JP2007062945A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の大型化を招くことなく制御可能な搬送量の分解能を高め、しかも、粉塵の影響を受けることなく常時高精度に搬送量を制御し得る搬送装置を提供する。
【解決手段】 記録用紙に画像を形成する装置において、記録用紙の搬送制御を行うのに必要な搬送ローラの回転角度や周速を、回転角度演算部３１２及び周速演算部３１４にて、搬送ローラの回転軸に固定されたジャイロセンサからの検出信号（角速度ω）に基づき演算し、その演算された回転角度及び周速を用いて、搬送ローラを駆動制御する。また、ジャイロセンサ７０にて検出された角速度ωは、紙端検出部３１６で記録用紙の紙端を検出したり、ジャム検出部３２２にて記録用紙のジャムを検出したり、傾き判定部３２４にて装置全体の傾きを検出するのにも利用する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、搬送ローラの回転により被搬送媒体を搬送する搬送装置に関する。

従来より、インクジェットプリンタ等の画像形成装置において、被記録媒体となる記録用紙等を搬送するのには、搬送ローラが使用されている。また、この搬送ローラには、その回転に基づき被記録媒体の送り量や搬送位置を制御できるようにするために、搬送ローラの回転角度を検出するロータリエンコーダが設けられている（例えば、特許文献１，２等参照）。

このロータリエンコーダは、通常、周方向に沿って略等間隔にスリットが形成され、搬送ローラの回転軸に固定されるコードホイール（円盤）と、このコードホイールの回転に伴うスリットの通過を検出する光学式センサと、から構成されている。

このため、このロータリエンコーダからは、搬送ローラの所定回転角度毎にパルス信号が出力されることになり、このパルス信号の発生間隔（時間）を計測すれば搬送ローラの回転速度を検知でき、このパルス信号の個数をカウントすれば搬送ローラの回転角度を検知できることになる。

そして、ロータリエンコーダからのパルス信号により制御可能な搬送量の分解能を高めるには、搬送ローラ１回転当たりにロータリエンコーダから出力されるパルス数を増加すればよく、このためには、コードホイールのスリット間隔を小さくするか、コードホイールの直径を大きくすることによって、コードホイールに形成されるスリットの数を増加すればよい。
特開２００５−１３２０２９号公報 特開２００５−１５２２７号公報

しかしながら、上記のようにコードホイールのスリット間隔を小さくすると、光学センサが粉塵の影響を受けてスリットの通過を正確に検出できなくなり、回転角度の検出精度が低下するという問題が発生する。特に、インクジェットプリンタでは、インクミストや紙粉が発生し易いことから、コードホイールのスリット間隔を小さくすると、こうした問題が顕著に現れる。

一方、コードホイールの直径を大きくすれば、スリット間隔を小さくすることなく、スリットの数を増加できるので、こうした問題は防止できるものの、ロータリエンコーダ自体のサイズが大きくなるため、搬送ローラを含む搬送装置全体の大型化を招き、画像形成装置等、小型化が要求される装置では採用することができないという問題が生じる。

つまり、画像形成装置のような小型化が要求される装置において用いられる搬送装置では、ロータリエンコーダの改良によって制御可能な搬送量の分解能を高めるには限界があるのである。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、装置の大型化を招くことなく制御可能な搬送量の分解能を高めることができ、しかも、インクミストや紙粉といった粉塵の影響を受けることなく常時高精度に搬送量を制御し得る搬送装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、搬送ローラの回転により被搬送媒体を搬送する搬送装置であって、角速度検出軸が搬送ローラの回転軸と平行となるよう、搬送ローラ又は搬送ローラと共に回転する回転部に設けられた角速度検出手段と、この角速度検出手段にて検出された角速度から搬送ローラの回転角度を演算する回転角度演算手段とを備えたことを特徴とする。

このように本発明の搬送装置においては、搬送ローラの回転角度の検出に、従来のようなロータリエンコーダではなく、角速度検出手段を用いる。
この角速度検出手段としては、機械式、光学式、流体式、或いは振動式の各種ジャイロセンサを利用できるが、これらのジャイロセンサは、角速度に応じたアナログ信号を連続的に出力することから、回転角度演算手段にて角速度を積分することにより得られる回転角度の分解能は、ロータリエンコーダにより検出される回転角度に比べて極めて高く、理論上はその分解能を無限に高めることができる。

従って、回転角度演算手段にて演算された搬送ローラの回転角度に基づき被搬送媒体の搬送量を制御すれば、被搬送媒体の送り量や搬送位置を極めて高精度に制御することが可能となる。

また、ジャイロセンサの大きさと、回転角度演算手段にて得られる回転角度の分解能分解能とは無関係であり、ロータリエンコーダのように、検出可能な回転角度の分解能を高めるためにジャイロセンサ自体を大きくする必要がないので、本発明によれば、被搬送媒体を高精度に搬送し得る搬送装置の小型化を図ることもできる。

また、角速度検出手段として利用可能なジャイロセンサは、通常、筐体内に収納されており、ロータリエンコーダのように、粉塵等による汚れの影響を受けることなく、角速度を検出することができる。

よって、本発明の搬送装置によれば、汚れが発生しやすい環境下で使用しても、被搬送媒体を極めて高精度に搬送することができるようになり、例えば、インクミストや紙粉が発生し易いインクジェットプリンタにおける紙送り装置として利用すれば、記録用紙の搬送位置を高精度に制御して、記録用紙に鮮明な画像を形成させることができるようになる。

ところで、この種の搬送装置においては、被搬送媒体の搬送時、搬送ローラには被搬送媒体側から荷重が加わるものの、ロータの回転速度は略一定となり、その回転軸周りの角速度も略一定となる。また、被搬送媒体がなく、搬送ローラが空転しているときにも、搬送ローラの回転速度は略一定となり、その回転軸周りの角速度も略一定となる。

しかし、搬送ローラが空転状態から被搬送媒体の搬送状態に切り変わるときや、逆に、被搬送媒体の搬送が完了して搬送ローラが搬送状態から空転状態に切り変わるときには、搬送ローラに加わる荷重が変化するので、その回転速度（延いては回転軸周りの角速度）は一時的に低下又は増加する。

このため、本発明の搬送装置には、請求項２に記載のように、搬送ローラの回転駆動時に角速度の変化状態を監視して、角速度が一時的に低下又は増加した際に、搬送ローラによる被搬送媒体の搬送開始又は搬送終了を判定する搬送動作判定手段を設けるとよい。

そして、このようにすれば、被搬送媒体の搬送経路上に被搬送媒体の位置を検出するための検出手段を設けることなく、搬送ローラにより搬送される被搬送媒体の位置を正確に把握することができるようになり、被搬送媒体の搬送制御をより良好に行うことが可能となる。

また、特に、この搬送装置を、画像形成装置における紙送り装置として利用すれば、画像形成装置において用紙の紙端位置を検出するために搬送ローラの上流側に設けられる紙端検出装置（所謂レジセンサ）を不要にすることができるだけでなく、用紙が搬送ローラとピンチローラとの間に挟まれてその搬送が開始されたタイミングや搬送が終了したタイミングを検知できることになるので、単に用紙の通過を検出する従来の紙端検出装置に比べて、用紙位置をより正確に検出することができるようになる。

一方、画像形成装置において紙詰まり（所謂ジャム）が発生した場合等、被搬送媒体の搬送時に被搬送媒体を正常に搬送できなくなると、被搬送媒体側から加わる荷重によって搬送ローラの回転速度（延いては回転軸周りの角速度）は低下する。

このため、本発明の搬送装置には、請求項３に記載のように、搬送ローラの回転駆動時に角速度が予め設定された異常判定値よりも低下すると、被搬送媒体の搬送系の異常を判定する搬送異常判定手段を設けるようにしてもよい。

そして、このようにすれば、画像形成装置における紙詰まり等、被記録媒体の搬送時にその搬送系で何等かの異常が生じたときに、搬送ローラの回転軸周りの角速度の変化から、その旨を速やかに検出することができるようになる。

また次に、角速度検出手段は、検出対象となる軸回りの角速度を検出するものであることから、搬送ローラが回転したときだけでなく、搬送装置自体が変位したときにも、その変位によって生じる角速度を検出することになる。

このため、本発明の搬送装置には、請求項４に記載のように、搬送ローラの駆動停止時に角速度が予め設定された傾き判定値を越えると、当該搬送装置が傾いたことを判定する傾き判定手段を設けてもよい。

そして、この搬送装置によれば、被搬送媒体の搬送動作を停止しているときに、搬送装置が傾けられると、傾き判定手段が、角速度検出手段で検出される角速度から、搬送装置の傾きを判定することから、この搬送装置を、通常の設置状態から傾けられると不具合が発生する装置に適用して、傾け判定手段による判定結果を周囲に報知するようにすれば、装置の傾きを使用者に速やかに通知して、装置の姿勢を正常状態に復帰させることができる。

具体的には、例えば、インクジェットプリンタでは、インクを収納したタンクが内蔵されるので、プリンタ本体が大きく傾けられると、インクが漏れ出すことが考えられるが、この請求項４に記載の搬送装置を、インクジェットプリンタの紙送り装置に適用すれば、インク漏れが起こる前にプリンタ本体の傾きを判定して、使用者に対して警告を発し、インク漏れを防止する、といったことが可能となる。

ところで、画像形成装置における紙送り装置等、量産化される搬送装置においては、被搬送媒体の搬送に用いる搬送ローラの径にバラツキがあることから、搬送ローラ一回転当たりの被搬送媒体の搬送量も搬送ローラ毎に異なる。

このため、従来では、搬送装置の出荷時には、搬送ローラの回転に対する被搬送媒体の搬送量（制御量）を補正するための補正値を実験的に求めて、搬送ローラの駆動制御系に登録しておき、実際に搬送ローラを回転駆動して被搬送媒体を搬送させる際には、被搬送媒体の目標搬送量（制御量）を補正値で補正して、搬送ローラを回転駆動するようにしていた。

しかし、このように補正値を設定するには、実際に搬送装置を動作させて被搬送媒体を搬送させ、そのときの搬送量の設定値からのずれを求める必要があることから、出荷前の校正作業が面倒で、搬送装置のコストアップを招く、という問題がある。

そこで、本発明の搬送装置には、更に、請求項５に記載のように、搬送ローラの径が記憶された記憶手段と、角速度検出手段にて検出された角速度と記憶手段に記憶された搬送ローラの径とから搬送ローラの周速を算出する周速演算手段とを設け、少なくとも記憶手段は、搬送ローラに一体的に組み付けられる角速度検出手段と一体化しておくとよい。

つまり、搬送装置をこのように構成すれば、周速演算手段にて演算された周速に基づき、被搬送媒体の搬送速度や搬送量を精度よく制御することができ、しかも、出荷時には、搬送ローラの径を測って記憶手段に記憶するだけでよいので、出荷前の校正作業が極めて簡単になり、従来に比べて、搬送装置のコストダウンを図ることが可能となる。

一方、本発明のように、搬送ローラ（又は搬送ローラと共に回転する回転部）に設けた角速度検出手段を用いて搬送ローラの回転角度を検出するようにした場合、この角速度検出手段は、装置本体が振動したときにでも、その振動に対応した角速度を検出してしまうので、装置本体が振動すると、回転角度の検出精度が低下することになる。

特に、インクジェットプリンタでは、用紙の搬送時には、同時に記録ヘッドも搬送することから、プリンタ全体が振動することになるため、本発明の搬送装置を、インクジェットプリンタの紙送り装置に適用した場合には、搬送ローラの回転角度の検出精度が低下し易くなる。

そこで、本発明の搬送装置には、請求項６に記載のように、搬送ローラを回転可能に支持する装置本体側に、角速度検出軸が搬送ローラの回転軸と平行となるように組み付けられた第２の角速度検出手段と、この第２の角速度検出手段にて検出された角速度に基づき、搬送ローラ又は回転部に設けられた角速度検出手段にて検出された角速度若しくは前記回転角度演算手段にて演算された搬送ローラの回転角度を補正する補正手段とを設けるようにしてもよい。

そして、搬送装置をこのように構成すれば、回転角度演算手段にて演算される回転角度から第２の角速度検出手段にて検出された角速度成分を除去することができるようになり、装置本体の振動の影響を受けることなく、搬送ローラの回転角度を正確に求めることが可能となる。

よって、この搬送装置は、インクジェットプリンタのように、搬送ローラ側に設けた角速度検出手段が、周囲の振動の影響を受け易い装置であっても、搬送ローラの回転角度を正確に検出して、被搬送媒体の搬送量や搬送位置を高精度に制御することができるようになる。

また次に、本発明の搬送装置には、請求項７に記載のように、当該搬送装置の動作停止時に、角速度検出手段にて検出される角速度を周期的にサンプリングし、そのサンプリング結果を第２の記憶手段に格納する角速度格納手段を設けてもよい。

そして、この搬送装置によれば、搬送装置の輸送時等、当該搬送装置の動作停止時には、角速度格納手段が、角速度検出手段にて検出された角速度を周期的にサンプリングして第２の記憶手段に格納するので、例えば、搬送装置を輸送用の梱包から出したときや、搬送装置を動作させるために電源を投入したときに、何等かの異常が見つかった場合に、第２の記憶媒体に格納された角速度のサンプリング履歴から、不具合原因を調査することができる。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、実施形態の多機能装置（ＭＦＤ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）１の斜視図であり、図２は、その側断面図である。

この多機能装置１は、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能を有するものであり、図１及び図２に示すように、合成樹脂製のハウジング２の上部に、原稿の読み取りに用いられる画像読取装置１２が設けられている。

画像読取装置１２は、その左端部に設けられた図示しない枢軸を中心にハウジング２に対して上下開閉回動可能に構成されており、さらに、この画像読取装置１２の上面を覆う原稿カバー体１３が、その後端部に設けられた枢軸１２ａ（図２参照）を中心に画像読取装置１２に対して上下開閉回動可能に装着されている。

そして、図２に示すように、画像読取装置１２の上面には、原稿カバー体１３を上側に開けて読み取り用の原稿を載置するための載置用ガラス板１６が設けられ、その下側には、原稿読み取り用の密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）１７が図２の紙面と直交する方向（主走査方向、左右方向）に延びるガイドシャフト４４に沿って往復移動可能に設けられている。

また、図１及び図２に示すように、画像読取装置１２の前方には、入力操作を行うための操作ボタン群１４ａや各種情報を表示するための液晶表示部（ＬＣＤ）１４ｂを備えた操作パネル１４が設けられている。

一方、ハウジング２の底部には、被記録媒体（搬送対象物）としての記録用紙Ｐを給紙するための給紙部１１が設けられている。この給紙部１１には、記録用紙Ｐを積載（堆積）した状態で収容する給紙カセット３が、ハウジング２の前側に形成された開口部２ａを介して、ハウジング２に対し前後方向に着脱可能に設けられている。本実施形態において、給紙カセット３は、Ａ４サイズ、レターサイズ、リーガルサイズ、はがきサイズ等の記録用紙Ｐをその短辺（幅）が給紙方向（副走査方向、前後方向、矢印Ａ方向）と直交する方向（主走査方向、左右方向）に延びる向きで複数枚積載（堆積）して収納可能に構成されている。

そして、図２に示すように、給紙カセット３の奥側（後端部側）には、記録用紙分離用の傾斜分離板８が配置されている。この傾斜分離板８は、記録用紙Ｐの幅方向（左右方向）中央部において突出し、記録用紙Ｐの幅方向左右両端部側へ向かうに従って後退するように平面視で凸湾曲状に形成されており、記録用紙Ｐの幅方向中央部には、記録用紙Ｐの先端縁に当接して分離を促進するための鋸歯状の弾性分離パッドが設けられている。

また、給紙部１１において、ハウジング２側には、給紙カセット３から記録用紙Ｐを給紙するための給紙アーム６ａの基端部が上下方向に回動可能に装着され、この給紙アーム６ａの先端部に設けられた給紙ローラ６ｂには、給紙アーム６ａ内に設けられた歯車伝達機構６ｃにより、ＬＦ（搬送）モータ５４（図４参照）からの回転駆動力が伝達される。そして、この給紙ローラ６ｂと上述した傾斜分離板８の弾性分離パッドとにより、給紙カセット３に堆積された記録用紙Ｐを１枚ずつ分離搬送する。

こうして給紙方向（矢印Ａ方向）に沿って進むように分離された記録用紙Ｐは、第１搬送路体５３と第２搬送路体５２との間隙に形成された横向きＵ字形状のパスを含む給送路９を介して、給紙カセット３の上方（高い位置）に設けられた記録部７に給送される。なお、この記録部７は、所謂プリンタ（画像形成装置）として機能する。

図３は、この記録部７の構成を表す説明図であり、（ａ）は記録部７の斜視図、（ｂ）は記録部７の側面図を表す。
同図に示すように、記録部７は、上向き開放の箱状に形成されたメインフレーム２１と、その左右一対の側板２１ａによって支持され左右方向（主走査方向）に延びる横長の板状の第１ガイド部材２２及び第２ガイド部材２３との間に設けられており、下面からインクを吐出することで記録用紙Ｐに画像を記録するインクジェット式の記録ヘッド４（図２参照）と、この記録ヘッド４が搭載されたキャリッジ５とを備えている。

キャリッジ５は、排紙方向（矢印Ｂ方向）上流側の第１ガイド部材２２及び下流側の第２ガイド部材２３にまたがって摺動自在に支持されており、左右方向に往復移動可能となっている。そして、排紙方向（矢印Ｂ方向）下流側に配置された第２ガイド部材２３の上面には、キャリッジ５を往復移動させるために、主走査方向（左右方向）に延びるようにタイミングベルト２４が巻回されており、このタイミングベルト２４を駆動するＣＲ（キャリッジ）モータ２５が、第２ガイド部材２３の下面に固定されている。

一方、記録部７において、キャリッジ５における記録ヘッド４の下面には、記録ヘッド４と対向して左右方向に延びる扁平状のプラテン２６が、上記両ガイド部材２２，２３の間にて、メインフレーム２１に固定されている。

そして、プラテン２６の排紙方向（矢印Ｂ方向）上流側には、記録用紙Ｐを記録ヘッド４の下面に搬送するための搬送ローラ５０と、これに対向して搬送ローラ５０側に付勢されたニップローラ５１（図２参照）とが設けられている。また、プラテン２６の排紙方向（矢印Ｂ方向）下流側には、記録部７を通過した記録用紙Ｐを排紙方向（矢印Ｂ方向）に沿って排紙部１０に搬送するように駆動される排紙ローラ２８と、これに対向して排紙ローラ２８側に付勢された拍車ローラ（図示せず）とが配置されている。

また、メインフレーム２１内には、ＬＦモータ５４（図４参照）が固定されており、排紙方向（矢印Ｂ方向）に向かって左側の側板２１ａの外側には、このＬＦモータ５４の回転軸が突出している。そして、このＬＦモータ５４の回転軸には、ＬＦモータ５４から、搬送ローラ５０、排紙ローラ２８、及び、給紙ローラ６ｂ（詳しくは給紙アーム６ａ内に設けられた歯車伝達機構６ｃ）に動力を伝達するための駆動ギヤ６０が固定されている。

また、この駆動ギヤ６０が設けられた側板２１ａの外側には、搬送ローラ５０、排紙ローラ２８、及び、歯車伝達機構６ｃの回転軸も突出されており、これら各回転軸には、駆動ギヤ６０に直接又は他のギヤを介して間接的に連結されて、ＬＦモータ５４から動力を受けるための従動ギヤ６２、６４、６６が固定されている。また、搬送ローラ５０の回転軸には、この回転軸周りの角速度を検出するためのジャイロセンサ７０が固定されている。

また次に、図２に示すように、記録部７にて記録された記録用紙Ｐがその記録面を上向きにして排出される排紙部１０は、給紙部１１の上方に配置され、排紙口１０ａがハウジング２の前面の開口部２ａと共通にして開口されている。そして、排紙部１０から排紙方向（矢印Ｂ方向）に従って排出された記録用紙Ｐは、開口部２ａの内部側に位置する排紙トレイ１０ｂ上に堆積収容される。

なお、画像読取装置１２によって覆われたハウジング２の前部右端位置には、図示しないインク貯蔵部が設けられている。このインク貯蔵部には、フルカラー記録のための４色（ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））のインクをそれぞれ収容した４つのインクカートリッジが、画像読取装置１２を上方に開いた状態で着脱可能となるように装着されている。

そして、各色のインクカートリッジと上述した記録ヘッド４とは、可撓性を有する４本のインク供給管で連結されており、各インクカートリッジに収容されたインクは、各インク供給管を介して記録ヘッド４へ供給される。

次に、図４は、多機能装置１の制御系全体の構成を表すブロック図である。
図４に示す如く、多機能装置１の制御系は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり当該装置１全体を総合的に制御するマイクロコンピュータ（以下、単にＣＰＵという）１００と、このＣＰＵ１００からの指令に従い上記各部（ＬＦモータ５４、ＣＲモータ、記録ヘッド４、ＣＩＳ１７等）を駆動制御するためのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２００とを中心に構成されている。

そして、ＡＳＩＣ２００には、ＣＩＳ１７が接続されると共に、記録ヘッド４、ＣＲモータ２５、及び、ＬＦモータ５４の駆動回路７２、７４、７６が接続され、更に、ＣＲモータ２５の回転により主走査方向に移動されるキャリッジ５の位置を検出するためのリニアエンコーダ７８や、搬送ローラ５０の回転軸周りの角速度を検出するジャイロセンサ７０が接続されている。

また、ＡＳＩＣ２００には、操作パネル１４の操作ボタン群１４ａを介して入力される使用者からの情報を取り込みＣＰＵ１００に入力したり、ＣＰＵ１００からの表示指令に従い操作パネル１４の液晶表示部１４ｂに各種メッセージ等を表示するためのパネルインターフェイス（パネルＩ／Ｆ）８２、パーソナルコンピュータなどの外部機器とパラレルケーブル若しくはＵＳＢケーブルを介して通信を行うためのパラレルインターフェイス（パラレルＩ／Ｆ）８４及びＵＳＢインターフェイス（ＵＳＢＩ／Ｆ）８６、ＰＳＴＮ（公衆交換電話網）を介して通信を行うためのＮＣＵ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８８等が接続されており、更に、このＮＣＵ８８には、ＰＳＴＮからＮＣＵ８８に入力された通信信号を復調するとともに、ＮＣＵ８８からファクシミリ送信等で外部へ送信するデータを通信信号に変調するためのモデム（ＭＯＤＥＭ）８９が接続されている。

つまり、本実施形態の多機能装置１においては、ＣＰＵ１００及びＡＳＩＣ２００の動作によって、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能が実現される。

そして、例えば、プリンタ機能、コピー機能及びファクシミリ機能において、記録用紙Ｐに画像を記録する場合には、ＣＰＵ１００は、まず、ＡＳＩＣ２００を介して、ＬＦモータ５４を予め設定された方向に回転駆動することにより給紙ローラ６ｂを給紙方向に回転させて、給紙カセット３から搬送ローラ５０に向けて記録用紙Ｐを給紙させる。

その後、ＬＦモータ５４を逆方向に所定量ずつ回転駆動することにより、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８を記録用紙Ｐの送り方向へと所定量ずつ回転させて、記録用紙Ｐをプラテン２６上で段階的に移動させる。

また、ＣＰＵ１００は、記録用紙Ｐを段階的に移動させることにより、記録用紙Ｐがプラテン２６上で一時的に停止した際には、ＣＲモータ２５を駆動してキャリッジ５を主走査方向に移動させつつ、記録データに基づいて記録ヘッド４からインクを吐出させる。

この結果、記録用紙Ｐには、一走査分の画像が形成されることになる。そして、ＣＰＵ１００は、こうしたＬＦモータ５４の駆動（記録用紙Ｐの移動）、ＣＲモータ２５の駆動（キャリッジ５の移動）及び記録ヘッド４の駆動、といった一連の制御を、ＡＳＩＣ２００を介して繰り返し実行することにより、記録用紙Ｐの全域に画像を形成させる。

なお、記録用紙Ｐを給紙カセット３から記録部７へと搬送させるに当たって、ＣＰＵ１００は、ＬＦモータ５４の回転方向を切り換えるが、この理由は、次の通りである。
すなわち、本実施形態では、給紙ローラ６ｂ、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８は、ＬＦモータ５４からの回転駆動力が伝達されることにより、一斉に回転するが、給紙ローラ６ｂが給紙カセット３から記録用紙Ｐを給紙する方向に回転している状態では、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８を、記録用紙Ｐを排紙側へ搬送する方向（以下「搬送回転方向」という。）とは逆方向に回転させることによって、給紙カセット３から給紙された記録用紙Ｐの先端が搬送ローラ５０及びニップローラ５１に当接してその斜行を矯正し、その後、ＬＦモータ５４の回転方向を切り換えることにより、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８を搬送回転方向へ回転させて、記録用紙Ｐを記録部７から排紙部１０へと搬送するようにされているのである。

そして、このように記録用紙Ｐを搬送するために、ＬＦモータ５４から給紙ローラ６ｂへの回転駆動力伝達経路は、回転駆動力を伝達する伝達状態と、回転駆動力を伝達しない非伝達状態とに切り替え可能に構成されており、ＬＦモータ５４から給紙ローラ６ｂへは、記録用紙Ｐの給紙動作を行う場合にのみ回転駆動力が伝達される。

次に、図５は、記録用紙Ｐを上記のように搬送するためにＡＳＩＣ２００内に組み込まれた搬送制御回路３００の構成を表すブロック図である。
搬送制御回路３００は、ＣＰＵ１００からの指令を受けてＬＦモータ５４を駆動制御するためのものであり、ＬＦモータ５４の回転速度や回転方向等を制御するためのＰＷＭ信号を生成して、駆動回路７６に出力することにより、駆動回路７６を介してＬＦモータ５４を駆動する。

このため、搬送制御回路３００には、ＣＰＵ１００によってＬＦモータ５４の制御に必要な各種パラメータが格納されるレジスタ群３１０、搬送ローラ５０の回転軸に設けられたジャイロセンサ７０からの検出信号（角速度ω）を積分処理することにより搬送ローラ５０の回転角度を演算する回転角度演算部３１２、ジャイロセンサ７０からの検出信号（角速度ω）に基づき搬送ローラ５０の周速を演算する周速演算部３１４、ジャイロセンサ７０からの検出信号（角速度ω）の変化から記録用紙Ｐの先端が搬送ローラ５０とニップローラ５１との間の挟持位置に達したことを検出する紙端検出部３１６、これら各部からの入力データに基づきＬＦモータ５４を駆動するための指令信号を生成する駆動制御部３２０、駆動制御部３２０からの指令信号に応じてＬＦモータ５４をデューティ駆動するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部３１８等が備えられている。

なお、ＣＰＵ１００からレジスタ群３１０に設定されるパラメータは、ＬＦモータ５４の回転速度をフィードバック制御（ＦＢ制御）するのに必要な各種制御ゲイン（比例ゲイン・積分ゲイン等）や、ＬＦモータ５４（延いては搬送ローラ５０）の目標停止位置（具体的にはＬＦモータ５４の駆動を開始してからの回転量）等であり、駆動制御部３２０では、これらのパラメータに基づきＬＦモータ５４を駆動するための指令信号を生成する。

ここで、本実施形態においては、ジャイロセンサ７０が本発明の角速度検出手段に相当し、回転角度演算部３１２が本発明の回転角度演算手段に相当し、周速演算部３１４が本発明の周速演算手段に相当し、紙端検出部３１６が本発明の搬送動作判定手段に相当する。

そして、本実施形態では、ジャイロセンサ７０に、記憶手段として、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリ９０が内蔵されており、このメモリ９０内には、ジャイロセンサ７０が固定された搬送ローラ５０の半径（但し直径でもよい）ｒの実測値が記憶されている。

そして、周速演算部３１４は、このメモリ９０に記憶された搬送ローラ５０の半径ｒとジャイロセンサ７０にて検出された角速度ωとを用いて、搬送ローラ５０の周速Ｖ（Ｖ＝ｒ・ω）を算出する。

また、紙端検出部３１６は、ジャイロセンサ７０にて検出された角速度ωの微分値等から角速度ωの変化状態を監視し、角速度ωが予め設定された所定範囲内の変化割合で一旦低下した後、上昇し始めたときに、記録用紙Ｐの給紙後、その先端が搬送ローラ５０とニップローラ５１との間の挟持位置に達したことを検出するものである。

つまり、記録用紙Ｐが給紙ローラ６ｂの回転により給紙されて、その先端が搬送ローラ５０に到達し、記録用紙Ｐが搬送ローラ５０とニップローラ５１との間に挟持される際には、図６（ａ）に示すように、ジャイロセンサ７０にて検出される搬送ローラ５０の回転軸周りの角速度ωが一時的に低下することから、紙端検出部３１６は、こうした角速度ωの一時的な低下を検出することにより、記録用紙Ｐの先端位置を検出するようにされている。

また次に、搬送制御回路３００には、ＬＦモータ５４の駆動時に、ジャイロセンサ７０からの検出信号（角速度ω）に基づき、記録用紙Ｐの紙詰まり（つまりジャム）を検出するジャム検出部３２２や、ＬＦモータ５４の駆動停止時に、ジャイロセンサ７０からの検出信号（角速度ω）に基づき、当該多機能装置１の傾きを判定する傾き判定部３２４も設けられている。

そして、ジャム検出部３２２からの検出信号や、傾き判定部３２４からの判定信号は、ＣＰＵ１００に入力され、ＣＰＵ１００は、ジャム検出部３２２にてジャムが検出されると、ＡＳＩＣ２００に対して画像形成動作を中止させると共に、操作パネル１４にエラーメッセージを表示させ、傾き判定部３２４にて当該多機能装置１の傾きが検出されると、上述したインクカートリッジ内のインクが漏れ出すことが考えられるので、操作パネル１４に組み込まれた警報装置（図示せず）から警報音を発生させる。

なお、ジャム検出部３２２は、本発明の搬送異常判定手段に相当するものであり、搬送ローラ５０の駆動時に、ジャイロセンサ７０にて検出される角速度ωが、予め設定された紙詰まり判定用のジャム判定値ωｊを下回ったときに、ジャムを検出する。

つまり、記録用紙Ｐの搬送中に紙詰まり（ジャム）が発生すると、搬送ローラ５０に加わる負荷が大きくなって、図６（ｂ）に示すように、ジャイロセンサ７０にて検出される角速度ωが著しく低下することから、ジャム検出部３２２では、こうした角速度ωの低下からジャムを検出するようにされているのである。

また、傾き判定部３２４は、本発明の傾き判定手段に相当するものであり、搬送ローラ５０の停止時に、ジャイロセンサ７０にて検出される角速度ωが、予め設定された傾き判定値ωｉを越えると、当該多機能装置１が大きく傾けられたと判定する。これは、当該多機能装置１が設置場所の移動等のために傾けられて、多機能装置１に、搬送ローラ５０の回転軸と平行な軸周りの角速度が発生すると、ジャイロセンサ７０からその角速度に対応した信号が出力されるためである。

以上説明したように、本実施形態の多機能装置１においては、記録用紙Ｐの搬送制御を行うのに必要な搬送ローラ５０の回転角度や周速を、搬送ローラ５０の回転軸に固定されたジャイロセンサ７０からの検出信号（角速度ω）に基づき演算し、その演算された回転角度及び周速を用いて、搬送ローラ５０を駆動制御するようにされている。

このため、本発明の多機能装置１においては、搬送ローラ５０の回転角度や周速度を演算するのに用いられる回転角度演算部３１２及び周速演算部３１４の動作速度を高めることで、その演算結果である回転角度及び周速の分解能を高めることができる。このため、これら各パラメータの検出にロータリエンコーダを用いる従来装置に比べて、記録用紙Ｐの搬送量や搬送位置の制御精度を極めて簡単に向上することができる。

また、検出可能な回転角度の分解能を高めるためにジャイロセンサ７０自体を大きくする必要がないので、装置の小型化を図ることもできる。また、ジャイロセンサ７０は、ロータリエンコーダのように粉塵等による汚れの影響を受けることがないため、制御の信頼性を向上することもできる。

次に、本実施形態の多機能装置１においては、記録用紙Ｐの先端位置や紙詰まり（ジャム）を、ジャイロセンサ７０にて検出された角速度ωの変化に基づき検出するよう構成されており、従来装置のように、記録用紙Ｐの先端位置を検出するレジセンサや、記録用紙Ｐの紙詰まりを検出するセンサを別途設ける必要がない。このため、本実施形態によれば、多機能装置１の構成部品を少なくして、小型化・低コスト化を図ることができる。

また、記録用紙Ｐの先端位置は、従来のように、記録用紙Ｐの先端がレジセンサを通過したときではなく、記録用紙Ｐが搬送ローラ５０とニップローラ５１との間に実際に挟持されたときに検出されることから、搬送ローラ５０による記録用紙Ｐの搬送開始タイミングを正確に検出することができるようになり、これによっても制御精度を向上できる。

また更に、本実施形態の多機能装置１においては、ジャイロセンサ７０を、搬送ローラ５０の回転検出だけでなく、多機能装置１自体の傾き検出にも使用しており、傾き判定部３２４にて多機能装置１の傾きが検出されると、その旨を報知するようにされている。

このため、多機能装置１の設置場所を変更するときなどに、多機能装置１が大きく傾けられたとしても、その旨を使用者に速やかに報知して、多機能装置１の姿勢を正常に戻させることができる。よって、本実施形態によれば、多機能装置１の傾きにより、インクカートリッジ内のインクが漏れ出してしまうのを防止できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、搬送ローラ５０の回転角度や周速の演算には、ジャイロセンサ７０にて検出された角速度ωを用いるものとして説明したが、このジャイロセンサ７０は、搬送ローラ５０の回転に伴い発生する角速度だけでなく、多機能装置１の本体側で生じた角速度も検出することから、記録用紙Ｐの搬送時に多機能装置１の本体側が振動したような場合には、ジャイロセンサ７０にて検出される角速度ωにその振動成分も加わることになる。

このため、多機能装置１の本体側からジャイロセンサ７０と同様の振動を受ける部位、具体的には、搬送ローラ５０が固定されるメインフレーム２１やその側板２１ａに、搬送ローラ５０の回転軸と平行な軸周りの角速度を検出するジャイロセンサ９２を設け、ＡＳＩＣ２００には、図７（ａ）に示すように、搬送ローラ５０に設けられたジャイロセンサ７０にて検出された角速度ωから、このジャイロセンサ９２にて検出された角速度ωａ成分を減じることにより、搬送ローラ５０の回転に伴い生じる角速度ωｒ（ωｒ＝ω−ωａ）を求める角速度補正部３３０を設けて、この角速度補正部３３０にて求められた角速度ωｒを、回転角度演算部３１２や周速演算部３１４等に入力するようにしてもよい。

そして、このようにすれば、多機能装置１の本体側で発生した角速度に影響されることなく、搬送ローラ５０の回転角度、周速、記録用紙Ｐの紙端、ジャム等を正確に検出することができるようになり、記録用紙Ｐの搬送制御の制御精度や多機能装置１の信頼性をより向上することができる。なお、角速度補正部３３０は、本発明の補正手段に相当する。

また次に、図７（ｂ）に示すように、搬送ローラ５０には、ジャイロセンサ７０に加えて、多機能装置１の出荷後の運搬時等に多機能装置１に加わった角速度を周期的にサンプリングしてその値を記憶する角速度記憶装置９８を設けるようにしてもよい。

より具体的には、角速度記憶装置９８を、サンプリングした角速度の履歴を記憶するための第２の記憶手段としてのメモリ９４と、ジャイロセンサ７０からの角速度を周期的にサンプリングしてメモリ９４に書き込むワンチップマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）９５と、これらに電源供給を行う電池９６とから構成し、ジャイロセンサ７０と角速度記憶装置９８とを、オン・オフ状態を手動で切り換え可能なスイッチＳＷを介して接続することにより、このスイッチＳＷのオン時に、角速度記憶装置９８からジャイロセンサ７０へ電源供給を行い、角速度記憶装置９８側でジャイロセンサ７０からの検出信号を取り込むようにするのである。

そして、このようにすれば、多機能装置１の工場出荷時にスイッチＳＷをオンし、多機能装置１の使用開始時にスイッチＳＷをオフするようにすることで、メモリ９４内に、工場出荷後にジャイロセンサ７０にて検出された角速度が周期的に記憶されることになり、例えば、多機能装置１を輸送用の梱包から出したときや、多機能装置１を動作させるために電源を投入したときに、何等かの異常が見つかった場合に、メモリ９４に格納された角速度の時系列データから、不具合の発生原因を調査することができるようになる。角速度記憶装置９８は、本発明の角速度格納手段に相当する。

また次に、上記実施形態では、ジャイロセンサ７０は、搬送ローラ５０の回転軸に固定するものとして説明したが、ジャイロセンサ７０は、搬送ローラの回転に伴う角速度を検出できればよいことから、必ずしも搬送ローラ５０の回転軸に設ける必要はなく、例えば、搬送ローラ５０の回転軸に固定された従動ギヤ６２の側壁に、搬送ローラ５０の回転軸と平行な軸周りの角速度を検出するように固定してもよい。

また、例えば、搬送ローラ５０を駆動するＬＦモータ５４の回転軸やその回転軸に固定された駆動ギヤ６０の側壁に、搬送ローラ５０の回転軸と平行な軸周りの角速度を検出するように固定してもよい。

また、上記実施形態では、インクジェット方式の記録部７を有する多機能装置におけるＬＦモータ５４の駆動制御に本発明を適用した場合について説明したが、紙粉の飛翔を考慮すれば、本発明は、モータにより搬送ローラを回転駆動することにより、記録用紙等の被搬送媒体を搬送させる搬送装置であれば、どのようなものにでも適用することができる。更には、トナーの微小粉末が飛翔するレーザプリンタ等の電子写真方式の画像記録装置に採用しても効果的である。

実施形態の多機能装置の斜視図である。 実施形態の多機能装置の側断面図である。 多機能装置の記録部の構成を表す説明図である。 多機能装置の制御系全体の構成を表すブロック図である。 多機能装置のＡＳＩＣ内に組み込まれた搬送制御回路の構成を表すブロック図である。 ＡＳＩＣ内の紙端検出部及び及びジャム検出部の動作を説明する説明図である。 多機能装置の変形例を説明する説明図である。

符号の説明

１…多機能装置、２…ハウジング、３…給紙カセット、４…記録ヘッド、５…キャリッジ、６ａ…給紙アーム、６ｂ…給紙ローラ、６ｃ…歯車伝達機構、７…記録部、１０…排紙部、１１…給紙部、１２…画像読取装置、１３…原稿カバー体、１４…操作パネル、１６…載置用ガラス板、２１…メインフレーム、２１ａ…側板、２２…第１ガイド部材、２３…第２ガイド部材、２４…タイミングベルト、２５…ＣＲモータ、２６…プラテン、２８…排紙ローラ、５０…搬送ローラ、５１…ニップローラ、５４…ＬＦモータ、６０…動ギヤ、６２，６４，６６…従動ギヤ、７０…ジャイロセンサ、７２〜７６…駆動回路、７８…リニアエンコーダ、８２…パネルインターフェイス、８４…パラレルインターフェイス、８６…ＵＳＢインターフェイス、８８…ＮＣＵ、８９…モデム、９０…メモリ、９２…ジャイロセンサ、９４…メモリ、９６…電池、９８…角速度記憶装置、ＳＷ…スイッチ、１００…ＣＰＵ、２００…ＡＳＩＣ、３００…搬送制御回路、３１０…レジスタ群、３１２…回転角度演算部、３１４…周速演算部、３１６…紙端検出部、３２０…駆動制御部、３２２…ジャム検出部、３２４…傾き判定部、３３０…角速度補正部。

Claims (7)

1. 搬送ローラの回転により被搬送媒体を搬送する搬送装置であって、
   角速度検出軸が前記搬送ローラの回転軸と平行となるよう、前記搬送ローラ又は前記搬送ローラと共に回転する回転部に設けられた角速度検出手段と、
   該角速度検出手段にて検出された角速度から前記搬送ローラの回転角度を演算する回転角度演算手段と、
   を備えたことを特徴とする搬送装置。
2. 前記搬送ローラの回転駆動時に前記角速度の変化状態を監視し、前記角速度が一時的に低下又は増加すると、前記搬送ローラによる前記被搬送媒体の搬送開始又は搬送終了を判定する搬送動作判定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記搬送ローラの回転駆動時に前記角速度が予め設定された異常判定値よりも低下すると、前記被搬送媒体の搬送系の異常を判定する搬送異常判定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記搬送ローラの駆動停止時に前記角速度が予め設定された傾き判定値を越えると、当該搬送装置が傾いたことを判定する傾き判定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の搬送装置。
5. 前記搬送ローラの径が記憶された記憶手段と、
   前記角速度検出手段にて検出された角速度と前記記憶手段に記憶された前記搬送ローラの径とから前記搬送ローラの周速を算出する周速演算手段と、
   を備え、少なくとも前記記憶手段は、前記角速度検出手段に一体化されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の搬送装置。
6. 前記搬送ローラを回転可能に支持する装置本体側に、角速度検出軸が前記搬送ローラの回転軸と平行となるように組み付けられた第２の角速度検出手段と、
   該第２の角速度検出手段にて検出された角速度に基づき、前記搬送ローラ又は回転部に設けられた角速度検出手段にて検出された角速度若しくは前記回転角度演算手段にて演算された搬送ローラの回転角度を補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の搬送装置。
7. 当該搬送装置の動作停止時に、前記角速度検出手段にて検出される角速度を周期的にサンプリングし、該サンプリング結果を第２の記憶手段に格納する角速度格納手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の搬送装置。

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