JP2014048930A - 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成分として、粘性摩擦力DVや動摩擦力μN、キャリッジの位置に依存する外力Zに対応する成分を、キャリッジの位置X及び速度V、温度T並びにインク残量R等を用いて除去し、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。
【選択図】図5
Description
具体的には、外乱オブザーバにより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、衝突検知に関連する技術としては、外乱推定値を閾値と比較して衝突判定を行う一方、低温環境下では、閾値を上方に修正する技術が知られている(特許文献2参照)。
本発明の制御装置によれば、上述したように被駆動物の異物との接触有無を、逆モデルの出力から推定された外乱成分から、判定に不要な成分を除去したものに基づき判定する。従って、本発明によれば、被駆動物の異物との接触を高精度に検知することができる。
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。
以上にジャム判定の技術について説明したが、操作量演算ユニット170は、このジャム判定ユニット160から入力されるフラグFに基づき、図10に示すように、操作量Uの出力を切り替える。
また、本実施例によれば、操作量Uと逆モデルの出力U*との差分(U−U*)をローパスフィルタ135で濾波して得られる反力推定値τ1(外乱成分)から、更にジャム判定に不要な成分を除去し、当該除去後の反力推定値τに基づき、ジャム判定を行うようにした。従って、一層高精度にジャム判定を行うことができる。
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は、演算手段の一例に対応し、エンコーダ55及びエンコーダ信号処理ユニット110は、計測手段の一例に対応する。また、入力ユニット131は、逆モデル入力手段の一例に対応し、減算器133及びローパスフィルタ135は、推定手段の一例に対応する。そして、判定用反力推定ユニット140は、除去手段の一例に対応する。
Claims (16)
- 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、
前記操作量を参照して前記逆モデルの出力に含まれる外乱成分を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された前記外乱成分から、前記被駆動物の異物との接触以外の外乱に起因する成分を除去する除去手段と、
前記除去手段による除去後の前記外乱成分に基づき、前記被駆動物が異物と接触したか否かを判定する判定手段と、
を備えること
を特徴とする制御装置。 - 前記除去手段は、前記被駆動物の異物との接触以外の外乱として、前記制御対象において生じる摩擦力に起因する成分を前記外乱成分から除去すること
を特徴とする請求項1記載の制御装置。 - 前記除去手段は、前記摩擦力として、前記被駆動物の運動に伴って生じる動摩擦力及び前記制御対象において用いられる潤滑剤による粘性摩擦力の少なくとも一方に起因する成分を前記外乱成分から除去すること
を特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 前記制御対象の雰囲気温度を計測する温度計測手段
を備え、
前記除去手段は、前記温度計測手段により計測された前記雰囲気温度に基づき、この雰囲気温度で前記制御対象において生じる前記摩擦力を推定し、前記摩擦力に起因する成分を前記外乱成分から除去すること
を特徴とする請求項2又は請求項3記載の制御装置。 - 前記除去手段は、前記摩擦力に起因する成分として、少なくとも前記粘性摩擦力に起因する成分を除去する構成にされ、前記被駆動物の速度に応じた前記摩擦力を推定し、前記摩擦力に起因する成分を前記外乱成分から除去すること
を特徴とする請求項3記載の制御装置。 - 前記制御対象の雰囲気温度を計測する温度計測手段
を備え、
前記除去手段は、前記温度計測手段により計測された前記雰囲気温度に基づき、この雰囲気温度での前記被駆動物の速度に応じた前記摩擦力を推定し、前記摩擦力に起因する成分を除去すること
を特徴とする請求項5記載の制御装置。 - 前記被駆動物は、付属物の消費により重量が変化するものであり、
前記制御装置は、
前記付属物の残存量を推定する残存量推定手段
を備え、
前記除去手段は、前記摩擦力に起因する成分として、少なくとも前記動摩擦力に起因する成分を除去する構成にされ、前記推定手段により推定された前記残存量に基づき、前記被駆動物の重量に応じた前記摩擦力を推定し、前記摩擦力に起因する成分を除去すること
を特徴とする請求項3記載の制御装置。 - 前記除去手段は、前記被駆動物の異物との接触以外の外乱として、前記被駆動物の位置及び運動方向に応じて変化する外力に起因する成分を除去すること
を特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記被駆動物の運動方向に対する、前記被駆動物の位置変化と前記被駆動物に作用する前記外力の変化との対応関係を記憶する記憶手段
を備え、
前記除去手段は、前記記憶手段を参照して前記被駆動物の現在位置及び運動方向に応じた前記外力を推定し、前記外力に起因する成分を除去すること
を特徴とする請求項8記載の制御装置。 - 前記制御対象は、前記被駆動物として、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記録ユニットを備えるものであり、
前記判定手段は、前記被駆動物としての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9のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記推定手段は、前記逆モデルの出力と前記操作量との差分を、前記外乱成分として推定すること
を特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記推定手段は、前記逆モデルの出力を濾波するフィルタの出力と前記操作量との差分を、前記外乱成分として推定すること
を特徴とする請求項1〜請求項10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制御入力演算手段と、
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、
前記操作量を参照して前記逆モデルの出力に含まれる外乱成分を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された前記外乱成分から、前記記録ユニットの前記シートとの接触以外の外乱に起因する成分を除去する除去手段と、
前記除去手段による除去後の前記外乱成分に基づき、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。 - 前記記録ユニット搬送機構は、前記記録ユニットが案内部材により案内されて特定方向に変位する機構であり、
前記除去手段は、前記記録ユニットの前記シートとの接触以外の外乱として、前記記録ユニットが前記案内部材により案内されて変位する際に前記記録ユニットに作用する摩擦力に起因する成分を除去すること
を特徴とする請求項13記載の画像形成システム。 - 前記記録ユニットは、インク液滴を吐出して前記シートに画像を形成する記録ユニットであって、インク消費により重量が変化する記録ユニットであり、
前記制御装置は、前記記録ユニットにおけるインクの残存量を推定する残存量推定手段を備え、
前記除去手段は、前記記録ユニットの前記シートとの接触以外の外乱として、前記記録ユニットの運動に伴って生じる動摩擦力に起因する成分を除去する構成にされ、前記残存量推定手段により推定された前記残存量に基づき、前記記録ユニットの重量に応じた前記動摩擦力を推定し、前記動摩擦力に起因する成分を除去すること
を特徴とする請求項13記載の画像形成システム。 - 前記記録ユニットは、インク液滴を吐出して前記シートに画像を形成する記録ユニットであって、独立したインクタンクからのインク供給を、当該記録ユニットと前記インクタンクとを接続するチューブを介して受けるものであり、
前記除去手段は、前記記録ユニットの前記シートとの接触以外の外乱として、前記チューブから前記記録ユニットに作用する外力であって、前記記録ユニットの位置及び変位方向に応じて変化する外力に起因する成分を除去すること
を特徴とする請求項13又は請求項14記載の画像形成システム。
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