JP2014048931A - 制御装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】誤計測による影響を抑えて、接触事象を適切に検知可能とする。
【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４１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^*と操作量Ｕとの差分信号（Ｕ−Ｕ^*）をローパスフィルタで濾波することにより反力推定値τ１を得る。異常判定ユニット１６０は、この反力推定値τ１から動摩擦力成分が除去された反力推定値τと閾値Ｈ１との比較により、反力異常の有無を判定する。一方、誤計測判定ユニット１８０は、エンコーダ５５を用いて計測されたキャリッジ４１の速度Ｖの変化量δと閾値Ｈ２との比較により、エンコーダ汚れ等による誤計測の有無を判定する。そして、操作量演算ユニット１７０は、誤計測が生じていないと判定されているときに、反力異常が生じたと判定された場合に限って、ジャムが発生したことを検知する。
【選択図】図４

Description

本発明は、被駆動物の運動を制御する制御装置、及び、この制御装置を備えた画像形成システムに関する。

従来、エンコーダからの出力信号であるエンコーダ信号に基づき、記録ヘッドの搭載されたキャリッジの運動を制御する画像形成システムが知られている。また、この種の画像形成システムとしては、キャリッジの定速領域において、エンコーダ信号の周期異常を検出し、周期異常が検出された後の周期に基づいて、周期異常の発生原因が、エンコーダの汚れによるものであるのか、それともジャムによるものであるのかを判定するシステムが知られている。具体的には、周期異常が決められた回数連続した場合には、この異常がジャムによるものであると判定し、周期異常が決められた回数より少ない回数しか連続しなかった場合には、この異常がエンコーダの汚れによるものであると判定するシステムが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２８４９２４号公報

ところで、上述の従来技術によれば、定速領域でしかエンコーダ信号の周期異常がジャムによるものであるのか、エンコーダの汚れによるものであるのかを正確に判定することができない。また、周期異常の回数によって異常の種類を判別する手法では、その判別に時間を要する。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、計測器の誤計測による影響を抑えて、被駆動物の異物との接触を適切に検知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本発明の制御装置は、モータと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、被駆動物の運動を制御する制御装置であって、演算手段と、計測手段と、逆モデル入力手段と、差分信号生成手段と、異常判定手段と、誤計測判定手段と、接触検知手段と、を備えるものである。

この制御装置における演算手段は、制御対象に入力する操作量を演算し、計測手段は、制御対象の制御量を計測する。一方、逆モデル入力手段は、計測手段による制御量の計測信号を、制御対象の入出力特性を表すモデルの逆モデルに入力し、差分信号生成手段は、この逆モデルの出力と制御対象に入力される上記操作量との差分信号を生成する。

異常判定手段は、この差分信号生成手段により生成された差分信号に基づき、当該差分信号が異常な状態であるか否かを判定する。一方、誤計測判定手段は、計測手段にて制御量の誤計測が生じたか否かを判定する。

そして、接触検知手段は、誤計測判定手段により誤計測が生じていないと判定され、且つ、異常判定手段により上記異常な状態であると判定されたことを条件に、被駆動物が異物と接触する事象が発生したことを検知する。接触検知手段は、例えば、被駆動物が異物と接触する事象が発生したことを検知した際、被駆動物を停止させる構成にすることができる。

上記差分信号に基づき、被駆動物と異物との接触事象を検知する場合には、被駆動物が異物と接触した際にモータに作用する負荷が増大することにより、差分信号が大きく変化する現象を利用して、その接触事象を検知することになるが、このような差分信号が大きく変化する現象は、制御量の誤計測が生じたときにも生じる。

そこで、本発明では、制御量の誤計測が生じていないと判定されていることを条件に、接触事象の発生を検知する。従って、本発明によれば、逆モデルの出力と操作量との差分信号に基づき接触事象を検知する場合に、誤計測に起因する接触事象の誤検知を抑えることができ、接触事象を高精度に検知することができる。また、上記差分信号に基づき接触事象を検知する場合には、被駆動物が定速領域になくとも、接触事象を検知することができる。従って、本発明は、誤計測による影響を抑えて被駆動物の異物との接触を検知するのに好適な技術と言える。

ところで、異常判定手段は、上記差分信号から推定される制御対象に生じた外乱量が閾値より大きい場合に、上記差分信号が異常な状態であると判定することができる。このように制御装置を構成すれば、差分信号の異常を迅速に検知することができ、結果として、高精度且つ迅速に、接触事象を検知することができる。

また、誤計測判定手段は、計測手段により計測された制御量の所定期間当たりの変化量が基準値より大きい場合に、誤計測が生じたと判定することができる。このように制御装置を構成すれば、制御量の誤計測を迅速に検知することができ、結果として、迅速に接触事象を検知することができる。付言すると、誤計測判定手段は、所定期間当たり変化量としての計測手段により計測された最新の制御量と直前に計測された制御量との差分が基準値より大きい場合に、誤計測が生じたと判定する構成にすることができる。

また、被駆動物の速度を制御する場合、計測手段は、制御量として、被駆動物の速度を表す物理量を計測する構成にすることができる。そして、誤計測判定手段は、計測手段により計測された物理量が表す被駆動物の速度についての所定期間当たりの変化量が基準値より大きい場合に、誤計測が生じたと判定する構成にすることができる。

この他、計測手段は、エンコーダを含み、エンコーダの出力に基づき、制御量を計測する構成にすることができる。そして、誤計測判定手段は、このエンコーダの汚れに起因する誤計測の発生有無を判定する構成にすることができる。エンコーダとしては、被駆動物の運動に伴って相対位置が互いに変化するスケールと光学素子とを有し、スケールを光学素子により光学的に読み取って被駆動物の運動に応じた信号を出力するものを一例に挙げることができる。

また、本発明の制御装置は、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の運動を制御する装置に適用することができ、接触検知手段は、記録ユニットが異物としてのシートに接触する事象が発生したことを検知する構成にすることができる。

また、本発明の画像形成システムは、搬送されるシートに画像を形成する画像形成システムに、上述した制御装置に対応する技術的思想を適用したものであり、記録ユニット搬送機構と、制御装置と、を備える。この画像形成システムにおける記録ユニット搬送機構は、シートに画像を形成する記録ユニットと、記録ユニットを駆動するモータと、を備える。この記録ユニット搬送機構では、記録ユニットがモータによって駆動されてシートに対して変位する。一方、制御装置は、記録ユニット搬送機構を制御対象として記録ユニットの運動を制御するものであり、演算手段と、計測手段と、逆モデル入力手段と、差分信号生成手段と、異常判定手段と、誤計測判定手段と、接触検知手段と、を備える。

演算手段は、モータの操作量を演算し、計測手段は、この操作量に対応する制御量として、記録ユニットの運動状態を表す物理量を計測する。逆モデル入力手段は、計測手段による上記物理量の計測信号を、制御対象の入出力特性を表すモデルの逆モデルに入力し、差分信号生成手段は、逆モデルの出力とモータに入力される操作量との差分信号を生成する。

異常判定手段は、差分信号生成手段により生成された差分信号に基づき、当該差分信号が異常な状態であるか否かを判定し、誤計測判定手段は、計測手段にて上記物理量の誤計測が生じたか否かを判定する。そして、接触検知手段は、誤計測判定手段により誤計測が生じていないと判定され、且つ、異常判定手段により上記異常な状態であると判定されたことを条件に、記録ユニットがシートと接触する事象が発生したことを検知する。

本発明の画像形成システムによれば、上述した制御装置と同様、誤計測に起因する記録ユニットとシートとの接触事象の誤検知を抑えることができる。従って、本発明によれば、優れた画像形成システムを提供することができる。

プリンタ装置１の構成を表すブロック図である。 キャリッジ搬送機構４０及び用紙搬送機構６０に関する説明図である。 キャリッジ搬送機構４０の詳細構成を表す上面図である。 ＣＲモータ制御部３１の詳細構成を表すブロック図である。 ＣＲモータ制御部３１の詳細構成を表すブロック図である。 反力推定値τ１の変動態様を表すグラフである。 操作量演算ユニット１７０が実行するキャリッジ４１の搬送制御に関するフローチャートである。 誤計測発生時及びジャム発生時の目標速度Ｖｒに対する計測速度Ｖの変動態様を表すグラフ（Ａ）及び、その時の反力推定値τの変動態様を表すグラフ（Ｂ）である。 誤計測発生時の目標速度Ｖｒに対する計測速度Ｖの変動態様を表すグラフ（Ａ）及び、その時の反力推定値τの変動態様を表すグラフ（Ｂ）である。 閾値Ｈ１，Ｈ２の決定方法を説明した図（Ａ）及び許容時間Ｔｊａｍを示した反力推定値τの時間変化を示すグラフ（Ｂ）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。

更に、このプリンタ装置１は、用紙Ｑに画像を形成するための構成として、記録ヘッド２１と、駆動回路２３と、を備え、記録ヘッド２１を主走査方向に搬送するための構成として、キャリッジ搬送機構４０と、ＣＲ（キャリッジ）モータ５１と、駆動回路５３と、を備え、用紙Ｑを主走査方向とは直交する副走査方向に搬送するための構成として、用紙搬送機構６０と、ＬＦモータ７１と、駆動回路７３と、を備える。

この他、プリンタ装置１は、記録ヘッド２１が搭載されるキャリッジ４１の位置及び速度を計測可能なエンコーダ５５、及び、用紙Ｑの搬送量及び搬送速度を計測可能なエンコーダ７５を備える。

詳述すると、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記録されたプログラムに従う処理を実行することにより、プリンタ装置１を統括制御して、各種機能を実現する。ＲＯＭ１２は、各種プログラムを記憶し、ＲＡＭ１３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。ＥＥＰＲＯＭ１５は、電気的にデータ書換可能な不揮発性メモリとして、各種設定情報を記憶する。

ユーザインタフェース１７は、プリンタ装置１を利用するユーザに向けて各種情報を表示するためのディスプレイ、及び、ユーザからプリンタ装置１への各種操作情報を受け付けるための操作デバイスを備える。接続インタフェース１９は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３とプリンタ装置１とを接続するためのインタフェース（例えばＵＳＢインタフェース）であり、ＰＣ３からの印刷命令や印刷対象データを受信可能に構成される。

ＣＰＵ１１は、接続インタフェース１９を通じてＰＣ３から印刷命令及び印刷対象データを受信すると、印字制御部２０及びモータ制御部３０に指令入力することによって、印字制御部２０に、記録ヘッド２１からのインク液滴の吐出制御を実行させ、モータ制御部３０に、ＣＲモータ５１及びＬＦモータ７１の制御によるキャリッジ４１及び用紙Ｑの搬送制御を実行させる。これによって、用紙Ｑに印刷対象データに基づく画像を形成する。

記録ヘッド２１は、インク液滴を吐出するためのノズルが複数配列された周知のインクジェットヘッドである。この記録ヘッド２１は、駆動回路２３により駆動され、ノズル面に対向する用紙Ｑの領域にインク液滴を吐出する。

印字制御部２０は、ＣＰＵ１１からの指令に基づき、用紙Ｑに印刷対象データに基づく画像が形成されるように、駆動回路２３に対して制御信号を入力し、この動作によって、記録ヘッド２１によるインク液滴の吐出制御を実現する。

一方、キャリッジ搬送機構４０は、図２に示すように、ＣＲモータ５１に駆動されて回転するベルト機構４３を備え、このベルト機構４３により、記録ヘッド２１を搭載するキャリッジ４１を主走査方向に搬送する。このキャリッジ搬送機構４０は、図３に示すように、キャリッジ４１、ベルト機構４３、及び、ガイドレール４５０，４７０を備える。

ベルト機構４３は、主走査方向に一列に配置された駆動プーリ４３１及び従動プーリ４３３と、駆動プーリ４３１と従動プーリ４３３との間に巻回されたベルト４３５と、を備える。このベルト機構４３では、駆動プーリ４３１がＣＲモータ５１からの動力を受けて回転し、ベルト４３５及び従動プーリ４３３が、駆動プーリ４３１の回転に伴って、従動回転する。キャリッジ４１は、このように動作するベルト４３５に固定される。

また、ガイドレール４５０は、主走査方向に沿って延設され、主走査方向に垂直な断面がＬ字形状の部材４５により構成される。この他、ガイドレール４７０は、ガイドレール４５０とは副走査方向に離れた位置で、ガイドレール４５０と平行に設けられる。ガイドレール４７０を構成する部材４７は、主走査方向に垂直な断面がＬ字形状の部材であり、部材４５よりも副走査方向上流に設けられる。

ベルト機構４３は、この部材４７のガイドレール４７０を構成する部位から副走査方向上流の領域に設置される。また、部材４７におけるベルト機構４３とガイドレール４７０との間の領域には、リニアエンコーダを構成するエンコーダスケール５５１が主走査方向に沿って設けられる。

キャリッジ４１は、下面部に、ガイドレール４５０，４７０の形状に対応する主走査方向の溝（図示せず）を備え、上面部に、エンコーダスケール５５１の形状に対応する主走査方向の溝４１０を備える。溝４１０には、エンコーダスケール５５１を読取可能な光学センサ５５３が搭載され、このキャリッジ４１には、用紙Ｑに対してインク液滴を吐出可能に、記録ヘッド２１が搭載される。

キャリッジ４１は、下面部の溝（図示せず）にガイドレール４５０，４７０が配置されるように、ガイドレール４５０，４７０上に載置される。この載置によって、キャリッジ４１は、ＣＲモータ５１が回転すると、ベルト４３５の回転に連動して、ガイドレール４５０，４７０に案内され、主走査方向に移動する。また、記録ヘッド２１は、このキャリッジ４１の移動に伴って、主走査方向に搬送される。

エンコーダ５５は、キャリッジ４１の溝４１０に配置された上記エンコーダスケール５５１と上記光学センサ５５３とを備えるものであり、これらの要素によりキャリッジ４１の位置及び速度を計測可能なリニアエンコーダとして構成される。エンコーダ５５は、周知のリニアエンコーダと同様に、エンコーダスケール５５１において等間隔に設けられた目盛りを光学センサ５５３で光学的に読み取る。

即ち、エンコーダ５５は、キャリッジ４１が主走査方向に移動すると、部材４７に固定されたエンコーダスケール５５１と、キャリッジ４１と共に移動する光学センサ５５３との相対位置が変化する現象を利用して、光学センサ５５３でエンコーダスケール５５１の目盛り（スリット等）を読み取り、エンコーダ信号として、キャリッジ４１の主走査方向の変位に応じたパルス信号を出力する。本実施例では、このエンコーダ５５の出力信号（エンコーダ信号）に基づき、主走査方向におけるキャリッジ４１の位置及び速度（間接的には記録へッド２１の位置及び速度）が計測される。

この他、モータ制御部３０（図１参照）は、ＣＲモータ５１の制御により、キャリッジ４１の主走査方向への搬送制御を行うＣＲモータ制御部３１を備える。このＣＲモータ制御部３１は、ＣＰＵ１１からの指令に従って、駆動回路５３に対する入力信号としてのＰＷＭ信号を生成し、直流モータで構成されるＣＲモータ５１を制御する。この際、ＣＲモータ制御部３１は、エンコーダ５５の出力信号に基づいたフィードバック制御により、キャリッジ４１の速度を制御する。また、駆動回路５３は、ＣＲモータ制御部３１から入力されるＰＷＭ信号に従う駆動電流でＣＲモータ５１を駆動する。

また、用紙搬送機構６０は、図２に示すように、ＬＦモータ７１に駆動されて副走査方向に回転する、主走査方向に平行な軸を有する少なくとも一つのローラ６１を備える。用紙搬送機構６０は、トレイから供給された用紙Ｑを、ローラ６１の回転により副走査方向に搬送し、用紙Ｑを記録ヘッド２１によるインク液滴の吐出位置に送出する。

モータ制御部３０（図１参照）は、ＬＦモータ７１の制御により、用紙Ｑの副走査方向への搬送制御を行うＬＦモータ制御部３５を備える。このＬＦモータ制御部３５は、ＣＰＵ１１からの指令に従って、駆動回路７３に対する入力信号としてのＰＷＭ信号を生成し、直流モータで構成されるＬＦモータ７１を制御する。この際、ＬＦモータ制御部３５は、ＬＦモータ７１、ローラ６１又はこれらの間の伝達系、に設けられたロータリエンコーダとしてのエンコーダ７５からの出力信号に基づいたフィードバック制御により、用紙Ｑの搬送制御を行う。また、駆動回路７３は、ＬＦモータ制御部３５から入力されるＰＷＭ信号に従ってＬＦモータ７１を駆動する。

プリンタ装置１が備えるＣＰＵ１１は、接続インタフェース１９を通じて印刷指令及び印刷対象データが入力されると、上記印字制御部２０を動作させて、印刷対象データに基づく画像を用紙Ｑに形成させるためのインク液滴の吐出動作を記録ヘッド２１に実行させると共に、ＣＲモータ制御部３１を動作させて、キャリッジ４１を主走査方向に移動させ、更に、キャリッジ４１が、主走査方向の折返し地点に到達する度に、ＬＦモータ制御部３５を動作させて、用紙Ｑを所定量副走査方向に送出することにより、用紙Ｑに対して段階的に画像を形成し、印刷対象データに基づく画像を形成する。

続いて、ＣＲモータ制御部３１の構成を、図４を用いて説明する。同図に示すように、本実施例のＣＲモータ制御部３１は、エンコーダ信号処理ユニット１１０と、外乱オブザーバ１３０と、判定用反力推定ユニット１４０と、異常判定ユニット１６０と、操作量演算ユニット１７０と、誤計測判定ユニット１８０と、ＰＷＭ信号生成回路１９０と、を備える。

エンコーダ信号処理ユニット１１０は、エンコーダ５５の出力信号に基づき、キャリッジ４１の位置Ｘ及び速度Ｖを計測するものである。周知のようにキャリッジ４１の速度計測は、上記出力信号としてエンコーダ５５から出力されるパルス信号のパルスエッジ間隔（時間間隔）を計測することにより実現できる。また、キャリッジ４１の位置計測については、所定の原点位置にキャリッジ４１を配置してからのエンコーダ５５からの入力パルス数をカウントすることにより計測することができる。具体的には、キャリッジ４１が正方向に変位している場合にはパルス入力毎に１加算し、キャリッジ４１が負方向に変位している場合にはパルス入力毎に１減算するように、入力パルス数をカウントすることによりキャリッジ４１の位置Ｘを計測することができる。周知のように、エンコーダ５５からは、Ａ相信号及びＢ相信号が出力される。キャリッジ４１の変位方向については、これらＡ相信号及びＢ相信号の位相差により特定することができる。

また、外乱オブザーバ１３０は、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測されたキャリッジ４１の速度Ｖと、操作量演算ユニット１７０から出力されるＣＲモータ５１に対する操作量Ｕと、に基づき、キャリッジ４１の搬送方向に対応するＣＲモータ５１の回転方向とは反対方向に作用する力である反力を推定し、その反力推定値τ１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、この外乱オブザーバ１３０で推定された反力推定値τ１からジャムの検知に不要な成分を除去し、除去後の反力推定値τを異常判定ユニット１６０に入力する。

異常判定ユニット１６０は、この判定用反力推定ユニット１４０から入力される反力推定値τに基づき、反力推定値τが異常であるか否かを判定する。そして、異常と判定した場合には、そのことを表すフラグＦ１＝１を操作量演算ユニット１７０に入力し、異常でないと判定した場合には、そのことを表すフラグＦ１＝０を操作量演算ユニット１７０に入力する。反力推定値τの異常は、例えば、キャリッジ４１と用紙Ｑとが接触する事象であるジャムを原因として生じたり、速度Ｖの誤計測を原因として生じたりする。

操作量演算ユニット１７０は、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測されたキャリッジ４１の速度Ｖに基づいて、キャリッジ４１が目標速度Ｖｒに追従するようなＣＲモータ５１に対する操作量Ｕを演算し、その操作量Ｕを、ＰＷＭ信号生成回路１９０に入力することにより、キャリッジ４１の速度制御を行う。本実施例では、操作量Ｕとして、ＣＲモータ５１に対する電流指令値を算出し、これをＰＷＭ信号生成回路１９０に入力する。また、操作量演算ユニット１７０は、異常判定ユニット１６０から入力されるフラグＦ１と、誤計測判定ユニット１８０から入力されるフラグＦ２とに基づいて、ジャムの発生を検知する。そして、ジャムの発生を検知した場合には、ＣＲモータ５１及びキャリッジ４１を停止させるための操作量Ｕを演算し、これをＰＷＭ信号生成回路１９０に入力する。

誤計測判定ユニット１８０は、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測されたキャリッジ４１の速度Ｖの時間変化に基づいて、速度Ｖの誤計測が生じたか否かを判定し、誤計測が生じたと判定した場合には、そのことを表すフラグＦ２＝１を操作量演算ユニット１７０に入力し、誤計測が生じていないと判定した場合には、そのことを表すフラグＦ２＝０を操作量演算ユニット１７０に入力する。

ＰＷＭ信号生成回路１９０は、この操作量演算ユニット１７０から入力される操作量Ｕに対応した駆動電流でＣＲモータ５１が駆動されるようなＰＷＭ信号を生成し、これを駆動回路５３に入力する。

続いては、図５を用いて、ＣＲモータ制御部３１の詳細構成を更に説明する。ＣＲモータ制御部３１は、ハードウェア又はマイクロコンピュータによるソフトウェアの実行により実現される。外乱オブザーバ１３０では、入力ユニット１３１が、エンコーダ信号処理ユニット１１０による速度Ｖの計測信号（例えば計測された速度Ｖの時系列データ）を、制御対象の逆モデルＰ^-1に入力する。ここで言う制御対象の逆モデルＰ^-1は、ＣＲモータ５１に対する操作量Ｕと制御対象の制御量（キャリッジ４１の速度Ｖ）との入出力特性モデルＰ＝Ｖ／Ｕ、換言すれば操作量Ｕから制御量Ｖへの数学モデルである伝達関数Ｐ＝Ｖ／Ｕの逆モデルＰ^-1のことである。以下で表現する「制御対象」は、操作量Ｕにより制御量Ｖを実現する駆動系のことを言う。この駆動系には、少なくともＰＷＭ信号生成回路１９０、ＣＲモータ５１及びキャリッジ搬送機構４０が含まれる。

外乱オブザーバ１３０では、減算器１３３が、この逆モデルＰ^-1の出力Ｕ^*と、操作量演算ユニット１７０から出力されるＣＲモータ５１に対する操作量Ｕとの差分（Ｕ−Ｕ^*）を表す信号（差分信号）を生成し、この差分信号をローパスフィルタ１３５に入力する。差分（Ｕ−Ｕ^*）は、逆モデルＰ^-1の出力Ｕ^*に含まれる外乱成分の量に対応し、制御対象の反力の大きさを表す。

ローパスフィルタ１３５は、カットオフ周波数ω１の１次ローパスフィルタとして構成され、入力された差分信号を濾波して、その濾波信号である高周波成分減衰後の差分信号を、判定用反力推定ユニット１４０に入力する。

付言すると、差分（Ｕ−Ｕ^*）は、操作量Ｕ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、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、差分（Ｕ−Ｕ^*）は、反力推定値τ１を表すものとして取り扱うことができる。即ち、外乱オブザーバ１３０は、差分信号をローパスフィルタ１３５により濾波したものを、反力推定値τ１（外乱の量）を表す信号として、判定用反力推定ユニット１４０に入力する。

また、カットオフ周波数ω１について詳述すると、本実施例のローパスフィルタ１３５に対しては、カットオフ周波数ω１として、制御誤差を抑える目的で設置される従来の外乱オブザーバのローパスフィルタよりも低い周波数が設定される。

従来の外乱オブザーバに対しては、外乱による制御誤差を抑えるために、差分信号（Ｕ−Ｕ^*）に含まれる制御対象の機械的特性による振動成分を減衰させないようなカットオフ周波数を設定していた。

これに対し、本実施例の外乱オブザーバ１３０は、ジャム等による反力推定値τの異常検知を目的としたものであるため、ローパスフィルタ１３５には、制御対象の機械的特性による振動成分が減衰するようなカットオフ周波数ω１を設定する。具体的には、この振動成分の周波数である振動周波数ωｒ未満のカットオフ周波数ω１を設定する。

図６（Ａ）示すグラフは、キャリッジ４１を停止状態から一定速度Ｖｃまで加速制御後、キャリッジ４１を一定速度Ｖｃに速度制御した場合に得られる反力推定値τ１であって、ローパスフィルタ１３５のカットオフ周波数ω１を、制御対象の機械的特性に応じた振動成分の周波数である振動周波数ωｒ未満としたときの反力推定値τ１を、横軸を時間、縦軸を反力推定値τ１として表したグラフである。一方、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）と同様の制御を行った場合に得られる反力推定値τ１であって、ローパスフィルタ１３５のカットオフ周波数ω１を、振動周波数ωｒより大きい値に設定したときの反力推定値τ１を、横軸を時間、縦軸を反力推定値τ１として表したグラフを示す。

このように、ローパスフィルタ１３５のカットオフ周波数ω１を振動周波数ωｒより大きい値に設定すると、加速に伴って反力推定値τ１に振動成分が大きく現れる。そして、振動成分が大きく現れた場合には、ジャム等による反力推定値τの異常が発生していないのにも拘らず、異常判定ユニット１６０において、反力推定値τの異常が検知されてしまう可能性がある。

このため、本実施例によれば、ローパスフィルタ１３５のカットオフ周波数ω１として、振動周波数ωｒより小さい値を設定し、上記振動成分により、誤って反力推定値τの異常が検知されてしまわないようにする。尚、振動周波数ωｒについては、プリンタ装置１を試験動作させて、その際に得られる減算器１３３の出力信号を周波数解析し、この周波数スペクトルのピークを検出することにより得ることができる。

カットオフ周波数ω１については、小さい値を設定する程、異常判定ユニット１６０による上記異常の誤検知を抑えることができるが、カットオフ周波数ω１を小さく設定し過ぎると、反力推定値τの変化が緩やかになり、ジャムが発生した際に、反力推定値τが異常な値を示すまでの時間が長くなる。

そこで、プリンタ装置１の設計に際しては、用紙Ｑとキャリッジ４１とが接触し始めてから異常が検知されるまでの時間の許容範囲である許容時間Ｔｊａｍを定め、この許容時間Ｔｊａｍに基づいて、カットオフ周波数ω１を、２π／Ｔｊａｍより大きい値に定めると良い。尚、ここでは「カットオフ周波数」ω１と表現しているが、ω１は、角周波数を表すものであることを念のため言及しておく。

カットオフ周波数ω１を、２π／Ｔｊａｍより大きい値に設定すると、用紙Ｑとキャリッジ４１とが接触し始めてから時間Ｔｊａｍ以内に、この接触の影響が明確に反力推定値τに現れ、反力推定値τの異常を高精度に検知することができる。

判定用反力推定ユニット１４０（図５参照）は、このように構成された外乱オブザーバ１３０からの入力信号が示す反力推定値τ１から、動摩擦力に対応する反力μＮを減算することにより、入出力特性モデルＰでは考慮されていない動摩擦力成分を除去し、その除去後の反力推定値τ＝τ１−μＮを異常判定ユニット１６０に入力する。具体的に、本実施例では、動摩擦係数μ及び抗力Ｎが一定であるものとみなし、一定の動摩擦力μＮに基づく反力推定値τ＝τ１−μＮを異常判定ユニット１６０に入力することができる。

但し、キャリッジ４１が静止している状態では、反力推定値τ１に動摩擦力成分は含まれない。また、動摩擦力は、キャリッジ４１の搬送方向とは逆方向に働くものであるので、反力推定値τ１から動摩擦力成分μＮを減算した値が負値となるのは不自然である。

このため、判定用反力推定ユニット１４０は、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測された速度Ｖに基づき、当該速度Ｖがゼロ（Ｖ＝０）、又は、反力推定値τ１がμＮ以下（τ１≦μＮ）であるときには、反力推定値τとしてゼロ（τ＝０）を異常判定ユニット１６０に入力し、それ以外の場合（Ｖ＞０且つτ１＞μＮである場合）に限って、反力推定値τ１から動摩擦力成分μＮを減算してなる反力推定値τ＝τ１−μＮを異常判定ユニット１６０に入力する。

異常判定ユニット１６０は、このようにして判定用反力推定ユニット１４０から入力される反力推定値τを、予め設定された閾値Ｈ１と比較し、その絶対値｜τ｜が閾値Ｈ１以上であるときには、フラグＦ１＝１を出力し、絶対値｜τ｜が閾値Ｈ１未満であるときには、フラグＦ１＝０を出力する。このようにして、異常判定ユニット１６０は、反力推定値τが異常であるか否かを判定し、異常と判定した場合には、フラグＦ１＝１を出力し、そうでない場合には、フラグＦ１＝０を出力する。

この他、操作量演算ユニット１７０は、フラグＦ１＝０である通常時には、ＣＰＵ１１から設定された速度プロファイルに基づく現時刻での目標速度Ｖｒと、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測された速度Ｖと、に基づいて、キャリッジ４１が目標速度Ｖｒに追従するような操作量Ｕを演算し、この操作量ＵをＰＷＭ信号生成回路１９０に入力する。即ち、操作量演算ユニット１７０は、速度プロファイルに基づくキャリッジ４１の速度制御を行う。速度プロファイルは、制御開始時からの各時刻における目標速度Ｖｒの軌跡を表す。

例えば、操作量演算ユニット１７０は、速度プロファイルから特定される現時刻の目標速度Ｖｒから上記計測された速度Ｖを減算し、その差分（Ｖｒ−Ｖ）を出力する減算器１７１と、減算器１７１の出力（Ｖｒ−Ｖ）にゲインＫｐを作用させて操作量Ｕ＝Ｋｐ（Ｖｒ−Ｖ）を出力する比例制御器１７３としての機能を有した構成にされる。この機能は、ハードウェア又はマイクロコンピュータによるソフトウェアの実行により実現される。

一方、操作量演算ユニット１７０は、キャリッジ４１の速度Ｖに関する誤計測が生じておらず、フラグＦ２＝０であるときに、フラグＦ１＝１が入力されると、反力推定値τの異常がジャムの発生によるものであるとみなして、ＣＲモータ５１及びキャリッジ４１を停止させるための操作量Ｕを演算し、これをＰＷＭ信号生成回路１９０に入力する停止処理を実行する。

ここで、操作量演算ユニット１７０の処理動作の詳細を、図７を用いて説明する。操作量演算ユニット１７０は、ＣＰＵ１１からの指令に基づき、ＣＲモータ５１の制御、換言すれば、キャリッジ４１の搬送制御を開始すると、速度プロファイルに基づく現時刻での目標速度Ｖｒと、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測された速度Ｖとに基づいて、キャリッジ４１が目標速度Ｖｒに追従するような操作量Ｕを演算する（Ｓ１１０）。

その後、操作量演算ユニット１７０は、誤計測判定ユニット１８０から入力されるフラグＦ２が値１であるか否かを判断し、値１であると判断すると（Ｓ１２０でＹｅｓ）、Ｓ１４０に移行し、値ゼロであると判断すると（Ｓ１２０でＮｏ）、Ｓ１３０に移行する。

Ｓ１３０に移行すると、操作量演算ユニット１７０は、異常判定ユニット１６０から入力されるフラグＦ１が値１であるか否かを判断し、フラグＦ１が値１であると判断すると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、Ｓ１６０に移行し、フラグＦ１が値ゼロであると判断すると（Ｓ１３０でＮｏ）、Ｓ１４０に移行する。即ち、Ｓ１２０，Ｓ１３０によれば、誤計測判定ユニット１８０において誤計測が生じていないと判定され、且つ、異常判定ユニット１６０において反力推定値τが異常であると判定されていることを条件に、Ｓ１６０に移行し、それ以外の場合には、Ｓ１４０に移行する。

Ｓ１４０に移行すると、操作量演算ユニット１７０は、Ｓ１１０で算出した操作量ＵをＰＷＭ信号生成回路１９０に入力し、この操作量Ｕに対応する駆動電流でＣＲモータ５１が駆動されて、キャリッジ４１が搬送されるようにする（Ｓ１４０）。即ち、本実施例では、異常判定ユニット１６０において反力推定値τが異常であると判定された場合でも、誤計測判定ユニット１８０において誤計測が生じていると判定されている場合には、この異常が誤計測によるものであるとみなして、フラグＦ１，Ｆ２が共に値ゼロである通常時と同様に、速度プロファイルに基づく操作量ＵをＰＷＭ信号生成回路１９０に入力する。

Ｓ１４０での処理を終えると、操作量演算ユニット１７０は、キャリッジ４１の搬送制御の終了条件が満足されたか否かを判断し（Ｓ１５０）、終了条件が満足されていないと判断した場合には（Ｓ１５０でＮｏ）、Ｓ１１０に移行する。このようにして、操作量演算ユニット１７０は、誤計測判定ユニット１８０において誤計測が生じていると判定されている場合（Ｓ１２０でＹｅｓ）、又は、異常判定ユニット１６０において反力推定値τが正常であると判定されている場合（Ｓ１３０でＮｏ）には、Ｓ１１０〜Ｓ１５０の処理を繰り返し実行する。そして、終了条件が満足されると（Ｓ１５０でＹｅｓ）、キャリッジ４１の搬送制御を終了する。

Ｓ１５０では、例えば、速度プロファイルに基づく制御終了時刻に達すると、終了条件が満足されたとして、キャリッジ４１の搬送制御を終了することができる。この他、一定時間キャリッジ４１が停止したことを条件に、キャリッジ４１の搬送制御を終了することも可能である。

一方、操作量演算ユニット１７０は、誤計測判定ユニット１８０において誤計測が生じていないと判定され、且つ、異常判定ユニット１６０において反力推定値τが異常であると判定されると、異常判定ユニット１６０によって検知された異常を、ジャムによる反力推定値τの異常であるとみなして（即ちジャムが発生したとみなして）、Ｓ１６０に移行する。そして、ＣＲモータ５１及びキャリッジ４１の停止処理を実行しつつ（Ｓ１６０）、ＣＰＵ１１に対し、ジャムが発生した旨のエラー通知を行う（Ｓ１７０）。

上記停止処理は、例えば、Ｓ１１０で演算された操作量Ｕを用いずに、操作量Ｕ＝ゼロをＰＷＭ信号生成回路１９０に入力する処理にて実現することができる。別例として、停止処理では、ＣＲモータ５１が減速及び停止するように、操作量Ｕを搬送方向に対してマイナス出力してもよい。この他、ＣＰＵ１１は、上記エラー通知を受けて、ユーザインタフェース１７のディスプレイを通じたメッセージ表示やブザー音の出力によるエラー通知をユーザに向けて行うことができる。

操作量演算ユニット１７０は、このような停止処理（Ｓ１６０）及びエラー通知（Ｓ１７０）をキャリッジ４１が停止するまで継続的に実行し、キャリッジ４１が停止したと判断すると（Ｓ１８０でＹｅｓ）、キャリッジ４１の搬送制御を終了する。

本実施例のＣＲモータ制御部３１は、このような構成及び動作により、キャリッジ４１の速度フィードバック制御を行うと共に、異常判定ユニット１６０及び誤計測判定ユニット１８０の出力フラグＦ１，Ｆ２に基づいたジャム検知及びＣＲモータ５１及びキャリッジ４１の停止処理を行う。

続いて、誤計測判定ユニット１８０の詳細を説明する。図５に示すように誤計測判定ユニット１８０は、変化量演算ユニット１８１と、主判定ユニット１８５と、を備える。この誤計測判定ユニット１８０は、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測されたキャリッジ４１の速度Ｖについてのサンプリング周期当たりの変化量｜δ｜が閾値Ｈ２以上である場合には、速度Ｖの誤計測が生じたと判定して、フラグＦ２＝１を出力し、変化量｜δ｜が閾値Ｈ２未満である場合には、速度Ｖの誤計測は生じていないと判定して、フラグＦ２＝０を出力する。

この誤計測判定ユニット１８０においては、変化量演算ユニット１８１が、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測されたキャリッジ４１の速度Ｖを所定のサンプリング周期毎に取得し、速度Ｖについての最新の取得値Ｖｎと１サンプリング周期前の速度Ｖの取得値Ｖｐとの差分Ｖｎ−Ｖｐを、速度Ｖの変化量δ＝Ｖｎ−Ｖｐとして出力する。

主判定ユニット１８５は、この変化量δが閾値Ｈ２以上であるとき、フラグＦ２として値１を出力し、この変化量δが閾値Ｈ２未満であるとき、フラグＦ２として値ゼロを出力する。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）には、誤計測が生じ、その後にジャムが生じた場合におけるキャリッジ４１の目標速度Ｖｒ及び計測速度Ｖの変動態様、並びに、反力推定値τの変動態様を示す。ここで言う計測速度Ｖは、エンコーダ信号処理ユニット１１０により計測されたキャリッジ４１の速度Ｖのことである。

図８（Ａ）のグラフ内に示す破線は、キャリッジ４１を主走査方向に搬送制御するときの速度プロファイル（目標速度Ｖｒの軌跡）である。一方、図８（Ａ）のグラフ内に示す実線は、このような搬送制御が行われた場合の計測速度Ｖの一例を表すものである。更に、図８（Ｂ）のグラフ内に示す実線は、反力推定値τを表し、図８（Ｂ）のグラフ内に示す破線は、上述した閾値Ｈ１を表す。

図８（Ｂ）からも理解できるように、誤計測によりエンコーダ信号処理ユニット１１０によるキャリッジ４１の計測速度Ｖが大きく変化すると、反力推定値τには、閾値Ｈ１を超えるような大きな変化が生じる。そして、反力推定値τにこのような変化が生じた場合に、無条件に、この事象（反力推定値τの異常）をジャムによるものとみなすと、速度Ｖの誤計測の影響を受けて、ジャムが誤検知されることになる。尚、ジャムが発生した際にも反力推定値τが上昇することは、同じく図８（Ａ）及び図８（Ｂ）から理解できる。

このため、本実施例では、設計段階で閾値Ｈ２を調整し、この閾値Ｈ２を基準に速度Ｖの誤計測を検知し、速度Ｖの誤計測が生じた場合には、誤計測判定ユニット１８０からフラグＦ２＝１を出力することで、ジャムの誤検知を抑える。但し、本実施例では、誤計測として、エンコーダ５５の汚れによる誤計測を想定している。

周知のように、エンコーダ５５においては、エンコーダスケール５５１にインクが付着するなどして汚れが生じると、この汚れが原因で正確な目盛りの読取が阻害され、エンコーダ５５から不連続なパルス間隔のパルス信号がエンコーダ信号処理ユニット１１０に入力される。このことが原因で、エンコーダ信号処理ユニット１１０では、速度Ｖの誤計測が生じ、計測速度Ｖには、不連続な変動が現れる。

本実施例では、このような事象による速度Ｖの誤計測を検知して、ジャムの誤検知を抑えることができるように、反力推定値τが閾値Ｈ１を超えるようなエンコーダ５５の汚れによる計測速度Ｖの変動が生じた場合には、誤計測判定ユニット１８０からフラグＦ２＝１が出力され、それ以外の場合には、誤計測判定ユニット１８０からフラグＦ２＝０が出力されるように、閾値Ｈ２を設定する。

このように閾値Ｈ２を設定すれば、エンコーダ５５の汚れにより計測速度Ｖに不連続な変動が生じ、異常判定ユニット１６０において異常が検知されることがあっても、フラグＦ２＝１が操作量演算ユニット１７０に入力される結果、ジャムが検知されて、停止処理が実行されるのを回避することができる。

よって、本実施例のプリンタ装置１によれば、外乱オブザーバ１３０を用いて得られた反力推定値τに基づき、ジャムを検知する際に、エンコーダ５５の汚れによってジャムの誤検知が生じるのを抑えることができ、ユーザに不満が及ぶのを抑えることができるのである。即ち、ジャムが発生していないのにも拘らず、印刷プロセスが中断され、ジャムを解消するように指示するメッセージがユーザインタフェース１７を通じてユーザに表示されることにより、ユーザに不満が及ぶのを抑えることができる。

続いて、閾値Ｈ１，Ｈ２の適値の設定方法について詳述する。図８（Ａ）には、エンコーダ５５の汚れによって計測速度Ｖに大きな変化が生じる例を示したが、エンコーダ５５の汚れによって生じる計測速度Ｖの変化は、図９（Ａ）に示すように小さなものもある。

計測速度Ｖの変化が小さい場合には、反力推定値τの変化も小さいため、変化量｜δ｜が閾値Ｈ２を超えることがなくても、基本的には、異常判定ユニット１６０において反力推定値τの異常も検知されないため、ジャムの誤検知を回避することができる。但し、閾値Ｈ１，Ｈ２の組合せによっては、エンコーダ５５の汚れによる誤計測が、誤計測判定ユニット１８０において検知されないのに、異常判定ユニット１６０においては反力推定値τの異常が検知される場合が有り得る。このような場合には、ジャムの誤検知が生じる。

図９（Ａ）に示す例によれば、時刻ｔ２で生じた誤計測については、変化量｜δ｜が閾値Ｈ２以上である結果、誤計測判定ユニット１８０にて誤計測が検知される一方、時刻ｔ１で生じた誤計測については、変化量｜δ｜が閾値Ｈ２未満である結果、誤計測判定ユニット１８０にて誤計測が検知されない。

このような環境で、閾値Ｈ１を低く設定すると、図９（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１及び時刻ｔ２の夫々において、反力推定値τが閾値Ｈ１以上である結果、時刻ｔ１及び時刻ｔ２の夫々において、反力推定値τの異常が異常判定ユニット１６０で検知されてしまう。従って、時刻ｔ１においてジャムが誤検知されてしまう。

このようなジャムの誤検知は、閾値Ｈ１を上方に修正することで防ぐことができる。しかしながら、閾値Ｈ１を上方に修正することは、図８（Ｂ）に示す例からも理解できるように、ジャムが実際に発生した場合に、ジャムを検知するまでの時間が長くなることを招く。

そこで、速度Ｖの誤計測によるジャムの誤検知の影響を抑えて、ジャムを高精度且つ迅速に検知するためには、次の手順で閾値Ｈ１，Ｈ２を決定するとよい。まずは、図１０（Ａ）に示すように、実験データとして、ジャムが実際に発生しているときの反力推定値τの時系列データを取得する（Ｓ１）。

そして、この時系列データに基づいて、キャリッジ４１と用紙Ｑとの接触から、設計者が定める許容時間Ｔｊａｍ（図１０（Ｂ）参照）内にジャムを検知できるような閾値Ｈ１を求め、この閾値Ｈ１を異常判定ユニット１６０に設定する閾値に決定する（Ｓ２）。

更に、決定した閾値Ｈ１を基準に、誤計測によって反力推定値τが当該閾値Ｈ１となるときに予想される計測速度Ｖの変化量δ（１サンプリング周期での変化量）を、予測値δ０として算出する（Ｓ３）。

この予測値δ０については、シミュレーションにより算出することができる。例えば、ＣＲモータ制御部３１に採用される操作量Ｕ及び速度Ｖから反力推定値τへの数学モデル（反力推定値τの算出式）を用いて、反力推定値τ＝Ｈ１を設定したときの速度Ｖの変動をシミュレーションにより調べ、その速度Ｖについてのシミュレーション結果から予測値δ０を求めることができる。

そして、閾値Ｈ２については、この予測値δ０を基準に定める（Ｓ４）。具体的には、予測値δ０よりも若干小さい値に定めることができる。
このように閾値Ｈ１，Ｈ２を決定すると、許容時間内に迅速にジャムを検知することができる一方で、ジャムの誤検知の少ないプリンタ装置１を構成することができる。即ち、迅速且つ高精度にジャムを検知して、停止処理を実行し、ジャムの進行を抑えることのできるプリンタ装置１を構成することができる。

以上、本実施例のプリンタ装置１について説明したが、本実施例によれば、逆モデルの出力Ｕ^*と操作量Ｕとの差分（Ｕ−Ｕ^*）に基づいて、反力の異常有無を判定し、この判定結果を指標に、ジャムの発生を検知する。但し、反力の異常が検知されても、エンコーダ５５からの出力信号に基づくキャリッジ４１の計測速度Ｖのサンプリング周期当たりの変化量δが基準（閾値Ｈ２）以上であるときには、速度Ｖの誤計測により反力の異常が見かけ上現れているだけであるとみなして、ジャムの発生を検知しないようにする。

従って、本実施例によれば、エンコーダ５５による速度Ｖの誤計測によるジャムの誤検知を抑えて、高精度にジャムを検知することができる。そして、本実施例によれば、従来技術のように、エンコーダ５５から出力されるパルス信号を何周期にも亘って監視しなくとも、計測速度Ｖの変化量δ及び差分（Ｕ−Ｕ^*）に基づく反力推定値τからエンコーダ５５の汚れによる速度Ｖの誤計測の影響を抑えて、迅速にジャムを検知することができる。従って、本実施例によれば、従来技術に対して、優れたプリンタ装置１を提供することができる。

また、本実施例によれば、ジャムを迅速に検知して、キャリッジ４１を停止させることができるので、ジャムの進行を抑えることができる。従って、ジャムの進行によって用紙Ｑの取り出し作業が難解になるのを抑えることができると共に、ジャムの進行により記録ヘッド２１のノズル面が傷ついてしまうのを抑えることができる。

更に言えば、本実施例では、反力推定値τを得る際に用いる逆モデルの出力Ｕ^*と操作量Ｕとの差分信号から、この差分信号に含まれる制御対象の機械的特性に応じた振動成分をローパスフィルタ１３５により除去する。従って、振動成分に起因した反力推定値τの変動により、ジャムが誤検知されることについても抑えることができ、振動成分が大きく現れるキャリッジ４１の加速時などにおいて、誤計測の影響を抑えて、高精度にジャムを検知することができる。

以上に、本発明の実施例について説明したが、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、本発明は、その適用をインクジェットプリンタに限定されるものではなく、モータにより物体の運動を制御する制御装置であって、物体が異物に接触する可能性のある種々の制御装置に適用することができる。この他、本発明は、フィードバック制御系だけでなく、フィードフォワード制御系等にも適用可能であるし、速度制御系だけでなく、位置制御系等にも適用することができる。また、誤計測判定手段は、最新の取得速度と１サンプリング周期前の取得速度との差分によって誤計測の有無を判定するだけでなく、最新の取得速度と１サンプリング周期前の取得速度との傾きである加速度によって誤計測の有無を判定しても良い。また、複数サンプリング周期分の取得速度によって判定しても良いし、目標速度と取得速度との差分によって判定しても良い。

［対応関係］
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、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は、差分信号生成手段の一例に対応する。この他、異常判定ユニット１６０は、異常判定手段の一例に対応し、誤計測判定ユニット１８０は、誤計測判定手段の一例に対応する。そして、操作量演算ユニット１７０がＳ１３０で肯定判断する処理及びＳ１６０の処理は、接触検知手段に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、記録ユニット搬送機構の一例に対応する。

１…プリンタ装置、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１５…ＥＥＰＲＯＭ、１７…ユーザインタフェース、１９…接続インタフェース、２０…印字制御部、２１…記録ヘッド、３０…モータ制御部、３１…ＣＲモータ制御部、３５…ＬＦモータ制御部、４０…キャリッジ搬送機構、４１…キャリッジ、４３…ベルト機構、５１…ＣＲモータ、２３，５３，７３…駆動回路、５５，７５…エンコーダ、６０…用紙搬送機構、６１…ローラ、７１…ＬＦモータ、１１０…エンコーダ信号処理ユニット、１３０…外乱オブザーバ、１３１…入力ユニット、１３３，１７１…減算器、１３５…ローパスフィルタ、１４０…判定用反力推定ユニット、１６０…異常判定ユニット、１７０…操作量演算ユニット、１７３…比例制御器、１８０…誤計測判定ユニット、１８１…変化量演算ユニット、１８５…主判定ユニット、１９０…ＰＷＭ信号生成回路、４１０…溝、４３１…駆動プーリ、４３３…従動プーリ、４３５…ベルト、４５０，４７０…ガイドレール、５５１…エンコーダスケール、５５３…光学センサ

Claims (9)

1. 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に基づき、前記差分信号が異常な状態であるか否かを判定する異常判定手段と、
   前記計測手段にて前記制御量の誤計測が生じたか否かを判定する誤計測判定手段と、
   前記誤計測判定手段により前記誤計測が生じていないと判定され、且つ、前記異常判定手段により前記異常な状態であると判定されたことを条件に、前記被駆動物が異物と接触する事象が発生したことを検知する接触検知手段と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記異常判定手段は、前記差分信号から推定される前記制御対象に生じた外乱量が閾値より大きい場合に、前記異常な状態であると判定すること
   を特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. 前記誤計測判定手段は、前記計測手段により計測された前記制御量の所定期間当たりの変化量が基準値より大きい場合に、前記誤計測が生じたと判定すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の制御装置。
4. 前記誤計測判定手段は、前記所定期間当たり変化量としての前記計測手段により計測された最新の前記制御量と直前に計測された前記制御量との差分が前記基準値より大きい場合に、前記誤計測が生じたと判定すること
   を特徴とする請求項３記載の制御装置。
5. 前記計測手段は、前記制御量として、前記被駆動物の速度を表す物理量を計測するものであり、
   前記誤計測判定手段は、前記計測手段により計測された前記物理量が表す前記被駆動物の速度についての前記所定期間当たりの変化量が基準値より大きい場合に、前記誤計測が生じたと判定すること
   を特徴とする請求項３又は請求項４記載の制御装置。
6. 前記接触検知手段は、前記被駆動物が前記異物と接触する事象が発生したことを検知した際に、前記被駆動物を停止させること
   を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の制御装置。
7. 前記計測手段は、
   前記被駆動物の運動に伴って相対位置が互いに変化するスケールと光学素子とを有し、前記スケールを前記光学素子により光学的に読み取って前記被駆動物の運動に応じた信号を出力するエンコーダ
   を含み、前記エンコーダの出力に基づき、前記制御量を計測する手段であり、
   前記誤計測判定手段は、前記エンコーダの汚れに起因する前記誤計測の発生有無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６のいずれかに記載の制御装置。
8. 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、
   前記接触検知手段は、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事象が発生したことを検知すること
   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。
9. 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、
   前記計測手段が計測した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に基づき、前記差分信号が異常な状態であるか否かを判定する異常判定手段と、
   前記計測手段にて前記物理量の誤計測が生じたか否かを判定する誤計測判定手段と、
   前記誤計測判定手段により前記誤計測が生じていないと判定され、且つ、前記異常判定手段により前記異常な状態であると判定されたことを条件に、前記記録ユニットが前記シートと接触する事象が発生したことを検知する接触検知手段と、
   を備えること
   を特徴とする画像形成システム。

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