JP6136774B2 - 搬送システム、画像形成システム及び制御デバイス - Google Patents

Description

本発明は、搬送システム、画像形成システム及び制御デバイスに関する。

シートを搬送する搬送システムとしては、シートの搬送経路に沿って複数のローラを備えたシステムが従来知られている。この搬送システムによれば、複数のローラの回転によりシートを搬送経路の下流に搬送する。シートの搬送制御は、複数のローラを回転駆動する共通のモータ又はローラ毎のモータを制御することによって実現される。この種の搬送システムは、例えば、インクジェットプリンタ等の画像形成システムに搭載される。

この他、ロール状に巻かれたシートを搬送経路の下流に送り出す搬送システムが知られている。例えば、上記ロール状に巻かれたシートを送出する送り出しローラと、それより下流に設置された搬送ローラと、を備えたシステムが知られている（特許文献１参照）。

この搬送システムによれば、送り出しローラ及び搬送ローラの制御により、シートの速度を制御する。また、張力を考慮した補正を行いながら送り出しローラを制御することにより、シートの張力を制御する。

特開２００６−００８３２２号公報

しかしながら、上述した技術によれば、シートの速度を調整するための駆動制御については、複数のローラに対して行うものの、シートの張力を調整するための駆動制御については、複数のローラの内、送り出しローラに対してのみ行う。このため、高精度に張力の制御を行うことが難しいといった問題があった。

特に、定型用紙等の短いシートを搬送するシステムでは、シートに過度の負荷がかかると、シートに滑りが生じる。従って、シートの状態量（位置、速度又は加速度等）を制御しながら、従来のようにシートの張力を一つのローラのみで制御しようとしても、適切な制御を行うことが難しい。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、複数のローラでシートを搬送するシステムにおいて、シートの状態量及び張力を高精度に制御可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の搬送システムは、シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラと第二ローラとを備える搬送機構を有する。これらのローラは、回転によりシートを所定の搬送方向に搬送する。この搬送システムは、更に、第一駆動デバイスと、第二駆動デバイスと、第一計測デバイスと、第二計測デバイスと、制御デバイスとを備える。

第一駆動デバイスは、第一ローラを回転駆動し、第二駆動デバイスは、第二ローラを回転駆動する。第一計測デバイスは、第一ローラの回転運動に関する状態量Ｚ１を計測し、第二計測デバイスは、第二ローラの回転運動に関する状態量Ｚ２を計測する。

制御デバイスは、第一駆動デバイス及び第二駆動デバイスを制御することによって、第一ローラと第二ローラとの回転によるシートの搬送動作を制御する。制御デバイスは、第一推定ユニットと、第二推定ユニットと、第一演算ユニットと、第二演算ユニットと、第一駆動制御ユニットと、第二駆動制御ユニットとを備える。

第一推定ユニットは、第一駆動デバイスによる回転駆動時に第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定し、第二推定ユニットは、第二駆動デバイスによる回転駆動時に第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する。

第一演算ユニットは、第一計測デバイスより計測された状態量Ｚ１と第二計測デバイスにより計測された状態量Ｚ２とに基づき、シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２と、目標状態量との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する。

一方、第二演算ユニットは、第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２とに基づき、シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と、目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する。

第一駆動制御ユニットは、操作量Ｕ１と操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を第一駆動デバイスに入力することにより、第一駆動デバイスを制御し、第二駆動制御ユニットは、操作量Ｕ１と操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を第二駆動デバイスに入力することにより、第二駆動デバイスを制御する。

このように、本発明の搬送システムによれば、シートの状態量を制御するための操作量Ｕ１と、シートの張力を制御するための操作量Ｕ２とを算出し、第一駆動デバイス及び第二駆動デバイスに対しては、夫々、これらの操作量Ｕ１，Ｕ２の和（Ｕ１＋Ｕ２）及び差（Ｕ１−Ｕ２）に対応した制御信号を入力する。

本発明によれば、第一駆動デバイスに対する操作量（Ｕ１＋Ｕ２）及び第二駆動デバイスに対する操作量（Ｕ１−Ｕ２）に含まれるＵ１成分により、シートの状態量が適切に制御される。一方、第一駆動デバイスに対する操作量に含まれる＋Ｕ２成分、及び、第二駆動デバイスに対する操作量に含まれる−Ｕ２成分により、シートの張力が適切に制御される。従って、シートの状態量及び張力を高精度に制御して、二つのローラでシートを搬送することができ、高性能な搬送システムを構成することができる。

但し、推定される反力Ｒ１，Ｒ２には、張力に起因する反力以外の成分（非張力成分）も含まれ得る。上記推定された反力Ｒ１，Ｒ２が非張力成分を含む場合には、その非張力成分が、速度及び張力の少なくとも一方に対する制御誤差を生じさせる原因となり得る。

そこで、制御デバイスには、非張力成分ＲＥ１又は非張力成分ＲＥ２を推定する第三推定ユニットを設けることができる。ここで言う非張力成分ＲＥ１は、第一推定ユニットが推定する反力Ｒ１の内、シートの張力に起因しない成分であり、非張力成分ＲＥ２は、第二推定ユニットが推定する反力Ｒ２の内、シートの張力に起因しない成分である。

第三推定ユニットは、第一ローラ及び第二ローラの両者ではなく第一ローラ及び第二ローラの内の一方によってシートが搬送される期間に推定された反力Ｒ１又は反力Ｒ２に基づき、非張力成分ＲＥ１又は非張力成分ＲＥ２を推定する構成にすることができる。

具体的に、第三推定ユニットは、第一ローラによってシートが搬送される期間に第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１に基づき、非張力成分ＲＥ１を推定する構成にされ得る。あるいは、第三推定ユニットは、第二ローラによってシートが搬送される期間に第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２に基づき、非張力成分ＲＥ２を推定する構成にされ得る。

一方、第二演算ユニットは、第三推定ユニットにより推定された非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２の内の一方に基づき、非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２に起因する制御誤差を抑えるように、操作量Ｕ２を補正する構成にすることができる。

具体的に、第二演算ユニットは、第一ローラ及び第二ローラの両者によってシートが搬送される状態で、シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２に含まれる非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２に起因する制御誤差を抑えるように操作量Ｕ２を補正する構成にされ得る。操作量Ｕ２の補正は、例えば、操作量Ｕ２を直接補正することにより、又は、操作量Ｕ２の算出過程で用いられるパラメータを補正することにより、実現することができる。この搬送システムによれば、上記推定される反力Ｒ１，Ｒ２に非張力成分が含まれることに起因する制御誤差を抑えることができる。

付言すると、第二演算ユニットは、第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２との和（Ｒ１＋Ｒ２）と、第三推定ユニットにより推定された非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２の内の一方と、の差を算出することによって、非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２の内の他方を推定する構成にすることができる。更に、第二演算ユニットは、第三推定ユニットにより推定された非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２の内の一方と、上記推定した非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２の内の他方とを用いて、操作量Ｕ２を補正する構成にすることができる。

現実の非張力成分は、短い時間でも変化する可能性があるが、上述した第二演算ユニットによれば、上記非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２の内の他方を、概ねリアルタイムに推定することができ、高精度なシートの搬送制御を実現することができる。

また、第二演算ユニットは、次のように操作量Ｕ２を補正する構成にすることができる。第一例として、第二演算ユニットは、操作量Ｕ２の算出に用いる推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２を、推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２に補正し、補正後の推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２と目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出することにより、操作量Ｕ２を補正する構成にすることができる。

第二例として、第二演算ユニットは、推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２を、推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２に補正して操作量Ｕ２を算出するのと等価な操作量Ｕ２の算出処理を、目標張力、又は、目標張力と推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２との両者を補正して実行することにより、操作量Ｕ２を補正する構成にすることができる。

この他、第一ローラが第二ローラよりも搬送方向における下流側に位置する環境において、第三推定ユニットは、第二ローラによってシートが搬送される期間であってシートの先端が第一ローラに到達する前の期間に、第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２に基づき、非張力成分ＲＥ２を推定する構成にすることができる。一方、第二演算ユニットは、シートの先端が第一ローラに到達した後、シートが第一ローラ及び第二ローラの両者によって搬送される状態において、第三推定ユニットが直前の上記期間に第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２を用いて推定した非張力成分ＲＥ２に基づき、操作量Ｕ２を補正する構成にすることができる。

このように操作量Ｕ２を補正すれば、一層高精度にシートの搬送制御を行うことができる。具体的に、第三推定ユニットは、第一ローラ及び第二ローラの両者によってシートが搬送される直前において第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２を非張力成分ＲＥ２として推定する構成にされ得る。

この他、第三推定ユニットは、第一ローラ及び第二ローラの両者ではなく第二ローラ（又は第一ローラ）によってシートが搬送される期間において第二推定ユニット（又は第一推定ユニット）により推定された反力Ｒ２（又は反力Ｒ１）の一群に基づいて、この期間における反力Ｒ２（又は反力Ｒ１）の代表値を算出することにより、この代表値を非張力成分ＲＥ２（又は非張力成分ＲＥ１）として推定する構成にされ得る。第三推定ユニットは、上記一群を統計処理することで、上記代表値として、一群の平均値、中央値及び最頻値のいずれか一つを算出する構成にすることができる。

また、本発明の搬送システムは、シートの状態量としてシートの速度を制御する構成にされ得る。この場合、第一計測デバイス及び第二計測デバイスは、状態量Ｚ１及び状態量Ｚ２として、第一ローラの回転速度及び第二ローラの回転速度を計測することができる。

また、上述した搬送システムは、画像形成システムに組み込むことができる。具体的に、画像形成システムは、上記搬送システムを備えると共に、シートの搬送経路の上方に、インク液滴を吐出することによりシートに画像を形成する画像形成デバイスを備えた構成にされ得る。第一ローラ及び第二ローラは、例えば、画像形成デバイスが上方に設けられた搬送経路内の区間を挟んで配置される。

画像形成デバイスの吐出部からインク液滴を吐出してシートに画像を形成する際に、シートの速度や張力を制御できない場合には、シートの速度や撓みの変化によって、インク液滴の着弾点にずれが生じ、シートに形成される画像の品質が劣化する可能性がある。本発明の画像形成システムによれば、このような画質の劣化を抑えることができる。

また、本発明は、シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラ及び第二ローラの回転によりシートの搬送動作を実現する搬送機構において、第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイス及び第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスを、制御することにより、シートの搬送動作を制御する制御デバイスとして構成され得る。

制御デバイスは、例えばコンピュータにより構成され得る。この場合、制御デバイスが備える上述した各ユニットとしての機能は、コンピュータがプログラムを実行することにより実現される。プログラムは、フレキシブルディスク等の磁気ディスクや、ＤＶＤ等の光ディスク、フラッシュメモリ等の半導体製メモリに代表されるコンピュータ読取可能な記録媒体に記録され得る。あるいは、制御デバイスは、専用の回路として構成され得る。

画像形成システムにおける用紙搬送経路周辺の構成を表す図である。 画像形成システムの全体構成を表すブロック図である。 用紙の撓みによるヘッド下面と用紙表面との距離変化を示す図である。 搬送制御デバイスの詳細構成を表すブロック図である。 第一反力推定部の構成を表すブロック図である。 張力偏差算出部の構成を表すブロック図である。 搬送制御デバイスによる制御手順を例示するフローチャートである。 非張力成分を加味した補正を伴う搬送制御における各種パラメータの変化を例示するグラフである。 非張力成分を加味した補正を伴わない搬送制御における各種パラメータの変化を例示するグラフである。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。図１に示す本実施例の画像形成システム１は、用紙Ｑの搬送経路を構成するプラテン１０１の上方に、インクジェットヘッド３１を備えるインクジェットプリンタである。

インクジェットヘッド３１は、その下面から、プラテン１０１上を通過する用紙Ｑに向けてインク液滴を吐出する。この吐出動作によって、用紙Ｑに画像を形成する。このインクジェットヘッド３１は、ライン方向（図１法線方向）に長尺な形状を有し、プラテン１０１上を通過する用紙Ｑのライン方向の全域に画像を形成可能な構成にされる。

従来型のインクジェットプリンタは、用紙Ｑを停止した状態で、インクジェットヘッドをライン方向に定速搬送しながら、インクジェットヘッドにインク液滴を吐出させることによって、ライン方向に画像を形成する。その後、所定量だけ用紙Ｑを下流に送り出す。このような動作を繰り返し実行することにより、用紙Ｑに画像を形成する。

これに対し、本実施例の画像形成システム１は、用紙Ｑを間欠搬送せずに、用紙Ｑを搬送方向に定速搬送した状態で、長尺なインクジェットヘッド３１からインク液滴を吐出し、用紙Ｑに画像を形成する。

この画像形成システム１において、用紙Ｑは、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転によって、プラテン１０１に沿う搬送経路の上流から下流に搬送される。第一ローラ１１０は、プラテン１０１の下流で、第一従動ローラ１１５に対向配置される。第二ローラ１２０は、プラテン１０１の上流で、第二従動ローラ１２５に対向配置される。

第一ローラ１１０は、第一従動ローラ１１５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。第一ローラ１１０は、直流モータで構成される第一モータ７３によって回転駆動される。一方、第二ローラ１２０は、第二従動ローラ１２５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。第二ローラ１２０は、第一モータ７３と同じ直流モータで構成される第二モータ８３によって回転駆動される。

即ち、この画像形成システム１は、プラテン１０１を挟んで搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０によって、用紙Ｑを搬送方向に離れた二地点で担持した状態で下流に搬送する。付言すると、この画像形成システム１は、用紙Ｑを第二ローラ１２０に供給する前の段階から、第一モータ７３及び第二モータ８３を回転駆動し、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０を一定速度で回転させる。そして、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０が一定速度で回転している状態で、用紙Ｑを、第二ローラ１２０の上流から第二ローラ１２０に供給する。

本実施例の画像形成システム１は、図２に示すように、メインコントローラ１０と、通信インタフェース２０と、記録部３０と、給紙部４０と、用紙搬送部５０とを備える。上述した第一ローラ１１０及び第一従動ローラ１１５、第二ローラ１２０及び第二従動ローラ１２５、並びに、プラテン１０１を備える用紙Ｑの搬送機構１００は、用紙搬送部５０に設けられる。

メインコントローラ１０は、マイクロコンピュータ等から構成され、画像形成システム１を統括制御する。通信インタフェース２０は、メインコントローラ１０と外部機器（パーソナルコンピュータ等）との間の通信を実現する。この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し、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。

記録部３０は、上述したインクジェットヘッド３１と、その駆動回路（図示せず）とを主に備える。この記録部３０は、メインコントローラ１０からの指示に従って、インクジェットヘッド３１を駆動し、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。一方、給紙部４０は、図示しない給紙ローラや給紙トレイ等を備え、メインコントローラ１０からの指示に従って、上流から第二ローラ１２０に用紙Ｑを供給する。

この他、用紙搬送部５０は、搬送機構１００の他に、搬送制御デバイス６０と、第一駆動回路７１と、第一モータ７３と、第一エンコーダ７５と、第一信号処理回路７７と、第二駆動回路８１と、第二モータ８３と、第二エンコーダ８５と、第二信号処理回路８７と、レジストセンサ９０とを備える。

第一駆動回路７１は、第一モータ７３を駆動する回路であり、搬送制御デバイス６０から入力される制御信号であるＰＷＭ信号に従って、ＰＷＭ信号のデューティー比に対応する駆動電流で第一モータ７３を駆動する。第一モータ７３は、この第一駆動回路７１によって駆動されて、第一ローラ１１０を回転駆動する。

一方、第一エンコーダ７５は、第一ローラ１１０が所定角度回転する度にパルス信号を出力するロータリエンコーダである。第一エンコーダ７５は、直接又は間接的に第一ローラ１１０の回転運動を観測可能な位置に設けられる。例えば、第一エンコーダ７５は、第一ローラ１１０の回転軸又は第一モータ７３の回転軸に設置される。第一エンコーダ７５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、位相が異なるＡ相信号及びＢ相信号を出力する。以下、これらの信号をまとめてエンコーダ信号と表現する。

第一エンコーダ７５から出力されるエンコーダ信号は、第一信号処理回路７７に入力される。第一信号処理回路７７は、このエンコーダ信号に基づいて、第一ローラ１１０の回転量Ｘ１及び回転速度Ｖ１を計測し、計測した回転量Ｘ１及び回転速度Ｖ１の情報を搬送制御デバイス６０に入力する。

この他、第二駆動回路８１は、第二モータ８３を駆動する回路であり、搬送制御デバイス６０から入力されるＰＷＭ信号に従って、ＰＷＭ信号のデューティー比に対応する駆動電流で第二モータ８３を駆動する。第二モータ８３は、この第二駆動回路８１によって駆動されて、第二ローラ１２０を回転駆動する。

一方、第二エンコーダ８５は、エンコーダ信号（Ａ相信号及びＢ相信号）として、第二ローラ１２０が所定角度回転する度にパルス信号を出力するロータリエンコーダである。第二エンコーダ８５は、第二ローラ１２０の回転運動を観測可能な位置に設けられる。

第二エンコーダ８５から出力されるエンコーダ信号（Ａ相信号及びＢ相信号）は、第二信号処理回路８７に入力される。第二信号処理回路８７は、このエンコーダ信号に基づいて、第二ローラ１２０の回転量Ｘ２及び回転速度Ｖ２を計測し、計測した回転量Ｘ２及び回転速度Ｖ２の情報を搬送制御デバイス６０に入力する。この他、レジストセンサ９０は、第二ローラ１２０の上流側で、第二ローラ１２０の近傍に設けられて、用紙Ｑがこの地点を通過したことを表す信号を、搬送制御デバイス６０に入力する。

また、搬送制御デバイス６０は、ＰＷＭ信号の出力により、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御する。搬送制御デバイス６０は、第一モータ７３に対する操作量（第一操作量Ｕｓ）及び第二モータ８３に対する操作量（第二操作量Ｕｄ）を算出し、これらの操作量に対応するＰＷＭ信号を、対応する第一駆動回路７１及び第二駆動回路８１に入力する。搬送制御デバイス６０は、このような第一モータ７３及び第二モータ８３に対するＰＷＭ制御によって、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転による用紙Ｑの搬送動作を制御する。

具体的に、搬送制御デバイス６０は、用紙Ｑがプラテン１０１上で定速搬送されるように、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御する。また、用紙Ｑが第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者からの力を受けて搬送されるときには、用紙Ｑが適当な張力を有した状態で搬送されるように、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御する。

張力を考慮したモータ制御を行う理由は次の通りである。本実施例によれば、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０を、個別のモータ７３，８３を用いて回転駆動する。このため、張力を考慮しないモータ制御を行った場合には、図３に示すようにプラテン１０１上で用紙Ｑが撓み易い。更に言えば、撓みが一定でないために、インクジェットヘッド３１の下面と用紙との間の距離Ｄに変化が生じ易い。

本実施例では、用紙Ｑを搬送した状態で、インクジェットヘッド３１からインク液滴を吐出する。このため、距離Ｄが変化すると、インクジェットヘッド３１から吐出されるインク液滴の用紙Ｑにおける着弾点が想定地点からずれてしまう。このような着弾点のずれは、用紙Ｑに形成される画像の品質に悪影響を与える。このような理由により、搬送制御デバイス６０は、用紙Ｑの速度と共に張力を制御するように、第一モータ７３及び第二モータ８３を制御する。

続いて、搬送制御デバイス６０の詳細構成を説明する。図４に示す搬送制御デバイス６０は、目標速度設定部２１０と、速度偏差算出部２２０と、速度制御器２３０と、第一操作量算出部２４０と、第一ＰＷＭ信号生成部２５０と、第一反力推定部２６０と、目標張力設定部２７０と、張力偏差算出部２８０と、張力制御器３００と、第二操作量算出部３１０と、第二ＰＷＭ信号生成部３２０と、第二反力推定部３３０とを備える。

目標速度設定部２１０は、用紙Ｑの目標速度Ｖｒを設定する。この目標速度設定部２１０は、用紙Ｑが定速搬送されるように、各時刻の目標速度Ｖｒとして固定値を設定する。
一方、速度偏差算出部２２０は、用紙速度算出部２２１と、減算器２２５とを備える。用紙速度算出部２２１は、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１と第二信号処理回路８７により計測された回転速度Ｖ２との平均（Ｖ１＋Ｖ２）／２を、用紙Ｑの推定速度Ｖａとして算出する。減算器２２５は、目標速度設定部２１０によって設定された目標速度Ｖｒと上記推定速度Ｖａとの偏差Ｅｖ（＝Ｖｒ−Ｖａ）を算出する。速度偏差算出部２２０は、このように算出された偏差Ｅｖを、速度制御器２３０に入力する。

速度制御器２３０は、上記偏差Ｅｖに応じた操作量Ｕｖを、制御対象の伝達モデルに基づく所定の伝達関数Ｇに従って算出する。操作量Ｕｖは、用紙Ｑの速度を目標速度Ｖｒに制御するための操作量である。ここで言う制御対象は、第１の制御対象と第２の制御対象との和であり、伝達関数Ｇは、第１の制御対象と第２の制御対象との和に対応する伝達モデルに基づく。第１の制御対象の伝達系は、第一駆動回路７１、第一モータ７３、第一ローラ１１０、第一エンコーダ７５及び第一信号処理回路７７である。第２の制御対象の伝達系は、第二駆動回路８１、第二モータ８３、第二ローラ１２０、第二エンコーダ８５及び第二信号処理回路８７である。

速度制御器２３０は、上記伝達関数Ｇに従って、用紙Ｑの速度が目標速度Ｖｒに追従するような操作量Ｕｖを算出する。具体的には、操作量Ｕｖとして、第一モータ７３及び第二モータ８３に印加すべき駆動電流を算出する。

一方、目標張力設定部２７０は、用紙Ｑの目標張力Ｒｒを設定する。目標張力設定部２７０は、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって用紙Ｑが搬送されるときには、用紙Ｑが適当な張力を有した状態で搬送されるように、ゼロではない所定の目標張力Ｒｒを設定する。一方、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって用紙Ｑが搬送されないときには、目標張力Ｒｒをゼロに設定する。

張力偏差算出部２８０は、第一反力推定部２６０により推定された反力Ｒ１と第二反力推定部３３０により推定された反力Ｒ２と、目標張力設定部２７０により設定された目標張力Ｒｒとに基づき、用紙Ｑの推定張力Ｒａと目標張力Ｒｒとの偏差に対応した値Ｅｒを算出し、これを張力制御器３００に入力する。推定張力Ｒａは、例えば、第一反力推定部２６０により推定された反力Ｒ１と、第二反力推定部３３０により推定された反力Ｒ２との差（Ｒ１−Ｒ２）に対応する値（Ｒ１−Ｒ２）／２として算出される。値Ｅｒ（以下、単に偏差Ｅｒと表現する。）は、例えば、Ｅｒ＝Ｒｒ−Ｒａとして算出される。

第一反力推定部２６０は、第一モータ７３による回転駆動時に第一ローラ１１０に作用する反力Ｒ１を推定し、第二反力推定部３３０は、第二モータ８３による回転駆動時に第二ローラ１２０に作用する反力Ｒ２を推定する。反力Ｒ１，Ｒ２は、力の作用方向に応じて正負の値を採る。本明細書では、用紙Ｑの搬送方向とは反対向きに作用する反力が正値を採り、用紙Ｑの搬送方向と同一方向に作用する反力が負値を採るものとする。

張力偏差算出部２８０は、推定された反力Ｒ１，Ｒ２に含まれる非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を加味して、偏差Ｅｒを値（Ｒｒ−Ｒａ）から補正する機能を有する（詳細後述）。
張力制御器３００は、張力偏差算出部２８０から入力される偏差Ｅｒに応じた操作量Ｕｒを、制御対象の伝達モデルに基づく所定の伝達関数Ｈに従って算出する。操作量Ｕｒは、用紙Ｑの張力を目標張力Ｒｒに制御するための操作量である。ここで言う制御対象は、第１の制御対象と第２の制御対象との差であり、伝達関数Ｈは、第１の制御対象と第２の制御対象との差に対応する伝達モデルに基づく。

張力制御器３００は、上記伝達関数Ｈに従って、用紙Ｑの張力が目標張力Ｒｒに追従するような操作量Ｕｒを算出する。具体的には、操作量Ｕｒとして、第一モータ７３及び第二モータ８３に印加すべき駆動電流を算出する。

この他、第一操作量算出部２４０は、速度制御器２３０により算出された操作量Ｕｖと、張力制御器３００により算出された操作量Ｕｒとの和（Ｕｖ＋Ｕｒ）を、第一操作量Ｕｓとして算出する。第一操作量Ｕｓ（＝Ｕｖ＋Ｕｒ）は、第一モータ７３に対する操作量、換言すれば第一駆動回路７１に対する電流指令値に対応する。

一方、第二操作量算出部３１０は、速度制御器２３０により算出された操作量Ｕｖと、張力制御器３００により算出された操作量Ｕｒとの差（Ｕｖ−Ｕｒ）を、第二操作量Ｕｄとして算出する。第二操作量Ｕｄ（＝Ｕｖ−Ｕｒ）は、第二モータ８３に対する操作量、換言すれば第二駆動回路８１に対する電流指令値に対応する。

ここで、搬送制御デバイス６０が、第一操作量Ｕｓとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒとの和を算出し、第二操作量Ｕｄとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒとの差を算出する理由について説明する。用紙Ｑに張力を生じさせるためには、第一モータ７３には、速度制御に必要な力よりも張力分大きい力が第一モータ７３から第一ローラ１１０に作用するように駆動電流を調整する必要がある。一方、第二ローラ１２０には、張力により搬送方向に引っ張られる反力である負の反力が加わるために、第二モータ８３には、本来速度制御に必要な力よりも張力分小さい力が第二モータ８３から第二ローラ１２０に作用するように、駆動電流を調整する必要がある。このような理由により、搬送制御デバイス６０では、第一操作量Ｕｓとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒの和を算出し、第二操作量Ｕｄとして、操作量Ｕｖと操作量Ｕｒの差を算出する。

第一ＰＷＭ信号生成部２５０は、このように算出された第一操作量Ｕｓに対応する駆動電流で第一モータ７３を駆動するデューティー比のＰＭＷ信号を生成し、これを第一駆動回路７１に入力する。第一駆動回路７１は、このＰＷＭ信号に従って、第一操作量Ｕｓに対応する駆動電流で第一モータ７３を駆動する。

一方、第二ＰＷＭ信号生成部３２０は、第二操作量Ｕｄに対応する駆動電流で第二モータ８３を駆動するデューティー比のＰＭＷ信号を生成し、これを第二駆動回路８１に入力する。第二駆動回路８１は、このＰＷＭ信号に従って、第二操作量Ｕｄに対応する駆動電流で第二モータ８３を駆動する。

この他、上述した第一反力推定部２６０は、第一操作量算出部２４０によって算出された第一操作量Ｕｓと第一信号処理回路７７にて計測された回転速度Ｖ１とに基づいて、第一モータ７３に作用する反力Ｒ１を推定する。一方、第二反力推定部３３０は、第二操作量算出部３１０によって算出された第二操作量Ｕｄと、第二信号処理回路８７にて計測された回転速度Ｖ２とに基づいて、第二モータ８３に作用する反力Ｒ２を推定する。

ここで、第一反力推定部２６０及び第二反力推定部３３０の構成について詳述する。但し、第一反力推定部２６０及び第二反力推定部３３０は、同一の原理で反力Ｒ１，Ｒ２を推定する。このため、以下では、第一反力推定部２６０の詳細構成を代表して説明する。第二反力推定部３３０は、操作量Ｕｓ及び回転速度Ｖ１に代えて、操作量Ｕｄ及び回転速度Ｖ２を用いて、第一反力推定部２６０と同様の原理で、反力Ｒ２を推定するものと理解されたい。

第一反力推定部２６０は、図５に示すように、外乱オブザーバ４１０と、推定部４２０とを備える。外乱オブザーバ４１０は、周知のように制御対象に作用する外乱を推定するものである。この外乱オブザーバ４１０は、逆モデル演算部４１１と、減算器４１３と、ローパスフィルタ４１５とを備える。

逆モデル演算部４１１は、上記第１の制御対象の伝達モデルに対応する逆モデルの伝達関数Ｐ^-1を用いて、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１を、対応する操作量Ｕ^*に変換する。減算器４１３は、第一モータ７３に入力された操作量Ｕｓと、逆モデル演算部４１１にて算出された操作量Ｕ^*との偏差（Ｕｓ−Ｕ^*）を算出する。

ローパスフィルタ４１５は、この偏差（Ｕｓ−Ｕ^*）から高周波成分を除去する。外乱オブザーバ４１０は、このローパスフィルタ４１５による高周波成分除去後の偏差（Ｕｓ−Ｕ^*）を、外乱推定値τとして出力する。偏差（Ｕｓ−Ｕ^*）は、操作量Ｕｓが電流指令値である関係上、単位をアンペアとするものであるが、直流モータが駆動源である場合、アンペアとトルク（反力）との間には比例関係が成立する。このため、偏差（Ｕｓ−Ｕ^*）は、外乱として制御対象に作用する力を間接的に表す。

推定部４２０は、この外乱推定値τに基づき、用紙Ｑの張力に起因する反力Ｒ１を推定する。外乱推定値τには、回転に伴う粘性摩擦成分及び動摩擦成分が含まれる。推定部４２０は、外乱推定値τから粘性摩擦成分及び動摩擦成分を除去することによって、反力Ｒ１を推定する。

具体的に、推定部４２０は、粘性摩擦推定部４２１と、減算器４２３とを備える。粘性摩擦推定部４２１は、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１に、所定係数Ｄを乗算した値（Ｄ×Ｖ１）を、粘性摩擦力推定値に設定する。減算器４２３は、外乱推定値τを、この粘性摩擦力推定値（Ｄ×Ｖ１）で減算することにより、粘性摩擦成分除去後の外乱推定値τ１＝（τ―Ｄ×Ｖ１）を算出する。

この他、推定部４２０は、動摩擦推定部４２５と、減算器４２７とを備える。動摩擦推定部４２５は、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１がゼロであるときには、動摩擦力推定値としてゼロを設定し、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１がゼロではないときには、動摩擦力推定値として、ゼロではない所定値μＮを設定する。減算器４２７は、外乱推定値τ１を動摩擦推定部４２５により設定された動摩擦力推定値（ゼロ又はμＮ）で減算することにより、外乱推定値τ１から動摩擦成分を除去する。推定部４２０は、減算器４２７による算出値を、第一ローラ１１０に作用する反力Ｒ１として推定する。

第二反力推定部３３０では、上記第２の制御対象に対応する逆モデルの伝達関数を用いて第二信号処理回路８７により計測された回転速度Ｖ２を、操作量Ｕ^*に変換する。粘性摩擦力及び動摩擦力の推定には、第２の制御対象に対応する所定係数及び値を用いる。

但し、本実施例によれば、張力偏差算出部２８０が、反力Ｒ１，Ｒ２に含まれる非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を推定する機能を有する。従って、第一反力推定部２６０は、推定部４２０を有さず、ローパスフィルタ４１５の出力である外乱推定値τを、反力Ｒ１として出力する構成にされてもよい。第二反力推定部３３０も、同様に構成することができる。

続いて、張力偏差算出部２８０の詳細構成を説明する。図６（Ａ）は、張力偏差算出部２８０の第一例を示し、図６（Ｂ）は、張力偏差算出部２８０の第二例を示すブロック図である。図６（Ａ）に示す第一例の張力偏差算出部２８０は、非張力成分推定部２８１、切替器２８２，２８９、減算器２８３，２８５，２９１、加算器２８７，２９０及びゲイン要素２８６，２８８を備える。

非張力成分推定部２８１は、給紙部４０から第二ローラ１２０に用紙Ｑが供給されて第二ローラ１２０による用紙搬送が開始されてから、用紙先端が第一ローラ１１０に到達するまでの期間（以下「第二ローラ搬送期間」と表現する。）に、第二反力推定部３３０により推定された反力Ｒ２に基づき、反力Ｒ２に含まれる非張力成分ＲＥ２を推定する。

具体的に、非張力成分推定部２８１は、第二ローラ搬送期間の終了時点で、その第二ローラ搬送期間の各時刻において推定された反力Ｒ２の一群を統計処理することによって、これら一群に対応する反力Ｒ２の代表値を算出する。そして、この代表値を非張力成分ＲＥ２として推定する。代表値としては、平均値、中央値及び最頻値のいずれかを採用することができる。別例として、非張力成分推定部２８１は、第二ローラ搬送期間の終了直前に推定された反力Ｒ２（換言すれば、第二ローラ搬送期間の最後に推定された反力Ｒ２）を、非張力成分ＲＥ２として推定する構成にされてもよい。

切替器２８２は、用紙Ｑの搬送制御が開始されてから第二ローラ搬送期間が終了して非張力成分推定部２８１による非張力成分ＲＥ２の推定が終了するまでは、非張力成分ＲＥ２として値ゼロを減算器２８３に入力し、第二ローラ搬送期間の終了後の両ローラ搬送期間では、非張力成分推定部２８１によって推定された上記非張力成分ＲＥ２を減算器２８３に入力する。両ローラ搬送期間は、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の両者によって用紙Ｑが搬送される期間である。両ローラ搬送期間は、用紙Ｑの先端が第一ローラ１１０に到達してから用紙Ｑの後端が第二ローラ１２０を通過するまでの期間に対応する。

切替器２８２は、両ローラ搬送期間に続く第一ローラ搬送期間において、非張力成分ＲＥ２として、値ゼロを減算器２８３に入力する。第一ローラ搬送期間は、用紙Ｑの後端が第二ローラ１２０を通過して、用紙Ｑが、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の内、第一ローラ１１０のみによって搬送される期間に対応する。

減算器２８３は、第二反力推定部３３０により推定された反力Ｒ２から、切替器２８２からの非張力成分ＲＥ２を減算してなる補正後反力Ｒ２^*＝Ｒ２−ＲＥ２を、減算器２８５及び加算器２８７に入力する。補正後反力Ｒ２^*は、基本的に反力Ｒ２から非張力成分ＲＥ２を除去したものに対応する。但し、切替器２８２から非張力成分ＲＥ２として値ゼロが入力される場合、反力Ｒ２^*は、第二反力推定部３３０により推定された反力Ｒ２に一致する。

減算器２８５は、第一反力推定部２６０により推定された反力Ｒ１から補正後反力Ｒ２^*を減算した値（Ｒ１−Ｒ２^＊）をゲイン要素２８６に入力する。ゲイン要素２８６は、入力値（Ｒ１−Ｒ２^＊）の１／２に対応する値Ｒｍ＝（Ｒ１−Ｒ２^*）／２を出力し、これを減算器２９１に入力する。値Ｒｍは、非張力成分ＲＥ１が除去されていない用紙Ｑの推定張力に対応する。

加算器２８７は、第一反力推定部２６０により推定された反力Ｒ１と補正後反力Ｒ２^*との加算値（Ｒ１＋Ｒ２^＊）をゲイン要素２８８に入力する。ゲイン要素２８８は、入力値（Ｒ１＋Ｒ２^＊）の１／２に対応する値Ｒｐ＝（Ｒ１＋Ｒ２^*）／２を出力し、これを切替器２８９に入力する。反力Ｒ１，Ｒ２に含まれる張力成分は、互いに逆符号の同一値を採るので、値Ｒｐは、反力Ｒ１に含まれる非張力成分ＲＥ１の１／２に対応する。

切替器２８９は、切替器２８２と同様、第二ローラ搬送期間終了以前では、値Ｒｐ＝０を出力し、第二ローラ搬送期間に続く両ローラ搬送期間では、ゲイン要素２８８からの入力値Ｒｐ＝（Ｒ１＋Ｒ２^*）／２を出力し、両ローラ搬送期間に続く第一ローラ搬送期間では、値Ｒｐ＝０を出力する。切替器２８９の出力は、加算器２９０に入力される。

加算器２９０は、目標張力設定部２７０により設定された目標張力Ｒｒと切替器２８９から入力される値Ｒｐとの加算値（Ｒｒ＋Ｒｐ）を、補正後目標張力Ｒｎとして減算器２９１に入力する。減算器２９１は、この補正後目標張力Ｒｎから、ゲイン要素２８６からの値Ｒｍを減算した値（Ｒｎ−Ｒｍ）を、偏差Ｅｒとして張力制御器３００に入力する。

このように偏差Ｅｒを算出することは、基本的に、用紙Ｑの推定張力Ｒａ＝（Ｒ１−Ｒ２）／２を、非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を除去した推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２に補正し、補正後の推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２と目標張力Ｒｒとの偏差Ｅｒ＝Ｒｒ−｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２を算出するのと等価である。

第一例の張力偏差算出部２８０は、このようにして、両ローラ搬送期間では、反力Ｒ１，Ｒ２に含まれる非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を加味して偏差Ｅｒを値（Ｒｒ−Ｒａ）から補正し、補正後の偏差Ｅｒ＝Ｒｎ−Ｒｍを、張力制御器３００に入力する。

第二例の張力偏差算出部２８０は、第一例と概ね同一構成であり、偏差Ｅｒ＝Ｒｎ−Ｒｍを、張力制御器３００に入力する点で第一例と同じ特徴を有する。一方、加算器２９０及び減算器２９１の代わりに、減算器２９３，２９５を備える点で第一例とは異なる。

第二例の張力偏差算出部２８０によれば、ゲイン要素２８６の出力及び切替器２８９の出力が減算器２９３に入力される。即ち、減算器２９３では、値（Ｒｍ−Ｒｐ）が算出される。値（Ｒｍ−Ｒｐ）の算出は、用紙Ｑの推定張力Ｒａ＝（Ｒ１−Ｒ２）／２を、非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を除去した推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２に補正することに対応する。

減算器２９５は、目標張力設定部２７０により設定された目標張力Ｒｒから、減算器２９３から入力される補正後の推定張力に対応する値（Ｒｍ−Ｒｐ）を減算することにより、偏差Ｅｒ＝Ｒｒ−（Ｒｍ−Ｒｐ）＝Ｒｎ−Ｒｍを張力制御器３００に入力する。

張力制御器３００は、この偏差Ｅｒに対応する操作量Ｕｒを算出する。上述した手法で偏差Ｅｒ＝Ｒｒ−Ｒａから非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２に起因する誤差が除去されることで、操作量Ｕｒは、両ローラ搬送期間において、用紙Ｑの推定張力Ｒａ＝（Ｒ１−Ｒ２）／２に含まれる非張力成分ＲＥ１及び非張力成分ＲＥ２に起因する制御誤差が抑制されるように補正される。従って、用紙Ｑの速度は適切に目標速度Ｖｒに制御され、用紙Ｑの張力は適切に目標張力Ｒｒに制御される。

ここで、搬送制御デバイス６０による制御手順を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。搬送制御デバイス６０は、給紙部４０による用紙搬送が開始されると、図７に示す処理を開始し、第一モータ７３及び第二モータ８３に対するＰＷＭ制御によって、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転による用紙Ｑの搬送動作を制御する。

具体的に、第二ローラ搬送期間が終了するまでは（Ｓ１２０でＮｏ）、第一反力推定部２６０により推定された反力Ｒ１及び第二反力推定部３３０により推定された反力Ｒ２を用いて、偏差Ｅｒ＝Ｒｒ−（Ｒ１−Ｒ２）／２を算出し、偏差Ｅｒに従う操作量Ｕｒを算出する。また、第一信号処理回路７７により計測された回転速度Ｖ１と第二信号処理回路８７により計測された回転速度Ｖ２とを用いて、偏差Ｅｖ＝Ｖｒ−（Ｖ１＋Ｖ２）／２を算出し、偏差Ｅｖに従う操作量Ｕｖを算出する。これら操作量Ｕｖ，Ｕｒに基づき、第一操作量Ｕｓ及び第二操作量Ｕｄを算出し、操作量Ｕｓ，Ｕｄに対応するＰＷＭ制御によって用紙Ｑの速度及び張力を目標速度Ｖｒ及び目標張力Ｒｒ＝０に制御する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０では、例えば偏差Ｅｒ又は操作量Ｕｒに１未満の係数を作用させる方法で操作量Ｕｓ，Ｕｄの算出に用いられる上記偏差Ｅｒ又は操作量Ｕｒを補正するなどして、張力制御よりも速度制御を優先することができる。

第二ローラ搬送期間が終了すると（Ｓ１２０でＹｅｓ）、搬送制御デバイス６０は、非張力成分ＲＥ２を推定する（Ｓ１３０）。
その後、搬送制御デバイス６０は、反力Ｒ２から非張力成分ＲＥ２を除去した補正後反力Ｒ２^*＝Ｒ２−ＲＥ２と、補正後反力Ｒ２^*と反力Ｒ１との和から算出される非張力成分ＲＥ１＝Ｒ１＋Ｒ２^*とに基づき、偏差Ｅｒ＝Ｒｒ−｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２を算出し、この偏差Ｅｒに従う操作量Ｕｒを算出する。更に、この操作量Ｕｒと、偏差Ｅｖ＝Ｖｒ−（Ｖ１＋Ｖ２）／２に基づく操作量Ｕｖとを用いて、操作量Ｕｓ，Ｕｄを算出し、操作量Ｕｓ，Ｕｄに対応するＰＷＭ制御によって、用紙Ｑの速度及び張力を、目標速度Ｖｒ及び目標張力Ｒｒ＞０に制御する（Ｓ１４０）。

搬送制御デバイス６０は、このような補正付制御を両ローラ搬送期間が終了するまで実行し、両ローラ搬送期間が終了して第一ローラ搬送期間に移行すると（Ｓ１５０でＹｅｓ）、偏差Ｅｒ＝Ｒｒ−（Ｒ１−Ｒ２）／２を算出し、偏差Ｅｒに従う操作量Ｕｒを算出する。そして、この操作量Ｕｒと、偏差Ｅｖ＝Ｖｒ−（Ｖ１＋Ｖ２）／２に基づく操作量Ｕｖとを用いて、操作量Ｕｓ，Ｕｄを算出し、操作量Ｕｓ，Ｕｄに対応するＰＷＭ制御によって、用紙Ｑの速度及び張力を、目標速度Ｖｒ及び目標張力Ｒｒ＝０に制御する（Ｓ１６０）。Ｓ１６０では、Ｓ１１０と同様に、張力制御よりも速度制御を優先することができる。そして、第一ローラ搬送期間が終了すると（Ｓ１７０でＹｅｓ）、用紙Ｑの搬送制御を終了する。

以上に本実施例の搬送制御デバイス６０及び張力偏差算出部２８０の構成及び動作を説明したが、変形例として、切替器２８２は、第一ローラ搬送期間において、非張力成分ＲＥ２として値０を出力せずに、両ローラ搬送期間と同じ値を減算器２８３に入力する構成にされてもよい。同様に、切替器２８９は、いずれの期間においても、ゲイン要素２８８からの入力値Ｒｐ＝（Ｒ１＋Ｒ２^*）／２を出力する構成にされてもよい。換言すれば、切替器２８９は、張力偏差算出部２８０に設けられなくとも良い。この他、張力偏差算出部２８０は、両ローラ搬送期間以外において形式的に偏差Ｅｒ＝０を出力する構成にされてもよい。

ここで、上記実施例のように両ローラ搬送期間において非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を加味した偏差Ｅｒを算出し用紙Ｑの搬送制御を行う第一のケース、及び、両ローラ搬送期間において非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を加味せずに偏差Ｅｒ＝Ｒｒ−Ｒａを算出する第二のケースの夫々における各種パラメータの変化を、図８及び図９に例示する。

図８上段は、第一のケースにおける第一ローラ１１０の回転速度Ｖ１（破線）及び第二ローラ１２０の回転速度Ｖ２（実線）の時間変化を示すグラフである。時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ１は、第二ローラ搬送期間に対応し、時刻ｔ＝Ｔ１から時刻ｔ＝Ｔ２は、両ローラ搬送期間に対応し、時刻Ｔ２以降は、第一ローラ搬送期間に対応する。図９上段は、第二のケースにおける回転速度Ｖ１（破線）及び回転速度Ｖ２（実線）の時間変化を示すグラフである。

同様に、図８中段は、第一のケースにおいて推定される反力Ｒ１（破線）及び反力Ｒ２（実線）の時間変化を示すグラフであり、図８下段は、第一のケースにおける力和（Ｒ１＋Ｒ２^*）／２（破線）、力差（Ｒ１−Ｒ２^*）／２（実線）、及び、補正後目標張力Ｒｎ（太一点鎖線）の時間変化を示すグラフである。

一方、図９中段は、第二のケースにおいて推定される反力Ｒ１（破線）及び反力Ｒ２（実線）の時間変化を示すグラフであり、図９下段は、第二のケースにおける力和（Ｒ１＋Ｒ２）／２（破線）、力差（Ｒ１−Ｒ２）／２（実線）及び目標張力Ｒｒ（太一点鎖線）の時間変化を示すグラフである。付言すると、図８及び図９は、効果を明らかにするために、意図的に、非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を制御系に組み込んだときの実験結果を示す。

図９において、力差（Ｒ１−Ｒ２）／２についての第二ローラ搬送期間での値と、両ローラ搬送期間での値との差δは、概ね、用紙Ｑの張力Ｆに対応する。第二のケースによれば、用紙Ｑの推定張力Ｒａ＝（Ｒ１−Ｒ２）／２及び目標張力Ｒｒを補正せずに、偏差Ｅｒを算出するために、力差（Ｒ１−Ｒ２）／２は目標張力Ｒｒに追従するが、実際の用紙Ｑの張力Ｆと、目標張力Ｒｒとの間には、大きな誤差が生じる。

これに対し、第一のケースによれば、非張力成分ＲＥ１を加味した補正後目標張力Ｒｎと、非張力成分ＲＥ２を加味した補正後推定張力Ｒｍ＝（Ｒ１−Ｒ２^*）／２とに基づいて偏差Ｅｒを算出するので、実際の用紙Ｑの張力Ｆと、目標張力Ｒｒとの間の誤差を抑えることができる。図８において、力差（Ｒ１−Ｒ２^*）／２の第二ローラ搬送期間での値と、両ローラ搬送期間での値との差δは、用紙Ｑの張力Ｆに非張力成分ＲＥ２／２を加算した値に対応する。そして、図８における差δは、目標張力Ｒｒに非張力成分ＲＥ２／２を加算した値に対応することから、本実施例によれば、実際の用紙Ｑの張力Ｆと、目標張力Ｒｒとの間の誤差を抑制できていることが理解できる。

上記実施例によれば、操作量Ｕｖ，Ｕｒの和及び差を用いた第一モータ７３及び第二モータ８３の制御により、用紙Ｑの速度及び張力を高精度に制御して、二つのローラ１１０，１２０で用紙Ｑを搬送することができる。従って、用紙Ｑの撓みの変化によって、用紙Ｑに形成される画像の品質が悪化するのを抑えることができ、高品質な画像を用紙Ｑに形成可能な画像形成システム１を構築することができる。

特に、上記実施例によれば、非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を原因として用紙Ｑの速度及び張力の制御精度が劣化するのを抑えるために、非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２を推定し、偏差Ｅｒを適切に補正できるようにした。従って、反力Ｒ１，Ｒ２に非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２が含まれる場合でも、用紙Ｑの速度及び張力の高精度な制御を行うことができる。

非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２には、例えば、給紙部４０から第二ローラ１２０までの用紙Ｑの搬送経路がＵ字状に形成されており、用紙Ｑが変形することにより生じる用紙抵抗が含まれる。この他、非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２には、機械的な制御系の特性変化による成分も含まれる。上記実施例によれば、これらの影響を抑えて高精度な制御を実現できる。

更に、上記実施例によれば、用紙Ｑの搬送毎に、その搬送時における第二ローラ搬送期間の反力Ｒ２を用いて非張力成分ＲＥ２を推定する。また、力和（Ｒ１＋Ｒ２^*）／２においては張力成分が打ち消されることを利用して、両ローラ搬送期間における非張力成分ＲＥ１＝２・Ｒｐをリアルタイムに推定する。そして、この非張力成分ＲＥ１，ＲＥ２に基づいて偏差Ｅｒを補正し、結果的には操作量Ｕｒを補正する。従って、上記実施例によれば、用紙抵抗等による時間的に短い単位での非張力成分の変化にも適切に対応して、用紙Ｑの速度及び張力の高精度な制御を行うことができる。

［他の実施形態］
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。上記実施例では、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転運動に関する状態量として、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転速度Ｖ１，Ｖ２を計測し、この計測値に基づき、用紙Ｑの速度制御を行うように、画像形成システム１を構成した。

しかしながら、画像形成システム１は、回転速度Ｖ１，Ｖ２に代えて、第一ローラ１１０及び第二ローラ１２０の回転量Ｘ１，Ｘ２に基づき、用紙Ｑの位置制御を行う構成にされてもよい。この他、加速度の計測値に基づき、用紙Ｑの加速度制御を行う構成にされてもよい。また、用紙搬送に関する技術は、画像形成システムに限らず、種々のシート搬送システムに適用することができる。

また、搬送制御デバイス６０は、ＡＳＩＣのような専用回路として構成されてもよいし、マイクロコンピュータにより構成されてもよい。この場合、搬送制御デバイス６０は、図２で示すようにＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６３とを備え、ＲＯＭ６３に記録されたプログラムに従う処理をＣＰＵ６１にて実行することにより、上述した搬送制御デバイス６０が備える各要素の機能を実現する構成にすることができる。

［対応関係］
最後に、用語間の対応関係について説明する。第一駆動回路７１及び第一モータ７３は、第一駆動デバイスの一例に対応し、第二駆動回路８１及び第二モータ８３は、第二駆動デバイスの一例に対応する。また、第一エンコーダ７５及び第一信号処理回路７７は、第一計測デバイスの一例に対応し、第二エンコーダ８５及び第二信号処理回路８７は、第二計測デバイスの一例に対応する。

この他、搬送制御デバイス６０は、制御デバイスの一例に対応する。具体的に、第一反力推定部２６０及び第二反力推定部３３０は、夫々、第一推定ユニット及び第二推定ユニットの一例に対応し、速度偏差算出部２２０及び速度制御器２３０は、第一演算ユニットの一例に対応し、張力偏差算出部２８０及び張力制御器３００は、第二演算ユニットの一例に対応する。但し、非張力成分推定部２８１は、第三推定ユニットの一例に対応する。

また、第一操作量算出部２４０及び第一ＰＷＭ信号生成部２５０は、第一駆動制御ユニットの一例に対応し、第二操作量算出部３１０及び第二ＰＷＭ信号生成部３２０は、第二駆動制御ユニットの一例に対応する。この他、インクジェットヘッド３１は、画像形成デバイスの一例に対応する。

１…画像形成システム、１０…メインコントローラ、３０…記録部、３１…インクジェットヘッド、４０…給紙部、５０…用紙搬送部、６０…搬送制御デバイス、７１…第一駆動回路、７３…第一モータ、７５…第一エンコーダ、７７…第一信号処理回路、８１…第二駆動回路、８３…第二モータ、８５…第二エンコーダ、８７…第二信号処理回路、１００…搬送機構、１０１…プラテン、１１０…第一ローラ、１１５…第一従動ローラ、１２０…第二ローラ、１２５…第二従動ローラ、２１０…目標速度設定部、２２０…速度偏差算出部、２２１…用紙速度算出部、２２５，２８３，２８５，２９１，２９３，２９５…減算器、２３０…速度制御器、２４０…第一操作量算出部、２５０…第一ＰＷＭ信号生成部、２６０…第一反力推定部、２７０…目標張力設定部、２８０…張力偏差算出部、２８１…非張力成分推定部、２８２，２８９…切替器、２８６，２８８…ゲイン要素、２８７，２９０…加算器、３００…張力制御器、３１０…第二操作量算出部、３２０…第二ＰＷＭ信号生成部、３３０…第二反力推定部。

Claims (13)

1. シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された、前記シートを所定の搬送方向に搬送する第一ローラと第二ローラとを備える搬送機構と、
   前記第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイスと、
   前記第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスと、
   前記第一ローラの回転運動に関する状態量Ｚ１を計測する第一計測デバイスと、
   前記第二ローラの回転運動に関する状態量Ｚ２を計測する第二計測デバイスと、
   前記第一駆動デバイス及び前記第二駆動デバイスを制御することによって、前記第一ローラと前記第二ローラとの回転による前記シートの搬送動作を制御する制御デバイスと、
   を備え、
   前記制御デバイスは、
   前記第一駆動デバイスによる回転駆動時に前記第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定する第一推定ユニットと、
   前記第二駆動デバイスによる回転駆動時に前記第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する第二推定ユニットと、
   前記第一計測デバイスより計測された前記状態量Ｚ１及び前記第二計測デバイスにより計測された前記状態量Ｚ２に基づき、前記シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２と目標状態量との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する第一演算ユニットと、
   前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２とに基づき、前記シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する第二演算ユニットと、
   前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を前記第一駆動デバイスに入力する第一駆動制御ユニットと、
   前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を前記第二駆動デバイスに入力する第二駆動制御ユニットと、
   前記第一ローラ及び前記第二ローラの両者ではなく前記第一ローラ及び前記第二ローラの内の一方によって前記シートが搬送される期間であって、前記第一ローラによって前記シートが搬送される期間に前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１に基づき、前記第一推定ユニットが推定する前記反力Ｒ１に含まれる前記シートの張力に起因しない成分である非張力成分ＲＥ１を推定する、又は、前記第二ローラによって前記シートが搬送される期間に前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２に基づき、前記第二推定ユニットが推定する前記反力Ｒ２に含まれる前記シートの張力に起因しない成分である非張力成分ＲＥ２を推定する第三推定ユニットと、
   を備え、
   前記第二演算ユニットは、前記第三推定ユニットにより推定された前記非張力成分ＲＥ１及び前記非張力成分ＲＥ２の内の一方に基づき、前記第一ローラと前記第二ローラとの両者によって前記シートが搬送される状態において、前記シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２に含まれる前記非張力成分ＲＥ１と前記非張力成分ＲＥ２とに起因する制御誤差を抑えるように、前記操作量Ｕ２を補正すること
   を特徴とする搬送システム。
2. 前記第二演算ユニットは、前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２との和（Ｒ１＋Ｒ２）と、前記第三推定ユニットにより推定された前記非張力成分ＲＥ１及び前記非張力成分ＲＥ２の内の一方と、の差を算出することによって、前記非張力成分ＲＥ１及び前記非張力成分ＲＥ２の内の他方を推定し、前記第三推定ユニットにより推定された前記非張力成分ＲＥ１及び前記非張力成分ＲＥ２の内の一方と、前記推定した前記非張力成分ＲＥ１及び前記非張力成分ＲＥ２の内の他方と、を用いて、前記操作量Ｕ２を補正すること
   を特徴とする請求項１記載の搬送システム。
3. 前記第二演算ユニットは、前記操作量Ｕ２の算出に用いる前記推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２を、推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２に補正し、補正後の前記推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２と前記目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出することにより、前記操作量Ｕ２を補正すること
   を特徴とする請求項２記載の搬送システム。
4. 前記第二演算ユニットは、前記推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２を、推定張力｛（Ｒ１−ＲＥ１）−（Ｒ２−ＲＥ２）｝／２に補正して前記操作量Ｕ２を算出するのと等価な前記操作量Ｕ２の算出処理を、前記目標張力、又は、前記目標張力と前記推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２との両者を補正して実行することにより、前記操作量Ｕ２を補正すること
   を特徴とする請求項２記載の搬送システム。
5. 前記第一ローラは、前記第二ローラよりも前記搬送方向における下流側に位置し、
   前記第三推定ユニットは、前記第二ローラによって前記シートが搬送される期間であって前記シートの先端が前記第一ローラに到達する前の期間に、前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２に基づき、前記非張力成分ＲＥ２を推定し、
   前記第二演算ユニットは、前記シートの先端が前記第一ローラに到達した後、前記シートが前記第一ローラ及び前記第二ローラの両者によって搬送される状態において、前記第三推定ユニットが直前の前記期間に前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２を用いて推定した前記非張力成分ＲＥ２に基づき、前記操作量Ｕ２を補正すること
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の搬送システム。
6. 前記第三推定ユニットは、前記第一ローラ及び前記第二ローラの両者によって前記シートが搬送される直前で前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２を前記非張力成分ＲＥ２として推定すること
   を特徴とする請求項５記載の搬送システム。
7. 前記第三推定ユニットは、前記期間において前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１の一群に基づいて、前記期間における前記反力Ｒ１の代表値を算出することにより、この代表値を前記非張力成分ＲＥ１として推定する、又は、前記期間において前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２の一群に基づいて、前記期間における前記反力Ｒ２の代表値を算出することにより、この代表値を前記非張力成分ＲＥ２として推定すること
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の搬送システム。
8. 前記代表値は、前記一群の平均値、中央値及び最頻値のいずれか一つであること
   を特徴とする請求項７記載の搬送システム。
9. 前記第一計測デバイスは、前記状態量Ｚ１として前記第一ローラの回転速度を計測し、
   前記第二計測デバイスは、前記状態量Ｚ２として前記第二ローラの回転速度を計測し、
   前記第一演算ユニットは、前記シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２としての前記シートの速度と、前記目標状態量としての前記シートの目標速度との偏差に応じた前記操作量Ｕ１を算出すること
   を特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項記載の搬送システム。
10. 前記搬送機構は、前記第一ローラに対向配置された第一従動ローラと、前記第二ローラに対向配置された第二従動ローラと、を更に備え、前記第一ローラと前記第一の従動ローラとの間に前記シートを挟んだ状態で前記シートを前記第一ローラの回転により搬送し、前記第二ローラと前記第二従動ローラとの間に前記シートを挟んだ状態で前記シートを前記第二ローラの回転により搬送する機構であること
    を特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載の搬送システム。
11. 前記搬送経路の上方には、インク液滴を吐出することにより前記シートに画像を形成する画像形成デバイスが設けられており、
    前記第一ローラ及び前記第二ローラは、前記画像形成デバイスが設けられた前記搬送経路内の区間を挟んで配置されていること
    を特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の搬送システム。
12. 画像形成システムであって、
    シートの搬送経路の上方に設けられて、インク液滴を吐出することにより前記シートに画像を形成する画像形成デバイスと、
    前記画像形成デバイスが上方に設けられた前記搬送経路内の区間を挟んで前記搬送経路に配置された、前記シートを搬送する第一ローラと第二ローラとを備える搬送機構と、
    前記第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイスと、
    前記第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスと、
    前記第一ローラの回転速度Ｚ１を計測する第一計測デバイスと、
    前記第二ローラの回転速度Ｚ２を計測する第二計測デバイスと、
    前記第一駆動デバイスと前記第二駆動デバイスとを制御することによって、前記第一ローラと前記第二ローラとの回転による前記シートの搬送動作を制御する制御デバイスと、
    を備え、
    前記制御デバイスは、
    前記第一駆動デバイスによる回転駆動時に前記第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定する第一推定ユニットと、
    前記第二駆動デバイスによる回転駆動時に前記第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する第二推定ユニットと、
    前記第一計測デバイスより計測された前記回転速度Ｚ１と前記第二計測デバイスにより計測された前記回転速度Ｚ２とに基づき、前記シートの速度（Ｚ１＋Ｚ２）／２と目標速度との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する第一演算ユニットと、
    前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２とに基づき、前記シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と前記目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する第二演算ユニットと、
    前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を前記第一駆動デバイスに入力する第一駆動制御ユニットと、
    前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を前記第二駆動デバイスに入力する第二駆動制御ユニットと、
    前記第一ローラと前記第二ローラとの両者ではなく前記第一ローラ及び前記第二ローラの内の一方によって前記シートが搬送される期間であって、前記第一ローラによって前記シートが搬送される期間に前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１に基づき、前記第一推定ユニットが推定する前記反力Ｒ１に含まれる前記シートの張力に起因しない成分である非張力成分ＲＥ１を推定する、又は、前記第二ローラによって前記シートが搬送される期間に前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２に基づき、前記第二推定ユニットが推定する前記反力Ｒ２に含まれる前記シートの張力に起因しない成分である非張力成分ＲＥ２を推定する第三推定ユニットと、
    を備え、
    前記第二演算ユニットは、前記第三推定ユニットにより推定された前記非張力成分ＲＥ１及び前記非張力成分ＲＥ２の内の一方に基づき、前記第一ローラと前記第二ローラとの両者によって前記シートが搬送される状態において、前記シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２に含まれる前記非張力成分ＲＥ１と前記非張力成分ＲＥ２とに起因する制御誤差を抑えるように、前記操作量Ｕ２を補正すること
    を特徴とする画像形成システム。
13. シートの搬送経路に沿って互いに離れて配置された第一ローラと第二ローラとの回転により前記シートの搬送動作を実現する搬送機構において、前記第一ローラを回転駆動する第一駆動デバイスと前記第二ローラを回転駆動する第二駆動デバイスとを、制御することにより、前記シートの搬送動作を制御する制御デバイスであって、
    前記第一駆動デバイスによる回転駆動時に前記第一ローラに作用する反力Ｒ１を推定する第一推定ユニットと、
    前記第二駆動デバイスによる回転駆動時に前記第二ローラに作用する反力Ｒ２を推定する第二推定ユニットと、
    計測デバイスにより計測された前記第一ローラの回転運動に関する状態量Ｚ１と前記第二ローラの回転運動に関する状態量Ｚ２とに基づき、前記シートの状態量（Ｚ１＋Ｚ２）／２と目標状態量との偏差に応じた操作量Ｕ１を算出する第一演算ユニットと、
    前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１と前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２とに基づき、前記シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２と目標張力との偏差に応じた操作量Ｕ２を算出する第二演算ユニットと、
    前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との和（Ｕ１＋Ｕ２）に応じた制御信号を前記第一駆動デバイスに入力する第一駆動制御ユニットと、
    前記操作量Ｕ１と前記操作量Ｕ２との差（Ｕ１−Ｕ２）に応じた制御信号を前記第二駆動デバイスに入力する第二駆動制御ユニットと、
    前記第一ローラと前記第二ローラとの両者ではなく前記第一ローラ及び前記第二ローラの内の一方によって前記シートが搬送される期間であって、前記第一ローラによって前記シートが搬送される期間に前記第一推定ユニットにより推定された反力Ｒ１に基づき、前記第一推定ユニットが推定する前記反力Ｒ１に含まれる前記シートの張力に起因しない成分である非張力成分ＲＥ１を推定する、又は、前記第二ローラによって前記シートが搬送される期間に前記第二推定ユニットにより推定された反力Ｒ２に基づき、前記第二推定ユニットが推定する前記反力Ｒ２に含まれる前記シートの張力に起因しない成分である非張力成分ＲＥ２を推定する第三推定ユニットと、
    を備え、
    前記第二演算ユニットは、前記第三推定ユニットにより推定された前記非張力成分ＲＥ１及び前記非張力成分ＲＥ２の内の一方に基づき、前記第一ローラと前記第二ローラとの両者によって前記シートが搬送される状態において、前記シートの推定張力（Ｒ１−Ｒ２）／２に含まれる前記非張力成分ＲＥ１と前記非張力成分ＲＥ２とに起因する制御誤差を抑えるように、前記操作量Ｕ２を補正すること
    を特徴とする制御デバイス。