JP7613209B2 - Control System - Google Patents
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Description
本開示は、制御システムに関する。 This disclosure relates to a control system.
インクジェットプリンタにおいて、画像領域の間に挟まれた非画像領域では、インクジェットヘッドを搭載するキャリッジの移動速度を高くすることにより、処理の高速化を図る技術が知られている（例えば特許文献１参照）。 In inkjet printers, a technique is known for increasing the speed of processing in non-image areas between image areas by increasing the movement speed of the carriage carrying the inkjet head (see, for example, Patent Document 1).
処理ヘッドを搭載したキャリッジの移動により対象物を加工するシステムは、例えばエンコーダスケールを、キャリッジと共に移動するセンサで読み取ることにより、キャリッジの位置及び速度を計測する。計測された位置及び速度は、キャリッジの移動制御に使用される。 A system that processes an object by moving a carriage carrying a processing head measures the position and speed of the carriage, for example by reading an encoder scale with a sensor that moves with the carriage. The measured position and speed are used to control the movement of the carriage.
このエンコーダスケールを用いた計測は、エンコーダスケールに読取を阻害する阻害物が付着している場合、少なくともその付着場所に対応する領域をキャリッジ及びセンサが通過するときに、正常に行うことができなくなる。例えば、処理ヘッドがインクジェットヘッドであるときには、エンコーダスケールにインク汚れがあるとき、その汚れがエンコーダスケールの正常な読取を阻害する。 If there is an obstruction on the encoder scale that prevents reading, measurements using this encoder scale cannot be performed normally, at least when the carriage and sensor pass through the area corresponding to the location of the obstruction. For example, if the processing head is an inkjet head and there is ink stain on the encoder scale, the stain will prevent the encoder scale from being read normally.
この読取の阻害は、キャリッジの適切な制御を困難にする可能性がある。特に、キャリッジが高速移動しているときには、僅かな時間の阻害が、大きな制御誤差を生み、キャリッジの適切な移動制御を困難にする可能性がある。エンコーダに限らず、様々な理由で、制御対象である移動体の移動状態を計測器が正確に計測できないケースが生じ得る。 This interruption in reading can make it difficult to control the carriage properly. In particular, when the carriage is moving at high speed, even a short interruption can cause a large control error, making it difficult to control the carriage's movement properly. There can be cases where a measuring instrument cannot accurately measure the moving state of a moving object to be controlled for various reasons, not limited to encoders.
そこで、本開示の一側面によれば、対象物を加工する移動体を制御するシステムにおいて、移動体を適切に高速移動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, it is desirable to provide a technology that can appropriately move a moving object at high speed in a system that controls the moving object that processes an object.
本開示の一側面によれば、制御システムが提供される。制御システムは、モータと、移動体と、計測器と、コントローラと、を備える。移動体は、モータにより駆動されて通路上を移動し、移動過程では対象物を加工するように構成される。 According to one aspect of the present disclosure, a control system is provided. The control system includes a motor, a moving body, a measuring instrument, and a controller. The moving body is driven by the motor to move along a passageway, and is configured to process an object during the movement process.
計測器は、移動体の速度を計測するように構成される。コントローラは、移動体が通路上の移動開始地点から目標停止地点まで速度プロファイルに従う速度で移動するように、フィードバック制御方式で、計測器により計測された速度に基づいてモータを制御するように構成される。 The measuring device is configured to measure the speed of the moving object. The controller is configured to control the motor based on the speed measured by the measuring device in a feedback control manner so that the moving object moves from a movement start point on the passage to a target stopping point at a speed that follows the speed profile.
速度プロファイルは、移動体が移動開始地点から定速状態に移行するまでの加速区間、移動体が定速状態から目標停止地点で停止するまでの減速区間、及び、加速区間と減速区間との間の中間区間における目標速度を定義する。 The speed profile defines the acceleration section where the moving body moves from the start point of movement to a constant speed state, the deceleration section where the moving body moves from the constant speed state to a stop at the target stopping point, and the target speed in the intermediate section between the acceleration section and the deceleration section.
中間区間は、第一の定速区間と、第二の定速区間と、非定速区間と、を含む。第一の定速区間は、移動体が第一の速度で定速移動する。第二の定速区間は、移動体が第一の速度より高い第二の速度で定速移動する。非定速区間は、移動体が非定速移動する。移動体は、第一の定速区間において対象物を加工するように動作する。 The intermediate section includes a first constant speed section, a second constant speed section, and a non-constant speed section. In the first constant speed section, the moving body moves at a constant first speed. In the second constant speed section, the moving body moves at a constant second speed that is higher than the first speed. In the non-constant speed section, the moving body moves at a non-constant speed. In the first constant speed section, the moving body operates to process the object.
コントローラは、非定速区間であって、移動体が第一の定速区間を通過した後の第一の速度から第二の速度まで加速する再加速区間では、フィードバック制御方式に代えて、フィードフォワード制御方式でモータを制御することにより、移動体の速度を制御する。 In a non-constant speed section, that is, a re-acceleration section in which the moving body accelerates from a first speed to a second speed after passing through a first constant speed section, the controller controls the speed of the moving body by controlling the motor with a feedforward control method instead of a feedback control method.
フィードバック制御は、計測器により計測される速度に大きな誤差が含まれる場合に、その誤差の影響を受けやすい。特に、非定速区間では、定速区間と比較して計測器により計測される速度に誤差が含まれることを考慮した計測値の補正やモータに対する操作量の補正を適切に行うことが難しい。再加速区間のように移動体を高い速度帯で加速させる場合には、特に計測誤差の影響が制御の安定性に大きな影響を与え得る。 Feedback control is easily affected by errors when the speed measured by a measuring instrument contains a large error. In particular, in non-constant speed sections, it is difficult to appropriately correct the measurement value and the motor operation amount, taking into account the error in the speed measured by the measuring instrument compared to constant speed sections. When accelerating a moving object at high speeds, such as in a re-acceleration section, the influence of measurement errors can have a significant impact on the stability of control.
本開示の制御システムのように、再加速区間では、フィードフォワード制御方式でモータを制御することによれば、再加速区間において計測器による速度の計測誤差が大きい場合に起こり得る不安定な制御を抑制することができる。従って、本開示の一側面によれば、対象物を加工する移動体を制御するシステムにおいて、移動体を適切に高速移動させることができる。 In the re-acceleration section, as in the control system of the present disclosure, by controlling the motor using a feedforward control method, it is possible to suppress unstable control that can occur when there is a large error in the speed measurement by the measuring device in the re-acceleration section. Therefore, according to one aspect of the present disclosure, in a system that controls a moving body that processes an object, it is possible to move the moving body appropriately at high speed.
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。
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、記録ヘッド１１と、キャリッジ１２と、キャリッジ（ＣＲ）モータ１３と、リニアエンコーダ１４とを備える。記録ヘッド１１、キャリッジ１２、ＣＲモータ１３、及びリニアエンコーダ１４は、図２に詳細を示す印刷機構１５の一部を構成する。
Exemplary embodiments of the present disclosure will now be described with reference to the drawings.
The
印刷機構１５は、ＣＲモータ１３からの動力を受けて、記録ヘッド１１を搭載するキャリッジ１２を主走査方向に移動させるように構成される。主走査方向は、用紙Ｐが搬送される副走査方向と直交する方向である。
The
記録ヘッド１１は、インク液滴を吐出するように構成される吐出ヘッドであり、所謂インクジェットヘッドである。記録ヘッド１１は、キャリッジ１２が主走査方向に沿って用紙Ｐを横断するように移動する際、インク液滴の吐出動作を実行して用紙Ｐに画像を形成する。ＣＲモータ１３は、直流モータであり、キャリッジ１２を往復動させるための駆動源として機能する。
The
リニアエンコーダ１４は、インクリメンタル型の光学式リニアエンコーダであり、キャリッジ１２の主走査方向における位置及び速度を計測するために用いられる。キャリッジ１２の位置及び速度は、キャリッジ１２の移動状態を表す状態量、換言すれば運動パラメータに対応する。
The
画像形成システム１は、用紙Ｐの搬送を実現するために、ラインフィード（ＬＦ）モータ２１と、ロータリエンコーダ２２とを更に備える（図１参照）。ＬＦモータ２１は、直流モータであり、用紙Ｐを副走査方向へ搬送する搬送ローラ（図示せず）を回転させるための駆動源として機能する。ロータリエンコーダ２２は、インクリメンタル型の光学式ロータリエンコーダであり、搬送ローラの回転量及び回転速度を計測するために用いられる。
The
画像形成システム１は、記録ヘッド１１，ＣＲモータ１３、及びＬＦモータ２１の駆動及び制御のために、ヘッドドライバ１８と、ＣＲモータドライバ１９と、ＬＦモータドライバ２９と、ＡＳＩＣ２とを更に備える。ヘッドドライバ１８は、ＡＳＩＣ２から入力される制御信号に従って、記録ヘッド１１にインク液滴を吐出させるように、記録ヘッド１１を駆動する。
The
ＣＲモータドライバ１９は、ＡＳＩＣ２から入力される制御信号に従って、ＣＲモータ１３を回転駆動する。ＬＦモータドライバ２９は、ＡＳＩＣ２から入力される制御信号に従って、ＬＦモータ２１を回転駆動する。
The
ＡＳＩＣ２は、各ドライバ１８，１９，２９に対して制御信号を入力することにより、記録ヘッド１１によるインク液滴の吐出動作、ＣＲモータ１３によるキャリッジ１２の搬送動作、及びＬＦモータ２１による用紙Ｐの搬送動作を制御するように構成される。ＡＳＩＣ２は、記録制御部３１と、ＣＲモータ制御部３２と、ＬＦモータ制御部３３と、リニアエンコーダ処理部３４と、ロータリエンコーダ処理部３５とを備える。
The ASIC 2 is configured to control the ink droplet ejection operation by the
ここで、画像形成システム１が備える印刷機構１５の具体的構成を、図２を用いて説明する。印刷機構１５は、キャリッジ１２の通路を規定するガイド軸４１を、主走査方向に備える。キャリッジ１２は、このガイド軸４１に挿通される。
The specific configuration of the
キャリッジ１２は更に、ガイド軸４１に沿って設けられた無端ベルト４２に連結される。無端ベルト４２は、ガイド軸４１の一端に設置された駆動プーリ４３と、ガイド軸４１の他端に設置された従動プーリ４４と、の間に巻回される。
The
駆動プーリ４３は、ＣＲモータ１３により回転駆動され、無端ベルト４２を回転させる。キャリッジ１２は、無端ベルト４２の回転を通じて伝達されるＣＲモータ１３の動力により、ガイド軸４１に沿って主走査方向に移動する。
The
ガイド軸４１の近傍には、エンコーダスケールとしてのリニアスケール４６が、ガイド軸４１に沿って設置されている。キャリッジ１２には、発光部５０及び受光部６０を備える光学センサ４７が搭載されている。
A
リニアエンコーダ１４は、この光学センサ４７及びリニアスケール４６によって構成される。図２右下における破線バルーン内に、光学センサ４７の詳細構成を示す。図示されるように、リニアスケール４６は、主走査方向に対応する長尺方向に、所定の間隔で配置されたスリット４８を備える。スリット４８は、孔であってもよいし、光を透過可能な透明部材で構成されてもよい。光学センサ４７を構成する発光部５０及び受光部６０は、リニアスケール４６を挟むように配置される。
The
発光部５０は、二つの発光素子５１，５２、具体的にはＡ相発光素子５１及びＢ相発光素子５２を備える。受光部６０は、二つの発光素子５１，５２に対応する二つの受光素子６１，６２、具体的にはＡ相受光素子６１及びＢ相受光素子６２を備える。Ａ相発光素子５１から照射された光はＡ相受光素子６１で受光され、Ｂ相発光素子５２から照射された光はＢ相受光素子６２で受光される。
The light-emitting
光学センサ４７は、キャリッジ１２に固定されており、キャリッジ１２と連動してリニアスケール４６に沿って主走査方向に移動する。この移動によって、光学センサ４７は、リニアスケール４６に対して主走査方向に相対移動する。
The
光学センサ４７とリニアスケール４６との間の相対位置の変化によって、受光素子６１，６２の受光状態は、変化する。光学センサ４７は、受光状態の変化に応じた２種類のパルス信号を、エンコーダ信号として出力する。
The light receiving state of the
すなわち、光学センサ４７は、キャリッジ１２の移動に応じて、所定の位相差（本実施形態では９０度）を有する２種類のパルス信号を出力する。第一のパルス信号は、Ａ相受光素子６１での受光状態に対応したＡ相信号であり、第二のパルス信号は、Ｂ相受光素子６２での受光状態に対応したＢ相信号である。
That is, the
リニアエンコーダ処理部３４は、リニアエンコーダ１４からエンコーダ信号として入力される上述のＡ相信号及びＢ相信号に基づき、キャリッジ１２の移動方向を判定すると共に、キャリッジ１２の位置及び速度を計測する。リニアエンコーダ処理部３４は、リニアエンコーダ１４と共に、キャリッジ１２の位置及び速度に関する計測器として機能する。キャリッジ１２の位置及び速度の計測値は、記録制御部３１及びＣＲモータ制御部３２に入力される。
The linear
キャリッジ１２の位置及び速度の計測は、Ａ相信号及びＢ相信号の少なくとも一方に基づいて行われる。ここでは、説明を簡単にするため、キャリッジ１２の位置及び速度の計測が、Ａ相信号に基づいて行われる例を説明する。
The position and speed of the
この例によれば、リニアエンコーダ処理部３４は、リニアエンコーダ１４から入力されるＡ相信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出する。これらのエッジを検出する度に、図示しない位置カウンタのカウント値を更新する。このカウント値が、キャリッジ１２の位置の計測値に対応する。
In this example, the linear
リニアエンコーダ処理部３４は、Ａ相信号の各エッジの検出タイミングに同期して、前回エッジが検出されてから今回エッジが検出されるまでの時間、すなわちエッジ間隔に基づき、キャリッジ１２の速度を計測する。速度は、エッジ間隔の逆数に比例する。
The linear
記録制御部３１は、リニアエンコーダ処理部３４から入力される計測値に基づいて、記録ヘッド１１に対する制御信号を生成し、生成した制御信号をヘッドドライバ１８に入力する。ヘッドドライバ１８は、記録制御部３１から入力される制御信号に従って記録ヘッド１１を駆動することにより、キャリッジ１２の位置に応じたインク液滴を記録ヘッド１１に吐出させる。
The
ＣＲモータ制御部３２は、リニアエンコーダ処理部３４から入力される計測値に基づいて、所定の制御周期毎に、ＣＲモータ１３に対する操作量Ｕを算出する。操作量Ｕは、ＣＲモータ１３への印加電力を指定する操作量であり、特には、ＣＲモータ１３への印加電圧を指定する電圧指令値である。
The CR
ＣＲモータ制御部３２は、算出した操作量Ｕに対応した電力をＣＲモータ１３に印加するためのＰＷＭ信号を、ＣＲモータ１３に対する制御信号としてＣＲモータドライバ１９に入力する。
The CR
ＣＲモータドライバ１９は、ＣＲモータ制御部３２から入力される制御信号に従って、ＣＲモータ１３を駆動する。ＣＲモータ１３により駆動されて、キャリッジ１２及び記録ヘッド１１は、主走査方向に移動する。
The
ロータリエンコーダ２２は、ＬＦモータ２１の回転に応じ、エンコーダ信号として所定の位相差（本実施形態では９０度）を有する２種類のパルス信号を出力するように構成される。エンコーダ信号は、ＡＳＩＣ２のロータリエンコーダ処理部３５に入力される。
The
ロータリエンコーダ処理部３５は、ロータリエンコーダ２２から入力されるエンコーダ信号に基づき、用紙Ｐを搬送する搬送ローラの回転量及び回転速度を計測する。これらの計測値は、ＬＦモータ制御部３３に入力される。
The rotary
ＬＦモータ制御部３３は、搬送ローラの回転を制御するために、ロータリエンコーダ処理部３５から入力される計測値に基づいて、所定の制御周期毎に、ＬＦモータ２１に対する操作量を算出する。そして、ＬＦモータ２１に対する制御信号として、算出した操作量に対応した電力をＬＦモータ２１に印加するためのＰＷＭ信号を、ＬＦモータドライバ２９に入力する。
The LF
ＬＦモータドライバ２９は、ＬＦモータ制御部３３から入力される制御信号に従って、ＬＦモータ２１を駆動する。このＬＦモータ２１により駆動されて、搬送ローラは回転し、用紙Ｐは副走査方向に搬送される。
The
画像形成システム１は更に、プロセッサ３と、ＲＯＭ４と、ＲＡＭ５と、ＥＥＰＲＯＭ６と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）７と、ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）８と、を備え、これらは、ＡＳＩＣ２とバス９を介して接続される。
The
プロセッサ３は、画像形成システム１の各部を統括的に制御するように構成される。ＲＯＭ４は、プロセッサ３により実行されるコンピュータプログラムを記憶する。ＲＡＭ５は、プロセッサ３によるコンピュータプログラム実行時に作業領域として使用される。ＥＥＰＲＯＭ６は、電気的にデータ書換可能な不揮発性メモリであり、画像形成システム１の電源オフ後にも保持すべき情報を記憶する。
The
通信インタフェース７は、パーソナルコンピュータ等の外部装置と通信可能な構成にされる。ユーザインタフェース８は、ユーザにより操作可能な操作部及びユーザに向けて各種情報を表示可能な表示部を備える。
The
ところで、本実施形態の画像形成システム１では、リニアエンコーダ１４のリニアスケール４６に汚れ７０が付着することによって、キャリッジ１２の位置及び速度を正常に計測できなくなる場合がある。
However, in the
図３の上段に示される例によれば、リニアスケール４６の一部領域に汚れ７０が付着している。その領域に存在するスリット４８は、汚れ７０によって覆われている。汚れ７０によって覆われたスリット４８を通じては、発光素子５１，５２からの光が各受光素子６１，６２に届かない。
In the example shown in the upper part of Figure 3,
このように汚れ７０は、光学センサ４７が発光及び受光によってリニアスケール４６のスリット４８を読み取る際、その読取の阻害物となり得る。汚れ７０は、リニアスケール４６にグリス、インク、及び紙粉等が付着することにより生じ得る。
In this way, the
図３の下段には、図３の上段に示される汚れたリニアスケール４６を一定速度で光学センサ４７が通過する際に、光学センサ４７から出力されるエンコーダ信号の例が示される。示されるエンコーダ信号は、Ａ相信号と理解されてもよいし、Ｂ相信号と理解されてもよい。この例によれば、正常であれば等しいはずのエンコーダ信号のエッジ間隔が、光学センサ４７が汚れ７０を通過する際には三倍に増加している。
The lower part of FIG. 3 shows an example of an encoder signal output from the
本実施形態では、上述した通り、エッジ間隔に基づいてキャリッジ１２の速度を計測している。このため、汚れ７０に起因したエッジ間隔の変動は、速度の計測値に不連続な誤差を生じさせる。この計測誤差は、キャリッジ１２の速度を制御するときに、制御精度の劣化を招く。
In this embodiment, as described above, the speed of the
そのため、本実施形態では、汚れ７０が付着した領域の有無及び位置が推定され、汚れ７０の付着の有無及び位置に応じて、キャリッジ１２の制御方式が切り替えられる。汚れ７０が付着した領域は、上述したように、スリット４８の読取、及び、正常な計測が阻害される領域である。従って、汚れ７０が付着した領域を光学センサ４７が読み取るキャリッジ１２の移動範囲のことを、以下では「阻害領域」という。
Therefore, in this embodiment, the presence or absence and position of an area where
阻害領域は、光学センサ４７のリニアスケール４６に対する相対的な移動範囲であって、正常な読取を阻害する阻害物としての汚れ７０が付着したリニアスケール４６の部分を読み取る光学センサ４７の移動範囲に対応する。
The inhibition area is the relative movement range of the
本実施形態では、光学センサ４７が、リニアスケール４６をリニアスケール４６の面に対して垂直な位置から読み取る。このため、阻害領域は、リニアスケール４６における汚れ７０が付着した領域の正面に光学センサ４７が位置するキャリッジ１２の移動範囲に対応する。
In this embodiment, the
続いて、電源投入又はスリープモードの解除により画像形成システム１が起動すると、プロセッサ３が実行を開始する図４に示すメイン処理を説明する。メイン処理を開始すると、プロセッサ３は、阻害領域の推定のためにプレスキャン処理を実行する（Ｓ１１０）。
Next, the main process shown in FIG. 4 will be described, which is executed by the
プレスキャン処理において、プロセッサ３は、キャリッジ１２を移動可能範囲の端から端まで往復動させるように、ＡＳＩＣ２に対して指令する。この指令に基づき、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２を移動可能範囲の端から端まで往復動させるためのＣＲモータ１３に対する駆動制御を実行する。
In the pre-scan process, the
プレスキャン処理では、必要な加減速を除き、キャリッジ１２が定速移動するようにＣＲモータ１３が制御される。この制御は、目標速度Ｖｒと速度計測値Ｖとの偏差Ｅ＝Ｖｒ－Ｖに基づき行われる。速度計測値Ｖは、リニアエンコーダ処理部３４から得られるキャリッジ１２の速度の計測値である。キャリッジ１２が定速移動する区間において偏差Ｅが閾値を超えたことを条件に、キャリッジ１２の速度異常が検知される。プレスキャン処理では、この速度異常に基づき、リニアスケール４６の阻害領域が推定される。
In the pre-scan process, the
阻害領域の推定手法の例は、出願人により既に開示されている。例えば、阻害領域の位置は、キャリッジ１２の速度異常が検知されたときのリニアエンコーダ処理部３４によるキャリッジ１２の位置計測値Ｘである位置カウンタのカウント値に基づいて推定される。
An example of a method for estimating the inhibition area has already been disclosed by the applicant. For example, the position of the inhibition area is estimated based on the count value of a position counter, which is the position measurement value X of the
例えば、キャリッジ１２を移動可能範囲の第一の端点から第二の端点に向けて移動させたときの、移動開始から速度異常が検知されるまでの位置カウンタの第一のカウント値が検出される。
For example, when the
更に、キャリッジ１２を移動可能範囲の第二の端点から第一の端点に移動させたときの、移動開始から速度異常が検知されるまでの位置カウンタの第二のカウント値が検出される。阻害領域は、速度異常が検知されたときの第一のカウント値に対応するリニアスケール４６上の地点と速度異常が検知されたときの第二のカウント値に対応するリニアスケール４６上の地点との間の主走査方向領域に推定される。
Furthermore, when the
別例によれば、阻害領域は、位置カウンタのカウント単位ではなく、リニアスケール４６の端から端までを複数区画に区画化したときの区画単位で推定されてもよい。この場合には、第一のカウント値と第二のカウント値との間の主走査方向領域を含む一つ以上の区画が、阻害領域として推定される。
According to another example, the inhibition area may be estimated not in units of counts of the position counter, but in units of sections when the
更なる別例によれば、速度異常が検知されてから速度異常が検知されなくなるまでの時間と、目標速度Ｖｒと、から阻害領域の主走査方向における幅が推定されてもよい。阻害領域の始点及び終点は、速度異常が検知され始めた地点での位置カウンタのカウント値と、上記幅とに基づいて推定されてもよい。すなわち、阻害領域の終点は、始点から上記幅に対応する距離だけ主走査方向に離れた地点に推定されてもよい。 According to yet another example, the width of the inhibition region in the main scanning direction may be estimated from the time from when the speed abnormality is detected until the speed abnormality is no longer detected and the target speed Vr. The start and end points of the inhibition region may be estimated based on the count value of the position counter at the point where the speed abnormality begins to be detected and the width. In other words, the end point of the inhibition region may be estimated to be a point away from the start point in the main scanning direction by a distance corresponding to the width.
付言すれば、キャリッジ１２を端から端まで移動させたときの位置カウンタのカウント値が設計値と異なるか否かにより、速度異常が、汚れ７０の付着に起因するものであるか否かが判別されてもよい。プレスキャン処理で推定された阻害領域の情報は、ＡＳＩＣ２の図示しないレジスタに記録され、ＣＲモータ制御部３２及びリニアエンコーダ処理部３４で共有される。
In addition, whether or not the speed abnormality is caused by the adhesion of
記録される阻害領域の情報には、往路方向にキャリッジ１２が移動するときの、阻害領域の始点及び終点位置、復路方向にキャリッジ１２が移動するときの阻害領域の始点及び終点位置の情報が含まれ得る。レジスタには、阻害領域の始点位置と、阻害領域の幅と、が阻害領域の情報として記録されてもよい。阻害領域の幅は、キャリッジ１２が阻害領域に進入する地点からの位置カウンタの変化量に対応する。
The recorded information on the inhibition area may include information on the start and end positions of the inhibition area when the
阻害領域の推定は、ＡＳＩＣ２内のリニアエンコーダ処理部３４により行われてもよいし、ＡＳＩＣ２から得られる第一のカウント値及び第二のカウント値等に基づいて、プロセッサ３により行われてもよい。
The estimation of the inhibition region may be performed by the linear
プレスキャン処理（Ｓ１１０）を終えると、プロセッサ３は、未処理の印刷ジョブが存在するかを判断する（Ｓ１２０）。印刷ジョブは、通信インタフェース７を通じて外部装置から受信される。未処理の印刷ジョブが存在しない場合（Ｓ１２０でＮｏ）、プロセッサ３は、Ｓ１４０の処理を実行する。
After completing the pre-scan process (S110), the
プロセッサ３は、未処理の印刷ジョブが存在すると判断すると（Ｓ１２０でＹｅｓ）、印刷ジョブとして図５に示す印刷処理を実行する（Ｓ１３０）。印刷処理の実行により、印刷ジョブに対応する画像が、用紙Ｐに形成される。印刷加工された用紙Ｐは、画像形成システム１の図示しない排紙トレイに出力される。
When the
プロセッサ３は、印刷処理を終了すると、Ｓ１４０の処理を実行する。Ｓ１４０において、プロセッサ３は、終了条件が満足されたかを判断する。例えば、プロセッサ３は、電源のシャットダウン操作がなされたとき、又はスリープモードへの移行時に、終了条件が満足されたと判断する。
When
終了条件が満足されていないと判断すると（Ｓ１４０でＮｏ）は、プロセッサ３は、処理をＳ１２０に戻し、未処理の印刷ジョブが発生するか、終了条件が満足されるまで待機する。終了条件が満足されたと判断すると（Ｓ１４０でＹｅｓ）、図４に示すメイン処理を終了する。
If it is determined that the termination condition is not satisfied (No in S140), the
プロセッサ３は、Ｓ１３０で印刷処理（図５参照）を開始すると、給紙処理を開始する（Ｓ２１０）。給紙処理において、プロセッサ３は、用紙Ｐが給紙トレイ（図示せず）から一枚分離されて、記録ヘッド１１によるインク液滴の吐出位置まで副走査方向に搬送されるように、ＬＦモータ制御部３３に、ＬＦモータ２１を制御させる。プロセッサ３は更に、ＣＲモータ制御部３２によるＣＲモータ１３の制御を通じて、ホームポジションに位置するキャリッジ１２を、初期位置に配置する（Ｓ２２０）。
When the
その後、プロセッサ３は、キャリッジ１２の移動開始地点から目標停止地点までの目標速度Ｖｒを定義する速度プロファイルをＣＲモータ制御部３２に設定する（Ｓ２３０）。移動開始地点から目標停止地点までの目標速度Ｖｒは、キャリッジ１２が折返し地点から次の折返し地点に移動するまでの目標速度Ｖｒに対応する。
Then, the
速度プロファイルは、移動開始地点から目標停止地点までのキャリッジ１２の移動経路のうち、記録ヘッド１１によるインク液滴の吐出動作が実行されるインク吐出区間を考慮して設定される。インク吐出区間は、インク液滴の吐出により用紙Ｐが印刷加工される加工区間に対応する。
The speed profile is set taking into consideration the ink ejection section of the path of movement of the
速度プロファイルの実体は、移動開始地点から目標停止地点までの目標速度Ｖｒとして、移動開始から停止までの各時点における目標速度Ｖｒを表すデータであり得る。別例によれば、速度プロファイルの実体は、移動開始地点から目標停止地点までの各地点における目標速度Ｖｒを表すデータであり得る。 The substance of the speed profile may be data representing the target speed Vr at each point from the start of movement to the stop, as the target speed Vr from the start of movement to the target stop point. In another example, the substance of the speed profile may be data representing the target speed Vr at each point from the start of movement to the target stop point.
プロセッサ３は、具体的に次の手順で、速度プロファイルを設定する。プロセッサ３は、インク吐出区間を判別し、インク吐出区間の終点から目標停止地点までの距離が、高速移動に必要な所定距離以上あるかを判断する。所定距離以上ある場合には、高速区間を含む図６Ａに示す第一のタイプの速度プロファイルを設定する。所定距離以上ない場合には、高速区間のない図６Ｂに示す第二のタイプの速度プロファイルを設定する。
Specifically,
いずれの速度プロファイルについても、インク吐出区間に対しては、目標速度Ｖｒとして、用紙Ｐに対して良好な品質の画像を形成するために定められた第一速度Ｖｒ１が設定され、目標速度Ｖｒは、インク吐出区間においてキャリッジ１２が第一速度Ｖｒ１で定速移動するように定義される。第一のタイプの速度プロファイルでは、非インク吐出区間においてキャリッジ１２が第一速度Ｖｒ１より高い第二速度Ｖｒ２で高速移動するように、目標速度Ｖｒが定義される。
For either speed profile, a first speed Vr1 determined for forming a good quality image on the paper P is set as the target speed Vr for the ink ejection section, and the target speed Vr is defined so that the
具体的に、図６Ａに示す第一のタイプの速度プロファイルは、次の特徴を有する。
・キャリッジ１２を移動開始地点から第一速度Ｖｒ１まで加速させる加速区間を含む。加速区間の終点は、インク吐出区間の始点より手前である。
・キャリッジ１２の第一速度Ｖｒ１への加速終了時点からキャリッジ１２がインク吐出区間の終点に到達するまでは、キャリッジ１２を第一速度Ｖｒ１で定速移動させる定速区間（すなわち第一の定速区間）を含む。
・キャリッジ１２がインク吐出区間の終点を通過した直後から、キャリッジ１２を第二速度Ｖｒ２まで加速させる再加速区間を含む。
・キャリッジ１２の第二速度Ｖｒ２への加速終了時点からキャリッジ１２が目標停止地点より減速に必要な距離手前の減速開始地点に到達するまでは、キャリッジ１２を第二速度Ｖｒ２で定速移動させる高速区間（すなわち第二の定速区間）を含む。
・キャリッジ１２が減速開始地点に到達した直後から、キャリッジ１２を目標停止地点に向けて減速及び停止させる減速区間を含む。
Specifically, the first type of velocity profile shown in FIG. 6A has the following characteristics.
The acceleration section includes an acceleration section in which the
The period from the end of acceleration of the
Immediately after the
- From the point at which the acceleration of the
- Includes a deceleration section in which the
図６Ｂに示す第二のタイプの速度プロファイルは、次の特徴を有する。
・キャリッジ１２を移動開始地点から第一速度Ｖｒ１まで加速させる加速区間を含む。加速区間の終点は、インク吐出区間の始点より手前である。
・キャリッジ１２の第一速度Ｖｒ１への加速終了時点から、キャリッジ１２がインク吐出区間を通過し、目標停止地点より減速に必要な距離手前の減速開始地点に到達するまでは、キャリッジ１２を、第一速度Ｖｒ１で定速移動させる定速区間を含む。
・キャリッジ１２が減速開始地点に到達した直後から、キャリッジ１２を目標停止地点に向けて減速及び停止させる減速区間を含む。
The second type of velocity profile shown in FIG. 6B has the following characteristics.
The acceleration section includes an acceleration section in which the
The period from the end of acceleration of the
The deceleration section includes a deceleration section in which the
Ｓ２３０における速度プロファイルの設定後、プロセッサ３は、主走査方向印刷を実行する（Ｓ２４０）。Ｓ２４０において、プロセッサ３は、Ｓ２３０で設定された速度プロファイルに従うＣＲモータ１３の制御を実行するようにＣＲモータ制御部３２に指令する。プロセッサ３は更に、用紙Ｐに形成されるべき画像を表す画像データを、記録制御部３１に入力し、この画像データに基づいて、記録ヘッド１１によるインク液滴の吐出動作を制御するように記録制御部３１に指令する。
After setting the speed profile in S230,
この指令によりＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が移動開始地点から目標停止地点に対応する次の折返し地点まで上記設定された速度プロファイルに従う速度軌跡で移動するように、ＣＲモータ１３を制御する。記録制御部３１は、上記画像データに対応する画像を形成するためのインク液滴の吐出動作が、キャリッジ１２の移動に合わせて、記録ヘッド１１により実行されるように、記録ヘッド１１を制御する。
In response to this command, the CR
Ｓ２４０における主走査方向印刷の実行により、用紙Ｐには、上記画像データに基づく１パス分の画像が形成される。ここでいう１パス分の画像は、キャリッジ１２が折返し地点から折返し地点まで主走査方向に移動する過程での記録ヘッド１１のインク液滴の吐出動作により用紙Ｐに形成される画像のことである。
By executing main scanning direction printing in S240, an image for one pass based on the image data is formed on the paper P. The image for one pass here refers to an image formed on the paper P by the ink droplet ejection operation of the
Ｓ２４０における主走査方向印刷が終了すると、プロセッサ３は、用紙Ｐの１ページ分の印刷処理が完了したかを判断する（Ｓ２５０）。完了していないと判断すると（Ｓ２５０でＮｏ）、プロセッサ３は、用紙Ｐを１パス分の画像の副走査方向の幅に対応した所定距離だけ副走査方向に搬送するように、ＬＦモータ制御部３３にＬＦモータ２１を制御させる（Ｓ２６０）。
When the main scanning direction printing in S240 is completed, the
Ｓ２６０の処理実行後、プロセッサ３は、次の主走査方向印刷で用いる速度プロファイルを設定する（Ｓ２３０）。速度プロファイルの設定後、プロセッサ３は、当該速度プロファイルを用いた主走査方向印刷を実行することにより（Ｓ２４０）、直前のＳ２６０の処理によって所定距離副走査方向に送り出された用紙Ｐに対して、１パス分の画像を形成する。
After executing the process of S260,
プロセッサ３は、用紙Ｐの１ページ分の印刷処理が完了したと判断するまで、Ｓ２３０～Ｓ２６０の処理を繰返し実行し、用紙Ｐの１ページ分の印刷が完了したと判断すると（Ｓ２５０でＹｅｓ）、Ｓ２７０の処理を実行する。
Ｓ２７０において、プロセッサ３は、印刷された用紙Ｐについての排紙処理を実行する。排紙処理では、ＡＳＩＣ２を通じたＬＦモータ２１の制御により、印刷された用紙Ｐが図示しない排紙トレイに排出される。
In S270, the
プロセッサ３は更に、処理中の印刷ジョブが次頁の画像データを有するかを判断し（Ｓ２８０）、次頁の画像データを有すると判断すると（Ｓ２８０でＹｅｓ）、Ｓ２１０に処理を戻して、次ページに関する頁印刷処理（Ｓ２１０－Ｓ２７０）を実行する。このようにして、プロセッサ３は、各ページに関する頁印刷処理を実行し、全ページに関する頁印刷処理が完了すると（Ｓ２８０でＮｏ）、印刷処理を終了する。
続いて、速度プロファイルに基づくキャリッジ１２の速度制御のために、ＣＲモータ制御部３２が実行するモータ制御処理の詳細を、図７を用いて説明する。ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ２４０においてプロセッサ３からの指令を受けて、図７に示すモータ制御処理を、設定された速度プロファイルに従って、キャリッジ１２を折返し地点に移動させるまで、所定の制御周期毎に実行する。
Next, the details of the motor control process executed by the CR
制御周期毎のモータ制御処理において、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が再加速区間内にあるかを判断する（Ｓ３１０）。キャリッジ１２が再加速区間内にあるかは、速度プロファイルに基づくキャリッジ１２の速度制御開始時点からの経過時間に基づき判断される。速度プロファイルが高速区間のない第二のタイプの速度プロファイルである場合、プロセッサ３は、形式的に、キャリッジ１２が再加速区間内にはないと判断する。
In the motor control process for each control cycle, the CR
キャリッジ１２が再加速区間内にはないと判断すると（Ｓ３１０でＮｏ）、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が阻害領域内に位置しているかを判断する（Ｓ３２０）。キャリッジ１２が阻害領域内に進入したこと及び阻害領域内に位置していることは、リニアエンコーダ処理部３４から得られるキャリッジ１２の位置計測値Ｘと、プレスキャン処理（Ｓ３１０）で検出された阻害領域の情報とに基づいて判断される。
When it is determined that the
キャリッジ１２が阻害領域内に位置していないと判断すると（Ｓ３２０でＮｏ）、ＣＲモータ制御部３２は、リニアエンコーダ処理部３４から入力されるキャリッジ１２の速度計測値Ｖと、速度プロファイルに従う目標速度Ｖｒとの偏差Ｅ＝Ｖｒ－Ｖを算出し、その偏差Ｅに基づいて、フィードバック操作量Ｕｆｂを算出する（Ｓ３４０）。
When it is determined that the
ＣＲモータ制御部３２は、偏差Ｅを所定の伝達関数に入力して、偏差Ｅを低減するためのフィードバック操作量Ｕｆｂを算出する。ＣＲモータ制御部３２は、ＰＩＤ制御方式により、偏差Ｅに対応するフィードバック操作量Ｕｆｂを算出してもよい。
The CR
キャリッジ１２が阻害領域内に位置していると判断すると（Ｓ３２０でＹｅｓ）、ＣＲモータ制御部３２は、速度計測値Ｖの信頼性が低いことから、偏差Ｅの算出に用いる速度計測値Ｖを補正する（Ｓ３３０）。補正後の速度計測値Ｖ＊は、例えば、速度計測値Ｖの移動平均である。その後、ＣＲモータ制御部３２は、補正後の速度計測値Ｖ＊に基づく偏差Ｅ＝Ｖｒ－Ｖ＊から、フィードバック操作量Ｕｆｂを算出する（Ｓ３４０）。
When it is determined that the
ＣＲモータ制御部３２は、上記算出したフィードバック操作量Ｕｆｂを、ＣＲモータ１３に対する操作量Ｕに決定し、対応する制御信号をＣＲモータドライバ１９に入力する（Ｓ３５０）。これにより、ＣＲモータドライバ１９は、上記操作量Ｕに対応する駆動電力（具体的には駆動電圧）をＣＲモータ１３に印加してＣＲモータ１３を駆動する。
The CR
このようにＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が再加速区間外にあるときには、速度計測値Ｖと目標速度Ｖｒとの偏差Ｅに基づくフィードバック制御により、キャリッジ１２の速度を制御する。
In this way, when the
一方、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が再加速区間内にあると判断すると（Ｓ３１０でＹｅｓ）、図８に示す区間制御処理を実行する（Ｓ４００）。区間制御処理を開始すると、ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間が阻害領域と少なくとも部分的に重複しているかを判断する（Ｓ４１０）。すなわち、ＣＲモータ制御部３２は、阻害領域の再加速区間内での有無を判断する。阻害領域が図６Ａに示す領域Ｒ１１にある場合、プロセッサ３は、Ｓ４１０で肯定判断する。
On the other hand, when the CR
Ｓ４１０において重複していると判断すると（Ｓ４１０でＹｅｓ）、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が阻害領域内に位置しているか否かを判断する（Ｓ４２０）。ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間が阻害領域と重複していないと判断するか（Ｓ４１０でＮｏ）、キャリッジ１２が阻害領域内に位置していないと判断すると（Ｓ４２０でＮｏ）、Ｓ３４０での処理と同様に、フィードバック操作量Ｕｆｂを算出する（Ｓ４３０）。
If it is determined in S410 that there is an overlap (Yes in S410), the CR
すなわち、ＣＲモータ制御部３２は、リニアエンコーダ処理部３４から入力されるキャリッジ１２の速度計測値Ｖと、速度プロファイルに従う目標速度Ｖｒとの偏差Ｅ＝Ｖｒ－Ｖを算出し、その偏差Ｅに基づいて、フィードバック操作量Ｕｆｂを算出する（Ｓ４３０）。
That is, the CR
ＣＲモータ制御部３２は更に、上記算出したフィードバック操作量Ｕｆｂに対応する制御信号をＣＲモータドライバ１９に入力する（Ｓ４４０）。これにより、ＣＲモータ制御部３２は、フィードバック制御によりキャリッジ１２の速度を制御する。
The CR
一方、ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間においてキャリッジ１２が阻害領域内に位置していると判断すると（Ｓ４２０でＹｅｓ）、速度計測値Ｖを用いずに、目標速度Ｖｒに対応するフィードフォワード操作量Ｕｆｆを算出する（Ｓ４５０）。フィードフォワード操作量Ｕｆｆは、キャリッジ１２の運動方程式に基づく伝達関数に、速度プロファイルに従う目標速度Ｖｒを入力して得られる。キャリッジ１２の運動方程式は、次のように表すことができる。
On the other hand, when the CR
キャリッジ１２において目標速度Ｖｒを実現するためには、上記の運動方程式の変数ｖに、目標速度Ｖｒを代入して得られる力ｆを、ＣＲモータ１３を通じてキャリッジ１２に作用させる必要がある。
To achieve the target speed Vr for the
ＣＲモータ１３の駆動電圧ｅと、駆動電圧ｅによりキャリッジ１２に作用する力ｆとの間には比例関係があり、力ｆが必要な場合には、変換式ｅ＝ｆ／Ｋに従ってＣＲモータ１３の駆動電圧ｅを決定することができる。Ｋは、変換係数である。
There is a proportional relationship between the drive voltage e of the
上述した通り、ＣＲモータ１３に対する操作量Ｕは、駆動電圧ｅを指定する電圧指令値である。ＣＲモータ制御部３２は、速度プロファイルの目標速度Ｖｒを上記の運動方程式に代入して得られる力ｆを、駆動電圧ｅに変換して、対応する電圧指令値としてのフィードフォワード操作量Ｕｆｆを算出することができる。
As described above, the operation amount U for the
ＣＲモータ制御部３２は、このように算出したフィードフォワード操作量Ｕｆｆを、ＣＲモータ１３に対する操作量Ｕに決定する（Ｓ４５０）。その後、ＣＲモータ制御部３２は、上記決定した操作量Ｕに対応する制御信号をＣＲモータドライバ１９に入力する（Ｓ４６０）。これにより、ＣＲモータ制御部３２は、上記決定した操作量Ｕに対応する駆動電力（具体的には駆動電圧）をＣＲモータ１３に印加してＣＲモータ１３を駆動する。
The CR
このように区間制御処理を実行することにより、ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間においてＣＲモータ１３に対する操作量Ｕとしてフィードバック操作量Ｕｆｂ又はフィードフォワード操作量Ｕｆｆを算出し、ＣＲモータ１３を制御する。
By executing the section control process in this manner, the CR
具体的には、ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間において阻害領域内にキャリッジ１２が位置しているときに限って、速度プロファイルに基づくフィードフォワード制御を行い、それ以外の場合には、速度プロファイルに基づくフィードバック制御を行う。ＣＲモータ制御部３２は、フィードフォワード制御方式によるＣＲモータ１３の制御を、キャリッジ１２が阻害領域を通過したことを条件に、フィードバック制御方式による制御に切り替える。
Specifically, the CR
別例として、ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ４２０の処理を実行しないように動作し得る。この場合、ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間と阻害領域とが少なくとも部分的に重複している場合には（Ｓ４１０でＹｅｓ）、キャリッジ１２が阻害領域内に位置しているか否かによらず、再加速区間への進入時から再加速区間の通過時まで、制御周期毎に、Ｓ４５０，Ｓ４６０の処理を実行することにより、再加速区間全体でキャリッジ１２の速度をフィードフォワード制御する。
As another example, the CR
更なる別例として、ＣＲモータ制御部３２は、区間制御処理（Ｓ４００）において、Ｓ４１０，Ｓ４２０の処理を実行せず、Ｓ４５０，Ｓ４６０の処理を実行することにより、再加速区間と阻害領域とが重複しているか否かによらず、再加速区間全体でキャリッジ１２の速度をフィードフォワード制御し得る。
As a further alternative example, in the section control process (S400), the CR
この他、阻害領域で発生する計測誤差の影響を抑えるため、リニアエンコーダ処理部３４は、エンコーダ信号に基づき、キャリッジ１２の位置及び速度の計測値を算出する処理とは別に、図９に示す補正処理を繰返し実行することができる。補正処理は、阻害領域の通過時に、位置カウンタのカウント値として計測されるキャリッジ１２の位置計測値Ｘに含まれる誤差を取り除くために行われる。
In addition, to reduce the effects of measurement errors that occur in the inhibition area, the linear
補正処理を開始すると、リニアエンコーダ処理部３４は、キャリッジ１２が阻害領域を通過するまで待機する（Ｓ５１０）。ここでいう通過は、阻害領域を離脱するようにキャリッジ１２の阻害領域の終点をキャリッジ１２が通過することを意味する。
When the correction process starts, the linear
Ｓ５１０において、リニアエンコーダ処理部３４は、キャリッジ１２が阻害領域に進入したことを、キャリッジ１２の位置測定値Ｘに基づいて判断することができる。リニアエンコーダ処理部３４は、阻害領域を通過したか否かを、キャリッジ１２が阻害領域に進入するときのキャリッジ１２の位置測定値Ｘと、阻害領域の幅と、阻害領域に進入してからのキャリッジ１２の移動距離とに基づいて判断可能である。移動距離は、速度プロファイルに基づき算出可能であり、具体的には、目標速度Ｖｒの時間積分として、キャリッジ１２の目標速度Ｖｒと阻害領域に進入してからの経過時間とに基づき算出可能である。
In S510, the linear
リニアエンコーダ処理部３４は、キャリッジ１２が阻害領域を通過したと判断すると（Ｓ５１０でＹｅｓ）、阻害領域で発生した位置カウンタのカウント値の誤差を補正する（Ｓ５２０）。
When the linear
例えば、リニアエンコーダ処理部３４は、阻害領域に進入した時点からの目標速度Ｖｒの時間積分として算出されるキャリッジ１２の移動距離Ｄ１（カウント値換算）と、阻害領域を通過したと判断した時点での位置カウンタのカウント値の進入時からの偏差Ｄ２との差分（Ｄ１－Ｄ２）を、汚れ７０に起因するカウント値の誤差として算出することができる。リニアエンコーダ処理部３４は、偏差Ｄ２が移動距離Ｄ１に一致するように、カウント値を差分（Ｄ１－Ｄ２）だけ加算するように補正することができる。
For example, the linear
別例によれば、リニアエンコーダ処理部３４は、プレスキャン時に阻害領域で生じる位置カウンタのカウント値の誤差を判定し、判定した誤差だけ、カウント値を補正することにより、誤差を補正することができる。
According to another example, the linear
以上に説明した本実施形態の画像形成システム１によれば、用紙Ｐに画像を形成するに際して、ＣＲモータ制御部３２が、速度プロファイルに従って、キャリッジ１２を往復動させるが、非インク吐出区間では、キャリッジ１２を高速移動させるように、キャリッジ１２の速度を制御する。
According to the
リニアスケール４６の汚れ７０に起因して速度計測が一時的に行えなくなる可能性に備えて、ＣＲモータ制御部３２は、高速帯での加速を伴う再加速区間では、フィードフォワード制御方式でＣＲモータ１３を制御することによって、計測誤差に起因した不安定な制御を抑制する。
To prepare for the possibility that speed measurement may be temporarily impossible due to
リニアスケール４６に汚れ７０が付着している場合には、通常エッジ間隔が長くなるために、計測誤差は、実速度に対して速度計測値Ｖが小さくなる方向に生じる。従って、阻害領域においてフィードバック制御によりキャリッジ１２の加速制御を行うと、キャリッジ１２が過度に加速してしまう可能性がある。高速帯では、生じる計測誤差が短時間であっても、キャリッジ１２の速度への影響が大きい。
When
高速帯でキャリッジ１２が加速する場面では、速度計測値Ｖを補正してフィードバック制御を行う場合でも、補正が十分に制御誤差を抑制する方向に働かない可能性がある。過剰な加速による制御誤差を打ち消すためには、過剰な減速が必要とされ、ＣＲモータ１３に作用する負荷、ＣＲモータ１３からの駆動音及び振動が大きくなりがちである。
When the
本実施形態のように再加速区間においてフィードフォワード制御を行えば、フィードバック制御よりも過剰な加速を抑えて安定した制御を実現することができる。従って、本実施形態によれば、キャリッジ１２を非インク吐出区間で高速移動させる画像形成システム１において、キャリッジ１２を適切に高速移動可能である。
By performing feedforward control in the re-acceleration section as in this embodiment, it is possible to suppress excessive acceleration more effectively than feedback control, thereby realizing more stable control. Therefore, according to this embodiment, in an
［第一変形例］
続いて、第一変形例の画像形成システム１を説明する。第一変形例の画像形成システム１は、ＣＲモータ制御部３２が実行するモータ制御処理が部分的に上述の実施形態と異なるだけのものであり、その他の構成については、上述の実施形態と同じである。
[First Modification]
Next, a first modified
第一変形例では、ＣＲモータ制御部３２が図７に示すモータ制御処理に代えて、図１０に示すモータ制御処理を制御周期毎に繰返し実行する。以下では、ＣＲモータ制御部３２が実行する第一変形例のモータ制御処理の、上記実施形態とは異なる部位を選択的に説明し、その他の上記実施形態と同一構成の部位の説明を省略する。図１０において同一ステップ番号が付された処理は、図７に示すモータ制御処理における同一ステップ番号の処理と同じであると理解されてよい。
In the first modified example, the CR
図１０に示すモータ制御処理を開始すると、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が再加速区間内にあるかを判断する（Ｓ３１０）。キャリッジ１２が再加速区間内にあると判断すると（Ｓ３１０でＹｅｓ）、ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ４００において区間制御処理（図８参照）を実行する。その後、モータ制御処理を終了する。
When the motor control process shown in FIG. 10 starts, the CR
キャリッジ１２が再加速区間内にはないと判断すると（Ｓ３１０でＮｏ）、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が加速区間内にあるかを判断する（Ｓ３１１）。ＣＲモータ制御部３２は、速度プロファイルに基づく速度制御開始時点からの経過時間に基づき、キャリッジ１２が加速区間内にあるかを判断することができる。
If it is determined that the
キャリッジ１２が加速区間内にあると判断すると（Ｓ３１１でＹｅｓ）、ＣＲモータ制御部３２は、加速区間の終点からインク吐出区間の始点までの間隔が基準距離以上であるかを判断する（Ｓ３１５）。基準距離は、キャリッジ１２に対する定速制御が開始されてからキャリッジ１２の速度が一定速度で安定するまでに必要な距離を加味して予め設定される。間隔が基準距離以上であると判断すると（Ｓ３１５でＹｅｓ）、ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ３６０の処理を実行する。
If it is determined that the
キャリッジ１２が加速区間内にないと判断するか（Ｓ３１１でＮｏ）、加速区間の終点からインク吐出区間の始点までの間隔が基準距離未満であると判断すると（Ｓ３１５でＮｏ）、ＣＲモータ制御部３２は、図７に示すモータ制御処理と同様に、Ｓ３２０－Ｓ３５０の処理を実行する。
If it is determined that the
すなわち、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２の速度を速度プロファイルに従ってフィードバック制御する。キャリッジ１２が阻害領域内に位置するときには、キャリッジ１２の速度計測値Ｖが補正され（Ｓ３３０）、補正後の速度計測値Ｖに基づいて、フィードバック制御が実行される（Ｓ３４０，Ｓ３５０）。
That is, the CR
Ｓ３６０において、ＣＲモータ制御部３２は、加速区間にあるキャリッジ１２が阻害領域内に位置しているか否かを判断する。キャリッジ１２が阻害領域内に位置していないと判断すると（Ｓ３６０でＮｏ）、ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ３４０，Ｓ３５０の処理を実行して、キャリッジ１２の速度をフィードバック制御する。
In S360, the CR
Ｓ３６０において、キャリッジ１２が阻害領域内に位置していると判断すると（Ｓ３６０でＹｅｓ）、ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ４５０での処理と同様に、フィードフォワード操作量Ｕｆｆを算出する（Ｓ３７０）。ＣＲモータ制御部３２は、このように算出したフィードフォワード操作量Ｕｆｆを、ＣＲモータ１３に対する操作量Ｕに決定し、対応する制御信号をＣＲモータドライバ１９に入力する（Ｓ３８０）。これにより、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２の速度をフィードフォワード制御する。
If it is determined in S360 that the
第一変形例によれば、ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間だけではなく、加速区間においてもフィードフォワード制御を行うように、ＣＲモータ１３を制御する。このため、加速中に、リニアエンコーダ１４の汚れ７０が原因で速度の計測誤差が生じ、それにより、キャリッジ１２の速度制御が不安定になるのを抑制することができる。
According to the first modified example, the CR
第一変形例によれば、加速区間においてフィードフォワード制御を行うのは、加速区間終点からインク吐出区間始点までの間隔が十分に開いているときだけである。間隔が短いときには、フィードフォワード制御からフィードバック制御への切り替えによる制御誤差が、インク吐出区間での速度制御の安定性に好ましくない影響を与える可能性があるためである。 According to the first modified example, feedforward control is performed in the acceleration section only when the interval between the end point of the acceleration section and the start point of the ink ejection section is sufficiently large. This is because when the interval is short, control errors caused by switching from feedforward control to feedback control may have an undesirable effect on the stability of speed control in the ink ejection section.
このように、第一変形例によれば、ＣＲモータ制御部３２が、キャリッジ１２の置かれている状況に応じてフィードフォワード制御及びフィードバック制御を切り替えて実行するので、計測誤差が生じる環境においてもキャリッジ１２の速度制御を適切に行うことができる。
In this way, according to the first modified example, the CR
別例によれば、ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ３１５において、加速区間に存在する阻害領域の終点からインク吐出区間の始点までの間隔が、基準距離以上であるか否かを判断してもよい。このような判断手法によっても、加速区間において適切にフィードフォワード制御及びフィードバック制御を切り替えて実行することができる。
In another example, the CR
［第二変形例］
続いて、第二変形例の画像形成システム１を説明する。但し、第二変形例の画像形成システム１は、ＣＲモータ制御部３２が実行するモータ制御処理が部分的に、上述の実施形態と異なるだけのものであり、その他の構成については、上述の実施形態と同じである。
[Second Modification]
Next, a second modified
第二変形例では、ＣＲモータ制御部３２が図７に示すモータ制御処理に代えて、図１１に示すモータ制御処理を制御周期毎に繰返し実行する。以下では、ＣＲモータ制御部３２が実行する第二変形例のモータ制御処理の、上記実施形態とは異なる部位を選択的に説明し、その他の上記実施形態と同一構成の部位の説明を省略する。
In the second modified example, the CR
図１１に示すモータ制御処理を開始すると、ＣＲモータ制御部３２は、ＣＲモータ１３をフィードフォワード制御中であるか否かを判断する（Ｓ３００）。ＣＲモータ制御部３２は、前回の制御周期においてフィードフォワード操作量Ｕｆｆを算出してＣＲモータ１３を制御している場合に、肯定判断し、それ以外の場合には、否定判断する。ここで肯定判断される場合、前回の制御周期では、キャリッジ１２が再加速区間における阻害領域に位置していたことを意味する。
When the motor control process shown in FIG. 11 is started, the CR
ＣＲモータ制御部３２は、フィードフォワード制御中ではないと判断すると（Ｓ３００でＮｏ）、上述の実施形態と同様に、図７に示すＳ３１０以降の処理を実行する。ＣＲモータ制御部３２は、フィードフォワード制御中であると判断すると（Ｓ３００でＹｅｓ）、キャリッジ１２が阻害領域を通過したか否かを判断する（Ｓ３０１）。キャリッジ１２が阻害領域を通過したことは、キャリッジ１２が阻害領域の内側から外側に離脱したことに対応する。
When the CR
キャリッジ１２が阻害領域を通過したと判断すると（Ｓ３０１でＹｅｓ）、ＣＲモータ制御部３２は、図７に示すＳ３１０以降の処理を実行する。一方、キャリッジ１２が阻害領域内に位置しており、阻害領域を通過していないと判断すると（Ｓ３０１でＮｏ）、ＣＲモータ制御部３２は、Ｓ４５０での処理と同様に、フィードフォワード操作量Ｕｆｆを算出する（Ｓ３０３）。ＣＲモータ制御部３２は、算出したフィードフォワード操作量Ｕｆｆを、ＣＲモータ１３に対する操作量Ｕに決定し、対応する制御信号をＣＲモータドライバ１９に入力する（Ｓ３０５）。
When it is determined that the
すなわち、ＣＲモータ制御部３２は、再加速区間において、キャリッジ１２が阻害領域に進入すると、キャリッジ１２が再加速区間を通過した後であっても、キャリッジ１２が阻害領域を通過するまでは、フィードフォワード制御を継続し、阻害領域を通過した後、キャリッジ１２の速度制御をフィードバック制御に切り替える。
In other words, when the
第二変形例によれば、上述の通り、ＣＲモータ制御部３２が、一旦フィードフォワード制御を開始すると、キャリッジ１２が阻害領域を抜けるまでは、フィードフォワード制御を継続する。ＣＲモータ制御部３２は、阻害領域が再加速区間から再加速区間に隣接する高速区間に続いている場合に、キャリッジ１２が高速区間に位置していても、キャリッジ１２が阻害領域を抜けるまでは、フィードフォワード制御を継続する。
According to the second modified example, as described above, once the CR
従って、第二変形例によれば、キャリッジ１２が阻害領域を抜ける前段階で計測誤差が大きいときに、キャリッジ１２が再加速区間を抜けたことだけを条件に、キャリッジ１２の速度制御をフィードフォワード制御からフィードバック制御に切り替える場合よりも、キャリッジ１２の速度制御を適切に実行可能である。上述の主たる実施形態によれば、ＣＲモータ制御部３２は、阻害領域が再加速区間から再加速区間に隣接する高速区間に続いている場合でも、キャリッジ１２が再加速区間を抜けたことを条件にキャリッジ１２の速度制御をフィードフォワード制御からフィードバック制御に切り替える。
Therefore, according to the second modified example, when the measurement error is large before the
［第三変形例］
続いて、第三変形例の画像形成システム１を説明する。第三変形例の画像形成システム１は、プロセッサ３により実行される処理が部分的に上述の実施形態と異なるだけのものであり、その他の構成については、上述の実施形態と同じである。従って、以下では、プロセッサ３が実行する上記実施形態とは異なる処理を選択的に説明し、その他の上記実施形態と同一構成の部位の説明を省略する。
[Third Modification]
Next, a third modified
第三変形例では、プロセッサ３が、印刷処理（図５参照）のＳ２３０において、図１２に示す速度プロファイル設定処理を実行する。この速度プロファイル設定処理において、プロセッサ３は、まず標準速度プロファイルを生成する（Ｓ６１０）。ここでは、図１３に示す標準速度プロファイル生成処理がプロセッサ３により実行される。
In the third modified example, the
標準速度プロファイルは、次の主走査方向印刷（Ｓ２４０）において、阻害領域の有無を考慮せずにキャリッジ１２を移動開始地点から目標停止地点に移動させるときのキャリッジ１２の目標速度を定義する速度プロファイルである。この標準速度プロファイルは、後述するように、阻害領域の存在によって修正される。
The standard speed profile is a speed profile that defines the target speed of the
標準速度プロファイル生成処理を開始すると、プロセッサ３は、次の主走査方向印刷におけるキャリッジ１２の移動開始地点から目標停止地点までの移動経路のうち、記録ヘッド１１によるインク液滴の吐出動作が実行されるインク吐出区間を判別する（Ｓ６１１）。
When the standard speed profile generation process starts, the
その後、プロセッサ３は、インク吐出区間の終点から目標停止地点までの距離が、高速移動に必要な所定距離以上あるかを判断する（Ｓ６１２）。Ｓ６１２で肯定判断すると（Ｓ６１２でＹｅｓ）、プロセッサ３は、Ｓ６１３において、移動開始地点からインク吐出区間の始点までの距離が高速移動に必要な所定距離以上あるかを判断する。
プロセッサ３は、Ｓ６１３で否定判断すると（Ｓ６１３でＮｏ）、標準速度プロファイルとして、図６Ａに示す速度プロファイルと同形の第一の標準速度プロファイルを生成する（Ｓ６１４）。その後、図１３に示す標準速度プロファイル生成処理を終了する。
If the
一方、プロセッサ３は、Ｓ６１３で移動開始地点からインク吐出区間の始点までの距離が高速移動に必要な所定距離以上あると判断すると（Ｓ６１３でＹｅｓ）、標準速度プロファイルとして、図１４Ａに示す特徴を有する第二の標準速度プロファイルを生成する（Ｓ６１５）。その後、図１３に示す標準速度プロファイル生成処理を終了する。
On the other hand, if
具体的に、第二の標準速度プロファイルは、次の特徴を有する。
・キャリッジ１２を移動開始地点から第二速度Ｖｒ２まで加速させる加速区間を含む。
・キャリッジ１２の第二速度への加速終了時点からインク吐出区間始点より手前の第一減速開始地点まで、キャリッジ１２を第二速度Ｖｒ２で定速移動させる第一高速区間を含む。第一減速開始地点は、インク吐出区間始点では、キャリッジ１２が第一速度Ｖｒ１で安定走行可能であるように予め定められた距離、インク吐出区間始点より手前の地点である。
・キャリッジ１２を、第一減速開始地点から第一速度Ｖｒ１まで減速させる中間減速区間を含む。
・キャリッジ１２を、第一速度Ｖｒ１への減速終了時点から、キャリッジ１２がインク吐出区間の終点に終了するまでは、キャリッジ１２を、第一速度Ｖｒ１で定速移動させる定速区間を含む。
・キャリッジ１２がインク吐出区間の終点を通過した直後から、キャリッジ１２を第二速度Ｖｒ２まで加速させる再加速区間を含む。
・キャリッジ１２の第二速度Ｖｒ２への加速終了時点からキャリッジ１２が目標停止地点より減速に必要な距離手前の減速開始地点に到達するまでは、キャリッジ１２を、第二速度Ｖｒ２で定速移動させる第二高速区間を含む。
・キャリッジ１２が減速開始地点に到達した直後から、キャリッジ１２を目標停止地点に向けて減速及び停止させる減速区間を含む。
Specifically, the second standard speed profile has the following characteristics.
Includes an acceleration section in which the
A first high-speed section is included in which the
Includes an intermediate deceleration section in which the
The period from when the
Immediately after the
- A second high-speed section in which the
The deceleration section includes a deceleration section in which the
この他、プロセッサ３は、インク吐出区間の終点から目標停止地点までの距離が高速移動に必要な所定距離未満であると判断すると（Ｓ６１２でＮｏ）、Ｓ６１７の処理を実行する。Ｓ６１７において、プロセッサ３は、Ｓ６１３での処理と同様に、移動開始地点からインク吐出区間の始点までの距離が高速移動に必要な所定距離以上あるかを判断する。
In addition, if
プロセッサ３は、Ｓ６１７で肯定判断すると（Ｓ６１７でＹｅｓ）、標準速度プロファイルとして、図１４Ｂに示す特徴を有する第三の標準速度プロファイルを生成する（Ｓ６１８）。その後、図１３に示す標準速度プロファイル生成処理を終了する。
When the
第三の標準速度プロファイルは、具体的に次の特徴を有する。
・キャリッジ１２を移動開始地点から第二速度Ｖｒ２まで加速させる加速区間を含む。
・キャリッジ１２の第二速度への加速終了時点からインク吐出区間始点より手前の第一減速開始地点まで、キャリッジ１２を第二速度Ｖｒ２で定速移動させる高速区間を含む。第一減速開始地点は、インク吐出区間始点では、キャリッジ１２が第一速度Ｖｒ１で安定走行可能であるように予め定められた距離、インク吐出区間始点より手前の地点である。
・キャリッジ１２を、第一減速開始地点から第一速度Ｖｒ１まで減速させる中間減速区間を含む。
・キャリッジ１２を、第一速度Ｖｒ１への減速終了時点から、キャリッジ１２が目標停止地点より減速に必要な距離手前の減速開始地点に到達するまでは、キャリッジ１２を、第一速度Ｖｒ１で定速移動させる定速区間を含む。
・キャリッジ１２が減速開始地点に到達した直後から、キャリッジ１２を目標停止地点に向けて減速及び停止させる減速区間を含む。
Specifically, the third standard speed profile has the following characteristics:
Includes an acceleration section in which the
A high-speed section is included in which the
Includes an intermediate deceleration section in which the
The period from the end of deceleration to the first speed Vr1 until the
The deceleration section includes a deceleration section in which the
この他、プロセッサ３は、Ｓ６１７で否定判断すると（Ｓ６１７でＮｏ）、標準速度プロファイルとして、図６Ｂに示す速度プロファイルと同形の第四の標準速度プロファイルを生成する（Ｓ６１９）。その後、図１３に示す標準速度プロファイル生成処理を終了する。
In addition, if the
Ｓ６１０（図１２参照）で標準速度プロファイルを生成すると、プロセッサ３は、リニアスケール４６における汚れ７０の有無、すなわち阻害領域の有無を判断する（Ｓ６２０）。プロセッサ３は、阻害領域がないと判断すると（Ｓ６２０でＮｏ）、Ｓ６１０で生成した標準速度プロファイルを、次の主走査方向印刷で使用する速度プロファイルに設定する（Ｓ６６０）。その後、速度プロファイル設定処理を終了する。
After generating the standard speed profile in S610 (see FIG. 12),
プロセッサ３は、阻害領域があると判断すると（Ｓ６２０でＹｅｓ）、阻害領域が、第二速度Ｖｒ２から第一速度Ｖｒ１へキャリッジ１２が減速する中間減速区間に存在するかを判断する。
When
プロセッサ３は、仮にＳ６１０で生成された標準速度プロファイルに基づいて主走査方向印刷（Ｓ２４０）を実行した場合に、キャリッジ１２が阻害領域内に位置している状態で、キャリッジ１２が中間減速区間に対応する目標速度で速度制御されることになる場合、Ｓ６３０で肯定判断する。
If main scanning direction printing (S240) is performed based on the standard speed profile generated in S610, and the
例えば、Ｓ６１０で生成された標準速度プロファイルが図１４Ａに示す第二の標準速度プロファイルであり、阻害領域が図１４Ａに示す領域Ｒ２１にある場合、プロセッサ３は、Ｓ６３０で肯定判断する。
For example, if the standard speed profile generated in S610 is the second standard speed profile shown in FIG. 14A and the inhibition region is in region R21 shown in FIG. 14A,
例えば、Ｓ６１０で生成された標準速度プロファイルが図１４Ｂに示す第三の標準速度プロファイルであり、阻害領域が図１４Ｂに示す領域Ｒ３１にある場合、プロセッサ３は、Ｓ６３０で肯定判断する。
For example, if the standard speed profile generated in S610 is the third standard speed profile shown in FIG. 14B and the inhibition region is in region R31 shown in FIG. 14B,
阻害領域が中間減速区間に存在すると判断すると（Ｓ６３０でＹｅｓ）、プロセッサ３は、Ｓ６４０の処理を実行する。阻害領域が中間減速区間に存在しないと判断すると（Ｓ６３０でＮｏ）、プロセッサ３は、Ｓ６６０の処理を実行する。
If it is determined that the inhibition area exists in the intermediate deceleration section (Yes in S630), the
Ｓ６４０において、プロセッサ３は、Ｓ６１０で生成した標準速度プロファイルにおける定速区間を阻害領域の端点まで延長して、阻害領域を定速区間に設定するように、当該標準速度プロファイルを修正する。
In S640,
Ｓ６１０で生成した標準速度プロファイルが、図１４Ａに示す第二の標準速度プロファイルである場合、プロセッサ３は、図１５Ａに示すように、定速区間の始点を、阻害領域である領域Ｒ２１の進入前の時点まで早めるように、定速区間を延長する。図１５Ａに示される一点鎖線は、修正前の標準速度プロファイルを示し、実線は、定速区間の延長による修正後の速度プロファイルを示す。
When the standard speed profile generated in S610 is the second standard speed profile shown in FIG. 14A,
Ｓ６１０で生成した標準速度プロファイルが、図１４Ｂに示す第三の標準速度プロファイルである場合、プロセッサ３は、図１６に示すように、定速区間の始点を、阻害領域である領域Ｒ３１の進入前の時点まで早めるように、定速区間を延長する。図１６に示される一点鎖線は、図１５Ａと同様、修正前の標準速度プロファイルを示し、実線は、定速区間の延長による修正後の速度プロファイルを示す。
When the standard speed profile generated in S610 is the third standard speed profile shown in FIG. 14B,
これにより、プロセッサ３は、インク吐出区間に先行するように隣接する非インク吐出区間の阻害領域を含む区間では、キャリッジ１２が第一速度Ｖｒ１で定速移動するように、標準速度プロファイルを修正する。
As a result,
続くＳ６５０において、プロセッサ３は、Ｓ６４０の処理による修正後の速度プロファイルを、次の主走査方向印刷で使用する速度プロファイルに設定する。その後、速度プロファイル設定処理（Ｓ２３０）を終了する。
In the next step S650,
別例として、プロセッサ３は、Ｓ６４０では、Ｓ６１０で生成した標準速度プロファイルから、定速区間より上流の高速区間を削除するように、標準速度プロファイルを修正してもよい。
As another example, in S640,
例えば、Ｓ６１０で生成された標準速度プロファイルが、図１４Ａに示す第二の標準速度プロファイルである場合には、図１５Ｂに示すように、プロセッサ３は、上記生成した標準速度プロファイルから、第一高速区間を削除して、インク吐出区間に先行する非インク吐出区間を第一速度Ｖｒ１による定速区間に置換するように、標準速度プロファイルを修正してもよい。
For example, if the standard speed profile generated in S610 is the second standard speed profile shown in FIG. 14A, as shown in FIG. 15B,
中間減速区間に阻害領域が含まれる場合には、阻害領域においてフィードフォワード制御を実行しても、キャリッジ１２がインク吐出区間に進入するまでに、キャリッジ１２の速度が安定しない可能性がある。
If the intermediate deceleration section includes an inhibition region, even if feedforward control is performed in the inhibition region, the speed of the
本変形例によれば、標準速度プロファイルでは、中間減速区間に阻害領域が含まれる場合であっても、阻害領域が定速区間に含まれるように、速度プロファイルを修正するので、阻害領域の影響を抑えて、高精度にキャリッジ１２の速度を制御可能である。
According to this modified example, even if the standard speed profile includes an inhibition area in the intermediate deceleration section, the speed profile is modified so that the inhibition area is included in the constant speed section, so that the effect of the inhibition area is suppressed and the speed of the
従って、本変形例によれば、阻害領域による制御誤差の影響を抑えつつ、キャリッジ１２を高速移動させて、印刷処理のスループットを向上させることができる。
Therefore, according to this modified example, it is possible to improve the throughput of the printing process by moving the
以上に、変形例を含む本開示の例示的実施形態を説明したが、本開示が上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。本開示の技術は、用紙Ｐに画像を形成する画像形成システム１によらず、対象物に対して所定の加工を行う処理ヘッドの運動を、エンコーダを用いたモータ制御により実現する様々なシステムに適用することができる。
Although exemplary embodiments of the present disclosure, including modified examples, have been described above, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can take various forms. The technology of the present disclosure can be applied not only to the
例えば、本開示の技術は、インクジェットプリンタによらず、他のシリアルプリンタやガーメントプリンタに適用可能である。本開示の技術は、配線パターンを印刷する機械等の工作機械に適用することもできる。本開示の技術は、対象物を加工するシステムに限定されず、エンコーダを用いたモータ制御により移動体を搬送する様々なシステムに適用することができる。 For example, the technology disclosed herein can be applied not only to inkjet printers, but also to other serial printers and garment printers. The technology disclosed herein can also be applied to machine tools such as machines that print wiring patterns. The technology disclosed herein is not limited to systems that process objects, but can be applied to various systems that transport moving objects by controlling motors using encoders.
位置及び速度を計測するためのエンコーダとして、上述の透過型のリニアエンコーダ１４以外のエンコーダが用いられてもよい。例えば、エンコーダスケールで反射した発光素子からの光を受光して、エンコーダスケールを読み取る反射型のリニアエンコーダが用いられてもよい。
An encoder other than the above-mentioned transmissive
反射型のリニアエンコーダのように、光学センサがエンコーダスケールを斜めから読み取るエンコーダが用いられる場合、「阻害領域」は、エンコーダスケールにおける汚れが付着した領域の正面ではなく、正面から読取角度に応じた距離だけずれた領域上を光学センサが移動するときの、その移動範囲であり得る。 When an encoder is used in which an optical sensor reads the encoder scale from an oblique angle, such as a reflective linear encoder, the "inhibition area" may be the range of movement of the optical sensor when it moves over an area shifted from the front by a distance according to the reading angle, rather than directly in front of the dirty area on the encoder scale.
本開示の技術は、ロータリエンコーダを用いた制御システムにも適用できる。エンコーダとしては、固定されたエンコーダスケールに対してセンサが移動することで、センサがエンコーダスケールに対して相対移動するエンコーダ、固定されたセンサに対してエンコーダスケールが移動することで、センサがエンコーダスケールに対して相対移動するエンコーダが知られている。これらのエンコーダのいずれを用いた制御システムに対しても本開示の技術は適用可能である。 The technology disclosed herein can also be applied to control systems that use rotary encoders. Known types of encoders include those in which the sensor moves relative to a fixed encoder scale, causing the sensor to move relative to the encoder scale, and those in which the encoder scale moves relative to a fixed sensor, causing the sensor to move relative to the encoder scale. The technology disclosed herein can be applied to control systems that use any of these encoders.
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。例えば、コントローラは、プロセッサ３及びＡＳＩＣ２により構成されなくてもよく、ＡＳＩＣなしで一つ以上のプロセッサにより構成されてもよいし、プロセッサなしで一つ以上のＡＳＩＣによって構成されてもよいし、一つ以上のプロセッサと一つ以上のＡＳＩＣとの組合せによって構成されてもよい。プロセッサ及びＡＳＩＣの少なくともいずれかを含むコントローラの一つ以上の構成要素は、互いに協働して、本開示のコントローラに係る処理を実行することができる。
The functions of one component in the above embodiment may be distributed among multiple components. The functions of multiple components may be integrated into one component. For example, the controller does not have to be composed of a
この他、実施形態の構成の一部は、省略されてもよい。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。 In addition, some of the configurations of the embodiments may be omitted. Any aspect included in the technical idea specified by the wording of the claims is an embodiment of the present disclosure.
１…画像形成システム、２…ＡＳＩＣ、３…プロセッサ、４…ＲＯＭ、５…ＲＡＭ、６…ＥＥＰＲＯＭ、７…通信インタフェース、８…ユーザインタフェース、９…バス、１１…記録ヘッド、１２…キャリッジ、１３…ＣＲモータ、１４…リニアエンコーダ、１５…印刷機構、１８…ヘッドドライバ、１９…ＣＲモータドライバ、２１…ＬＦモータ、２２…ロータリエンコーダ、２９…ＬＦモータドライバ、３１…記録制御部、３２…ＣＲモータ制御部、３３…ＬＦモータ制御部、３４…リニアエンコーダ処理部、３５…ロータリエンコーダ処理部、４１…ガイド軸、４２…無端ベルト、４３…駆動プーリ、４４…従動プーリ、４６…リニアスケール、４７…光学センサ、４８…スリット、５０…発光部、５１，５２…発光素子、６０…受光部、６１，６２…受光素子、Ｐ…用紙。 1...image forming system, 2...ASIC, 3...processor, 4...ROM, 5...RAM, 6...EEPROM, 7...communication interface, 8...user interface, 9...bus, 11...recording head, 12...carriage, 13...CR motor, 14...linear encoder, 15...printing mechanism, 18...head driver, 19...CR motor driver, 21...LF motor, 22...rotary encoder, 29...LF motor driver, 31...recording control unit, 32...CR motor control unit, 33...LF motor control unit, 34...linear encoder processing unit, 35...rotary encoder processing unit, 41...guide shaft, 42...endless belt, 43...driving pulley, 44...driven pulley, 46...linear scale, 47...optical sensor, 48...slit, 50...light emitting unit, 51, 52...light emitting element, 60...light receiving unit, 61, 62...light receiving element, P...paper.
Claims (11)
前記モータにより駆動されて通路上を移動し、移動過程では対象物を加工するように構成される移動体と、
前記移動体の速度を計測するように構成される計測器と、
前記移動体が前記通路上の移動開始地点から目標停止地点まで速度プロファイルに従う速度で移動するように、フィードバック制御方式で、前記計測器により計測された前記速度に基づいて前記モータを制御するように構成されるコントローラと、
を備え、
前記速度プロファイルは、前記移動体が前記移動開始地点から定速状態に移行するまでの加速区間、前記移動体が定速状態から前記目標停止地点で停止するまでの減速区間、及び、前記加速区間と前記減速区間との間の中間区間における目標速度を定義し、
前記中間区間は、前記移動体が第一の速度で定速移動する第一の定速区間と、前記移動体が前記第一の速度より高い第二の速度で定速移動する第二の定速区間と、前記移動体が非定速移動する非定速区間と、を含み、
前記移動体は、前記第一の定速区間において前記対象物を加工するように動作し、
前記コントローラは、前記非定速区間であって、前記移動体が前記第一の定速区間を通過した後の前記第一の速度から前記第二の速度まで加速する再加速区間では、前記フィードバック制御方式に代えて、フィードフォワード制御方式で前記モータを制御することにより、前記移動体の速度を制御する制御システム。 A motor;
a moving body configured to be driven by the motor to move along a passage and process an object during the movement;
A measuring device configured to measure the speed of the moving object;
a controller configured to control the motor based on the speed measured by the measuring device in a feedback control manner so that the moving body moves from a movement start point on the path to a target stopping point at a speed that follows a speed profile; and
Equipped with
the speed profile defines an acceleration section in which the moving body transitions from the movement start point to a constant speed state, a deceleration section in which the moving body transitions from the constant speed state to a stop at the target stop point, and a target speed in an intermediate section between the acceleration section and the deceleration section;
the intermediate section includes a first constant speed section in which the moving body moves at a first constant speed, a second constant speed section in which the moving body moves at a second constant speed higher than the first speed, and a non-constant speed section in which the moving body moves at a non-constant speed,
the movable body operates to process the object in the first constant speed section;
The controller controls the speed of the moving body by controlling the motor using a feedforward control method instead of the feedback control method in a re-acceleration period, which is the non-constant speed period and in which the moving body accelerates from the first speed to the second speed after passing through the first constant speed period.
を備え、
前記計測器は、前記エンコーダ信号に基づき、前記速度を計測し、
前記コントローラは、
前記センサによる前記エンコーダスケールの正常な読取を阻害する阻害物が付着した前記エンコーダスケール内の部位を、前記センサが読み取る前記移動体の移動領域である阻害領域の前記再加速区間内での有無を判定し、
前記阻害領域が前記再加速区間に有ると判定した場合に、前記再加速区間において前記フィードフォワード制御方式で前記モータを制御し、前記阻害領域が前記再加速区間にないと判定した場合には、前記再加速区間において前記フィードバック制御方式で前記モータを制御する請求項１記載の制御システム。 an encoder including an encoder scale and a sensor configured to move relative to the encoder scale in conjunction with the movable body and to output an encoder signal based on reading of the encoder scale;
The measuring instrument measures the speed based on the encoder signal,
The controller:
determining whether or not a portion of the encoder scale to which an obstruction that obstructs normal reading of the encoder scale by the sensor is attached is within the re-acceleration section of an obstruction area, which is a movement area of the movable body read by the sensor;
The control system of claim 1, wherein if it is determined that the inhibition area is in the re-acceleration section, the motor is controlled in the re-acceleration section using the feedforward control method, and if it is determined that the inhibition area is not in the re-acceleration section, the motor is controlled in the re-acceleration section using the feedback control method.
前記コントローラは、前記非定速区間であって、前記移動体が前記第一の定速区間の前に位置する前記第二の定速区間を通過した後前記第二の速度から前記第一の速度まで減速する中間減速区間内での前記阻害領域の有無を判定し、
前記阻害領域が前記中間減速区間にあると判定した場合には、前記第一の定速区間を、前記移動体が前記阻害領域に進入する前の地点まで延長するように前記速度プロファイルを補正し、補正後の前記速度プロファイルに従って、前記阻害領域では前記フィードバック制御方式で前記モータを制御する請求項２～請求項６のいずれか一項記載の制御システム。 the second constant speed section is located before and after the first constant speed section in the intermediate section,
the controller determines the presence or absence of the inhibition area in the non-constant speed section, within an intermediate deceleration section in which the moving body decelerates from the second speed to the first speed after passing through the second constant speed section located before the first constant speed section;
A control system as described in any one of claims 2 to 6, wherein when it is determined that the inhibition area is in the intermediate deceleration section, the speed profile is corrected so that the first constant speed section is extended to a point before the moving body enters the inhibition area, and the motor is controlled in the inhibition area using the feedback control method in accordance with the corrected speed profile.
前記コントローラは、
前記加速区間内での前記阻害領域の有無を判定すると共に、前記阻害領域の終点と前記加工区間の始点との間の距離、又は、前記中間区間の始点と前記加工区間の始点との間の距離を判定し、
前記阻害領域が前記加速区間内にあり、且つ、前記距離が基準以上であるときには、前記加速区間において、前記フィードバック制御方式に代えて、前記フィードフォワード制御方式で前記モータを制御することにより、前記移動体の速度を制御する請求項２～請求項８のいずれか一項記載の制御システム。 a processing section in which the movable body processes the object is included in a part of the first constant speed section,
The controller:
Determining the presence or absence of the inhibition region within the acceleration section, and determining the distance between the end point of the inhibition region and the start point of the processing section, or the distance between the start point of the intermediate section and the start point of the processing section;
A control system as described in any one of claims 2 to 8, wherein when the inhibition area is within the acceleration section and the distance is equal to or greater than a reference value, the speed of the moving body is controlled by controlling the motor in the acceleration section using the feedforward control method instead of the feedback control method.
前記コントローラは、
前記計測器により計測された前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が前記阻害領域に進入することを判定し、更には、前記速度プロファイルに基づいて、前記移動体が前記阻害領域を通過したことを判定する請求項２～請求項９のいずれか一項記載の制御システム。 The measuring instrument measures a position of the moving object based on the encoder signal,
The controller:
A control system as described in any one of claims 2 to 9, which determines that the moving body is entering the inhibition area based on the position of the moving body measured by the measuring instrument, and further determines that the moving body has passed through the inhibition area based on the speed profile.
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