JP7327026B2 - 駆動システム - Google Patents

Description

本開示は、駆動システムに関する。

従来、エンコーダからの入力信号に基づきモータを制御することにより、モータにより駆動される被駆動体の運動を制御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では、リニアエンコーダからの入力信号に基づきモータを制御し、インクジェットヘッドを搭載するキャリッジをモータにより駆動することにより、キャリッジの運動を制御する。エンコーダからの入力信号に基づき、加工処理を行う処理ヘッドの運動を制御するカッティングマシン等の工作機械も知られている。

この他、出願人は、インクジェットプリンタにおいて、エンコーダスケールにインクやグリス等が付着することによって生じる制御異常を抑制するために、エンコーダスケールの異常領域では、制御手法を、エンコーダからの入力信号に基づいたフィードバック制御から切り替える技術を既に開示している（例えば、特許文献１参照）。この開示技術によれば、異常領域では、モータに対する制御入力が、エンコーダスケールの異常領域を参照してエンコーダが信号を出力する前の制御入力に基づいた値に保持される。

特開２０１０－２１３４２４号公報

しかしながら、異常領域において制御入力を保持する方法では、異常領域が長いほど、制御対象の機械的特性による負荷の影響を受けて、制御誤差が拡大する。すなわち、異常領域を抜けた直後の被駆動体の運動状態が、目標から大きくかけ離れてしまう。

このような制御誤差の拡大は、処理ヘッドの運動を制御して、加工対象物を加工するシステムにおいて、加工対象物に対する加工精度が悪化する。ここでいう加工の例には、記録媒体に対する画像形成が含まれ、加工精度の悪化の例には、記録媒体に形成される画像品質の劣化が含まれる。

そこで、本開示の一側面によれば、エンコーダからの入力信号に基づくモータ制御により被駆動体の運動を制御するシステムにおいて、エンコーダスケールに付着する物に起因する制御誤差を抑えて、高精度に被駆動体の運動を制御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駆動システムは、モータと、被駆動体と、エンコーダスケールと、エンコーダセンサと、コントローラと、を備える。被駆動体は、モータによって駆動される。エンコーダセンサは、被駆動体と連動してエンコーダスケールに対して相対移動し、エンコーダスケールの読取に基づくエンコーダ信号を出力する。

コントローラは、エンコーダ信号に基づいてモータを制御することにより、被駆動体の運動を制御するように構成される。コントローラは、エンコーダ信号に基づき、阻害領域を推定する。阻害領域は、エンコーダセンサのエンコーダスケールに対する相対的な移動範囲であって、読取を阻害する阻害物が付着したエンコーダスケールの部分をエンコーダセンサが読み取る移動範囲である。

コントローラは、推定した阻害領域をエンコーダセンサが通過した後のエンコーダ信号に基づき、阻害領域におけるモータの制御誤差を算出する。コントローラは、算出した制御誤差に基づき、阻害領域をエンコーダセンサが通過する期間におけるモータに対する制御入力の補正量を決定する。

コントローラは、決定した補正量に基づき、阻害領域をエンコーダセンサが通過する期間におけるモータに対する制御入力を補正するように、モータを制御する。
エンコーダセンサが阻害領域を通過する過程では、エンコーダ信号から検出可能な制御出力の精度が下がる。エンコーダ信号から検出される制御出力の精度が低い環境では、被駆動体の運動を高精度に制御することは難しくなる。

阻害領域における制御誤差を、阻害領域の通過後における制御誤差から判別し、阻害領域の通過時における制御入力の補正量を決定すれば、阻害領域における制御誤差を抑制することができ、被駆動体の運動を高精度に制御することができる。

従って、本開示の一側面によれば、エンコーダからの入力信号に基づくモータ制御により被駆動体の運動を制御するシステムにおいて、エンコーダスケールに付着した物に起因する制御誤差の影響を抑え、高精度に被駆動体の運動を制御することができる。

画像形成システムの構成を表すブロック図である。 印字機構及びリニアエンコーダの構成を表す図である。 リニアスケールに付着する汚れに関する説明図である。 プロセッサが実行する処理を表すフローチャートである。 プロセッサが実行する印刷処理を表すフローチャート（その１）である。 プロセッサが実行する印刷処理を表すフローチャート（その２）である。 ＣＲモータ制御部が実行する処理を表すフローチャートである。 リニアエンコーダ処理部が実行する処理を表すフローチャートである。 図９Ａは、補正なしの制御入力でフィードフォワード制御を行ったときの速度変化を表すグラフであり、図９Ｂは、適切に補正された制御入力でフィードフォワード制御を行ったときの速度変化を表すグラフである。 速度偏差と補正量との関係を説明したグラフである。

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、給紙トレイに収容された用紙Ｐを一枚ずつ分離及び搬送し、用紙Ｐへの画像形成を行うインクジェットプリンタである。

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、ラインフィード（ＬＦ）モータ２１と、ロータリエンコーダ２２と、を備える。

記録ヘッド１１は、対向配置される用紙Ｐに対してインク液滴を吐出するためのノズルが複数配列されたインクジェットヘッドであり、液滴吐出装置に対応する。キャリッジ１２は、記録ヘッド１１を搭載する。ＣＲモータ１３は、直流モータであり、キャリッジ１２を主走査方向へ直線往復運動させるための駆動源として機能する。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。

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の運動パラメータとして、キャリッジ１２の主走査方向における位置及び速度を測定するために用いられる。

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、搬送ローラの運動パラメータとして、搬送ローラの回転量及び回転速度を測定するために用いられる。

画像形成システム１は、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。

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を駆動する。

ＡＳＩＣ２は、各ドライバ１８，１９，２９に対して制御信号を出力することによりこれらの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。

ここで、画像形成システム１が備える印字機構１５の具体的構成を、図２を用いて説明する。印字機構１５は、ＣＲモータ１３からの駆動力を受けて、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。印字機構１５は、キャリッジ１２、ＣＲモータ１３、及びリニアエンコーダ１４を構成要素として備える。

図２に示す印字機構１５では、ガイド軸４１が、用紙Ｐの幅方向（主走査方向）に設置され、このガイド軸４１に、記録ヘッド１１を搭載したキャリッジ１２が挿通されている。

キャリッジ１２は、ガイド軸４１に沿って設けられた無端ベルト４２に連結されている。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、の間に巻回されている。

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の駆動力により、ガイド軸４１に沿って主走査方向に移動する。

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、すなわちキャリッジ１２の移動経路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。

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では、太い矢印で指し示す破線バルーン内に、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。

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。

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と共にリニアスケール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、キャリッジ１２に連動して、リニアスケール４６に対して主走査方向に相対移動する。

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。

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。

例えば、Ａ相信号は、Ａ相受光素子６１においてＡ相発光素子５１からの光が受光されている間はローレベル信号として出力され、受光されていない間はハイレベル信号として出力される。Ｂ相信号は、Ｂ相受光素子６２においてＢ相発光素子５２からの光が受光されている間はローレベル信号として出力され、受光されていない間はハイレベル信号として出力される。

キャリッジ１２の移動方向が従動プーリ４４側から駆動プーリ４３側に向かう順方向（すなわち図２における右方向）である場合は、Ａ相信号の位相は、Ｂ相信号よりも９０度先行する。キャリッジ１２の移動方向が駆動プーリ４３側から従動プーリ４４側に向かう逆方向（すなわち図２における左方向）である場合は、Ａ相信号の位相は、Ｂ相信号に対して９０度遅れる。このＡ相及びＢ相信号は、ＡＳＩＣ２内のリニアエンコーダ処理部３４に入力される。

リニアエンコーダ処理部３４は、リニアエンコーダ１４から入力されるエンコーダ信号、具体的には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の位置及び速度を測定する。運動パラメータの測定値、すなわちキャリッジ１２の位置及び速度の測定値は、記録制御部３１及びＣＲモータ制御部３２に入力される。

リニアエンコーダ処理部３４におけるキャリッジ１２の位置及び速度の測定は、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の位置及び速度の測定が、Ａ相信号に基づいて行われる例を説明する。

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。そして、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。本実施形態では、このカウント値に基づき、キャリッジ１２の位置が測定される。

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の移動速度を測定する。移動速度は、エッジ間隔の逆数に比例する。以下の説明における「エンコーダ信号」を用いた位置及び速度の測定は、上述したように「Ａ相信号」を用いた位置及び速度の測定であると理解されてよい。

記録制御部３１は、リニアエンコーダ処理部３４から入力されるキャリッジ１２に関する運動パラメータの測定値に基づいて、具体的には、位置の測定値に基づいて、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、位置に応じたインク液滴を記録ヘッド１１に吐出させる。

ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２の運動をフィードバック制御するために、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の運動パラメータの測定値に基づいて、所定の制御周期毎に、ＣＲモータ１３に対する制御入力Ｕを算出する。制御入力Ｕは、例えば、実現されるべきＣＲモータ１３に対する印加電力（電流又は電圧）である。

ＣＲモータ制御部３２は、当該算出した制御入力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。

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、上記制御入力Ｕに対応する電力がＣＲモータ１３に供給されるように、ＣＲモータ１３を駆動する。ＣＲモータ１３は、ＣＲモータドライバ１９からの電力供給を受けて、回転する。この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。

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内のロータリエンコーダ処理部３５に入力される。

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測定する。この運動パラメータの測定値は、ＬＦモータ制御部３３に入力される。

ＬＦモータ制御部３３は、搬送ローラの回転運動をフィードバック制御するために、ロータリエンコーダ処理部３５から入力される搬送ローラに関する運動パラメータの測定値に基づいて、所定の制御周期毎に、ＬＦモータ２１に対する制御入力を算出する。そして、ＬＦモータ２１に対する制御信号として、算出した制御入力に対応した電力を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。

ＬＦモータドライバ２９は、ＬＦモータ制御部３３から入力された制御信号に従って、上記制御入力に対応する電力がＬＦモータ２１に供給されるように、ＬＦモータ２１を駆動する。ＬＦモータ２１は、このようにＬＦモータドライバ２９からの電力供給を受けて回転する。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は副走査方向に移動する。

この他、画像形成システム１は、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。

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。

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。

ところで、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測定できなくなる場合がある。

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。

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。

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。

本実施形態では、エッジ間隔に基づいてキャリッジ１２の速度を測定している。このため、汚れ７０に起因したエッジ間隔の変動は、速度の測定値に不連続な誤差を生じさせる。この誤差は、キャリッジ１２の速度をフィードバック制御するときに、制御精度の劣化を招く。

制御精度の劣化は、キャリッジ１２の定速運動の妨げとなる。キャリッジ１２を主走査方向に移動させながら、記録ヘッド１１からのインク液滴の吐出により用紙Ｐに画像形成を行う場合には、インク液滴が、用紙Ｐへ着弾するまでの間、主走査方向に慣性運動する。従って、キャリッジ１２の不安定な速度は、インク液滴の着弾点のずれをもたらし、用紙Ｐに形成される画像の品質を悪化させる。

そこで、本実施形態では、汚れ７０が付着した部分を推定し、汚れ７０が付着した領域では、フィードフォワード制御を行うことにより、測定誤差による影響を排除している。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、運動パラメータの正常な測定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。

すなわち、「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、光学センサ４７が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の相対的な移動範囲である。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。

本実施形態では更に、キャリッジ１２が阻害領域を通過した直後に正常に測定されたキャリッジ１２の速度の測定値に基づき、フィードフォワード制御で用いるＣＲモータ１３に対する制御入力の補正量Ｃを算出する。そして、次に阻害領域を通過するときには、この補正量Ｃに基づき制御入力を補正することにより、フィードフォワード制御で生じる制御誤差を抑制する。以下では、このような制御を含む印刷処理の詳細を、図４から図７に示すフローチャートを用いて説明する。

本実施形態では、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が図４に示す処理を開始する。図４に示す処理を開始すると、プロセッサ３は、プレスキャン処理を実行して、リニアスケール４６の阻害領域を推定する（Ｓ１１０）。阻害領域の推定手法の例は、出願人により特開２０１０－２１３４２４号公報で既に開示されている。

プレスキャン処理では、例えば、プロセッサ３からの指令に基づき、キャリッジ１２を逆方向に移動可能範囲の端から端まで移動させ、更には、キャリッジ１２を順方向に端から端まで移動させるＣＲモータ１３の駆動制御が、ＡＳＩＣ２により行われる。

阻害領域のリニアスケール４６上の位置は、キャリッジ１２の速度異常を検知したときのリニアエンコーダ処理部３４による位置カウンタのカウント値に基づいて推定される。例えば、キャリッジ１２を移動可能範囲の第一の端点から逆方向に移動させたときの、移動開始から異常速度が検出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。

更に、キャリッジ１２を移動可能範囲の第二の端点から順方向に移動させたときの、移動開始から異常速度が検出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、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。

速度異常が、汚れ７０の付着に起因するものであるか否かは、キャリッジ１２を端から端まで移動させたときのカウント値が設計値と一致するか否かにより判別される。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、ＡＳＩＣ２内の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。

記録される阻害領域の情報には、順方向にキャリッジ１２が移動するときの、阻害領域の始点及び終点位置、逆方向にキャリッジ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、各方向にキャリッジ１２が移動するときの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。ここでいう阻害領域の幅は、キャリッジ１２が阻害領域を通過するときの始点位置からの位置カウンタの変化量に対応する。

この阻害領域の推定は、リニアエンコーダ処理部３４によりＡＳＩＣ２内で行われてもよいし、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。

Ｓ１１０での処理を終えると、プロセッサ３は、未処理の印刷ジョブが存在するか否かを判断する（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に移行する。

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）、Ｓ１３０に移行し、図５及び図６に示す印刷処理を実行する。この印刷処理により、印刷ジョブに対応する印刷対象データに基づく画像は、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。

プロセッサ３は、印刷処理を終了すると、Ｓ１４０に移行する。Ｓ１４０において、プロセッサ３は、終了条件が満足されたか否かを判断する。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。

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に移行する。このようにして、プロセッサ３は、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）、プロセッサ３は、所定の終了処理を実行した後（Ｓ１５０）、図４に示す処理を終了する。終了処理には、Ｓ１３０における印刷処理で更新された補正量Ｃ（詳細後述）を、ＥＥＰＲＯＭ６に保存する処理が含まれる。

プロセッサ３は、Ｓ１３０において印刷処理（図５及び図６参照）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、ＡＳＩＣ２に対する指令入力により、用紙Ｐが給紙トレイ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。

その後、プロセッサ３は、キャリッジ１２の主走査方向における搬送速度の目標値である目標速度Ｖｔａｒを、印刷ジョブに対して指定された印刷モードに対応する速度に設定する（Ｓ２２０）。印刷モードは、例えば標準画質モード及び高画質モード等の、印刷画質で分類される印刷モードであり得る。目標速度Ｖｔａｒは、予め印刷モード毎に定義される。

更に、プロセッサ３は、フィードフォワード制御におけるＣＲモータ１３に対する標準の制御入力である標準制御入力Ｕｆｆ、及び、この標準制御入力Ｕｆｆに対する補正量Ｃを、阻害領域に対するキャリッジ１２の搬送方向及び目標速度Ｖｔａｒに応じた値に設定する（Ｓ２３０）。具体的には、ＡＳＩＣ２のレジスタに標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃを設定する。

ＥＥＰＲＯＭ６には、キャリッジ１２が阻害領域を順方向に通過するときに設定すべき標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃが、目標速度Ｖｔａｒ毎に記憶されている。ＥＥＰＲＯＭ６には、キャリッジ１２が阻害領域を逆方向に通過するときに設定すべき標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃが、目標速度Ｖｔａｒ毎に記憶されている。

標準制御入力Ｕｆｆは、画像形成システム１の設計者により予め定められ、製品出荷時にＥＥＰＲＯＭ６に記録される。補正量Ｃは、初期値ゼロであり、印刷処理により更新され、上述したＳ１５０の処理によって、ＥＥＰＲＯＭ６に記録される。

Ｓ２３０において、プロセッサ３は、ＥＥＰＲＯＭ６を参照し、Ｓ２２０で設定された目標速度Ｖｔａｒに対応する標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃであって、阻害領域を逆方向に通過するときに設定すべき標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃを特定し、特定した標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃを、ＡＳＩＣ２のレジスタに設定する。但し、補正量Ｃが後述する処理により更新されている環境では、更新された最新の補正量Ｃを、ＡＳＩＣ２のレジスタに設定する。

その後、プロセッサ３は、Ｓ２４０に移行し、上記設定した目標速度Ｖｔａｒ、標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃに従って、フラッシング位置まで、キャリッジ１２を逆方向に搬送するように、ＣＲモータ制御部３２に指令入力する。

本実施形態では、キャリッジ１２のホームポジション位置が順方向の最下流位置に定められている。キャリッジ１２は、印刷処理の実行期間以外では、通常、ホームポジション位置に配置される。ホームポジション位置では、記録ヘッド１１がキャップされる。

一方、順方向の最上流位置には、記録ヘッド１１のフラッシング動作により吐出されるインク液滴を受ける受け皿が設けられており、この位置は、フラッシング位置、すなわち、フラッシング動作の実行位置として定義されている。

Ｓ２４０では、印刷前の準備処理として、記録ヘッド１１にフラッシング動作を実行させるために、キャリッジ１２をホームポジション位置からフラッシング位置まで搬送するように、ＣＲモータ制御部３２に指令入力する。

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、所定の制御周期毎に実行し、ＣＲモータ１３を制御する。図７に示す処理を開始すると、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の位置に基づいて、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（Ｓ５１０）。

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（Ｓ５１０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の速度の測定値Ｖｍと、基準速度Ｖｒｅｆとの偏差Ｅ＝Ｖｒｅｆ－Ｖｍを算出し、その偏差Ｅに基づいて、フィードバック制御入力Ｕｆｂを算出する（Ｓ５２０）。

基準速度Ｖｒｅｆは、キャリッジ１２の定速搬送区間において、目標速度Ｖｔａｒに一致する（Ｖｒｅｆ＝Ｖｔａｒ）。定速搬送区間は、記録ヘッド１１によりインク液滴の吐出動作が実行される主走査方向の区間に対応する。定速搬送区間に隣接するキャリッジ１２の加速区間及び減速区間において、基準速度Ｖｒｅｆは、加速時に実現されるべき速度軌跡及び減速時に実現されるべき速度軌跡に対応した速度に設定される。

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制御入力Ｕｆｂを算出する。ＣＲモータ制御部３２は、ＰＩＤ制御により、偏差Ｅに対応するフィードバック制御入力Ｕｆｂを算出してもよい。

ＣＲモータ制御部３２は、上記算出したフィードバック制御入力Ｕｆｂを、ＣＲモータ１３に対する制御入力Ｕに決定する。その後、ＣＲモータ制御部３２は、制御入力Ｕを実現するための制御信号をＣＲモータドライバ１９に入力する（Ｓ５３０）。これにより、ＣＲモータドライバ１９に、上記決定した制御入力Ｕに対応する駆動電力でＣＲモータ１３を駆動させる。

このようにして、ＣＲモータ制御部３２は、阻害領域外にキャリッジ１２が位置しているときには、速度の測定値Ｖｍと基準速度Ｖｒｅｆとの偏差Ｅ＝Ｖｒｅｆ－Ｖｍに基づくＣＲモータ１３のフィードバック制御を行う。

一方、ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が阻害領域内に位置すると判断すると（Ｓ５１０でＹｅｓ）、Ｓ５５０に移行する。Ｓ５５０において、ＣＲモータ制御部３２は、レジスタに設定されている標準制御入力Ｕｆｆに補正量Ｃを加算した値（Ｕｆｆ＋Ｃ）を、ＣＲモータ１３に対する制御入力Ｕに決定する（Ｕ＝Ｕｆｆ＋Ｃ）。

その後、ＣＲモータ制御部３２は、上記決定した制御入力Ｕを実現するための制御信号をＣＲモータドライバ１９に入力する（Ｓ５６０）。これにより、ＣＲモータドライバ１９に、上記決定した制御入力Ｕに対応する駆動電力でＣＲモータ１３を駆動させる。

このようにして、ＣＲモータ制御部３２は、阻害領域内にキャリッジ１２が位置しているときには、標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃに基づくＣＲモータ１３のフィードフォワード制御を行い、それ以外の場合には、フィードバック制御を行う。

一方、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の位置及び速度の測定値を算出する処理とは別に、図８に示す補正処理を、繰返し実行する。

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の位置の測定値に基づき、キャリッジ１２が阻害領域に進入するまで待機する（Ｓ６１０）。キャリッジ１２が阻害領域に進入したと判断すると、キャリッジ１２が阻害領域を通り抜けるまで待機する（Ｓ６２０）。

リニアエンコーダ処理部３４は、キャリッジ１２が阻害領域を通り抜けたと判断すると、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（Ｓ６３０）。更に、リニアエンコーダ処理部３４は、キャリッジ１２が阻害領域を通り抜けた後最初に発生するエンコーダ信号のパルスエッジから次のパルスエッジまでのエッジ間隔から測定されるキャリッジ１２の速度の測定値Ｖｐを、キャリッジ１２の阻害領域通過直後の速度Ｖｐとして記憶する（Ｓ６４０）。その後、図８に示す補正処理を終了する。この補正処理で、ＡＳＩＣ２内に記憶された速度Ｖｐの情報は、プロセッサ３によりＡＳＩＣ２から読み出される。

プロセッサ３は、Ｓ２４０（図５参照）でのＣＲモータ制御部３２に対する指令入力により、キャリッジ１２がフラッシング位置まで移動して停止すると、Ｓ２５０に移行して、キャリッジ１２がフラッシング位置まで移動する間に測定された阻害領域通過直後の速度ＶｐをＡＳＩＣ２から取得する。

プロセッサ３は更に、上記取得した速度Ｖｐが、目標速度Ｖｔａｒに対する予め定められた許容誤差範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ２６０）。許容誤差が、目標速度Ｖｔａｒに対する割合αで定められるとき、プロセッサ３は、速度Ｖｐが、条件式（１－α）Ｖｔａｒ＜Ｖｐ＜（１＋α）Ｖｔａｒを満足するか否かによって、速度Ｖｐが許容誤差範囲内にあるか否かを判断することができる。例えば、速度Ｖｐの許容誤差を、目標速度Ｖｔａｒの５％未満と定義する場合には、α＝０．０５として上記条件式を満足するか否かを判断することができる。

プロセッサ３は、速度Ｖｐが許容誤差範囲内にないと判断すると（Ｓ２６０でＮｏ）、Ｓ２７０に移行して、キャリッジ１２を逆方向に目標速度Ｖｔａｒで搬送するときの標準制御入力Ｕｆｆに対する補正量Ｃを、現在の補正量Ｃ＝Ｃ０に対して、速度偏差（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）に応じた値δＣを加算した値Ｃ＝Ｃ０＋δＣに更新する。

この増分δＣは、次回以降のキャリッジ搬送における速度偏差を抑えるように決定される。具体的には増分δＣは、速度偏差（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）に比例した値β・（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）に決定される。増分δＣは、正値及び負値を採り得る。

図９Ａに示す例は、補正量Ｃをゼロに設定し、標準制御入力Ｕｆｆを用いて、ＣＲモータ１３をフィードフォワード制御したときに観測されたキャリッジ１２の速度の時間変化を、横軸を時間軸に設定し縦軸を速度軸に設定したグラフに示す。図９Ａにおいて破線で囲まれた領域がフィードフォワード制御の実行領域に対応する。その領域前後では、ＣＲモータ１３に対するフィードバック制御が行われている。

フィードフォワード制御の実行領域は、阻害領域に対応する。グラフに示される速度は、汚れ７０によって発生する誤差を取り除いたものと理解されてよい。図９Ａにおけるキャリッジ１２の速度の目標速度Ｖｔａｒからの乖離は、フィードフォワード制御時の制御入力Ｕが目標速度Ｖｔａｒに対して不十分であったことに起因する。

この例によれば、フィードフォワード制御領域終了直後の速度Ｖｐが、一点鎖線で囲まれる速度Ｖｐの許容誤差範囲の外にある。このとき、プロセッサ３は、Ｓ２７０に移行し、偏差（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）に比例した値δＣ＝β・（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）だけ、補正量Ｃを現在値Ｃ０から増加させるように、補正量Ｃを更新する。

係数βは、補正量Ｃ＝０であるときに観測された速度偏差ｄＶ＝（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）と、速度偏差ｄＶを実質ゼロにするために標準制御入力Ｕｆｆに対して加算した補正量Ｃと、の組の複数サンプルを、実験により取得し、それらサンプルに対する近似直線を求めることにより、決定され得る。

図１０に例示されるグラフは、速度偏差ｄＶの横軸を有し、補正量Ｃの縦軸を有するグラフにおいて、実験で得られたサンプルに対応する点を黒丸でプロットし、その近似直線を描いたものである。

係数βは、画像形成システム１において設定され得る目標速度Ｖｔａｒとキャリッジ１２の搬送方向との組合せ毎に定められ得て、ＥＥＰＲＯＭ６に記録され得る。すなわち、ＥＥＰＲＯＭ６は、キャリッジ１２が順方向に移動するときの補正量Ｃの算出に用いるべき係数βとして、目標速度Ｖｔａｒ毎の係数βを記憶し、同様に逆方向に関して、目標速度Ｖｔａｒ毎の係数βを記憶することができる。

プロセッサ３は、Ｓ２７０において上述した係数β及び速度差分（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）を用いて、補正量Ｃを更新すると、Ｓ２８０に移行する。プロセッサ３は、Ｓ２６０において、速度Ｖｐが、許容誤差範囲内にあると判断したときには、Ｓ２７０の処理を実行せずに、すなわち、補正量Ｃを更新せずに、Ｓ２８０に移行する。

Ｓ２８０において、プロセッサ３は、記録ヘッド１１にフラッシング動作を実行させるように、ＡＳＩＣ２を通じて記録ヘッド１１を制御する。その後、プロセッサ３は、Ｓ３００に移行し、シリアルヘッド方式で、用紙Ｐに印刷対象データに基づく画像を形成するための処理を実行し、その実行過程で補正量Ｃを逐次更新する（Ｓ３００－Ｓ４８０）。

すなわち、プロセッサ３は、用紙Ｐを所定量搬送しては、キャリッジ１２を折返し地点まで搬送し、そのキャリッジ１２の搬送過程で、記録ヘッド１１に主走査方向に１パス分の画像を用紙Ｐに形成させる処理を、印刷対象データに基づく一連の画像形成が完了するまで繰返し実行する。プロセッサ３は、折返し地点までのキャリッジ搬送の度、キャリッジの速度Ｖｐが許容誤差範囲内にあるか否かを判断し、許容誤差範囲内にない場合には、補正量Ｃを更新する。

ここでいう１パス分の画像は、キャリッジ１２が主走査方向の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を言う。

具体的に、Ｓ３００において、プロセッサ３は、キャリッジ１２の搬送方向を逆方向から順方向に切り替える。その後、プロセッサ３は、標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量ＣをＡＳＩＣ２に設定する（Ｓ３１０）。具体的には、プロセッサ３は、順方向及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせに対して予め定められた標準制御入力Ｕｆｆ、並びに、順方向及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせに対応する最新の補正量Ｃを、ＡＳＩＣ２に設定する。ＡＳＩＣ２に設定される値は、キャリッジ１２に目標速度Ｖｔａｒで順方向に阻害領域を通過させるための標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃの適値に対応する。

その後、プロセッサ３は、順方向に関する主走査方向印刷処理を実行する（Ｓ３２０）。主走査方向印刷処理において、プロセッサ３は、ＣＲモータ制御部３２に図７に示すモータ制御処理を実行させることにより、キャリッジ１２を順方向に折返し地点まで目標速度Ｖｔａｒで定速移動させる。更に、記録制御部３１に、記録ヘッド１１を駆動させることにより、用紙Ｐに１パス分の画像を形成する。

このキャリッジ１２の搬送過程において、リニアエンコーダ処理部３４は、リニアエンコーダ１４からのエンコーダ信号に基づいたキャリッジ１２の位置及び速度の測定を行うと共に、図８に示す処理を実行し、阻害領域通過直後のキャリッジ１２の速度Ｖｐを記憶する。

ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２が順方向に阻害領域を通過するとき、Ｓ３１０で設定された標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃに基づいた制御入力Ｕ＝Ｕｆｆ＋Ｃで、ＣＲモータ１３をフィードフォワード制御する。

Ｓ３２０における主走査方向印刷処理の実行後、プロセッサ３は、阻害領域通過直後のキャリッジ１２の速度ＶｐをＡＳＩＣ２から取得し（Ｓ３３０）、取得した速度Ｖｐが許容誤差範囲内にあるか否かを、Ｓ２６０と同様に判断する（Ｓ３４０）。

プロセッサ３は、速度Ｖｐが許容誤差範囲内にあると判断すると（Ｓ３４０でＹｅｓ）、Ｓ３５０の処理をスキップして、Ｓ３６０に移行する。プロセッサ３は、速度Ｖｐが許容誤差範囲内にないと判断すると（Ｓ３４０でＮｏ）、Ｓ３５０に移行する。

Ｓ３５０において、プロセッサ３は、キャリッジ１２を順方向に目標速度Ｖｔａｒで搬送するときの標準制御入力Ｕｆｆに対する補正量Ｃを、速度偏差（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）に応じた値δＣ＝β・（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）だけ現在の補正量Ｃ＝Ｃ０を補正した値Ｃ＝Ｃ０＋δＣに更新する。その後、Ｓ３６０に移行する。ここで用いられる係数βの値は、Ｓ３２０におけるキャリッジ１２の搬送方向（順方向）及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせに対して定められた値である。

Ｓ３６０において、プロセッサ３は、用紙Ｐの１ページ分の印刷が完了したか否かを判断する。そして、完了していないと判断すると、Ｓ３７０に移行し、用紙Ｐを、１パス分の画像に対応する距離だけ副走査方向に送出するように、ＡＳＩＣ２のＬＦモータ制御部３３にＬＦモータ２１を制御させる。

更に、プロセッサ３は、キャリッジ１２の搬送方向を逆方向に切り替えて（Ｓ３８０）、標準制御入力Ｕｆｆ及び最新の補正量ＣをＡＳＩＣ２に設定する（Ｓ３９０）。具体的には、プロセッサ３は、逆方向及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせに対して予め定められた標準制御入力Ｕｆｆ、並びに、逆方向及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせに対応する最新の補正量Ｃを、ＡＳＩＣ２に設定する。

その後、プロセッサ３は、主走査方向印刷処理を実行する（Ｓ４００）。主走査方向印刷処理において、プロセッサ３は、ＣＲモータ制御部３２に図７に示すモータ制御処理を実行させることにより、キャリッジ１２を逆方向に折返し地点まで目標速度Ｖｔａｒで定速移動させる。更に、記録制御部３１に、記録ヘッド１１を駆動させることにより、用紙Ｐに１パス分の画像を形成する。

このキャリッジ１２の搬送過程において、リニアエンコーダ処理部３４は、Ｓ３２０と同様に動作する。キャリッジ１２が逆方向に阻害領域を通過するとき、阻害領域では、Ｓ３９０で設定された標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃに基づいた制御入力Ｕ＝Ｕｆｆ＋Ｃで、ＣＲモータ１３がフィードフォワード制御される。

Ｓ４００における主走査方向印刷処理の実行後、プロセッサ３は、阻害領域通過直後のキャリッジ１２の速度ＶｐをＡＳＩＣ２から取得し（Ｓ４１０）、取得した速度Ｖｐが許容誤差範囲内にあるか否かを、Ｓ２６０と同様に判断する（Ｓ４２０）。

プロセッサ３は、速度Ｖｐが許容誤差範囲内にあると判断すると（Ｓ４２０でＹｅｓ）、Ｓ４３０の処理をスキップして、Ｓ４４０に移行する。プロセッサ３は、速度Ｖｐが許容誤差範囲内にないと判断すると（Ｓ４２０でＮｏ）、Ｓ４３０に移行する。

Ｓ４３０において、プロセッサ３は、キャリッジ１２を逆方向に目標速度Ｖｔａｒで搬送するときの標準制御入力Ｕｆｆに対する補正量Ｃを、値δＣ＝β・（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）だけ現在の補正量Ｃ＝Ｃ０を補正した値Ｃ＝Ｃ０＋δＣに更新する。その後、Ｓ４４０に移行する。ここで用いられる係数βの値は、Ｓ４００におけるキャリッジ１２の搬送方向（逆方向）及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせに対して定められた値である。

Ｓ４４０において、プロセッサ３は、用紙Ｐの１ページ分の印刷が完了したか否かを判断する。完了していないと判断すると（Ｓ４４０でＮｏ）、プロセッサ３は、Ｓ４５０に移行し、用紙Ｐを、１パス分の画像に対応する距離だけ副走査方向に送出するように、ＡＳＩＣ２のＬＦモータ制御部３３にＬＦモータ２１を制御させる。その後、Ｓ３００に移行して、用紙Ｐの１ページに対する印刷が完了するまで、Ｓ３００～Ｓ４５０の処理を繰返し実行する。

プロセッサ３は、用紙Ｐの１ページ分の印刷が完了したと判断すると（Ｓ３６０又はＳ４４０でＹｅｓ）、印刷された用紙Ｐに関する排紙処理を実行し、ＡＳＩＣ２を通じたＬＦモータ２１の制御により、印刷された用紙Ｐを図示しない排紙トレイに排出する。

更に、プロセッサ３は、印刷対象データが複数ページ分に及ぶ場合、Ｓ４７０で次ページがあると判断し、Ｓ４８０で次ページに関する印刷処理を実行する。Ｓ４８０で実行される処理は、次ページを給紙する処理及びＳ３００～Ｓ４６０と同様の処理を含む。プロセッサ３は、全ページに関する印刷処理が完了するまで、Ｓ４８０の処理を繰返し実行する。そして、全ページ分の印刷が完了すると（Ｓ４７０でＮｏ）、図５及び図６に示す印刷処理を終了する。

以上に、本実施形態の画像形成システム１の詳細を説明した。本実施形態の画像形成システム１は、上述したようにキャリッジ１２の搬送システムを含む。この画像形成システム１では、プロセッサ３及びＡＳＩＣ２がキャリッジ１２の搬送に関するコントローラとして機能する。プロセッサ３が、阻害領域として、汚れ７０により光学センサ４７によるリニアスケール４６の読取が阻害される領域、換言すれば、エンコーダ信号を用いた位置及び速度の測定値に異常が生じる領域を推定する。

プロセッサ３は、この阻害領域を光学センサ４７が通過した直後のエンコーダ信号に基づき、フィードフォワード制御が行われた阻害領域におけるＣＲモータ１３の制御誤差として、測定されたキャリッジ１２の速度Ｖｐの目標速度Ｖｔａｒからの偏差Ｅ＝（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）を算出する（Ｓ２７０，Ｓ３５０，Ｓ４３０）。

プロセッサ３は、この速度偏差Ｅに基づき、フィードフォワード制御における標準制御入力Ｕｆｆの補正量Ｃの増分δＣ＝β（Ｖｔａｒ－Ｖｐ）を算出し、補正量Ｃに増分δＣを加算して、補正量Ｃを更新する（Ｓ２７０，Ｓ３５０，Ｓ４３０）。補正量Ｃは、キャリッジ１２の搬送方向及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせ毎に用意され、補正量Ｃの更新は、キャリッジ１２の搬送方向及び目標速度Ｖｔａｒの組み合わせ毎に実行される。

ＣＲモータ制御部３２は、キャリッジ１２（詳細には光学センサ４７）が阻害領域を通過する期間、搬送方向及び目標速度Ｖｔａｒに対応する最新の補正量Ｃを用いて標準制御入力Ｕｆｆを補正し、補正後の制御入力Ｕ＝Ｕｆｆ＋Ｃを用いて、ＣＲモータ１３をフィードフォワード制御する（Ｓ５５０，Ｓ５６０）。

本実施形態では、ＣＲモータ１３の制御として、フィードバック制御（Ｓ５２０，Ｓ５３０）及びフィードフォワード制御（Ｓ５５０，Ｓ５６０）を切り替えて行う。そして、フィードバック制御に用いられるキャリッジ１２の運動パラメータの測定値に異常が生じる阻害領域を光学センサ４７が進入するときには、ＣＲモータ１３の制御をフィードバック制御からフィードフォワード制御に切り替え、光学センサ４７が阻害領域を通過するまでフィードフォワード制御を継続する。フィードフォワード制御では、制御入力Ｕの適値からのずれによって制御誤差が発生しやすいことから、光学センサ４７が阻害領域を通過した直後に、モータ制御をフィードバック制御に戻す（Ｓ５２０，Ｓ５３０）。

但し、このような制御によっても、阻害領域で発生した制御誤差が、記録ヘッド１１からのインク液滴の着弾点の誤差を招き、用紙Ｐに形成される画像の品質の低下を招く。そのため、本実施形態では、上述したように、光学センサ４７が過去に阻害領域を通過したときの制御誤差から算出した補正量Ｃを用いて、制御入力Ｕを標準制御入力Ｕｆｆから補正して、阻害領域におけるフィードフォワード制御を行う。

従って、本実施形態では、阻害領域におけるフィードフォワード制御を、制御誤差を抑えて実行することができる。すなわち、本実施形態の画像形成システム１によれば、高精度にキャリッジ１２の搬送を制御し、高品質な画像を用紙Ｐに形成することができる。

図９Ｂには、本実施形態の手法で設定された補正量Ｃを用いてフィードフォワード制御を行った時の速度変化を、図９Ａと同様のグラフに示す。図９Ａと図９Ｂとの比較から理解できるように、本開示の技術によれば、阻害領域でのフィードフォワード制御による速度の制御誤差が低減される。

特に本実施形態では、運動条件毎に、補正量Ｃを用意及び更新する点が有意義である。すなわち、補正量Ｃは、キャリッジ１２の搬送方向としての主走査方向に沿う順方向及びそれとは逆方向のそれぞれに対して用意される。各方向に関し、補正量Ｃは、キャリッジ１２の目標速度Ｖｔａｒ毎に用意される。

キャリッジ１２に作用する負荷には、記録ヘッド１１にインクを供給するチューブから作用する張力や、キャリッジ１２の移動に際して発生する粘性摩擦力が含まれる。このため、キャリッジ１２に作用する負荷は、キャリッジ１２の進行方向及び速度によって変化し得る。従って、運動条件毎に補正量Ｃを用意することは、キャリッジ１２の高精度なフィードフォワード制御に貢献する。

更に言えば、本実施形態では、キャリッジ１２を直線往復運動させながら用紙Ｐに画像を形成する際に、各方向へのキャリッジ１２の移動毎に、阻害領域通過直後の速度Ｖｐから、対応する方向での制御入力Ｕｆｆの補正量Ｃを更新する。更には、各方向にキャリッジ１２に搬送する際のＣＲモータ１３の制御に際し、前回同方向にキャリッジ１２を搬送したときに更新された補正量Ｃを用いて、阻害領域におけるフィードフォワード制御を実行する。

すなわち、本実施形態では、光学センサ４７が阻害領域を順方向に通過する第一の事象の発生毎に、第一の事象終了後のエンコーダ信号から特定される速度Ｖｐに基づき、速度偏差Ｅ＝Ｖｔａｒ－Ｖｐに対応する補正量Ｃが決定される。そして、光学センサ４７が阻害領域を再び順方向に通過する期間におけるＣＲモータ１３に対する制御入力Ｕｆｆが、同方向に関して上記決定された補正量Ｃに基づいて補正される。

同様に、光学センサ４７が阻害領域を逆方向に通過する第二の事象の発生毎に、第二の事象終了後のエンコーダ信号から特定される速度Ｖｐに基づき、速度偏差Ｅ＝Ｖｔａｒ－Ｖｐに対応する補正量Ｃが決定される。そして、光学センサ４７が阻害領域を再び逆方向に通過する期間におけるＣＲモータ１３に対する制御入力Ｕｆｆが、同方向に関して上記決定された補正量Ｃに基づいて補正される。

従って、本実施形態によれば、短時間での負荷変動にも適切に対応してフィードフォワード制御を高精度に行うことができ、高品質な画像を用紙Ｐに形成することができる。

本開示は、上述した例示的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、加工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。

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、トナーを用紙に塗布した後、トナーを定着させる処理液を吐出するシステムに適用されてもよい。本開示の技術は、配線パターンを印刷する機械や、カッティングマシン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被駆動体を駆動する様々な駆動システムに適用することができる。

更にエンコーダも、上述のリニアエンコーダ１４に限定されない。リニアエンコーダ１４に代えて、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。この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、Ｓ５１０，Ｓ６１０，Ｓ６２０での判断に関係する「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。

本開示の技術は、ロータリエンコーダを用いた駆動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駆動システムに対しても本開示の技術は適用可能である。

例えば、固定されたセンサに対してエンコーダスケールが回転運動するロータリエンコーダがモータの回転軸に接続されたシステムであって、モータにより駆動される被駆動体の運動をロータリエンコーダからの出力信号に基づいて制御するシステムに、本開示の技術は適用可能である。

この他、上記実施形態においては、搬送方向及び目標速度Ｖｔａｒ毎に標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃが記憶されたが、標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃは、搬送方向及び目標速度Ｖｔａｒ毎に記憶されなくてもよい。例えば、代表的な目標速度Ｖｔａｒ０に対応する標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃのみを記憶し、代表的な目標速度Ｖｔａｒ０以外の目標速度Ｖｔａｒでキャリッジ１２を搬送する場合には、代表的な目標速度Ｖｔａｒ０に対応する標準制御入力Ｕｆｆ及び補正量Ｃを補正し、補正後の値を用いてフィードフォワード制御を実行してもよい。係数βに関しても、同様の変形例が考えられる。

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。

この他、上記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。

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…印字機構、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。

Claims (10)

1. モータと、
   前記モータによって駆動される被駆動体と、
   エンコーダスケールと、
   前記被駆動体と連動して前記エンコーダスケールに対して相対移動し、前記エンコーダスケールの読取に基づくエンコーダ信号を出力するように構成されるエンコーダセンサと、
   前記エンコーダ信号に基づいて前記モータを制御することにより、前記被駆動体の運動を制御するように構成されるコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記エンコーダ信号に基づき、前記エンコーダセンサの前記エンコーダスケールに対する相対的な移動範囲であって、前記エンコーダセンサが前記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の部分を読み取る移動範囲である阻害領域を推定し、
   前記推定した前記阻害領域を前記エンコーダセンサが通過した後の前記エンコーダ信号に基づき、前記阻害領域における前記モータの制御誤差を算出し、
   前記算出した制御誤差に基づき、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが通過する期間における前記モータに対する制御入力の補正量を決定し、
   前記決定した前記補正量に基づき、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが通過する期間における前記モータに対する制御入力を補正するように、前記モータを制御する
   駆動システム。
2. 前記コントローラは、前記エンコーダ信号に基づき、前記被駆動体の運動パラメータを測定し、
   前記コントローラは、前記制御誤差として、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが通過した後の前記エンコーダ信号に基づく前記運動パラメータの測定値と前記運動パラメータの目標値との偏差を算出し、前記算出した偏差に基づき、前記偏差を低減する方向に前記制御入力を補正するための前記補正量を決定する
   請求項１記載の駆動システム。
3. 前記コントローラは、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが通過する期間では、予め定められたフィードフォワード制御用の制御入力を用いて、前記モータを制御し、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが通過する前及び後では、前記運動パラメータの測定値と前記運動パラメータの目標値との偏差に基づき、フィードバック制御用の制御入力を算出し、算出した制御入力を用いて、前記モータを制御し、
   前記補正量は、前記フィードフォワード制御用の制御入力の補正に用いられる請求項２記載の駆動システム。
4. 前記運動パラメータは、前記被駆動体の速度であり、
   前記コントローラは、前記エンコーダ信号に基づき前記被駆動体の前記速度を測定し、前記被駆動体が目標速度で定速運動するように、前記モータを制御し、
   前記コントローラは、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが通過した後の前記速度の測定値と前記目標速度との偏差に基づき、前記被駆動体を前記目標速度で定速運動させるための前記補正量を決定する請求項２又は請求項３記載の駆動システム。
5. 前記被駆動体は、前記エンコーダセンサと共に、前記エンコーダスケールに対して第一の方向及び前記第一の方向とは異なる第二の方向に相対移動するように配置され、
   前記コントローラは、
   前記制御誤差として、前記エンコーダセンサが前記エンコーダスケールに対して前記第一の方向に相対移動するときの前記阻害領域における前記モータの制御誤差である第一の制御誤差を算出し、更には、前記エンコーダセンサが前記エンコーダスケールに対して前記第二の方向に相対移動するときの前記阻害領域における前記モータの制御誤差である第二の制御誤差を算出し、
   前記補正量として、前記第一の制御誤差に基づき、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが前記第一の方向に通過する期間における前記モータに対する制御入力の補正量である第一の補正量を決定し、前記第二の制御誤差に基づき、前記阻害領域を前記エンコーダセンサが前記第二の方向に通過する期間における前記モータに対する制御入力の補正量である第二の補正量を決定する
   請求項１～請求項４のいずれか一項記載の駆動システム。
6. 前記被駆動体は、前記エンコーダセンサと共に、前記エンコーダスケールに沿って、前記第一の方向及び前記第一の方向とは逆方向である前記第二の方向に直線往復運動するように配置される請求項５記載の駆動システム。
7. 前記被駆動体は、前記エンコーダセンサが前記阻害領域を繰返し通過するように運動し、
   前記コントローラは、
   前記エンコーダセンサが前記阻害領域を通過する事象の発生毎に、前記事象終了後の前記エンコーダ信号に基づき、前記制御誤差を算出し、更には、前記制御誤差に基づき前記補正量を決定し、前記決定後、前記エンコーダセンサが再び前記阻害領域を通過する期間における前記モータに対する制御入力を、前記決定した前記補正量に基づいて補正する請求項１～請求項４のいずれか一項記載の駆動システム。
8. 前記被駆動体は、前記エンコーダセンサが前記阻害領域を繰返し通過するように運動し、
   前記コントローラは、
   前記エンコーダセンサが前記阻害領域を前記第一の方向に通過する第一の事象の発生毎に、前記第一の事象終了後の前記エンコーダ信号に基づき、前記第一の制御誤差を算出し、更には、前記第一の制御誤差に基づき前記第一の補正量を決定し、前記決定後に前記エンコーダセンサが前記阻害領域を再び前記第一の方向に通過する期間における前記モータに対する制御入力を、前記決定した前記第一の補正量に基づいて補正し、
   前記エンコーダセンサが前記阻害領域を前記第二の方向に通過する第二の事象の発生毎に、前記第二の事象終了後の前記エンコーダ信号に基づき、前記第二の制御誤差を算出し、更には、前記第二の制御誤差に基づき前記第二の補正量を決定し、前記決定後に前記エンコーダセンサが前記阻害領域を再び前記第二の方向に通過する期間における前記モータに対する制御入力を、前記決定した前記第二の補正量に基づいて補正する
   請求項５又は請求項６記載の駆動システム。
9. 前記被駆動体は、加工対象物に対して所定の加工を行う処理ヘッドを搭載し、前記処理ヘッドを前記加工対象物と対向させて移動するキャリッジであり、
   前記駆動システムは、前記キャリッジの搬送システムである請求項１～請求項８のいずれか一項記載の駆動システム。
10. 前記処理ヘッドは、前記加工対象物としての被吐出対象物に液滴を吐出する液滴吐出装置である請求項９記載の駆動システム。

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