JP2007018257A - デジタル速度制御装置、デジタルモータ制御装置、紙搬送装置、デジタル速度制御方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】デジタル速度制御装置10は、搬送ベルト301の変位量を標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する移動距離検出装置500と、標本化時刻に基づいて搬送ベルト301の目標速度を算出する目標速度算出部101と、搬送ベルト301の現在速度を変位量および標本化時刻の差分で算出する現在速度算出部102と、目標速度が所定値よりも小さいか否かを判定する目標速度判定部105と、目標速度は所定値よりも小さく、かつ、現在速度は標本化周期あたり最小単位の変位量であると算出された場合、現在速度を設定値に置き換える速度補正部106と、置き換えた設定値と目標速度との誤差を算出する速度誤差算出部103と、速度誤差に基づいて駆動モータ200を制御する調節計部104と、を備える。
【選択図】 図1
Description
添付図面を参照してこの発明にかかるデジタル速度制御装置、デジタルモータ制御装置、紙搬送装置、デジタル速度制御方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、および画像形成装置の最良な実施の形態を、実施の形態1〜3、および変形例1〜6に沿って詳細に説明する。
実施の形態1にかかる紙搬送装置は、インクジェット式の画像形成装置において搬送ベルトを所定の距離分移動させる副走査系の制御装置として適用するものとして説明する。しかしながら本発明は、この適用にのみ限定するものではない。
デジタル速度制御装置10は、目標速度算出部101、現在速度算出部102、速度誤差算出部103、調節計部104、目標速度判定部105、および速度補正部106を有する。
v=Δx/Δt (式1)
を算出することによって現在速度が求められる。サンプリング時刻差は、1パルス分で算出しても良く、複数のパルス分で算出しても良い。対応する変位量の差分を採ればよいからである。
|v|≦p(4)/|Δt| (式2)
であるか否かを判定し、判定結果を速度補正部106に入力する。
図4は、実施の形態1による速度制御手順を説明するフローチャートである。現在速度算出部102は、搬送ベルト301の移動する現在速度を、センサ502が検出するエンコーダパルスによって算出する(ステップS101)。目標速度算出部101は、図2に示したアルゴリズムによって、経過時間を関数として、搬送ベルト301の目標速度を算出する(ステップS102)。
以上説明したように、このデジタル速度制御装置10は、位置制御において、停止位置近傍における位置決め制御区域においては、搬送ベルト301の変位量が1パルスに相当する場合、搬送ベルト301の現在速度を強制的に0に置き換える補正を行う。これにより、現在速度の測定誤差を小さくし、停止位置近傍における位置決めの発散を抑え、位置決め制御を安定化させることができる。
変形例1による紙搬送装置1が、実施の形態1と異なる点は、デジタル速度制御装置10における速度補正部106a(図1の符号106と同じ位置)が異なることである。それ以外についての要素は構成も動作も実施の形態1と同一であるので説明を省略、あるいは簡略なものとし、主に異なる点について説明する。
p(1)/(t1−t0) (式3)
ここで、p(1)は1パルス分の変位量、即ち、この装置での最小変位量である。
変形例2による紙搬送装置1が実施の形態1と異なるのは、デジタル速度制御装置10における速度補正部106が異なることである。変形例2では、速度補正部106bは実施の形態1での速度補正部106の位置に置かれている。それ以外についての要素は構成も動作も実施の形態1によるものと同一であるので説明を省略または簡略なものとし、主に異なった点について説明する。
図5−1は、実施の形態2による紙搬送装置の機能的ブロック図である。実施の形態2によるデジタル速度制御装置12が実施の形態1と異なる点は、目標速度判定部105の代わりに、停止状態判定部125を備える点である。
変形例3による紙搬送装置2が、実施の形態2と異なる点は、デジタル速度制御装置12における速度補正部106a(図5−1の符号106と同じ位置)が異なることである。それ以外についての要素は構成も動作も実施の形態2と同一であるので説明を省略、あるいは簡略なものとし、主に異なる点について説明する。
p(1)/(t1−t0) (式4)
ここで、p(1)は1パルス分の変位可能な最小量である。
変形例4による紙搬送装置2が実施の形態2と異なるのは、デジタル速度制御装置12における速度補正部106が異なることである。変形例4では、速度補正部106bは、実施の形態2での速度補正部106の位置に置かれている。それ以外についての要素は構成も動作も実施の形態2によるものと同一であるので説明を省略または簡略なものとし、主に異なった点について説明する。
図6−1は、実施の形態3による紙搬送装置の機能的ブロック図である。実施の形態3によるデジタル速度制御装置13が実施の形態1と異なる点は、停止制御状態判定部135を備える点である。また、速度補正部106の機能も実施の形態1によるものと異なる。
変形例5による紙搬送装置3が、実施の形態3と異なる点は、デジタル速度制御装置13における速度補正部106a(図6−1の符号106と同じ位置)が異なることである。それ以外についての要素は構成も動作も実施の形態3と同一であるので説明を省略、あるいは簡略なものとし、主に異なる点について説明する。
p(1)/(t1−t0) (式5)
ここで、p(1)は1パルス分の変位可能な最小量である。
変形例6による紙搬送装置3が実施の形態3と異なるのは、デジタル速度制御装置13における速度補正部106が異なることである。変形例6では、速度補正部106bは、実施の形態3での速度補正部106の位置に置かれている。それ以外についての要素は構成も動作も実施の形態3によるものと同一であるので説明を省略または簡略なものとし、主に異なった点について説明する。
図7は、かかるインクジェットプリンタのハードウェア構成を示すブロック図である。このインクジェットプリンタは、ファックスやスキャナなどの複合的機能を備える複合機として構成されている。図に示すように、このインクジェットプリンタは、コントローラ1210とエンジン部1260とをPCI(Peripheral Component Interconnect)バスで接続した構成となる。コントローラ1210は、インクジェットプリンタ全体の制御と表示ユニットによる表示処理、制御ユニットによる各種制御、画像形成ユニットによる画像形成など、FCUI/F1230、操作部1220からの入力を制御するコントローラである。エンジン部1260は、PCIバスに接続可能な画像処理エンジンなどであり、例えば取得した画像データに対して誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
10 デジタル速度制御装置
101 目標速度算出部
102 現在速度算出部
103 速度誤差算出部
104 調節計部
105 目標速度判定部
106 速度補正部
Claims (23)
- 駆動手段をデジタル制御して移動させる移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御する閉ループ型のデジタル速度制御装置であって、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出手段と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出手段の検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出手段と、
前記目標速度算出手段によって算出された目標速度が所定値よりも小さいか否かを判定する目標速度判定手段と、
前記目標速度判定手段が前記目標速度は前記所定値よりも小さいと判定し、かつ、前記現在速度算出手段が前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正手段と、
前記速度補正手段によって置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段によって算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタル速度制御装置。 - 前記速度補正手段は、前記現在速度をゼロに置き換えるものであることを特徴とする請求項1に記載のデジタル速度制御装置。
- 前記速度補正手段は、前記現在速度を、
前記現在速度算出手段が前記最小単位の変位量であると算出したサンプリング時刻と、それ以前の直近の位置の変位を算出したサンプリング時刻との差分で前記最小単位の変位量を割った値に置き換えるものであることを特徴とする請求項1に記載のデジタル速度制御装置。 - 前記速度補正手段は、前記現在速度を過去の複数の変位量から決定される予測値に置き換えるものであることを特徴とする請求項1に記載のデジタル速度制御装置。
- 駆動手段をデジタル制御して移動させる移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御する閉ループ型のデジタル速度制御装置であって、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出手段と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出手段の検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出手段と、
前記変位量検出手段によって検出された移動体の変位量によって前記移動体が、停止状態にあるか否かを判定する停止状態判定手段と、
前記停止状態判定手段が前記移動体は停止状態にあると判定し、かつ、前記現在速度算出手段が前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正手段と、
前記速度補正手段によって置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段によって算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタル速度制御装置。 - 前記速度補正手段は、前記現在速度をゼロに置き換えるものであることを特徴とする請求項5に記載のデジタル速度制御装置。
- 前記速度補正手段は、前記現在速度を、前記現在速度算出手段が前記最小単位の変位量であると算出したサンプリング時刻と、それ以前の直近の位置の変位を算出したサンプリング時刻との差分で前記最小単位の変位量を割った値に置き換えるものであることを特徴とする請求項5に記載のデジタル速度制御装置。
- 前記速度補正手段は、前記現在速度を過去の複数の変位量から決定される予測値に置き換えるものであることを特徴とする請求項5に記載のデジタル速度制御装置。
- 前記停止状態判定手段は、前記検出された移動体の変位量が、所定の時間、所定の値で継続した場合、前記移動体が、前記停止状態にあると判定するものであることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1つに記載のデジタル速度制御装置。
- 駆動手段をデジタル制御して移動させる移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御する閉ループ型のデジタル速度制御装置であって、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出手段と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出手段の検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出手段と、
前記変位量検出手段によって検出された移動体の変位量によって前記移動体が、停止位置近傍にあって停止動作の制御を受ける停止制御状態にあるか否かを判定する停止制御判定手段と、
前記停止制御判定手段が前記移動体は停止制御状態にあると判定し、かつ、前記現在速度算出手段が前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正手段と、
前記速度補正手段によって置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段によって算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタル速度制御装置。 - 前記速度補正手段は、前記現在速度をゼロに置き換えるものであることを特徴とする請求項10に記載のデジタル速度制御装置。
- 前記速度補正手段は、前記現在速度を、前記現在速度算出手段が前記最小単位の変位量であると算出したサンプリング時刻と、それ以前の直近の位置の変位を算出したサンプリング時刻との差分で前記最小単位の変位量を割った値に置き換えるものであることを特徴とする請求項10に記載のデジタル速度制御装置。
- 前記速度補正手段は、前記現在速度を過去の複数の変位量から決定される予測値に置き換えるものであることを特徴とする請求項10に記載のデジタル速度制御装置。
- 前記停止制御判定手段は、前記検出された移動体の変位量が、所定の範囲内にある場合、前記移動体が、前記停止制御状態にあると判定するものであることを特徴とする請求項10〜13のいずれか1つに記載のデジタル速度制御装置。
- 前記停止制御判定手段は、前記検出された移動体の変位量が、一定時間、所定の範囲内にある場合、前記移動体が、前記停止制御状態にあると判定するものであることを特徴とする請求項10〜14のいずれか1つに記載のデジタル速度制御装置。
- モータの回転をデジタル制御して回転により移動する移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御するデジタルモータ制御装置であって、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出手段と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出手段の検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出手段と、
前記目標速度算出手段によって算出された目標速度が所定値よりも小さいか否かを判定する目標速度判定手段と、
前記目標速度判定手段が前記目標速度は前記所定値よりも小さいと判定し、かつ、前記現在速度算出手段が前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正手段と、
前記速度補正手段によって置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段によって算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタルモータ制御装置。 - モータの回転により紙を搬送する紙搬送手段と、前記紙搬送手段のモータの回転をデジタル制御して回転により移動する移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御するデジタルモータ制御装置とを備える紙搬送装置であって、
前記デジタルモータ制御装置は、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出手段と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出手段の検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出手段と、
前記目標速度算出手段によって算出された目標速度が所定値よりも小さいか否かを判定する目標速度判定手段と、
前記目標速度判定手段が前記目標速度は前記所定値よりも小さいと判定し、かつ、前記現在速度算出手段が前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正手段と、
前記速度補正手段によって置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段によって算出された速度誤差に基づいて前記モータの回転を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする紙搬送装置。 - 駆動手段をデジタル制御して移動させる移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御する閉ループ型のデジタル速度制御装置におけるデジタル速度制御方法であって、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出工程と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出工程と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出工程で検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出工程と、
前記目標速度算出工程で算出された目標速度が所定値よりも小さいか否かを判定する目標速度判定工程と、
前記目標速度判定工程で前記目標速度は前記所定値よりも小さいと判定し、かつ、前記現在速度算出工程で前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正工程と、
前記速度補正工程によって置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出工程と、
前記速度誤差算出工程で算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とするデジタル速度制御方法。 - 駆動手段をデジタル制御して移動させる移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御する閉ループ型のデジタル速度制御装置におけるデジタル速度制御方法であって、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出工程と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出工程と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出工程で検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出工程と、
前記変位量検出工程で検出された移動体の変位量によって前記移動体が、停止状態にあるか否かを判定する停止状態判定工程と、
前記停止状態判定工程が前記移動体は停止状態にあると判定し、かつ、前記現在速度算出工程が前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正工程と、
前記速度補正工程で置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出工程と、
前記速度誤差算出工程で算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とするデジタル速度制御方法。 - 駆動手段をデジタル制御して移動させる移動体の変位量を検知手段によって検知させ、前記移動体の停止を制御する閉ループ型のデジタル速度制御装置におけるデジタル速度制御方法であって、
前記検知手段によって検知された前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出工程と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出工程と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出工程で検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出工程と、
前記変位量検出工程で検出された移動体の変位量によって前記移動体が、停止位置近傍にあって停止動作の制御を受ける停止制御状態にあるか否かを判定する停止制御判定工程と、
前記停止制御判定工程で前記移動体は停止制御状態にあると判定し、かつ、前記現在速度算出工程で前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正工程と、
前記速度補正工程で置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出工程と、
前記速度誤差算出工程で算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とするデジタル速度制御方法。 - 請求項18〜20のいずれか1つに記載のデジタル速度制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
- 請求項21に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したことを特徴とする記録媒体。
- 駆動手段により移動される移動体によって記録媒体を搬送する搬送装置と、
前記記録媒体を搬送する移動体の変位量を検知手段によって検知して前記駆動手段を制御する閉ループ型のデジタル速度制御装置と、
前記デジタル速度制御装置によって制御される前記駆動手段によって移動する移動体により搬送される記録媒体上に画像形成して出力する画像出力装置と、
を備えた画像形成装置であって、
前記デジタル速度制御装置は、
前記検知手段によって検知する前記移動体の変位量を、標本化周期に対応する最小単位の変位量の整数倍によって取得する変位量検出手段と、
標本化時刻の経過に基づいて前記移動体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記移動体が移動する現在速度を、前記変位量検出手段の検出する変位量および前記変位量を検出する時の標本化時刻の差分で算出する現在速度算出手段と、
前記目標速度算出手段によって算出された目標速度が所定値よりも小さいか否かを判定する目標速度判定手段と、
前記目標速度判定手段が前記目標速度は前記所定値よりも小さいと判定し、かつ、前記現在速度算出手段が前記現在速度は前記標本化周期あたり前記最小単位の変位量であると算出した場合、前記現在速度をあらかじめ設定されている設定値に置き換える速度補正手段と、
前記速度補正手段によって置き換えられた設定値と前記目標速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段によって算出された速度誤差に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を有するものであることを特徴とする画像形成装置。
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