JP2005225176A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長尺のロール紙や厚いロール紙などを搬送を行うには、高トルクかつ高い精度の制御、補助の為に給紙系を排紙系に同期させる制御する必要があり、その際、各々の駆動方式によって駆動される搬紙ローラや給紙ローラはそのローラ径の公差によって搬送量や停止した位置が異なり、正しく搬送をおこなうことができない。
【解決手段】 給紙用のステッピングモータのみでステップ駆動により紙をバックフィードさせ、繰り返し一定パルスの搬送を行い、その際のステップ数と搬送ローラに取り付けられたロータリエンコーダの読取り値とステッピングモータ駆動の総パルス数から、エンコーダ分解能より算出したの移動量と比較し、ステッピングモータ１パルスの移動量を適正化し搬送量の補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機やプリンタなどのように、画像記録信号に応じてロール紙などの記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置に関し、特に記録媒体を搬送しながら画像記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。

従来、複写機やプリンタ等に代表される画像形成装置では、記録媒体である紙を実際に搬送する搬送系の駆動源とし高い位置精度が必要であり、フィードバック系のクローズループにより制御が可能なＤＣモータ等が用いられている。

またこのＤＣモータを複数用いる事で搬送系を構成している。ここで複数用いるとは図１に示すように、搬送系が機能別に給紙系と排紙系に分かれている場合などであり、給紙系はロール紙を巻き上げ搬紙系まで紙を搬送し、排紙系では画像形成を行いながら一定量ずつ紙搬送を行う方式が一般的である。さらには通常高い精度が必要な画像形成時の紙搬送は、排紙系のみで搬送を行い給紙系はロール紙などのセット時のみ紙搬送を行っている。しかしながら、ロール紙などを逆方向に搬送する、いわゆるバックフィードを行う際には、本体内部で搬送系と給紙系間の紙を弛ませることが出来ない為、排紙系と給紙系を同時に駆動させなければならない。そこで同じ駆動方式のモータで搬送系を構成し、同期させてモータを制御するのが一般的である。

またＤＣモータとは異なる駆動方式であるが、小型でオープンループにより制御可能な駆動源として、パルスモータも広く利用されるようになってきた。
パルスモータとは、巻き線の励磁相電流を逐次に切り替えることで磁界が回転し、この回転磁界に回転子の磁極が吸引・反発することでトルクが発生することで、回転子が回転磁界に引きずられながら回るモータである。従って、励磁相の切り替えをパルス信号の入力で行えば、１パルスの入力に対し、パルスモータは基本角度だけ回転する。

そのためパルスモータにおいては、オープンループ制御が可能であり、フィードバック系が必要な他のサーボアクチュエータに比べ、システムを大幅に簡素化することが可能であり、コストの面で有利となる。

そこで、市場における画像形成装置の搬送系の高速化や高精度化の要求また低コスト化を背景として、高速複写機や高速プリンタ等の画像形成装置の搬送系駆動手段として、高精度が必要な箇所にはＤＣモータ、また高い精度は必要なく小型で且つコストを抑えたい箇所にはパルスモータを採用し、駆動方式の異なるモータで搬送系を構成する傾向にある。
特開平０９−９５０２３号公報

上記のような異なる駆動方式によるモータを制御する場合においても、高い精度が必要な画像形成時の紙搬送は、排紙系のみで搬送を行っている。しかし長尺のロール紙や、厚いロール紙などを巻き上げ搬送を行うには、高トルクかつ高い制御による外乱抑制力が必要となり、補助の為に給紙系を排紙系に同期させて制御する必要がある。

その際、各々の駆動方式によって駆動される搬紙ローラや給紙ローラは設計上に生ずるローラ径の公差によって搬送量や停止した位置が異なり、ロール紙の破損や弛み、紙すべりが起こり正確な搬送量を読み取れず、制御不可能な状態になってしまうなどの問題がある。

そこで、本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、異なる特性をもち駆動方式の異なるモータの駆動制御を良好に行う際において、各々の搬送分解能やローラの設計交差について補正を行う事を特徴としたモータ制御方法及びこの制御装置、及びその駆動系による搬送量の補正方法、それらを利用した画像形成装置である処の、インクジェット記録装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成する為にＤＣモータとパルスモータを搬送系の２つのローラを駆動する駆動源として用い、前記ＤＣモータは位置情報を検出するエンコーダを備え、給紙系に前記パルスモータを用いて、各々のローラを同期駆動させて紙搬送を行うインクジェット記録装置において、
前記パルスモータのみを一定量駆動させて記録媒体の搬送を行い、前記ＤＣモータに備えた前記エンコーダ値を読取り、前記エンコーダ値を基準とし、前記パルスモータの搬送指令値との比較により前記パルスモータによって駆動されるローラの搬送量を補正する。

本発明によれば、ＤＣモータとパルスモータを搬送系の２つのローラを駆動する駆動源として用いた搬送駆動系において、従来の構成を変更する事無く、各ローラの搬送量を補正することで搬送量のズレなどを生じさせず、また本体内でのロール紙８の破損や弛みなどが生じてしまう事も無い、高い搬送精度をもった搬送系駆動装置及び画像形成装置を構成することが実現できる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。

［実施例１］
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

画像形成の全体シーケンスは例えば、特開平０９−９５０２３に開示されている記録装置及び該装置におけるＬＦモータの制御方法にあるような形態であり、本発明はその中の紙搬送シーケンスの給紙系及び排紙系の駆動を行うモータの制御方法として利用されるものである。

図１は、本発明を適用した紙搬送におけるモータ制御装置の実施例を示す斜視図である。

さらに図２はＤＣモータ６及びパルスモータ５の制御系を示すブロック図であり、又図３のフローチャートは従来例にあるロール紙の搬送シーケンスを示す。

メカ構成は図１にあるように、被搬送部材であるロール紙８と、給紙を行う第１のローラである給紙ローラ３、また排紙を行う第２のローラである排紙ローラ２、ロール紙本体を支えるロール紙ローラ４と排紙ローラ２上でロール紙８を押さえるピンチローラ１、排紙ローラ２の駆動源となるＤＣモータ６、排紙ローラ２の移動位置を検出するエンコーダ７、給紙ローラ３の駆動源となるパルスモータ５で構成されている。またＤＣモータ６とパルスモータ５の制御系は図２にあるように、パルスモータ５を駆動するパルスモータ駆動部１０、エンコーダ７の位置検出情報によりＤＣモータ６を駆動するＤＣモータ駆動部９及び、両駆動部に駆動指令を送るモータ制御部１１から構成され、このモータ制御部１１からパルスモータ駆動部１０には駆動パターン指令が、またＤＣモータ駆動部９には位置指令及び速度指令が与えられ、ＤＣモータ６及びパルスモータ５の制御を行う。

画像形成装置は、被記録部材であるロール紙搬送を行う搬送系は画像形成時に搬送を行う方向に対して、上流部に給紙系、また下流部に排紙系で構成されている。

また本装置において画像形成時にはロール紙搬送は排紙系の排紙ローラ２によってのみ行われる。排紙ローラ２はＤＣモータ６によって駆動され、また、ピンチローラ１により被搬送部材であるロール紙８あるいは紙を排紙ローラ２に圧接することにより排紙ローラ２の搬送力を生じさせている。一方、被搬送部ロール紙８をロール紙ローラ４から排紙ローラ２までの搬送は給紙系の給紙ローラ３によって行われる。この給紙ローラ３はパルスモータ５によって駆動される。

フローチャートの前半部ではロール紙８をセットし（Ｓ１）、そのロール紙８を排紙ローラ２上まで搬送するシーケンスで、ここではロール紙８をロール紙ローラ４から排紙位置まで搬送するだけのシーケンスである為、ＤＣモータ６・パルスモータ５ともに同じ速度値指令で駆動させて（Ｓ２）、排紙ローラ２・給紙ローラ３を回転させロール紙８の搬送を行う。

搬送シーケンスのフローチャートの後半部では、画像形成におけるロール紙搬送の為の搬送準備を行うシーケンスである。ここでは前半部で搬送している紙の先端を検知後（Ｓ３）、二つのモータの駆動を止め、排紙ローラ２・給紙ローラ３を停止（Ｓ４）させ、バックフィードを行う。つまり一定量ロール紙８を逆方向に搬送させる（Ｓ５）。排紙ローラ２・給紙ローラ３が目標位置に到達後、ＤＣモータ６・パルスモータ５の回転を停止させる（Ｓ６）。以上によってロール紙８のセットを終了する（Ｓ７）。

この搬送シーケンスの前半部において、ロール紙８をロール紙ローラ４から排紙ローラ２上まで搬送するシーケンスでは、搬送する上で高い精度は必要ない。もちろん、搬送量のズレが生じると本体内でのロール紙８の破損や弛みなどが生じてしまう為、上流側の搬送量不足は避けなければならない。さらには画像形成時の搬送を行う際の同期駆動やこのシーケンスの後半部であるバックフィード時では画像形成におけるロール紙搬送の為の搬送準備である為、ロール紙８の停止位置に高い精度が必要である。その為、ＤＣモータ６とパルスモータ５の同期制御を行うことにより、給紙ローラ３と排紙ローラ２の高い駆動、停止精度を実現する。

しかしながら、給紙ローラ３と排紙ローラ２のローラ径設計上の公差により各ローラ１回転の搬送量が微小に異なってしまい、その微小な差がローラの連続回転により大きな差になってしまう。図６を用いて具体的に説明すると、指令パルスＡは給紙ローラ３が１回転する指令パルス量を示す。ローラの設計が設計値と差がなければ移動量Ｂは給紙ローラ１回転分に相当する。しかし設計時の交差によりローラ径が大きくなってしまうと、図中のパターン１のように、指令パルスＡ分回転させると実際の移動量は、給紙ローラ１回転分に相当する移動量Ｂを上回ってしまう。逆に設計時の交差によりローラ径が小さくなってしまうと、図中のパターン２のように、指令パルスＡ分回転させると実際の移動量は、給紙ローラ１回転分に相当する移動量Ｂを下回ってしまう。

そこで、実際に組立てを行った後に実機にて行える補正方法が本発明である。補正手順については、図４に示すフローチャートに従って搬送量補正を行う。まず、パルスモータ５より駆動される給紙ローラ３についての搬送量の補正を行う。給紙系の補正を行う際には、用紙はロール紙ローラ４から給紙ローラ３を経由して排紙ローラ２上にまである必要がある。そしてピンチローラ１によりロール紙８を排紙ローラ２に圧接した状態で、給紙ローラ３を一定量逆回転させ（Ｓ９）、排紙ローラ２が回転しエンコーダ値が変化し始めたら（Ｓ１０）、給紙ローラ３を停止させる（Ｓ１１）。これは給紙ローラ３から排紙ローラ２間の紙の弛みを取る為に行う。次に補正を行うために、エンコーダ値の読取りを開始し（Ｓ１２）、パルスモータ５を駆動させ、給紙ローラ１回転分の逆回転を行う（Ｓ１３）。そこで得たエンコーダ値の増分とパルスモータ５に指令した指令パルスの比較を行い（Ｓ１４）、エンコーダ値を絶対量としてパルス分解能の補正を行う（Ｓ１５）。

ここで行う補正方法は指令パルス数を変化させるのではなく、パルス分解能を調整する事である。給紙ローラ１回転分回転を行った際のエンコーダ値の読取り値を指令総パルス数で割る事で、給紙ローラ３の１パルスの分解能を調整する事ができる。

これにより、給紙ローラ３のローラ径の交差と排紙ローラ２のローラ径の交差による搬送量の差は生ずることなく、給紙系、排紙系によって安定した紙搬送を行う事が出来る。

さらに精度を上げるために、ＤＣモータ６より駆動される排紙ローラ２についての搬送量の補正を行う場合には、給紙系の補正と同様に行う。図５は排紙系補正シーケンス動作を示すフローチャートである。排紙系の補正を行う際にも、用紙はロール紙ローラ４から給紙ローラ３を経由して排紙ローラ２上にまである必要がある。そしてピンチローラ１によりロール紙８を排紙ローラ２に圧接した状態で、給紙ローラ３を一定量逆回転させ（Ｓ１８）、排紙ローラ２が回転しエンコーダ値が変化し始めたら（Ｓ１９）、給紙ローラ３を停止させる。次に補正を行うために、エンコーダ値の読取りを開始し（Ｓ２０）、パルスモータ５を駆動させ、排紙ローラ１回転分の逆回転を行う（Ｓ２１）。そこで得たエンコーダ値の増分とパルスモータ５に指令した指令パルスの比較を行い（Ｓ２２）、エンコーダ値を絶対量としてパルス分解能の補正を行う事も可能である（Ｓ２３）。

本発明を適用した紙搬送におけるモ−タ制御装置の実施例を示す斜視図である。 本発明の実施形態のＤＣモ−タ及びパルスモ−タの制御系を示すブロック図である。 従来の実施形態のロール紙搬送シーケンス動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の給紙系補正シーケンス動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の排紙系補正シーケンス動作を示すフローチャートである。 本発明の課題となるローラ径の設計誤差による影響を示したグラフである。

符号の説明

１ ピンチローラ
２ 排紙ローラ
３ 給紙ローラ
４ ロール紙ローラ
５ パルスモータ
６ ＤＣモータ
７ エンコーダ
８ ロール紙
９ ＤＣモータ駆動部
１０ パルスモータ駆動部
１１ モータ制御部

Claims (1)

1. 記録紙を給紙する第１のローラと、前記第１のローラの駆動力を発生するパルスモータと、記録紙を排紙する第２のローラと、前記第２のローラの駆動力を発生するＤＣモータを有し、前記ＤＣモータの１回転毎に複数個のパルス信号を発生する位置検出用パルス発生手段と、前記パルス信号に基づいて前記ＤＣモータを位置制御する位置制御手段と、前記パルスモータを駆動する駆動パルス信号を備え、前記パルスモータと前記ＤＣモータを同期して駆動させることで前記第１のローラと前記第２のローラを回転させ記録紙を搬送して記録を行うインクジェット記録において、
   前記パルスモータのみの駆動により前記第１のローラと前記第２のローラを回転させ、前記第１のローラを回転させる前記パルスモータの駆動パルス信号と、前記第２のローラに備えられた前記位置検出用パルスとを比較し補正を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。