JP4732085B2 - Servo control device, image forming apparatus, and program - Google Patents
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Description
本発明はサーボ制御装置及び画像形成装置並びにプログラムに関する。 The present invention is related to servo control apparatus and an image forming apparatus, and program.
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、記録液(例えばインク)の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド(印字ヘッド)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、記録用紙、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。)するシリアル型画像形成装置がある。 As various image forming apparatuses such as printers, facsimiles, copying machines, plotters, printer / fax / copier multifunction machines, etc., recording heads (printing heads) constituted by droplet discharging heads that discharge recording liquid (for example, ink) droplets are used. ) Is mounted on a carriage, and the carriage is referred to as a recording medium (hereinafter referred to as “paper”, but the material is not limited to paper, and is also referred to as recording medium, recording paper, recording paper, transfer material, etc.) )) Is serially scanned in a direction orthogonal to the conveyance direction, and the recording medium is intermittently conveyed according to the recording width, and an image is formed (recorded) by alternately repeating conveyance and recording. , Printing, printing, and printing are also used synonymously.) There is a serial type image forming apparatus.
このようにシリアル型画像形成装置においては、キャリッジに搭載した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、キャリッジの移動走査制御が重要であり、一般には、キャリッジを移動走査する駆動モータにDCサーボモータを用いて、キャリッジの移動速度、移動位置をリニアエンコーダで検出し、検出速度(速度検出値)と目標速度(速度目標値)との差分に基づいて制御値を算出し、この制御値に基づいてPWM制御でDCサーボモータを駆動制御するようにしている。 As described above, in the serial type image forming apparatus, in order to form a high-quality image by ejecting recording liquid droplets from a recording head mounted on a carriage to a predetermined position on a sheet, carriage movement scanning control is performed. In general, a DC servo motor is used as the drive motor for moving and scanning the carriage, the moving speed and moving position of the carriage are detected by a linear encoder, and the detected speed (speed detection value) and target speed (speed target) are detected. The control value is calculated based on the difference from the value), and the DC servo motor is driven and controlled by PWM control based on the control value.
従来のサーボモータ制御装置ないし方法として、例えば特許文献1には、モータを制御して所定の状態で駆動されている被制御体(被駆動体)を停止させる駆動部と、ディジタル演算結果の制御目標値に基づいて該駆動部を制御する演算制御部とを備えたモータの制御系において、演算制御部は、サンプリング時間ごとに得た被制御体の現在の速度及び角速度と被制御体の目標速度値との差に基づいて計算される制御値に、目標速度値または該現在の速度及び角速度を基に求めたオフセット値を加えた制御目標値を計算し、該制御目標値によって駆動部を制御して、被制御体を停止制御させるようにすることが記載されている。
また、特許文献2には、キャリッジの駆動モータの移動速度の変動による振動の発生を抑制し、安定した駆動モータ制御を実現するために、制御部は、サーボ制御(PI制御)による制御値と、キャリッジの移動速度の加速区間、等速区間、減速区間の区間ごとに定められているオフセット値とを合計し、その合計値を制御値として、キャリッジを駆動する駆動モータを制御することが記載されている。
さらに、特許文献3には、サーボ制御時に電流制御のノイズを低減させるフィードフォワード値を提供するハードディスクドライブのサーボ制御系に設けられるフィードフォワードは、サーボ制御系の速度命令装置による速度命令値から現在とその前の速度差を求める手段と、これによる速度差を受けて計算し、サーボ制御の減速区間で、速度減少を指示する電流命令値に応じて変化する適応型のフィードフォワード値を発生するフィードフォワード計算手段とを備え、速度差を求める手段は、速度命令値を次の命令まで遅延させる遅延手段と、この遅延手段を経た前の速度命令値及び速度命令装置による現在の速度命令値を加算する加算手段とからなるものであることが記載されている。
上述した特許文献にも記載されているように、従来から被駆動体をサーボ制御により駆動するとき、外乱への反応を抑えるため、フィードフォワードを付加して制御ゲインを低くすることが行われている。 As described in the above-mentioned patent document, when the driven body is driven by servo control, feed control is added to lower the control gain in order to suppress reaction to disturbance. Yes.
ところが、上述した特許文献1に記載のモータ停止制御方法にあっては、現在の速度又は目標速度を基に求めた減速フィードフォワード値を駆動出力値(制御値)に加算して制御目標値としている。 However, in the motor stop control method described in Patent Document 1 described above, the deceleration feedforward value obtained based on the current speed or the target speed is added to the drive output value (control value) as the control target value. Yes.
しかしながら、このようにした制御目標値を算出すると、メカばらつきや環境、経時変化などによって駆動負荷が上昇し、等速時の駆動出力値が、例えば図10(b)に線Aで示す値から線Bで示す値に変化した場合でも、減速フィードフォワード値FFは図10(b)に線Cで示す値のまま変わらず、負荷変動に対応できないという課題がある。なお、図10(a)は制御ステップnに対する目標速度Vtarの変化を説明する図である。 However, when the control target value is calculated in this way, the driving load increases due to mechanical variations, environment, changes with time, etc., and the driving output value at constant speed is obtained from the value indicated by line A in FIG. 10B, for example. Even when the value is changed to the value indicated by the line B, the deceleration feedforward value FF remains the value indicated by the line C in FIG. FIG. 10A is a diagram for explaining the change in the target speed Vtar with respect to the control step n.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、負荷変動に対応できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to be able to cope with load fluctuations.
上記の課題を解決するため、本発明に係るサーボ制御装置は、
被駆動体を移動させる駆動モータの速度検出値と速度目標値とに基づいて前記駆動モータを駆動するための駆動出力値を演算し、この演算した駆動出力値に応じて前記駆動モータを駆動するサーボ制御装置において、
被駆動体を減速駆動するときには、
減速を開始する制御ステップから所定回数分の制御ステップまでの間、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値と分割した所定の値とを減速フィードフォワードとして加算し、
前記所定回数分の制御ステップ以後の制御ステップでは、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値を減速フィードフォワードとして加算する
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a servo control device according to the present invention provides:
A drive output value for driving the drive motor is calculated based on a speed detection value and a speed target value of the drive motor that moves the driven body, and the drive motor is driven according to the calculated drive output value. In the servo control device,
When driving the driven body at a reduced speed,
During the period from the control step for starting the deceleration to the predetermined number of control steps, the calculated drive output value is divided into values corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value for each step of servo control. Add a predetermined value as a deceleration feed forward,
In the control step after the predetermined number of control steps, a value corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value is added to the calculated drive output value as a deceleration feed forward for each servo control step. The configuration.
本発明に係る画像形成装置は、記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動走査するための駆動モータを駆動制御する本発明に係るサーボ制御装置を備えたものである。
本発明に係るプログラムは、
被駆動体を移動させる駆動モータの速度検出値と速度目標値とに基づいて前記駆動モータを駆動するための駆動出力値を演算し、この演算した駆動出力値に応じて前記駆動モータを駆動するサーボ制御処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
被駆動体を減速駆動するときには、
減速を開始する制御ステップから所定回数分の制御ステップまでの間、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値と分割した所定の値とを減速フィードフォワードとして加算し、
前記所定回数分の制御ステップ以後の制御ステップでは、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値を減速フィードフォワードとして加算する
処理をコンピュータに実行させる
構成とした。
An image forming apparatus according to the present invention includes a servo control device according to the present invention that drives and controls a drive motor for moving and scanning a carriage on which a recording head is mounted.
The program according to the present invention is:
A drive output value for driving the drive motor is calculated based on a speed detection value and a speed target value of the drive motor that moves the driven body, and the drive motor is driven according to the calculated drive output value. A program for causing a computer to execute servo control processing,
When driving the driven body at a reduced speed,
During the period from the control step for starting the deceleration to the predetermined number of control steps, the calculated drive output value is divided into values corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value for each step of servo control. Add a predetermined value as a deceleration feed forward,
In the control step after the predetermined number of control steps, a value corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value is added to the calculated drive output value as a deceleration feed forward for each servo control step. The computer is configured to execute processing.
本発明に係るサーボ制御装置及び本発明に係るプログラムによれば、被駆動体を減速駆動するときには、減速を開始する制御ステップから所定回数分の制御ステップまでの間、演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値と分割した所定の値とを減速フィードフォワードとして加算し、所定回数分の制御ステップ以後の制御ステップでは、演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値を減速フィードフォワードとして加算する構成としたので、負荷変動がある場合でも、負荷変動がある場合でも、適切なフィードフォワードにより減速制御を行なうことが可能になり、負荷変動に強く安定した減速制御を行なうことができる。 According to the servo control device according to the present invention and the program according to the present invention, when the driven body is driven to decelerate , the calculated drive output value is calculated from the control step for starting the deceleration to the control step for a predetermined number of times. For each step of servo control, the value corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value and the divided predetermined value are added as deceleration feed forward, and the calculation is performed in the control steps after the predetermined number of control steps . Since the value corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value for each step of servo control is added to the drive output value as deceleration feed forward , even when there is load fluctuation, there is load fluctuation However, it is possible to perform deceleration control with appropriate feedforward, and to perform stable deceleration control that is resistant to load fluctuations. Kill.
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係るサーボ制御装置を備えているので、負荷変動がある場合でも安定したキャリッジの移動走査を行うことができて、画像品質を向上することができる。 According to the image forming apparatus according to the present invention is provided with the servo control apparatus according to the present invention, it is possible to perform scanning movement stable carriage even if there is a load change, thereby improving the image quality be able 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。先ず、本発明に係るサーボ制御装置について図1の機能ブロック図を参照して説明する。なお、駆動モータは画像形成装置のキャリッジを被駆動体としてキャリッジの主走査方向の移動を行うものとして説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, it will be described with reference to the functional block diagram of FIG. 1 for the servo control device according to the present invention. In the following description, it is assumed that the drive motor moves the carriage in the main scanning direction using the carriage of the image forming apparatus as a driven body.
このサーボ制御装置は、被駆動体1を移動させる駆動モータ(DCモータ)2と、被駆動体1の移動速度距離及び移動速度に応じた検出パルスを出力するエンコーダ3と、エンコーダ3の検出信号を処理して検出速度値、検出移動値を算出する速度・位置計測部4と、目標速度(速度目標値)を与える速度プロファイルを格納した速度プロファイル格納部5と、速度・位置計測部4からの速度検出値と速度プロファイル格納部5からの速度目標値との偏差を算出する比較演算部6と、比較演算部6が算出した偏差に基づいて駆動モータ2を駆動制御するためのPI(比例積分)値(駆動出力値)を演算する駆動出力値演算部7と、この駆動出力値演算部7から出力される演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値を減速フィードフォワード値として加算して、このフィードフォワード値を加算した値を駆動出力値として出力するフィードフォワード(FF)加算部9と、フィードフォワード加算部9から出力される駆動出力値に応じて駆動モータ2を駆動するドライバ10とを備えている。
The servo control apparatus includes a driving motor (DC motor) 2 for moving the driven body 1, an encoder 3 for outputting a detection pulse corresponding to the moving speed distance and the moving speed of the driven body 1, the encoder 3 A speed / position measuring unit 4 that processes a detection signal to calculate a detected speed value and a detected movement value, a speed
ここで、比較演算部6、駆動出力値演算部7及びフィードフォワード加算部9による駆動出力値(モータ出力値)の算出方法は、一般的なPI制御の式より、サーボ制御開始からの制御ステップ数をn、モータ出力(駆動出力値)をM(n)、キャリッジ速度(被駆動体1の速度)をV(n)、目標速度(速度目標値)をVtar(n)として、フィードフォワード値をFF(n)としたとき、次の(1)式で行うものとする。
Here, the calculation method of the drive output value (motor output value) by the comparison calculation unit 6, the drive output
このとき、
ΔM(n)=M(n)−M(n−1)
ΔFF(n)=FF(n)−FF(n−1)
とすると、(1)式は、(2)式のように表わすことができる。
At this time,
ΔM (n) = M (n) −M (n−1)
ΔFF (n) = FF (n) −FF (n−1)
Then, the expression (1) can be expressed as the expression (2).
ここで、kを比例定数として、キャリッジの減速開始後は、ΔFF(n)を次の(3)式で求める。これにより、図2に示すように、等速時の駆動出力値が線Dで示す値から線Eで示す値に変化したとき、FF(n)も線Fで示す値から線Gで示す値のように変化するため、負荷変動時にも有効な減速フィードフォワードを使用することができる。 Here, assuming that k is a proportional constant, ΔFF (n) is obtained by the following equation (3) after the start of deceleration of the carriage. Accordingly, as shown in FIG. 2, when the drive output value at the constant speed is changed from the value indicated by the line D to the value indicated by the line E, FF (n) is also the value indicated by the line G from the value indicated by the line F. Therefore, it is possible to use effective deceleration feedforward even when the load fluctuates.
つまり、減速駆動するときには、駆動出力値にサーボ制御の1ステップ毎に速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値を減速フィードフォワード値として加算することで、負荷変動がある場合でも、適切なフィードフォワードにより減速制御を行なうことが可能になり、負荷変動に強く安定した減速制御を行なうことができる。 In other words, when driving at a reduced speed, a value corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value is added to the drive output value for each step of the servo control as a deceleration feedforward value, Deceleration control can be performed by appropriate feedforward, and stable deceleration control strong against load fluctuation can be performed.
なお、(3)式は一次関数の関係になっているが、これはより高次の関数であってもよい。 Although equation (3) has a linear function relationship, it may be a higher order function.
ここで、あるモータ出力M fixを加えて充分に時間が経過した時の速度をVとしたとき、M fixとVの関係がM_fix=f(V)となるものとして、(3)式の関係が、このf(V)の関係を基に作られたものであることが好ましい。つまり、f(V)が略一次関数で表せる場合、その傾きがk´であるとすれば、(3)式の傾きkをk´の1.0倍から1.5倍程度に設定する、ということを示している。 Here, a certain motor output M When V is the speed when sufficient time has elapsed after adding the fix, M Assuming that the relationship between fix and V is M_fix = f (V), it is preferable that the relationship of equation (3) is made based on the relationship of f (V). That is, when f (V) can be expressed by a substantially linear function, if the slope is k ′, the slope k in equation (3) is set to about 1.0 to 1.5 times k ′. It shows that.
次に、本発明に係るサーボ制御装置の他の実施形態について説明する。
上述したように、主走査キャリッジの減速開始後は、ΔFF(n)を(3)式で求めるようにした場合、キャリッジのイナーシャが大きいときには、キャリッジが実際に減速を開始するまでに時間がかかり、図4に線Jで示す目標速度に対して実際速度は線Kで示すようになり、追従性が悪くなることがある。
Next, a description of another embodiment of servo control system according to the present invention.
As described above, after starting the deceleration of the main scanning carriage, if ΔFF (n) is obtained by the equation (3), it takes time until the carriage actually starts deceleration when the inertia of the carriage is large. The actual speed is indicated by a line K with respect to the target speed indicated by the line J in FIG.
そこで、キャリッジの減速を開始する制御ステップにおいては、所定の定数をDとして、ΔFF(n)を次の(4)式で算出し、以降の制御ステップでは(3)式で求めるようにする。 Therefore, in the control step for starting the deceleration of the carriage, a predetermined constant is D, and ΔFF (n) is calculated by the following equation (4), and is obtained by the following equation (3) in the subsequent control steps.
このとき等速時のモータ出力が図3に線Hで示すとき、FF(n)が線Lで示すようになり、キャリッジが実際に減速を開始するまでの時間が短縮され、図5に示すように線Mを目標速度とした場合の実際速度は線Nで示すようになり、追従性が改善される。 At this time, when the motor output at constant speed is indicated by a line H in FIG. 3, FF (n) is indicated by a line L, and the time until the carriage actually starts deceleration is shortened, as shown in FIG. Thus, the actual speed when the line M is set as the target speed is as indicated by the line N, and the followability is improved.
このように、減速を開始する制御ステップでは、所定の値を減速フィードフォワードに加算することで、追従性を改善することができる。 In this way, in the control step for starting deceleration, the followability can be improved by adding a predetermined value to the deceleration feedforward.
次に、本発明に係るサーボ制御装置の更に他の実施形態について説明する。
上述したように、キャリッジが減速開始する制御ステップにおいて、ΔFF(n)を(4)式で算出し、以降の制御ステップでは(3)で算出するようにした場合、定数Dの値によっては、モータ出力値を急激に変化させることになり、振動を発生することが考えられる。
Next, still another embodiment will be explained the servo control device according to the present invention.
As described above, in the control step in which the carriage starts to decelerate, ΔFF (n) is calculated by equation (4), and in the subsequent control steps, it is calculated by (3). Depending on the value of the constant D, It is considered that the motor output value is suddenly changed and vibration is generated.
このような場合には、キャリッジが減速を開始する制御ステップをm、定数Dを分割する回数をlとして、定数Dを次の(5)式で表わすとき、Dm≦n<m+lのときには次の(6)式で、m+l≦nのときには次の(7)式で算出する。 In such a case, if the control step at which the carriage starts decelerating is m, the number of times the constant D is divided is 1, and the constant D is expressed by the following equation (5), when Dm ≦ n <m + 1, In the equation (6), when m + l ≦ n, the following equation (7) is used.
このように、減速を開始する制御ステップから所定回数分の制御ステップまでの間、所定の値を分割して減速フィードフォワードに加算することで、図6に線Oで示すようにモータ出力値が急激に変化していたのに対して、線Pで示すようにモータ出力値の変化を緩やかにすることができ、キャリッジに発生する振動を低減することができる。 In this way, by dividing the predetermined value and adding it to the deceleration feedforward from the control step for starting the deceleration to the predetermined number of control steps, the motor output value can be obtained as shown by the line O in FIG. In contrast to the abrupt change, the motor output value can be moderately changed as indicated by the line P, and the vibration generated in the carriage can be reduced.
次に、本発明に係るサーボ制御装置を備える本発明に係る画像形成装置の一例について図7及び図8を参照して説明する。なお、図7は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図8は同装置の要部平面説明図である。 Next, an example of an image forming apparatus according to the present invention comprises a servo control apparatus according to the present invention with reference to FIGS. FIG. 7 is an explanatory side view for explaining the overall configuration of the image forming apparatus, and FIG. 8 is an explanatory plan view of a main part of the apparatus.
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101とガイドレール102とでキャリッジ103を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ104で駆動プーリ106Aと従動プーリ106B間に架け渡したタイミングベルト105を介して図8で矢示方向(主走査方向)に移動走査する。
In this image forming apparatus, a
このキャリッジ103には、例えば、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の記録液の液滴(インク滴)を吐出する独立した4個の本発明に係る液体吐出ヘッド107k、107c、107m、107yで構成した記録ヘッド107を主走査方向に沿う方向に配置し、液滴吐出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。
For example, four independent ink jet recording liquid droplets (ink droplets) of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are recorded on the
キャリッジ103には、記録ヘッド107に各色のインクを供給するための各色のサブタンク108を搭載している。このサブタンク108にはインク供給チューブ109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。
The
一方、給紙カセット110などの用紙積載部(圧板)111上に積載した被記録媒体(用紙)112を給紙するための給紙部として、用紙積載部111から用紙112を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙ローラ)113及び給紙ローラ113に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド114を備え、この分離パッド114は給紙ローラ113側に付勢されている。
On the other hand, as a sheet feeding unit for feeding a recording medium (sheet) 112 loaded on a sheet stacking unit (pressure plate) 111 such as a
そして、この給紙部から給紙された用紙112を記録ヘッド107の下方側で搬送するための搬送部として、用紙112を静電吸着して搬送するための搬送ベルト121と、給紙部からガイド115を介して送られる用紙112を搬送ベルト121との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ122と、略鉛直上方に送られる用紙112を略90°方向転換させて搬送ベルト121上に倣わせるための搬送ガイド123と、押さえ部材124で搬送ベルト121側に付勢された先端加圧コロ125とを備えている。また、搬送ベルト121表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ126を備えている。
As a transport unit for transporting the
ここで、搬送ベルト121は、無端状ベルトであり、搬送ローラ127とテンションローラ128との間に掛け渡されて、副走査モータ131からタイミングベルト132及びタイミングローラ133を介して搬送ローラ127が回転されることで、図8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。なお、搬送ベルト121の裏面側には記録ヘッド107による画像形成領域に対応してガイド部材129を配置している。
Here, the
また、図8に示すように、搬送ローラ127の軸には、スリット円板134を取り付け、このスリット円板134のスリットを検知するセンサ135を設けて、これらのスリット円板134及びセンサ135によってエンコーダ136を構成している。
As shown in FIG. 8, a
帯電ローラ126は、搬送ベルト121の表層に接触し、搬送ベルト121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。
The charging
また、キャリッジ103の前方側には、図7に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール142を設け、キャリッジ103の前面側にはエンコーダスケール142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143を設け、これらによって、キャリッジ103の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ144を構成している。
Further, as shown in FIG. 7, an
さらに、記録ヘッド107で記録された用紙112を排紙するための排紙部として、搬送ベルト121から用紙112を分離するための分離部と、排紙ローラ152及び排紙コロ153と、排紙される用紙112をストックする排紙トレイ154とを備えている。
Further, as a paper discharge unit for discharging the
また、背部には両面給紙ユニット155が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット155は搬送ベルト121の逆方向回転で戻される用紙112を取り込んで反転させて再度カウンタローラ122と搬送ベルト121との間に給紙する。
A double-sided
さらに、図8に示すように、キャリッジ103の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド107のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構156を配置している。
Further, as shown in FIG. 8, a maintenance /
この維持回復機156は、記録ヘッド107の各ノズル面をキャピングするための各キャップ157と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード158と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け159などを備えている。
The maintenance /
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112が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙112はガイド115で案内され、搬送ベルト121とカウンタローラ122との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド123で案内されて先端加圧コロ125で搬送ベルト121に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
In the image forming apparatus configured as described above, the
このとき、図示しない制御回路によってACバイアス供給部(高圧電源)から帯電ローラ126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121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121上に用紙112が給送されると、用紙112が搬送ベルト121に静電力で吸着され、搬送ベルト121の周回移動によって用紙112が副走査方向に搬送される。
At this time, a positive output and a negative output are alternately repeated from the AC bias supply unit (high-voltage power supply) to the charging
そこで、キャリッジ103を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド107を駆動することにより、停止している用紙112にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙112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112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112を排紙トレイ154に排紙する。
Therefore, by driving the
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121を逆回転させることで、記録済みの用紙112を両面給紙ユニット155内に送り込み、用紙112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122と搬送ベルト121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121上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ154に排紙する
In the case of double-sided printing, when recording on the front surface (surface to be printed first) is completed, the
また、印字(記録)待機中にはキャリッジ103は維持回復機構155側に移動されて、キャップ157で記録ヘッド107のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ157で記録ヘッド107をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し(「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。)し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド107のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード158でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド107の安定した吐出性能を維持する。
Further, during printing (recording) standby, the
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図9のブロック図を参照して説明する。
この制御部200は、本発明におけるサーボ制御装置の各部を構成する手段を兼ねた、この装置全体の制御を司るCPU211と、CPU211が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM202と、画像データ等を一時格納するRAM203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不揮発性メモリ204と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行な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ASIC205とを備えている。
Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to the block diagram of FIG.
The
また、この制御部200は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行なうためのI/F206と、記録ヘッド107を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部207、キャリッジ103側に設けた記録ヘッド107を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)208と、本発明における駆動モータである主走査モータ4及び副走査モータ31を駆動するためのモータ駆動部210と、帯電ローラ34にACバイアスを供給するACバイアス供給部212と、副走査モータ31の温度を検出する温度センサ215などの各種センサからの検出信号を入力するためのI/O213などを備えている。また、この制御部200には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作パネル214が接続されている。
The
ここで、制御部200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/F206で受信する。
Here, the
そして、制御部200のCPU201は、I/F206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、ASIC205にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ない、この画像データをヘッド駆動制御部207からヘッドドライバ208に転送する。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ホスト側のプリンタドライバで行なっている。
Then, the
印刷制御部207は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ208に出力する以外にも、ROMに格納されている駆動パルスのパターンデータをD/A変換するD/A変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、1の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ208に対して出力する。
The
ヘッドドライバ208は、シリアルに入力される記録ヘッド7の1行分に相当する画像データに基づいてヘッド駆動制御部207から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド7の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子(例えば圧電素子)に対して印加することで記録ヘッド7を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
The
また、CPU201は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ143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及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ104に対する駆動出力値(制御値)を算出してモータ駆動部210を介して主走査モータ104を駆動する。同様に、ロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ135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及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ131対する駆動出力値(制御値)を算出してモータ駆動部210を介しモータドライバを介して副走査モータ131を駆動する
The
ここで、CPU201はキャリッジ103の減速駆動時には、速度偏差に基づいて演算した駆動出力値にフィードフォワード値を加算して駆動出力値と出力することによって、主走査モータ104を駆動制御する。
Here, when the
このようにこの画像形成装置においては本発明に係るサーボ制御装置を備えているので、負荷変動に対して強くなり、安定したキャリッジ103の主走査移動を行うことができて、画像品質が向上する。
Since the in the image forming apparatus is provided with a servo control apparatus according to the present invention, strong against load fluctuation, you can perform main scanning movement
なお、上記実施形態においては、本発明をプリンタ構成のシリアル型画像形成装置で説明したがこれに限るものではなく、プリンタ/ファクシミリ/コピアの複合機(MFP)構成のシリアル型画像形成装置などにも適用することができる。 In the above embodiment, the present invention has been described with the serial type image forming apparatus having a printer configuration. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. Can also be applied.
1…被駆動体
2…駆動モータ
3…エンコーダ
4…速度・位置計測部
5…速度プロファイル格納部
6…比較演算部
7…駆動出力値演算部
8…フィードフォワード加算部
103…キャリッジ
107…記録ヘッド
200…制御部
207…印刷制御部
210…モータ駆動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
被駆動体を減速駆動するときには、
減速を開始する制御ステップから所定回数分の制御ステップまでの間、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値と分割した所定の値とを減速フィードフォワードとして加算し、
前記所定回数分の制御ステップ以後の制御ステップでは、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値を減速フィードフォワードとして加算する
ことを特徴とするサーボ制御装置。 A drive output value for driving the drive motor is calculated based on a speed detection value and a speed target value of the drive motor that moves the driven body, and the drive motor is driven according to the calculated drive output value. In the servo control device,
When driving the driven body at a reduced speed,
During the period from the control step for starting the deceleration to the predetermined number of control steps, the calculated drive output value is divided into values corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value for each step of servo control. Add a predetermined value as a deceleration feed forward,
In the control step after the predetermined number of control steps, a value corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value is added to the calculated drive output value as a deceleration feed forward for each servo control step. A servo control device characterized by that.
被駆動体を減速駆動するときには、
減速を開始する制御ステップから所定回数分の制御ステップまでの間、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値と分割した所定の値とを減速フィードフォワードとして加算し、
前記所定回数分の制御ステップ以後の制御ステップでは、前記演算した駆動出力値に、サーボ制御の1ステップ毎に前記速度目標値の前回制御ステップからの差分に応じた値を減速フィードフォワードとして加算する
処理をコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。 A drive output value for driving the drive motor is calculated based on a speed detection value and a speed target value of the drive motor that moves the driven body, and the drive motor is driven according to the calculated drive output value. A program for causing a computer to execute servo control processing,
When driving the driven body at a reduced speed,
During the period from the control step for starting the deceleration to the predetermined number of control steps, the calculated drive output value is divided into values corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value for each step of servo control. Add a predetermined value as a deceleration feed forward,
In the control step after the predetermined number of control steps, a value corresponding to the difference from the previous control step of the speed target value is added to the calculated drive output value as a deceleration feed forward for each servo control step. A program that causes a computer to execute processing.
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