテン６６、Ｕターンパス６７、給紙ローラ６８、及び、給紙トレイ６９を備える。メインローラ６１及び排紙ローラ６３及び給紙ローラ６８にはモータが接続されており、これらのローラ６１，６３，６８は、モータに駆動されて回転する。

即ち、用紙搬送部６０は、給紙ローラ６８の回転により、給紙トレイ６９に載置された用紙Ｐを、給紙トレイ６９から一枚ずつ分離してＵターンパス６７に送り出す。そして、用紙搬送部６０は、この用紙Ｐを、メインローラ６１の回転により用紙搬送路下流に引き込み、プラテン６６に沿って、所定量ずつ用紙搬送路下流に送り出す。送り出された用紙は、最終的に、プラテン６６の用紙搬送路下流端部に位置する排紙ローラ６３と従動ローラ６４との間に搬送される。

尚、プラテン６６の上部にはキャリッジ搬送機構４０が設けられており、プラテン６６に沿って移動する用紙Ｐは、プラテン６６と記録ヘッド２１との隙間を通って用紙搬送路下流へと搬送され、上述したように、記録ヘッド２１の下方で画像形成される。排紙ローラ６３及び従動ローラ６４の間に搬送された用紙Ｐは、排紙ローラ６３の回転により引き込まれて、排紙トレイ（図示せず）へと排出される。

続いて、キャリッジ搬送機構４０の構成を説明する。キャリッジ搬送機構４０は、キャリッジ４１と、キャリッジ４１を主走査方向に案内するフレーム４３，４４と、ベルト機構４７（図３参照）と、を備える。このキャリッジ搬送機構４０において、キャリッジ４１は、主走査方向に延びるフレーム４３，４４に摺動可能に取り付けられている。

フレーム４３は、キャリッジ４１の側面において主走査方向に平行に設けられた溝部４１１（図２参照）の上面と接触し、キャリッジ４１を下方から上方に支持する。また、フレーム４４は、長手方向（主走査方向）に垂直な断面がＬ字形状にされ、キャリッジ４１を主走査方向に案内するガイドレールとして機能する。具体的に、フレーム４４は、キャリッジ４１の下面において主走査方向に平行に設けられた溝部４１３の上面と接触して、キャリッジ４１を下方から上方に支持すると共に、主走査方向に案内する。

また、ベルト機構４７は、無端ベルト４７１と、フレーム４４の主走査方向両端に配置された一対のプーリー４７３，４７４とを備え、無端ベルト４７１がプーリー４７３，４７４の間に掛けられた構成にされている。尚、ＣＲモータ５１は、プーリー４７３にギヤ（図示せず）を介して接続されている。即ち、プーリー４７３は、ＣＲモータ５１から発生する動力を、ギヤを介して受けて回転し、プーリー４７４は、ＣＲモータ５１の動力を受けて回転するプーリー４７３に、無端ベルト４７１を介して従動する。

キャリッジ４１は、無端ベルト４７１に固定されており、無端ベルト４７１を通じてＣＲモータ５１からの動力を受けて、主走査方向に移動する。上述したように、キャリッジ４１は、フレーム４３，４４によって、その移動が主走査方向に規制されている。従って、ＣＲモータ５１が回転すると、無端ベルト４７１の回転に連動して、キャリッジ４１は、主走査方向に移動する。本実施例では、このキャリッジ搬送機構４０を通じて、キャリッジ４１を主走査方向に搬送する。

ところで、本実施例の画像形成システム１においては、フレーム４４にＣＲモータ５１が固定されている。このため、フレーム４４には、ＣＲモータ５１によって発生する振動が伝達する。また、別態様として、ＣＲモータ５１をフレーム４４に固定しない場合でも、フレーム４４等のキャリッジ搬送機構４０を構成する部位には、ギヤ等を通じて、ＣＲモータ５１の振動が伝達する。

そして、ＣＲモータ５１を発生源とする振動がキャリッジ搬送機構４０の固有周波数（特にフレーム４４の固有周波数）に一致した場合には、キャリッジ搬送機構４０（特にフレーム４４）がＣＲモータ５１を発生源とする振動に共鳴（共振）して大きく振動することになり、動作音が大きくなると共に、記録ヘッド２１の振動により用紙Ｐに形成される画像の品質が劣化する。尚、ここでいう物体の「固有周波数」とは、外部から入力される振動が物体において増幅される周波数のことである。換言すれば、外部から入力される振動に物体が共振（共鳴）して物体が激しく振動する周波数のことである。この周波数は、一般に「固有振動数」や「固有値周波数」とも呼ばれる。

本実施例の画像形成システム１に対しては、このような振動増幅を抑えるため、キャリッジ４１の搬送方法に特徴を持たせている。以下では、この点について詳述する。
まず、図４（ａ）を用いて、キャリッジ搬送制御部１０２の構成について説明する。尚、図４（ａ）は、本実施例の画像形成システム１におけるキャリッジ搬送制御部１０２周辺の構成を表すブロック図である。

図４（ａ）に示すように、キャリッジ搬送制御部１０２は、エンコーダ信号処理部１２１と、目標指令生成部１２３と、偏差算出部１２５と、速度制御部１２７と、を備え、目標指令生成部１２３から入力される目標速度Ｖｒと、エンコーダ信号処理部１２１から入力されるキャリッジ４１の搬送速度（主走査方向実速度）Ｖｍとに基づき、偏差算出部１２５で偏差ｅ＝Ｖｒ−Ｖｍを算出し、この偏差ｅに基づき、速度制御部１２７で操作量ｕを求めて、キャリッジ４１の搬送速度Ｖｍを目標速度Ｖｒに制御するものである。これらエンコーダ信号処理部１２１、目標指令生成部１２３、偏差算出部１２５及び速度制御部１２７としての機能は、ソフトウェア及びハードウェアの協働により実現される。

エンコーダ信号処理部１２１は、周知技術と同様、リニアエンコーダ５５から入力されるエンコーダ信号に基づき、キャリッジ４１の移動方向及びキャリッジ搬送路におけるキャリッジ４１の位置Ｘ及びキャリッジ４１の搬送速度Ｖｍを計測する。エンコーダ信号処理部１２１により計測された搬送速度Ｖｍは、偏差算出部１２５に入力される。

一方、目標指令生成部１２３は、各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに従って、各時刻の目標速度Ｖｒを、偏差算出部１２５に入力するものである。
本実施例において、目標プロファイルの実体は、入力変数を時刻とし出力変数を目標速度とする目標速度関数である。この目標速度関数は、目標速度関数の基本型及び「目標速度関数の基本型が有する各設計変数への設定値」の情報として、画像形成システム１に記憶されている。尚、関数の基本型とは、設計変数（未設定の定数部）を有する関数のことである。

具体的に、目標速度関数の基本型の情報は、演算プログラム又は演算回路の形態で制御部１０が保持する。一方、「目標速度関数の基本型が有する各設計変数への設定値」の情報は、当該各設計変数への設定値が記述された目標プロファイル定義データとして、ＲＯＭ１３が保持する。

即ち、目標指令生成部１２３は、ＲＯＭ１３が記憶する目標プロファイル定義データが示す各設定変数の設定値を読み出し（Ｓ１）、これらを目標速度関数の基本型に設定して目標速度関数を設定し（Ｓ２）、この目標速度関数に従って、各時刻の目標速度Ｖｒを算出し、これを偏差算出部１２５に入力する（Ｓ３）。

目標指令生成部１２３としての機能をプログラムによりＣＰＵ１１に実現させる場合、ＲＯＭ１３には、目標プロファイル定義データと共に、Ｓ１〜Ｓ３に対応する処理をＣＰＵ１１に実行させるための演算プログラムが格納される。この場合には、ＣＰＵ１１が、この演算プログラムに従う処理を実行することにより、上記目標指令生成部１２３としての機能が実現される。

一方、偏差算出部１２５は、制御周期に対応した各時刻毎に、目標指令生成部１２３から入力された目標速度Ｖｒとエンコーダ信号処理部１２１から入力された搬送速度Ｖｍとの偏差ｅ＝Ｖｒ−Ｖｍを算出し、この偏差ｅを速度制御部１２７に入力するものである。

この他、速度制御部１２７は、制御周期に対応した各時刻毎に、偏差算出部１２５から入力される偏差ｅを所定の伝達関数に入力することにより、偏差ｅをゼロに抑える方向の操作量ｕを算出し、この操作量ｕを駆動回路５３に入力する。この操作量ｕの入力により、キャリッジ搬送制御部１０２は、キャリッジ搬送速度Ｖｍを目標速度Ｖｒに制御する。

続いて、目標速度関数（目標プロファイル）について図５を用いて説明する。本実施例の目標速度関数（目標プロファイル）は、目標速度及び目標加速度の軌跡が図５に示す形状となるように設計されたものである。図５（ａ）は、本実施例の目標速度関数（目標プロファイル）が示す目標速度Ｖｒの軌跡を表すグラフであり横軸を時刻ｔとし縦軸を速度Ｖとしたグラフである。また、図５（ｂ）は、本実施例の目標速度関数（目標プロファイル）が示す目標速度Ｖｒに対応する目標加速度Ａｒ（目標速度関数の一階時間微分）の軌跡を表すグラフであり、横軸を時刻ｔとし縦軸を加速度Ａとしたグラフである。

図５に示すように、本実施例の目標速度関数（目標プロファイル）は、「キャリッジ搬送機構４０の固有周波数に一致する周波数の振動が発生する」キャリッジ４１の搬送速度（以下、「固有速度」と称する。）Ｖｎに目標速度Ｖｒが一致する時刻Ｔｎ（以下、「共振時刻」と称する。）での目標加速度Ａｎが極大値となるように、各時刻での目標速度Ｖｒが定められてなるものである。

但し、本実施例では、固有速度Ｖｎが定速搬送時のキャリッジ搬送速度Ｖｃ未満（Ｖｎ＜Ｖｃ）であるものとする。固有速度Ｖｎが定速搬送時のキャリッジ搬送速度Ｖｃ未満である場合には、キャリッジ４１を往復動させる際、キャリッジ４１を折返し地点での停止状態から定速状態まで加速させるまでの加速過程で、キャリッジ４１が一時的に固有速度Ｖｎで搬送される。そして、キャリッジ４１が固有速度Ｖｎで搬送される時間領域では、ＣＲモータ５１からキャリッジ搬送機構４０の固有周波数に一致する周波数の振動が発生し、これが原因で、キャリッジ搬送機構４０（特にＣＲモータ５１に固定されたフレーム４４）に伝わる振動が増幅される。

そして、このような共振によりキャリッジ４１に大きな振動が生じると、キャリッジ４１の振動が収まらない状態でインク液滴の吐出動作が行われて、用紙Ｐに形成される画像の画質が劣化する。更には、キャリッジ搬送時において大きな動作音が発生する。

このような理由から、本実施例の画像形成システム１では、共振時刻Ｔｎでの目標加速度Ａｎが極大値を示すように、各時刻での目標速度Ｖｒが定められている。具体的に、上記目標速度関数（目標プロファイル）は、キャリッジ４１が停止状態から定速状態に移行するまでの加速過程において、共振時刻Ｔｎでの目標加速度Ａｎが最大値を採るように設計されている。

このような構成の目標プロファイルが実装された画像形成システム１によれば、キャリッジ搬送制御部１０２によってキャリッジ４１の主走査方向の往復動が実現される際に、キャリッジ４１が固有速度Ｖｎ及びその周辺速度（固有速度Ｖｎ近傍の速度）で搬送される時間を短くすることができる（図５参照）。従って、キャリッジ４１が固有速度Ｖｎに到達したときにＣＲモータ５１から発生する振動がキャリッジ搬送機構４０内で大きく増幅されて、それが原因で動作音が大きくなり、更には、用紙Ｐに形成される画像の品質が劣化するのを抑えることができる。

続いて、画像形成システム１に実装（設定）する目標プロファイルの生成方法及び目標プロファイルの画像形成システム１への実装（設定）方法について図６を用いて説明する。但し、以下では、本発明に特徴的な加速過程に適用する目標プロファイルの生成方法及び実装方法に限って説明する。

加速過程に適用する目標プロファイルの生成に当っては、まず、キャリッジ搬送機構４０の固有周波数に一致する周波数の振動が発生するキャリッジ４１の搬送速度である固有速度Ｖｎを、実験により特定する（Ｓ１１０）。

固有速度Ｖｎの特定方法としては、次の方法が挙げられる。まず、キャリッジ搬送機構４０の固有周波数ｆｎを、周知の技法で実験により求める。尚、キャリッジ搬送機構４０の構造は複雑であるので、ＣＲモータ５１に固定されたフレーム４４の固有周波数を、キャリッジ搬送機構４０の固有周波数ｆｎとして求めても良い。

ＣＲモータ５１は、コギングによって回転周波数に一致する周波数の振動を発生させるため、振動発生源が主にＣＲモータ５１にある場合、振動増幅（共振）は、ＣＲモータ５１の回転周波数とキャリッジ搬送機構４０の固有周波数ｆｎとが一致したときに発生する。従って、固有周波数ｆｎを求めた後には、ＣＲモータ５１の回転周波数ｆｎに対応するキャリッジ４１の搬送速度を求める。このようにして、固有速度Ｖｎを特定する。

この他、別手法としては、キャリッジ４１を搬送して、キャリッジ搬送機構４０で振動が最も増幅するキャリッジ４１の搬送速度を直接求める手法が挙げられる。この手法によれば、ＣＲモータ５１の振動だけではなくプーリー４７３，４７４の偏心による振動等も考慮して、高精度にキャリッジ搬送機構４０の固有速度Ｖｎを特定することができる。

また、固有速度Ｖｎを特定した後には、画像形成システム１に適用する加速距離Ｄａ及び加速時間Ｔａ及び定速搬送時のキャリッジ搬送速度Ｖｃを決定する（Ｓ１２０）。加速開始地点からキャリッジ４１が定速状態に移行するまでの搬送距離である加速距離Ｄａは、加速開始地点から画像形成開始地点までの距離を基準に決定することができる。この他、加速開始時刻からキャリッジ４１が定速状態に移行するまでの時間である加速時間Ｔａは、ＣＲモータ５１の能力や要求される画像形成処理のスループット等を基準に決定することができる。

更に、固有速度Ｖｎを中心に目標加速度Ａｒを大きくする目標速度Ｖｒの範囲を定める（Ｓ１３０）。ここでは、変数αを用いて、目標加速度Ａｒを大きくする目標速度Ｖｒの範囲を、Ｖｎ（１−α）＜Ｖｒ＜Ｖｎ（１＋α）に定める。但し、この場合には、条件式Ｖｃ＞Ｖｎ（１＋α）を満足し且つ条件式０＜α＜１を満足する範囲で、変数αの設定値を決定する。

このようにして、固有速度Ｖｎを特定すると共に、速度幅α、定速搬送時のキャリッジ搬送速度Ｖｃ、加速距離Ｄａ、及び、加速時間Ｔａを決定した後には、これらの値に基づき、入力変数を時刻ｔとし出力変数を目標加速度Ａｒとする目標加速度関数ｆａ（ｔ）であって、固有速度Ｖｎで目標加速度Ａｎが極大値を採る目標加速度関数ｆａ（ｔ）を設計する（Ｓ１４０）。

具体的には、加速開始時刻ｔ＝０から加速終了時刻ｔ＝Ｔａまでの時間領域を、複数区間に分割して、区間毎の目標加速度関数ｆａ（ｔ）を設計する。本実施例では、加速開始時刻ｔ＝０から加速終了時刻ｔ＝Ｔａまでの時間領域を、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ１までの区間（以下、第一区間と表現する。）と、時刻ｔ＝Ｔ１から時刻ｔ＝Ｔ２までの区間（以下、第二区間と表現する。）と、時刻ｔ＝Ｔ２から時刻ｔ＝Ｔａまでの区間（以下、第三区間と表現する。）と、に分割する。そして、目標加速度関数ｆａ（ｔ）として、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ１までの区間の目標加速度関数ｆａ１（ｔ）と、時刻ｔ＝Ｔ１から時刻ｔ＝Ｔ２までの区間の目標加速度関数ｆａ２（ｔ）と、時刻ｔ＝Ｔ２から時刻ｔ＝Ｔａまでの区間の目標加速度関数ｆａ３（ｔ）と、を設計する。

尚、これらの目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）の設計に先立っては、時刻Ｔ１，Ｔ２の具体的な値を定めず、時刻Ｔ１，Ｔ２を設計変数とした目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）の基本型を設計する。

但し、時刻Ｔ１では、目標速度ＶｒがＶｎ（１−α）となり、時刻Ｔ２では、目標速度ＶｒがＶｎ（１＋α）となり、時刻Ｔａでは、目標速度Ｖｒが定速搬送時のキャリッジ搬送速度Ｖｃとなるように、目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）の基本型を設計する。このように目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）の基本型を設計するのは、第二区間で固有速度Ｖｎを中心とした速度Ｖｎ（１−α）から速度Ｖｎ（１＋α）までの加速度を振動増幅を抑制するように変化させるためである。

また、時刻ｔ＝Ｔ１及び時刻ｔ＝Ｔ２では目標加速度がゼロとなるよう各区間の目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）の基本型を設計する。このように設計するのは、第二区間において目標加速度Ａｒを大きくするのに際して、隣接区間との境界周辺での速度制御を高精度に実現するためである。言うまでもないが、加速開始時刻ｔ＝０及び加速終了時刻ｔ＝Ｔａにおける目標加速度についても、ゼロとなるように、各区間の目標加速度関数ｆａ（ｔ）の基本型を設計する。

Ｓ１４０での処理について詳述すると、第一区間に対しては、時刻ｔ＝０及びｔ＝Ｔ１では目標加速度Ａｒがゼロであり、第一区間における他の時間領域では目標加速度Ａｒがゼロより大きい正の値を採り、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ１までの積分値がＶｎ（１−α）となる目標加速度関数ｆａ１（ｔ）の基本型を設定する。例えば、第一区間に対しては、次の関数を設定する。

また、第三区間に対しては、時刻ｔ＝Ｔ２及びｔ＝Ｔａでは目標加速度がゼロであり、第三区間における他の時間領域では目標加速度Ａｒがゼロより大きい値を採り、時刻ｔ＝Ｔ２から時刻ｔ＝Ｔａまでの積分値が[Ｖｃ−Ｖｎ（１＋α）]となる目標加速度関数ｆａ３（ｔ）の基本型を設定する。例えば、第三区間に対しては、次の関数を設定する。

そして、第二区間に対しては、時刻ｔ＝Ｔ１及び時刻ｔ＝Ｔ２では目標加速度がゼロとなる関数であって、その中間時刻（Ｔ１＋Ｔ２）／２で極大点を採り、時刻ｔ＝Ｔ１から中間時刻（Ｔ１＋Ｔ２）／２までの時間積分と時刻（Ｔ１＋Ｔ２）／２から時刻ｔ＝Ｔ２までの時間積分とが同一となる関数を目標加速度関数ｆａ２（ｔ）の基本型に設定する。

詳細には、極大点の左右で対称的な形状を採る関数を、目標加速度関数ｆａ２（ｔ）の基本型に設定する。例えば、第二区間に対しては、次のような関数を設定する。但し、ここでは、目標加速度Ａｎについても設計変数として取り扱う。

ここで、第二区間では、目標加速度関数ｆａ２（ｔ）により速度Ｖｎ（１−α）から速度Ｖｎ（１＋α）までの目標加速度を定義するため、時刻ｔ＝Ｔ１から時刻ｔ＝Ｔ２までの目標加速度関数ｆａ２（ｔ）の時間積分は、２αＶｎである必要がある。式（１）〜式（３）を採用した場合、この条件を満足させるためには次の関係が成立する必要がある。

また、決定した加速距離Ｄａを満足させるためには、次の関係が成立する必要がある。

即ち、式（１）〜式（３）を採用した場合には、次の関係が成立する必要がある。

本実施例では、式（４）及び式（６）を満足するように、設計変数である時刻Ｔ１，Ｔ２及び目標加速度Ａｎへの設定値を決定し、これらを基本型に設定して、各区間の目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）を設計する。

但し、目標加速度Ａｎについては、ＣＲモータ５１の能力で実現できる範囲で最大限の加速度を設定するのが、振動増幅を抑制する観点から好ましい。従って、Ｓ１４０では、式（４）及び式（６）を満足する範囲であって、ＣＲモータ５１の能力で実現できる範囲で最大限の加速度を、目標加速度Ａｎの設定値に決定し、時刻Ｔ１，Ｔ２を従属的に決定する。

そして、このように設計した各区間の目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）を積分して、各区間の目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）を生成する。これによって加速過程に適用する目標プロファイルを生成する（Ｓ１５０）。尚、式（１）〜式（３）に例示した目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）を積分して求められる目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）は、次の通りである。

尚、ｆｖ１（ｔ）は、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ１までの区間の目標速度関数であり、ｆｖ２（ｔ）は、時刻ｔ＝Ｔ１から時刻ｔ＝Ｔ２までの区間の目標速度関数であり、ｆｖ３（ｔ）は、時刻ｔ＝Ｔ２から時刻ｔ＝Ｔａまでの区間の目標速度関数である。

このように各区間の目標速度関数を生成した後には、各時刻での目標速度を表す目標プロファイルを、画像形成システム１に実装する（Ｓ１６０）。例えば、式（７）〜（９）に示す目標速度関数を画像形成システム１に実装することによって加速過程の目標プロファイルを実装する。具体的には、次の手法で、加速過程の目標プロファイルを、画像形成システム１に実装することができる。

即ち、Ａ１，Ａ２，Ａｎ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔａを設計変数に決定し、これら設計変数Ａ１，Ａ２，Ａｎ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔａへの設定値を、目標プロファイル定義データに記述して、ＲＯＭ１３に格納する。一方、「目標プロファイル定義データが示す各設計変数Ａ１，Ａ２，Ａｎ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔａへの設定値を読み出して、これをプログラムコード化された式（７）〜式（９）に示す各区間の目標速度関数の基本型に設定し、これにより得られる目標速度関数に従って、目標速度Ｖｒを偏差算出部１２５に入力する」処理をＣＰＵ１１に実行させるための演算プログラムを、ＲＯＭ１３に格納する。これによって、目標プロファイル（目標速度関数）を画像形成システム１に実装する。

また、変形例として、図４（ｂ）に示すように、目標プロファイルは、離散的な各時刻での目標速度Ｖｒを表す時系列データとして構成されてもよい。図４（ｂ）は、目標プロファイルを、時系列データとしてＲＯＭ１３に登録した変形例の画像形成システム１におけるキャリッジ搬送制御部１０２周辺の構成を表すブロック図である。

変形例では、目標指令生成部１２３を、ＲＯＭ１３に登録された目標プロファイルとしての時系列データが示す各時刻での目標速度Ｖｒを、制御周期に合わせて偏差算出部１２５に入力するように、プログラム又は電子回路の形態で構成する。目標プロファイルは、このように目標指令生成部１２３を構成することで、時系列データの形態で画像形成システム１に実装されてもよい。

以上が、目標プロファイルの生成方法及び目標プロファイルの画像形成システム１への実装（設定）方法である。このように目標プロファイルを生成することにより、図５に示すように、共振時刻ｔ＝Ｔｎにおいては、目標加速度Ａｎを極大値とすることができて、固有速度Ｖｎ及びその周辺速度での搬送を短時間で終えることができる。その結果、共振による振動増幅を抑えることができて、キャリッジ４１の搬送に係る動作音を抑えることができると共に、インク液滴吐出時にキャリッジ４１が大きく振動していることにより、用紙Ｐに形成される画像の品質が劣化するのを抑えることができる。

尚、上記目標プロファイル生成方法では、加速時間Ｔａ及び加速距離ＤａがＣＲモータ５１の能力に対して十分大きい場合、共振時刻Ｔｎでの目標加速度Ａｎは、加速開始時刻ｔ＝０から加速終了時刻ｔ＝Ｔａまでの期間において最大値を採る。従って、共振時刻Ｔｎでの目標加速度Ａｎを加速過程において最大値とする場合には、必要に応じて、加速時間Ｔａ及び加速距離Ｄａを大きくする方向に調整すればよい。

続いて、図７に示す目標プロファイル生成装置２００の構成について説明する。目標プロファイル生成装置２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される演算部２０１と、液晶ディスプレイ等で構成される表示部２０３と、ユーザインタフェースとしての操作部２０５と、ハードディスクで構成され目標プロファイル生成プログラムを記憶する記憶部２０７と、を備え、演算部２０１で記憶部２０７が記憶する目標プロファイル生成プログラムに従う処理を実行することで、上述した特徴を有する目標プロファイルを生成する。

この目標プロファイル生成装置２００が備える演算部２０１は、操作部２０５を通じて入力される指示を契機に、記憶部２０７に記憶された目標プロファイル生成プログラムに従う目標プロファイル生成処理（図８参照）を実行する。そして、この処理を開始すると、固有速度Ｖｎの入力画面を表示することによりユーザに固有速度Ｖｎの入力を要求し、設計する画像形成システム１においてキャリッジ搬送機構４０の固有周波数に一致する周波数の振動が発生するキャリッジ４１の搬送速度である固有速度Ｖｎの値を、操作部２０５を通じてユーザから取得する（Ｓ２１０）。同様に、目標速度Ｖｒが固有速度Ｖｎに一致する共振時刻Ｔｎでの目標加速度Ａｎの設定値を、操作部２０５を通じてユーザから取得する（Ｓ２２０）。

更に、固有速度Ｖｎを中心に目標加速度Ａｒを大きくする目標速度Ｖｒの範囲を定義する速度幅αの設定値、並びに、画像形成システム１に適用する加速距離Ｄａ及び加速時間Ｔａの設定値を、操作部２０５を通じてユーザから取得する（Ｓ２３０，Ｓ２４０，Ｓ２５０）。

また、画像形成システム１に適用する定速搬送時のキャリッジ搬送速度Ｖｃの設定値を、操作部２０５を通じてユーザから取得する（Ｓ２６０）。但し、キャリッジ搬送速度Ｖｃの設定値として、条件式Ｖｃ＞Ｖｎ（１＋α）＋βを満足する値がユーザから入力されなかった場合には、エラー表示して、ユーザに適切な値の入力を求める。尚、βは、目標プロファイル生成プログラムの設計者がゼロ以上で任意に定める。

Ｓ２６０での処理を終えると、演算部２０１は、Ｓ２１０〜Ｓ２６０での取得値Ｖｎ，Ａｎ，α，Ｄａ，Ｔａ，Ｖｃを、式（４）及び式（６）に代入して、時刻Ｔ１，Ｔ２を求める（Ｓ２７０）。

そして、目標プロファイル生成装置２００で用いる式（７）〜式（９）に示す目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）の基本型における設計変数Ｖｎ，Ａｎ，α，Ｔａ，Ｔ１，Ｔ２への設定値を、Ｓ２１０〜Ｓ２６０での取得値Ｖｎ，Ａｎ，α，Ｔａ及び上記求めた値Ｔ１，Ｔ２に決定することにより、設計する画像形成システム１に対応した目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）を導出（生成）する。同時に、式（１）〜式（３）に示す目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）の基本型における設計変数Ｖｎ，Ａｎ，α，Ｔａ，Ｔ１，Ｔ２への設定値を、Ｓ２１０〜Ｓ２６０での取得値Ｖｎ，Ａｎ，α，Ｔａ及び上記求めた値Ｔ１，Ｔ２に決定することにより、上記目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）に対応した目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）を導出（生成）する（Ｓ２８０）。

そして、生成した目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）に基づき、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔａまでの各時刻での目標速度Ｖｒを算出し、この目標速度Ｖｒの軌跡を、目標プロファイルの生成結果として、図５（ａ）に示すように、表示部２０３にグラフ表示する。同時に、生成した目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）の数式自体及び変数Ａ１，Ａ２，Ａｎ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔａの値を表示部２０３に表示する。

更には、生成した目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）に基づき、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔａまでの各時刻での目標加速度Ａｒを算出し、この目標加速度Ａｒの軌跡を、図５（ｂ）に示すように、表示部２０３にグラフ表示すると共に、生成した目標加速度関数ｆａ１（ｔ），ｆａ２（ｔ），ｆａ３（ｔ）の数式自体を表示部２０３に表示する（Ｓ２９０）。

また、このような目標プロファイル生成結果の表示後には、操作部２０５を通じて操作がなされるまで待機し（Ｓ３００）、操作がなされた場合にはＳ３１０に移行して、やり直し操作である場合には（Ｓ３１０でＹｅｓ）、Ｓ２２０に戻り、これ以降の処理を再び実行する。

一方、なされた操作が終了操作である場合には（Ｓ３２０でＹｅｓ）、目標プロファイルの生成結果を記述したデータファイルを、記憶部２０７に書き込む（Ｓ３３０）。その後、当該目標プロファイル生成処理を終了する。

目標プロファイルの生成結果を記述したデータファイルとしては、例えば、目標速度関数ｆｖ１（ｔ），ｆｖ２（ｔ），ｆｖ３（ｔ）の数式自体や、目標プロファイル定義データに記述すべき設計変数Ａ１，Ａ２，Ａｎ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔａへの設定値を記述したデータファイルを出力することができる。この他、Ｓ３３０では、制御周期の情報を操作部２０５を通じてユーザから取得し、取得情報が示す制御周期に対応する離散的な各時刻での目標速度Ｖｒを配列してなる時系列データを生成し、これを格納したデータファイルを、目標プロファイルの生成結果を記述したデータファイルとして出力してもよい。

尚、図示を省略するが目標プロファイル生成装置２００には、フレキシブルディスク等の記録メディアを接続可能なドライブ装置を設けることができる。このようにすれば、記憶部２０７に書き込まれた目標プロファイルの生成結果を記述したデータファイルを、ドライブ装置を通じて外部に取り出すことができるように目標プロファイル生成装置２００を構成することができる。

画像形成システム１の設計者は、例えば、この目標プロファイル生成装置２００を通じて、設計変数Ａ１，Ａ２，Ａｎ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔａへの設定値を記述した目標プロファイル定義データを生成し、これをＲＯＭ１３に記録すると共に、目標指令生成部１２３として機能するプログラム又は電子回路を、式（７）〜式（９）に示す目標速度関数を用いてＳ１〜Ｓ３に対応する処理を実行可能に構成することで、画像形成システム１に、上記目標プロファイル生成装置２００にて生成された目標プロファイル（目標速度関数）を実装することができる。

この他、画像形成システム１の設計者は、目標プロファイル生成装置２００を通じて、目標プロファイルとして機能する上記時系列データを取得し、これをＲＯＭ１３に記録すると共に、ＲＯＭ１３が記憶する目標プロファイル（時系列データ）が示す各時刻の目標速度Ｖｒを偏差算出部１２５に入力するように、目標指令生成部１２３として機能するプログラム又は電子回路を構成することで、画像形成システム１に、上記目標プロファイル生成装置２００にて生成された目標プロファイル（目標速度の時系列データ）を実装することができる。

以上に本発明の実施例について説明したが、上記実施例のように、共振時刻Ｔｎでの目標加速度Ａｎが極大値（特には最大値）となる目標プロファイルを生成すれば、共振が生じる固有速度Ｖｎでの搬送時間を短くすることができ、図９に示すように、従来技術と比較して、共振による振動増幅を抑えることができる。従って、振動増幅によって動作音が大きくなり、更には用紙に形成される画像の品質が低下するのを抑えることができる。

また、本実施例のように、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域を複数区間に分割して、目標プロファイルを複数の関数を用いて生成すれば、固有速度Ｖｎに極大点を形成するために、他の領域が著しく影響を受けるのを回避することができて、適切な目標プロファイルを生成することができる。また、本実施例では、区間境界での加速度が一致するように、各区間での目標加速度関数及び目標速度関数を生成するので、境界において目標加速度が不連続であることを原因とした搬送制御の精度悪化を回避することができる。特に、本実施例では、区間境界の目標加速度をゼロにするので、より高精度な搬送制御を実現することができる。

尚、「特許請求の範囲」に記載のモータは、上記実施例において、ＣＲモータ５１に対応し、伝達機構はキャリッジ搬送機構４０、搬送装置は、キャリッジ搬送部３０に対応する。また、モータ制御装置は、制御部１０に対応する。この他、目標プロファイル生成装置が備える固有速度取得手段は、Ｓ２１０の処理により実現され、目標プロファイル生成手段は、Ｓ２７０，Ｓ２８０の処理により実現されている。

また、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、目標加速度Ａｒの極大点を共振時刻Ｔｎに合わせるようにしたが、極大点は、共振時刻Ｔｎに厳密に合わせる必要はなく、共振時刻Ｔｎの周辺（近傍）に定められても良い。即ち、「共振による振動増幅がシステムに及ぼす影響」が許容範囲内となるよう目標加速度Ａｒの極大点を共振時刻Ｔｎの周辺に設定すれば良い。本発明が適用されるシステムによってその影響は異なるため、影響を許容できる範囲で、設計者は、各システムによって、極大点を設定する時点を、共振時刻Ｔｎ周辺において適宜に設定することができる。尚、本実施例においては、キャリッジ４１の振動によって、定速領域に到達した後のオーバーシュートやインクの着弾位置ずれに影響が生じない程度に、目標加速度Ａｒの極大点を共振時刻Ｔｎの周辺に設定すれば良い。

また、時間領域を複数区間に分割せずに、加速開始から加速終了まで連続した関数を用いて、目標プロファイルを生成してもよい。更に、本発明は、搬送対象をキャリッジに限定するものではなく、搬送対象を加速するプロセスを含むシステム、例えば用紙を搬送する搬送機構や読取機構を搬送する原稿読取装置等に適用可能である。

１…画像形成システム、１０…制御部、１１…ＣＰＵ、１３…ＲＯＭ、２０…画像形成部、２１…記録ヘッド、３０…キャリッジ搬送部、４０…キャリッジ搬送機構、４１…キャリッジ、４３，４４…フレーム、４７…ベルト機構、４７１…無端ベルト、４７３，４７４…プーリー、５１…ＣＲモータ、５３…駆動回路、５５…リニアエンコーダ、６０…用紙搬送部、６１…メインローラ、６３…排紙ローラ、６６…プラテン、６７…Ｕターンパス、６８…給紙ローラ、６９…給紙トレイ、１０１…印字制御部、１０２…キャリッジ搬送制御部、１０３…用紙搬送制御部、１２１…エンコーダ信号処理部、１２３…目標指令生成部、１２５…偏差算出部、１２７…速度制御部、２００…目標プロファイル生成装置、２０１…演算部、２０３…表示部、２０５…操作部、２０７…記憶部、Ｐ…用紙

Claims (12)

1. モータ、及び、前記モータから発生する動力を搬送対象に伝達する伝達機構を備え、前記モータ及び伝達機構を通じて前記搬送対象を搬送する搬送装置
   が備える前記モータを制御するモータ制御装置であって、前記搬送対象の加速過程における各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに従って前記モータを制御するモータ制御装置
   に対して設定する前記目標プロファイルを生成する方法であって、
   加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域の内、前記目標速度が、振動が増幅される前記搬送装置の固有周波数に一致する周波数の振動が発生する搬送速度である固有速度となる時刻である共振時刻、又は、前記共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、前記加速過程における各時刻での目標速度を定めて、前記目標プロファイルを生成することを特徴とする目標プロファイル生成方法。
2. 前記共振時刻又は前記共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が最大値を採るように、前記加速過程における各時刻での目標速度を定めて、前記目標プロファイルを生成することを特徴とする請求項１記載の目標プロファイル生成方法。
3. 前記加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域を複数区間に分割し、前記区間毎に、入力変数を時刻とし出力変数を目標速度とする関数である目標速度関数を定めて、前記目標プロファイルを生成すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の目標プロファイル生成方法。
4. 前記各区間の目標速度関数を、区間境界での目標加速度が隣接する区間の目標加速度と一致する関数に定めて、前記目標プロファイルを生成することを特徴とする請求項３記載の目標プロファイル生成方法。
5. 前記各区間の目標速度関数を、隣接する区間との境界での目標加速度がゼロとなるように定めて、前記目標プロファイルを生成することを特徴とする請求項４記載の目標プロファイル生成方法。
6. 前記加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域を三以上の複数区間に分割して、前記複数区間の内、前記共振時刻が属する区間を、前記固有速度を中心とした所定範囲に属する速度を前記目標速度とする区間となるように定め、且つ、前記各区間の目標速度関数を、隣接する区間との境界での目標加速度がゼロとなるように定めて、前記目標プロファイルを生成することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の目標プロファイル生成方法。
7. モータ、及び、前記モータから発生する動力を搬送対象に伝達する伝達機構を備え、前記モータ及び伝達機構を通じて前記搬送対象を搬送する搬送装置
   が備える前記モータを制御するモータ制御装置であって、前記搬送対象の加速過程における各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに従って前記モータを制御するモータ制御装置
   に対して設定する前記目標プロファイルを生成する目標プロファイル生成装置であって、
   振動が増幅される前記搬送装置の固有周波数に一致する周波数の振動が発生する搬送速度である固有速度を表す情報を取得する固有速度取得手段と、
   予め定められた入力変数を時刻とし出力変数を目標速度とする目標速度関数又は入力変数を時刻とし出力変数を目標加速度とする目標加速度関数の基本型であって未設定の定数部を設計変数として包含する基本関数、の前記設計変数に設定する値を、前記固有速度取得手段の取得情報が表す前記固有速度に基づき決定することにより、前記目標速度関数又は前記目標加速度関数を定めて、前記目標プロファイルを生成する目標プロファイル生成手段と、
   を備え、
   前記目標プロファイル生成手段は、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域の内、前記目標速度が前記固有速度取得手段の取得情報が表す前記固有速度となる時刻である共振時刻又は前記共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、前記目標速度関数又は前記目標加速度関数を定めて、前記目標プロファイルを生成すること
   を特徴とする目標プロファイル生成装置。
8. 前記目標プロファイル生成手段は、前記加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域の内、前記共振時刻又は前記共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が最大値を採るように、前記目標速度関数又は前記目標加速度関数を定めて、前記目標プロファイルを生成すること
   を特徴とする請求項７記載の目標プロファイル生成装置。
9. 前記基本関数は、複数区間に分割された前記加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域の区間毎に定められ、
   前記目標プロファイル生成手段は、前記各区間の基本関数の前記設計変数に設定する値を前記固有速度に基づき決定することにより、前記各区間の前記目標速度関数又は前記目標加速度関数を定めて、前記目標プロファイルを生成すること
   を特徴とする請求項７又は請求項８記載の目標プロファイル生成装置。
10. 前記各区間の基本関数は、当該区間の境界における前記目標速度及び前記目標加速度が隣接する区間の前記目標速度及び前記目標加速度と一致することが保証された関数であること
    を特徴とする請求項９記載の目標プロファイル生成装置。
11. モータ、及び、前記モータから発生する動力を搬送対象に伝達する伝達機構を備え、前記モータ及び伝達機構を通じて前記搬送対象を搬送する搬送装置
    が備える前記モータを、前記搬送対象の加速過程における各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに従って制御するモータ制御装置であって、
    前記目標プロファイルとして、
    目標速度が、振動が増幅される前記搬送装置の固有周波数に一致する周波数の振動が発生する搬送速度である固有速度となる時刻である共振時刻、又は、前記共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域における各時刻での目標速度が定められてなる目標プロファイル
    を有することを特徴とするモータ制御装置。
12. モータ、及び、前記モータから発生する動力をキャリッジに伝達する伝達機構を備え、前記モータ及び伝達機構を通じて前記キャリッジを搬送するキャリッジ搬送装置と、
    前記キャリッジ搬送装置が備える前記モータを制御するモータ制御装置と、
    を備え、前記モータ制御装置を通じて記録ヘッドが搭載された前記キャリッジを定速搬送しつつ、前記記録ヘッドに記録動作を実行させることにより、シートに画像を形成する画像形成システムであって、
    前記モータ制御装置は、
    前記キャリッジを停止状態から定速状態に移行させるまでの加速過程では、加速過程における各時刻での目標速度を表す目標プロファイルに従って、前記キャリッジが前記目標プロファイルに対応した速度変化で加速するように前記モータを制御する構成にされ、
    前記目標プロファイルとして、
    目標速度が、振動が増幅される前記キャリッジ搬送装置の固有周波数に一致する周波数の振動が発生する搬送速度である固有速度となる時刻である共振時刻、又は、前記共振時刻周辺の時間領域で、目標加速度が極大値を採るように、加速開始時刻から加速終了時刻までの時間領域における各時刻での目標速度が定められてなる前記目標プロファイル
    を有すること
    を特徴とする画像形成システム。

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