JP2014200160A - 搬送装置、搬送装置の制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】モータの制御性を向上させる。
【解決手段】搬送装置１は、被搬送体７を搬送する搬送部２と、搬送部２を駆動するモータ３と、被搬送体７の位置を検出するセンサ４と、被搬送体７を目標位置まで搬送するための指示信号を生成する指示部５と、指示信号、モータ３の回転速度情報、被搬送体７の位置情報及びセンサ４の設置位置を含む基準位置情報に基づいて速度フィードバック制御を行い、被搬送体７の位置が検出されてからモータ３に制御内容が反映されるまでの遅延を打ち消すようにモータ３を制御する制御部６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙等の被搬送体を目標位置まで搬送する装置等に関する。

プリンタ等の画像形成装置、その他各種機器において、用紙、紙幣等の被搬送体を目標位置まで搬送する搬送装置が用いられている。

特許文献１は、用紙の搬送装置を備えた画像形成装置を開示している。当該画像形成装置は、複数の潜像担持体に線速差を設けた状態で位置ズレ検知用画像又は速度変動検知用画像を形成することにより生ずる位置ズレ補正、位相の調整精度等の悪化を回避することを目的として、複数の潜像担持体を等速で駆動した状態で位置ズレ検知用画像又は速度変動検知用画像を形成するものである。

特許文献２は、券売機等において紙幣等の紙葉類を搬送する紙葉類処理装置を開示している。当該紙葉類処理装置は、紙葉類の枚数に応じたモータの負荷、温度等の変動により制御に用いる目標値として設定すべき適正な値が変化する場合であっても紙葉類を搬送する往復搬送部を目標位置に適切に停止させることができるようにすることを目的として、往復搬送部の移動制御がなされる度に、予め定めた基準用検知位置を用いて停止位置と目標停止位置との位置ズレをなくすように目標値を補正するものである。

特許文献３は、印刷媒体を搬送する搬送ローラを駆動するモータの制御において、停止位置精度を向上させることを目的として、減速領域において目標停止位置までの残パルス数が閾値以下になったときに速度フィードバック制御を終了し、位置フィードバック制御を行う技術を開示している。

用紙等の被搬送体を目標位置まで適確に搬送し停止させるためには、ローラ等の搬送体を駆動するモータの回転速度を正確に制御する必要がある。上記特許文献２は、予め定めた基準用検知位置を用いて往復搬送部の停止位置の目標値を補正するものであるが、モータの回転速度の制御性を向上させるものではない。また、上記特許文献３は、残パルス数に基づいて位置フィードバック制御を行うため、位置フィードバック制御の開始から目標停止位置に到達するまでの時間がモータの負荷に応じて変動してしまうという問題を有する。

そこで、本発明は、モータの制御性を向上させることを目的とする。

上記課題を解決し目的を達成するために、本発明にかかる搬送装置は、被搬送体を搬送する搬送手段と、搬送手段を駆動するモータと、被搬送体の位置を検出するセンサと、被搬送体を目標位置まで搬送するための指示信号を生成する指示手段と、指示信号、モータの回転速度情報、被搬送体の位置情報及び前記センサの設置位置を含む基準位置情報に基づいて速度フィードバック制御を行い、被搬送体の位置が検出されてからモータに制御内容が反映されるまでの遅延を打ち消すようにモータを制御する制御手段とを備えるものである。

本発明によれば、センサの設置位置を示す変動のない基準位置情報を利用してモータの回転速度が制御されるため、モータの制御性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる搬送装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかる搬送装置のハードウェア構成を例示する図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかるスレーブ制御部を含むモータの駆動系の構成を例示する図である。 図４は、一般的な搬送装置における制御の遅延の問題を例示する図である。 図５は、一般的な搬送装置におけるモータの停止位置のずれに関する問題を例示する図である。 図６は、一般的な搬送装置におけるモータの停止位置のずれに関する問題を例示する図である。 図７は、一般的な搬送装置の位置フィードバック制御における時間と残パルス数との関係を示すものであり、残パルス数に基づいて位置フィードバック制御を行う場合の問題を例示する図である。 図８は、一般的な搬送装置の位置フィードバック制御における時間と残パルス数との関係を示すものであり、残パルス数に基づいて位置フィードバック制御を行う場合の問題を例示する図である。 図９は、本発明の実施の形態におけるモータの回転速度制御の流れを例示するフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態におけるモータの停止位置制御の流れを例示するフローチャートである。 図１１は、本実施の形態において指定パルス数に基づく位置フィードバック制御処理における時間と残パルス数との関係を例示する図である。 図１２は、本発明の実施の形態にかかるモータの駆動制御の具体例を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態にかかる搬送装置が適用可能なＡＤＦ(Auto Document Feeder)の構成を例示する図である。 図１４は、本発明の実施の形態にかかる搬送装置が適用可能な画像形成装置の構成を例示する図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる搬送装置１の基本的な構成を示している。搬送装置１は、搬送部２、モータ３、センサ４、指示部５、及び制御部６を有する。

搬送部２は、被搬送体７を搬送する機構である。被搬送体７とは、例えば紙等である。搬送部２としては、例えばプリンタ、コピー機、ＦＡＸ、ＭＦＰ(Multi Function Printer)等の画像形成装置において用紙を搬送するローラ、ＡＴＭ(Automated Teller Machine)等に用いられる紙幣搬送部等が挙げられる。

モータ３は、搬送部２を駆動するための動力を発生させる機構である。モータ３としては、例えば外部から供給される制御信号の周波数、電圧、電流等の変化に応じて回転速度、回転量、回転方向等の変更が可能なブラシレスモータ等が挙げられる。

センサ４は、被搬送体７の搬送路に配置され、被搬送体７の位置を検出するものである。センサ４としては、例えば光位置センサ、超音波センサ等の各種のセンサを用いることができる。また、搬送部２又はモータ３が被搬送体７と共に変位する場合には、搬送部２又はモータ３を検出することによっても被搬送体７の位置を検出することができる。

指示部５は、被搬送体７を所定の目標位置まで搬送するための指示信号を生成するものである。指示部５は、例えば所定の制御プログラムに従って動作するＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等である。一般的には、ユーザによる入力操作、上位制御部等からの指示に応じて被搬送体７の目標位置、搬送部２の動作等を決定し、制御部６に対する指示信号を生成するＡＳＩＣ等が想定される。

制御部６は、指示部５からの指示信号、モータ３からフィードバックされるモータ３の回転速度に関する情報（回転速度情報）、センサ４により検出された被搬送体７の位置に関する情報（被搬送体位置情報）及び当該被搬送体７を検出するセンサ４の設置位置を含む基準位置情報に基づいて、モータ３に対して速度フィードバック制御を行う。この速度フィードバック制御において、制御部６は、被搬送体７（又は搬送部２若しくはモータ３）がセンサ４の設置位置を通過してからモータ３に制御内容が反映されるまでの遅延を打ち消すようにモータ３の回転速度等を制御する。また、制御部６は、被搬送体７の位置と指示信号により指示された目標位置との差が閾値以下となった場合に、モータ３からフィードバックされるモータ３の位置（状態）に関する情報（モータ位置情報）及び予め定めた一定値である指定パルス数に基づいて、モータ３に対して位置フィードバック制御を行う。この位置フィードバック制御において、制御部６は、上記被搬送体７の位置と目標位置との差が上記閾値以下となった時点から被搬送体７が目標位置に到達するまでの時間が一定となるようにモータ３の回転速度等を制御する。尚、制御部６は、モータ３の回転速度の他に、回転量、回転方向、回転の開始・停止等を制御するものであってもよいことは無論である。制御部６は、例えば所定の制御プログラムに従って動作するＡＳＩＣ等である。

尚、指示部５及び制御部６は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)等の処理装置にプログラムを実行させること、即ちソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ(Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

上記構成によれば、センサ４の設置位置を示す変動のない基準位置情報を利用して、制御の遅延を考慮した速度フィードバック制御によりモータが制御される。これにより、搬送部２の動作を高精度で制御することができる。また、被搬送体７の位置と目標位置との差が閾値以下となった場合には、予め定めた指定パルス数を利用した位置フィードバック制御により、被搬送体７が目標位置に到達するまでの時間が一定となるようにモータ３が制御される。このように、位置フィードバック制御において、被搬送体７の位置と目標位置との差を示す残パルス数ではなく、予め定めた指定パルス数を用いることにより、被搬送体７が目標位置に到達する時間を保証することができる。

図２は、本実施の形態にかかる搬送装置１のハードウェア構成を例示している。本例にかかる搬送装置１は、画像形成装置の用紙搬送系に用いられるものであり、コントローラ１０、マスタ制御部１１、スレーブ制御部１２、レジストセンサ１３、搬送センサ１４、モータ駆動部１５Ａ、モータ駆動部１５Ｂ、レジストモータ３０Ａ、及び搬送モータ３０Ｂを有する。

コントローラ１０は、例えば画像形成装置の外面部に設けられる操作ユニットであって、ユーザによる印刷指示等の操作を受けて、要求信号等を出力する。マスタ制御部１１は、コントローラ１０からの信号に応じた指示信号を出力し、スレーブ制御部１２は、当該指示信号、レジストセンサ１３の出力、搬送センサ１４の出力等に基づいて、モータ駆動部１５Ａ，１５Ｂを制御し、レジストモータ３０Ａ及び搬送モータ３０Ｂを制御する。

マスタ制御部１１は、上記指示部５の一実施例であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)等を備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして動作し、所定の処理を実行する。マスタ制御部１１のＣＰＵは、コントローラ１０が出力した要求信号等に応じて指示信号（コマンド）を生成し、当該指示信号をスレーブ制御部１２に出力する。このようにして、マスタ制御部１１は、画像形成装置全体の印刷動作等を制御する。

スレーブ制御部１２は、上記制御部６の一実施例であり、マスタ制御部１１からの指示信号に従い、図示しないインターフェイスを介して接続されるモータ駆動部１５Ａ，１５Ｂを制御する。図２の例においては、スレーブ制御部１２は、用紙の位置合わせを制御するためのレジストモータ３０Ａを駆動するモータ駆動部１５Ａと、用紙を搬送するための搬送モータ３０Ｂを駆動するモータ駆動部１５Ｂとに接続している。スレーブ制御部１２は、マスタ制御部１１からの指示信号に従ってこれらモータ駆動部１５Ａ，１５Ｂを制御し、用紙の搬送を制御する。また、スレーブ制御部１２は、レジスト部での用紙（レジストモータ３０Ａが用紙と共に変位する場合には当該モータ３０Ａ）の位置を検知するレジストセンサ１３、搬送系における用紙（搬送モータ３０Ｂが用紙と共に変位する場合には当該モータ３０Ｂ）の位置を検知する搬送センサ１４等の各種センサからの信号を入力する。

マスタ制御部１１及びスレーブ制御部１２は、それぞれ独立したＡＳＩＣで構成される。尚、以上においては、１つのマスタ制御部１１に１つのスレーブ制御部１２が接続する例を示したが、１つのマスタ制御部１１に複数のスレーブ制御部１２を接続してもよい。

図３は、本実施の形態にかかるスレーブ制御部１２を含むモータ３の駆動系の構成を例示している。ここで、図３においては、図２で示した２つのモータ駆動部１５Ａ，１５Ｂについて、１つのモータ駆動部１５を代表として説明する。また、レジストモータ３０Ａ及び搬送モータ３０Ｂについて、１つのモータ３０を代表として説明する。

当該モータ３の駆動系においては、スレーブ制御部１２が出力する制御信号（ＰＷＭ信号、ＣＷ／ＣＣＷ信号、及びＢＲＡＫＥ信号）に基づきプリドライバ２０が各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に駆動信号を出力することにより、モータ３０の回転を制御する。本実施の形態にかかるモータ３０は、ブラシレスＤＣモータであり、スレーブ制御部１２が出力する制御信号は、ＰＷＭ信号である。

スレーブ制御部１２は、ＰＷＭ生成部１２０、制御Ｉ／Ｆ１２１、エンコーダ（ＥＮＣ）Ｉ／Ｆ１２２、マスタＩ／Ｆ１２３、ＣＰＵ１２４、ＲＯＭ１２５、ＲＡＭ１２６、及びクロック生成部（ＣＬＫ）１２７を有する。これら各部は、バスにより互いに通信可能に接続されている。

クロック生成部１２７が生成するクロック信号は、スレーブ制御部１２内で用いられると共に、図示しない経路を介してモータ駆動系の各部に供給される。

マスタＩ／Ｆ１２３は、マスタ制御部１１に対するインターフェイスである。マスタＩ／Ｆ１２３は、マスタ制御部１１が出力する指示信号をＣＰＵ１２４に伝達する。この指示信号は、モータ３０の目標速度、目標位置、及び回転方向、並びにモータ３０に対する起動要求及び停止要求を含む。指示信号は、パルス等の信号であってもよいし、テーブル情報としてマスタ制御部１１からスレーブ制御部１２に転送するものであってもよい。

ＰＷＭ生成部１２０は、ＣＰＵ１２４が指定するデューティー比のＰＷＭ信号を生成する。制御Ｉ／Ｆ１２１は、ＣＰＵ１２４が生成したモータ３０の回転方向を制御するＣＷ／ＣＣＷ信号及びモータ３０をブレーキ制御するＢＲＡＫＥ信号を出力し、モータ３０からの電流をモニタする電流モニタ信号を入力する。

エンコーダＩ／Ｆ１２２は、エンコーダ（ＥＮＣ）３２が出力するモータ３０の状態を示すエンコーダ信号（ＥＮＣ信号）を入力する。スレーブ制御部１２は、マスタ制御部１１が出力する指示信号とエンコーダ３２が出力するエンコーダ信号とに基づきフィードバック制御を行い、プリドライバ２０に送信する各制御信号を生成する。

プリドライバ２０は、ロジック回路２２、カウンタ２３、及びホール信号検出部２４を有する。スレーブ制御部１２が出力するＰＷＭ信号は、ロジック回路２２に入力する。ロジック回路２２には、更にモータ３０に設けられたホール素子３１が出力するホール信号、スレーブ制御部１２が出力するＣＷ／ＣＣＷ信号及びＢＲＡＫＥ信号が入力する。

ロジック回路２２は、スレーブ制御部１２が出力するＰＷＭ信号と、ホール素子３１が出力するホール信号と、スレーブ制御部１２が出力するＣＷ／ＣＣＷ信号又はＢＲＡＫＥ信号とに基づき、モータ３０を駆動するための駆動信号を出力する。本例においては、ロジック回路２２は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３相の駆動信号によってモータ３０を駆動する。また、ホール信号も３相の信号として出力される。

モータ３０は、スレーブ制御部１２が出力するＰＷＭ信号のデューティー比に応じた回転速度で駆動する。例えば、モータ３０は、ＰＷＭ信号のデューティー比が１００％のときに最高速度で回転し、デューティー比が０％のときに停止する。

ホール信号検出部２４は、ホール素子３１が出力するホール信号の変化を検出する。

カウンタ２３は、所定のクロック、例えばプリドライバ２０の内部クロックＣＬＫをカウントしたカウント値Ｃを計上する。また、カウンタ２３は、ＣＷ／ＣＣＷ信号又はＢＲＡＫＥ信号によりカウント値Ｃをリセットする。更に、カウンタ２３は、ホール信号検出部２４からホール信号の変化を検出したことを示す検出信号を受信したときにカウント値Ｃをリセットする。

カウンタ２３は、カウント値Ｃを閾値Ｃ_thと比較し、カウント値Ｃが閾値Ｃ_thを超えるとモータ３０がロック状態になったと判定し、ロジック回路２２に対してモータ３０がロック状態にあることを示すロック状態検知信号を出力する。ロジック回路２２は、ロック状態検知信号を受信すると、モータ３０に対する駆動信号の供給を遮断し、モータ３０、ドライバ回路等の保護を図る。

モータ３０は、例えばＦＥＴ(Field-Effect Transistor)を用いたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４によるＨブリッジ回路からなるドライバ回路により駆動される。尚、本例においては、ドライバ回路の例として２相のＨブリッジ回路を示しているが、３相で駆動する場合には、モータ３０に対してスイッチング素子のペアが１組追加される。

ロジック回路２２が出力するＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の駆動信号が各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲートに入力すると共に、駆動電圧Ｖｄｄがドライバ回路に供給される。各相の駆動信号により各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を所定のタイミングで制御することにより、モータ３０は回転駆動する。

ロジック回路２２は、ＣＷ／ＣＣＷ信号に応じて３相のモータ駆動信号の出力先を入れ替えると共に、ホール信号の順序を内部で入れ替えることにより、モータ３０の回転方向を第１又は第２の方向に制御することができる。また、ロジック回路２２は、ＢＲＡＫＥ信号に応じて例えばモータ３０の端子を短絡させることにより、モータ３０を停止させることができる。

ホール素子３１は、モータ３０に内蔵され、モータ３０における磁界の強度に応じたアナログ信号によるホール信号を出力する。ホール素子３１から出力されるホール信号は、図示しない信号処理回路で増幅等の信号処理を施され、ホール信号検出部２４及びロジック回路２２に入力する。

エンコーダ３２は、モータの状態を検知し、検知結果としてエンコーダ信号（回転軸等の変位量に応じたパルス数）を出力する。具体的には、エンコーダ３２は、例えばモータ３０の軸上に設けられ、モータ３０の回転に応じたＡ相及びＢ相の２相のエンコーダ信号を出力する。当該エンコーダ信号は、スレーブ制御部１２に入力する。スレーブ制御部１２のＣＰＵ１２４は、入力したエンコーダ信号に基づきモータ３０の回転速度、回転量、及び回転方向をモニタすることができる。

なお、エンコーダ３２は、モータ３０の軸上に限らず、例えばモータ３０により駆動制御される制御対象と同期して動く部位に設けてもよい。また、モータ３０の回転速度等の検出は、エンコーダ３２の代わりにホール素子３１が出力するホール信号を用いて行われてもよい。この場合、速度検出用のセンサとしてエンコーダ３２を省略できるので、コストを削減することができる。

抵抗Ｒは、モータ３０に流れる合成電流をスレーブ制御部１２でモニタするためのシャント抵抗である。抵抗Ｒによる電流のモニタ出力は、スレーブ制御部１２に入力する。

図４は、一般的な搬送装置における制御の遅延の問題を例示している。信号線３５は、被搬送体の存否に応じて変化するセンサの検出信号を示している。時点Ａは、被搬送体がセンサを通過し始めた時点を示している。信号線３６は、センサが信号線３５の変化を読み取る周期を示している。被搬送体の通過の検出は、時点Ａ以降の時点Ｂから時点Ｃの間に行われる。信号線３７は、モータ制御を行う周期を示している。被搬送体の通過に応じたモータ制御は、時点Ｃ以降の時点Ｄから時点Ｅまでの間に行われる。信号線３８は、エンコーダの入力信号を示している。上記制御がモータに反映されるのは、時点Ｅ以降の時点Ｆからである。

このように、一般的な搬送装置においては、被搬送体がセンサを通過してから実際にモータの制御が開始されるまでには遅延Ｔが発生する。遅延Ｔは、時点Ａが時点Ｂから時点Ｃまでの読取周期の開始直前であった場合には短くなり、時点Ａが当該読取周期の終了直後であった場合には長くなる。また、遅延Ｔは、時点Ｃが時点Ｄから時点Ｅまでのモータの制御周期の開始直前であった場合には短くなり、時点Ｃが当該制御周期の終了直後であった場合には長くなる。

また、図５及び図６は、一般的な搬送装置におけるモータの停止位置のずれに関する問題を例示している。図５は、モータ３が所定の場所に固定され、その回転に伴い被搬送体（用紙）７が搬送される場合を示している。図６は、被搬送体（図示せず）の搬送に伴いモータ３が変位する場合を示している。図５中、被搬送体７の実線で示す部分は、理想的な停止位置（目標位置）であり、一点鎖線で示す部分は望ましくない停止位置である。図６中、モータ３の実線で示す部分は、理想的な停止位置（目標位置）であり、一点鎖線で示す部分は望ましくない停止位置である。

画像形成装置においては、生産性（単位時間あたりの印刷枚数）を確保するため、モータ３が停止してから即時に加速を開始する場合が多い。また、印刷精度を確保するため、図５に示すように、被搬送体７を目標位置で停止状態に維持すること、図６に示すように、変位するモータ３を２つの目標位置の間で往復動させること等が高い精度で求められる。このような動作を実現するためには、被搬送体７又はモータ３を定められた時間内に確実に目標位置に到達させることが必要となる。具体的には、例えばモータ３を制御するためのＰＷＭ制御信号を生成する際に元にする目標位置（１制御周期における目標位置：プロファイル目標位置）が、定められた時間内に図５及び図６で実線で示すような最終的な目標位置に到達することが必要となる。プロファイル目標位置が定められた時間内に目標位置に到達できない場合、モータ３が停止してから即時に加速を開始することができなくなるため、生産性が低下する。また、被搬送体７が望ましくない位置に保持されることにより用紙をたるませる量が不揃いになったり、モータ３が望ましくない範囲を往復動することにより動作開始位置が不揃いになったりするため、印刷精度が低下する。

図７及び図８は、一般的な搬送装置の位置フィードバック制御における時間と残パルス数との関係を示すものであり、残パルス数に基づいて位置フィードバック制御を行う場合の問題を例示している。本例では、被搬送体７又はモータ３が目標位置に到達するまでの残パルス数がある閾値以下となった場合に、速度フィードバック制御を停止し、残パルス数に基づいて位置フィードバック制御を行う場合を想定している。具体的には、例えばモータ３を制御するためのＰＷＭ制御信号を生成する際に、残パルス数に基づいてプロファイル目標位置を生成するものである。図７及び図８は、当該位置フィードバック制御が開始された後の状態を示している。図７及び図８中、１つの矢印６０は、位置フィードバック制御における１制御周期あたりの残パルス数の変化量を示している。図７は、モータ負荷が小さい場合を示し、図８は、モータ負荷が大きい場合を示している。

図７に示すように、モータ負荷が小さい場合における目標位置に到達するまでに要する制御周期は８であるのに対し、図８に示すように、モータ負荷が大きい場合における目標位置に到達するまでに要する制御周期は３である。これは、モータ負荷が小さい場合にはモータ３の動きが早く（反応が大きく）なるため、現在位置が進みやすくなり、モータ負荷が大きい場合にはモータの動きが鈍く（反応が小さく）なるため、現在位置が進みにくくなるからである。このように、残パルス数に基づいて位置フィードバック制御を行う（プロファイル目標位置を生成する）場合には、モータの負荷に応じて目標位置に到達するまでに要する制御周期数が変動する。従って、位置フィードバック制御が開始されてから目標位置に到達するまでの時間を保証できないという問題が発生する。目標位置に到達するまでの時間を保証できないということは、上述のように生産性及び印刷精度の低下の原因となる。

図９は、本実施の形態におけるモータ３の回転速度制御の流れを例示している。先ず、制御部６（スレーブ制御部１２）は、指示部５（マスタ制御部１１）からの指示信号に基準位置情報、即ちセンサ４（１３，１４）の設置位置を示す情報に基づいてモータ３（３０，３０Ａ，３０Ｂ）の速度を変更する要求が含まれているか否かを判定する（Ｓ１）。ステップＳ１において、基準位置情報に基づく速度制御の要求がない場合（Ｎｏ）には、例えば被搬送体７の目標位置、モータ３の駆動量と被搬送体７の移動量との関係等のデフォルトデータに基づいて適宜の速度制御が行われる（Ｓ５）。

一方、ステップＳ１において、基準位置情報に基づく速度制御の要求がある場合（Ｙｅｓ）には、基準位置情報を取得済みか否かが判定される（Ｓ２）。例えば、被搬送体７を検出するセンサ４の設置位置を示す基準位置情報がスレーブ制御部１２のＲＡＭ１２６に格納されているか否か等が判定される。ステップＳ２において、基準位置情報が未取得である場合（Ｎｏ）には、当該センサ４に関する基準位置情報を取得する処理が行われる（Ｓ３）。当該基準位置情報を取得する処理としては、例えばセンサ４の識別番号と基準位置情報とが対応付けられたテーブルをＲＯＭに格納しておき、センサ４が出力する識別番号情報をキーとして対応する基準位置情報を抽出する処理、各センサ４が自らの基準位置情報を保持しており、これを適宜制御部６に出力する処理、ＥＮＣ３２（図３参照）から取得される位置情報に基づき基準位置で割り込みを発生させる処理等が考えられる。

その後、被搬送体７が基準位置（センサ４の設置位置）に到達したか否かが判定され（Ｓ４）、到達した場合（Ｙｅｓ）には、目標位置を含む指示信号、モータ３からフィードバックされる回転速度情報、センサ４から得られる被搬送体７の位置情報及び上記基準位置情報に基づいて速度フィードバック制御を行い、上記遅延Ｔを打ち消すようにモータ３の回転速度が制御される（Ｓ５）。

このように、センサ４の設置位置に基づく固定された基準位置情報を考慮してモータ３の速度制御を行うことにより、被搬送体７を搬送する動作を高精度で行うことができる。また、上述したような被搬送体７がセンサ４を通過してから実際にモータ３の制御が開始されるまでの遅延Ｔ（図４参照）をなくすための制御も、基準位置情報を考慮した速度制御を行うことにより、高い精度で行うことができる。

図１０は、本実施の形態におけるモータ３の停止位置制御の流れを例示している。当該ルーチンは、上記ステップＳ５における速度フィードバック制御処理の実行時に実行される。先ず、制御部６（スレーブ制御部１２）は、モータ３からのフィードバック信号（ＥＮＣ３２が出力するＥＮＣ信号）と目標位置とから求められる残パルス数が閾値以下であるか否かを判定し（Ｓ１１）、残パルス数が閾値以下でない場合（Ｎｏ）には、速度フィードバック制御処理（Ｓ５）に戻る。

一方、ステップＳ１１において、残パルス数が閾値以下である場合（Ｙｅｓ）には、速度フィードバック制御処理を停止し（Ｓ１２）、予め定めた指定パルス数に基づく位置フィードバック制御処理（Ｓ１３）を実行する。その後、残パルス数が０に到達したか否かを判定し（Ｓ１４）、達していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１３に戻り、達した場合（Ｙｅｓ）にはモータ３を停止させる（Ｓ１５）。

図１１は、指定パルス数に基づく位置フィードバック制御処理における時間と残パルス数との関係を例示している。矢印６５は、１制御周期あたりの残パルス数の変化量を示している。矢印６６は、指定パルス数を示している。矢印６７は、位置誤差を示している。本例においては、１制御周期あたりの残パルス数の変化量（プロファイル目標位置）は、指定パルス数と位置誤差との和になっている。すなわち、位置フィードバック制御処理におけるプロファイル目標位置は、指定パルス数と位置誤差とに基づいて生成される。これにより、目標位置（理想的な停止位置）に到達するまでに要する制御周期数は、モータ３の負荷に応じて変動することはなく、目標位置に到達するまでの時間を保証することが可能となる。

図１２は、本実施の形態にかかるモータ３０の駆動制御の具体例を示している。マスタ制御部１１は、コントローラ１０からの制御信号に応じて、時点ｔ₁₀で、スレーブ制御部１２に対してモータ３０の起動を要求するコマンド（指示信号）を発行する。この起動要求コマンドには、モータ３０の回転速度の指定が含まれる。スレーブ制御部１２は、この起動要求コマンドを時点ｔ₁₁で受け取り、時点ｔ₁₂でこの起動要求コマンドによる制御を実行する。モータ３０は、時点ｔ₁₃で起動される。モータ３０は、起動後所定時間経過後に起動要求コマンドに指定された速度に達する。

マスタ制御部１１は、モータ３０に対する起動要求コマンドの発行の時点ｔ₁₀より後の時点ｔ₁₄において、モータ３０の停止を要求する予約コマンドをスレーブ制御部１２に対して発行する。この予約コマンドは、例えばモータ３０を停止させる制御を、モータ３０の状態が所定の条件を満たした場合に実行するように、予めスレーブ制御部１２に対して予約するコマンドである。この予約コマンドは、スレーブ制御部１２に受け取られ、例えばＲＡＭ１２６に保持される。例えば、予約コマンドは、モータ３０の状態に対する条件として、モータ３０の回転による移動距離（回転速度の累積値）を指定するものである。

スレーブ制御部１２は、各センサのセンサ信号に基づきモータの状態、被搬送体７の位置等を監視し、モータ３０の状態が予約コマンドに示される状態になったか否かを判定する。より具体的には、スレーブ制御部１２は、エンコーダ３２から供給されるエンコーダ信号に基づきモータ３０の回転角を累積し、累積結果に基づきモータ３０の回転による移動距離が、予約コマンドにより指示された指定移動距離に達したか否かを判定する。

尚、当該距離の判定は、モータ３０の減速期間における移動期間を考慮して行うことが好ましい。例えば、スレーブ制御部１２は、モータ３０の回転速度と減速の際の加速度とに基づきモータ３０が減速を開始してから停止するまでにモータ３０の回転により移動する移動距離を求める。そして、制御部１２は、モータ３０の回転による移動距離が、マスタ制御部１１からの予約コマンドに指定される移動距離から、求められた減速の際の移動距離を減じた距離（見做し指定移動距離）に達したか否かを判定する。

また、スレーブ制御部１２は、上記基準位置情報をモータ３０の回転速度制御に利用する。例えば、スレーブ制御部１２は、被搬送体７を検出したセンサの基準位置情報に基づいて被搬送体７の位置、移動距離等を測定する。これにより、スレーブ制御部１２は、モータ３０の回転による移動距離が上記見做し指定移動距離に達したか否か等を正確に判定することが可能となる。このように、センサの設置位置を示す変動のない基準位置情報を各種パラメータの生成等に利用することにより、回転速度制御の精度を向上させることができる。

ここで、モータ３０の回転による移動距離が、時点ｔ_cで見做し指定移動距離に達したものとする。スレーブ制御部１２は、エンコーダ３２からのエンコーダ信号に基づきモータの状態を確認し、モータ３０の回転による移動距離が見做し指定移動距離に達したと判定した場合、モータ３０を停止させる制御を実行する。この停止制御によるモータ３０の理想動作は、図６に例示されるように、モータによる移動距離が見做し指定移動距離に達した時点ｔ_cから減速が開始される動作となる。

例えば、スレーブ制御部１２のＣＰＵ１２４は、時点ｔ₁₅でモータ３０の回転による移動距離が見做し指定移動距離に達したと判定し、スレーブ制御部１２の内部処理に応じた遅延の後にモータ３０の停止制御を行う（時点ｔ₁₆）。停止制御は、例えば時点ｔ₁₆においてＰＷＭ生成部１２０がデューティー比０％のＰＷＭ信号を生成するように制御すると共に、ＣＰＵ１２４が制御Ｉ／Ｆ１２１を介してプリドライバ２０にＢＲＡＫＥ信号を出力することにより行う。

この停止制御によるモータの実動作は、図６において一点鎖線で示されるように、時点ｔ₁₆の直後の時点ｔ_dから減速が開始される動作となる。このとき、モータ３０の制御に対して理想動作による減速開始の時点ｔ_cと実動作による減速開始の時点ｔ_dとの間には差分（遅延）が発生する。しかし、当該差分は、上記予約コマンドを発行せずマスタ制御部１１がモータの状態確認を行いその確認結果をスレーブ制御部１２に通知する場合に比べ、十分小さいものとなる。

尚、本実施の形態にかかる搬送装置１で実行される制御プログラムは、ＲＯＭ１２５に予め組み込まれて提供されることが好ましい。また、当該制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。更に、当該制御プログラムをインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。更にまた、当該制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。

図１３は、本実施の形態にかかる搬送装置１が適用可能なＡＤＦ(Auto Document Feeder)５１の構成を例示している。ＡＤＦ５１は、載置部５２、搬送経路５３、ローラ５４、センサ５５、排紙トレイ５６等を有する。各ローラ５４は、同図においては図示しないモータにより回転される。載置部５２に載置された被搬送体７としての用紙は、各ローラ５４の回転により搬送経路５３に沿って搬送される。搬送経路５３の途中には複数のセンサ５５が設置・固定されている。各センサ５５は、用紙の存否（通過）を検出する。各センサ５５の検出結果に基づいて用紙の位置を特定することができる。各ローラ５４の回転の回転速度等は、上記モータの制御により制御される。

本実施の形態にかかる搬送装置１は、上述した各ローラ５４を駆動する駆動系の動力として用いることができる。これにより、従来よりも高精度な搬送動作を実現することができ、より紙間を詰めた搬送、高速搬送等を実現することができる。

図１４は、本実施の形態にかかる搬送装置１が適用可能な画像形成装置１００の構成を例示している。画像形成装置１００は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置１００本体の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。

ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｋが並設されている。

各作像部７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７３、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（図示しない）などが配設されている。そして、各感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋで、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、各感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋは、図示されない駆動モータによって図１４中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７３の位置で、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋの表面は、露光部１０３から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋの表面は、現像部７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。

その後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。

最後に、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架および支持されると共に、ローラ８２の回転駆動によって図１４中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。

そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、画像形成装置１００の下方に配設された給紙部１０４から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。

詳しくは、給紙部１０４には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１４中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置９０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ９１および加圧ローラ９２による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。

その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部９３上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置１００における、一連の画像形成プロセスが完了する。

本実施の形態にかかる搬送装置１は、上述したレジストローラ対９８や、用紙搬送系の各ローラ（例えば給紙ローラ９７）を駆動する駆動系の動力として用いることもできる。これにより、従来よりも高精度な搬送動作を実現することができ、より紙間を詰めた搬送、高速搬送等を実現することができる。

本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なものである。

１ 搬送装置
２ 搬送部
３ モータ
４ センサ
５ 指示部
６ 制御部
７ 被搬送体
１０ コントローラ
１１ マスタ制御部
１２ スレーブ制御部
１３ レジストセンサ
１４ 搬送センサ
１５Ａ，１５Ｂ モータ駆動部
２０ プリドライバ
２２ ロジック回路
２３ カウンタ
２４ ホール信号検出部
３０ モータ
３０Ａ レジストモータ
３０Ｂ 搬送モータ
３１ ホール素子
３２ エンコーダ
５１ ＡＤＦ
５２ 載置部
５３ 搬送経路
５４ ローラ
５５ センサ
７３ 帯電部
７４Ｙ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｋ 作像部
７５Ｙ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｋ 感光体ドラム
７６ 現像部
７７ クリーニング部
７８ 中間転写ベルト
７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ １次転写バイアスローラ
８０ 中間転写クリーニング部
８２ ２次転写バックアップローラ
８３ クリーニングバックアップローラ
８４ テンションローラ
８５ 中間転写ユニット
８９ ２次転写ローラ
９１ 定着ローラ
９２ 加圧ローラ
９３ スタック部
９７ 給紙ローラ
９８ レジストローラ対
９９ 排紙ローラ対
１００ 画像形成装置
１０１ ボトル収容部
１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ トナーボトル
１０４ 給紙部
１２０ ＰＷＭ生成部
１２１ 制御Ｉ／Ｆ
１２２ エンコーダＩ／Ｆ
１２３ マスタＩ／Ｆ
１２４ ＣＰＵ
１２５ ＲＯＭ
１２６ ＲＡＭ
１２７ ＣＬＫ
Ｐ 記録媒体
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ スイッチング素子

特開２００７−３１６６０８号公報 特開２０１２−１７７９７１号公報 特開２００９−７３１８１号公報

Claims (9)

1. 被搬送体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段を駆動するモータと、
   前記被搬送体の位置を検出するセンサと、
   前記被搬送体を目標位置まで搬送するための指示信号を生成する指示手段と、
   前記指示信号、前記モータの回転速度情報、前記被搬送体の位置情報及び前記センサの設置位置を含む基準位置情報に基づいて速度フィードバック制御を行い、前記被搬送体の位置が検出されてから前記モータに制御内容が反映されるまでの遅延を打ち消すように前記モータを制御する制御手段と、
   を備える搬送装置。
2. 前記制御手段は、前記被搬送体の位置と前記目標位置との差が閾値以下となった場合に、前記モータの位置情報及び予め定めた指定パルス数に基づいて位置フィードバック制御を行い、前記差が前記閾値以下となった時点から前記被搬送体が前記目標位置に到達するまでの時間が一定となるように前記モータを制御する、
   請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記制御手段は、前記指定パルス数に基づいて１制御周期あたりの目標位置を生成する、
   請求項２に記載の搬送装置。
4. 互いに独立したハードウェアから構成される第１の制御手段及び第２の制御手段を備え、
   前記第１の制御手段は、前記指示手段を備え、
   前記第２の制御手段は、前記制御手段を備える、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. 前記制御手段は、前記指示信号に前記基準位置情報に基づく制御を行う要求が含まれているか否かを判定し、当該要求が含まれていない場合には、前記基準位置情報を考慮せずに前記モータを制御する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 前記搬送手段又は前記モータが前記被搬送体と共に変位する場合において、
   前記センサは、前記搬送手段又は前記モータの位置に基づいて前記被搬送体の位置を検出する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の搬送装置。
7. 画像形成装置の自動給紙装置に用いられる、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置。
8. 搬送手段により搬送される被搬送体を目標位置まで搬送するための指示信号を生成する工程と、
   前記指示信号、前記搬送手段を駆動させるモータの回転速度情報、センサにより検出された前記被搬送体の位置情報及び前記センサの設置位置を含む基準位置情報に基づいて速度フィードバック制御を行い、前記被搬送体の位置が検出されてから前記モータに制御内容が反映されるまでの遅延を打ち消すように前記モータを制御する工程と、
   を含む搬送装置の制御方法。
9. コンピュータに、
   搬送手段により搬送される被搬送体を目標位置まで搬送するための指示信号を生成する処理と、
   前記指示信号、前記搬送手段を駆動させるモータの回転速度情報、センサにより検出された前記被搬送体の位置情報及び前記センサの設置位置を含む基準位置情報に基づいて速度フィードバック制御を行い、前記被搬送体の位置が検出されてから前記モータに制御内容が反映されるまでの遅延を打ち消すように前記モータを制御する処理と、
   を実行させるための制御プログラム。

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