JP2008229991A - Image forming system and motor drive control method - Google Patents
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Description
本発明は特にサーボ制御で駆動するモータによって記録ヘッドを搭載したキャリッジや被記録媒体を搬送する搬送手段を移動させる画像形成装置及びモータの駆動制御方法に関する。 The present invention particularly relates to an image forming apparatus that moves a carriage on which a recording head is mounted and a conveying unit that conveys a recording medium by a motor driven by servo control, and a motor drive control method.
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は、液体(以下、インクという。)の液滴を吐出する液体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(以下「用紙」ともいうが、材質を紙に限定するものではなく、また、記録媒体、記録紙、転写材などとも称される。)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、記録ヘッドは移動せずに被記録媒体を搬送しながら記録を行うライン型のものがある。 As various image forming apparatuses such as printers, facsimiles, copying apparatuses, plotters, printer / fax / copier multifunction machines, etc., a recording head composed of a liquid discharging head that discharges liquid droplets (hereinafter referred to as ink) is used as a carriage. The carriage is mounted on the recording medium (hereinafter also referred to as “paper”, but the material is not limited to paper, and is also referred to as recording medium, recording paper, transfer material, etc.). In addition, the recording medium is intermittently conveyed according to the recording width, and an image is formed on the recording medium by alternately repeating conveyance and recording (recording, printing, printing, The serial type is also used in the same meaning as printing), and the line type is a type in which recording is performed while the recording medium is conveyed without moving the recording head.
例えば、シリアル型の画像形成装置においては、記録ヘッドから記録液の液滴を用紙上の所定の位置に吐出して高画質な画像を形成するためには、キャリッジの等速性や、搬送装置の紙送り精度を確保することが重要であり、一般にキャリッジや搬送手段を移動させる駆動源にDCモータを用いてサーボ制御で駆動するようにしている。 For example, in a serial type image forming apparatus, in order to form a high-quality image by ejecting recording liquid droplets from a recording head to a predetermined position on a sheet, a constant velocity of a carriage or a conveying device It is important to ensure the accuracy of paper feeding, and in general, it is driven by servo control using a DC motor as a drive source for moving the carriage and transport means.
ところが、DCサーボモータ制御を用いて、キャリッジの速度制御を行うとき、速度情報を取得するリニアエンコーダシートがインク等の付着物で汚れていた場合、制御周期間隔によっては、汚れ等の外乱の影響をセンシティブに検出してしまうため、サーボ制御をすることで却ってキャリッジの速度制御(等速性)にムラを生じさせてしまう可能性がある。 However, when the speed of the carriage is controlled using DC servo motor control, if the linear encoder sheet for acquiring speed information is contaminated with an adhering material such as ink, the influence of disturbance such as contamination may depend on the control cycle interval. Therefore, the servo control may cause unevenness in the carriage speed control (constant speed).
そこで、特許文献1に記載されているように、第1駆動パターンに基づきモータの駆動を制御するための制御情報とモータの駆動に対する過負荷を判断するための閾値とを比較し、この比較結果に基づいて制御情報によるモータの駆動に対する負荷を変更させる第2駆動パターンを第1駆動パターンに代えて設定するようにしたものがある。
また、特許文献2に記載されているように、PID制御の出力値(制御値)をモータに与えてキャリッジを移動させるとき、キャリッジが停止状態から移動を検知するまでは固定出力によってモータの駆動制御を行うことで起動開始時のメカ送れによるPID制御の過出力を抑制するようにしたモータ制御方法がある。
また、特許文献3には稼働開始後の電源投入時、装置の累積稼動時間ごと、あるいは、装置の累積稼動量ごとに、主・副走査駆動系のメカ負荷状態を測定するメカ負荷測定部を備えるものがある。
その他、特許文献4ないし6に記載されているような駆動方法ないし装置がある。
しかしながら、上述した特許文献1、2に記載の装置にあっても、速度制御プロファイルを作成してサーボ制御を行っているため、エンコーダシート等に汚れ等の外乱があって、キャリッジ速度は等速性を保っているにもかかわらず、入力された速度信号がプロファイルから外れた場合、サーボ制御側では入力された信号によって制御量を決定するので実際のキャリッジ速度が目標速度から外れてしまい、速度制御(等速性)にムラを生じさせてしまうという課題がある。 However, even in the devices described in Patent Documents 1 and 2 described above, since the speed control profile is created and the servo control is performed, there is a disturbance such as dirt on the encoder sheet, and the carriage speed is constant. However, if the input speed signal deviates from the profile, the servo control side determines the control amount based on the input signal, so the actual carriage speed deviates from the target speed. There is a problem of causing unevenness in control (constant velocity).
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、被駆動対象の移動速度を検出するエンコーダの汚れ等の速度制御に与える外乱の影響を低減させることで、安定した速度制御を行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and performs stable speed control by reducing the influence of disturbance on speed control such as dirt on an encoder that detects the moving speed of a driven object. Objective.
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、サーボ制御で駆動するモータによって被駆動対象を移動させて画像を形成する画像形成装置において、被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期が加速中及び減速中の少なくともいずれかは等速中とで異なる構成とした。 In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention detects a moving speed of a driven object in an image forming apparatus that forms an image by moving the driven object by a motor driven by servo control. At least one of the detection cycle during acceleration and deceleration is configured differently during constant speed.
ここで、等速中の速度検出周期は前記加速中及び減速中の速度検出周期より長い構成とすることが好ましい。この場合、被駆動対象を等速で移動させているとき、検出された検出速度が目標速度に対して予め定めた閾値を越えたときには閾値を越える前の速度検出周期に変更する構成とできる。 Here, it is preferable that the speed detection cycle during constant speed is longer than the speed detection cycle during acceleration and deceleration. In this case, when the driven object is moved at a constant speed, the detected speed can be changed to a speed detection cycle before the threshold is exceeded when the detected speed exceeds a predetermined threshold with respect to the target speed.
これらの各本発明に係る画像形成装置においては、被駆動対象が記録ヘッドを搭載したキャリッジである構成、被記録媒体を搬送する搬送手段である構成であって、例えば搬送手段が搬送ベルトである構成、搬送手段が搬送ローラである構成とすることができる。 In each of the image forming apparatuses according to the present invention, the driven object has a configuration in which a recording head is mounted and a configuration in which the recording target is a conveying unit that conveys a recording medium. For example, the conveying unit is a conveying belt. The configuration and the conveyance means may be a conveyance roller.
本発明に係るモータの駆動制御方法は、被駆動体を移動させるモータをサーボ制御で駆動制御するモータの駆動制御方法において、被駆動対象を加速又は減速するときに被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期と被駆動対象を等速で移動させるときに被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期とを異ならせる構成とした。 The motor drive control method according to the present invention is a motor drive control method in which a motor for moving a driven body is driven and controlled by servo control, and the movement speed of the driven object is detected when the driven object is accelerated or decelerated. The speed detection cycle is different from the speed detection cycle for detecting the moving speed of the driven object when the driven object is moved at a constant speed.
本発明に係る画像形成装置によれば、被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期が加速中及び減速中の少なくともいずれかは等速中とで異なる構成としたので、エンコーダの汚れ等の外乱の影響を低減させ、サーボ制御の各制御フェース(加減速、等速)で検出された速度に過剰に反応することなく安定した速度制御を行うことができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the speed detection cycle for detecting the moving speed of the driven object is different between at the time of acceleration and at the time of deceleration. The influence of disturbance can be reduced, and stable speed control can be performed without excessively reacting to the speed detected by each control face (acceleration / deceleration, constant speed) of servo control.
本発明に係るモータの駆動制御方法によれば、被駆動対象を加速又は減速するときに被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期と被駆動対象を等速で移動させるときに被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期とを異ならせる構成としたので、エンコーダの汚れ等の外乱の影響を低減させ、サーボ制御の各制御フェース(加減速、等速)で検出された速度に過剰に反応することなく安定した速度制御を行うことができる。 According to the motor drive control method of the present invention, when the driven object is accelerated or decelerated, the speed detection cycle for detecting the moving speed of the driven object and the driven object when the driven object is moved at a constant speed. Since the speed detection cycle for detecting the moving speed of the servo motor is different, the influence of disturbance such as dirt on the encoder is reduced, and the speed detected by each control face (acceleration / deceleration, constant speed) of servo control is excessive. Stable speed control can be performed without reacting to.
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。まず、本発明を適用する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概要について図1ないし図3を参照して説明する。なお、図1は同インクジェット記録装置の概略構成を示す平面説明図、図2は同じく正面説明図、図3は同じく側面説明図である。
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイドロット1でキャリッジ3を保持し、主走査モータ5によって、駆動プーリ6と従動プーリ7間に渡したタイミングベルト8を介して主走査方向に移動走査する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an outline of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 is an explanatory plan view showing a schematic configuration of the ink jet recording apparatus, FIG. 2 is an explanatory front view, and FIG. 3 is an explanatory side view.
In this ink jet recording apparatus, a
このキャリッジ3には、例えばイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出する4個の液体吐出ヘッドからな記録ヘッド4y、4m、4c、4k(以下色を区別しないときは「記録ヘッド4」という。)を複数のインク吐出口(ノズル)を形成したノズル面のノズル列を主走査方向と直行する方向(副走査方向)に配列し、インク吐出口方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは独立した液体吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液(インク)の液滴を吐出する複数のノズル列を有する1又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。
The
記録ヘッド4を構成する液体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液体の膜沸騰による相変化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、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
The liquid discharge head constituting the
また、キャリッジ3の背面側には、スリットを形成したエンコーダスケール10を主走査方向に沿って設け、キャリッジ3にはエンコーダスケール10のスリットを検出するエンコーダセンサ11を設け、これらによって、キャリッジ3の主走査方向位置及び速度を検知するためのリニアエンコーダ12を構成している。
Further, an
一方、用紙Pを搬送するために、用紙Pを静電吸着して記録ヘッド4に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト15を備えている。この搬送ベルト15は、無端状ベルトであり、搬送ローラ16とテンションローラ17との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ17によって帯電(電荷付与)される。
On the other hand, in order to transport the paper P, a
この搬送ベルト15としては、1層構造のベルトでも良く、又は複層(2層以上の)構造のベルトでもよい。1層構造の搬送ベルトの場合には、用紙や帯電ローラに接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルトの場合には、用紙や帯電ローラに接触する側は絶縁層で形成し、用紙や帯電ローラと接触しない側は導電層で形成することが好ましい。
The
搬送ベルト15は、副走査モータ19によって駆動ベルト20及びタイミングローラ21を介して搬送ローラ16が回転駆動されることによって周回移動する。なお、搬送ローラ16の軸には、スリットを形成したエンコーダホイール22を取り付け、このエンコーダホイール22のスリットを検知する透過型フォトセンサ23を設けて、これらのエンコーダホイール22及びフォトセンサ23によってホイールエンコーダ24を構成している。
The
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図4を参照して説明する。
この制御部は、CPU、ROM、RAMなどで構成される主制御部101、RAM102、ROM103、印字制御部104、ホストI/F105、I/F106、107を含み、このインクジェット記録装置全体の制御を行うプリンタコントローラ100と、記録ヘッド4を駆動するヘッドドライバ111と、主走査モータ5及び副走査モータ18を駆動するドライバ112と、帯電ローラ18にACバイアス電圧を印加するACバイアス供給部113などを備え、主制御部101にはキャリッジ3の位置及び速度を検出するリニアエンコーダ12のエンコーダセンサ11及び搬送ベルト12の位置及び速度を検出するロータリエンコーダ24のエンコーダセンサ23などからの検知信号を入力する。
Next, an outline of the control unit of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG.
The control unit includes a
プリンタコントローラ100のI/F105を通じて、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、デジタルカメラなのでの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等がケーブルあるいはネットを介して受信される。RAM102は各種バッファ及びワークメモリ等として使用されて各種データが記憶される。ROM103には主制御部101によって実行する各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続きなどが記憶されている。印刷制御部104は記録ヘッド24への駆動波形を発生させる駆動信号発生回路を含み、ドットパターンデータ(ビットマップデータ)に展開された印字データ及び駆動波形等をI/F106を介してヘッドドライバ111に送出する。
Through the I /
主制御部101はエンコーダセンサ11からの検知信号に基づいてキャリッジ3の主走査方向の速度及び位置を検出してキャリッジ3の移動停止制御を行い、また、エンコーダセンサ23からの検知信号に基づいて搬送ベルト15の移動停止制御を行う。
The
この主制御部101は、I/F105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、この解析結果(中間コードデータ)をRAM102の所定のエリアに記憶し、記憶した解析結果からROM103に格納したフォントデータを用いて画像出力するためのドットパターンデータを生成し、RAM102の異なる所定のエリアに再び記憶する。なお、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記録装置に転送する場合には、単にRAM102に受信したビットマップの画像データを格納する。
The
そして、主制御部101は、記録ヘッド4の1行分に相当するドットパターンデータが得られると、この1行分のドットパターンデータを、発信回路からのクロック信号に同期してI/F106を介してヘッドドライバ111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111に送出する。
When the
次に、この制御部における主走査モータの駆動制御に係る部分の詳細について図5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201には主走査モータ5の速度プロファイル(加速テーブル目標速度)が格納され、モータ制御部202に目標速度が与えられる。この速度プロファイル格納部201はROM102にて構成している。
Next, details of a portion related to the drive control of the main scanning motor in the control unit will be described with reference to the functional block diagram of FIG.
A speed profile (acceleration table target speed) of the
速度検出部203は、エンコーダセンサ11から出力される検出パルスをカウントして、キャリッジ速度(速度検出値)に変換し、速度検出周期設定部204で設定された速度検出周期(サンプリング周期)で速度検出値を比較演算部205に与える。速度検出周期設定部204は、速度プロファイル格納部201の速度プロファイルに基づいてキャリッジ3の加速中、減速中、等速中に応じた速度検出周期を設定する。また、他の実施形態では、速度検出周期設定部204は、速度プロファイル格納部201の速度プロファイルに基づいてキャリッジ3の加速中、減速中、等速中に応じた速度検出周期を設定するとともに、等速中に速度検出部203からの検出速度が予め定めた閾値を越えたときには等速中の速度検出周期を閾値を越える前の速度検出周期に設定する。
The
比較演算部205は、速度プロファイル201から与えられる目標速度と、速度検出部202から与えられる検出速度値とを比較して両者の偏差を算出して、PI制御演算部206に与える。PI制御演算部206は、比較演算部201からの偏差に対してPI(比例積分)制御(この他、PID(比例、積分、微分)制御なども行える。)を行って制御値を演算する。
The
ここでは、主走査モータ5をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御で駆動するものとして、PI制御演算部206は偏差に対してPI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112に与えてPWM制御で主走査モータ5を駆動させることにより、キャリッジ3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。
Here, assuming that the
なお、キャリッジ4の移動速度、位置判断、移動距離の算出等は、前述したようにキャリッジ4の主走査方向に平行に配置したエンコーダスケール11と、キャリッジ4に設置したエンコーダセンサ11によって読み取り判断する。本実施形態では、300dpiのエンコーダスケール11を用い、エンコーダセンサ11の出力を、90°位相をずらしてA、B相を生成し、1200dpiの位置カウンタとしている。速度情報は300dpiのエンコーダエッジ間のキャリッジ通過時間を一定周期(実施形態ではHz)のカウンタで計測して、カウントされたカウント値から速度情報を算出するようにしている。
The movement speed, position determination, and movement distance calculation of the
上述したPI制御としては、一般的に、一定の制御周期(速度検出周期)、例えば1msec周期で検出された現在速度(検出速度値)と、制御目標速度(目標速度)との差分(偏差)に基づいて、次の(1)式に基づいて計算された制御値(PWM指示値)を与えて速度制御を行う。ただし、(1)式中、P:比例ゲイン、I:積分ゲイン、Vt:目標速度、Vn:現在速度である。 As the above-described PI control, generally, a difference (deviation) between a current speed (detected speed value) detected at a constant control cycle (speed detection cycle), for example, 1 msec cycle, and a control target speed (target speed). Based on the above, the control value (PWM instruction value) calculated based on the following equation (1) is given to perform the speed control. In equation (1), P: proportional gain, I: integral gain, Vt: target speed, Vn: current speed.
制御値(PWM指示値)=P×(Vt−Vn)+I×Σ(Vt−Vn)…(1) Control value (PWM instruction value) = P × (Vt−Vn) + I × Σ (Vt−Vn) (1)
次に、主走査モータの駆動制御について図6のフロー図を参照して説明する。
先ず、目標速度や停止位置等、動作ごとに設定する必要がある制御パラメータ、機器に固有の機器情報パラメータを設定する。そして、主走査モータ5の駆動を開始し、一定間隔(速度検出周期)で発生する制御割込みを待ち、制御割り込みが発生すると、エンコーダセンサ11からの検出パルス信号(エンコーダ信号)から主走査の現在位置(キャリッジ3の現在位置)を算出し、エンコーダ信号から主走査の現在速度(キャリッジ3の現在速度)を算出する。
Next, drive control of the main scanning motor will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, control parameters that need to be set for each operation, such as a target speed and a stop position, and device information parameters unique to the device are set. Then, the driving of the
その後、現在位置が停止位置であるかを判別し、停止位置に達していないときには、現在速度から速度偏差量を算出し、算出した速度偏差量からサーボ制御を行う。このサーボ制御では、設定されたパラメータと停止位置までの距離、検出した速度から演算を行って主走査モータ5の回転速度を変更する。そして、現在位置が停止位置になったときには主走査モータ5の駆動を停止する。
Thereafter, it is determined whether the current position is a stop position. When the current position is not reached, a speed deviation amount is calculated from the current speed, and servo control is performed from the calculated speed deviation amount. In this servo control, the rotation speed of the
なお、上記の説明では主走査モータ5について述べているが、副走査モータ19についても同様である。
In the above description, the
ここで、主走査モータ5による主走査の速度プロファイル及び副走査モータ19による副走査の速度プロファイルと速度検出周期(サンプリング周期)について図7を参照して説明する。なお、図7(a)は主走査速度プロファイルを、図7(b)は副走査速度プロファイルをそれぞれ示している。
Here, the speed profile of main scanning by the
主走査速度プロファイルは、等速区間まで加速する加速区間、等速区間、印写終了位置(等速区間終了位置)から減速する減速区間(場合によっては改行などが行われている間の停止区間がある場合もある。)に分けられる。なお、停止後リターンを行う場合には停止区間の終了からリターンのための加速、等速、減速を行う。また、副走査速度プロファイルも、等速領域まで加速する加速区間、等速区間、減速区間などに分けられる。 The main scanning speed profile consists of an acceleration section that accelerates to a constant speed section, a constant speed section, and a deceleration section that decelerates from the printing end position (constant speed section end position). In some cases). When returning after stopping, acceleration, constant speed, and deceleration for returning are performed from the end of the stop section. The sub-scanning speed profile is also divided into an acceleration section, a constant speed section, a deceleration section, and the like that accelerate to the constant speed region.
そこで、本発明の第1実施形態について説明する。
主走査については、等速移動区間(印字区間、等速中)と加減速区間でエンコーダセンサ11からの検出パスルに基づいてキャリッジ速度を検出する速度検出周期を切り替える。つまり、図7(a)に示すように、検出されたキャリッジ速度が、キャリッジ等速駆動の目標速度に到達した段階(時点T1)で、キャリッジ速度を検出する速度検出周期を周期Aから周期B(A<B)に変更する。
Therefore, a first embodiment of the present invention will be described.
For main scanning, the speed detection cycle for detecting the carriage speed is switched based on the detection pulse from the
例えば、検出周期A(加減速区間)を1msec、検出周期B(等速区間)を2msecと設定し、加減速区間の速度検出周期より等速区間の速度検出周期を遅らせる(長く設定している。)。 For example, the detection period A (acceleration / deceleration section) is set to 1 msec, the detection period B (constant speed section) is set to 2 msec, and the speed detection period in the constant speed section is delayed (set longer) than the speed detection period in the acceleration / deceleration section. .)
なお、この場合、目標速度に到達した後の最初の検出タイミングは、変更前の速度検出周期で検出を行い、その次の検出から速度検出周期を変更したタイミングで速度検出を行う。したがって、切替えタイミング(目標速度到達)になった時点で、すぐにタイミングが変更される訳ではない。 In this case, the first detection timing after reaching the target speed is detected at the speed detection cycle before the change, and the speed detection is performed at the timing when the speed detection cycle is changed from the next detection. Therefore, the timing is not immediately changed when the switching timing (target speed reached) is reached.
また、設定される速度検出周期は、主走査モータの特性、画質に対するキャリッジ速度の等速性能等、装置構成によって異なるので、実際に装置を用いて測定を行って最適な値を決定する。 In addition, the speed detection period to be set varies depending on the apparatus configuration, such as the characteristics of the main scanning motor and the constant speed performance of the carriage speed with respect to the image quality. Therefore, the optimum value is determined by actually measuring the apparatus.
このように、加減速区間と等速区間の速度検出周期を切替えることで、リニアエンコーダシートの汚れ等の外乱の影響を低減させ、サーボモータ制御の各制御フェース(加減速、等速)で、検出された速度に過剰に反応することなく安定した速度制御を行うことができる。この場合、等速中の速度検出周期は加速中及び減速中の速度検出周期より長くすることで、速度変動の激しい加減速区間では、制御の速度追随性を保ちながら、速度変動の少ない等速区間での速度安定性(等速性)を向上させることができ、印刷画質の向上を図れる。 In this way, by switching the speed detection cycle between the acceleration / deceleration section and the constant speed section, the influence of disturbance such as dirt on the linear encoder sheet is reduced, and at each control face (acceleration / deceleration, constant speed) of servo motor control, Stable speed control can be performed without excessive reaction to the detected speed. In this case, by making the speed detection period during constant speed longer than the speed detection period during acceleration and deceleration, in the acceleration / deceleration section where the speed fluctuation is severe, the constant speed with less speed fluctuation is maintained while maintaining the speed following characteristics of the control. The speed stability (constant speed) in the section can be improved, and the print image quality can be improved.
同様に、副走査については、等速移動区間(印字区間、等速中)と加減速区間でエンコーダセンサ23からの検出パスルに基づいて搬送ベルト速度を検出する速度検出周期を切り替える。つまり、図7(b)に示すように、検出されたベルト速度が、ベルト等速駆動の目標速度に到達した段階で、ベルト速度を検出する速度検出周期を周期Cから周期D(C<D)に変更する。この場合、目標速度に到達した後の最初の検出タイミングは、変更前の速度検出周期で検出を行い、その次の検出から速度検出周期を変更したタイミングで速度検出を行う。したがって、切替えタイミング(目標速度到達)になった時点で、すぐにタイミングが変更される訳ではない。 Similarly, for sub-scanning, the speed detection cycle for detecting the conveyor belt speed is switched based on the detection pulse from the encoder sensor 23 in the constant speed movement section (printing section, during constant speed) and the acceleration / deceleration section. That is, as shown in FIG. 7B, when the detected belt speed reaches the target speed for belt constant speed driving, the speed detection period for detecting the belt speed is changed from the period C to the period D (C <D ). In this case, the first detection timing after reaching the target speed is detected at the speed detection cycle before the change, and the speed detection is performed at the timing when the speed detection cycle is changed from the next detection. Therefore, the timing is not immediately changed when the switching timing (target speed reached) is reached.
この場合、設定される速度検出周期は、副走査モータの特性、画質に対するベルト速度の等速性能等、装置構成によって異なるので、実際に装置を用いて測定を行って最適な値を決定する。 In this case, the speed detection period to be set differs depending on the apparatus configuration, such as the characteristics of the sub-scanning motor and the constant speed performance of the belt speed with respect to the image quality. Therefore, the optimum value is determined by actually measuring the apparatus.
このように、加減速区間と等速区間の速度検出周期を切替えることで、ロータリーエンコーダシートの汚れ等の外乱の影響を低減させ、サーボモータ制御の各制御フェース(加減速、等速)で、検出された速度に過剰に反応することなく安定的な速度制御を行うことができる。この場合、加減速区間より等速区間の検出周期を長くすることで、速度変動の激しい加減速区間では、制御の速度追随性を保ちながら、速度変動の少ない等速区間での速度安定性(等速性)を向上させることが出来、印刷画質の向上を図れる。 In this way, by switching the speed detection cycle between the acceleration / deceleration section and the constant speed section, the influence of disturbance such as dirt on the rotary encoder sheet is reduced, and at each control face (acceleration / deceleration, constant speed) of servo motor control, Stable speed control can be performed without excessively reacting to the detected speed. In this case, by making the detection period of the constant speed section longer than the acceleration / deceleration section, in the acceleration / deceleration section where the speed fluctuation is severe, the speed stability in the constant speed section where the speed fluctuation is small while maintaining the control speed followability ( Iso-speed) can be improved, and the print image quality can be improved.
そして、上述したように、被駆動対象を加速又は減速するときに被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期と被駆動対象を等速で移動させるときに被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期とを異ならせるモータの駆動制御を行うことによって、エンコーダの汚れ等の外乱の影響を低減させ、サーボ制御の各制御フェース(加減速、等速)で検出された速度に過剰に反応することなく安定した速度制御を行うことができる。 As described above, the speed detection cycle for detecting the moving speed of the driven object when the driven object is accelerated or decelerated and the moving speed of the driven object are detected when the driven object is moved at a constant speed. By controlling the drive of the motor with a different speed detection cycle, the influence of disturbance such as dirt on the encoder is reduced, and it reacts excessively to the speed detected on each control face (acceleration / deceleration, constant speed) of servo control. Stable speed control can be performed without doing this.
なお、上記実施形態では、加速及び減速中の速度検出周期が同じであって、いずれも等速中の速度検出周期よりも短い例で説明しているが、加速及び減速中の速度検出周期が異なるものとしてもよく、また、加速及び減速中のいずれかの速度検出周期が等速中の速度検出周期よりも短いものとすることもできる。 In the above embodiment, the speed detection cycle during acceleration and deceleration is the same, and both are described as being shorter than the speed detection cycle during constant speed, but the speed detection cycle during acceleration and deceleration is The speed detection period during acceleration or deceleration may be shorter than the speed detection period during constant speed.
次に、本発明の第2実施形態について図8を参照して説明する。
この実施形態では、例えば、副走査において、搬送ベルト15を等速で駆動しているとき(等速駆動中)、連続して3回検出された検出速度(図中に星印を付した速度検出タイミングにおける検出速度)が、目標速度に対して予め定めた速度変動閾値範囲(例えば目標速度±30msec以内)を超えた場合には速度異常と判断する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, for example, when the conveying
ここでの判断基準は、速度検出間隔(例えば2msec)3回連続して閾値外の速度が検出された場合は、エンコーダホイール22の汚れ(埃、インクミストなど)によるものではなく、用紙ジャムなどの要因での搬送ベルト15の速度異常とする。また、本実施形態のモータ出力と搬送ベルト速度変化の特性は、制御電圧を変更してから4〜5msec程度遅れて速度が変化することから、速度検出周期(制御周期)3回(6msec)連続で速度情報を検出した場合に速度異常と判断している。
The criterion here is that when a speed outside the threshold is detected three times in a speed detection interval (for example, 2 msec), it is not due to dirt (dust, ink mist, etc.) on the
これらの速度変動閾値の設定は、モータの特性、画質に対する搬送ベルト速度の等速性能等、装置によって異なるので、実際に装置を用いて測定を行って最適な値を決定する。 The setting of these speed fluctuation threshold values varies depending on the apparatus such as the motor characteristics and the constant speed performance of the conveying belt speed with respect to the image quality. Therefore, an optimum value is determined by actually measuring the apparatus.
上記制御の結果、速度変動が閾値外と判断された場合は、それ以降搬送ベルト15が停止するまで速度検出周期を、加減速区間と同じ周期C(例えば1msec)に変更して、搬送ベルト31の速度検出を行う。目標位置まで到達できずに搬送ベルト31が停止した場合は、記録紙ジャムと判断される。一旦速度変動閾値から外れた場合には、その後検出速度が速度変動閾値内に戻ったときでも、搬送ベルト31が停止するまでは、再度の速度検出周期の変更(2msecに戻す)は行わないで、そのまま速度制御を行う。そして、次の搬送ベルト15駆動から加速区間の速度検出周期設定でDCサーボモータ制御を行う。
As a result of the above control, when it is determined that the speed fluctuation is outside the threshold, the speed detection cycle is changed to the same cycle C as the acceleration / deceleration section (for example, 1 msec) until the
なお、ここでは副走査について述べているが、主走査についても同様の制御を行う。 Although the sub-scan is described here, the same control is performed for the main scan.
このように、等速中において、検出速度が速度変動閾値を超えた場合には、速度検出周期を短い周期(例えば加減速時と同じ)に戻すことで、ジャム等の異常が発生した場合における装置停止精度(異常が発生した場合できるだけ早く装置を停止する)を悪化させず、安全性を確保することができる。 In this way, when the detected speed exceeds the speed fluctuation threshold during constant speed, the speed detection period is returned to a short period (for example, the same as when accelerating / decelerating), and an abnormality such as a jam occurs. Safety can be ensured without deteriorating the device stop accuracy (stopping the device as soon as possible when an abnormality occurs).
なお、上記実施形態においては、搬送手段が搬送ベルトである例で説明しているが、搬送ベルトを用いない、単なる搬送ローラで被記録媒体を搬送する場合であっても同様に適用することができる。また、最短印字制御を行う場合であっても同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, the example in which the conveyance unit is a conveyance belt has been described. However, the present invention can be similarly applied even when a recording medium is conveyed by a simple conveyance roller without using a conveyance belt. it can. Further, even when performing the shortest printing control, the same can be applied.
3…キャリッジ(被駆動対象)
4…記録ヘッド
5…主走査モータ
11、23…エンコーダセンサ
13…リニアエンコーダ
15…搬送ベルト
19…副走査モータ
24…ロータリエンコーダ
201…速度プロファイル格納部
202…速度検出部
203…速度検出周期設定部
205…比較演算部
206…PI制御演算部
3 Carriage (driven object)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期が加速中及び減速中の少なくともいずれかは等速中と異なる
ことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms an image by moving a driven object by a motor driven by servo control,
An image forming apparatus, wherein a speed detection cycle for detecting a moving speed of the driven object is different from that during constant acceleration at least one of acceleration and deceleration.
前記被駆動対象を加速又は減速するときに前記被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期と前記被駆動対象を等速で移動させるときに前記被駆動対象の移動速度を検出する速度検出周期とを異ならせる
ことを特徴とするモータの駆動制御方法。 In a motor drive control method for driving and controlling a motor for moving a driven body by servo control,
A speed detection period for detecting a moving speed of the driven object when the driven object is accelerated or decelerated, and a speed detection period for detecting a moving speed of the driven object when the driven object is moved at a constant speed. A drive control method for a motor, characterized in that
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