JP2008049537A - 搬送装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 搬送手段の搬送精度を向上させる。
【解決手段】 第1搬送手段と、第2搬送手段を備える搬送装置。搬送手段の駆動源であるDCモータと、第1搬送手段の回転に応じて第1パルス信号を出力する第1エンコーダと、第2搬送手段の回転に応じて第2パルス信号を出力する第2エンコーダと、第1搬送手段と第2搬送手段を用いてシートを搬送する搬送動作を実行する場合、第1パルス信号に関する第1情報に基づきDCモータの制御を行う第1モードと、第2搬送手段を用いてシートを搬送する搬送動作を実行する場合、第2パルス信号に関する第2情報に基づきDCモータの制御を行う第2モードとを有する制御手段とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば、エンコーダを備えた2つの搬送手段を用いてシートを搬送する搬送装置と、搬送制御方法に関するものである。
例えば、インクジェット記録装置のような、シートを搬送する機構として、LFローラーと排紙ローラーを備えている。シートを搬送する場合、LFローラーをメイン搬送手段として使用し、排紙ローラーは補助的な役割で使用する。
この2つのローラーの位置関係は、記録ヘッドの走査する領域は、上流側に配置されているのLFローラーと下流側に配置されているのが排紙ローラーとの間に設けられている。従って、LFローラーと排紙ローラーで記録用紙を保持している場合に記録ヘッドの走査領域に対応する領域を記録領域としていた。
さらに、排紙ローラーのみで搬送する状態で、記録ヘッドの走査領域に対応する領域も記録領域としている。即ち、後端領域も記録を行う。
この後端の記録を行う場合、搬送精度の低下をカバーするために、記録ヘッドの使用するノズル数を減らし、1回あたりの搬送量を減らして記録を行う(特許文献1)。
特開2004−230817号公報
しかしながら、上述した構成では、搬送動作の1回あたりの搬送量を少なくすることで、記録ヘッドの走査回数や搬送動作の回数が増え、記録動作のスループットが低下してしまう。
また、LFローラだけでなく、更に排紙ローラにもエンコーダを備えて制御する方法も1つの方法として挙げられるが、2つのエンコーダを用いて搬送制御を行う場合のその具体的な制御方法や構成は確立されていない。
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の記録装置は、第1搬送手段と、前記第1搬送手段の搬送方向について下流側に第2搬送手段を備え、シートを搬送する搬送装置であって、前記第1搬送手段と前記第2搬送手段の駆動源であるDCモータと、前記第1搬送手段の回転に応じて第1パルス信号を出力する第1エンコーダと、前記第2搬送手段の回転に応じて第2パルス信号を出力する第2エンコーダと、前記第1搬送手段と前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第1パルス信号に関する第1情報に基づき前記DCモータの制御を行う第1モードと、前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第2パルス信号に関する第2情報に基づき前記DCモータの制御を行う第2モードとを有する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第2モードを実行する前に、前記第1パルス信号の周期と前記第2パルス信号の周期との関係に基づき、前記第2の情報を調整することを特徴とする。
本発明の記録装置の制御方法は、第1搬送手段と、前記第1搬送手段の搬送方向について下流側に第2搬送手段と、前記第1搬送手段と前記第2搬送手段の駆動源であるDCモータと、前記第1搬送手段の回転に応じて第1パルス信号を出力する第1エンコーダと、前記第2搬送手段の回転に応じて第2パルス信号を出力する第2エンコーダとを備え、シートを搬送する搬送装置の制御方法であって、前記第1搬送手段と前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第1パルス信号に関する第1情報に基づき前記DCモータの制御を行う第1制御工程と、前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第2パルス信号に関する第2情報に基づき前記DCモータの制御を行う第2モードとを有する制御行程と、前記第1制御工程から前記第2制御工程に移行する前に、前記第1パルス信号の周期と前記第2パルス信号の周期との関係に基づき、前記第2の情報を調整する調整行程とを備える。
以上説明したように、本発明によれば、LFエンコーダと排紙エンコーダを用いた搬送制御、用紙の搬送精度を向上させることができる。排紙エンコーダを用いた搬送制御を実現でき、シートの後端部の記録動作を行う際の搬送動作の搬送精度を向上させることができる。
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、記録ヘッド51が主走査方向に移動して記録用紙(被記録媒体)に記録を行う記録装置の斜視図である。記録ヘッド51はキャリッジ50に搭載されている。52は、キャリッジ50を走査させるための駆動源であるキャリッジモータである。記録用紙を副走査方向に搬送する搬送機構を備えている。この搬送機構については後述する。このような記録装置の動作として、例えば、記録媒体の一定量の搬送と記録ヘッドを搭載したキャリッジの走査を繰り返して記録媒体に対して画像を形成する。
図2は搬送機構の断面図である。1は搬送エンコーダ(LFエンコーダ)、2は排紙エンコーダ(EJエンコーダ)である。後述するが、エンコーダからの信号に基づき記録装置の制御を行うCPUがサーボ制御を行い駆動源であるDCモータを駆動する。
図2において左側が排紙方向(搬送方向下流側)、右方向が給紙方向(搬送方向上流側)である。
20はLFローラ(搬送ローラ)、21はLFギア、22はLFコードホイール、23はピンチローラである。25は排紙ローラ、26は排紙ギア、27は排紙コードホイール、28は拍車、29は記録用紙である。24は、駆動伝達ギアであり、LFギア21と排紙ギア26の駆動力を伝達する。
図2ではLFモータ8とLFギア21が接しているが、これはLFモータ8の駆動シャフトに取り付けられたギアとLFギア21が噛み合っていて、LFモータ8が回転すると、LFギア21も連動して回転する構成である。
LFギア21が回転することで、LFローラ20も回転し、LFローラ20に取り付けられているLFコードホイール22も回転する。
一方、LFギア21と噛み合っている駆動伝達ギア24を通じて、排紙ギア26も回転する。この構成により、排紙ローラ25も回転し、その結果排紙コードホイール27も回転する。
記録用紙29は、搬送時は、LFローラ20とピンチローラ23、排紙ローラ25と拍車28の2点で支持されて搬送される。しかし、記録用紙29の後端に記録を行う場合には、記録用紙29はLFローラ20とピンチローラ23による支持から抜けてしまっているので、排紙ローラ25と拍車28のみで記録用紙29を搬送する。
図4は2つのエンコーダ(LFエンコーダと排紙エンコーダ)の信号の位相の関係を説明する図である。この図では、時間が左から右に経過していくものとする。LFエンコーダーの信号9、排紙エンコーダの信号を10とする。LFエンコーダのパルスから排紙エンコーダのパルスまでの時間間隔はTaである。排紙エンコーダのパルスからLFエンコーダーのパルスまでの時間間隔はTbである。この図では、Ta<Tbである。
図5も、図4と同様の2つのエンコーダ(LFエンコーダと排紙エンコーダ)の信号の位相の関係を説明する図である。ただし、TaとTbの関係は、Ta<Tbである。
図4及び図5で示す11は、LFエンコーダのカウント値である。図4及び図5で示す13は、LFエンコーダのカウント値である。
<第1の実施形態>
図3は、搬送機構の制御を行うブロック図である。3はLFエンコーダの位置カウンタ(LF位置カウンタ)であり、LFエンコーダ1の出力するLFエンコーダ信号9を受けて、LFエンコーダの位置情報をカウントする。
4は排紙エンコーダの位置カウンタ(EJ位置カウンタ)であり、LF位置カウンタ3と同様に、排紙エンコーダ2の出力する排紙エンコーダ信号10をうけて、排紙エンコーダの位置情報をカウントする。
また、EJ位置カウンタ4に対して、LFトリガ46が入力されると、書換レジスタ47に保持される値が書き込むことができる。この書換レジスタ47には、CPU6からカウンタ値14を設定する。
44はLFトリガをマスクするマスク回路である。このマスク回路44を有効にすれば、LFトリガ46は出力せず、EJ位置カウンタ4の値の書き換えは行われない。逆に、マスク回路44を無効にすれば、EJ位置カウンタ4の値の書き換えを行うことができる。
40はLFトリガ生成ブロック(LF位置トリガブロック)である。6のCPUによって設定される41のトリガ出力設定情報と11のLFエンコーダ位置情報(LF位置情報)の値を比較して、一致した場合はLFトリガ信号17を出力する。
5は第1の位相差測定カウンタであり、LFトリガ信号17を受けると、LFエンコーダ信号9と排紙エンコーダ信号10を参照して、両者の位相差をカウントする。その際に42のカウント用クロック生成部(クロック生成部)から出力される43のクロック信号を用いてカウントを行なう。
補足すると、このLFトリガ信号17は、エンコーダ信号の出力の位相差をカウントするために使用するほか、後述するEJ位置情報の書換に使用する。このため、LFトリガ信号17は、使用目的に応じて出力されるように図3に示す制御回路は構成されている。
同様に、18は第2の位相差カウンタであり、LFトリガ信号17を受けると、LFエンコーダ信号9と排紙エンコーダ信号10を参照し、両者の位相差をカウントする。
CPU6は、LF位置カウンタ3からLF位置情報11、EJ位置カウンタ4から13の排紙位置情報(EJ位置情報)を独立に読み出す。そして、CPU6は、LFモータコントローラ7AにLFモータ8Aを制御するコントロール信号15Aを出力する。これによりLFモータ8Aをサーボ制御する。
また、CPU6は、排紙モータコントローラ7Bに排紙モータ8Bを制御するコントロール信号15Bを出力する。これによりLFモータ8Bをサーボ制御する。
このサーボ制御について、位置情報よりコントロールを行う位置サーボ制御、速度情報よりコントロールを行う速度サーボ制御等がある。この位置サーボ制御と速度サーボ制御を組み合わせて、DCモータの制御を行うが、本実施形態では説明を簡単にするために、位置サーボのみを考慮した説明とする。
図3に示した制御ブロックにおいて実際の実装の一例を挙げると、LFエンコーダ1、排紙エンコーダ2、モータコントローラ7A、モータコントローラ7B、モータ8A、モータ8Bを除く回路部が1つのASICに含まれる。
図6において、12は第1の位相差情報、19は第2の位相差情報であり、CPU6が第1の位相差情報12と第2の位相差情報19の内容によって、LF同期位置情報14の値を決定する。ここで、第1の位相差情報12は図4及び図5のTbに対応し、第2の位相差情報19は図4及び図5のTaに対応する。
図6は、第1位相差カウンタ5と第2位相差カウンタ18の動作を示すタイミングチャートであり、LF位置情報11の値が「3」の時の位相差を測定している。
第1の位相差カウンタ5は、位相差情報12が示すように、LFエンコーダのパルスと、それよりひとつ前の排紙エコーダのパルスと時間をカウントする。一方、第2の位相差カウント18は、位相差情報19が示すように、LFエンコーダのパルスと、そのパルスに続いて発生する排紙エンコーダのパルスとの間の時間をカウントする。
このカウントは、クロック信号43に基づき行われ、例えば立ち上がりエッジ毎に、カウントアップする。
そして、排紙エンコーダ信号10のパルスが入力される度に、両カウンタの値はゼロクリアされる。そして、LFトリガ信号17の入力に基づき位相差情報12は保持される。
一方、第2位相差カウンタ18はLFトリガ信号17が入力されたタイミングでカウントアップ動作を開始し、その後、最初に排紙エンコーダ信号のカウントアップパルスが入力されたタイミングで、カウンタの値を固定する。
図7は、EJ位置情報13の値を、LF位置情報11の値と等しくする処理の説明図である。
この図7は、図5で示したように、Ta>Tbの場合に実行する処理である。ここでは、搬送動作を開始して、3パルス目のエンコーダ信号で書き換える説明を行う。LF位置情報11が「3」になったタイミングで、LFトリガ信号17が出力し、マスク回路44を介してトリガ信号46が書換レジスタ47に入力される。いいかえると、LFトリガ信号17の出力タイミングは、エンコーダ信号9のパルス出力に同期している。その結果、書換レジスタ47に保持される値「3」がEJ位置カウンタ4に設定される。このようにEJ位置カウンタ4に「3」をセットすることで、EJ位置情報13は更新される。
この値「3」は、搬送動作を開始する前に、書換レジスタ47に保持されている。この書換レジスタを用いれば、搬送動作ごとに、次に実行する搬送動作の搬送量に対応する値を、搬送動作を実行する前に、前もって設定することができる。
この処理を行うことで、図5に示すように、EJ位置情報の更新の遅れが大きい場合でも、LF位置情報とEJ位置情報を等しくすることができる。逆に、Ta<Tbの場合には、書き換え処理を行わず値は、「2」を維持するか、EJ位置カウンタ4に「2」をセットする。
なお、このエンコーダのパルスの位相の関係(Ta>TbであるかTa<Tb)は、前もって1回前の搬送動作で測定すればよい。
この構成ように、所望の値にEJ位置情報を更新する構成により、例えば、LFエンコーダの解像度と排紙エンコーダの解像度が異なる場合に、有効である。
<位相差測定と位置情報の変更のシーケンス>
エンコーダ信号(パルス)の位相差測定と位置情報の変更のシーケンスについて説明する。図8は、記録動作中に実行される4回の搬送動作(81、82、83、84)を抜き出したものである。搬送動作81と搬送動作82はLFエンコーダーの信号に基づくサーボ制御が行われ、搬送動作83と搬送動作84は排紙エンコーダの信号に基づくサーボ制御が行われることを示す。
補足すると、搬送動作を行って、用紙の後端がLFローラ(LFローラのニップ)を通過した場合には、排紙ローラで搬送を行う。つまり、用紙の後端がLFローラ(LFローラのニップ)を通過した後は、搬送動作の制御は、LFエンコーダーの信号に基づくサーボ制御から排紙エンコーダの信号に基づくサーボ制御に切り替えられる。搬送動作82と搬送動作83との間で、制御の切り替えを行うのである。
このことから、搬送動作83が行われる前に、EJ位置情報13の値の書き換えを行う。このために、搬送動作81でエンコーダのパルスの位相の関係を調べる。このタイミングをMのタイミングで行う。そして、搬送動作82の動作開示のタイミングSで上述したEJ位置情報13の書き換えを行う。
なお、補足すると、搬送動作82にてEJ位置情報13の書き換えを行うが、搬送動作82の制御に使用するLF位置情報11を変更しないので、制御そのものに何ら影響はない。
<制御フロー>
次に、図10を用いて、搬送動作に関する制御フローを説明する。このフローは1回の搬送動作ごとに行われる。S1にて、書き換えを行う搬送動作か否か判断する。図8を用いて説明するならば、搬送動作82が書き換えを行う搬送動作である。
この判定は、例えば、1ページの記録動作における搬送動作の回数や、1ページの記録動作における搬送動作による累積パルス数などに基づく。
これによりこれから実行する搬送動作において、書き換えを実行するか否かを判断する。
書き換えを実行する場合には、S3へ進み、トリガマスクをオフにする。一方、書き換えを実行する場合には、S2へ進み、トリガマスクをオンにする。そして、書き換えを実行する場合には、S4で書き換え値を設定する。そして、S5にて搬送動作を行う。
ここで、S4の書き換え値は、上述したようにエンコーダーのパルスの位相の関係(Ta>TbであるかTa<Tb)に基づいて定めればよい。
以上の制御フローにより、書き換えを実行する場合には、図7に示すように、搬送動作中にLFトリガ信号46が出力され、予め設定されている書換え値14にEJ位置情報13を書き換えることができる。
一方、書き換えを行ない場合には、トリガマスクをオンされているため、搬送動作中にLFトリガ信号が出力されず、EJ位置情報13を書き換えもなされない。例えば、図8の搬送動作81、83、84では書き換え処理は行われない。
このような処理を行うことで、エンコーダーパルスの位相差があっても、搬送動作を行う場合に、LFエンコーダの信号に基づくサーボ制御から、排紙エンコーダの信号に基づくサーボ制御へ制御の引継ぎを行うことができる。
これにより、LFローラと排紙ローラによる搬送動作から排紙ローラによる搬送動作に移行する場合でも良好に搬送制御を行うことができ、所望の搬送量を実現できる。これにより記録動作の搬送ピッチむらを低減できる。
<第2の実施形態>
位相差測定と位置情報の変更のシーケンスについて別の形態について、図9を用いて説明する。
図9は、記録動作中に実行される4回の搬送動作(91、92、93、94)を抜き出したものである。図8と同様に搬送動作91と搬送動作92はLFエンコーダーの信号に基づくサーボ制御が行われ、搬送動作93と搬送動作94は排紙エンコーダの信号に基づくサーボ制御が行われることを示す。
図8の場合と異なる点は、エンコーダのパルスの位相の関係を調べるタイミングMとEJ位置情報13の書き換えを行うタイミングSを同じ搬送動作で行う点である。つまり、図9に示すように、位相の関係を調べるタイミングMとEJ位置情報13の書き換えを行うタイミングSを搬送動作92で行っている。
これは、排紙エンコーダの信号に基づくサーボ制御領域(EJ_cont)のなるべく近く位置で、エンコーダのパルスの位相の関係を調べることで、位相の関係をより正確に判断できる。
<第3の実施形態>
次に、図11を用いて、搬送動作に関する制御フローについて別の実施形態を説明する。このフローは1回の搬送動作ごとに行われる点では、図10と同じである。異なる点は、搬送動作を実行した後、即ち制御部(例えばCPU)が停止状態と判断した後、EJ位置情報13の書き換えを行うのである。
つまり、エンコーダのパルスの位相の関係が、Ta>Tbであるとみなして、搬送動作毎に書き換え処理を行うことを前提とする。
従って、搬送動作を行った後に、位相の関係が、Ta<Tbである場合に、EJ位置情報13の補正を行う。
S11にて、書き換え値をセットし、S12にて搬送動作を行う。そして、S13において停止状態と判断するまでウエイトする。そして、位相差に基づき、補正を行うか否かS14で判断する。そして、補正が必要であれば(S14でY)、S15で補正を行う。
Ta<Tbの場合、補正(値の書き換え)を実行するためにS15へ進む。Ta>Tbの場合には、S14でNとし、終了する。
図13がTa<Tbの場合の説明図である。この場合、図から明らかなように、書き換え処理によりEJ位置情報13の値とLF位置情報11の値が一致していない。カウント値タイミングSにおいて、停止状態と判断した後、タイミングWにてCPU6によりEJ位置情報13の値を「31」から「30」に書き換える。
<第4の実施形態>
第1の実施形態では、図3を用いて、搬送機構の制御を行う構成を説明した。第4の実施形態では、別の形態を図12を用いて説明する。
図13において、1〜17、40〜46については、図3と同様であるので説明を省く。図3と異なる点について説明すると、30は速度カウンタであり、クロック信号43を用いて、排紙エンコーダ信号10のパルス間隔を測定する。
31は速度情報であり、この速度情報31は排紙エンコーダのパルス間隔のカウント値である。
図14を用いて説明すると、排紙エンコーダの信号10について、パルスと一つ前のパルスとの間の周期(時間)Tejをカウントする。また、排紙エンコーダのパルス10とLFエンコーダのパルス9との周期Tcをカウントする。
この2つのカウント値から、先に説明したエンコーダ信号の位相関係(Ta<Tb、Ta>Tb)について判断する方法でも構わない。
これにより、LFエンコーダの信号9のパルスEが出力された後、排紙エンコーダの信号10のパルスが必ず発生する保証が無い場合でも、確実に排紙エンコーダのパルスの周期を測定できる。この場合、排紙エンコーダの周期の長さは大きく変化しないのを前提としている。
なお、この実施形態4は、上述した実施形態2、実施形態3と組み合わせても構わない。
<その他の実施形態>
以上、搬送装置について説明したが、この装置の適用は記録装置に限定するものでない。例えば、スキャナーなどに適用しても構わない。
実施形態に係わる記録装置の斜視図 搬送装置の断面図 第1の実施形態の制御ブロック エンコーダ信号のタイミングを説明する図 エンコーダ信号のタイミングを説明する図 エンコーダ情報の処理を説明する図 エンコーダ情報の処理を説明する図 搬送動作の説明図 搬送動作の説明図 第1の実施形態の制御フロー 第3の実施形態の制御フロー エンコーダ情報の処理を説明する図 第4の実施形態の制御ブロック 第4の実施形態のエンコーダ信号の処理を説明する図

Claims (4)

  1. 第1搬送手段と、前記第1搬送手段の搬送方向について下流側に第2搬送手段を備え、シートを搬送する搬送装置であって、
    前記第1搬送手段と前記第2搬送手段の駆動源であるDCモータと、
    前記第1搬送手段の回転に応じて第1パルス信号を出力する第1エンコーダと、
    前記第2搬送手段の回転に応じて第2パルス信号を出力する第2エンコーダと、
    前記第1搬送手段と前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第1パルス信号に関する第1情報に基づき前記DCモータの制御を行う第1モードと、前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第2パルス信号に関する第2情報に基づき前記DCモータの制御を行う第2モードとを有する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第2モードを実行する前に、前記第1パルス信号の周期と前記第2パルス信号の周期との関係に基づき、前記第2情報を調整することを特徴とする搬送装置。
  2. 前記第1のモードの1回の搬送動作において、前記第1パルス信号と前記第2パルス信号の測定を行い、前記第2情報の調整を行うことを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
  3. 前記第1のモードの2回の搬送動作において、先に実行される搬送動作において前記第1パルス信号と前記第2パルス信号の測定を行い、後に実行される搬送動作において、前記測定の結果に基づいて前記第2情報の調整を行うことを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
  4. 第1搬送手段と、前記第1搬送手段の搬送方向について下流側に第2搬送手段と、前記第1搬送手段と前記第2搬送手段の駆動源であるDCモータと、前記第1搬送手段の回転に応じて第1パルス信号を出力する第1エンコーダと、前記第2搬送手段の回転に応じて第2パルス信号を出力する第2エンコーダとを備え、シートを搬送する搬送装置の制御方法であって、
    前記第1搬送手段と前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第1パルス信号に関する第1情報に基づき前記DCモータの制御を行う第1制御工程と、
    前記第2搬送手段を用いて前記シートを搬送する搬送動作を実行する場合、前記第2パルス信号に関する第2情報に基づき前記DCモータの制御を行う第2モードとを有する制御行程と、
    前記第1制御工程から前記第2制御工程に移行する前に、前記第1パルス信号の周期と前記第2パルス信号の周期との関係に基づき、前記第2の情報を調整する調整行程と、
    を備える搬送装置の制御方法。
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