JP2018171806A - Image formation system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、画像形成システムに関する。 The present disclosure relates to an image forming system.
画像形成システムとして、インクジェットプリンタが従来知られている。一般的なインクジェットプリンタでは、用紙が、ローラの回転により搬送される。ローラは、モータにより回転駆動される。一時停止中の用紙の位置を保持するために、モータに所定のホールド電流を印加するインクジェットプリンタも知られている(例えば特許文献1参照)。 An ink jet printer is conventionally known as an image forming system. In a general ink jet printer, paper is conveyed by the rotation of a roller. The roller is rotationally driven by a motor. An ink jet printer that applies a predetermined hold current to a motor in order to hold the position of a temporarily stopped sheet is also known (see, for example, Patent Document 1).
上述した画像形成システムにおいて、用紙の一時停止状態を維持することは、用紙に形成される画像の品質を確保するために重要である。しかしながら、従来の制御方法では、ユーザが用紙を引っ張るなどの要因により、用紙に外力が作用するケースにおいて、ローラと用紙との間に滑りが生じるために、用紙の一時停止状態を適切に維持することができない。 In the image forming system described above, maintaining the paper pause state is important for ensuring the quality of the image formed on the paper. However, in the conventional control method, in a case where an external force acts on the paper due to factors such as the user pulling the paper, slipping occurs between the roller and the paper, so that the paper is properly maintained in a paused state. I can't.
そこで、本開示の一側面によれば、ユーザの引っ張り等によってシートに外力が作用する場合にも、滑りの発生を抑制して適切にシートの一時停止状態を維持することが可能な技術を提供できることが望ましい。 Therefore, according to one aspect of the present disclosure, there is provided a technology capable of appropriately maintaining the seat pause state by suppressing the occurrence of slippage even when an external force is applied to the seat due to a user's pulling or the like. It is desirable to be able to do it.
本開示の一側面に係る画像形成システムは、画像形成デバイスと、搬送デバイスと、モータと、コントローラと、を備える。画像形成デバイスは、シートに画像を形成するように構成される。搬送デバイスは、シートを排出領域に搬送するように構成される。モータは、搬送デバイスを駆動する。コントローラは、モータ及び画像形成デバイスを制御するように構成される。 An image forming system according to an aspect of the present disclosure includes an image forming device, a transport device, a motor, and a controller. The image forming device is configured to form an image on a sheet. The transport device is configured to transport the sheet to the discharge area. The motor drives the transport device. The controller is configured to control the motor and the image forming device.
本開示の一側面によれば、コントローラは、シートに画像を形成するように画像形成デバイスを制御し、画像が形成されたシートを排出領域に搬送するように搬送デバイスを制御する画像形成処理を実行する。コントローラは更に、停止条件が満足されているかを判定する。停止条件が満足されていると判定した場合、コントローラは、画像形成処理を停止し、シートからモータに伝達される外力に倣うようにモータに対する仮想コンプライアンス制御を実行する。コントローラは、再開条件が満足されているかを判定する。再開条件が満足されていると判定した場合、コントローラは、仮想コンプライアンス制御を停止して画像形成処理を再開する。 According to an aspect of the present disclosure, the controller performs an image forming process for controlling the image forming device to form an image on the sheet and controlling the transport device to transport the sheet on which the image is formed to the discharge area. Run. The controller further determines whether the stop condition is satisfied. When it is determined that the stop condition is satisfied, the controller stops the image forming process and executes virtual compliance control for the motor so as to follow the external force transmitted from the sheet to the motor. The controller determines whether the restart condition is satisfied. If it is determined that the restart condition is satisfied, the controller stops the virtual compliance control and restarts the image forming process.
この画像形成システムによれば、仮想コンプライアンス制御により、シートに作用する外力に応じて適切にモータを制御することができる。従って、ユーザ操作等によって外力が作用する場合にも、搬送デバイスとシートとの力の作用点でシートの滑りが発生するのを抑制することができ、シートの一時停止状態を適切に維持することができる。 According to this image forming system, the virtual compliance control can appropriately control the motor according to the external force acting on the sheet. Accordingly, even when an external force is applied by a user operation or the like, it is possible to prevent the sheet from slipping at the point of application of the force between the conveying device and the sheet, and appropriately maintain the temporary stop state of the sheet. Can do.
上述した搬送デバイスは、排出領域との境界にローラを備え、ローラの回転によりシー
トを排出領域に排出するように構成されてもよい。この場合、コントローラは、シートとローラとの位置関係に応じて、仮想コンプライアンス制御における制御系の設計値を調整することにより、仮想コンプライアンス制御の強弱を調整するように構成されてもよい。
The transport device described above may be configured to include a roller at the boundary with the discharge area and discharge the sheet to the discharge area by rotation of the roller. In this case, the controller may be configured to adjust the strength of the virtual compliance control by adjusting the design value of the control system in the virtual compliance control in accordance with the positional relationship between the sheet and the roller.
ユーザの引っ張り操作等により外力が発生する場合には、シートがローラから抜けてしまう可能性がある。このような可能性を抑えるためには、仮想コンプライアンス制御を強くすればよい。一方で、仮想コンプライアンス制御を強くすれば、滑りが発生する可能性やシートが破れてしまう可能性が高まる。シートとローラとの位置関係に応じて仮想コンプライアンス制御の強弱を調整することは、シートのローラからの抜け及び滑り等の抑制に効果的である。 When an external force is generated by a user's pulling operation or the like, the sheet may come off the roller. In order to suppress such a possibility, virtual compliance control may be strengthened. On the other hand, if the virtual compliance control is strengthened, the possibility of slipping and the possibility of the sheet breaking are increased. Adjusting the strength of the virtual compliance control in accordance with the positional relationship between the sheet and the roller is effective for suppressing the slipping and slipping of the sheet from the roller.
例えば、コントローラは、シートにおけるローラからの力の作用点の、シートの搬送方向上流端部からの距離が短いほど、仮想コンプライアンス制御を強くするように、設計値を調整してもよい。こうした仮想コンプライアンス制御の強弱の調整は、外力によるシートのローラからの抜けの可能性を適切に抑えることができる。 For example, the controller may adjust the design value so that the virtual compliance control is strengthened as the distance from the upstream end of the sheet in the conveyance direction of the sheet is reduced. Such adjustment of the strength of the virtual compliance control can appropriately suppress the possibility of the sheet coming off the roller due to an external force.
本開示の一側面によれば、仮想コンプライアンス制御系は、質量要素、バネ要素、及びダンパ要素を含む仮想バネ−マス−ダンパ系を備えていてもよい。この場合、調整対象の設計値は、質量要素の質量、バネ要素のバネ定数、及びダンパ要素のダンパ定数の少なくとも一つであり得る。 According to one aspect of the present disclosure, the virtual compliance control system may include a virtual spring-mass-damper system including a mass element, a spring element, and a damper element. In this case, the design value to be adjusted can be at least one of the mass of the mass element, the spring constant of the spring element, and the damper constant of the damper element.
本開示の一側面によれば、画像形成システムは、モータの回転に関する物理量を計測する計測デバイスを備えてもよい。この場合、コントローラは、計測デバイスによって計測される物理量と当該物理量の目標値との偏差に基づき、モータに対する操作量を算出するように構成されてもよい。コントローラは更に、操作量と物理量との関係から、モータに作用する外力を推定し、推定した外力に基づいて、モータに対する操作量を補正するように構成されてもよい。 According to one aspect of the present disclosure, the image forming system may include a measurement device that measures a physical quantity related to rotation of the motor. In this case, the controller may be configured to calculate an operation amount for the motor based on a deviation between the physical quantity measured by the measurement device and the target value of the physical quantity. The controller may be further configured to estimate an external force acting on the motor from the relationship between the operation amount and the physical amount, and correct the operation amount on the motor based on the estimated external force.
本開示の一側面によれば、コントローラは、仮想コンプライアンス制御の実行中に、外力を推定し、推定した外力が閾値を越えたことを条件に、出力デバイスに警報を出力させるように構成されてもよい。警報の出力は、例えば、ユーザに対して行うことができる。この場合、シートが抜ける前に、ユーザにシートの引張り操作の中止を促すことができる。 According to one aspect of the present disclosure, the controller is configured to estimate an external force during execution of the virtual compliance control, and to cause the output device to output an alarm on the condition that the estimated external force exceeds a threshold value. Also good. The alarm can be output to the user, for example. In this case, it is possible to prompt the user to cancel the sheet pulling operation before the sheet is removed.
本開示の一側面によれば、コントローラは、開始指示に基づき画像形成処理を開始した後、シートに対する所定量の画像形成が完了すると停止条件が満足されていると判定してもよい。コントローラは、ユーザからの再開指示が入力されると再開条件が満足されていると判定してもよい。こうした動作は、画像形成の進行が正しいかを確認する機会を、ユーザに提供し得る。 According to one aspect of the present disclosure, the controller may determine that the stop condition is satisfied when a predetermined amount of image formation on the sheet is completed after starting the image forming process based on the start instruction. The controller may determine that the restart condition is satisfied when a restart instruction from the user is input. Such an operation may provide the user with an opportunity to confirm whether the image formation progress is correct.
本開示の一側面によれば、コントローラは、画像形成処理において、指定された画像データが表す画像を仮に正方向にシートに形成した場合における所定量の画像形成が完了する時点でのシートの排出領域より搬送方向上流に位置する部位の長さを推定してもよい。コントローラは、推定した長さが基準以上である場合には、画像データが表す画像を正方向にシートに形成するように画像形成デバイスを制御し、推定した長さが基準未満である場合には、画像データが表す画像を逆方向にシートに形成するように画像形成デバイスを制御してもよい。 According to an aspect of the present disclosure, the controller discharges a sheet when a predetermined amount of image formation is completed when the image represented by the designated image data is formed on the sheet in the forward direction in the image forming process. You may estimate the length of the site | part located in a conveyance direction upstream from an area | region. The controller controls the image forming device to form the image represented by the image data on the sheet in the forward direction when the estimated length is greater than or equal to the reference, and when the estimated length is less than the reference The image forming device may be controlled so that the image represented by the image data is formed on the sheet in the reverse direction.
所定量の画像形成は、画像形成の進行が正しいかを確認する機会を、ユーザに提供するのに有意義である。しかしながら、様々な画像データが存在する環境では、画像データに
基づき、所定量の画像を正方向にシートに形成すると、その後のシートの位置保持に十分なシートの長さを、排出領域より内側に保持できない可能性がある。シートの排出領域より搬送方向上流に位置する部位の長さが基準未満である場合には、画像データが表す画像を逆方向にシートに形成する方法によれば、こうした画像データに基づく画像形成時にも、停止時に、シートの位置保持に十分な長さを排出領域より内側に確保することができる。
The predetermined amount of image formation is meaningful in providing the user with an opportunity to confirm whether the image formation progress is correct. However, in an environment where various image data exists, if a predetermined amount of image is formed on the sheet in the forward direction based on the image data, the sheet length sufficient to hold the position of the subsequent sheet is set inside the discharge area. May not be retained. When the length of the part located upstream in the transport direction from the sheet discharge area is less than the reference, according to the method of forming the image represented by the image data on the sheet in the reverse direction, when forming an image based on such image data However, when stopping, a length sufficient to hold the position of the sheet can be secured inside the discharge area.
以下に本開示の例示的実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の画像形成システム1は、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、筐体6内に、インクジェットヘッド31を備える。インクジェットヘッド31は、下面にインク液滴を吐出するノズル群を備える。インクジェットヘッド31は、キャリッジ35に搭載された状態で、用紙Qの搬送経路を構成するプラテン61の上方に配置される。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
The image forming system 1 of the present embodiment is configured as an ink jet printer. As shown in FIG. 1, the image forming system 1 includes an inkjet head 31 in a housing 6. The inkjet head 31 includes a nozzle group that ejects ink droplets on the lower surface. The ink-jet head 31 is disposed above the platen 61 that constitutes the transport path of the paper Q while being mounted on the carriage 35.
キャリッジ35は、用紙Qの搬送方向とは直交する主走査方向(図1紙面法線方向)に往復動可能に設けられる。インクジェットヘッド31は、キャリッジ35と共に主走査方向に往復動する。インクジェットヘッド31は、この往復動の過程において、インク液滴を吐出することによって、プラテン61上を通過する用紙Qに画像を形成する。 The carriage 35 is provided so as to be able to reciprocate in the main scanning direction (the normal direction of the paper surface in FIG. 1) perpendicular to the conveyance direction of the paper Q. The inkjet head 31 reciprocates in the main scanning direction together with the carriage 35. The inkjet head 31 forms an image on the paper Q passing over the platen 61 by ejecting ink droplets in the process of this reciprocation.
用紙Qは、搬送ローラ63及び排紙ローラ65の回転により、プラテン61に沿って上流から下流に搬送される。搬送ローラ63は、プラテン61の上流に設けられ、ピンチローラ64に対向配置される。排紙ローラ65は、プラテン61の下流に設けられ、拍車ローラ66に対向配置される。 The paper Q is transported from upstream to downstream along the platen 61 by the rotation of the transport roller 63 and the paper discharge roller 65. The conveyance roller 63 is provided upstream of the platen 61 and is disposed to face the pinch roller 64. The paper discharge roller 65 is provided downstream of the platen 61 and is disposed to face the spur roller 66.
搬送ローラ63は、ピンチローラ64との間に用紙Qを挟持した状態で回転することにより、用紙Qを下流に搬送する。排紙ローラ65は、拍車ローラ66との間に用紙Qを挟持した状態で回転することにより、用紙Qを下流に搬送する。排紙ローラ65より下流に搬送された用紙Qは、排紙トレイ69に排出される。排紙トレイ69は、排紙ローラ65から搬送されてきた用紙Qを下方から支持する。 The conveyance roller 63 conveys the paper Q downstream by rotating in a state where the paper Q is sandwiched between the conveyance roller 63 and the pinch roller 64. The paper discharge roller 65 conveys the paper Q downstream by rotating in a state where the paper Q is sandwiched between the paper discharge roller 65 and the spur roller 66. The paper Q conveyed downstream from the paper discharge roller 65 is discharged to the paper discharge tray 69. The paper discharge tray 69 supports the paper Q conveyed from the paper discharge roller 65 from below.
この画像形成システム1は、図2に示すように、コントローラ10と、通信インタフェース20と、ユーザインタフェース25と、記録部30と、給紙部40と、用紙搬送部50と、を備える。プラテン61、搬送ローラ63、ピンチローラ64、排紙ローラ65、及び拍車ローラ66を備える用紙Qの搬送機構60は、用紙搬送部50に設けられる。 As shown in FIG. 2, the image forming system 1 includes a controller 10, a communication interface 20, a user interface 25, a recording unit 30, a paper feeding unit 40, and a paper conveying unit 50. A paper transport mechanism 60 including a platen 61, a transport roller 63, a pinch roller 64, a paper discharge roller 65, and a spur roller 66 is provided in the paper transport unit 50.
コントローラ10は、画像形成システム1の各部を制御する。コントローラ10は、CPU11、ROM13及びRAM15を備える。CPU11は、ROM13に格納されたプログラムに従う処理を実行する。RAM15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。コントローラ10は、画像形成システム1内の各部を制御するための図示しない専用回路を備えることができる。
The controller 10 controls each part of the image forming system 1. The controller 10 includes a CPU 11, a ROM 13 and a RAM 15. The CPU 11 executes a process according to a program stored in the ROM 13. The RAM 15 is used as a working memory when the CPU 11 executes processing. The controller 10 can include a dedicated circuit (not shown) for controlling each unit in the image forming system 1.
通信インタフェース20は、コントローラ10と外部機器との間の通信を実現する。コントローラ10は、通信インタフェース20を介して外部機器から印刷指令を受信すると、印刷指令と共に受信した印刷対象の画像データに基づき、この印刷対象の画像データに基づく画像が用紙Qに形成されるように、記録部30、給紙部40、及び用紙搬送部50を制御する。 The communication interface 20 realizes communication between the controller 10 and an external device. When the controller 10 receives a print command from an external device via the communication interface 20, the controller 10 forms an image based on the print target image data on the paper Q based on the print target image data received together with the print command. The recording unit 30, the paper feeding unit 40, and the paper transport unit 50 are controlled.
ユーザインタフェース25は、ユーザに情報を表示するためのディスプレイ、警告音を出力するためのスピーカ、及び、ユーザからの指令を受け付けるための入力デバイスを備える。 The user interface 25 includes a display for displaying information to the user, a speaker for outputting a warning sound, and an input device for receiving a command from the user.
記録部30は、上述したインクジェットヘッド31及びキャリッジ35を備える。記録部30は、コントローラ10からの指示に従って、キャリッジ35を主走査方向に往復動させ、インクジェットヘッド31にインク液滴を吐出させることにより、用紙Qに印刷対象の画像データに基づく画像を形成する。給紙部40は、コントローラ10からの指示に従って、搬送機構60に用紙Qを供給する。 The recording unit 30 includes the inkjet head 31 and the carriage 35 described above. The recording unit 30 forms an image based on the image data to be printed on the paper Q by causing the carriage 35 to reciprocate in the main scanning direction according to an instruction from the controller 10 and causing the ink jet head 31 to eject ink droplets. . The paper feed unit 40 supplies the paper Q to the transport mechanism 60 in accordance with an instruction from the controller 10.
用紙搬送部50は、搬送機構60と共に、モータ駆動回路51と、搬送モータ53と、エンコーダ55と、信号処理回路57と、を備える。モータ駆動回路51は、コントローラ10から入力される操作量Uに対応する駆動電流で搬送モータ53を駆動する。モータ駆動回路51は、搬送モータ53をPWM駆動することができる。 The paper transport unit 50 includes a motor driving circuit 51, a transport motor 53, an encoder 55, and a signal processing circuit 57 together with the transport mechanism 60. The motor drive circuit 51 drives the carry motor 53 with a drive current corresponding to the operation amount U input from the controller 10. The motor drive circuit 51 can drive the transport motor 53 by PWM.
搬送モータ53は、モータ駆動回路51によって駆動されて、搬送ローラ63を回転駆動する。排紙ローラ65は、図示しない動力伝達機構を介して搬送ローラ63と連結されており、搬送ローラ63と同期回転する。 The carry motor 53 is driven by the motor drive circuit 51 to drive the carry roller 63 to rotate. The paper discharge roller 65 is connected to the transport roller 63 via a power transmission mechanism (not shown), and rotates in synchronization with the transport roller 63.
エンコーダ55は、搬送モータ53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である。エンコーダ55は、直接又は間接的に搬送モータ53の回転運動を観測可能な位置に設けられる。エンコーダ55は、周知のロータリエンコーダと同様、上記パルス信号として、A相信号及びB相信号を出力する。以下、A相信号及びB相信号をエンコーダ信号と表現する。 The encoder 55 is a rotary encoder that outputs a pulse signal corresponding to the rotation of the transport motor 53. The encoder 55 is provided at a position where the rotational motion of the transport motor 53 can be observed directly or indirectly. The encoder 55 outputs an A-phase signal and a B-phase signal as the pulse signal as in the known rotary encoder. Hereinafter, the A-phase signal and the B-phase signal are expressed as encoder signals.
エンコーダ55から出力されるエンコーダ信号は、信号処理回路57に入力される。信号処理回路57は、このエンコーダ信号に基づいて、搬送モータ53の回転量X及び回転速度Vを計測し、計測した回転量X及び回転速度Vの情報をコントローラ10に入力する。コントローラ10は、信号処理回路57から入力される回転量X及び回転速度Vの情報に基づき、搬送モータ53を制御する。 The encoder signal output from the encoder 55 is input to the signal processing circuit 57. The signal processing circuit 57 measures the rotation amount X and the rotation speed V of the transport motor 53 based on the encoder signal, and inputs information on the measured rotation amount X and rotation speed V to the controller 10. The controller 10 controls the conveyance motor 53 based on the information about the rotation amount X and the rotation speed V input from the signal processing circuit 57.
続いて、コントローラ10が実行する処理の詳細を説明する。コントローラ10は、印刷指令が入力されると、印刷対象の画像データを用紙Qに形成するための処理を実行する。具体的に、コントローラ10は、お試し印刷モードでの印刷指令が入力されると、図3に示す印刷制御処理を実行する。この印刷制御処理を開始すると、コントローラ10は、設定処理(S110)を実行する。コントローラ10は、設定処理において、仮想コンプライアンス制御の強弱を設定する(詳細後述)。 Next, details of processing executed by the controller 10 will be described. When a print command is input, the controller 10 executes processing for forming image data to be printed on the paper Q. Specifically, when a print command in the trial print mode is input, the controller 10 executes the print control process shown in FIG. When this print control process is started, the controller 10 executes a setting process (S110). The controller 10 sets the strength of virtual compliance control in the setting process (details will be described later).
その後、コントローラ10は、印刷対象の画像データに基づく画像を用紙Qに形成する画像形成処理を開始する(S120)。具体的には、給紙部40を制御して、給紙トレイから用紙Qを用紙搬送部50に供給する。更にコントローラ10は、搬送ローラ63及び
排紙ローラ65の回転により、用紙Qが排紙トレイ69に向けて搬送されるように用紙搬送部50を制御する。更にコントローラ10は、印刷対象の画像データに基づく画像が、用紙Qの搬送に合わせて形成されるように記録部30を制御する。
Thereafter, the controller 10 starts an image forming process for forming an image based on the image data to be printed on the paper Q (S120). Specifically, the paper feed unit 40 is controlled to supply the paper Q from the paper feed tray to the paper transport unit 50. Further, the controller 10 controls the paper transport unit 50 so that the paper Q is transported toward the paper discharge tray 69 by the rotation of the transport roller 63 and the paper discharge roller 65. Furthermore, the controller 10 controls the recording unit 30 so that an image based on the image data to be printed is formed in accordance with the conveyance of the paper Q.
コントローラ10は、上記画像形成処理を継続する一方(S120)、当該画像形成処理により用紙Qに所定量の画像が形成されたかを判定する(S130)。そして、所定量の画像が形成されたと判定すると(S130でYes)、画像形成処理を一旦停止し、上記所定量の画像をユーザが視認できる位置まで、用紙Qを排紙トレイ69側に送り出すように、搬送モータ53を制御する(S140)。この動作は、初期の印刷結果をユーザに呈示するために行われる。 The controller 10 continues the image forming process (S120), and determines whether a predetermined amount of image is formed on the paper Q by the image forming process (S130). If it is determined that a predetermined amount of image has been formed (Yes in S130), the image forming process is temporarily stopped, and the paper Q is sent to the discharge tray 69 side to a position where the user can visually recognize the predetermined amount of image. Next, the transport motor 53 is controlled (S140). This operation is performed to present the initial print result to the user.
その後、コントローラ10は、用紙Qの位置を保持するために、図4に示す制御系100に従う位置保持制御を実行する(S150)。位置保持制御は、用紙Qから搬送モータ53に作用する外力に倣うように搬送モータ53のトルクを発生させるための仮想コンプライアンス制御を含む。外力の例には、排紙ローラ65から排紙トレイ69上に露出する用紙Qをユーザが引っ張るときに生じる外力が含まれる。 Thereafter, the controller 10 executes position holding control according to the control system 100 shown in FIG. 4 in order to hold the position of the paper Q (S150). The position holding control includes virtual compliance control for generating a torque of the transport motor 53 so as to follow an external force acting on the transport motor 53 from the paper Q. Examples of the external force include an external force generated when the user pulls the paper Q exposed on the paper discharge tray 69 from the paper discharge roller 65.
図4に示す制御系100は、回転量Xと目標値Xrとの偏差E=Xr−Xに基づき、搬送モータ53に対する操作量Uを算出し、操作量Uに対応する駆動電流を搬送モータ53に入力することにより、回転量Xが目標値Xrに維持されるように搬送モータ53を制御する。 The control system 100 shown in FIG. 4 calculates the operation amount U for the transport motor 53 based on the deviation E = Xr−X between the rotation amount X and the target value Xr, and supplies the drive current corresponding to the operation amount U to the transport motor 53. , The conveyance motor 53 is controlled so that the rotation amount X is maintained at the target value Xr.
具体的に、制御系100は、位置指令器110と、減算器120と、位置補正器130と、位置制御器140と、加算器150と、外乱補償器160と、外乱オブザーバ170と、仮想コンプライアンス制御器180と、を備える。 Specifically, the control system 100 includes a position commander 110, a subtractor 120, a position corrector 130, a position controller 140, an adder 150, a disturbance compensator 160, a disturbance observer 170, a virtual compliance. And a controller 180.
位置指令器110は、減算器120に目標値Xrを入力する。目標値Xrは、位置保持制御開始時における搬送モータ53の回転量又は回転位置Xである。減算器120は、目標値Xrと、信号処理回路57から入力される回転量Xとの位置偏差E=Xr−Xを位置補正器130に入力する。 The position commander 110 inputs the target value Xr to the subtracter 120. The target value Xr is the rotation amount or rotation position X of the transport motor 53 at the start of position holding control. The subtractor 120 inputs the position deviation E = Xr−X between the target value Xr and the rotation amount X input from the signal processing circuit 57 to the position corrector 130.
位置補正器130は、減算器120からの位置偏差Eを、仮想コンプライアンス制御器180から入力される位置補正量Xcで補正して、補正後の位置偏差Ec=EーXcを位置制御器140に入力する。 The position corrector 130 corrects the position deviation E from the subtractor 120 with the position correction amount Xc input from the virtual compliance controller 180, and the corrected position deviation Ec = E−Xc is sent to the position controller 140. input.
位置制御器140は、補正後の位置偏差Ecに基づき、搬送モータ53に対する操作量U1を算出し、算出した操作量U1を加算器150に入力する。位置制御器140は、比例微分制御器として構成される。即ち、位置制御器140は、位置偏差Ecの比例器への入力により得られる操作量Upと、位置偏差Ecの微分器への入力により得られる操作量Udとの和(Up+Ud)を、操作量U1として、加算器150に入力する。 The position controller 140 calculates an operation amount U1 for the transport motor 53 based on the corrected position deviation Ec, and inputs the calculated operation amount U1 to the adder 150. The position controller 140 is configured as a proportional derivative controller. That is, the position controller 140 calculates the sum (Up + Ud) of the operation amount Up obtained by inputting the position deviation Ec to the proportional device and the operation amount Ud obtained by inputting the position deviation Ec to the differentiator (Up + Ud). This is input to the adder 150 as U1.
加算器150は、位置制御器140からの操作量U1に外乱補償器160からの外乱補償量U5を加算し、加算後の操作量U=U1+U5を、モータ駆動回路51に入力する。この操作量Uは、電流指令値に対応する。モータ駆動回路51は、入力された操作量Uに応じた駆動電流を搬送モータ53に印加するように、搬送モータ53を駆動する。例えば、モータ駆動回路51は、操作量Uに応じたPWM制御を、搬送モータ53に対して行うことができる。 The adder 150 adds the disturbance compensation amount U5 from the disturbance compensator 160 to the operation amount U1 from the position controller 140, and inputs the operation amount U = U1 + U5 after the addition to the motor drive circuit 51. This manipulated variable U corresponds to a current command value. The motor drive circuit 51 drives the carry motor 53 so as to apply a drive current corresponding to the input operation amount U to the carry motor 53. For example, the motor drive circuit 51 can perform PWM control on the transport motor 53 according to the operation amount U.
外乱オブザーバ170は、加算器150からモータ駆動回路51に入力される操作量Uと、信号処理回路57から入力される計測された回転速度Vとに基づき、搬送モータ53
に作用する外力を推定する。
The disturbance observer 170 is based on the operation amount U input from the adder 150 to the motor drive circuit 51 and the measured rotational speed V input from the signal processing circuit 57.
Estimate the external force acting on.
外乱オブザーバ170は、図5に示すように、逆モデル演算器171と、減算器173,179と、ローパスフィルタ175と、摩擦推定器177と、を備える。
逆モデル演算器171は、操作量Uと回転速度Vとの関係を表す伝達関数モデルHの逆モデルH-1を用いて、観測された回転速度Vを、外乱がないと仮定した場合の操作量U0に変換する。減算器173は、モータ駆動回路51に入力された操作量Uを、逆モデル演算器171からの操作量U0で減算して、外乱推定値τ=U−U0を算出する。搬送モータ53に印加される電流とトルクとの間には、比例関係が成立する。このため、外乱推定値τは、伝達関数モデルHでは考慮されていない力の成分に対応する。外乱推定値τには、用紙Qから搬送モータ53に作用する力の成分の他、搬送モータ53の回転軸で発生する摩擦力成分も含まれる。
As shown in FIG. 5, the disturbance observer 170 includes an inverse model calculator 171, subtracters 173 and 179, a low-pass filter 175, and a friction estimator 177.
The inverse model calculator 171 uses the inverse model H −1 of the transfer function model H that represents the relationship between the manipulated variable U and the rotational speed V, and operates when the observed rotational speed V is assumed to have no disturbance. Convert to quantity U0. The subtractor 173 subtracts the operation amount U input to the motor drive circuit 51 by the operation amount U0 from the inverse model calculator 171 to calculate a disturbance estimated value τ = U−U0. A proportional relationship is established between the current applied to the conveyance motor 53 and the torque. Therefore, the disturbance estimated value τ corresponds to a force component that is not considered in the transfer function model H. The estimated disturbance value τ includes a component of a force acting on the transport motor 53 from the paper Q and a frictional force component generated on the rotation shaft of the transport motor 53.
ローパスフィルタ175は、外乱推定値τを、高周波成分を除去するように補正して出力する。補正後の外乱推定値τは、減算器179に入力される。
摩擦推定器177は、摩擦力成分の推定値Fを、回転速度Vを用いて算出し、この摩擦力推定値Fを減算器179に入力する。この摩擦力推定値Fには、動摩擦成分、及び、回転速度Vに依存した粘性摩擦成分が含まれる。
The low-pass filter 175 corrects the disturbance estimated value τ so as to remove the high-frequency component and outputs the corrected value. The corrected disturbance estimated value τ is input to the subtracter 179.
The friction estimator 177 calculates the estimated value F of the friction force component using the rotational speed V, and inputs this estimated friction force value F to the subtracter 179. This frictional force estimated value F includes a dynamic friction component and a viscous friction component depending on the rotational speed V.
減算器179は、ローパスフィルタ175から入力される外乱推定値τから、摩擦推定器177からの摩擦力推定値Fを減算することにより、主に用紙Qから搬送モータ53に作用する外力の推定値R=τ−Fを算出し、これを外乱補償器160及び仮想コンプライアンス制御器180に入力する。外乱補償器160は、外力推定値Rに所定ゲインKを作用させて、外乱補償量U5=K・Rを算出し、これを加算器150に入力する。 The subtracter 179 subtracts the estimated frictional force F from the friction estimator 177 from the estimated disturbance τ input from the low-pass filter 175, so that the estimated value of the external force mainly acting on the transport motor 53 from the paper Q is obtained. R = τ−F is calculated and input to the disturbance compensator 160 and the virtual compliance controller 180. The disturbance compensator 160 calculates a disturbance compensation amount U5 = K · R by applying a predetermined gain K to the external force estimated value R, and inputs this to the adder 150.
仮想コンプライアンス制御器180は、仮想バネ−マス−ダンパ系の制御器である。仮想コンプライアンス制御器180は、減算器181,182と、ゲインアンプ183,186,187と、積分器184,185と、を備える。ゲインアンプ183は、仮想質量要素に対応し、ゲインアンプ186は、仮想ダンパ要素に対応し、ゲインアンプ187は、仮想バネ要素に対応する。 The virtual compliance controller 180 is a virtual spring-mass-damper system controller. The virtual compliance controller 180 includes subtracters 181 and 182, gain amplifiers 183, 186 and 187, and integrators 184 and 185. The gain amplifier 183 corresponds to a virtual mass element, the gain amplifier 186 corresponds to a virtual damper element, and the gain amplifier 187 corresponds to a virtual spring element.
減算器181は、外力推定値Rを、ゲインアンプ187から入力されるバネ成分Kv・Xcで減算し、減算後の値(R−Kv・Xc)を減算器182に入力する。減算器182は、減算器181からの入力値(R−Kv・Xc)を、ゲインアンプ186から入力されるダンパ成分Dv・Vcで減算して、質量成分(R−Kv・Xc−Dv・Vc)を算出し、この質量成分をゲインアンプ183に入力する。 The subtractor 181 subtracts the estimated external force value R by the spring component Kv · Xc input from the gain amplifier 187 and inputs the value after subtraction (R−Kv · Xc) to the subtractor 182. The subtractor 182 subtracts the input value (R−Kv · Xc) from the subtractor 181 by the damper component Dv · Vc input from the gain amplifier 186 to obtain the mass component (R−Kv · Xc−Dv · Vc). ) And the mass component is input to the gain amplifier 183.
ゲインアンプ183は、仮想質量Mに対応するゲイン1/Mを有し、減算器182から入力される質量成分を対応する仮想バネ−マス−ダンパ系の加速度Ac=(R−Kv・Xc−Dv・Vc)/Mに変換する。加速度Acは、積分器184に入力されて速度Vcに変換され、更に積分器185に入力されて位置Xcに変換される。 The gain amplifier 183 has a gain 1 / M corresponding to the virtual mass M, and the acceleration of the virtual spring-mass-damper system Ac = (R−Kv · Xc−Dv) corresponding to the mass component input from the subtractor 182. Convert to Vc) / M. The acceleration Ac is input to the integrator 184 and converted into the velocity Vc, and further input into the integrator 185 and converted into the position Xc.
ゲインアンプ186は、仮想ダンパ要素のダンパ定数Dvに対応するゲインDvを有し、積分器184から入力される速度Vcを、力のダンパ成分(Dv・Vc)に変換し、減算器182に入力する。ダンパ定数Dvは、仮想ダンパ要素の減衰係数と理解されてもよい。 The gain amplifier 186 has a gain Dv corresponding to the damper constant Dv of the virtual damper element, converts the speed Vc input from the integrator 184 into a force damper component (Dv · Vc), and inputs it to the subtractor 182. To do. The damper constant Dv may be understood as the damping coefficient of the virtual damper element.
ゲインアンプ187は、仮想バネ要素のバネ定数Kvに対応するゲインKvを有し、積分器185から入力される位置Xcを、力のバネ成分(Kv・Xc)に変換し、減算器181に入力する。バネ定数Kvは、仮想バネ要素の弾性係数と理解されてもよい。 The gain amplifier 187 has a gain Kv corresponding to the spring constant Kv of the virtual spring element, converts the position Xc input from the integrator 185 into a force spring component (Kv · Xc), and inputs the force to the subtractor 181. To do. The spring constant Kv may be understood as the elastic coefficient of the virtual spring element.
仮想バネーマスーダンパ系の位置Xcは、位置補正量Xcとして、位置補正器130に入力される。位置補正器130に入力される位置偏差Eが位置補正量Xcで補正されることで、用紙Qに作用する外力に倣うトルクが搬送モータ53から生じるように操作量Uが算出される。 The position Xc of the virtual spring-mass damper system is input to the position corrector 130 as the position correction amount Xc. By correcting the position deviation E input to the position corrector 130 by the position correction amount Xc, the operation amount U is calculated so that torque following the external force acting on the paper Q is generated from the transport motor 53.
S150において、コントローラ10は、上記制御系100に従う操作量Uの算出動作、及び、操作量Uのモータ駆動回路51への入力動作を、再開指示が入力されるまで、所定制御周期で繰返し実行する。これにより、搬送モータ53には、外力に倣うトルクが発生し、搬送モータ53の回転位置(X)は、位置保持制御開始時の位置(Xr)に補正される。 In S150, the controller 10 repeatedly executes the operation amount U calculation operation according to the control system 100 and the operation amount U input operation to the motor drive circuit 51 at a predetermined control period until a restart instruction is input. . As a result, a torque that follows the external force is generated in the transport motor 53, and the rotational position (X) of the transport motor 53 is corrected to the position (Xr) at the start of the position holding control.
コントローラ10は、S150の処理と併せて、外力推定値Rが予め定められた警報閾値を超えているかを判定する処理(S160)を、再開指示が入力されるまで、所定制御周期で繰返し実行する。外力推定値Rが警報閾値を超えていると判定した場合(S160でYes)、コントローラ10は、ユーザインタフェース25を制御して、ユーザインタフェース25にユーザ向けの警告を出力させる(S170)。警告は、音及び/又は表示の形態で行われる。警告は、用紙Qの引っ張り操作を止めるように促す警告であり得る。 In addition to the process of S150, the controller 10 repeatedly executes a process (S160) for determining whether the estimated external force value R exceeds a predetermined alarm threshold value at a predetermined control cycle until a restart instruction is input. . When it is determined that the external force estimated value R exceeds the warning threshold value (Yes in S160), the controller 10 controls the user interface 25 to cause the user interface 25 to output a warning for the user (S170). The warning is in the form of sound and / or display. The warning may be a warning prompting to stop the pulling operation of the paper Q.
コントローラ10は、所定制御周期で、上述したS150〜S170の処理を繰返し実行し、更には、ユーザインタフェース25から画像形成処理の再開指示が入力されたかを判定する(S180)。そして、再開指示が入力されたと判定すると(S180でYes)、位置保持制御を止めて、S140で一時停止した画像形成処理を再開する(S190)。 The controller 10 repeatedly executes the above-described processing of S150 to S170 at a predetermined control cycle, and further determines whether an instruction to resume image forming processing is input from the user interface 25 (S180). If it is determined that a restart instruction has been input (Yes in S180), the position holding control is stopped and the image forming process temporarily stopped in S140 is restarted (S190).
具体的には、S140で送り出した用紙Qを、送り出す前の位置、即ち、画像形成処理停止時の位置まで後退させるように、搬送モータ53を制御する。そして、この位置から用紙Qへの画像形成が再開されるように記録部30を制御する。更に、コントローラ10は、用紙Qが下流に搬送されるように用紙搬送部50を制御すると共に、印刷対象の画像データに基づく画像が、用紙Qの搬送に合わせて形成されるように記録部30を制御する。そして、画像形成処理が終了すると、図3に示す印刷制御処理を終了する。 Specifically, the transport motor 53 is controlled so that the paper Q sent out in S140 is retracted to the position before the sending, that is, the position at the time of stopping the image forming process. Then, the recording unit 30 is controlled so that image formation on the paper Q is resumed from this position. Further, the controller 10 controls the paper transport unit 50 so that the paper Q is transported downstream, and the recording unit 30 so that an image based on the image data to be printed is formed in accordance with the transport of the paper Q. To control. When the image forming process ends, the print control process shown in FIG. 3 ends.
図示しないが、コントローラ10は、再開指令が入力されずに、中断指令がユーザインタフェース25を通じてユーザから入力された場合、画像形成処理(S190)を再開せずに、用紙Qを排紙トレイに排出するための処理を実行することができる。 Although not shown, the controller 10 discharges the paper Q to the paper discharge tray without restarting the image forming process (S190) when the interruption command is input from the user through the user interface 25 without the restart command being input. Can be executed.
続いて、コントローラ10がS110で実行する設定処理の詳細を、図6を用いて説明する。設定処理(S110)において、コントローラ10は、印刷対象の画像データを解析し、仮に所定量の画像を用紙Qに形成してS140で画像形成処理を停止したときの用紙Qの排紙ローラ65に対する相対位置を判定する。具体的には、用紙Qの排紙ローラ65との接点から、用紙後端、即ち、用紙Qの搬送方向上流側の端縁までの距離Lを判定する。用紙サイズは、印刷指令と共に入力される用紙種情報から特定される。 Next, details of the setting process executed by the controller 10 in S110 will be described with reference to FIG. In the setting process (S110), the controller 10 analyzes the image data to be printed, temporarily forms a predetermined amount of image on the paper Q, and stops the image forming process in S140 with respect to the paper discharge roller 65. Determine the relative position. Specifically, the distance L from the contact point of the paper Q with the paper discharge roller 65 to the trailing edge of the paper, that is, the edge on the upstream side in the transport direction of the paper Q is determined. The paper size is specified from the paper type information input together with the print command.
コントローラ10は更に、距離Lが予め定められた第一の閾値THより大きいか否かを判定する(S220)。そして、距離Lが第一の閾値THより大きい場合には、仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定して(S230)、設定処理を終了する。仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定することは、仮想コンプライアンス制御器180の可変パラメータである仮想質量M、バネ係数Kv、及び、ダンパ定数Dvを、予め定義された「弱」レベル用の値に設定することに対応する。仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定するための可変パラメータの値は、ROM13に記憶される。 The controller 10 further determines whether or not the distance L is greater than a predetermined first threshold TH (S220). If the distance L is greater than the first threshold TH, the virtual compliance control is set to the “weak” level (S230), and the setting process is terminated. Setting the virtual compliance control to the “weak” level means that the virtual mass M, the spring coefficient Kv, and the damper constant Dv, which are variable parameters of the virtual compliance controller 180, are values for the predefined “weak” level. Corresponds to setting to. The value of the variable parameter for setting the virtual compliance control to the “weak” level is stored in the ROM 13.
仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定するための仮想質量M、バネ係数Kv、及び、ダンパ定数Dvの値は、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定するための仮想質量M、バネ係数Kv、及び、ダンパ定数Dvの値よりも相対的に小さい。 The values of the virtual mass M, the spring coefficient Kv, and the damper constant Dv for setting the virtual compliance control to the “weak” level are the virtual mass M, the spring coefficient Kv for setting the virtual compliance control to the “strong” level. And relatively smaller than the value of the damper constant Dv.
コントローラは、距離Lが第一の閾値TH以下であると判定すると(S220でNo)、距離Lが、第一の閾値THよりも小さい第二の閾値TLより大きいか否かを判定する(S240)。そして、距離Lが第二の閾値TLよりも大きいと判定すると(S240でYes)、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定して(S250)、設定処理を終了する。仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定することは、仮想コンプライアンス制御器180の可変パラメータである仮想質量M、バネ係数Kv、及び、ダンパ定数Dvを、予め定義された「強」レベル用の値に設定することに対応する。仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定するための可変パラメータの値は、ROM13に記憶される。 When the controller determines that the distance L is equal to or less than the first threshold value TH (No in S220), the controller determines whether the distance L is greater than a second threshold value TL that is smaller than the first threshold value TH (S240). ). If it is determined that the distance L is greater than the second threshold TL (Yes in S240), the virtual compliance control is set to the “strong” level (S250), and the setting process is terminated. Setting the virtual compliance control to the “strong” level means that the virtual mass M, the spring coefficient Kv, and the damper constant Dv, which are variable parameters of the virtual compliance controller 180, are values for the predefined “strong” level. Corresponds to setting to. The value of the variable parameter for setting the virtual compliance control to the “strong” level is stored in the ROM 13.
このように、コントローラ10は、排紙ローラ65にニップされる用紙Qの位置から用紙後端までの距離Lが長い場合には、仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定し、距離Lが短い場合には、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定する。これにより、排紙ローラ65と用紙Qとの間ですべりが発生する可能性を抑制し、更には、用紙Qが排紙ローラ65から抜け出てしまう可能性を抑制する。即ち、コントローラ10は、用紙Qと排紙ローラ65との位置関係に応じた適切な感度で仮想コンプライアンス制御が実現されるようにする。 As described above, when the distance L from the position of the paper Q nipped by the paper discharge roller 65 to the rear edge of the paper is long, the controller 10 sets the virtual compliance control to the “weak” level and the distance L is short. In this case, the virtual compliance control is set to the “strong” level. This suppresses the possibility of slippage between the paper discharge roller 65 and the paper Q, and further suppresses the possibility of the paper Q coming out of the paper discharge roller 65. That is, the controller 10 realizes virtual compliance control with an appropriate sensitivity according to the positional relationship between the paper Q and the paper discharge roller 65.
この他、コントローラ10は、距離Lが第二の閾値TL以下であると判定する(S240でNo)、S260以降の処理を実行する。本実施形態において距離Lが第二の閾値TL以下である場合は、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定しても、ユーザによる用紙Qの引っ張りによって用紙Qが排紙ローラ65を抜け出てしまう可能性が高い場合に対応する。 In addition, if the controller 10 determines that the distance L is equal to or smaller than the second threshold value TL (No in S240), the controller 10 executes the processes after S260. In the present embodiment, when the distance L is equal to or smaller than the second threshold TL, the paper Q comes out of the paper discharge roller 65 due to the user pulling the paper Q even if the virtual compliance control is set to the “strong” level. Corresponding to the case where the possibility is high.
距離Lが第二の閾値TL以下になるケースは、図7上段に示すように、印刷対象の画像データにおいて、用紙Qの先端側に形成される画像がなく、図7下段左側に示すように、この画像データに基づき所定量の画像形成を行なった場合には、用紙Qの後半以降に画像形成がなされ、距離Lが短くなるケースである。 In the case where the distance L is equal to or less than the second threshold TL, as shown in the upper part of FIG. 7, there is no image formed on the leading end side of the paper Q in the image data to be printed, as shown in the lower left part of FIG. When a predetermined amount of image formation is performed based on this image data, image formation is performed after the second half of the paper Q, and the distance L becomes short.
この場合、コントローラ10は、印刷対象の画像データを、180度回転処理することにより、用紙Qに対する画像の向きを逆方向に反転させる。これにより、所定量の画像形成がなされたときの距離Lが長くなる環境を形成する。 In this case, the controller 10 reverses the orientation of the image with respect to the paper Q by rotating the image data to be printed by 180 degrees. As a result, an environment is formed in which the distance L is long when a predetermined amount of image is formed.
即ち、コントローラ10は、距離Lが第二の閾値TL以下であると判定すると(S240でNo)、印刷対象の画像データを、180度回転処理し(S260)、仮想コンプライアンス制御を「弱」レベルに設定する(S270)。S270では、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定する実施形態も考えられる。その後、コントローラ10は、設定処理(S110)を終了して、S120以降の処理を実行する。S260で画像データの180度回転処理を実行している場合、コントローラ10は、この180度回転処理後の画像データに基づいて画像形成処理(S120)を実行する。 That is, when the controller 10 determines that the distance L is equal to or smaller than the second threshold TL (No in S240), the image data to be printed is rotated 180 degrees (S260), and the virtual compliance control is set to the “weak” level. (S270). In S270, an embodiment in which the virtual compliance control is set to the “strong” level is also conceivable. Thereafter, the controller 10 ends the setting process (S110) and executes the processes after S120. When the 180 degree rotation process of the image data is executed in S260, the controller 10 executes the image forming process (S120) based on the image data after the 180 degree rotation process.
図8の中段には、仮想コンプライアンス制御を「強」レベルに設定した場合、「弱」レベルに設定した場合の夫々における位置偏差E=X−Xrの変化をグラフにより示す。図8の下段には、対応する操作量(電流指令値)Uの変化をグラフにより示す。図8中段及び下段は、図8上段に示すように一時的に外力が加わった際の位置偏差E及び操作量Uの
変化を示す。
The middle part of FIG. 8 is a graph showing the change in the positional deviation E = X−Xr when the virtual compliance control is set to the “strong” level and when it is set to the “weak” level. The lower part of FIG. 8 shows a change in the corresponding operation amount (current command value) U by a graph. The middle stage and the lower stage in FIG. 8 show changes in the position deviation E and the operation amount U when an external force is temporarily applied as shown in the upper stage of FIG.
図8から理解できるように、仮想コンプライアンス制御が「弱」レベルで行なわれる場合には、位置偏差Eの変動が大きくなる。このことは、距離Lが短い場合に、ユーザからの引っ張り力によって用紙Qが排紙ローラ65を抜け出てしまう可能性を高める一方で、排紙ローラ65との接点において用紙Qの滑りが発生する可能性を低減できることを示している。なお、図8中段から理解できるとおり、用紙Qに加わっていた外力がなくなると、仮想コンプライアンス制御によって、外力が加わる前の位置に戻るよう、コントローラ10は搬送モータ53を制御する。 As can be understood from FIG. 8, when the virtual compliance control is performed at the “weak” level, the variation of the position deviation E becomes large. This increases the possibility that the paper Q will slip out of the paper discharge roller 65 due to the pulling force from the user when the distance L is short, while the paper Q slips at the contact point with the paper discharge roller 65. It shows that the possibility can be reduced. As can be understood from the middle part of FIG. 8, when the external force applied to the paper Q disappears, the controller 10 controls the transport motor 53 so that the virtual compliance control returns to the position before the external force is applied.
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、ユーザからの引っ張り力に代表される外力に倣うように搬送モータ53を制御できるので、滑りによる影響を抑えて、一旦停止した画像形成処理の再開を停止位置から高精度に行うことができる。従って、本実施形態の画像形成システム1によれば、お試し印刷のように、画像形成を一旦停止するケースでも高品質な画像を用紙Qに形成することができる。 As described above, the image forming system 1 according to the present embodiment has been described. However, according to the present embodiment, the conveyance motor 53 can be controlled to follow an external force typified by a pulling force from the user. The once stopped image forming process can be resumed with high accuracy from the stop position. Therefore, according to the image forming system 1 of the present embodiment, a high-quality image can be formed on the paper Q even in a case where image formation is temporarily stopped, such as trial printing.
特に本実施形態によれば、用紙Qとローラとの位置関係に応じて、仮想質量M、バネ定数Kv、及び、ダンパ定数Dvを変更することにより、仮想コンプライアンス制御の強弱を適切に調整する。従って、外力による用紙Qの抜けを抑制しながら、適切な用紙Qの位置保持制御を実現できる。 In particular, according to the present embodiment, the strength of the virtual compliance control is appropriately adjusted by changing the virtual mass M, the spring constant Kv, and the damper constant Dv according to the positional relationship between the paper Q and the roller. Accordingly, it is possible to realize appropriate sheet Q position holding control while suppressing the removal of the sheet Q due to external force.
本開示は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採り得る。上記実施形態では、仮想バネ−マスーダンパ系を採用したが、仮想コンプライアンス制御器180は、仮想一次遅れ系で構成されてもよい。例えば、仮想コンプライアンス制御器180は、可変パラメータkv及びTvを有する伝達関数kv/(Tv・s+1)で表される伝達特性を有する制御器で構成されてもよい。ここでsは、ラプラス演算子である。この場合、仮想コンプライアンス制御の強弱は、可変パラメータkv及びTvの調整によって実現可能である。 The present disclosure is not limited to the above embodiments, and can take various forms. In the above embodiment, the virtual spring-mass damper system is adopted, but the virtual compliance controller 180 may be configured with a virtual first-order lag system. For example, the virtual compliance controller 180 may be configured by a controller having a transfer characteristic represented by a transfer function kv / (Tv · s + 1) having variable parameters kv and Tv. Here, s is a Laplace operator. In this case, the strength of the virtual compliance control can be realized by adjusting the variable parameters kv and Tv.
上記実施形態では、仮想コンプライアンス制御を「強」「弱」の二段階で調整したが、仮想コンプライアンス制御は、「強」「中」「弱」などの三段階以上の多段階で調整されてもよい。この場合には距離Lが短くなるほど仮想コンプライアンス制御が強くするように、仮想コンプライアンス制御器180の可変パラメータを調整することができる。 In the above embodiment, the virtual compliance control is adjusted in two stages of “strong” and “weak”, but the virtual compliance control may be adjusted in three or more stages such as “strong”, “medium”, and “weak”. Good. In this case, the variable parameter of the virtual compliance controller 180 can be adjusted so that the virtual compliance control becomes stronger as the distance L becomes shorter.
可変パラメータの適値は、試験結果に基づいて画像形成システム1の設計者が定めることができる。この他、位置保持制御(S150)は、図9に示す制御系200に従って実現されてもよい。制御系200は、制御系100における位置制御器140を、別の位置制御器240に置き換えたものである。 An appropriate value of the variable parameter can be determined by the designer of the image forming system 1 based on the test result. In addition, the position holding control (S150) may be realized according to the control system 200 shown in FIG. The control system 200 is obtained by replacing the position controller 140 in the control system 100 with another position controller 240.
位置制御器240は、位置制御器140と同様に、比例器241及び微分器242を含む。比例器241及び微分器242は夫々、位置補正器130から入力される補正後の位置偏差Ecに対応する操作量Up及び操作量Udを出力する。位置制御器240は、速度補正器243を備える。速度補正器243は、微分器242から出力される操作量Udを、仮想コンプライアンス制御器180から入力される速度補正量Vcで補正して、補正後の操作量Ud1=Ud−Vcを出力する。 Similar to the position controller 140, the position controller 240 includes a proportional device 241 and a differentiator 242. The proportional device 241 and the differentiator 242 respectively output an operation amount Up and an operation amount Ud corresponding to the corrected position deviation Ec input from the position corrector 130. The position controller 240 includes a speed corrector 243. The speed corrector 243 corrects the operation amount Ud output from the differentiator 242 with the speed correction amount Vc input from the virtual compliance controller 180, and outputs the corrected operation amount Ud1 = Ud−Vc.
更に、位置制御器240は、補正後の操作量Ud1と、比例器241から出力される操作量Upとの加算値Upd=(Up+Ud1)を出力する加算器244を備える。更に、位置制御器240は、加算値Updを、仮想コンプライアンス制御器180から入力される加速度補正量Acで補正して、補正後の操作量(Upd−Ac)を操作量U1として加
算器150に入力する加速度補正器245を備える。こうした位置制御器240によっても仮想コンプライアンス制御を含む形で適切に用紙Qの位置保持制御を行うことが可能である。
Further, the position controller 240 includes an adder 244 that outputs an addition value Upd = (Up + Ud1) between the corrected operation amount Ud1 and the operation amount Up output from the proportional device 241. Further, the position controller 240 corrects the addition value Upd with the acceleration correction amount Ac input from the virtual compliance controller 180, and sets the corrected operation amount (Upd−Ac) as the operation amount U1 to the adder 150. An input acceleration corrector 245 is provided. Such a position controller 240 can also appropriately control the position holding of the paper Q in a form including virtual compliance control.
この他、制御系100,200は、ソフトウェアによって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、制御系100,200は、CPU11による情報処理によって実現されてもよいし、コントローラ10に組み込まれた専用回路によって実現されてもよい。上述の制御系100,200は、例示であり、様々な制御系を採用できることは言うまでもない。本開示は、両面印刷時に一時的に外部に露出する用紙Qの位置保持制御に適用されてもよい。 In addition, the control systems 100 and 200 may be realized by software or hardware. For example, the control systems 100 and 200 may be realized by information processing by the CPU 11 or may be realized by a dedicated circuit incorporated in the controller 10. The above-described control systems 100 and 200 are examples, and it goes without saying that various control systems can be adopted. The present disclosure may be applied to position holding control of the paper Q that is temporarily exposed to the outside during duplex printing.
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。上記実施形態の構成の少なくとも一部は、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換されてもよい。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開示の実施形態である。 The functions of one constituent element in the above embodiment may be distributed among a plurality of constituent elements. Functions of a plurality of components may be integrated into one component. A part of the configuration of the above embodiment may be omitted. At least a part of the configuration of the embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. Any aspect included in the technical idea specified from the wording of the claims is an embodiment of the present disclosure.
1…画像形成システム、10…コントローラ、11…CPU、13…ROM、25…ユーザインタフェース、30…記録部、31…インクジェットヘッド、35…キャリッジ、40…給紙部、50…用紙搬送部、51…モータ駆動回路、53…搬送モータ、55…エンコーダ、57…信号処理回路、60…搬送機構、63…搬送ローラ、65…排紙ローラ、69…排紙トレイ、100…制御系、110…位置指令器、120…減算器、130…位置補正器、140…位置制御器、150…加算器、160…外乱補償器、170…外乱オブザーバ、180…仮想コンプライアンス制御器、181…減算器、182…減算器、183…ゲインアンプ、184…積分器、185…積分器、186…ゲインアンプ、187…ゲインアンプ、200…制御系、240…位置制御器、241…比例器、242…微分器、243…速度補正器、244…加算器、245…加速度補正器、Q…用紙。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming system, 10 ... Controller, 11 ... CPU, 13 ... ROM, 25 ... User interface, 30 ... Recording part, 31 ... Inkjet head, 35 ... Carriage, 40 ... Paper feed part, 50 ... Paper conveyance part, 51 DESCRIPTION OF SYMBOLS Motor drive circuit 53 ... Conveyance motor 55 ... Encoder 57 ... Signal processing circuit 60 ... Conveyance mechanism 63 ... Conveyance roller 65 ... Discharge roller 69 ... Discharge tray 100 ... Control system 110 ... Position Commander 120 ... Subtractor 130 ... Position corrector 140 ... Position controller 150 ... Adder 160 ... Disturbance compensator 170 ... Disturbance observer 180 ... Virtual compliance controller 181 ... Subtractor 182 ... Subtractor, 183 ... gain amplifier, 184 ... integrator, 185 ... integrator, 186 ... gain amplifier, 187 ... gain amplifier, 200 ... control System, 240 ... position controller, 241 ... proportional unit, 242 ... differentiator, 243 ... speed corrector, 244 ... adder, 245 ... acceleration corrector, Q ... paper.
Claims (8)
前記シートを排出領域に搬送するように構成される搬送デバイスと、
前記搬送デバイスを駆動するモータと、
前記モータ及び前記画像形成デバイスを制御するように構成されるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記シートに画像を形成するように前記画像形成デバイスを制御し、更には、前記画像が形成された前記シートを前記排出領域に搬送するように前記搬送デバイスを制御する画像形成処理を実行し、
停止条件が満足されているかを判定し、
前記停止条件が満足されていると判定した場合には、前記画像形成処理を停止し、
前記シートから前記モータに伝達される外力に倣うように前記モータに対する仮想コンプライアンス制御を実行し、
再開条件が満足されているかを判定し、
前記再開条件が満足されていると判定した場合には、前記仮想コンプライアンス制御を停止して前記画像形成処理を再開する画像形成システム。 An imaging device configured to form an image on a sheet;
A transport device configured to transport the sheet to a discharge area;
A motor for driving the transport device;
A controller configured to control the motor and the image forming device;
With
The controller is
Controlling the image forming device to form an image on the sheet, and further performing an image forming process for controlling the transport device to transport the sheet on which the image is formed to the discharge area,
Determine whether the stop condition is satisfied,
If it is determined that the stop condition is satisfied, the image forming process is stopped,
Performing virtual compliance control on the motor to follow the external force transmitted from the seat to the motor;
Determine if the restart condition is satisfied,
An image forming system that stops the virtual compliance control and restarts the image forming process when it is determined that the restart condition is satisfied.
前記コントローラは、前記シートと前記ローラとの位置関係に応じて、前記仮想コンプライアンス制御における制御系の設計値を調整することにより、前記仮想コンプライアンス制御の強弱を調整する請求項1記載の画像形成システム。 The transport device includes a roller at a boundary with the discharge area, and is configured to discharge the sheet to the discharge area by rotation of the roller.
The image forming system according to claim 1, wherein the controller adjusts the strength of the virtual compliance control by adjusting a design value of a control system in the virtual compliance control in accordance with a positional relationship between the sheet and the roller. .
調整対象の前記設計値は、前記質量要素の質量、前記バネ要素のバネ定数、及び前記ダンパ要素のダンパ定数の少なくとも一つである請求項2又は請求項3記載の画像形成システム。 The control system includes a virtual spring-mass-damper system including a mass element, a spring element, and a damper element;
The image forming system according to claim 2, wherein the design value to be adjusted is at least one of a mass of the mass element, a spring constant of the spring element, and a damper constant of the damper element.
前記コントローラは、前記仮想コンプライアンス制御として、前記計測デバイスによって計測される物理量と当該物理量の目標値との偏差に基づき、前記モータに対する操作量を算出し、前記操作量と前記物理量との関係から、前記モータに作用する外力を推定し、推定した外力に基づいて、前記モータに対する操作量を補正する請求項1〜請求項4のいずれか一項記載の画像形成システム。 A measuring device for measuring a physical quantity related to rotation of the motor;
The controller calculates, as the virtual compliance control, an operation amount for the motor based on a deviation between a physical quantity measured by the measurement device and a target value of the physical quantity, and from a relationship between the operation quantity and the physical quantity, The image forming system according to claim 1, wherein an external force acting on the motor is estimated, and an operation amount for the motor is corrected based on the estimated external force.
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