JP2014048929A - 制御装置及び画像形成システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェットプリンタにおいて、キャリッジが搬送される際、外乱オブザーバ130は、キャリッジの速度Vを制御対象の逆モデルに入力して得られる逆モデルの出力U*とモータに対する操作量Uとの差分信号(U−U*)をローパスフィルタ135で濾波することにより反力推定値τ1を得て、これを判定用反力推定ユニット140に入力する。判定用反力推定ユニット140は、反力推定値τ1からジャムの発生有無の判定に不要な動摩擦力成分を除去し、除去後の反力推定値τをジャム判定ユニット160に入力する。ジャム判定ユニット160は、この反力推定値τに基づき、ジャムが発生したか否かを判定する。そして、ローパスフィルタ135のカットオフ周波数ω1は、制御対象の機械的特性により上記差分信号に生じる振動成分の周波数よりも小さい値に設定される。
【選択図】図5
Description
具体的には、モータの回転速度を制御する制御装置であって、外乱オブザーバにより、トルク電流指令とモータの回転速度とから外乱トルクを推定し、推定された外乱トルクが予め設定されている外乱トルク値を超えると、被駆動物に周辺物との衝突が生じたとして、モータが停止する方向のモータ制御を行う制御装置が知られている(特許文献1参照)。この他、外乱オブザーバに関連する技術としては、外乱オブザーバの出力をローパスフィルタにより濾波して高周波成分を除去する技術が知られている。
本実施例のプリンタ装置1は、ジャムの検知機能を有したプリンタ装置であって、インクジェット方式で用紙Qに画像を形成する所謂インクジェットプリンタとして構成されるものである。このプリンタ装置1は、CPU11と、ROM12と、RAM13と、EEPROM15と、ユーザインタフェース17と、接続インタフェース19と、印字制御部20と、モータ制御部30と、を備える。
第一変形例のプリンタ装置1は、第一のローパスフィルタ135のカットオフ周波数ω1を更新する機能を上記実施例のプリンタ装置1に設けたものである。第一変形例のプリンタ装置1は、上記実施例のプリンタ装置1と基本構成を同一とするものであるので、以下では、同一構成の説明を省略し、第一変形例のプリンタ装置1に特有な構成を、選択的に説明する。
第二変形例のプリンタ装置1は、プリンタ装置1の起動時に、第一のローパスフィルタ135の周波数特性を更新する機能を第一変形例を含む上記実施例のプリンタ装置1に設けたものである。第二変形例のプリンタ装置1は、上述したプリンタ装置1と基本構成を同一とするものであるので、以下では、同一構成の説明を省略し、第二変形例のプリンタ装置1に特有な構成を、選択的に説明する。
以上に、変形例を含む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、第二の外乱オブザーバ180の出力により操作量U0を補正するプリンタ装置1について説明したが、第二の外乱オブザーバ180は必須の構成ではないので、プリンタ装置1には、これを設けなくてもよい。この場合、操作量演算ユニット170は、上記操作量U0を、操作量UとしてPWM信号生成回路190に入力することになる。また、差分信号を濾波する第一のローパスフィルタ135は、振動成分を減衰可能であれば、他の周波数特性を有するフィルタでもよい。
用語間の対応関係は、次の通りである。操作量演算ユニット170が実行するS110の処理は、演算手段によって実現される処理の一例に対応し、S120,S140の処理は、補正入力手段によって実現される処理の一例に対応し、S160の処理は、異常対応手段によって実現される処理の一例に対応する。また、CRモータ51とキャリッジ搬送機構40との組合せは、画像形成機構又は記録ユニット搬送機構の一例に対応する。
Claims (19)
- モータと前記モータにより駆動される被駆動物とを備える駆動系を制御対象として、前記被駆動物の運動を制御する制御装置であって、
前記制御対象に入力する操作量を演算する演算手段と、
前記制御対象の制御量を計測する計測手段と、
前記計測手段による前記制御量の計測信号を、前記制御対象の入出力特性を表すモデルの逆モデルに入力する逆モデル入力手段と、
前記逆モデルの出力と前記制御対象に入力される前記操作量との差分信号を生成する差分信号生成手段と、
前記差分信号生成手段により生成された前記差分信号を濾波するフィルタであって、前記差分信号から、前記制御対象の機械的特性により生じる振動成分を減衰可能な周波数特性を有するフィルタと、
前記フィルタの出力に基づき、前記制御対象に異常が発生したか否かを判定する判定手段と、
を備えること
を特徴とする制御装置。 - 前記フィルタの周波数特性を更新する更新手段
を備えることを特徴とする請求項1記載の制御装置。 - 前記フィルタは、設定されたカットオフ周波数以上の振動成分を減衰させるローパスフィルタであり、
前記更新手段は、前記ローパスフィルタの前記カットオフ周波数を更新すること
を特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 前記判定手段は、前記異常として、前記被駆動物が異物と接触する異常が発生したか否かを判定し、
前記更新手段は、前記異物が存在しないときに得られた前記ローパスフィルタの出力に基づき、当該出力が高い程、前記カットオフ周波数が低くなるように、前記カットオフ周波数を更新すること
を特徴する請求項3記載の制御装置。 - 前記更新手段は、前記判定手段において誤判定が生じたことを示す情報が入力されたことを条件に、前記カットオフ周波数を低くする方向に更新すること
を特徴とする請求項3記載の制御装置。 - 前記フィルタは、設定された減衰傾度で振動成分を減衰させるローパスフィルタであり、
前記更新手段は、前記ローパスフィルタの減衰傾度を更新すること
を特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 前記判定手段は、前記異常として、前記被駆動物が異物と接触する異常が発生したか否かを判定し、
前記更新手段は、前記異物が存在しないときに得られた前記ローパスフィルタの出力に基づき、当該出力が高い程、前記減衰傾度が高くなるように、前記減衰傾度を更新すること
を特徴とする請求項6記載の制御装置。 - 前記更新手段は、前記判定手段において誤判定が生じたことを示す情報が入力されたことを条件に、前記減衰傾度を高くする方向に更新すること
を特徴とする請求項6記載の制御装置。 - 前記判定手段は、前記フィルタの出力と予め定められた閾値とを比較し、当該出力が前記閾値より大きい場合に、前記制御対象に異常が発生したと判定すること
を特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記フィルタは、設定されたカットオフ周波数以上の振動成分を減衰させるローパスフィルタであり、
前記制御装置は、前記ローパスフィルタとしての第一のローパスフィルタに加えて、
前記差分信号生成手段により生成された前記差分信号の高周波成分を減衰させる第二のローパスフィルタと、
前記第二のローパスフィルタの出力に基づき、前記演算手段により演算された前記操作量を補正し、当該補正後の操作量を、前記制御対象へ入力する補正入力手段と、
を更に備え、
前記第一のローパスフィルタの前記カットオフ周波数は、前記第二のローパスフィルタのカットオフ周波数よりも低いこと
を特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項記載の制御装置。 - モータと前記モータにより駆動される被駆動物とを備える駆動系を制御対象として、前記被駆動物の運動を制御する制御装置であって、
前記制御対象に入力する操作量を演算する演算手段と、
前記制御対象の制御量を計測する計測手段と、
前記計測手段による前記制御量の計測信号を、前記制御対象の入出力特性を表すモデルの逆モデルに入力する逆モデル入力手段と、
前記逆モデルの出力と前記制御対象に入力される前記操作量との差分信号を生成する差分信号生成手段と、
前記差分信号生成手段により生成された前記差分信号の高周波成分を減衰させる第一及び第二のローパスフィルタと、
前記第一のローパスフィルタの出力に基づき、前記制御対象に異常が発生したか否かを判定する判定手段と、
前記第二のローパスフィルタの出力に基づき、前記演算手段により演算された前記操作量を補正し、当該補正後の操作量を、前記制御対象へ入力する補正入力手段と、
を備え、
前記第一のローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記第二のローパスフィルタのカットオフ周波数よりも低いこと
を特徴とする制御装置。 - 前記第一のローパスフィルタの周波数特性を更新する更新手段
を備えることを特徴とする請求項11記載の制御装置。 - 前記判定手段は、前記異常として、前記被駆動物が異物と接触する異常が発生したか否かを判定するものであり、
前記更新手段は、前記異物が存在しないときに得られた前記第一のローパスフィルタの出力に基づき、当該出力が高い程、カットオフ周波数を下げる方向に又は減衰傾度を高める方向に、前記周波数特性を更新すること
を特徴する請求項12記載の制御装置。 - 前記判定手段は、前記第一のローパスフィルタの出力と予め定められた閾値とを比較し、当該出力が前記閾値より大きい場合に、前記被駆動物が前記異物と接触したと判定すること
を特徴とする請求項11〜請求項13のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記逆モデルは、前記制御対象の入出力特性を剛体モデルより表したときの逆モデルであること
を特徴とする請求項1〜請求項14のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記判定手段により前記異常が発生したと判定されると、前記被駆動物を停止させる異常対応手段
を更に備えること
を特徴とする請求項1〜請求項15のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記制御対象は、前記モータと、前記モータにより駆動されて変位し、対向するシートに画像を形成する前記被駆動物としての記録ユニットと、を備える画像形成機構であり、
前記判定手段は、前記記録ユニットが前記異物としての前記シートに接触する異常が発生したか否かを判定する手段であること
を特徴とする請求項1〜請求項16のいずれか一項記載の制御装置。 - 搬送されるシートに画像を形成する画像形成システムであって、
前記シートに画像を形成する記録ユニットと前記記録ユニットを駆動するモータとを備え、前記記録ユニットが前記モータによって駆動されて前記シートに対して変位する記録ユニット搬送機構と、
前記記録ユニット搬送機構を制御対象として前記記録ユニットの運動を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記モータの操作量を演算する演算手段と、
前記操作量に対応する制御量として、前記記録ユニットの運動状態を表す物理量を計測する計測手段と、
前記計測手段による前記物理量の計測信号を、前記制御対象の入出力特性を表すモデルの逆モデルに入力する逆モデル入力手段と、
前記逆モデルの出力と前記モータに入力される前記操作量との差分信号を生成する差分信号生成手段と、
前記差分信号生成手段により生成された前記差分信号を濾波するフィルタであって、前記差分信号から、前記制御対象の機械的特性により生じる振動成分を減衰可能な周波数特性を有するフィルタと、
前記フィルタの出力に基づき、前記記録ユニットが前記シートと接触したか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする画像形成システム。 - 搬送されるシートに画像を形成する画像形成システムであって、
前記シートに画像を形成する記録ユニットと前記記録ユニットを駆動するモータとを備え、前記記録ユニットが前記モータによって駆動されて前記シートに対して変位する記録ユニット搬送機構と、
前記記録ユニット搬送機構を制御対象として前記記録ユニットの運動を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記モータの操作量を演算する演算手段と、
前記操作量に対応する制御量として、前記記録ユニットの運動状態を表す物理量を計測する計測手段と、
前記計測手段による前記物理量の計測信号を、前記制御対象の入出力特性を表すモデルの逆モデルに入力する逆モデル入力手段と、
前記逆モデルの出力と前記モータに入力される前記操作量との差分信号を生成する差分信号生成手段と、
前記差分信号生成手段により生成された前記差分信号の高周波成分を減衰させる第一及び第二のローパスフィルタと、
前記第一のローパスフィルタの出力に基づき、前記記録ユニットが前記シートと接触したか否かを判定する判定手段と、
前記第二のローパスフィルタの出力に基づき、前記演算手段により演算された前記操作量を補正し、当該補正後の操作量を、前記モータへ入力する補正入力手段と、
を備え、
前記第一のローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記第二のローパスフィルタのカットオフ周波数よりも低いこと
を特徴とする画像形成システム。
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