JP4481121B2 - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置及びプログラムに関し、特にフィードバック制御で被記録媒体の送り制御を行う画像形成装置及びフィードバック制御で被記録媒体の送り制御を行うためのプログラムに関する

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。

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。
特開２００３−１０３８５７号公報

また、特許文献２に開示されているように、直流電動機の回転量を検出する検出器から出力されるデジタル位置信号に基づき制御される直流電動機の駆動方法において、デジタル位置信号が変化するのを確認する信号確認ステップと、デジタル位置信号が所定変化するのを確認する毎に、直流電動機に対して、目標位置との位置誤差に応じて逐次段階的に駆動力を減少させた各第１の駆動力を付与するか、又は駆動を停止させる駆動力減少ステップと、各第１の駆動力を付与した後、デジタル位置信号が所定変化するのを確認するまでの各間では、各第１の駆動力に対してそれぞれ段階的に駆動力を増加させる駆動力増加ステップとを含む駆動方法が知られている。
特開２００３−３４８８７８号公報

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。そのため、これらの外乱因子が直結する速度を誤差なく検出し制御を行うことが、高速、高画質な印刷結果を得られることとなる。

しかしながら、被記録媒体を目標とする位置まで高精度に搬送したとしても、特に、被記録媒体を停止させて記録ヘッドから液滴を吐出しながら画像形成（印刷）を行なっているときに、被記録媒体に対して例えば給紙ローラ側からのバックテンションなどの外乱が作用して、被記録媒体の位置精度に乱れが生じると、液滴の着弾精度が乱れてしまって画像品質が低下することになる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、画像形成中における被記録媒体の停止位置変動を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体を間歇的に送り、前記被記録媒体上に画像形成手段によって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駆動源に対し、目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量を逐次算出してフィードバック制御を行う手段を備え、
前記フィードバック制御を行う手段は、前記被記録媒体を予め定めた停止位置に停止させるように前記駆動源の減速制御を行うとき、前記目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量に基づく制御から、前記目標速度と予め定めた速度の偏差に応じた制御量に基づく制御に切り替える切り替え手段と、
前記画像形成手段によって前記被記録媒体に画像を形成する画像形成動作を行なっているときには、前記被記録媒体の停止位置変動に基づいて前記被記録媒体を前記予め定めた停止位置に戻す停止位置保持制御を行なう手段と、を備え、
前記切り替え手段は、前回の位置情報と今回の位置情報との位置差分が予め定めた所定値よりも小さいときに、前記目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量に基づく制御から、前記目標速度と予め定めた速度の偏差に応じた制御量に基づく制御に切り替える
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体を停止位置に停止させる減速制御を行うときに、前回の位置情報と今回の位置情報との位置差分が予め定めた所定値よりも小さいときには、目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量に基づく制御から、目標速度と予め定めた速度の偏差に応じた制御に切り替える手段を備え、また印刷中でも被記録媒体を予め定めた停止位置に保持する停止位置保持制御を行う手段を備え、切り替え手段は、前回の位置情報と今回の位置情報との位置差分が予め定めた所定値よりも小さいときに、目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量に基づく制御から、目標速度と予め定めた速度の偏差に応じた制御量に基づく制御に切り替えるので、被記録媒体の停止位置変動を抑制して高い画像品質の画像を形成することができる。

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。この速度プロファイル格納部１０１はＲＯＭ８２にて構成している。

位置速度検出部１０２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１０３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１０２やサンプリング部１０３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、低速演算部１１４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からの速度偏差又は低速演算部１１４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。

低速演算部１１４は、サンプリング部１０３から比較演算部１１１に与えられた位置情報に基づいて、前回のサンプリングされた位置からの差分（移動量偏差）が予め定めた移動量（所定値）よりも小さいか否かを判別し、移動量偏差が所定値以下のときには低速制御時と判定して、位置速度検出部１０２から与えられる検出速度、検出位置に基づいて、位置速度検出部１０２より与えられた速度を予め定めた速度に変換し、この変換後の速度と目標速度との速度偏差を演算し、演算した速度偏差をＰＩＤ演算部１１２に与える。つまり、この低速演算部１１４は実質的にエンコーダ出力から得た速度情報を用いない速度制御を行うためのものである。

そこで、まず、被記録媒体（用紙）を目標位置まで送るときの制御について説明する。
この実施形態では、低速時には、低速演算部１１４を用いて通常時と異なる速度制御を行っている。これは、低速制御時には速度情報と位置情報との矛盾が生じることによる。

つまり、図５を参照して、エンコーダ３６からは同図（ａ）、（ｂ）に示すようにＡ相の検出パルス（パルス信号）とＢ相の検出パルス（パルス信号）が出力される。これらの各パルスを併せて「エンコーダ出力」という。位置速度検出部１０２では、同図（ｃ）に示すように、Ａ相及びＢ相の各検出パルスの立ち上がりエッジ及び立下りエッジで位置検出用のラッチを行なって位置検出パルスを生成出力する。また、同図（ｅ）に示すように、Ａ相の検出パルスの立ち上がりエッジで速度検出用のラッチを行なって速度検出パルスを生成出力する。

一方、サンプリング部１０３は、予め定めたサンプリング周期で、同図（ｄ）に示すようにサンプリングを行なって（ラッチと表記）位置検出パルスのカウント値を位置情報として取得し、また、同図（ｆ）に示すように、サンプリングを行なって（ラッチと表記）速度検出パルスのカウント値を速度情報として取得する。

そのため、例えば、図５に示すように、サンプリング１０３によるサンプリングのラッチ１で行なわれたとき、このラッチ１における位置取得は「５」（例えば、５パルス＝２６．５μｍ）、速度取得は「ａ１」（例えば、２６．５ｍｍ／ｓｅｃ）となる。これに対して、ラッチ１から仮にサンプリング周期の時間が経過してサンプリングがラッチ２でおこなわれたとき、このラッチ２における位置取得は「２」（例えば２パルス=１０．６μｍ)となるのに対し、速度取得ではその間に速度検出ラッチが行なわれていないので、ラッチ１のときの「ａ１」(例えば、２６．５ｍｍ／ｓｅｃ)のままとなる。

このように、移動量に対する検出速度の矛盾が生じる。これは、予め定められたサンプリング部１０３のサンプリング周期（例えば、１ｍｓｅｃ）内の移動量が、その間に２回速度検出ラッチを行うことができない移動量（例えば、８パルス）である場合に生じる。ただし、このような移動量と検出速度（位置情報と速度情報）の矛盾が発生するのは、図６に示すように、前回のサンプリング時における速度と今回のサンプリング時における速度に所定値よりも大きな速度偏差が生じる場合であり、等速制御を実施しているときには速度偏差はほとんどないことから矛盾は生じない。

したがって、移動量に基づいて、大きな速度偏差が生じて位置精度に大きく影響する減速制御時であるか否かを判別し、減速制御時にはエンコーダ出力に関係なく予め定めた速度を用いて速度制御を行うようにする。

そこで、このような速度制御を含むこの画像形成装置における用紙送り時の副走査モータの駆動制御について図７をも参照して説明する。
まず、制御部８０では、用紙送りを開始するときに、速度プロファイル格納部１０１に格納された速度プロファイルを読み出して、副走査モータ駆動部９１の比較演算部１１１に目標位置及び目標速度を与える（目標位置、目標速度設定）。副走査モータ駆動部９１からは初期の制御量が出力されて副走査モータ３１の駆動が開始される。これにより、速度検出部１０２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１０３でサンプリングされて（現在速度、位置検出）、副走査モータ駆動部９１の比較演算部１１１に与えられる。

このとき、前述したように、前回サンプリングしたときの位置情報と今回サンプリングしたときの位置情報との差分（位置差分）が、予め定めた所定値以上か否かを判別して、位置差分が所定値以上のときには、比較演算部１１１から速度プロファイルに基づいた目標速度と現在速度との速度偏差が設定されてＰＩＤ制御演算部１１２に与えられ、ＰＩＤ制御演算部１１２から目標速度と現在速度との速度偏差に応じたＰＷＭ制御値（制御量）が出力されて、副走査モータ３１は、設定された速度プロファイルに従って速度で回転駆動される。

これに対して、ここで、位置差分が所定値以上でないとき、すなわち、前回サンプリングされた位置と今回のサンプリング位置との差分が所定値よりも小さいときには、減速時の低速域であると判定して、低速演算部１１４から予め定めた速度に相当する速度偏差がＰＩＤ制御演算部１１２に与えられ、ＰＩＤ制御演算部１１２から設定速度に応じたＰＷＭ制御値（制御量）が出力されて、副走査モータ３１は、設定された速度プロファイルに従って速度で回転駆動される。

そして、目標位置になったときには、副走査モータ３１の駆動を停止する。

なお、低速時の速度を固定するのではなく、例えば、低速演算部１１４において、サンプリング部１０３によるサンプリング周期（例えば、１ｍｓｅｃ)内の移動量が、移動量「１」(例えば、１パルス＝５．２９μｍ)であれば、実際の速度は５．２９ｍｍ/ｓｅｃとみなすことができるので、これを現在速度として目標速度に対する速度偏差を求めて、この速度偏差をＰＩＤ制御演算部１１２に与えるようにすることもでき、このように、予め定めた時間内での位置情報に基づく移動量に応じた速度で速度制御を行うことにより、減速制御において、停止するまで安定した速度を得ることが可能となる。

次に、用紙を目標位置まで送って停止させたときの停止位置保持制御について図８をも参照して説明する。
まず、前述したように、制御部８０は、被記録媒体の送りを開始するときに、目標位置、目標速度に対する情報に対し、副走査モータ３１の回転駆動を行う。これにより、位置検出部１０２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１０３でサンプリングされて、副走査モータ駆動部９１の比較演算部１１１に与えられ、速度偏差に応じてＰＩＤ制御演算部１１２からＰＷＭ制御値（制御量）が出力され、副走査モータ３１は設定された速度プロファイルに従った速度で回転駆動され、与えられた目標位置で被記録媒体を停止させ、停止位置保持処理を開始する。

そして、前述したようにキャリッジ３が主走査されて記録ヘッド７から記録液の液滴が画像データに応じて吐出されて、被記録媒体である用紙１２上に画像を形成する画像形成動作（印刷走査）が終了したか否（印刷実行中）かを判別する印刷走査終了判定を行なう。

ここで、印刷実行中であれば、位置速度検出部１０２から現在位置を取得し、被記録媒体を停止させたときの目標位置、すなわち予め定めた停止位置と現在位置との偏差量があるか否かを判別する停止位置偏差量判定処理を行なう。

このとき、予め定めた停止位置と現在位置との偏差量がなければ、つまり、被記録媒体に停止位置変動が生じていなければ、印刷走査終了判定に戻る。

これに対して、被記録媒体の現在位置と予め定めた停止位置との偏差量があれば、その位置偏差量が予め定めた設定量、例えば±１パルス（＝±５．２９μｍ）を超えている（偏差量＞設定量）か否かを判別することで、停止位置保持のためのフィードバック制御を実行するか否かを判定する制御実施有無判定処理を行なう。

このとき、位置偏差量が設定量を越えていれば（例えば、１パルスを越えていれば）、予め定めた停止位置と現在位置との位置偏差量をＰＩＤ制御演算部１１２に与え、ＰＩＤ制御演算部１１２の出力するＰＷＭ制御値、すなわち被記録媒体を送るための副走査モータ３１に対する出力値を変更することで、副走査モータ３１を位置偏差量に応じて回転駆動して被記録媒体を予め定めた停止位置（目標位置）に戻す動作を行なう。

つまり、ここでは、被記録媒体を予め定めた停止位置を目標位置としてフィードバック制御を行なう手段（例えばＰＩＤ制御演算部）の副走査モータに対する出力値を変更することによって、被記録媒体の停止位置制御を行なうようにしている。なお、具体的にはＰＩＤ制御演算部の積分器出力が担うことになるので、フィードバック制御に微分器を用いない場合でも同様に適用することができる。

これに対して、位置偏差量が設定量を越えていなければ、つまり、偏差量が設定量（例えば１パルス）以内であれば、偏差量はゼロとみなしてＰＷＭ制御値を変更しない。すなわち、被記録媒体に停止位置変動が生じても、その変動量（位置偏差量）が設定量以下であれば、実質的に停止位置変動は生じていないものとして、副走査モータ３１に対する出力値を変更しない。

このように、印刷実行中（画像形成動作中）は被記録媒体を停止位置変動に基づいてフィードバック制御（サーボ制御）で被記録媒体を停止位置に保持する停止位置保持制御を実行することによって、印刷中の被記録媒体に対してバックテンションなどの外乱が作用して被記録媒体の停止位置変動が生じた場合でも、即座に被記録媒体を元の停止位置に戻すことができるので、高品質の画像を形成することができる。

この場合、予め定めた設定量と偏差量に基づいて被記録媒体の駆動源に対する出力値を変更するか否かの判定を行なうようにすることで、実際には被記録媒体の停止位置は変動していないが、振動などによってエンコーダスリット円板の振れによって偏差量が生じていると誤判定して、被記録媒体を停止位置から過振させることを防止することができ、安定した停止位置保持制御を行なうことができる。

そして、被記録媒体を戻す制御は、位置偏差量に応じて駆動源に対する出力値を変更して行なうことによって、被記録媒体を高精度に元の停止位置に戻すことができ、高い精度の位置保持制御を行なうことができる。

なお、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。

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。 同モータ駆動制御おける位置情報と速度情報の取得の説明に供する説明図である。 同じく速度プロファイルにおける速度検出不可領域の説明に供する説明図である。 同モータ駆動制御における用紙送り制御の一例の説明に供するフロー図である。 同モータ駆動制御における停止位置保持制御の一例の説明に供するフロー図である。

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…位置速度検出部
１０３…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
１１４…低速演算部

Claims (1)

1. 被記録媒体を間歇的に送り、前記被記録媒体上に画像形成手段によって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駆動源に対し、目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量を逐次算出してフィードバック制御を行う手段を備え、
   前記フィードバック制御を行う手段は、前記被記録媒体を予め定めた停止位置に停止させるように前記駆動源の減速制御を行うとき、前記目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量に基づく制御から、前記目標速度と予め定めた速度の偏差に応じた制御量に基づく制御に切り替える切り替え手段と、
   前記画像形成手段によって前記被記録媒体に画像を形成する画像形成動作を行なっているときには、前記被記録媒体の停止位置変動に基づいて前記被記録媒体を前記予め定めた停止位置に戻す停止位置保持制御を行なう手段と、を備え、
   前記切り替え手段は、前回の位置情報と今回の位置情報との位置差分が予め定めた所定値よりも小さいときに、前記目標速度と検出速度の偏差に応じた制御量に基づく制御から、前記目標速度と予め定めた速度の偏差に応じた制御量に基づく制御に切り替える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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