JP2007028808A - モータ駆動制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 線形の立ち上げ速度プロファイルに従ってモータをサーボ制御するために急激な加速度を伴う立ち上げ制御が行なわれて被記録媒体を停止位置精度が低下し、騒音が発生する。
【解決手段】 速度プロファイル格納部１０１に格納した速度プロファイルと、加速度係数格納部１０２に格納した三角関数であるＳin係数を保持したテーブル値Ｔsinと、印刷モードに応じて加速度を変更するための立ち上げ係数βとに基づいて得られる非線形の立ち上げ速度プロファイル（目標速度プロファイル）に基づいて副走査モータ３１を駆動制御することで、急激な加速度を低減する。
【選択図】図４

Description

本発明はモータ駆動制御装置及び画像形成装置に関し、特にモータ駆動制御装置及び画像形成装置で用いる速度プロファイルに関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ／ファックス／複写機複合機等の各種画像形成装置として、液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッドをキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体（用紙、記録媒体などとも称される。）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成（記録、印刷、印字、印写も同義で使用する。）するシリアル型のもの、ライン幅を有する記録ヘッドを備えて、被記録媒体を副走査送りしながら被記録媒体に画像を形成するライン型のものがある。

このような画像形成装置においては、ある一定幅を持った画像を出力する記録ヘッドから吐出された液滴によって画像を被記録媒体に連続的に記録するために、被記録媒体の間欠搬送（副走査）を行なうが、このときの被記録媒体の送り精度、被記録媒体の停止位置決め精度が画像品質に影響を与える。したがって、高速で高画質画像を記録するためには、高速で、高精度に被記録媒体を搬送して位置決めしなければならない。また、記録ヘッドを搭載したキャリッジの主走査について同様のことが言える。

そこで、一般には、被記録媒体を送る搬送ベルト或いは搬送ローラなどの被駆動体を駆動モータで回転駆動し、被駆動体の移動量（回転量）に応じたエンコーダ出力から被駆動体の移動速度と移動量に関する速度情報と位置情報を得て、これらの速度情報と位置情報に基づいて駆動モータを駆動制御して被駆動体を移動させるサーボ制御が採用されている。

このようなモータの駆動制御方法としては、特許文献１に記載されているように、モータを動力源として使用して機構の各駆動を行う際に、目標位置及び予め設定されたパラメータに従って該駆動の理想的なプロファイルを作成するプロファイル作成工程と、プロファイルに従ってモータの駆動を制御する追値制御工程と、各駆動の終了の際に、パラメータの値を評価する評価工程と、評価の結果に応じて、パラメータの値を改善係数に基づいて変更する変更工程と、改善係数を起動後の駆動回数に従って設定する係数設定工程とを備えることが知られている。
特開２００４−０８６６１０号公報

また、特許文献２に記載されているように、アクチュエータと位置検出部と速度検出部と目標速度演算部と速度制御コントローラと位置制御コントローラとコントローラ切替部とコントローラ切替指令部と操作量補正部と加算器とドライバを有し、アクチュエータは、バネで支持され、ドライバからの駆動信号に応じてガイドに沿って移動し、位置検出部はアクチュエータの位置を検出し、速度検出部はアクチュエータの移動速度を検出し、目標速度演算部はアクチュエータの目標位置及び位置検出部が検出したアクチュエータの位置を基にアクチュエータが移動する速度の目標である目標速度を算出し、速度制御コントローラは目標速度演算部が算出した目標速度と速度検出部が検出したアクチュエータの移動速度とを基にアクチュエータの移動速度が目標移動速度になるように操作信号を出力し、位置制御コントローラはアクチュエータの目標位置と位置検出部が検出したアクチュエータの位置とを基にアクチュエータの停止位置が目標位置となるように操作信号を出力し、コントローラ切替部は速度制御コントローラが出力した操作信号と位置制御コントローラが出力した操作信号とを切り替えて加算器に出力し、コントローラ切替指令部はアクチュエータの目標位置及び位置検出部が検出したアクチュエータの位置を基に、コントローラ切替部に対していずれの操作信号を加算器に出力するかを指令し、加算器はコントローラ切替部から入力された速度制御コントローラが出力した操作信号又は位置制御コントローラが出力した操作信号のいずれかの操作信号と、コントローラ切替部が操作信号を切り替えた直後に保持した操作量補正部から入力された操作量補正信号とを加算してドライバに向けて出力し、操作量補正部はコントローラ切替部が操作信号を切り替える直前に加算器からの加算された操作信号を操作量補正信号として保持し、ドライバは入力した操作信号の大きさに応じてアクチュエータの駆動信号を出力する位置決め制御装置が知られている。
特許第３５３３３１８号公報

ところで、上述したようなサーボ制御においては、制御対象の負荷は一定とは限らず、それぞれに慣性、摩擦力、剛性（ばね性）といった制御系には見えない状態を把握しなくてはならない。したがって、目的に応じて被記録媒体の搬送速度制御を行なうことが、高速、高画質な印刷結果を得られることとなる。特に、被記録媒体の高速出力時には、被記録媒体の高速な移動が必要となり、急激な加速度となる。

しかしながら、モータの速度制御において、急激な加速度を伴う立ち上げ制御を行うと、被記録媒体のスリップが生じ、搬送精度が低下し、良好な印刷結果が得られなくなり、また、急激な加速度変化は騒音にも繋がるという課題を生じることになる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、急激な加速度変化のない立ち上げ制御を行なうことで安定したサーボ制御ができるモータ駆動制御装置、このモータ駆動制御装置を備えることで高画質な印刷結果や静粛性を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係るモータ駆動制御装置は、被駆動体の速度を予め定めた目標到達速度まで立上げるための立上げ速度プロファイルが、目標到達速度まで非線形となる速度プロファイルである構成とした。

ここで、立上げ速度プロファイルは、目標到達速度まで三角関数を含む非線形となる速度プロファイルであることが好ましい。また、立上げ速度プロファイルは、最低速度領域を含むことが好ましい。

本発明に係る画像形成装置は、被記録媒体を搬送するための駆動モータと、この駆動モータを駆動制御する本発明に係るモータ駆動制御装置とを備えている構成とした。

ここで、記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドを搭載したキャリッジと、このキャリッジを主走査方向に移動させる駆動モータと、この駆動モータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備えることができる。

また、印刷モード毎に立上げ速度プロファイルの立上げ加速度を決定する係数を備えていることが好ましい。この場合、相対的に画質よりも速度を優先する高速印刷モードでは係数が相対的に大きく加速度が大きくなることが好ましい。また、相対的に速度よりも画質を優先する高画質印刷モード又は相対的に静かさを優先する静粛印刷モードでは係数が相対的に小さく加速度が小さくなることが好ましい。

本発明に係るモータ駆動制御装置及び画像形成装置によれば、被駆動体の速度を予め定めた目標到達速度まで立上げるための立上げ速度プロファイルが、目標到達速度まで非線形となる速度プロファイルである構成としたので、急激な加速度変化のない立ち上げ制御を行なうことで安定したサーボ制御ができ、高画質な印刷結果や静粛性を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４でタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド７を構成する液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインク（液体）を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた１又は複数の液滴吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。

キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８にはインク供給チューブ９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。

一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。

ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。つまり、副走査モータ３１が駆動モータであり、搬送ベルト２１（搬送ローラ２７）が駆動モータで駆動される被駆動体となる。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。

また、図２に示すように、搬送ローラ２７の軸には、スリット円板３４を取り付け、このスリット円板３４のスリットを検知するセンサ３５を設けて、これらのスリット円板３４及びセンサ３５によってエンコーダ３６を構成している。このエンコーダ３６が被駆動体である搬送ベルト２１の移動量（搬送ローラ２７の回転量）を検出するためのエンコーダである。

帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。

また、キャリッジ３の前方側には、図１に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール４２を設け、キャリッジ３の前面側にはエンコーダスケール４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ４３を設け、これらによって、キャリッジ３の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ４４を構成している。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離部と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。

また、背部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３のブロック図を参照して説明する。
この制御部８０は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ８２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ８３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能なＮＶＲＡＭ８４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ８５とを備えている。

また、この制御部８０は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ８６と、記録ヘッド７を駆動制御するためのヘッド駆動制御部８７及びヘッドドライバ８８と、主走査モータ４を駆動するための主走査モータ駆動部９０と、副走査モータ３１を駆動するための副走査モータ駆動部９１と、エンコーダ３６、４４からの検出パルス、環境温度を検出する温度センサ９５からの検出信号、及びその他の各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ９２などを備えている。また、この制御部８０には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル９３が接続されている。

制御部８０は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ８６で受信する。

そして、ＣＰＵ８１は、Ｉ／Ｆ８６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ８５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部８７に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ８２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。

ヘッド駆動制御部８７は、記録ヘッド７の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ８８にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ８８に送出する。

このヘッド駆動制御部８７は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ８２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。

また、ヘッドドライバ８８は、ヘッド駆動制御部８７からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部８７からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド７のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動する。

主走査モータ駆動部９０は、ＣＰＵ８１側から与えられる目標値とエンコーダ４４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値（操作量）を算出して内部のモータドライバを介して主走査モータ４を駆動する。

同様に、副走査モータ駆動部９１は、ＣＰＵ８１側から与えられる目標値とエンコーダ３６からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御値（操作量）を算出して内部のモータドライバを介して副走査モータ３１を駆動する。

そこで、この画像形成装置における副走査モータの駆動制御に係る本発明に係るモータ駆動制御装置を構成する部分について図４の機能ブロック図も参照して説明する。
速度プロファイル格納部１０１には、副走査モータ３１の速度プロファイル（加速テーブル目標速度）が格納され、ＣＰＵ８１によって副走査モータ駆動部９１に目標速度が与えられる。加速度係数格納部１０２には、立ち上げ加速度を決定するための係数が格納されている。これらの速度プロファイル格納部１０１及び加速度係数格納部１０２はＲＯＭ８２にて構成している。

ここで、例えば、速度プロファイル格納部１０１に格納する速度プロファイルは、目標速度Ｖ０、現在位置Ｘ、目標加速度αとすると、次の（１）式で表わされる。
Ｖ０＝√２α・Ｘ ……（１）

この（１）式では、線形である目標速度となるため、加速度係数格納部１０２には、加速度係数として、三角関数であるＳin係数（サイン係数）を保持したテーブル値Ｔsinを保持し、速度プロファイル格納部１０１の速度プロファイルとテーブル値Ｔsinに基づいて、非線形な立ち上げ速度プロファイルを作成（設定）する。それとともに、加速度係数格納部１０２には、印刷モードに応じて加速度を変更するための立ち上げ係数βをも格納している。

これにより、立ち上げ速度プロファイルにおける目標速度Ｖ１は、次の（２）式で算出される非線形となる目標速度となる。
Ｖ1=Ｖ０・Ｔsin・β ……（２）

また、立上げ係数βは、印刷モード毎、例えば相対的に画質よりも印刷速度を優先する高速印刷モード、相対的に速度よりも画質を優先する高画質印刷モード、相対的に静かな印刷を優先する静粛性モードなどのモード毎に、予め所要の係数として設定している。例えば、高速印刷モードでは「β=３．０」、高画質印刷モードでは「β=１．０」とし、この例では高速印刷モードの立ち上げ加速度は高画質印刷モードの立ち上げ加速度に対して３倍になるようにしている（これに限るものではなく、また、印刷モードに関係なく一定であっても良い。）。

図４に戻って、位置速度検出部１０３は、エンコーダ３６から出力されるＡ相の検出パルスの立ち上がりエッジをカウントして搬送ローラ２７の回転速度に対応する搬送ベルト２１の送り速度を検出することで、現在の速度である検出速度に変換するとともに、Ａ相、Ｂ相の検出パルスの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出カウントして搬送ローラ２７の回転量に対応する搬送ベルト２１の相対移動量を検出して、検知位置に変換する。

サンプリング部１０４は、予め定めたサンプリング周期で位置速度検出部１０２から出力されている速度情報及び位置情報をサンプリングして副走査モータ駆動部９１に与える。なお、速度検出部１０３やサンプリング部１０４はエンコーダ３６及び制御部８０のＣＰＵ８１などによって構成している。

副走査モータ駆動部９１は、比較演算部１１１、ＰＩＤ制御演算部１１２及びモータドライバ１１３で構成している。ここで、比較演算部１１１は、速度プロファイル１０１から与えられる目標位置に対応する目標速度と、位置速度検出部１０２から出力されてサンプリング部１０３によって与えられる検出速度（現在速度）とを比較して両者の偏差（速度偏差）を算出して、ＰＩＤ制御演算部１１２に与える。

ＰＩＤ制御演算部１１２は、比較演算部１１１からの速度偏差に対して、ＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行ってＤＣサーボモータである副走査モータ３１に対する制御値を演算する。ここでは、副走査モータ３１をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御で駆動するものとして、ＰＩＤ制御演算部１１２は速度偏差に対してＰＩＤ制御を行ってＰＷＭのデューティ比を求め、このＰＷＭのデューティ比をモータドライバ１１３に与えてＰＷＭ制御で副走査モータ３１を駆動させることにより、搬送ベルト２１を目標とする速度で目標とする位置に駆動するようにしている。

次に、このように構成したモータ駆動制御装置の作用について図５をも参照して説明する。
制御部８０は、用紙１２の搬送（送り）を開始するために副走査モータ３１の駆動を開始したときに、比較演算部１１１が目標位置、速度情報を取得する。一方、前述したように、位置速度検出部１０３からは搬送ベルト２１の現在位置、現在速度に対応する情報が出力されて、サンプリング部１０４でサンプリングされて比較演算部１１１に与えられる。

そこで、比較演算部１１１は、これらの目標位置と現在位置とを比較することで移動量（偏差）を判定する。このとき、目標位置に到達していれば、つまり、偏差がゼロであれば、副走査モータ３１の駆動を停止する。

これに対し、目標位置に到達していなければ（目標位置未達であれば）、加速度を判定する。ここで、加速度が高速印刷モードであれば、加速度係数格納部１０２から高速印刷モードに対する立ち上げ係数βを取得し、高画質刷モードであれば、加速度係数格納部１０２から高画質印刷モードに対する立ち上げ係数βを取得する。そして、速度プロファイル格納部１０１から位置偏差に応じた速度プロファイルを取得し、加速度係数格納部１０２から対応するテーブル値Ｔsinを取得して、目標速度を演算する。

その後、現在速度情報を取得して目標速度との速度偏差を演算し、偏差に応じてＰＩＤ演算処理を行なって副走査モータ３１に対する制御量（操作量）を演算後の操作量に変更する処理を行なう。

このとき、立ち上げ速度プロファイルは、前述したように目標速度Ｖ１＝Ｖ０・Ｔsin・βで求められる非線形（三角関数を含む非線形）の速度プロファイルとなる。

また、演算した目標速度が予め定めた速度以下になる場合には、目標速度を予め定めた低速度（例えば１０ｍｍ／ｓｅｃ、とする処理を行なうことで、予め定めた低速度以上の目標速度から副走査モータ３１の駆動を行なうようにしている。つまり、立ち上げ速度プロファイルとしては低速度領域を有し、低速度領域未満での目標速度を設定せず、これによって、最低限の速度偏差量を設けることができて低速での動き出しを行なうことができるようになる。

ここで、本発明に係る非線形の立ち上げ速度プロファイルを適用して副走査モータ３１の駆動制御を行なったときの実測結果を図６に示している。図６において、破線は非線形プロファイルを、一点鎖線は非線形プロファイルに最低速度領域を設定した目標速度プロファイルをそれぞれ示している。この目標速度プロファイルで副走査モータ３１を駆動制御すると、実線で示すような実速度で副走査モータ３１を駆動することができる。

これによって、急激な加速度変化がない状態で被記録媒体を搬送（送り）を行なうことができるようになり、安定したサーボ制御による高精度の低騒音での送り制御を行なうことができる。

つまり、従前の立ち上げ速度プロファイル（目標速度プロファイル）は、図７に一点鎖線で示すように線形の速度プロファイル（目標速度プロファイル）であり、この線形の速度プロファイルで副走査モータを駆動制御したときの実速度は、同図に実線で示すように変化し、領域Ｂなどで急激な加速度が生じることになって、ハンチングなどが生じ易く、停止位置精度が低下したり、あるいは、騒音が生じたりする。

これに対して、非線形の速度プロファイルを適用することで、急激な速度変化のないモータの立ち上げ時の実速度に倣う目標速度プロファイルとすることができて、急激な加速度が生じることがなく、停止位置精度が向上し、騒音も低減することができる。

次に、印刷モードとの関係について説明すると、上述したように、高速印刷モードでは立ち上げ係数βを相対的に大きな値にして加速度を相対的に大きくし、高画質印刷モードでは立ち上げ係数βを相対的に小さな値にして加速度を相対的に小さくしている。

つまり、モータの立上げ制御は、目的によっては、相反することを実施する必要がある。例えば、高速印刷時には、立上げ時間を短くすることが必須となるのに対し、高画質印刷時には、可能な限り、搬送精度の低下を防止する必要がある。したがって、高速印刷モードが選択された場合には、高加速度の係数βを使用してできるだけ急激に速度を上げることで立ち上げ時間を短縮し、これに対して、高画質印刷モードが選択された場合には、低加速度の係数βを使用して緩やかな立上げを行い、スリップによる搬送精度低下の防止と共に静粛化を図るようにしている。なお、静粛印刷モードのときにも相対的に低加速度で駆動制御するように係数βを設定しておけばよい。

なお、上記実施形態では線形立ち上げ速度プロファイルにサイン関数のテーブル値Ｔsinを乗じることで、立ち上げ時の目標速度プロファイルが非線形立ち上げプロファイルになるようにしているが、速度プロファイル格納部に格納する立ち上げ速度プロファイル自体を予め非線形速度プロファイルとすることもできる。ただし、上述したように非線形関数（例えばサイン関数）を別に格納しておくことで、データ量が少なくて済み、処理が容易になる。

また、上記実施形態においてはシリアル型画像形成装置の副走査駆動について説明したが、ライン型画像形成装置において被記録媒体を間歇的に搬送駆動する場合にも同様に適用することができる。また、上記実施形態においては、シリアル型画像形成装置の副走査駆動について説明したが、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査させる主走査モータ４の駆動制御に適用することもできる。さらに、上記実施形態においては、本発明に係るモータ駆動制御装置をインクジェット記録方式の画像形成装置にモータを駆動するために適用したがこれに限るものではなく、電子写真方式の画像形成装置やインク以外の記録液を使用する画像形成装置、用紙搬送装置などで用いるモータの駆動制御にも同様に適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の概略説明図である。 同機構部の要部平面説明図である。 同装置の制御部の概略ブロック説明図である。 同制御部のモータ駆動制御に係る部分の機能ブロック説明図である。 同モータ駆動制御の作用説明に供する説明図である。 同モータ駆動制御を実施したときの非線形プロファイル、目標速度プロファイル及び実速度の関係の一例の説明に供するフロー図である。 線形立ち上げプロファイルと実速度の関係の一例の説明に供する説明図である。

符号の説明

３…キャリッジ
４…主走査モータ
７…記録ヘッド
２１…搬送ベルト
２６…帯電ローラ
２７…搬送ローラ
３１…副走査モータ
３６…エンコーダ
９１…副走査モータ駆動部
１０１…速度プロファイル格納部
１０２…加速度係数格納部
１０３…位置速度検出部
１０４…サンプリング部
１１１…比較演算部
１１２…ＰＩＤ制御演算部
１１３…モータドライバ

Claims (8)

1. モータで駆動される被駆動体をフィードバック制御するモータ駆動制御装置において、前記被駆動体の速度を予め定めた目標到達速度まで立上げるための立上げ速度プロファイルは、目標到達速度まで非線形となる速度プロファイルであることを特徴とするモータ駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、前記立上げ速度プロファイルは、目標到達速度まで三角関数を含む非線形となる速度プロファイルであることを特徴とするモータ駆動制御装置。
3. 請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置において、前記立上げ速度プロファイルは、最低速度領域を含むことを特徴とするモータ駆動制御装置。
4. 被記録媒体を搬送しながら前記被記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記被記録媒体を搬送するための駆動モータと、この駆動モータを駆動制御する請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドを搭載したキャリッジと、このキャリッジを主走査方向に移動させる駆動モータと、この駆動モータを駆動制御する請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４又は５に記載の画像形成装置において、印刷モード毎に立上げ速度プロファイルの立上げ加速度を決定する係数を備えていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、相対的に画質よりも速度を優先する高速印刷モードでは前記係数が相対的に大きく加速度が大きくなることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６又は７に記載の画像形成装置において、相対的に速度よりも画質を優先する高画質印刷モード又は相対的に静かさを優先する静粛印刷モードでは前記係数が相対的に小さく加速度が小さくなることを特徴とする画像形成装置。
   

Images