JP4760090B2 - 搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータにより回転駆動される搬送ローラを備え、この搬送ローラにより搬送対象物を所定の搬送位置まで搬送する搬送装置、及び、この搬送装置を被記録媒体搬送用の搬送手段として備えた画像形成装置に関する。

従来より、例えば、シリアル型インクジェットプリンタにおいては、モータにより回転駆動される搬送ローラを介して記録用紙を画像形成位置まで搬送した後、停止させる動作と、この画像形成位置において、記録用紙の搬送方向と直交する主走査方向に記録ヘッドを移動させつつ、記録データに基づいて記録ヘッドから記録用紙にインクを吐出する動作とを繰り返すことにより、記録用紙上に画像を形成するように構成されている。

このような画像形成位置では、記録ヘッドの一走査毎に記録用紙を搬送して停止させる必要があるが、その搬送後の記録用紙の停止位置が目標停止位置からずれると、白いスジや色の濃いスジが発生して、鮮明な画像を形成できなくなる。

従って、インクジェットプリンタでは、通常、記録ヘッドの一走査毎に、エンコーダを介して搬送ローラによる記録用紙の搬送位置を監視しつつ、図１１（ａ）に実線で示すように搬送ローラを制御している。

つまり、従来では、モータを一旦加速した後、徐々に減速させることにより、目標停止位置の近傍では搬送ローラの回転を十分に小さな速度まで落とし、記録用紙の搬送位置が目標停止位置よりも所定量αだけ手前のモータＯＦＦ位置に達すると、モータへの通電を遮断して、搬送ローラを惰性で進ませてから停止させる、といった手順で搬送ローラを駆動制御することにより、搬送ローラを所望の目標停止位置で停止させるようにしている。

しかしながら、この方法では、モータＯＦＦ位置での搬送速度が所定速度に制御されていれば、その後の惰性による搬送量も一定になるため、搬送ローラを目標停止位置で停止させることができるものの、モータやモータから搬送ローラまでの動力伝達系（つまり搬送ローラの駆動系）でトルク変動が生じ、図１１（ａ）に点線で示すように、モータＯＦＦ位置での搬送速度が低下していると、モータへの通電遮断後に惰性で搬送される量が小さくなって、搬送ローラが目標停止位置の手前で停止してしまうことになる。

具体的には、搬送ローラを駆動するモータには、通常、直流モータが使用されるが、直流モータは、その構造上の理由により、駆動電流や駆動電圧が一定であっても、モータ軸が一回転する間のトルクが均一ではなく、いわゆるコギング周期という周期的なトルク変動を生じることから、結果として、搬送ローラの回転が、その周期的トルク変動の影響を受けて変動することがある（図１１（ｂ）参照）。

そして、こうした周期的トルク変動が、モータＯＦＦ位置近傍で生じると、モータへの通電を遮断してから搬送ローラの回転が停止するまでの回転量αが少なくなり、搬送ローラを目標停止位置で停止させることができなくなってしまう。

一方、こうした問題を防止するために、記録用紙を搬送する際に制御可能な搬送ローラの最小搬送量が、モータのコギング周期の整数倍となり、モータへの通電を遮断してから搬送ローラが停止する迄の回転量αが常に一定量となるように、モータから搬送ローラに動力を伝達するギヤ比を設定する、といったことが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
特開２００２−１２８３１３号公報

しかしながら、上記提案の技術では、モータから搬送ローラに至る動力伝達系を構成しているギヤやベルトの寸法精度や搬送ローラのローラ径のバラツキ等の影響を受けることなく、記録用紙の搬送量を制御できるようにするために、モータの回転量と搬送ローラによる記録用紙の搬送量との関係を表す制御パラメータを微調整する、といったことができず、動力伝達系の構成部品や搬送ローラ等に極めて寸法精度の高い高価なものを使用しなければならないといった問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、モータから搬送ローラまでの動力伝達系の構成部品の寸法を固定することなく、搬送ローラの駆動系で生じる周期的トルク変動の影響を避けて搬送対象物を所望位置まで確実に搬送できる搬送装置、及び、この搬送装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、モータにより回転駆動され、搬送対象物を所定方向へ搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラの基準回転位置からの回転量を検出する回転量検出手段と、外部から前記搬送対象物の目標搬送位置までの搬送指令が入力されると、前記回転量検出手段にて検出される回転量に基づき前記搬送対象物の搬送位置を監視しつつ前記モータへの通電制御を行うことにより、前記搬送対象物が前記目標搬送位置よりも所定搬送量だけ手前の通電遮断位置に到達するまで前記搬送ローラを回転駆動し、前記搬送対象物が前記通電遮断位置に到達すると、前記モータへの通電を遮断して、前記搬送ローラの慣性回転により前記搬送対象物を前記目標搬送位置まで搬送させる搬送制御手段と、を備えた搬送装置であって、前記モータを含む前記搬送ローラの駆動系で生じる周期的トルク変動の周期が前記搬送ローラの回転量に関連づけて記憶されると共に、前記周期的トルク変動の最大点の位相が、前記搬送ローラの基準回転位置からの回転量として記憶された周期変動特性記憶手段と、外部から前記搬送指令が入力されると、前記周期変動特性記憶手段に記憶された周期的トルク変動の周期及び位相と、前記回転量検出手段にて検出された回転量とに基づき、前記搬送指令に基づき設定される通電遮断位置における周期的トルク変動の位相を求め、この位相と前記周期的トルク変動の最大点での位相との位相差を算出する位相差算出手段と、前記搬送指令が入力される度に、前記位相差算出手段にて算出された位相差に基づき、前記目標搬送位置に対応する前記通電遮断位置を補正するための補正量として、前記位相差が小さいほど前記通電遮断位置が前記搬送対象物の進行方向前方にずれるような補正量を求めて、当該補正量によって前記通電遮断位置を補正する制御位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。

このように、本発明の搬送装置においては、搬送ローラの駆動系で生じる周期的トルク変動の周期、及び、その周期的トルク変動の最大点の位相を、搬送ローラの回転量に関連づけて記憶しておき、外部から搬送指令が入力された際には、その記憶された周期的トルク変動の周期及び位相と回転量検出手段にて検出された現在の回転量とに基づき、搬送指令に基づき設定される通電遮断位置における周期的トルク変動の位相を求め、この位相と周期的トルク変動の最大点での位相との位相差が小さいほど通電遮断位置が大きくなるよう（換言すれば通電遮断位置が現在位置よりも遠くなるよう）、通電遮断位置を補正する。

つまり、位相差算出手段にて算出される位相差は、図１１（ｃ）に示したモータＯＦＦ位置のトルク変動最大位置からのずれを表しており、このずれが小さいほど、搬送ローラに対する制動力が大きくなることから、本発明では、この制動力に反して搬送ローラを更に駆動できるように、搬送制御手段が制御に用いる通電遮断位置を補正するのである。

この結果、本発明によれば、従来のように、モータから搬送ローラに至る動力伝達系の構成部品の寸法を固定することなく、搬送対象物を所望位置まで確実に搬送できるようになる。そして、このように動力伝達系の構成部品の寸法を固定する必要がないため、その構成部品の寸法や搬送ローラのローラ径等にバラツキがあっても、搬送対象物の搬送位置を精度よく制御できるようにするために各種制御パラメータを微調整することが可能となり、搬送装置を安価に実現できる。

ここで、周期変動特性記憶手段に格納される周期的トルク変動の周期及びその最大点の位相は、搬送装置の工場出荷時等に、搬送ローラの回転量に関連づけて予め登録しておくようにしてもよいが、この内、特に、周期的トルク変動の最大点の位相は、搬送ローラの基準回転位置からの搬送量にて規定されることから、搬送装置への電源遮断時に回転量検出手段による検出結果が消失したり、或いは、搬送ローラが手動で回転されることにより回転量検出手段にて回転量を正確に検出できなかったときには、位相差算出手段において、通電遮断位置における周期的トルク変動の位相と周期的トルク変動の最大点での位相との位相差を正確に算出することができなくなってしまう。

このため、本発明の搬送装置には、請求項２に記載のように、当該搬送装置の起動時に、前記モータを介して前記搬送ローラを回転駆動することにより、前記周期的トルク変動が最大となる前記搬送ローラの回転位置を検出し、その検出した最大トルク変動回転位置と前記周期的トルク変動の周期とから、現在の搬送ローラの停止位置を基準回転位置とする最大トルク変動回転位置の位相を求め、その位相を前記周期変動特性記憶手段に格納する周期変動位相検出手段、を設けるようにするとよい。

つまり、このようにすれば、搬送装置の起動時に、実際にモータを介して搬送ローラを回転駆動することにより、搬送ローラに加わる周期的トルク変動を検出して、その最大点の位相を、搬送ローラの基準回転位置からの回転量として周期変動特性記憶手段に格納することができるようになり、位相差算出手段において、通電遮断位置における周期的トルク変動の位相と周期的トルク変動の最大点での位相との位相差を常に正確に算出することができるようになる。

次に、請求項３に記載の発明は、画像形成の対象となる被記録媒体を画像形成位置まで搬送する搬送手段と、この搬送手段にて画像形成位置まで搬送された被記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置であって、搬送手段として、請求項１又は請求項２に記載の搬送装置を備えたことを特徴とする。

従って、この画像形成装置によれば、画像形成位置に対する記憶媒体の搬送量を常に正確に制御できるようになり、搬送手段を構成しているモータやモータから搬送ローラまでの動力伝達系で周期的トルク変動が生じるような場合であっても、画像形成手段により記憶媒体の所望の位置に画像を形成することが可能となる。よってこの発明によれば、常に鮮明な画像を形成し得る画像形成装置を提供できる。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、実施形態の多機能装置（ＭＦＤ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）１の斜視図であり、図２は、その側断面図である。

この多機能装置１は、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能を有したものであり、図１及び図２に示すように、合成樹脂製のハウジング２の上部に、原稿の読み取りに用いられる画像読取装置１２が設けられている。

画像読取装置１２は、その左端部に設けられた図示しない枢軸を中心にハウジング２に対して上下開閉回動可能に構成されており、さらに、この画像読取装置１２の上面を覆う原稿カバー体１３が、その後端部に設けられた枢軸１２ａ（図２参照）を中心に画像読取装置１２に対して上下開閉回動可能に装着されている。

そして、図２に示すように、画像読取装置１２の上面には、原稿カバー体１３を上側に開けて読み取り用の原稿を載置するための載置用ガラス板１６が設けられ、その下側には、原稿読み取り用の密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）１７が図２の紙面と直交する方向（主走査方向、左右方向）に延びるガイドシャフト４４に沿って往復移動可能に設けられている。

また、図１及び図２に示すように、画像読取装置１２の前方には、入力操作を行うための操作ボタン群１４ａや各種情報を表示するための液晶表示部（ＬＣＤ）１４ｂを備えた操作パネル部１４が設けられている。

一方、ハウジング２の底部には、被記録媒体（搬送対象物）としての記録用紙Ｐを給紙するための給紙部１１が設けられている。この給紙部１１には、記録用紙Ｐを積載（堆積）した状態で収容する給紙カセット３が、ハウジング２の前側に形成された開口部２ａを介して、ハウジング２に対し前後方向に着脱可能に設けられている。本実施形態において、給紙カセット３は、Ａ４サイズ、レターサイズ、リーガルサイズ、はがきサイズ等の記録用紙Ｐをその短辺（幅）が給紙方向（副走査方向、前後方向、矢印Ａ方向）と直交する方向（主走査方向、左右方向）に延びる向きで複数枚積載（堆積）して収納可能に構成されている。

そして、図２に示すように、給紙カセット３の奥側（後端部側）には、記録用紙分離用の傾斜分離板８が配置されている。この傾斜分離板８は、記録用紙Ｐの幅方向（左右方向）中央部において突出し、記録用紙Ｐの幅方向左右両端部側へ向かうに従って後退するように平面視で凸湾曲状に形成されており、記録用紙Ｐの幅方向中央部には、記録用紙Ｐの先端縁に当接して分離を促進するための鋸歯状の弾性分離パッドが設けられている。

また、給紙部１１において、ハウジング２側には、給紙カセット３から記録用紙Ｐを給紙するための給紙アーム６ａの基端部が上下方向に回動可能に装着され、この給紙アーム６ａの先端部に設けられた給紙ローラ６ｂには、給紙アーム６ａ内に設けられた歯車伝達機構６ｃにより、ＬＦ（搬送）モータ５４（図４参照）からの回転駆動力が伝達される。そして、この給紙ローラ６ｂと上述した傾斜分離板８の弾性分離パッドとにより、給紙カセット３に堆積された記録用紙Ｐを１枚ずつ分離搬送する。こうして給紙方向（矢印Ａ方向）に沿って進むように分離された記録用紙Ｐは、第１搬送路体５３と第２搬送路体５２との間隙に形成された横向きＵ字形状のパスを含む給送路９を介して、給紙カセット３の上方（高い位置）に設けられた記録部７に給送される。なお、この記録部７は、本発明の画像形成手段に相当する。

図３は、画像読取装置１２を除いた状態での多機能装置１の部分平面図である。
同図に示すように、記録部７は、上向き開放の箱状に形成されたメインフレーム２１と、その左右一対の側板２１ａによって支持され左右方向（主走査方向）に延びる横長の板状の第１ガイド部材２２及び第２ガイド部材２３との間に設けられており、下面からインクを吐出することで記録用紙Ｐに画像を記録するインクジェット式の記録ヘッド４（図２参照）と、この記録ヘッド４が搭載されたキャリッジ５とを備えている。

キャリッジ５は、排紙方向（矢印Ｂ方向）上流側の第１ガイド部材２２及び下流側の第２ガイド部材２３にまたがって摺動自在に支持されており、左右方向に往復移動可能となっている。そして、排紙方向（矢印Ｂ方向）下流側に配置された第２ガイド部材２３の上面には、キャリッジ５を往復移動させるために、主走査方向（左右方向）に延びるようにタイミングベルト２４が巻回されており、このタイミングベルト２４を駆動するＣＲ（キャリッジ）モータ（図示せず）が、第２ガイド部材２３の下面に固定されている。

一方、記録部７において、キャリッジ５における記録ヘッド４の下面には、記録ヘッド４と対向して左右方向に延びる扁平状のプラテン２６が、上記両ガイド部材２２，２３の間にて、メインフレーム２１に固定されている。

そして、図２に示すように、プラテン２６の排紙方向（矢印Ｂ方向）上流側には、記録用紙Ｐを記録ヘッド４の下面に搬送するための搬送ローラ５０と、これに対向して搬送ローラ５０側に付勢されたニップローラ５１とが設けられている。また、プラテン２６の排紙方向（矢印Ｂ方向）下流側には、記録部７を通過した記録用紙Ｐを排紙方向（矢印Ｂ方向）に沿って排紙部１０に搬送するように駆動される排紙ローラ２８と、これに対向して排紙ローラ２８側に付勢された拍車ローラ（図示せず）とが配置されている。

記録部７にて記録された記録用紙Ｐがその記録面を上向きにして排出される排紙部１０は、給紙部１１の上方に配置され、排紙口１０ａがハウジング２の前面の開口部２ａと共通にして開口されている。そして、排紙部１０から排紙方向（矢印Ｂ方向）に従って排出された記録用紙Ｐは、開口部２ａの内部側に位置する排紙トレイ１０ｂ上に堆積収容される。

なお、画像読取装置１２によって覆われたハウジング２の前部右端位置には、図示しないインク貯蔵部が設けられている。このインク貯蔵部には、フルカラー記録のための４色（ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））のインクをそれぞれ収容した４つのインクカートリッジが、画像読取装置１２を上方に開いた状態で着脱可能となるように装着されている。

そして、各色のインクカートリッジと上述した記録ヘッド４とは、可撓性を有する４本のインク供給管で連結されており、各インクカートリッジに収容されたインクは、各インク供給管を介して記録ヘッド４へ供給される。

次に、多機能装置１の制御系は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり当該装置１全体を総合的に制御するマイクロコンピュータ（以下、単にＣＰＵという、図４に示すＣＰＵ１００参照）と、このＣＰＵ１００からの指令に従い上記各部（ＬＦモータ５４、ＣＲモータ、記録ヘッド４、ＣＩＳ１７等）を駆動制御するためのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）とから構成されている。

このＡＳＩＣには、操作パネル部１４の操作ボタン群１４ａを介して入力される使用者からの情報を取り込みＣＰＵ１００に入力したり、ＣＰＵ１００からの表示指令に従い操作パネル部１４の液晶表示部１４ｂに各種メッセージ等を表示するためのパネルインターフェイスや、パーソナルコンピュータなどの外部機器とパラレルケーブルやＵＳＢケーブルを介して通信を行うためのパラレルインターフェイスやＵＳＢインターフェイス、ＰＳＴＮ（公衆交換電話網）を介して通信を行うためのＮＣＵ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等も接続されており、更に、このＮＣＵには、ＰＳＴＮからＮＣＵに入力された通信信号を復調するとともに、ＮＣＵからファクシミリ送信等で外部へ送信するデータを通信信号に変調するためのモデムが接続されている。

つまり、本実施形態の多機能装置１においては、ＣＰＵ１００及びこれに接続されたＡＳＩＣの動作によって、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能が実現される。

しかし、本実施形態を説明するにあたり、パネルインターフェイス、パラレルインターフェイス、ＵＳＢインターフェイス、ＮＣＵ、そしてモデム等は必要がないので、ここでは説明及びその図示を省略する。

そして、例えば、プリンタ機能、コピー機能及びファクシミリ機能において、記録用紙Ｐに画像を記録する場合には、ＣＰＵ１００は、まず、ＡＳＩＣを介して、ＬＦモータ５４を予め設定された方向に回転駆動することにより給紙ローラ６ｂを給紙方向に回転させて、給紙カセット３から搬送ローラ５０に向けて記録用紙Ｐを給紙させる。その後、ＬＦモータ５４を逆方向に所定量ずつ回転駆動することにより、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８を記録用紙Ｐの送り方向へと所定量ずつ回転させて、記録用紙Ｐをプラテン２６上で段階的に移動させる。また、ＣＰＵ１００は、記録用紙Ｐを段階的に移動させることにより、記録用紙Ｐがプラテン２６上で一時的に停止した際には、ＣＲモータを駆動してキャリッジ５を主走査方向に移動させつつ、記録データに基づいて記録ヘッド４からインクを吐出させる。

この結果、記録用紙Ｐには、一走査分の画像が形成されることになる。そして、ＣＰＵ１００は、こうしたＬＦモータ５４の駆動（記録用紙Ｐの移動）、ＣＲモータの駆動（キャリッジ５の移動）及び記録ヘッド４の駆動、といった一連の制御を、ＡＳＩＣを介して繰り返し実行することにより、記録用紙Ｐの全域に画像を形成させる。

なお、記録用紙Ｐを給紙カセット３から記録部７へと搬送させるに当たって、ＣＰＵ１００は、ＬＦモータ５４の回転方向を切り換えるが、この理由は、次の通りである。
すなわち、本実施形態では、給紙ローラ６ｂ、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８は、ＬＦモータ５４からの回転駆動力が伝達されることにより、一斉に回転するが、給紙ローラ６ｂが給紙カセット３から記録用紙Ｐを給紙する方向に回転している状態では、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８を、記録用紙Ｐを排紙側へ搬送する方向（以下「搬送回転方向」という。）とは逆方向に回転させることによって、給紙カセット３から給紙された記録用紙Ｐの先端が搬送ローラ５０及びニップローラ５１に当接してその斜行を矯正し、その後、ＬＦモータ５４の回転方向を切り換えることにより、搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８を搬送回転方向へ回転させて、記録用紙Ｐを記録部７から排紙部１０へと搬送するようにされているのである。

そして、このように記録用紙Ｐを搬送するために、ＬＦモータ５４から給紙ローラ６ｂへの回転駆動力伝達経路は、回転駆動力を伝達する伝達状態と、回転駆動力を伝達しない非伝達状態とに切り替え可能に構成されており、ＬＦモータ５４から給紙ローラ６ｂへは、記録用紙Ｐの給紙動作を行う場合にのみ回転駆動力が伝達される。

次に、図４は、記録用紙Ｐを上記のように搬送するために、ＣＰＵ１００からの指令に従いＬＦモータ５４を駆動するのに用いられるＬＦモータ駆動系の構成をあらわすブロック図である。

本実施形態のＬＦモータ５４は、ＤＣブラシモータにて構成されており、図４に示すように、その回転軸には、ＬＦモータ５４の回転量（延いては搬送ローラ５０の回転量）を検知するためのロータリエンコーダ５８が設けられている。

このロータリエンコーダ５８は、例えば、ＬＦモータ５４の回転軸に設けられその軸周りに所定角度間隔でスリットが形成された回転板と、回転板のスリットを挟んで発光素子と受光素子とが対面するように配置されたフォトインタラプタからなる検出部とから構成されており、検出部は、出力する検出信号からＬＦモータ５４の回転方向を容易に検知できるようにするために、互いに一定周期（例えば１／４周期）ズレた２種類のエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２を出力するようにされている。

つまり、２種類のエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２は、例えば、ＬＦモータ５４が搬送ローラ５０及び排紙ローラ２８を搬送回転方向に回転駆動しているときには、ＥＮＣ１がＥＮＣ２に対して位相が一定周期進み、ＬＦモータ５４が給紙ローラ６ｂを給紙方向に回転駆動しているときには、ＥＮＣ１がＥＮＣ２に対して位相が一定周期遅れるように設定されている。

そして、このようにロータリエンコーダ５８から出力される２種類のエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２は、ＡＳＩＣ内に設けられている用紙搬送制御装置７０に入力される。
用紙搬送制御装置７０は、ＣＰＵ１００からの指令を受けてＬＦモータ５４を駆動制御するためのものであり、ＬＦモータ５４の回転速度や回転方向等を制御するためのＰＷＭ信号を生成して、ＬＦ駆動回路５６に出力することにより、ＬＦ駆動回路５６を介してＬＦモータ５４を駆動させる。

このため、用紙搬送制御装置７０には、ＬＦモータ５４の制御に用いる各種パラメータを格納するレジスタ群７２、ロータリエンコーダ５８から取り込んだエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２によりＬＦモータ５４（延いては搬送ローラ５０）の回転速度や回転位置（延いては記録用紙Ｐの搬送位置）を算出するモータ回転測位部７４、ＬＦモータ５４を駆動するための指令信号を生成する駆動制御部７６、駆動制御部７６からの指令信号に応じてＬＦモータ５４をデューティ駆動するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部７８、等が備えられている。なお、駆動制御部７６、ＰＷＭ生成部７８、及びＬＦ駆動回路５６は、本発明の搬送制御手段に相当する。

ここで、モータ回転測位部７４は、ロータリエンコーダ５８からのエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２に基づいて、エンコーダ信号ＥＮＣ１の各周期の開始／終了を表すエッジ検出信号（例えばＥＮＣ２がハイレベルの時におけるＥＮＣ１のエッジ）と、ＬＦモータ５４の回転方向（例えば、エッジ検出信号がＥＮＣ１の立ち下がりエッジであれば順方向、立ち上がりエッジであれば逆方向）とを検出するエッジ検出部９１、エッジ検出部９１が検出したＬＦモータ５４の回転方向（換言すれば搬送ローラ５０の回転方向）に応じて、搬送ローラ５０が搬送回転方向に回転しているとき（つまり記録用紙Ｐの搬送時）にはエッジ検出信号をカウントアップし、その回転方向が逆方向のとき（つまり給紙ローラ６ｂによる記録用紙Ｐの給紙時））にはエッジ検出信号をカウントダウンすることにより、ＬＦモータ５４（延いては搬送ローラ５０）の回転量（回転位置）を検出する、回転量検出手段としての位置カウント部９２、エッジ検出部９１からエッジ検出信号が入力されてから次に入力されるまでの間隔を一定パルス幅の内部クロックＣＫによりカウントし、そのカウント値と内部クロックＣＫの周期とに基づいてＬＦモータ５４（延いては搬送ローラ５０）の回転速度を算出する速度演算部９３、等により構成されている。

また、レジスタ群７２には、当該用紙搬送制御装置７０の起動設定用のレジスタ８１に加えて、ＬＦモータ５４の回転速度をフィードバック制御（ＦＢ制御）するのに必要な各種制御ゲイン（比例ゲイン・積分ゲイン等）からなるＦＢ制御パラメータを設定するためのレジスタ８２、ＬＦモータ５４を停止させるべき目標停止位置（具体的にはＬＦモータ５４の駆動を開始してからの回転量を表す搬送カウント数）を設定するためのレジスタ８３、搬送ローラ５０の駆動系で生じる周期的トルク変動（ＬＦモータ５４のコギングによるトルク変動等）に伴い生じる搬送ローラ５０の目標停止位置からのずれを補正する補正量を算出するのに必要な補正量算出関数を設定するためのレジスタ８４、搬送ローラ５０の駆動系で生じる周期的トルク変動（以下、単に周期変動ともいう）のうち最も変動量が大きくなる位相を表す周期変動位相中心値を設定するためのレジスタ８５、及び、その周期変動の一周期分の長さを表す周期変動周期長を設定するためのレジスタ８６等が備えられている。

そして、レジスタ群７２に設定される各種パラメータの内、レジスタ８５の周期変動位相中心値以外のパラメータは、全てＣＰＵ１００から設定され、周期変動位相中心値は、用紙搬送制御装置７０とは別にＡＳＩＣ内に設けられている周期変動位相演算装置１１０にて、当該多機能装置１の起動直後に初期設定される。

また、この周期変動位相中心値は、位置カウント部９２の位置カウント値を初期値「０」とした基準位置から、周期変動が最も大きくなる位置までＬＦモータ５４を搬送回転方向に回転させたときの位置カウント部９２の位置カウント値Ｃを表しており、多機能装置１の起動後、位置カウント部９２が初期値「０」にリセットされると、位置カウント部９２の位置カウント値Ｃから周期変動の位相を把握することができなくなることから、用紙搬送制御装置７０には、記録用紙Ｐの搬送開始時等に位置カウント部９２がリセットされると、そのリセット前の位置カウント値Ｃに基づき周期変動位相中心値を更新する周期変動位相中心値更新部９４も設けられている。

なお、このように周期変動位相中心値が設定されるレジスタ８５、及びＣＰＵ１００により周期変動周期長が設定されるレジスタ８６、並びにレジスタ８６に設定する周期変動周期長が記憶されたＣＰＵ１００（詳しくはその内部のＲＯＭ）は、本発明の周期変動特性記憶手段に相当し、周期変動位相演算装置１１０は、本発明の周期変動位相演算手段に相当する。

また、用紙搬送制御装置７０には、搬送ローラ５０の駆動・停止を繰り返す画像形成時に、レジスタ８４、８５及び８６に設定された補正量算出関数、周期変動位相中心値、及び周期変動周期長に基づき、レジスタ８３に設定された目標停止位置を補正するための補正量を演算する補正量設定部９６、及び、この補正量設定部９６にて設定された補正量にてレジスタ８３に設定された目標停止位置を補正し、駆動制御部７６に入力する停止位置補正部９８も設けられている。なお、補正量設定部９６及び停止位置補正部９８は、本発明の位相差算出手段及び制御位置補正手段に相当する。

そして、この停止位置補正部９８にて補正された目標停止位置は、ＦＢ制御パラメータと共に駆動制御部７６に入力され、駆動制御部７６は、これら各パラメータを使って、ＬＦモータ５４を駆動制御する。

以下、このように構成されたＬＦモータ５４の駆動系のうち、本発明に関わる主要部である周期変動位相演算装置１１０、駆動制御部７６、補正量設定部９６、停止位置補正部９８、及び周期変動位相中心値更新部９４の動作を説明する。なお、これら各部は、ＡＳＩＣ内に設けられているものであるが、マイクロコンピュータの処理としても実現できることから、ここでは、これら各部の動作を解りやすく説明するため、その動作説明にフローチャートを用いることとする。

まず、図５は、周期変動位相演算装置１１０で実行される周期変動位相演算処理を表すフローチャートである。
周期変動位相演算装置１１０は、本実施形態の多機能装置１に電源が投入された直後に１回だけ起動されて、この周期変動位相演算処理を実行する。そして、この周期変動位相演算処理では、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、ＣＰＵ１００がレジスタ８６に設定した周期変動周期長「Ｂ」を読み込む。なお、この周期変動周期長「Ｂ」は、エッジ検出部９１から出力されるエッジ検出信号の数にて規定されている。

そして、続くＳ１２０では、周期変動周期長「Ｂ」に予め設定された係数ｎを乗じることで、周期変動及びその位相を検出するためにサンプリングするデータの数（取得データ数）Ｋを求め、続くＳ１３０にて、ＣＰＵ１００に対してＬＦモータ５４の駆動指令を出力することにより、ＬＦモータ５４を搬送ローラ５０の搬送回転方向へ定速回転させ、続くＳ１４０にて、その回転に同期して速度演算部９３から出力される回転速度ＶをＫ個分サンプリングする。

そして、続くＳ１５０では、ＣＰＵ１００に対して位置カウント部９２をリセットさせることにより、その位置カウント値Ｃを値０に初期化させ、続くＳ１６０にて、Ｓ１４０でサンプリングしたＫ個の回転速度Ｖから、サンプリング期間中の平均速度Ｖａｖを求め、Ｓ１７０にて、サンプリングしたＫ個の回転速度Ｖ毎に、平均速度Ｖａｖとの差を演算することにより、回転速度変動υを算出する。（図６参照）。

また次に、Ｓ１８０では、参照信号Ｓの位相Ｄとして初期値「０」を設定し、Ｓ１９０にて、周期変動周期長「Ｂ」と同一周期・同一分解能で、しかも、ＬＦモータ５４の現在の回転停止位置で位相が「Ｄ」となる矩形波を、ｎ波長分生成する（図６参照）。なお、この矩形波は、ハイレベルを値１、ローレベルを値−１として周期的に変化するデータ列であり、周期変動位相検出用の参照信号Ｓとして使用される。そして、続くＳ２００では、その生成した矩形波（つまり参照信号Ｓ）とＳ１９０で求めた回転速度変動υとの積和演算（σｄ←υ１・Ｓ１＋υ２・Ｓ２＋…＋υＫ・ＳＫ）を行う。

次に、Ｓ２１０では、位相Ｄの値をインクリメントし、続くＳ２２０にて、位相Ｄが周期変動一周期当たりのデータ数（つまり周期変動周期長「Ｂ」）に達したか否かを判断することにより、Ｓ１９０における参照信号Ｓの生成及びＳ２００における積和演算を、周期変動１周期分実行できたか否かを判断する。

そして、Ｓ２２０にて、参照信号Ｓの生成及び積和演算を周期変動１周期分実行できていないと判断されると、再度Ｓ１９０に移行して、参照信号Ｓの位相Ｄを値１だけシフトさせ、Ｓ２００にて、その参照信号Ｓと回転速度変動υとの積和演算を行う。

一方、Ｓ２２０にて、参照信号Ｓの生成及び積和演算を周期変動１周期分実行できたと判断されると、Ｓ２３０に移行して、Ｓ２００で求めた各参照信号Ｓ毎の積和演算結果の中から、絶対値が最大となる積和演算結果を選択し、続くＳ２４０にて、その選択した積和演算結果の参照信号Ｓの位相Ｄを取得し、Ｓ２５０にて、その取得した位相Ｄを周期変動位相中心値Ｄとして設定し、レジスタ８５に書き込む。

つまり、周期変動位相演算装置１１０は、ＬＦモータ５４の回転速度変動υを検出し（検出期間は周期的トルク変動の周期の２倍以上にすることが好ましい）、これと内部生成した参照信号Ｓとの積和演算を、参照信号Ｓの位相をエッジ検出部９１の分解能を最小単位として順次ずらせつつ繰り返し行うことで、積和演算を周期的トルク変動の１周期分実行し、その積和演算の結果が最大となる位相を、現在のＬＦモータ５４の停止位置を基準位置としてＬＦモータ５４を搬送回転方向に回転させたときの位置カウント部９２のカウント数として求め、その値を、周期変動位相中心値Ｄとして初期設定するのである。

なお、これは、ＬＦモータ５４において生じる周期的トルク変動の最大点の位相を、ＦＦＴ等の複雑な計算を行うことなく、位置カウント部９２の位置カウント値Ｃに関連づけて簡単に検出できるようにするためである。

次に、図７は、記録用紙Ｐへの画像形成時に駆動制御部７６にて実行されるモータ駆動制御処理を表すフローチャートである。
図７に示すように、駆動制御部７６は、まず、Ｓ３１０にて、停止位置補正部９８にて補正された目標停止位置（具体的には、ＬＦモータ５４を現在の停止位置からどれだけ回転させるかを位置カウント部９２でのカウント数で表す搬送カウント数Ｃｆ）を読み込み、続くＳ３２０にて、位置カウント部９２の現在の位置カウント値Ｃと、搬送カウント数Ｃｆと、ＬＦモータ５４の通電遮断後の惰性による回転量を表す補正値αとから、ＬＦモータ５４を駆動した後ＬＦモータ５４（換言すれば搬送ローラ５０）を目標停止位置で停止させるのに要するモータＯＦＦ位置を、次式（１）を用いて、位置カウント部９２の位置カウント値Ｃｃとして算出する。

Ｃｃ＝Ｃ＋Ｃｆ−α …（１）
そして、続くＳ３３０では、図１１（ａ）に示したように、ＬＦモータ５４を搬送ローラ５０の搬送回転方向に駆動すると共に、位置カウント部９２の位置カウント値ＣがＳ３１０で設定されたモータＯＦＦ位置カウント値Ｃｃに達するまで（つまりモータＯＦＦ位置に達するまで）に、ＬＦモータ５４を停止手前の極低速度まで減速させる、ＬＦモータ５４の駆動制御を実行する。

また、このＬＦモータ５４の駆動制御中は、Ｓ３４０にて、位置カウント部９２のカウント値ＣがＳ３１０で設定されたモータＯＦＦ位置カウント値Ｃｃに達したか否かを判断し、位置カウント値ＣがモータＯＦＦ位置カウント値Ｃｃに達していなければ、Ｓ３３０によるＬＦモータ５４の駆動制御を継続し、位置カウント値ＣがモータＯＦＦ位置カウント値Ｃｃに達していれば、Ｓ３５０にてＬＦモータ５４への通電を遮断して、ＬＦモータ５４による一走査分の搬送制御を一旦終了する。

次に、図８は、補正量設定部９６及び停止位置補正部９８の動作を停止位置補正処理として表すフローチャートである。
図８に示す如く、この停止位置補正処理では、図７に示したモータ駆動制御処理と同様、まずＳ４１０にて、レジスタ８３から、ＬＦモータ５４の目標停止位置を表す搬送カウント数Ｃｆを読み込み、続くＳ４２０にて、位置カウント部９２の現在の位置カウント値Ｃと、搬送カウント数Ｃｆと、補正値αとから、モータＯＦＦ位置カウント値Ｃｃ（＝Ｃ＋Ｃｆ−α）を算出する。

そして、続くＳ４３０では、モータＯＦＦ位置での周期変動の位相Ｄｃを、モータＯＦＦ位置カウント値Ｃｃと周期変動周期長「Ｂ」とをパラメータとする次式（２）を用いて算出する。

Ｄｃ＝ｍｏｄ（Ｃｃ，Ｂ） …（２）
なお、上式において、ｍｏｄは、括弧内の前者の値（ここではＣｃ）を、後者の値（ここではＢ）で割った余りを求めることを表す。

また次に、続くＳ４４０では、Ｓ４３０で求めた周期変動の位相Ｄｃと周期変動周期長「Ｂ」とをパラメータとする次式（３）を用いて、モータＯＦＦ位置での周期変動位相Ｄｃと周期変動位相中心値Ｄとの位相差Ｃｄｄを算出する。

Ｃｄｄ＝ｍｏｄ（Ｄ−Ｄｃ＋Ｂ・３／２，Ｂ）−Ｂ／２ …（３）
この結果、位相差Ｃｄｄは、周期変動位相中心値Ｄを基準（位相差０）とする前後１／２周期の範囲内の値として求められる。

そして、続くＳ４５０では、レジスタ８４から補正量算出関数ｆ（ｘ）を読み出し、この補正量算出関数の変数ｘに、Ｓ４４０で求めた位相差Ｃｄｄを代入することで、停止位置補正量Ｆを算出する｛Ｆ＝ｆ（Ｃｄｄ）｝。

なお、この補正量算出関数ｆ（ｘ）は、図９に示すように、位相差Ｃｄｄが小さく、モータＯＦＦ位置での周期変動位相Ｄｃが周期変動位相中心値Ｄに近いほど、停止位置補正量Ｆが大きくなるように設定されている。

これは、図１１（ｃ）に示したように、モータＯＦＦ位置がトルク変動最大位置に近いほど、実際の停止位置が目標停止位置から大きくずれるためであり、本実施形態では、以降の処理で、その位置ずれ分だけモータＯＦＦ位置を遅らせることにより、ＬＦモータ５４（延いては搬送ローラ５０）をＣＰＵ１００から指定された目標停止位置に停止させるようにしている。

つまり、続くＳ４６０では、ＣＰＵ１００から指定された目標停止位置である搬送カウント数Ｃｆに停止位置補正量Ｆを加えることにより、駆動制御部７６が上述した（１）式を用いてモータＯＦＦ位置カウント値Ｃｃを算出した際に、その値が停止位置補正量Ｆだけ増加して、モータＯＦＦ位置が遅れるようにし、その後、Ｓ４７０にて、駆動制御部７６に対して、ＬＦモータ５４の駆動開始させるのである。

従って、本実施形態によれば、ＬＦモータ５４のコギング等によって搬送ローラ５０の駆動系に周期的トルク変動が生じても、その周期的トルク変動の影響を受けることなく、記録用紙Ｐを所定の画像形成位置まで搬送して確実に停止させることができるようになる。

なお、図８において、Ｓ４１０〜Ｓ４４０の処理は、本発明の位相差算出手段に相当し、Ｓ４５０、Ｓ４６０の処理は、本発明の制御位置補正手段に相当する。
次に、図１０は、周期変動位相中心値更新部９４で実行される周期変動位相中心値更新処理を表すフローチャートである。

この処理は、ＣＰＵ１００からの指令によって位置カウント部９２がリセットされる際に同時に実行されるものであり、処理が開始されると、まずＳ５１０にて、位置カウント部９２の現在の位置カウント値Ｃ（リセット前の値）を読み込み、演算値Ｎとして設定する。

また次に、Ｓ５２０では、レジスタ８５から周期変動位相中心値Ｄを読み込み、演算値Ｍとして設定する。
そして、続くＳ５３０では、Ｓ５１０及びＳ５２０にて設定された演算値Ｎ及びＭと、周期変動周期長「Ｂ」とをパラメータとする次式（４）を用いて、位置カウント部９２のリセット後の周期変動位相中心値Ｄを算出し、続くＳ５４０にて、その算出結果をレジスタ８５に書き込むことにより、周期変動位相中心値Ｄを更新する。

Ｄ＝ｍｏｄ｛Ｍ−ｍｏｄ（Ｎ，Ｂ）＋Ｂ，Ｂ｝ …（４）
この結果、位置カウント部９２がリセットされて位置カウント値Ｃが初期値（０）に戻されたとしても、レジスタ８５内の周期変動位相中心値Ｄは、常に、位置カウント部９２の位置カウント値Ｃに対応した値となり、周期変動の位相を常に監視できるようになる。

以上説明したように、本実施形態の多機能装置１においては、搬送ローラ５０の駆動系に生じる周期的トルク変動が最大となる位相を、周期変動位相中心値Ｄとして、位置カウント部９２の位置カウント値Ｃに関連づけて記憶しておき、画像形成のために記録用紙Ｐを記録ヘッド４の一走査毎に繰り返し搬送する際には、ＬＦモータ５４への通電を停止するＬＦモータＯＦＦ位置での周期変動の位相Ｄｃと周期変動位相中心値Ｄとの位相差Ｃｄｄを求め、この位相差Ｃｄｄが小さいほど遅れるようにモータＯＦＦ位置を補正する。

従って、本実施形態によれば、搬送ローラ５０の駆動系に生じる周期的トルク変動の影響を受けることなく、記録用紙Ｐを順次所定の画像形成位置まで搬送して停止させることができ、しかも、このために、従来のように、搬送ローラ５０の駆動系の構成部品の寸法を固定する必要がないことから、搬送ローラ５０の駆動系を低コストで実現できる。

また、本実施形態では、多機能装置１に電源が投入されてその制御系が起動される度に、周期変動位相演算装置１１０が、実際にＬＦモータ５４を駆動して、周期変動位相中心値Ｄを求め、しかも、多機能装置１の動作中には、周期変動位相中心値更新部９４が、周期変動位相中心値Ｄが常に位置カウント部９２の位置カウント値Ｃに対応するよう、位置カウント部９２がリセットされる度に、周期変動位相中心値Ｄを更新することから、位置カウント部９２の位置カウント値Ｃから周期変動の位相を常に正確に把握することができるようになり、制御精度を向上できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、インクジェット方式の記録部７を有する多機能装置におけるＬＦモータ５４の駆動制御に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、モータにより搬送ローラを回転駆動することにより、搬送対象物を所定量ずつ順次搬送させる搬送装置であれば、どのようなものにでも適用することができる。

実施形態の多機能装置の斜視図である。 実施形態の多機能装置の側断面図である。 画像読取装置を除いた状態での多機能装置の部分平面図である。 多機能装置において記録用紙の搬送制御を行う制御系の構成を表すブロック図である。 周期変動位相演算処理を表すフローチャートである。 周期変動位相演算処理で用いられる回転速度変動及び参照信号を表す説明図である。 画像形成時に実行されるモータ駆動制御処理を表すフローチャートである。 停止位置補正処理を表すフローチャートである。 停止位置補正処理で用いられる補正量算出関数を表す説明図である。 周期変動位相中心値更新処理を表すフローチャートである。 搬送ローラ駆動系での周期的トルク変動及びそのトルク変動によって生じる制御誤差を説明する説明図である。

１…多機能装置、２…ハウジング、３…給紙カセット、４…記録ヘッド、５…キャリッジ、６ｂ…給紙ローラ、７…記録部、９…給送路、１０…排紙部、１１…給紙部、１２…画像読取装置、１３…原稿カバー体、１４…操作パネル部、１６…載置用ガラス板、２６…プラテン、２８…排紙ローラ、５０…搬送ローラ、５１…ニップローラ、５２…第２搬送路体、５３…第１搬送路体、５４…ＬＦモータ、５６…ＬＦ駆動回路、５８…ロータリエンコーダ、７０…用紙搬送制御装置、７２…レジスタ群、７４…モータ回転測位部、７６…駆動制御部、７８…ＰＷＭ生成部、８１〜８６…レジスタ、９１…エッジ検出部、９２…位置カウント部、９３…速度演算部、９４…周期変動位相中心値更新部、９６…補正量設定部、９８…停止位置補正部、１１０…周期変動位相演算装置。

Claims (3)

1. モータにより回転駆動され、搬送対象物を所定方向へ搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラの基準回転位置からの回転量を検出する回転量検出手段と、
   外部から前記搬送対象物の目標搬送位置までの搬送指令が入力されると、前記回転量検出手段にて検出される回転量に基づき前記搬送対象物の搬送位置を監視しつつ前記モータへの通電制御を行うことにより、前記搬送対象物が前記目標搬送位置よりも所定搬送量だけ手前の通電遮断位置に到達するまで前記搬送ローラを回転駆動し、前記搬送対象物が前記通電遮断位置に到達すると、前記モータへの通電を遮断して、前記搬送ローラの慣性回転により前記搬送対象物を前記目標搬送位置まで搬送させる搬送制御手段と、
   を備えた搬送装置であって、
   前記モータを含む前記搬送ローラの駆動系で生じる周期的トルク変動の周期が前記搬送ローラの回転量に関連づけて記憶されると共に、前記周期的トルク変動の最大点の位相が、前記搬送ローラの基準回転位置からの回転量として記憶された周期変動特性記憶手段と、
   外部から前記搬送指令が入力されると、前記周期変動特性記憶手段に記憶された周期的トルク変動の周期及び位相と、前記回転量検出手段にて検出された回転量とに基づき、前記搬送指令に基づき設定される通電遮断位置における周期的トルク変動の位相を求め、この位相と前記周期的トルク変動の最大点での位相との位相差を算出する位相差算出手段と、
   前記搬送指令が入力される度に、前記位相差算出手段にて算出された位相差に基づき、前記目標搬送位置に対応する前記通電遮断位置を補正するための補正量として、前記位相差が小さいほど前記通電遮断位置が前記搬送対象物の進行方向前方にずれるような補正量を求めて、当該補正量によって前記通電遮断位置を補正する制御位置補正手段と、
   を備えたことを特徴とする搬送装置。
2. 当該搬送装置の起動時に、前記モータを介して前記搬送ローラを回転駆動することにより、前記周期的トルク変動が最大となる前記搬送ローラの回転位置を検出し、その検出した最大トルク変動回転位置と前記周期的トルク変動の周期とから、現在の搬送ローラの停止位置を基準回転位置とする最大トルク変動回転位置の位相を求め、その位相を前記周期変動特性記憶手段に格納する周期変動位相検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 画像形成の対象となる被記録媒体を画像形成位置まで搬送する搬送手段と、この搬送手段にて画像形成位置まで搬送された被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備えた画像形成装置であって、
   前記搬送手段として、請求項１又は請求項２に記載の搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。