JP2006168202A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＦローラの搬送誤差を低減する。
【解決手段】 ２個の駆動源にＤＣブラシレスモータを構成し、２個のモータのうち１個を主なるモータ、他方を従なるモータと位置付け、２つのモータの駆動量差をホール素子の信号の駆動周期の差で検出する。この差を低減する補正量を従なるモータの駆動指令値にフィードバックさせることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被記録材を一対の対向する回転搬送部材の間に挟持して記録部へ搬送する手段を有する記録装置に関する。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等に装備された記録装置、或いはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出力機器として使用される記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板（例えばＯＨＰシート）等の被記録材に画像（文字や記号等も含む）を記録するように構成されている。この記録装置は、使用する記録手段の記録方式によりインクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に分けることができる。

上記記録装置のうち、被記録材の搬送方向（副走査方向）と交叉する方向に記録ヘッドが主走査するシリアルスキャンタイプの記録装置においては、被記録材を所定の記録位置にセットした後、被記録材に沿って移動（主走査）するキャリッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画像（文字や記号等も含む）を記録し、１行分の記録を終了した後に所定量の紙送り（副走査）を行い、その後に次の行の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返すことにより、被記録材の所望範囲に画像が記録される。

従来の記録装置における被記録材搬送手段の斜視図を図５に示す。搬送手段として、紙送りローラ２、及び常に被記録材１または紙送りローラ２に押圧するよう備えられているピンチローラ３が配置されている。紙送りローラ２は、ギア５，プーリ６，ベルト７を介して駆動手段であるモータ４により駆動される。

記録ヘッド１２は、紙送りローラ２およびピンチローラ３により搬送された被記録材１にプラテン１３上で画像を記録する。

上記シリアルスキャンタイプの記録装置は比較的安価で、大型化も容易なことから、大型のＣＡＤ図面やポスタ作成等の用途に向け、幅４２０ｍｍ以上の大型用紙に印刷可能な大型プリンタにも用いられている。

また、上記 記録装置では、被記録材の搬送量が記録ヘッドの記録幅に対応する量となっているため、被記録材を正確に所定幅（記録幅）搬送しなくてはならない。

しかし、大型プリンタに用いられる紙送りローラは、被記録材の幅以上の長さ必要であるため、駆動手段が連結されている紙送りローラ端（以下、駆動端）に対し、駆動手段が連結されていない紙送りローラ端（以下非駆動端）にねじれ変形が生じる。ねじれ変形は駆動力が解放されると復元するが、ねじれ変形の復元量にばらつきが生じる。その結果、駆動端近辺の搬送量と非駆動端近辺の搬送量とに差が生じ、それらの重畳により、被記録材に斜行が発生し、画像品位を著しく劣化させるといった不具合があり、これに対応して、紙送りローラを駆動する複数の駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段を備えた構成が提案されている。（たとえば特許文献１参照）紙送りローラに複数の駆動手段を取り付け、同時に駆動するといった対応が行われてきた。図３は従来例のコストを抑える目的で１つの位置検出系で複数の駆動源を制御する構成のブロック図である。ＬＦ搬送ローラ２は両端に駆動源ＤＣブラシレスモータ４，８が接続されている。駆動源４，８は１つの駆動指令値を独立した制御手段１４，１６に入力され、出力信号がモータドライバ１０１，１０２に伝える。ドライバの出力信号でモータが駆動される。モータに一体となったホール素子２１，２２によりモータのロータ一位置検出が行われ、ＤＣブラシレスモータは駆動する。駆動量検出は２０に構成された駆動量検出手段の情報が制御手段にフィードバックされ制御ループが構成される。
特開２００１−２５４８８（第１２項 図５）

前記複数軸の駆動系で１つの駆動量検出手段を構成する場合において駆動源にＤＣブラシレスモータを構成した場合、モータドライバ制御回路がそれぞれ個別に構成されることから各モータの駆動特性のばらつきなどによりＬＦローラの左右端で駆動量ずれが発生する。このとき駆動量検出手段に近い駆動源の動作は検知できるが離れている駆動源の動作は検知できない。特に駆動量検出手段の近くに配置された駆動源の駆動力が離れて配置されたの駆動源に対して大きい場合駆動量検出系から離れた位置のローラの駆動が遅れることを検出できない不具合が発生する。

これに対応するためにはＬＦローラ両端に位置検出手段を構成する。さらに独立に制御するといった対応が考えられるが装置の大型化あるいは構成のコストアップといった問題点がある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ＬＦローラを２つのの駆動源で構成する場合でさらにその駆動源にＤＣブラシレスモータを構成した場合でかつ位置検出手段を１つしか構成しないＬＦ搬送駆動系において、ＬＦローラ両端の駆動源は、１端の駆動源を主動な駆動モータ（以下、主動モータ）とし、他端の駆動源を従動な駆動モータ（以下、従動モータ）とする。また１つの移動検出手段（以下エンコーダ）は従動モータ側に構成されていて、前記２つのＤＣブラシレスモータにはロータ位置検出手段（以下ホール素子）の出力信号から１つ以上の信号の搬送起動状態からの１周期ごとの時間を計測する手段と各駆動源から計測されたロータ位置検出手段の周期の差を検出する演算手段を構成する。このこのロータ位置検出手段の周期計測差の値を従動モータ制御手段にフィードバックすることで、前記周期差を低減できる駆動指令値を従動モータに設定する。

以上のような制御構成により、１つの駆動指令信号と１つのエンコーダで主動モータ、および従動モータを駆動する場合に左右の駆動量差を補正できることで両方のモータ駆動特性のばらつきを低減し、搬送量の差を防ぐことが可能になり高精度な紙搬送が可能になる。

以上のように、本発明によれば、複数の駆動手段で紙送りローラを駆動し、駆動源にＤＣブラシレスモータを採用し、１つのエンコーダを構成した搬送系において、紙送りローラが長尺化した場合でも紙送りローラのねじれ変形を抑制し、駆動両端の搬送量との差による被記録材のずれや斜行を防止することができる。

本発明に関する記録装置の搬送部ブロック図を図１に、模式斜視図を図２に示す。まず図２により概略動作説明をする。

被記録材１に記録を行なう記録ヘッド１２と、前記被記録材１をプラテン１３へ搬送する紙送りローラ２及びピンチローラ３からなる搬送手段と、前記紙送りローラ２を駆動する従動モータ４及び主動モータ８などから構成される。前記駆動手段はＤＣブラシレスモータでホール素子２１，２２が構成される。ＬＦローラ軸には従動モータ側にはロータリエンコーダ２０が構成されている。

前記主導モータおよび従動モータは、ギア５及び９，プーリ６及び１０，ベルト７及び１１を介して前記紙送りローラ２に接続されている。

前記被記録材１は前記紙送りローラ２と前記ピンチローラ３との間に挟持されながら前記プラテン１３へ所定量だけ搬送される。その後不図示のガイドシャフトに摺動自在に支持された前記、記録ヘッド１２が被記録材１搬送方向と直行する方向に移動しながら記録を行なう。以上の動作を繰り返すことにより、被記録材の所望範囲に画像が記録される。

図１に本発明に関する制御系ブロック図で説明する。

主動モータ８の制御手段１６は、予め定められた紙送りするための駆動指令と、ロータリエンコーダ２０などにより観測された前記紙送りローラ２の回転角度から換算された前記被記録材１の搬送量を比較し、前記主動モータ８の駆動を行なう。なお、前記主動モータ８はＤＣブラシレスモータであり、ロータ位置検出用のホール素子等２１の信号出力を駆動モータドライバ制御回路１０２にフィードバックすることにより駆動する。

一方、従動モータ４は主動モータ８で使用したエンコーダ２０の情報を制御手段にフィードバックし制御回路からの駆動指令信号は従動モータ制御回路１４を経由して同様にＤＣブラシレスモータドライブ回路１０１に入力し、ＤＣモータドライブ回路が従動モータ４を駆動している。さらに前記、主動モータ８に構成されるホールセンサ２２、従動モータ４に構成されるホール素子２１の出力信号のうちそれぞれ１信号以上を使用してそれぞれのモータの駆動周期計測回路１０３，１０４を検出する。比較演算ブロック１０５で２つのモータのホール素子２１出力信号の相対量の差を算出し、この結果を従動モータ４の制御手段にフィードバックする。そして従動モータに前記、ホール素子出力信号の相対差が低減する従動モータ駆動指令値で制御される。

以上で従動モータと主動モータの駆動量ばらつきに起因するＬＦローラの左右の搬送量ずれを抑えて高精度な搬送が可能になる。

次に図４にＤＣブラシレスモータのホール信号から周期の計測および計測回路構成を図で説明する。主動モータ８、および従動モータ４はＤＣブラシレスモータで構成されており、それぞれ駆動制御ドライバ１０１，１０２に駆動指令信号１５０１を入力しそれぞれの駆動モータに構成されるホール素子２１，２２の情報が駆動制御ドライブ回路１０１、１０２にフィードバックされモータを駆動する。

この構成において主動モータ検出回路２０００Ｍはホール素子２２＿ＨＷ信号取り込む２００１Ｍとその信号から検出信号周期をカウントする２００２Ｍから構成されており、ホール素子２２の信号周期を計測する。同様にして従動モータ４の駆動速度は従動モータ速度検出回路２０００Ｓへホール素子２１＿ＨＷ信号取り込む２０００Ｓとその信号から検出信号周期をカウントする２００２Ｓから構成されており、ホール素子２１の信号周期を計測する。

目的は２つのモータの駆動量の差を低減することであり、前記周期の計測値の差で検出可能である。

図６にホール素子２１，２２の出力信号計測方法を図で説明する。

ホール信号出力３００１，３００２を任意の検出電圧３００４、３００５で検出する。検出信号３００６，３００８の信号幅を時間計測回路で計測し手動モータの駆動周期ＴＭ，従動モータの駆動周期ＴＳを検出する。

検出する信号は本件では１信号で説明したが、複数の信号を検出してもよいし、それぞれを合成して検出することも可能である。

検出した時間差から駆動指令値を補正速度あるいはゲイン等を求められる。
以上のように、ＬＦローラの両軸を２つのＤＣブラシレスモータで構成し１つのエンコーダで構成した搬送系においてこれまで説明してきた制御方法を実施することでＬＦローラ左右の駆動軸の搬送量誤差を抑制して、高精度なＬＦ紙搬送が可能になり、高画質な印刷が実現できる。

本発明に関する制御系ブロック図である。 本発明に関する搬送系機構概略図である。 従来例の搬送系ブロック図の説明図である。 本発明に関するＤＣブラシレスモータ駆動回路概略図とホール素子信号速度計測回路ブロック説明図である。 従来例の搬送系概略図である。 ホール素子の信号周期計測の測定説明図。

符号の説明

１ 被記録材
２ 紙送りローラ
３ ピンチローラ
４ 第１の駆動手段
５，９ ギヤ
６，１０ プーリ
７，１１ ベルト
８ 第２の駆動手段
１２ 記録ヘッド
１３ プラテン
１４ 第１の制御手段
１５，１７ ロータリエンコーダ
１６ 第２の制御手段

Claims (2)

1. 被記録材に記録を行なう記録部と、被記録材を一対の対向する回転搬送部材の間に挟持して前記記録部へ搬送する搬送手段と、一方の回転搬送部材を駆動する複数の駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と１つの駆動量検出手段を有した構成して、回転搬送部材を駆動する複数の駆動手段から１つの駆動手段を主なる駆動手段とし、他方の駆動手段を従動なる駆動手段として制御し、前記１つの駆動量検出手段は従動なる駆動手段側に構成した駆動系で１つの駆動信号でそれぞれのモータを駆動する構成において、主なる駆動手段と従なる駆動手段の駆動量の相対差を検出し、この駆動量相対差を従なる制御手段にフィードバックする構成を有していて、この従なる駆動源の制御手段は駆動量の相対差を低減するために従なるモータの駆動指令値を補正することでＬＦ搬送駆動系の左右の駆動量バラつきを低減する制御方法であることを特徴とする記録装置。
2. 前記駆動系において駆動源はＤＣブラシレスモータで構成され、ロータ位置検出手段に構成する出力信号から１つ以上の信号の周期を計測し、２つのモータの駆動量の差を位置検出信号の１周期ごとの時間で比較して検出する方法を特徴とする請求項１記載の記録装置。

Images