JP6946910B2 - 搬送システム及び画像形成システム - Google Patents

Description

本開示は、搬送システム及び画像形成システムに関する。

被搬送体を搬送するシステムが知られている。例えばインクジェットプリンタ等の画像形成システムは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを搬送することにより、シートに画像を形成する。

この画像形成システムは、キャリッジの位置を、エンコーダを用いて検出する。例えば画像形成システムは、キャリッジを搬送経路の端に位置合わせする。これにより搬送経路の端を原点とする位置座標系におけるキャリッジの絶対位置を、エンコーダを用いて特定する。以下、位置合わせに用いられる搬送経路の端を原点位置とも表現する。

キャリッジの位置合わせに際し、原点位置に向けて高速にキャリッジを搬送すると、原点位置にキャリッジが到達する際に構造物との接触により衝撃が発生する。この衝撃により、ユーザに不快な音が生じる可能性や記録ヘッドが損傷する可能性がある。インクジェットプリンタの場合には、衝撃によって、インクジェットヘッドのメニスカスが崩壊する可能性もある。

そのため、キャリッジが原点位置に接近したことを検知し、キャリッジの速度を抑えることが既に行われている。出願人は、キャリッジが原点位置に接近したことをキャリッジに作用する反力の推定値に基づいて検知し、接近を検知すると、キャリッジの速度を、第一の速度から第二の速度に下げる技術を既に開示している（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４−１９５９６８号公報

位置合わせに際しては、キャリッジを低速で搬送するほど、原点位置での構造物との衝撃を抑えることができる。一方、キャリッジを低速で搬送するほど、位置合わせに時間を要する。

そこで、本開示の一側面では、被搬送体の原点位置への位置合わせを、衝撃を抑えて高速に実行可能な技術を提供できることが望ましい。

本開示の一側面に係る搬送システムは、モータと、被搬送体と、搬送機構と、当接構造と、エンコーダと、コントローラと、を備える。搬送機構は、モータにより駆動されて、被搬送体を搬送する。当接構造は、原点位置に向かって第一の方向に移動する被搬送体と当接し、被搬送体に第一の方向とは逆方向である第二の方向の力を作用させる。エンコーダは、モータ又は被搬送体の変位に応じた信号を出力する。

コントローラは、モータを制御する。具体的には、コントローラは、エンコーダからの信号に基づいて、被搬送体の速度を検出し、その検出速度と、モータに対する操作量と、に基づいて、被搬送体に作用する反力の値を推定する。

更に、コントローラは、被搬送体を第一の方向に原点位置まで移動させるための制御期間において、反力推定値に応じて、予め定められた第一の目標速度を、反力推定値が大きいほど補正後の第一の目標速度が小さくなるよう補正し、モータに対する操作量として、補正後の第一の目標速度と検出速度との偏差に基づく第一の操作量を算出し、第一の操作量に基づいてモータを制御する。

更に、コントローラは、上記制御期間の内、補正後の第一の目標速度又は検出速度が基準値まで低下した後には、モータに対する操作量として、基準値に対応した第二の目標速度と検出速度との偏差に基づく第二の操作量を算出し、第二の操作量に基づいてモータを制御する。

この搬送システムによれば、反力推定値に基づき、原点位置への接近に応じて適切に被搬送体を減速させることができる。従って、原点位置に衝撃を抑えて高速に被搬送体を搬送することができる。

付言すると、反力推定値に基づき第一の目標速度を下げ続けた場合には、被搬送体が反力に打ち勝てずに停止してしまう可能性がある。このため、本開示の一側面では、補正後の第一の目標速度及び検出速度の一方が基準値まで低下した後には、反力推定値に基づく第一の目標速度の補正を止めて、上記第二の操作量に基づき、モータを制御する。

従って、本開示の一側面によれば、第一の操作量により反力に応じた被搬送体の減速を実現しつつ、減速により被搬送体が原点位置に到達せずに停止するのを抑えて、被搬送体を原点位置に適切に搬送することができる。

本開示の一側面によれば、コントローラは、マス−ダンパ系のコンプライアンス制御により、第一の目標速度を、反力推定値が大きいほど補正後の第一の目標速度が小さくなるように補正する構成にされてもよい。コンプライアンス制御によれば、反力に倣うように第一の目標速度を下げる方向に補正することができ、衝撃緩和に適切な及び原点位置への位置合わせに適切な減速を実現することができる。例えば、コンプライアンス制御による補正では、マス（ｍａｓｓ）要素に反力推定値に対応する反力が作用し、それとは逆方向の力がダンパ要素からマス要素に作用したときのマス要素の減速を模した補正を第一の目標速度に加えることができる。

本開示の一側面によれば、コントローラは、コンプライアンス制御のマス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を、反力推定値に基づき調整するように構成されてもよい。この調整によれば、反力の大小に応じた減速の過不足を抑えることができる。

コントローラは、反力推定値が上限値より大きいとき、第一の目標速度に対する補正量が大きくなるように、マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整するように構成されてもよい。コントローラは、反力推定値が上限値より大きいとき、反力推定値と上限値との差が大きいほど補正量が大きくなるように、マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整するように構成されてもよい。

コントローラは、反力推定値が下限値より小さいとき、第一の目標速度に対する補正量が小さくなるように、マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整するように構成されてもよい。コントローラは、反力推定値が下限値より小さいとき、反力推定値と下限値との差が大きいほど補正量が小さくなるように、マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整するように構成されてもよい。

マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整する搬送システムによれば、反力の大小に適応したモータ制御により、被搬送体の原点位置への位置合わせを、原点位置への未到達及び衝撃を抑えてより高速に実現することができる。

当接構造は、被搬送体が原点位置より第一の方向上流の特定位置に到来したときに被搬送体と接触するレバーと、レバーを第二の方向に付勢するバネと、被搬送体に作用して被搬送体の第一の方向への移動を停止させる、原点位置に存在する壁と、を備えてもよい。こうした当接構造が設けられた搬送システムによれば、原点位置への接近に応じた、被搬送体の減速を、反力推定値に基づき適切に行うことができる。

本開示の一側面に係る搬送システムは、画像形成システムに適用されてもよい。画像形成システムは、モータと、ヘッドと、ヘッドを搭載する被搬送体としてのキャリッジと、キャリッジについての搬送機構と、当接構造と、エンコーダと、コントローラと、を備えることができる。この画像形成システムにおいて、搬送機構は、モータにより駆動されて、キャリッジを搬送する。当接構造は、原点位置に向かって第一の方向に移動するキャリッジと当接し、キャリッジに第一の方向とは逆方向である第二の方向の力を作用させる。エンコーダは、モータ又はキャリッジの変位に応じた信号を出力する。コントローラは、上記搬送システムと同様に、動作する。

キャリッジの位置合わせに際しては、原点位置への高速移動によって衝撃が生じると、キャリッジに搭載されるヘッドに好ましくない影響が生じる可能性がある。本開示の一側面によれば、こうした影響を抑えて原点位置への位置合わせを高速に行うことができる。

画像形成システムの構成を表すブロック図である。 キャリッジ搬送機構の詳細構成を表す図である。 切替機構の詳細構成を表す図である。 ＣＲモータ制御部の詳細構成を表すブロック図である。 制御系の構成を表すブロック図である。 補正前後の目標速度を表すグラフである。 制御ユニットが実行する原点検出処理を表すフローチャートである。 制御ユニットが実行する調整処理を表すフローチャートである。 キャリッジの挙動に関するグラフ群である。

以下に本開示の例示的実施形態を、図面と共に説明する。図１に示す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、メインコントローラ１０と、通信インタフェース２０と、印字制御部３０と、ＰＦモータ制御部４０と、ＣＲモータ制御部５０と、を備える。

メインコントローラ１０は、画像形成システム１を統括制御する。メインコントローラ１０は、通信インタフェース２０を介して外部機器から印刷対象の画像データを受信すると、この画像データに基づく画像が用紙に形成されるように、印字制御部３０、ＰＦモータ制御部４０、及びＣＲモータ制御部５０に指令入力する。

印字制御部３０は、メインコントローラ１０からの指令に従って記録ヘッド３１を制御するように構成される。記録ヘッド３１は、画像形成システム１が備える駆動回路３３によって駆動され、インク液滴を吐出する。印字制御部３０は、駆動回路３３を介して、記録ヘッド３１の吐出動作を制御し、記録ヘッド３１に印刷対象の画像データに基づく画像を用紙に形成させる。

ＰＦモータ制御部４０は、メインコントローラ１０からの指令に従ってＰＦモータ４１を制御することにより、用紙の搬送制御を実現する。ＰＦモータ４１は、直流モータであり、画像形成システム１が備える駆動回路４３によって回転駆動される。駆動回路４３は、ＰＦモータ制御部４０から入力されるＰＷＭ信号に従ってＰＦモータ４１を駆動する。ＰＦモータ４１は、画像形成システム１が備える動力伝達機構６０に接続されており、動力伝達機構６０を介して用紙搬送機構７０を駆動する。

用紙搬送機構７０は、複数のローラ（図示せず）を備える。用紙搬送機構７０は、ＰＦモータ４１からの動力を、動力伝達機構６０を介して受けて、ローラの回転により、用紙を副走査方向に搬送する。動力伝達機構６０を介した用紙搬送機構７０とＰＦモータ４１との接続状態は、切替機構１００によって切り替えられる。

ＰＦモータ４１の回転軸には、ロータリエンコーダ４５が設けられており、ＰＦモータ制御部４０は、ロータリエンコーダ４５からの信号に基づき用紙の搬送量及び速度を検出し、検出された搬送量及び速度に基づいて、ＰＦモータ４１を制御する。

この他、画像形成システム１は、吸引ポンプ８０を備える。吸引ポンプ８０は、記録ヘッド３１のフラッシング動作により吐出されたインク廃液をタンク（図示せず）に回収するためのポンプである。吸引ポンプ８０は、動力伝達機構６０を介してＰＦモータ４１からの動力を受けて、動作する。動力伝達機構６０を介したＰＦモータ４１と吸引ポンプ８０との接続状態は、切替機構１００によって切り替えられる。

ＣＲモータ制御部５０は、メインコントローラ１０からの指令に従ってＣＲモータ５１を制御することにより、記録ヘッド３１を搭載するキャリッジ１１１の搬送制御を実現する。ＣＲモータ５１は、画像形成システム１が備える駆動回路５３によって回転駆動される。駆動回路５３は、ＣＲモータ制御部５０から入力されるＰＷＭ信号に従ってＣＲモータ５１を駆動する。

キャリッジ搬送機構１１０は、ＣＲモータ５１からの動力を受けて、キャリッジ１１１を、副走査方向とは直交する主走査方向に搬送する。画像形成システム１には、キャリッジ１１１の位置を検出するためのリニアエンコーダ５５が設けられている。リニアエンコーダ５５は、キャリッジ１１１が主走査方向に所定量変位する度にパルス信号（具体的には、Ａ相信号及びＢ相信号）を出力するように構成される。

ＣＲモータ制御部５０は、リニアエンコーダ５５からの入力信号に基づいてキャリッジ１１１の位置及び速度を検出し、目標速度軌跡に従ってキャリッジ１１１を搬送するように、ＣＲモータ５１を制御する。

キャリッジ搬送機構１１０は、図２に示すように、キャリッジ１１１と、ベルト機構１２０と、ガイドレール１３０，１４０とを備える。ベルト機構１２０は、駆動プーリ１２１及び従動プーリ１２２と、駆動プーリ１２１と従動プーリ１２２との間に巻回されたベルト１２３とを備える。駆動プーリ１２１は、ＣＲモータ５１からの動力を受けて回転する。ベルト１２３は、駆動プーリ１２１の回転に伴って従動回転する。キャリッジ１１１は、このように動作するベルト１２３に固定される。

ガイドレール１３０は、主走査方向に延設され、主走査方向に垂直な断面がＬ字形状の部材により構成される。ガイドレール１４０は、ガイドレール１３０とは副走査方向に離れた位置で、ガイドレール１３０と平行に設けられる。ガイドレール１４０は、主走査方向に垂直な断面がＬ字形状の部材で構成される。

ベルト機構１２０は、ガイドレール１３０が有するレール本体１３１よりも副走査方向上流の領域に設置される。このベルト機構１２０とレール本体１３１との間の領域には、リニアエンコーダ５５を構成するエンコーダスケール５５Ａが主走査方向に沿って設けられる。

キャリッジ１１１は、下面に、ガイドレール１３０のレール本体１３１及びガイドレール１４０のレール本体１４１の形状に対応する主走査方向の溝（図示せず）を備え、上面に、エンコーダスケール５５Ａの形状に対応する主走査方向の溝１１２を備える。

キャリッジ１１１は、下面の上記溝にレール本体１３１，１４１が配置されるようにガイドレール１３０，１４０上に載置される。この載置によって、キャリッジ１１１は、ＣＲモータ５１が回転すると、ベルト１２３の回転に連動して、レール本体１３１，１４１に案内され、主走査方向に移動する。

この他、キャリッジ１１１の上面に設けられた溝１１２には、エンコーダスケール５５Ａにおいて等間隔に設けられた目盛りを光学的に読取可能な光学センサ５５Ｂが搭載される。リニアエンコーダ５５は、エンコーダスケール５５Ａと光学センサ５５Ｂとから構成される。

リニアエンコーダ５５は、キャリッジ１１１が主走査方向に移動すると、ガイドレール１３０に固定されたエンコーダスケール５５Ａと、キャリッジ１１１と共に移動する光学センサ５５Ｂとの相対位置が変化する現象を利用して、光学センサ５５Ｂでエンコーダスケール５５Ａの目盛りを読み取り、キャリッジ１１１の主走査方向の変位に応じたパルス信号を出力する。

この他、切替機構１００は、ガイドレール１４０の主走査方向端部に設けられる。切替機構１００は、図２及び図３上段に示すように、ガイドレール１４０に設けられた貫通孔１０１と、そこから上方に突出するレバー１０３と、を備える。図２において、貫通孔１０１は、図３よりも簡略表現されている。

レバー１０３は、貫通孔１０１を上方に抜けてガイドレール１４０上に突出しており、搬送経路の端に向けて移動するキャリッジ１１１と接触するように配置される。レバー１０３は、上記移動するキャリッジ１１１と接触すると、キャリッジ１１１に押され、キャリッジ１１１の移動と共に変位する（図３太矢印参照）。具体的に、レバー１０３は、動力伝達機構６０が備える支軸６１に貫挿されており、支軸６１に沿って主走査方向に変位可能な可動部材として構成される。

動力伝達機構６０の支軸６１には、切替ギヤ６２が貫挿されており、切替ギヤ６２は、図示しないギヤを介してＰＦモータ４１と常時接続される。支軸６１には更に、レバー１０３及び切替ギヤ６２を両側から付勢する一組のバネ６３Ａ，６３Ｂが設けられている。バネ６３Ｂからレバー１０３に作用する力は、バネ６３Ａから切替ギヤ６２に作用する力より大きい。切替ギヤ６２は、レバー１０３がキャリッジ１１１の移動と共に変位する際、バネ６３Ａに付勢され、レバー１０３に接触した状態でレバー１０３と共に変位する。

切替ギヤ６２は、上記変位により、動力伝達機構６０が備える支軸６１に沿って配列された第一伝動ギヤ６５、第二伝動ギヤ６６、第三伝動ギヤ６７及び第四伝動ギヤ６８のいずれか一つと接続される。切替ギヤ６２と第一〜第四伝動ギヤ６５〜６８との接続状態によって、ＰＦモータ４１と用紙搬送機構７０との接続状態及びＰＦモータ４１と吸引ポンプ８０との接続状態は、切り替えられる。切替ギヤ６２は、接続された第一〜第四伝動ギヤ６５〜６８の一つに続く伝動経路に、ＰＦモータ４１からの動力を伝達する。

具体的に、レバー１０３が位置Ａ１（図３参照）にあるとき、切替ギヤ６２は、第一伝動ギヤ６５と接続され、レバー１０３が位置Ａ２にあるとき、切替ギヤ６２は、第二伝動ギヤ６６と接続され、レバー１０３が位置Ａ３にあるとき、切替ギヤ６２は、第三伝動ギヤ６７と接続され、レバー１０３が位置Ａ４にあるとき、切替ギヤ６２は、第四伝動ギヤ６８と接続される。切替ギヤ６２が第四伝動ギヤ６８と接続されると、吸引ポンプ８０は、ＰＦモータ４１と接続され、ＰＦモータ４１からの動力を受けて動作する。

付言すると、レバー１０３が位置Ａ４からキャリッジ１１１の搬送経路の端である位置Ａ５に移動する際、切替ギヤ６２は、バネ６３Ａから付勢されるものの、第四伝動ギヤ６８が有する傘歯車６８１によって位置Ａ５側への移動を阻害されて、第四伝動ギヤ６８と接続された状態で維持される。

このレバー１０３が位置Ａ４から位置Ａ５に移動する際には、電動式又は非電動式のキャッピング機構９０が、レバー１０３の移動に連動して、キャップ９１を備える台９２を、上方にリフトアップする。

台９２は、弾性材９３を介してキャップ９１を支持する。台９２は、キャッピング機構９０が備える複数（例えば４本）のリンク９５により支持される。リンク９５は、台９２より下方に位置する画像形成システム１の部位に回動可能に接続されており、回動により台９２をリフトアップ及びリフトダウンする。

キャッピング機構９０は、キャリッジ１１１が搬送経路の端（位置Ａ５）に配置された時点でキャップ９１の記録ヘッド３１への装着を完了する。これにより、記録ヘッド３１のノズル面は被覆される。キャッピング機構９０は、キャリッジ１１１が位置Ａ５から離れるとき、台９２をリフトダウンする。

この他、切替機構１００は、図３上段に示す貫通孔１０１の形状により、レバー１０３が位置Ａ１から位置Ａ２又は位置Ａ３に配置された後には、キャリッジ１１１が後退しても、レバー１０３がその位置で保持されるように構成される。レバー１０３は、キャリッジ１１１が位置Ａ５から離れる方向に移動する場合、位置Ａ５からキャリッジ１１１の搬送経路中央側の位置Ａ１まで戻される。

付言すると、位置Ａ５は、キャリッジ１１１の原点位置として定められている。リニアエンコーダ５５からの信号に基づいて検出されるキャリッジ１１１の位置Ｘの座標系は、キャリッジ１１１が原点位置に配置されたときに、補正される。

画像形成システム１には、キャリッジ１１１が原点位置よりもガイドレール１４０の端側に移動するのを阻止する構造物が設けられている。例えば、位置Ａ５には、その位置Ａ５に到達したキャリッジ１１１と接触して、キャリッジ１１１が位置Ａ５よりも前進するのを阻害する壁９７が設けられている。更に、キャリッジ１１１と接触するレバー１０３は、位置Ａ５において貫通孔１０１の端まで移動し、それ以上移動しないことで、キャリッジ１１１の進行を阻止する。このようにして画像形成システム１は、キャリッジ１１１が原点位置よりも端側に移動することがないように構成されている。

続いて、ＣＲモータ制御部５０の詳細構成を、図４を用いて説明する。ＣＲモータ制御部５０は、位置検出器１５１と、速度検出器１５３と、制御ユニット１５５と、ＰＷＭ信号生成器１５７と、を備える。

位置検出器１５１は、リニアエンコーダ５５から入力されるＡ相信号及びＢ相信号に基づき、キャリッジ１１１の位置Ｘを検出する。具体的に、位置検出器１５１は、Ａ相信号とＢ相信号との位相差から主走査方向を往復動するキャリッジ１１１の移動方向を特定する。そして、原点位置から離れる方向に移動している場合には、位置Ｘを、Ａ相又はＢ相信号のパルスエッジを検出する度に１だけカウントアップするように更新し、キャリッジ１１１が原点位置に近づく方向に移動している場合には、上記パルスエッジを検出する度に位置Ｘを１だけカウントダウンするように更新する。この更新動作により、位置検出器１５１はキャリッジ１１１の位置Ｘを検出する。

位置検出器１５１により検出された位置Ｘは、制御ユニット１５５に入力される。本実施形態では、位置検出器１５１により検出される位置Ｘが、原点位置（位置Ａ５）を基準とした位置座標系で表されるように、必要に応じてキャリッジ１１１の原点位置（位置Ａ５）への位置合わせが行われる。

速度検出器１５３は、リニアエンコーダ５５からの入力信号におけるパルスエッジ間隔に基づき、キャリッジ１１１の速度を検出する。速度検出器１５３により検出された速度Ｖは、制御ユニット１５５に入力される。

制御ユニット１５５は、この位置検出器１５１及び速度検出器１５３により検出されたキャリッジ１１１の位置Ｘ及び速度Ｖに基づき、ＣＲモータ５１を制御することにより、キャリッジ１１１の搬送制御を実現する。具体的には、制御ユニット１５５は、目標速度軌跡に従ってキャリッジ１１１を搬送するように、ＣＲモータ５１を制御したり、キャリッジ１１１の位置Ｘに応じて制御モードを切り替えたりする。

制御ユニット１５５は、ＣＲモータ５１を制御するために、ＣＲモータ５１に対する操作量Ｕとして、ＣＲモータ５１に対する駆動電流を算出する。そして、この操作量Ｕを、ＰＷＭ信号生成器１５７に入力する。ＰＷＭ信号生成器１５７は、制御ユニット１５５から入力された操作量Ｕに対応するデューティー比のＰＷＭ信号を駆動回路５３に入力する。駆動回路５３は、このＰＷＭ信号に従って、操作量Ｕに対応する駆動電流でＣＲモータ５１を駆動する。

一例によれば、制御ユニット１５５は、図４に示すように、プロセッサ１５５Ａ及びメモリ１５５Ｂを備えたマイクロコンピュータとして構成される。メモリ１５５Ｂは、ＲＡＭ及びＲＯＭを含む。この場合には、プロセッサ１５５Ａがメモリ１５５Ｂに格納されるプログラムに従う処理を実行することにより、ＣＲモータ５１の制御、具体的には、操作量Ｕの演算が実行される。別例によれば、制御ユニット１５５は、専用回路として構成され得る。

以下では、ＣＲモータ５１に対する制御系１６０の構成、及び、制御ユニット１５５が実行する処理の詳細（具体的には原点検出処理の詳細）を説明するが、この制御系１６０及び処理は、プロセッサ１５５Ａがプログラムに従う処理を実行することによりソフトウェアで実現されると理解されてもよいし、専用回路（ハードウェア）によって実現されると理解されてもよい。

本実施形態によれば、制御ユニット１５５は、図５に示す制御系１６０に従って、操作量Ｕを算出し、ＣＲモータ５１を制御する。制御系１６０は、速度指令器１６１と、補正器１６２と、偏差算出器１６３と、速度制御器１６４と、加算器１６５と、外乱オブザーバ１６６と、コンプライアンス制御器１６７と、セレクタ１６８と、切替制御器１６９とを備える。

速度指令器１６１は、補正器１６２に目標速度Ｖｒを入力するように構成される。補正器１６２は、速度指令器１６１からの目標速度Ｖｒをセレクタ１６８から入力される補正量Ｃで補正して、補正後の目標速度Ｖｒｃ＝Ｖｒ−Ｃを偏差算出器１６３に入力するように構成される。

偏差算出器１６３は、補正後の目標速度Ｖｒｃと速度検出器１５３により検出された速度Ｖとの偏差Ｅｖ＝Ｖｒｃ−Ｖを算出し、偏差Ｅｖを速度制御器１６４に入力するように構成される。

速度制御器１６４は、偏差Ｅｖを操作量Ｕｖに変換して、操作量Ｕｖを加算器１６５に入力するように構成される。速度制御器１６４は、例えば比例制御器である。この場合、偏差Ｅｖは、所定ゲインＫを加えた操作量Ｕｖ＝Ｋ・Ｅｖに変換される。

加算器１６５は、速度制御器１６４からの操作量Ｕｖに、外乱オブザーバ１６６からの反力推定値Ｒを加算することで、ＣＲモータ５１に対する操作量Ｕ＝Ｕｖ＋Ｒを算出する。この操作量Ｕは、ＰＷＭ信号生成器１５７に入力される。これによりＣＲモータ５１は、操作量Ｕ＝Ｕｖ＋Ｒに応じた駆動電流で駆動される。

外乱オブザーバ１６６は、操作量Ｕとキャリッジ１１１の速度との関係を表す伝達関数モデルＨの逆モデルＨ^-1を利用して、ＣＲモータ５１に作用する反力を推定し、その反力推定値Ｒを出力するように構成される。

一例によれば、外乱オブザーバ１６６は、逆モデル演算器１７１と、第一及び第二のローパスフィルタ１７３，１７５と、減算器１７７と、を備える。逆モデル演算器１７１は、速度検出器１５３により検出された速度Ｖを、逆モデルＨ^-1に入力して、外乱がないと仮定したときの操作量Ｕ０＝Ｈ^-1Ｖを算出する。

第一のローパスフィルタ１７３は、この操作量Ｕ０から高周波成分を除去して、除去後の操作量Ｕ０^*を減算器１７７に入力する。第二のローパスフィルタ１７５は、加算器１６５から入力される操作量Ｕから高周波成分を除去して、除去後の操作量Ｕ^*を減算器１７７に入力する。減算器１７７は、外乱推定値として、高周波成分除去後の操作量Ｕ^*と操作量Ｕ０^*の差（Ｕ^*−Ｕ０^*）を算出し、この差（Ｕ^*−Ｕ０^*）を反力推定値Ｒ＝（Ｕ^*−Ｕ０^*）として出力する。

コンプライアンス制御器１６７は、この反力推定値Ｒに基づき、マス−ダンパ系のコンプライアンス制御により、目標速度Ｖｒに対する補正量Ｖｃを算出する。具体的には、コンプライアンス制御器１６７は、質量Ｍｃを有する仮想的なマス要素（可動体）に反力推定値Ｒに対応する反力が作用し、それとは逆方向の力Ｆｄが仮想的なダンパ要素からマス要素に作用したときのマス要素の減速を模した補正を目標速度Ｖｒに加えるための補正量Ｖｃを算出する。

一例によれば、コンプライアンス制御器１６７は、減算器１８１と、第一の増幅器１８３と、積分器１８５と、第二の増幅器１８７と、を備える。減算器１８１は、外乱オブザーバ１６６からの反力推定値Ｒを、第二の増幅器１８７からの出力値Ｆｄで減算し、その減算値（Ｒ−Ｆｄ）を第一の増幅器１８３に入力する。第一の増幅器１８３は、減算値（Ｒ−Ｆｄ）にゲイン（１／Ｍｃ）を作用させることにより、マス要素の減速度Ａｃ＝（Ｒ−Ｆｄ）／Ｍｃを算出する。この減速度Ａｃは、減算値（Ｒ−Ｆｄ）を、マス要素の質量Ｍｃで除算した値とも理解できる。

積分器１８５は、第一の増幅器１８３から得られるマス要素の減速度Ａｃを積分することにより、マス要素の減速による速度変化量に対応した補正量Ｖｃを算出する。この補正量Ｖｃは、セレクタ１６８及び第二の増幅器１８７に入力される。第二の増幅器１８７は、補正量Ｖｃに仮想的なダンパ要素の減衰係数Ｄｃを乗算して、ダンパ要素からマス要素に作用する力に対応する値Ｆｄ＝Ｄｃ・Ｖｃを算出し、この値Ｆｄ＝Ｄｃ・Ｖｃを減算器１８１に入力する。

セレクタ１６８は、切替制御器１６９に制御されて、コンプライアンス制御器１６７から入力される補正量Ｖｃ、及び、補正量ゼロのいずれか一方を、目標速度Ｖｒに対する補正量Ｃとして補正器１６２に入力する。即ち、セレクタ１６８は、補正量Ｃ＝Ｖｃ及びＣ＝０の一方を補正器１６２に入力する。セレクタ１６８から補正器１６２に補正量Ｃ＝Ｖｃが入力されるとき、ＣＲモータ５１及びキャリッジ１１１は、コンプライアンス制御を含む形態で速度制御され、セレクタ１６８から補正器１６２に補正量Ｃ＝０が入力されるとき、ＣＲモータ５１及びキャリッジ１１１は、コンプライアンス制御なしで速度制御される。

切替制御器１６９は、メインコントローラ１０から、キャリッジ１１１の原点位置への搬送指令が入力されると、速度指令器１６１から補正器１６２に入力される目標速度Ｖｒ制御し、更には、セレクタ１６８を制御することにより、キャリッジ１１１に作用する衝撃を抑えながら、キャリッジ１１１が原点位置に高速に位置合わせされるように、ＣＲモータ５１を制御する。この原点位置への搬送指令は、例えば画像形成システム１の電源がターンオンされた後の準備動作や、キャリッジ１１１と用紙との接触によるジャムが解消された後などに入力される。

具体的に、切替制御器１６９は、補正量Ｃを適切なタイミングで値Ｃ＝Ｖｃから値Ｃ＝０に切り替えるようにセレクタ１６８を制御し、更には同タイミングで、速度指令器１６１から補正器１６２に入力される目標速度Ｖｒが第一速度Ｖ１から第二速度Ｖ２に切り替わるように、速度指令器１６１を制御する。

図６上段には、キャリッジ１１１が原点位置に搬送されるときに、速度指令器１６１から補正器１６２に入力される目標速度Ｖｒの軌跡が示される。図６上段に示されるグラフは、時間の横軸と、目標速度Ｖｒの縦軸を有するグラフである。

図６上段に示されるコンプライアンス制御が「有」の状態は、セレクタ１６８から補正器１６２に補正量Ｃ＝Ｖｃが入力されていること、即ち、目標速度Ｖｒが補正器１６２にてコンプライアンス制御による補正量Ｖｃだけ補正されていることを意味する。コンプライアンス制御が「無」の状態は、セレクタ１６８から補正器１６２に、補正量Ｃ＝０が入力されていること、即ち、目標速度Ｖｒが補正器１６２にて補正されていないことを意味する。

図６下段には、図６上段に示されるグラフと同一時間軸上での、補正器１６２から偏差算出器１６３に入力される補正後の目標速度Ｖｒｃの軌跡が概略的に示される。図６下段に示されるグラフは、時間の横軸と、目標速度Ｖｒｃの縦軸を有するグラフである。

図６下段から理解できるように、目標速度Ｖｒｃは、キャリッジ１１１の原点位置への接近と共に、具体的には、キャリッジ１１１が原点位置（位置Ａ５）より移動方向上流の特定位置（位置Ａ１）でレバー１０３に当接した時点Ｔ１から、補正量Ｃ＝Ｖｃが上昇することに伴って徐々に下がり始める。補正量Ｃ＝Ｖｃの上昇は、レバー１０３からキャリッジ１１１へのバネ弾性（主にはバネ６３Ｂの弾性）による反力推定値Ｒの上昇に伴って発生する。このように、キャリッジ１１１は、反力推定値Ｒに基づいたコンプライアンス制御による目標速度Ｖｒの補正により、反力推定値Ｒに倣って減速するように制御される。

切替制御器１６９は、速度検出器１５３により検出される速度Ｖが目標速度Ｖｒ＝Ｖ１から基準値Ｖｚ以下まで低下した時点Ｔｃで、速度指令器１６１から補正器１６２に入力される目標速度Ｖｒが第二速度Ｖ２に切り替えられるように、速度指令器１６１を制御する。

本実施形態によれば、基準値Ｖｚは、第二速度Ｖ２に一致する（Ｖｚ＝Ｖ２）。基準値Ｖｚ及び第二速度Ｖ２は、キャリッジ１１１が原点位置に到達するときの速度として許容される速度の上限値に予め定められる。コンプライアンス制御器１６７内のゲイン１／Ｍｃ，Ｄｃは、キャリッジ１１１が原点位置に到達する前に、目標速度Ｖｒｃが第一速度Ｖ１から第二速度Ｖ２まで低下するように予め定められる。

従って、時点Ｔｃは、キャリッジ１１１が原点位置に到達する時点Ｔｅより前に到来する。これにより、キャリッジ１１１は、レバー１０３と当接すると、レバー１０３からの反力に倣って第一速度Ｖ１から減速し、原点位置には第二速度Ｖ２まで減速した状態で到達する。よって、本実施形態によれば、キャリッジ１１１が原点位置に到達する際に生じる画像形成システム１内の構造物との衝撃を抑えつつ、キャリッジ１１１を原点位置に高速に位置合わせすることができる。

ここで、制御ユニット１５５が実行する原点検出処理の詳細を、図７を用いて説明する。制御ユニット１５５は、メインコントローラ１０から、キャリッジ１１１の原点位置への搬送指令が入力されると、図７に示す原点検出処理を実行する。

原点検出処理において、制御ユニット１５５は、速度検出器１５３による検出速度Ｖが目標速度Ｖｒ＝Ｖ１から基準値Ｖｚ＝Ｖ２以下に低下したか否かを判断する（Ｓ１１０）。検出速度Ｖが基準値Ｖｚ以下に低下していないと判断すると（Ｓ１１０でＮｏ）、制御ユニット１５５は、Ｓ１２０において調整処理（詳細後述）を実行した後、コンプライアンス制御を含む形態でキャリッジ１１１を速度制御するように、操作量Ｕを算出する（Ｓ１３０）。

Ｓ１３０での算出時における目標速度Ｖｒは、第一速度Ｖ１である（Ｖｒ＝Ｖ１）。算出される操作量Ｕは、図５に示す制御系１６０において、速度指令器１６１から補正器１６２に、第一の目標速度Ｖｒ＝Ｖ１が入力され、セレクタ１６８から補正器１６２に、コンプライアンス制御器１６７からの補正量Ｖｃが入力されるときの操作量Ｕである。

Ｓ１３０における操作量Ｕの算出後、制御ユニット１５５は、当該算出された操作量ＵをＰＷＭ信号生成器１５７に入力する（Ｓ１５０）。即ち、制御ユニット１５５は、目標速度Ｖｒに対する補正量Ｖｃとして、反力推定値Ｒが大きいほど大きい補正量Ｖｃを算出し、その補正量Ｖｃだけ第一の目標速度Ｖｒ＝Ｖ１を下げる方向に補正する。そして、制御ユニット１５５は、ＣＲモータ５１に対する操作量Ｕとして、補正後の目標速度Ｖｒｃ＝Ｖ１−Ｖｃと、速度検出器１５３により検出された速度Ｖとの偏差Ｅｖ＝（Ｖｒｃ−Ｖ）に基づく操作量Ｕｖを算出し、操作量Ｕｖに反力推定値Ｒを加算した操作量（Ｕｖ＋Ｒ）に基づいて、ＣＲモータ５１を制御する。

Ｓ１５０における操作量ＵのＰＷＭ信号生成器１５７への入力後、制御ユニット１５５は、キャリッジ１１１が停止したか否かを判断する（Ｓ１６０）。キャリッジ１１１が停止した否かの判断は、例えば、速度検出器１５３による検出速度Ｖが所定時間ゼロであるか否かの判断によって実現することができる。

制御ユニット１５５は、キャリッジ１１１が停止していないと判断すると（Ｓ１６０でＮｏ）、Ｓ１１０に処理を戻す。そして、検出速度Ｖが基準値Ｖｚ以下に低下していないと判断した場合には（Ｓ１１０でＮｏ）、Ｓ１２０，Ｓ１３０の処理を再度実行し、新たな操作量Ｕを算出し、この操作量Ｕに基づいてＣＲモータ５１を制御する（Ｓ１５０）。

一方、制御ユニット１５５は、検出速度Ｖが基準値Ｖｚ以下に低下したと判断すると（Ｓ１１０でＹｅｓ）、コンプライアンス制御なしの形態でキャリッジ１１１を速度制御するように、操作量Ｕを算出する（Ｓ１４０）。

Ｓ１４０での算出時における目標速度Ｖｒは、第二速度Ｖ２である（Ｖｒ＝Ｖ２）。算出される操作量Ｕは、図５に示す制御系１６０において、速度指令器１６１から補正器１６２に、第二の目標速度Ｖｒ＝Ｖ２が入力され、セレクタ１６８から補正器１６２に補正量ゼロ（Ｃ＝０）が入力されるときの操作量Ｕである。

その後、制御ユニット１５５は、Ｓ１４０で算出された操作量ＵをＰＷＭ信号生成器１５７に入力する（Ｓ１５０）。即ち、制御ユニット１５５は、目標速度Ｖｒを補正することなしに、ＣＲモータ５１に対する操作量Ｕとして、第二の目標速度Ｖｒ＝Ｖ２と、速度検出器１５３により検出された速度Ｖとの偏差Ｅｖ＝（Ｖ２−Ｖ）に基づく操作量Ｕｖを算出し、操作量Ｕｖに反力推定値Ｒを加算した操作量Ｕ＝（Ｕｖ＋Ｒ）に基づいて、ＣＲモータ５１を制御する。

制御ユニット１５５は、その後、Ｓ１６０において、キャリッジ１１１が停止したか否かを判断する。そして、キャリッジ１１１が停止したと判断すると（Ｓ１６０でＹｅｓ）、キャリッジ１１１の原点位置（位置Ａ５）への位置合わせが完了したとみなして、位置検出器１５１による検出位置Ｘをゼロにリセットする（Ｓ１７０）。これにより、位置座標の補正を行う（Ｓ１７０）。

この他、制御ユニット１５５は、調整処理（Ｓ１２０）において、コンプライアンス制御のマス特性及びダンパ特性を調整することにより、キャリッジ１１１に作用する反力の大小に起因した、減速の過不足を調整する。コンプライアンス制御のマス特性及びダンパ特性を調整することは、上述したマス要素の質量Ｍｃ、及び、ダンパ要素の減衰係数Ｄｃを含む、コンプライアンス制御系のパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を調整することに対応する。

調整処理（Ｓ１２０）の詳細は、図８に示される。制御ユニット１５５は、図８に示す調整処理を開始すると、反力推定値Ｒが予め定められた上限値Ｒｕ以下であるか否かを判断する（Ｓ２１０）。制御ユニット１５５は、反力推定値Ｒが上限値Ｒｕ以下であると判断すると（Ｓ２１０でＹｅｓ）、反力推定値Ｒが予め定められた下限値Ｒｄ以上であるか否かを判断する（Ｓ２６０）。制御ユニット１５５は、反力推定値Ｒが下限値Ｒｄ以上であると判断すると（Ｓ２６０でＹｅｓ）、調整処理を終了する。即ち、制御ユニット１５５は、反力推定値Ｒが下限値Ｒｄ以上且つ上限値Ｒｕ以下である場合、コンプライアンス制御系のパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の調整が不要であるとみなして、調整処理（Ｓ１２０）を終了する。

一方、制御ユニット１５５は、反力推定値Ｒが上限値Ｒｕを超えていると判断すると（Ｓ２１０でＮｏ）、最後にＳ２４０又はＳ２５０の処理によりパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を調整してから所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ２２０）。所定時間が経過していないと判断すると（Ｓ２２０でＮｏ）、制御ユニット１５５は、調整処理を終了する。「最後」に対応する調整が存在しない場合、制御ユニット１５５は、所定時間が経過したと判断する。所定時間は、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値の調整による効果が反力推定値Ｒに十分現れる時間に予め定められる。

制御ユニット１５５は、所定時間が経過したと判断すると（Ｓ２２０でＹｅｓ）、反力推定値Ｒと上限値Ｒｕとの差（Ｒ−Ｒｕ）が大きいほど、目標速度Ｖｒに対する補正量Ｃ＝Ｖｃが大きくなるように、コンプライアンス制御におけるマス特性及びダンパ特性を調整する（Ｓ２４０，２５０）。具体的には、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を調整する。

具体的に、制御ユニット１５５は、差（Ｒ−Ｒｕ）が予め定められた閾値ＴＨ１より大きいか否かを判断する（Ｓ２３０）。そして、差（Ｒ−Ｒｕ）が閾値ＴＨ１以下であると判断すると（Ｓ２３０でＮｏ）、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を、現在のレベルから１レベル下げるように調整する（Ｓ２４０）。

一例によれば、制御ユニット１５５は、メモリ１５５Ｂに、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の具体的数値を、レベル毎に規定する設定表ＳＴ（図４参照）を有することができる。設定表ＳＴには、レベルが上がるほど、質量Ｍｃ及び減衰係数Ｄｃの少なくとも一方の値が上昇するように、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値がレベル毎に定義される。設定表ＳＴに値が定義される複数のレベルの内、中心のレベルが初期設定レベルに定められ、中心のレベルにおいて定義されるパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値が、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の初期値に対応する。

設定表ＳＴは、レベルに依らず質量Ｍｃを単一の固定値で定義し、レベル毎の減衰係数Ｄｃをレベルが上昇するほど上昇するように定義した表であってもよいし、レベルに依らず減衰係数Ｄｃを単一の固定値で定義し、レベル毎の質量Ｍｃをレベルが上昇するほど上昇するように定義した表であってもよい。勿論、設定表ＳＴは、レベルが上昇するほど、質量Ｍｃ及び減衰係数Ｄｃの値が共に上昇するように、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値をレベル毎に定義した表であってもよい。

制御ユニット１５５は、この設定表ＳＴに従って、コンプライアンス制御で用いられるパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を、現在のレベルに対応する値から、１つ下のレベルに対応する値に変更することができる。

上述したように、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を、第１のレベルから第２のレベルに下げることは、質量Ｍｃ及び減衰係数Ｄｃの少なくとも一方の値を、第１のレベルに対応する値から、第２のレベルに対応する値に下げることを意味する。質量Ｍｃを下げる行為は、その逆数１／Ｍｃが上昇する結果として、補正量Ｖｃを上昇させることに繋がる。同様に、減衰係数Ｄｃを下げる行為は、減算器１８１に入力される値Ｆｄが下がる結果として、補正量Ｖｃを上昇させることに繋がる。

従って、Ｓ２４０の処理でコンプライアンス制御に用いられるパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を１レベル下げる調整が行われると、その後のコンプライアンス制御による補正量Ｖｃは、調整前と比較して上昇する。

この他、制御ユニット１５５は、差（Ｒ−Ｒｕ）が閾値ＴＨ１より大きいと判断すると（Ｓ２３０でＹｅｓ）、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を、現在のレベルから２レベル下げるように調整する（Ｓ２５０）。これにより、制御ユニット１５５は、差（Ｒ−Ｒｕ）が閾値ＴＨ１以下であるときよりも、より一層大きな補正量Ｖｃが算出されるように、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を調整する。Ｓ２４０又はＳ２５０での処理を終えると、制御ユニット１５５は、調整処理（Ｓ１２０）を終了し、Ｓ１３０において、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の調整後のコンプライアンス制御系により算出された補正量Ｖｃに基づき補正した目標速度Ｖｒｃに基づき、操作量Ｕを算出する。

この他、制御ユニット１５５は、調整処理（Ｓ１２０）において、反力推定値Ｒが下限値Ｒｄ未満であると判断すると（Ｓ２６０でＮｏ）、Ｓ２７０に移行し、最後にＳ２９０又はＳ３００の処理によりパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を調整してから所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していないと判断すると（Ｓ２７０でＮｏ）、制御ユニット１５５は、調整処理を終了する。「最後」に対応する調整が存在しない場合、制御ユニット１５５は、所定時間が経過したと判断する。

制御ユニット１５５は、所定時間が経過していると判断すると（Ｓ２７０でＹｅｓ）、反力推定値Ｒと下限値Ｒｄとの差（Ｒｄ−Ｒ）が大きいほど、目標速度Ｖｒに対する補正量Ｖｃが小さくなるように、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を調整する（Ｓ２９０，Ｓ３００）。

具体的に、制御ユニット１５５は、差（Ｒｄ−Ｒ）が閾値ＴＨ２より大きいか否かを判断する（Ｓ２８０）。そして、差（Ｒｄ−Ｒ）が閾値ＴＨ２以下であると判断すると（Ｓ２８０でＮｏ）、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を、現在のレベルから１レベル上げるように調整する（Ｓ２９０）。制御ユニット１５５は、差（Ｒｄ−Ｒ）が閾値ＴＨ２より大きいと判断すると（Ｓ２８０でＹｅｓ）、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を、現在のレベルから２レベル上げるように調整する（Ｓ３００）。

これにより、制御ユニット１５５は、差（Ｒｄ−Ｒ）が閾値ＴＨ２より大きいとき、差（Ｒｄ−Ｒ）が閾値ＴＨ２以下であるときよりも、より一層小さな補正量Ｖｃが算出されるように、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値を調整する。Ｓ２９００又はＳ３００での処理を終えると、制御ユニット１５５は、調整処理（Ｓ１２０）を終了する。

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。本実施形態では、キャリッジ１１１の原点位置への位置合わせを行う際、マス−ダンパ系のコンプライアンス制御によりキャリッジ１１１の目標速度Ｖｒを補正することで、キャリッジ１１１に作用する反力に倣うように適切に目標速度Ｖｒを補正する。

仮にこの補正をせずに一定の目標速度Ｖｒ＝Ｖｒｃ＝Ｖ１を用いてキャリッジ１１１を原点位置まで搬送する場合には、キャリッジ１１１にレバー１０３からバネ弾性による反力が作用しているのにも関わらず、反力に逆らって等速運動するように、ＣＲモータ５１に対する制御が行われる。この場合、キャリッジ１１１は、過度に高速に原点位置に接近し、原点位置に到達するときキャリッジ１１１に大きな衝撃が生じる。

これに対し、本実施形態によれば、補正器１６２が反力に倣って適切に目標速度Ｖｒを補正する。従って、キャリッジ１１１は、レバー１０３からのバネ弾性による反力に応じて減速し、原点位置に適切な速度で到達することができる。

しかも、本実施形態では、コンプライアンス制御系におけるパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の初期値が、想定される反力では、キャリッジ１１１が原点位置に到達するまでに、キャリッジ１１１の速度が許容範囲の上限値Ｖ２まで低下するように決定される。このような初期値の決定は、試験結果に基づいて比較的簡単に実現可能である。従って、本実施形態によれば、キャリッジ１１１を高速に、且つ、衝撃を抑えて、適切に原点位置まで搬送することができる。

更に本実施形態では、想定反力の誤差や経時変化により、キャリッジ１１１の減速についての過不足が生じるケースであっても、その過不足を、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の調整により抑えることができる。

例えば、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値が適値より小さいことで、補正量Ｖｃが適値より大き過ぎるケースでは、キャリッジ１１１が原点位置に到達する前に停止し、キャリッジ１１１が原点位置に到達できないことが生じ得るが、本実施形態では、調整処理（Ｓ１２０）により、そのような事象の発生が十分抑えられる。

この他、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値が適値より大きいことで、補正量Ｖｃが適値より小さ過ぎるケースでは、キャリッジ１１１が第二速度Ｖ２まで減速する前にキャリッジ１１１が原点位置に到達して、大きな衝撃が生じる可能性がある。本実施形態では、調整処理（Ｓ１２０）により、そのような事象の発生を抑えることができる。

本実施形態によれば、これらの事象の発生が抑えられる結果、パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）を比較的大きく設定しておき、減速が不十分な場合に限ってパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）を下げる方向に調整することも可能である。この場合、不要にキャリッジ１１１を減速させずに、原点位置までキャリッジ１１１を搬送することができるので、原点位置への位置合わせを、衝撃を抑えてより高速に行うことができる。

図９では、キャリッジ１１１の位置軌跡、キャリッジ１１１に作用する反力の軌跡、反力推定値の軌跡、キャリッジ１１１の速度軌跡が、第１例から第３例について異なる線種で示される。

第１例は、Ｍｃ＝１及びＤｃ＝３に設定してキャリッジ１１１を原点位置まで搬送したときの軌跡を示す。第２例は、Ｍｃ＝１及びＤｃ＝５に設定してキャリッジ１１１を原点位置まで搬送したときの軌跡を示す。第３例は、最初Ｍｃ＝１及びＤｃ＝５に設定してキャリッジ１１１を搬送し、途中からＭｃ＝１及びＤｃ＝３に変更してキャリッジ１１１を搬送したときの軌跡を示す。第１例の線種は、図９において記載「Ｄｃ＝３」の左に示される。第２例の線種は、記載「Ｄｃ＝５」の左に示される。第３例の線種は、記載「Ｄｃ＝５→３」の左に示される。

図９における一段目（最上段）のグラフは、キャリッジ１１１の位置軌跡を示し、Ｐ０は、原点位置を表し、Ｐ１は、キャリッジ１１１がレバー１０３と当接する位置を表す。二段目のグラフは、キャリッジ１１１に作用する反力の軌跡を示し、三段目のグラフは、反力推定値Ｒの軌跡を示し、四段目のグラフは、キャリッジ１１１の速度Ｖの軌跡を示す。いずれの軌跡もシミュレーションに得られたものである。

時間軸に示されるＴｄは、第３例においてキャリッジ１１１がレバー１０３と当接した時点を示し、Ｔｅは、第３例においてキャリッジ１１１が原点位置に到達した時点を示し、Ｔｆは、第３例においてパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）が変更された時点を示す。また、ｄＴは、第３例において第１例よりも時間ｄＴだけ短い時間でキャリッジ１１１が原点位置に到達することを示す。このように、本実施形態によれば、高速且つ衝撃を抑えたキャリッジ１１１の原点位置への位置合わせを実現可能である。

本開示は、上記実施形態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、Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２９０，Ｓ３００におけるパラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の調整量及び調整方法は、上記実施形態に限定されない。
パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）は、差（Ｒ−Ｒｕ）及び差（Ｒｄ−Ｒ）に応じて離散的ではなく連続的に調整されてもよい。調整量は、設定表ＳＴではなく関数を用いて決定されてもよい。パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の上げ幅と下げ幅とは同一でなくてもよい。

パラメータ群（Ｍｃ，Ｄｃ）の値の調整は、差（Ｒ−Ｒｕ）及び差（Ｒｄ−Ｒ）の大小によらず、１段階ずつ行われてもよい。この例は、図８において、差（Ｒ−Ｒｕ）に依らず、Ｓ２３０で常に否定判断してＳ２４０の処理を実行すること、及び、差（Ｒｄ−Ｒ）に依らず、Ｓ２８０で常に否定判断して、Ｓ２９０の処理を実行することに対応する。

上記実施形態では、速度検出器１５３による検出速度Ｖと基準値Ｖｚとの比較により、補正量ＣをＣ＝ＶｃからＣ＝０へ切り替えるタイミング及び目標速度Ｖｒを第一速度Ｖ１から第二速度Ｖ２に切り替えるタイミングを決定したが、制御ユニット１５５は、検出速度Ｖに代えて、補正後の目標速度Ｖｒｃと基準値Ｖｚとの比較により、上記タイミングを決定してもよい。即ち、Ｓ１１０の判断は、補正後の目標速度Ｖｒｃと基準値Ｖｚとの比較により実現されてもよい。

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。

１…画像形成システム、１０…メインコントローラ、３０…印字制御部、３１…記録ヘッド、４０…モータ制御部、５０…ＣＲモータ制御部、５１…ＣＲモータ、５３…駆動回路、５５…リニアエンコーダ、５５Ａ…エンコーダスケール、５５Ｂ…光学センサ、６０…動力伝達機構、６３Ａ，６３Ｂ…バネ、７０…用紙搬送機構、９７…壁、１００…切替機構、１０１…貫通孔、１０３…レバー、１１０…キャリッジ搬送機構、１１１…キャリッジ、１２０…ベルト機構、１３０，１４０…ガイドレール、１５１…位置検出器、１５３…速度検出器、１５５…制御ユニット、１５５Ａ…プロセッサ、１５５Ｂ…メモリ、１５７…ＰＷＭ信号生成器、１６０…制御系、１６１…速度指令器、１６２…補正器、１６３…偏差算出器、１６４…速度制御器、１６５…加算器、１６６…外乱オブザーバ、１６７…コンプライアンス制御器、１６８…セレクタ、１６９…切替制御器、１８１…減算器、１８３，１８７…増幅器、１８５…積分器。

Claims (9)

1. モータと、
   被搬送体と、
   前記モータにより駆動されて、前記被搬送体を搬送する搬送機構と、
   原点位置に向かって第一の方向に移動する前記被搬送体と当接し、前記被搬送体に前記第一の方向とは逆方向である第二の方向の力を作用させる当接構造と、
   前記モータ又は前記被搬送体の変位に応じた信号を出力するエンコーダと、
   前記モータを制御するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記エンコーダからの前記信号に基づいて、前記被搬送体の速度を検出し、
   前記検出された速度である検出速度と、前記モータに対する操作量と、に基づいて、前記被搬送体に作用する反力の値を推定し、
   前記被搬送体を前記第一の方向に前記原点位置まで移動させるための制御期間において、前記推定された反力の値である反力推定値に応じて、予め定められた第一の目標速度を、前記反力推定値が大きいほど補正後の第一の目標速度が小さくなるよう補正し、
   前記モータに対する操作量として、前記補正後の第一の目標速度と前記検出速度との偏差に基づく第一の操作量を算出し、前記第一の操作量に基づいて前記モータを制御し、
   前記制御期間の内、前記補正後の第一の目標速度又は前記検出速度が基準値まで低下した後には、前記モータに対する操作量として、前記基準値に対応した第二の目標速度と前記検出速度との偏差に基づく第二の操作量を算出し、前記第二の操作量に基づいてモータを制御する
   搬送システム。
2. 請求項１記載の搬送システムであって、
   前記コントローラは、マス−ダンパ系のコンプライアンス制御により、前記第一の目標速度を、前記反力推定値が大きいほど前記補正後の第一の目標速度が小さくなるように補正する搬送システム。
3. 請求項２記載の搬送システムであって、
   前記コントローラは、前記コンプライアンス制御のマス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を、前記反力推定値に基づき調整する搬送システム。
4. 請求項３記載の搬送システムであって、
   前記コントローラは、前記反力推定値が上限値より大きいとき、前記第一の目標速度に対する補正量が大きくなるように、前記マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整する搬送システム。
5. 請求項４記載の搬送システムであって、
   前記コントローラは、前記反力推定値が前記上限値より大きいとき、前記反力推定値と前記上限値との差が大きいほど前記補正量が大きくなるように、前記マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整する搬送システム。
6. 請求項３〜請求項５のいずれか一項記載の搬送システムであって、
   前記コントローラは、前記反力推定値が下限値より小さいとき、前記第一の目標速度に対する補正量が小さくなるように、前記マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整する搬送システム。
7. 請求項６記載の搬送システムであって、
   前記コントローラは、前記反力推定値が前記下限値より小さいとき、前記反力推定値と前記下限値との差が大きいほど前記補正量が小さくなるように、前記マス特性及びダンパ特性の少なくとも一方を調整する搬送システム。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の搬送システムであって、
   前記当接構造は、
   前記被搬送体が前記原点位置より前記第一の方向上流の特定位置に到来したときに前記被搬送体と接触するレバーと、
   前記レバーを前記第二の方向に付勢するバネと、
   前記被搬送体に作用して前記被搬送体の前記第一の方向への移動を停止させる、前記原点位置に存在する壁と、
   を備える搬送システム。
9. モータと、
   ヘッドと、
   前記ヘッドを搭載するキャリッジと、
   前記モータにより駆動されて、前記キャリッジを搬送する搬送機構と、
   原点位置に向かって第一の方向に移動する前記キャリッジと当接し、前記キャリッジに前記第一の方向とは逆方向である第二の方向の力を作用させる当接構造と、
   前記モータ又は前記キャリッジの変位に応じた信号を出力するエンコーダと、
   前記モータを制御するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記エンコーダからの前記信号に基づいて、前記キャリッジの速度を検出し、
   前記検出された速度である検出速度と、前記モータに対する操作量と、に基づいて、前記キャリッジに作用する反力の値を推定し、
   前記キャリッジを前記第一の方向に前記原点位置まで移動させるための制御期間において、前記推定された反力の値である反力推定値に応じて、予め定められた第一の目標速度を、前記反力推定値が大きいほど補正後の第一の目標速度が小さくなるよう補正し、
   前記モータに対する操作量として、前記補正後の第一の目標速度と前記検出速度との偏差に基づく第一の操作量を算出し、前記第一の操作量に基づいて前記モータを制御し、
   前記制御期間の内、前記補正後の第一の目標速度又は前記検出速度が基準値まで低下した後には、前記モータに対する操作量として、前記基準値に対応した第二の目標速度と前記検出速度との偏差に基づく第二の操作量を算出し、前記第二の操作量に基づいてモータを制御する
   搬送システム。

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