JP5589898B2 - DRIVE CONTROL DEVICE, SHEET CONVEYING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、モータにより駆動対象を制御する駆動制御装置、シートの搬送制御を行うシート搬送装置、及び、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a drive control device that controls an object to be driven by a motor, a sheet conveyance device that performs sheet conveyance control, and an image forming apparatus that forms an image on a sheet.
従来、シートを所定量ずつ間欠搬送しては、シートに画像を形成する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、モータを用いたローラの回転制御により、シートを所定量ずつ搬送する。 Conventionally, there has been known an image forming apparatus that forms an image on a sheet by intermittently conveying the sheet by a predetermined amount. In this type of image forming apparatus, a sheet is conveyed by a predetermined amount by rotation control of a roller using a motor.
また、モータ制御装置としては、駆動対象が規定回転数を超えるのを抑えるために、規定回転数より小さい回転数に閾値を設定し、駆動対象の回転数が閾値に到達したことを条件にモータに供給している駆動電流を遮断するものが知られている(例えば特許文献1参照)。このモータ制御装置では、駆動電流の遮断後、惰性により規定回転数まで駆動対象を回転させた後に規定回転数で回転を維持できるように駆動電流をモータに再供給する。 Also, as a motor control device, in order to prevent the drive target from exceeding the specified rotation speed, a threshold is set to a rotation speed smaller than the specified rotation speed, and the motor is operated on the condition that the rotation speed of the drive object has reached the threshold value. There is known one that cuts off the drive current supplied to (see, for example, Patent Document 1). In this motor control device, after the drive current is cut off, the drive current is re-supplied to the motor so that the rotation can be maintained at the specified rotation speed after the drive target is rotated to the specified rotation speed by inertia.
ところで、シートを所定量ずつ間欠搬送しては、シートに画像を形成するインクジェットプリンタ等の画像形成装置では、シートを正確に所定量ずつ搬送しないと、シートに形成される画像の品質が劣化する。このため、画像形成装置の分野においては、シートを目標停止位置に正確に停止可能な技術が要求されている。また、シートを正確に停止させることができても、停止までに要する時間が長い場合には、画像形成処理全体のスループットに好ましくない影響を与える。このため、画像形成装置の分野では、シート搬送を高速に実現可能な技術が要求されている。更に言えば、このような技術は、画像形成装置の分野に限らず、モータ制御の分野で広く要求されている。 By the way, in an image forming apparatus such as an ink jet printer that forms an image on a sheet by intermittently conveying the sheet by a predetermined amount, the quality of the image formed on the sheet deteriorates unless the sheet is conveyed accurately by the predetermined amount. . For this reason, in the field of image forming apparatuses, a technique capable of accurately stopping the sheet at the target stop position is required. Even if the sheet can be stopped accurately, if the time required until the sheet is stopped is long, it adversely affects the throughput of the entire image forming process. For this reason, in the field of image forming apparatuses, a technology capable of realizing sheet conveyance at high speed is required. Furthermore, such a technique is widely requested not only in the field of image forming apparatuses but also in the field of motor control.
しかしながら、駆動対象を目標停止位置に正確に停止させることと、高速に停止させることとの両立は難しく、従来技術には改善の余地があった。
特に、画像形成装置では、シートの間欠搬送時に、シートに対して搬送方向とは逆方向の負荷がかかるケースが多い。例えば、シートの間欠搬送に用いられる搬送ローラよりも上流側のローラがモータ駆動されない状態にあることを原因として、上流側のローラとシートとの接点を通じてシートに対し搬送方向とは逆方向の負荷が働く。
However, it is difficult to accurately stop the drive target at the target stop position and to stop the drive target at high speed, and there is room for improvement in the prior art.
In particular, in an image forming apparatus, when a sheet is intermittently conveyed, a load in the direction opposite to the conveyance direction is often applied to the sheet. For example, the load in the direction opposite to the conveyance direction is applied to the sheet through the contact point between the upstream roller and the sheet because the roller on the upstream side of the conveyance roller used for intermittent conveyance of the sheet is not driven by a motor. Work.
このような駆動対象の進行方向とは逆方向に負荷がかかるような駆動機構を通じて駆動対象を目標停止位置まで変位させる場合には、負荷の変動によって、駆動対象が目標停止位置を超えてしまう事象等が発生し易く、停止精度と高速性とを両立させることを、一層難しくしていた。 When the drive target is displaced to the target stop position through a drive mechanism that applies a load in the direction opposite to the traveling direction of the drive target, an event that the drive target exceeds the target stop position due to load fluctuations Etc. are likely to occur, making it difficult to achieve both stop accuracy and high speed.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、駆動対象が後退する方向の負荷がかかる環境下で、駆動対象を変位させて目標停止位置で停止させるような制御を好適に実行可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and is a technology that can suitably execute control for displacing a drive target and stopping it at a target stop position in an environment where a load in a direction in which the drive target moves backward is applied. The purpose is to provide.
上記目的を達成するためになされた第一の発明は、モータから発生する動力を駆動対象に作用させて駆動対象の変位を実現する駆動機構の上記モータを制御する駆動制御装置に適用されるものである。特に、本発明は、駆動制御装置のモータ制御により変位する駆動対象の目標停止位置に向かう進行方向とは逆方向に駆動対象を後退させるような負荷が働く構成の駆動機構のモータを制御する駆動制御装置に適用される。 A first invention made to achieve the above object is applied to a drive control device for controlling the motor of a drive mechanism that realizes displacement of the drive target by applying power generated from the motor to the drive target. It is. In particular, the present invention is a drive that controls a motor of a drive mechanism that is configured to apply a load that causes the drive target to move backward in a direction opposite to the direction of travel toward the target stop position of the drive target that is displaced by motor control of the drive control device. Applies to control devices.
本発明の駆動制御装置は、位置検出手段と、操作量演算手段と、モータドライバと、を備え、これらの手段により、駆動機構が備えるモータを制御して、駆動対象を目標停止位置に向かう進行方向に変位させる。位置検出手段は、駆動対象の位置を検出する。操作量演算手段は、位置検出手段により検出された駆動対象の位置と目標停止位置とに基づき、駆動対象を目標停止位置で停止させるためのモータに対する操作量を演算する。そして、モータドライバは、操作量演算手段により演算された操作量に対応した電力をモータに供給することにより、モータを駆動する。 The drive control device of the present invention includes a position detection unit, an operation amount calculation unit, and a motor driver, and controls the motor included in the drive mechanism by these units, and advances the drive target toward the target stop position. Displace in the direction. The position detection means detects the position of the drive target. The operation amount calculation means calculates an operation amount for the motor for stopping the drive target at the target stop position based on the position of the drive target detected by the position detection means and the target stop position. The motor driver drives the motor by supplying the motor with electric power corresponding to the operation amount calculated by the operation amount calculating means.
更に、本発明の駆動制御装置は、禁止手段と再開制御手段とを備える。禁止手段は、位置検出手段により検出された駆動対象の位置に基づき、駆動対象が目標停止位置より進行方向下流側へオーバーランしたことを検知すると、モータドライバによるモータへの電力供給を禁止する。そして、再開制御手段は、所定条件が満足されると、モータドライバに、禁止手段により禁止されたモータへの電力供給を再開させる(請求項1)。 Furthermore, the drive control device of the present invention includes a prohibiting unit and a restart control unit. The prohibiting unit prohibits power supply to the motor by the motor driver when detecting that the driving target is overrun from the target stop position to the downstream side in the traveling direction based on the position of the driving target detected by the position detecting unit. Then, when the predetermined condition is satisfied, the restart control means causes the motor driver to restart the power supply to the motor prohibited by the prohibiting means (claim 1).
この駆動制御装置によれば、オーバーランが発生するとモータドライバへの電力供給を禁止し、上記負荷を利用して駆動対象を後退させる。そして、適当な時期に、モータへの電力供給を再開させる。このような手順により、駆動対象を目標停止位置に停止させる。従って、この発明によれば、進行方向とは逆方向に負荷がかかる環境下で、好ましいモータ制御を行うことができ、駆動対象を好適に(高精度且つ高速に)目標停止位置に停止させることができる。 According to this drive control device, when an overrun occurs, power supply to the motor driver is prohibited, and the drive target is moved backward using the load. Then, the power supply to the motor is resumed at an appropriate time. By such a procedure, the drive target is stopped at the target stop position. Therefore, according to the present invention, preferable motor control can be performed in an environment in which a load is applied in the direction opposite to the traveling direction, and the drive target is suitably stopped (with high accuracy and high speed) at the target stop position. Can do.
例えば、駆動対象の回転数が規定回転数より小さい閾値に到達したことを条件にモータへの駆動電流を遮断する従来技術を応用して、目標停止位置に近づいた場合には駆動電流を遮断して惰性により駆動対象を変位させる手法を採用すると、オーバーランを抑えることはできるものの、目標停止位置に駆動対象が到達せずに、駆動対象を目標停止位置に停止させることができない事態が生じる。そして、このような場合に、目標停止位置に駆動対象を配置するためにモータを再駆動すれば、次にはオーバーランが生じる可能性があり、高精度且つ高速に駆動対象を目標停止位置に停止させることが難しい。また、オーバーランが生じた場合にフィードバック制御のみで駆動対象を目標停止位置に停止させようとすると、オーバーランの解消に時間がかかる。 For example, applying the conventional technology that cuts off the drive current to the motor on the condition that the rotation speed of the drive target has reached a threshold value smaller than the specified rotation speed, the drive current is cut off when approaching the target stop position. When the method of displacing the drive target by inertia is used, overrun can be suppressed, but the drive target does not reach the target stop position, and the drive target cannot be stopped at the target stop position. In such a case, if the motor is redriven to place the drive target at the target stop position, an overrun may occur next, and the drive target is set to the target stop position with high accuracy and high speed. It is difficult to stop. Further, when overrun occurs, if it is attempted to stop the drive target at the target stop position only by feedback control, it takes time to eliminate the overrun.
一方、本発明によれば、負荷による駆動対象の後退を利用してオーバーランを修正するので、オーバーランをフィードバック制御のみで修正するよりも、高速にオーバーランを解消することができる。従って、本発明によれば、従来よりも適切に(高精度且つ高速に)駆動対象を目標停止位置に停止させることができる。尚、本発明においてモータへの電力供給を一旦禁止した後に再開するのは、駆動対象を目標停止位置で維持するためには、負荷と均衡するモータ駆動が必要になるためである。 On the other hand, according to the present invention, the overrun is corrected by utilizing the backward movement of the object to be driven by the load. Therefore, the overrun can be eliminated faster than the overrun is corrected only by feedback control. Therefore, according to the present invention, the drive target can be stopped at the target stop position more appropriately (with high accuracy and at high speed) than in the past. In the present invention, the power supply to the motor is once inhibited and then resumed because the motor drive that balances the load is required to maintain the drive target at the target stop position.
ところで、再開制御手段は、位置検出手段により検出された駆動対象の位置に基づき、オーバーランした駆動対象が目標停止位置まで後退すると、上記所定条件が満足されたとして、モータドライバにモータへの電力供給を再開させる構成にすることができる(請求項2)。このような制御によれば、進行方向とは逆方向の負荷を受けながらも駆動対象を目標停止位置で適切に停止させることができる。 By the way, the restart control means determines that when the overrun drive object moves backward to the target stop position based on the position of the drive object detected by the position detection means, the motor driver is supplied with electric power to the motor. The supply can be resumed (claim 2). According to such control, the drive target can be appropriately stopped at the target stop position while receiving a load in the direction opposite to the traveling direction.
また、操作量の演算は、禁止手段によりモータへの電力供給が禁止されている期間にも継続的に実行されるのがよい。そして、モータドライバは、再開制御手段の指示に従ってモータへの電力供給を再開する際には、その時点での最新の操作量に対応した電力をモータに供給して、モータの駆動を再開する構成にされるとよい(請求項3)。このような再開制御によれば、駆動対象の実位置と目標停止位置との偏差に応じた適切な操作量で、モータ駆動を再開することができ、駆動対象を目標停止位置で停止させる制御を好適に実行することができる。 Further, it is preferable that the operation amount calculation is continuously executed even during a period in which power supply to the motor is prohibited by the prohibiting unit. When the motor driver resumes power supply to the motor in accordance with the instruction from the restart control means, the motor driver supplies power corresponding to the latest operation amount at that time to resume driving the motor. (Claim 3). According to such restart control, the motor drive can be restarted with an appropriate operation amount corresponding to the deviation between the actual position of the drive target and the target stop position, and control for stopping the drive target at the target stop position is performed. It can be suitably executed.
尚、このようなケースにおいて、禁止手段による電力供給の禁止動作及び再開制御手段による電力供給の再開動作は、操作量とは別にモータドライバに入力されるイネーブル信号の切替動作により実現することができる(請求項4)。モータドライバとしては、イネーブル信号がオン信号であるときには、操作量に対応した電力をモータに供給するが、イネーブル信号がオフ信号であるときには、例えばモータドライバ内のHブリッジを構成するスイッチング素子を全てオフにするなどの動作により、モータへの電力供給を停止するものが知られている。 In such a case, the power supply prohibiting operation by the prohibiting means and the power supply restarting operation by the restart control means can be realized by switching the enable signal input to the motor driver separately from the operation amount. (Claim 4). As the motor driver, when the enable signal is an on signal, power corresponding to the operation amount is supplied to the motor. When the enable signal is an off signal, for example, all of the switching elements constituting the H bridge in the motor driver are supplied. An apparatus that stops power supply to a motor by an operation such as turning it off is known.
また、駆動機構としては、モータが正回転すると、駆動対象が目標停止位置に向かう進行方向に変位し、モータが負回転すると、駆動対象が上記進行方向とは逆方向に変位する構成のものを採用することができる。 The drive mechanism is configured such that when the motor rotates forward, the drive target is displaced in the traveling direction toward the target stop position, and when the motor rotates negatively, the drive target is displaced in the direction opposite to the traveling direction. Can be adopted.
また、モータドライバとしては、操作量演算手段により演算された操作量の基準値からの大小に応じて、モータの回転方向を正負に切り替えて、モータを回転駆動するものを採用することができる。例えば、操作量演算手段により演算された操作量が正であるとき、モータを正回転させ、操作量演算手段により演算された操作量が負であるとき、モータを負回転させるものを採用することができる。 As the motor driver, a motor driver that drives the motor by switching the rotation direction of the motor between positive and negative according to the magnitude of the operation amount calculated by the operation amount calculating means from the reference value can be adopted. For example, when the operation amount calculated by the operation amount calculating means is positive, the motor is rotated forward, and when the operation amount calculated by the operation amount calculating means is negative, the motor is rotated negatively. Can do.
更に、再開制御手段は、オーバーランした駆動対象が目標停止位置まで後退したことを検知するか、モータの回転方向が正から負に切り替わる方向に操作量が切り替わると(例えば、ゼロ値を基準にして操作量の正負が切り替わると)、上記所定条件が満足されたとして、モータドライバにモータへの電力供給を再開させる構成にすることができる(請求項5)。この構成によれば、駆動対象を目標停止位置に一層迅速に停止させることができる。 Further, the restart control means detects that the overrun drive target has moved back to the target stop position, or when the operation amount is switched in a direction in which the rotation direction of the motor is switched from positive to negative (for example, based on the zero value). When the positive / negative of the operation amount is switched), it can be configured that the motor driver resumes the power supply to the motor, assuming that the predetermined condition is satisfied (claim 5). According to this configuration, the drive target can be stopped more quickly at the target stop position.
また、上記目的を達成するためになされた第二の発明は、上記駆動機構としてのシート搬送機構と、シート搬送機構が備えるモータを制御することによって、シート搬送機構にシートを目標停止位置に向けて搬送させる駆動制御装置と、を備えるシート搬送装置であって、駆動制御装置が、第一の発明と同様の構成にされたものである(請求項6)。シート搬送機構は、例えば、モータとモータにより回転駆動されるローラとを備え、ローラの回転によってローラと接触するシートを搬送する。 In addition, a second invention made to achieve the above object is directed to a sheet conveying mechanism as the driving mechanism and a motor provided in the sheet conveying mechanism, thereby directing the sheet to the target stop position in the sheet conveying mechanism. And a drive control device that transports the drive control device, the drive control device having a configuration similar to that of the first invention. The sheet transport mechanism includes, for example, a motor and a roller that is rotationally driven by the motor, and transports a sheet that contacts the roller by the rotation of the roller.
このような構成のシート搬送装置によれば、上述した理由により、シートを目標停止位置に停止させるための制御を好適に実行することができる。
また、シート搬送機構としては、第1ローラと、第1ローラよりもシートの進行方向上流側に位置する第2ローラとを備えるシート搬送機構が知られている。このようなシート搬送機構の第1ローラをモータにより駆動して、シートを搬送するようにシート搬送装置を構成する場合には、シート端が第2ローラを通過していない状態でシートに対して進行方向とは逆方向の負荷が働きやすい。従って、第一ローラを駆動するモータを制御する駆動制御装置に、本発明の駆動制御装置を適用すると、負荷による影響を抑えて、シートを目標停止位置に好適に停止させることができる(請求項7)。
According to the sheet conveying apparatus having such a configuration, it is possible to suitably execute control for stopping the sheet at the target stop position for the reason described above.
As a sheet transport mechanism, a sheet transport mechanism including a first roller and a second roller located upstream of the first roller in the sheet traveling direction is known. When the sheet conveying device is configured to convey the sheet by driving the first roller of such a sheet conveying mechanism with a motor, the sheet end does not pass through the second roller with respect to the sheet. A load in the direction opposite to the traveling direction is likely to work. Therefore, when the drive control device of the present invention is applied to the drive control device that controls the motor that drives the first roller, the influence of the load can be suppressed and the sheet can be suitably stopped at the target stop position. 7).
また、シート搬送機構が、第1ローラと第2ローラとの間に、シートの動きを規制するU字形状のシート搬送路を備え、シートが、U字形状のシート搬送路を通じて、湾曲した状態で目標停止位置に向けて搬送されるシート搬送装置では、その湾曲によってシートに進行方向とは逆方向の負荷がかかりやすい。従って、このようなシート搬送装置に上述の駆動制御装置(第一の発明)を用いると、上述の効果が一層発揮される(請求項8)。 The sheet conveying mechanism includes a U-shaped sheet conveying path that regulates the movement of the sheet between the first roller and the second roller, and the sheet is curved through the U-shaped sheet conveying path. In the sheet conveying apparatus conveyed toward the target stop position, a load in the direction opposite to the traveling direction is likely to be applied to the sheet due to the curvature. Therefore, when the above-described drive control device (first invention) is used for such a sheet conveying device, the above-described effect is further exhibited (claim 8).
また、上記目的を達成するためになされた第三の発明は、画像形成装置であって、画像形成手段と、シート搬送機構と、供給手段と、駆動制御手段と、を備える。シート搬送機構は、シートを画像形成手段による画像形成地点に向けて搬送する第1搬送機構と、第1搬送機構よりもシート搬送方向上流側に配置されて、第1搬送機構にシートを供給する第2搬送機構と、を備える。画像形成手段は、第1搬送機構により搬送されて停止した状態のシートに対し、主走査方向にライン画像を形成する。 A third invention made to achieve the above object is an image forming apparatus, comprising an image forming means, a sheet conveying mechanism, a supplying means, and a drive control means. The sheet conveying mechanism is disposed on the upstream side of the first conveying mechanism in the sheet conveying direction with respect to the first conveying mechanism that conveys the sheet toward the image forming point by the image forming unit, and supplies the sheet to the first conveying mechanism. A second transport mechanism. The image forming unit forms a line image in the main scanning direction on the sheet that has been transported and stopped by the first transport mechanism.
一方、供給手段は、第2搬送機構を駆動して、シートを第1搬送機構に供給する。駆動制御手段は、第1搬送機構が備えるモータを制御することによって、第1搬送機構に、シートを、当該シートが供給されるシート供給地点から画像形成地点に向かうシート搬送方向に搬送させる。この画像形成装置のシート搬送機構では、第2搬送機構がシートを第1搬送機構の速度よりも遅い速度で第1搬送機構に供給している状態又は第2搬送機構が第1搬送機構へのシートの供給動作を完了して停止している状態で、第1搬送機構が駆動制御手段に制御されてシートを画像形成地点に搬送する。 On the other hand, the supply unit drives the second transport mechanism to supply the sheet to the first transport mechanism. The drive control unit controls the motor included in the first conveyance mechanism to cause the first conveyance mechanism to convey the sheet in the sheet conveyance direction from the sheet supply point to which the sheet is supplied toward the image forming point. In the sheet transport mechanism of the image forming apparatus, the second transport mechanism is supplying the sheet to the first transport mechanism at a speed slower than the speed of the first transport mechanism, or the second transport mechanism is connected to the first transport mechanism. In a state where the sheet feeding operation is completed and stopped, the first transport mechanism is controlled by the drive control unit to transport the sheet to the image forming point.
また、本発明の画像形成装置における駆動制御手段は、位置検出手段と、位置更新手段と、操作量演算手段と、モータドライバと、禁止手段と、再開制御手段と、を備える。位置検出手段は、シートの位置を検出する。また、位置更新手段は、画像形成手段によりライン画像が形成される度に、シートの目標停止位置を、シート搬送方向下流に更新するように設定する。 The drive control unit in the image forming apparatus of the present invention includes a position detection unit, a position update unit, an operation amount calculation unit, a motor driver, a prohibition unit, and a restart control unit. The position detecting means detects the position of the sheet. The position updating unit sets the target stop position of the sheet to be updated downstream in the sheet conveying direction every time a line image is formed by the image forming unit.
操作量演算手段は、位置検出手段により検出されたシートの位置と位置更新手段により設定された目標停止位置とに基づき、シートを目標停止位置で停止させるためのモータに対する操作量を演算する。そして、モータドライバは、操作量演算手段により演算された操作量に対応した電力をモータに供給することによって、モータを駆動する。このようにして、本発明の画像形成装置では、シートを間欠搬送する。 The operation amount calculation means calculates an operation amount for the motor for stopping the sheet at the target stop position based on the position of the sheet detected by the position detection means and the target stop position set by the position update means. Then, the motor driver drives the motor by supplying electric power corresponding to the operation amount calculated by the operation amount calculating means to the motor. In this manner, the sheet is intermittently conveyed in the image forming apparatus of the present invention.
また、禁止手段は、位置検出手段により検出されたシートの位置に基づき、シートが目標停止位置よりシート搬送方向下流側へオーバーランしたことを検知すると、モータドライバによるモータへの電力供給を禁止する。そして、再開制御手段は、位置検出手段により検出されたシートの位置に基づき、オーバーランしたシートが目標停止位置まで後退すると、モータドライバに、禁止手段により禁止されたモータへの電力供給を再開させる。 The prohibiting unit prohibits the motor driver from supplying power to the motor when detecting that the sheet has overrun from the target stop position to the downstream side in the sheet conveying direction based on the position of the sheet detected by the position detecting unit. . The resumption control means causes the motor driver to resume power supply to the motor prohibited by the inhibition means when the overrun sheet moves back to the target stop position based on the position of the sheet detected by the position detection means. .
このような構成の画像形成装置によれば、シートの間欠搬送時に、シートにバックテンションが働くが、このような状態でも、シートを目標停止位置に高速且つ高精度に停止させることができる。そして、この状態で、シートに画像を形成することができる。従って、本発明の画像形成装置によれば、所定量ずつシートを正確且つ高速に間欠搬送することができ、シートに対して良好な画像を形成することができる。 According to the image forming apparatus having such a configuration, back tension is applied to the sheet during intermittent conveyance of the sheet. Even in such a state, the sheet can be stopped at the target stop position at high speed and with high accuracy. In this state, an image can be formed on the sheet. Therefore, according to the image forming apparatus of the present invention, the sheet can be intermittently conveyed at a predetermined amount accurately and at high speed, and a good image can be formed on the sheet.
尚、シート搬送機構が、第1搬送機構と第2搬送機構との間にU字形状のシート搬送路を備え、シートがU字形状のシート搬送路を通じて、湾曲した状態で目標停止位置に向けて搬送される画像形成装置に、本発明を適用すると、上述した効果は一層発揮される(請求項10)。 The sheet conveying mechanism includes a U-shaped sheet conveying path between the first conveying mechanism and the second conveying mechanism, and the sheet is curved through the U-shaped sheet conveying path toward the target stop position. When the present invention is applied to an image forming apparatus conveyed in this manner, the above-described effect is further exhibited (claim 10).
特に、第2搬送機構が、シートを第1搬送機構に供給するためのローラと、当該ローラをシートに押し当てる押当て機構とを備え、ローラをシートに押し当てた状態で、ローラを回転させてシートを搬送する構成にされた画像形成装置では、第2搬送機構での上記押し当てによりシートに強い負荷がかかるが、このような画像形成装置に、上述の駆動制御装置の構成を採用すると、シートを目標停止位置に正確且つ高速に搬送することができるといった効果が一層際立つ(請求項11)。 In particular, the second transport mechanism includes a roller for supplying the sheet to the first transport mechanism, and a pressing mechanism that presses the roller against the sheet, and the roller is rotated while the roller is pressed against the sheet. In the image forming apparatus configured to convey the sheet, a strong load is applied to the sheet due to the pressing by the second conveying mechanism. However, when the configuration of the above-described drive control device is adopted for such an image forming apparatus. The effect that the sheet can be conveyed accurately and at high speed to the target stop position is further conspicuous (claim 11).
以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
本実施例の画像形成装置1は、インクジェットプリンタであり、図1に示すように、給紙機構10と、用紙搬送機構20と、印字機構30と、制御部50と、給紙機構10に動力を付与する直流モータであるASFモータM1と、ASFモータM1を駆動するモータドライバDR1と、用紙搬送機構20に動力を付与する直流モータであるLFモータM2と、LFモータM2を駆動するモータドライバDR2と、印字機構30に動力を付与する直流モータであるCRモータM3と、CRモータM3を駆動するモータドライバDR3と、記録ヘッド31を駆動するヘッド駆動回路DR4と、を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The image forming apparatus 1 according to the present embodiment is an ink jet printer, and as illustrated in FIG. ASF motor M1 that is a direct current motor that imparts power, a motor driver DR1 that drives the ASF motor M1, an LF motor M2 that is a direct current motor that imparts power to the
給紙機構10は、給紙トレイ101に収容された用紙Pを1枚ずつ分離して用紙搬送機構20に供給するものであり、図2に示すように、複数枚の用紙Pが積層される給紙トレイ101と、ASFモータM1の動力を受けて回転する給紙ローラ103と、給紙ローラ103を回転可能な状態で保持するアーム104と、給紙ローラ103の回転に伴ってエンコーダ信号を出力するロータリエンコーダ105(図1参照)と、を備える。
The paper feed mechanism 10 separates the paper P stored in the
アーム104は、給紙ローラ103が設けられた端とは反対側の端が画像形成装置1内において回動可能に固定されたものであり、給紙ローラ103を振り子状に保持するものである。このアーム104は、重力又はバネによる付勢力を用いて、給紙ローラ103を給紙トレイ101に収容された用紙Pの表面に押し当てる。
The
即ち、給紙機構10では、給紙ローラ103が、用紙Pに押し当てられた状態で、ASFモータM1の動力を受けて回転し、この給紙ローラ103の回転によって、給紙トレイ101最上部の用紙Pが分離されて、用紙搬送機構20に繋がる用紙搬送路に送出される。用紙搬送機構20と給紙機構10との間の用紙搬送路は、U字形状の搬送路であるUターンパス111から構成されており、給紙トレイ101から送出される用紙Pは、Uターンパス111により移動を規制されて湾曲した状態で、用紙搬送機構20が有する搬送ローラ201とピンチローラ202との間に搬送される。
That is, in the paper feed mechanism 10, the
用紙搬送機構20は、上述したように、搬送ローラ201及び搬送ローラ201に対向配置されるピンチローラ202を備えると共に、搬送ローラ201の回転に伴ってエンコーダ信号を出力するロータリエンコーダ205(図1参照)と、排紙ローラ211と、排紙ローラ211に対向配置されるピンチローラ212と、を備える。
As described above, the
ロータリエンコーダ205は、搬送ローラ201の回転軸上に取り付けられる回転板(図示せず)を備え、回転板に形成されたスリットを読み取って、読取結果に応じたエンコーダ信号を出力する周知のインクリメンタル型のロータリエンコーダとして構成されている。このロータリエンコーダ205は、エンコーダ信号として位相が互いにπ/2異なるパルス信号であるA相信号及びB相信号を出力する。
The
また、排紙ローラ211は、搬送ローラ201よりも用紙搬送路下流に設けられている。この搬送ローラ201及び排紙ローラ211は、例えば各ローラ201,211をベルトで連結する動力伝達機構220(図1参照)を通じてLFモータM2からの動力を受けて、互いに連動するように回転する。具体的には、互いに周方向に同量回転する。搬送ローラ201及び排紙ローラ211は、この回転により協働して、給紙機構10から供給された用紙Pを、排紙ローラ211下流の図示しない排紙トレイまで搬送する。
Further, the
尚、ピンチローラ202は、搬送ローラ201との間に用紙Pを挟んだ状態で、搬送ローラ201の回転運動に従動するように回転し、ピンチローラ212は、排紙ローラ211との間に用紙Pを挟んだ状態で、排紙ローラ211の回転運動に従動するように回転する。用紙Pは、このように搬送ローラ201とピンチローラ202との間で挟持され、更には、排紙ローラ211とピンチローラ212との間で挟持された状態で、搬送ローラ201及び排紙ローラ211の回転により用紙搬送路下流に搬送される。
The
また、搬送ローラ201と排紙ローラ211との間には、搬送ローラ201から搬送される用紙Pを下方から支持して排紙ローラ211へ導くためのプラテン240が設けられている。搬送ローラ201から排紙ローラ211側へと搬送される用紙Pに対しては、このプラテン240上で、印字機構30を構成する記録ヘッド31から吐出されるインク液滴により画像が形成される。
Further, a
印字機構30は、図1及び図2に示すように、プラテン240に対向するノズル面からインク液滴を吐出する記録ヘッド31、記録ヘッド31を搭載するキャリッジ33、CRモータM3からの動力を受けてキャリッジ33を主走査方向(図2における用紙の法線方向)に搬送するキャリッジ搬送機構(図示せず)、及び、キャリッジ33の主走査方向への移動に伴ってエンコーダ信号を出力するリニアエンコーダ35等を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
記録ヘッド31は、主走査方向に移動するキャリッジ33に搭載されて、プラテン240上において主走査方向に移動する。記録ヘッド31は、この移動中に、ヘッド駆動回路DR4からの駆動信号を受けて、駆動信号に応じたインク液滴をノズル面から吐出する。
The
また、制御部50は、給紙制御を行う給紙制御部60と、給紙制御により給紙トレイ101から用紙搬送機構20に供給された用紙Pの搬送制御を行う用紙搬送制御部70と、キャリッジ33の搬送制御及び記録ヘッド31によるインク液滴の吐出制御を行う印字制御部80と、これらを統括制御する主制御部90と、外部のパーソナルコンピュータ(PC)3と通信可能なインタフェース95とを備える。
The
給紙制御部60は、ロータリエンコーダ105から入力されるエンコーダ信号に基づき、給紙ローラ103の回転位置を検出し、この検出結果に基づきモータドライバDR1からASFモータM1に供給する駆動電流/電圧を調整することによって、給紙制御を行うものである。この給紙制御によって、給紙トレイ101から用紙搬送機構20へは、用紙Pが1枚ずつ供給される。具体的に、用紙Pは、Uターンパス111を通じて湾曲した状態で用紙搬送機構20に供給される。
The
一方、用紙搬送制御部70は、ロータリエンコーダ205から入力されるエンコーダ信号に基づき、搬送ローラ201の回転位置を検出し、この回転位置(検出位置)に基づきLFモータM2を制御することによって、用紙Pの搬送制御を行うものである。これにより、用紙Pは、主走査方向とは垂直な副走査方向に搬送される。
On the other hand, the paper
また、印字制御部80は、モータドライバDR3を通じてCRモータM3を制御することにより、記録ヘッド31を主走査方向に片道分定速搬送し、その搬送中に、記録ヘッド31を制御することにより、記録ヘッド31に、インタフェース95を通じてPC3から入力された印刷対象の画像データに対応するインク液滴を吐出させて、用紙Pに所定幅のライン画像(以下、「1パス分のライン画像」とも言う。)を形成するものである。具体的に、印字制御部80は、リニアエンコーダ35から入力されるエンコーダ信号に基づき、キャリッジ33ひいては記録ヘッド31の搬送速度を検出し、記録ヘッド31を定速搬送する。
Further, the
また、主制御部90は、給紙制御部60、用紙搬送制御部70及び印字制御部80を統括制御することにより、用紙搬送機構20に用紙Pを1枚ずつ供給すると共に、供給した用紙Pを、用紙搬送機構20を通じて間欠搬送し、用紙Pの停止時には、印字制御部80を通じて用紙Pに1パス分のライン画像を形成する。主制御部90は、この動作により、用紙Pをプラテン240上の画像形成地点に順次送出し、インタフェース95を通じてPC3から入力された印刷対象の画像データに対応する一連の画像を、用紙Pに形成する。
In addition, the
ここで主制御部90が実行する処理について図3を用いて説明する。主制御部90は、インタフェース95を通じてPC3から用紙1枚分の画像データが入力される度に、図3に示す主制御処理を実行する。
Here, processing executed by the
主制御処理を開始すると、主制御部90は、まず給紙処理を実行する。給紙処理では、給紙制御部60を起動して、給紙制御部60に、ASFモータM1の回転制御を実行させる。これにより、用紙搬送機構20による用紙Pの搬送開始地点(搬送ローラ201及びピンチローラ202との接点)まで、給紙機構10(給紙ローラ103)に用紙Pを搬送させる(S100)。
When the main control process is started, the
この処理を終えると、主制御部90は、画像形成処理を実行する(S200)。画像形成処理では、まず、用紙搬送制御部70を通じて用紙Pの頭出し処理を行う(S210)。具体的には、用紙搬送制御部70を起動しつつ目標停止位置を指定し、用紙搬送制御部70に、指定した目標停止位置までの用紙Pの搬送制御(換言すればLFモータM2の回転制御)を実行させる(S210)。これにより、用紙Pは、本実施例特有の手法により目標停止位置まで搬送され、その地点で停止した状態に保持される。即ち、用紙Pは、頭出しされた後、その地点で停止した状態に保持される。
When this process is finished, the
この頭出し処理の完了後、主制御部90は、1パス分の画像形成処理を実行する(S220)。具体的には、印字制御部80を起動し、印字制御部80にキャリッジ33の搬送制御を実行させて、記録ヘッド31を主走査方向に片道分定速搬送させる。また、記録ヘッド31の搬送中には、印字制御部80にヘッド駆動回路DR4を通じた記録ヘッド31の駆動制御(インク液滴の吐出制御)を実行させる(S220)。この処理により、用紙Pには、1パス分のライン画像が形成される。
After the cueing process is completed, the
その後、主制御部90は、用紙1枚分の画像形成が終了したか否かを判断し(S230)、終了していないと判断すると(S230でNo)、1パス分の搬送処理を実行する(S240)。具体的に、主制御部90は、目標停止位置を現在位置から上記ライン画像の副走査方向の幅に対応した距離分、用紙Pの搬送方向下流側(搬送ローラ201から排紙ローラ211に向かう側)に更新し、更新後の目標停止位置を用紙搬送制御部70に指定して、用紙搬送制御部70に、指定した目標停止位置までの用紙搬送制御(LFモータM2の回転制御)を実行させる。これにより、用紙Pは、本実施例特有の手法により目標停止位置まで搬送され、その地点で停止した状態に保持される。即ち、用紙Pは、1パス分搬送方向下流に送出された後、その地点で停止した状態に保持される。ここでは、目標停止位置にて予め定められた時間停止しているか否かによって、用紙Pが停止したか否かを判断することができる。
Thereafter, the
尚、用紙搬送制御部70による用紙搬送制御時、給紙制御部60による給紙ローラ103の回転制御は、実行されなくてもよい。即ち、給紙ローラ103のモータ駆動による給紙動作は、用紙Pの先端が用紙搬送機構20への用紙供給地点である搬送ローラ201とピンチローラ202との接点部分に到達した時点で完了されてもよく、用紙搬送機構20による用紙搬送時、給紙ローラ103はモータ駆動されることなく自由回転する状態に設定されてもよい。
When the paper
但し、給紙ローラ103と用紙Pとの接点から搬送ローラ201と用紙Pとの接点までの用紙の搬送路の長さよりも、用紙Pの搬送方向長さのほうが大きいケースでは、給紙制御部60に、給紙ローラ103の回転制御を実行させてもよい。即ち、給紙制御部60に、用紙搬送制御部70による用紙搬送制御と連動して、給紙ローラ103の回転制御を実行させてもよい。この際には、用紙Pに対してバックテンションがかかるように、給紙制御部60に給紙ローラ103の回転制御を実行させるのがよい。
However, in a case where the length in the conveyance direction of the sheet P is larger than the length of the conveyance path of the sheet from the contact point between the
例えば、給紙ローラ103によっては、用紙搬送機構20での用紙Pの搬送速度よりも遅い搬送速度で用紙Pが搬送されるように、給紙制御部60に給紙ローラ103の回転制御を実行させるのである。具体的には、用紙搬送制御部70に対して指定する目標停止位置の更新量(目標停止位置の更新前後の差分)よりも少ないローラ回転量を給紙制御部60に指定し、給紙制御部60に、このローラ回転量に対応した給紙ローラ103の回転制御を、用紙搬送制御部70と同期実行させることによって、給紙制御部60に、用紙搬送制御部70よりも低速での搬送制御を実行させることができる。
For example, depending on the
S240での処理が終了すると、主制御部90は、S220に戻り、上述した1パス分の画像形成処理を実行する。これにより、用紙Pに、1パス分のライン画像を形成する。
主制御部90は、このようにして、用紙Pを間欠搬送しては用紙Pに1パス分のライン画像を形成する処理(S220〜S240)を繰返し実行し、用紙1枚分の画像形成が終了したと判断すると(S230でYes)、S300に移行して、排紙処理を実行する。即ち、主制御部90は、用紙搬送制御部70を通じて、用紙Pが排紙されるまで、搬送ローラ201及び排紙ローラ211を回転させる処理を実行する。その後、図3に示す主制御処理を終了する。
When the process in S240 ends, the
In this way, the
続いて、用紙Pの間欠搬送に用いられる用紙搬送制御部70の詳細構成を、図4(a)を用いて説明する。図4(a)は、用紙搬送制御部70の詳細構成を表すブロック図である。
Next, a detailed configuration of the sheet
本実施例の用紙搬送制御部70は、エンコーダ信号処理部701と、操作量演算部703と、目標位置指令出力部705と、信号出力部707と、を備える。エンコーダ信号処理部701は、ロータリエンコーダ205から入力されるエンコーダ信号(A相信号及びB相信号)に基づき、搬送ローラ201の回転位置(換言すれば回転量)を検出するものである。搬送ローラ201の回転量は、用紙Pの搬送量に対応する。即ち、エンコーダ信号処理部701は、この搬送ローラ201の回転位置の検出により、間接的に、用紙Pの搬送位置を検出する。以下、エンコーダ信号処理部701により検出される位置のことを、「検出位置」と表現する。
The sheet
具体的に、エンコーダ信号処理部701は、A相信号及びB相信号の位相差により、搬送ローラ201の回転方向を検出し、正回転している場合(換言すれば用紙Pが搬送方向下流に前進している場合)には、A相信号の立上りエッジを検出する度に、検出位置をカウントアップし、負回転している場合(換言すれば用紙Pが後退している場合)には、A相信号の立上りエッジを検出する度に、検出位置をカウントダウンする構成にすることができる。
Specifically, the encoder
一方、操作量演算部703は、エンコーダ信号処理部701による検出位置と、目標位置指令出力部705から出力された目標位置との偏差に基づき、偏差を小さくする方向のLFモータM2に対する操作量を演算し、演算した操作量を信号出力部707に入力するものである。
On the other hand, the operation
目標位置指令出力部705は、主制御部90から目標停止位置が指定されると、現在位置から目標停止位置までの目標位置軌跡を生成し、この目標位置軌跡に従って、目標停止位置までの用紙Pの搬送過程における各時刻の目標位置を操作量演算部703に入力する。図4(a)の点線内には、目標位置軌跡の一例を示す。目標位置軌跡は、サイン関数等を用いて駆動対象が目標停止位置まで滑らかに変位できるような位置軌跡に設定される。
When the target stop position is designated by the
操作量演算部703は、このように生成され出力される目標位置と、上記検出位置との偏差に基づき、偏差を小さくする方向のLFモータM2に対する操作量を演算することによって、用紙Pを目標停止位置に停止させるようなLFモータM2に対する操作量を演算し、演算した操作量を信号出力部707に入力する。操作量演算部703は、このような手法で、搬送ローラ201の回転位置、ひいては用紙Pの搬送位置を、フィードバック制御し、用紙Pを目標停止位置に停止させる。
The operation
尚、ここでは、位置制御によりLFモータM2を制御する例について説明したが、操作量演算部703は、位置制御及び速度制御により、LFモータM2を制御する構成にされてもよい。例えば、操作量演算部703は、搬送初期において速度制御を実行し、搬送後期において速度制御に代えて位置制御を実行することにより、用紙Pを高速に目標停止位置に停止させる構成にすることができる。この場合には、エンコーダ信号処理部701で、例えば、A相信号の立上りエッジ間隔(時間間隔)を計測し、この逆数を求めることにより、搬送ローラ201の回転速度を検出し、この検出速度を速度制御に用いる。また、操作量演算部703には、比例(P)制御器、積分(I)制御器、比例積分(PI)制御器、比例積分微分(PID)制御器等の周知の制御器を用いることができる。
Although an example in which the LF motor M2 is controlled by position control has been described here, the operation
また、信号出力部707は、駆動用信号生成部708と、オン/オフ制御部709とを備える。駆動用信号生成部708は、操作量演算部703により算出された操作量に対応する電力(駆動電流)でLFモータM2を駆動するための駆動用信号を生成してモータドライバDR2に入力するものである。具体的には、上記駆動用信号として、操作量に対応した駆動電流でLFモータM2を駆動するためのPWM信号を生成し、これをモータドライバDR2に入力する。一方、オン/オフ制御部709は、LFモータM2の電力供給を許可/禁止するためのイネーブル信号を生成して、これをモータドライバDR2に入力する。
The
図4(b)は、モータドライバDR2に設けられるHブリッジの基本構成を表す回路図である。本実施例のモータドライバDR2は、オン/オフ制御部709から入力されるイネーブル信号がオン信号であるとき、上記駆動用信号(PWM信号)に従って、Hブリッジのスイッチング素子SW1〜SW4をオン/オフすることで、操作量演算部703にて演算された操作量に対応する駆動電流をLFモータM2に供給する。具体的には、スイッチング素子SW1,SW4をオンにしスイッチング素子SW2,SW3をオフにすることで、LFモータM2を正回転させ、スイッチング素子SW2,SW3をオンにしスイッチング素子SW1,SW4をオフにすることで、LFモータM2を負回転させる。
FIG. 4B is a circuit diagram showing a basic configuration of an H bridge provided in the motor driver DR2. When the enable signal input from the on / off
駆動用信号生成部708では、操作量が正であるとき、上記駆動用信号として、LFモータM2を正回転させるようなPWM信号を入力することで、搬送ローラ201を正回転させ、用紙Pが搬送方向下流に搬送されるようにする。一方、操作量が負であるとき、上記駆動用信号として、LFモータM2を負回転させるようなPWM信号を入力することで、搬送ローラ201を負回転させて、用紙Pが後退する方向に搬送されるようにする。
In the drive
また、モータドライバDR2は、入力されるイネーブル信号がオフ信号であるとき、上記駆動用信号に依らずに、Hブリッジのスイッチング素子SW1〜SW4を全てオフに設定して、LFモータM2への電力供給を禁止する構成にされている。 In addition, when the enable signal that is input is an off signal, the motor driver DR2 sets all of the H-bridge switching elements SW1 to SW4 to be off and does not depend on the driving signal, thereby supplying power to the LF motor M2. The supply is prohibited.
オン/オフ制御部709は、モータドライバDR2においてこのように処理されるイネーブル信号のオン/オフを切り替えることにより、LFモータM2への電力供給を許可/禁止する。
The on / off
尚、モータドライバDR2としては、イネーブル信号がオフ信号であるとき、Hブリッジのスイッチング素子SW1〜SW4を全てオフに設定する上述のモータドライバを採用することができるが、この他には、イネーブル信号がオフ信号であるとき、スイッチング素子SW1,SW2をオフにし、スイッチング素子SW3,SW4をオンにすることで、LFモータM2をブレーキングするモータドライバを採用されてもよい。 As the motor driver DR2, the above-described motor driver that sets all of the H-bridge switching elements SW1 to SW4 to OFF when the enable signal is an OFF signal can be employed. May be a motor driver that brakes the LF motor M2 by turning off the switching elements SW1 and SW2 and turning on the switching elements SW3 and SW4.
続いて、図5を用いて、本実施例に特有なオン/オフ制御部709の動作を説明する。図5は、オン/オフ制御部709が実行するオン/オフ制御処理を表すフローチャートである。オン/オフ制御部709は、用紙搬送制御部70が起動されて目標停止位置の指定がなされると、以後繰返し所定周期ごとに図5に示す処理を実行する。
Next, the operation of the on / off
図5に示す処理を開始すると、オン/オフ制御部709は、エンコーダ信号処理部701による検出位置が目標停止位置より大きいか否かを判断する(S310)。これにより、用紙Pが目標停止位置よりも搬送方向下流側へオーバーランしたか否かを判断する。
When the processing shown in FIG. 5 is started, the on / off
そして、検出位置が目標停止位置以下であると判断すると(S310でNo)、イネーブル信号をオン信号に設定する(S320)。これにより、用紙Pがオーバーランしていない状況下で、操作量演算部703により演算された操作量は、LFモータM2の駆動電流に反映される。その後、オン/オフ制御部709は、図5に示す処理を一旦終了し、S310から同様の処理を繰返し実行する。
If it is determined that the detection position is equal to or less than the target stop position (No in S310), the enable signal is set to an on signal (S320). Accordingly, the operation amount calculated by the operation
一方、検出位置が目標停止位置よりも大きいと判断すると(S310でYes)、オン/オフ制御部709は、用紙Pが目標停止位置よりも搬送方向下流側へオーバーランしているとみなして、S330以降の処理を実行する。具体的に、S330では、操作量演算部703により算出された操作量が正であるか否かを判断する。そして、操作量が正である場合には(S330でYes)、イネーブル信号をオフ信号に設定する(S340)。このようにして、操作量が正であり用紙Pに前進方向の力が加わるような状況では、モータドライバDR2によるLFモータM2への電力供給を禁止する。
On the other hand, if it is determined that the detection position is larger than the target stop position (Yes in S310), the on / off
本実施例では、間欠搬送時、用紙Pの後端がUターンパス111により湾曲した状態にあり、この湾曲を原因として、用紙Pには、搬送方向上流に後退するような力が働く。また、用紙Pの端点が給紙ローラ103の端点を抜けていない状態では、給紙ローラ103との接点で、搬送方向上流に後退するような力が用紙Pに働き、搬送ローラ201には負回転方向の負荷がかかる。従って、操作量演算部703は、用紙Pが目標停止位置にある状態でも操作量として正の値を算出し、負荷と均衡する前進方向への力が搬送ローラ201を通じて用紙Pに作用するように動作して、用紙Pを目標停止位置に維持する構成にされる。
In this embodiment, at the time of intermittent conveyance, the rear end of the paper P is curved by the
このため、本実施例では、用紙Pが目標停止位置をオーバーランしても、操作量が正の状態がしばらく続く。本実施例では、このような状態において、イネーブル信号をオフ信号に設定し、モータドライバDR2によるLFモータM2への電力供給を禁止することにより、用紙Pの目標停止位置までの後退を、負荷を利用して促進させる。オン/オフ制御部709は、このようにイネーブル信号をオフ信号に切り替えると、図5に示す処理を一旦終了して、再度、S310から同様の処理を実行する。
Therefore, in this embodiment, even when the paper P overruns the target stop position, the operation amount remains positive for a while. In this embodiment, in this state, the enable signal is set to the off signal, and the power supply to the LF motor M2 by the motor driver DR2 is prohibited, so that the sheet P can be moved backward to the target stop position and the load can be reduced. Use and promote. When the on / off
図6は、イネーブル信号のオン/オフ状態、LFモータM2に供給される駆動電流、及び、目標停止位置と検出位置との関係を、横軸を時間とするグラフで示したものである。図6には、目標停止位置に到達するまでの駆動対象の位置が目標位置よりも低い状態にあることで操作量が増大し、これを原因としてオーバーランが生じた例を示す。このような状況下において、本実施例では、検出位置が目標停止位置を超えると、イネーブル信号をオフに切り替えて、LFモータM2への駆動電流の供給を禁止する。 FIG. 6 is a graph showing the relation between the on / off state of the enable signal, the drive current supplied to the LF motor M2, and the target stop position and the detection position, with the horizontal axis as time. FIG. 6 shows an example in which the amount of operation increases because the position of the drive target until reaching the target stop position is lower than the target position, and overrun occurs due to this. Under such circumstances, in this embodiment, when the detection position exceeds the target stop position, the enable signal is switched off and the supply of the drive current to the LF motor M2 is prohibited.
一方、用紙Pが目標停止位置よりも搬送方向下流側へオーバーランしている状況であっても、操作量が負であり、用紙Pを搬送方向とは逆方向に後退させる力がLFモータM2から加わるような状況では、S330で否定判断して、イネーブル信号をオン信号に設定する(S350)。これにより、モータドライバDR2によるLFモータM2への電力供給を再開させる。その後、オン/オフ制御部709は、図5に示す処理を一旦終了して、再度、S310から同様の処理を実行する。このようにして、本実施例ではオーバーランを迅速に解消するように、イネーブル信号のオン/オフを切り替える。
On the other hand, even when the paper P is overrun to the downstream side in the transport direction from the target stop position, the operation amount is negative, and the force for moving the paper P backward in the direction opposite to the transport direction is LF motor M2. In such a situation, a negative determination is made in S330, and the enable signal is set to the ON signal (S350). Thereby, the power supply to the LF motor M2 by the motor driver DR2 is resumed. Thereafter, the on / off
また、操作量が負にならなくても、イネーブル信号をオフ信号に切り替えた結果、用紙Pが後退し、これによって検出位置が目標停止位置と一致すると、オン/オフ制御部709は、S310で否定判断し、イネーブル信号をオン信号に再設定する(S320)。これにより、モータドライバDR2によるLFモータM2への電力供給を再開させる。本実施例では、このような動作を繰返し実行する。
Even if the operation amount does not become negative, as a result of switching the enable signal to the off signal, the sheet P moves backward, and when the detected position coincides with the target stop position, the on / off
図6に示す例では、オーバーランが生じてイネーブル信号がオフ信号に切り替えられた後(S340)、検出位置が目標停止位置と一致することにより(S310でNo)、イネーブル信号がオン信号に再設定され(S320)、LFモータM2への電力供給が再開されている。また、電力供給の再開により、オーバーランが生じたことを原因として、イネーブル信号がオフ信号に再度切り替えられ、LFモータM2への電力供給が禁止されている(S340)。そして、検出位置が再度目標停止位置と一致した時点でLFモータM2への電力供給が再開されている(S320)。 In the example shown in FIG. 6, after the overrun occurs and the enable signal is switched to the off signal (S340), the enable signal is reset to the on signal when the detection position matches the target stop position (No in S310). It is set (S320), and power supply to the LF motor M2 is resumed. Further, due to the occurrence of an overrun due to the restart of the power supply, the enable signal is switched again to the off signal, and the power supply to the LF motor M2 is prohibited (S340). Then, when the detected position again coincides with the target stop position, the power supply to the LF motor M2 is resumed (S320).
本実施例では、このような動作の繰返しにより、最終的にLFモータM2の駆動電流を、LFモータM2により駆動対象(用紙P)に働く力が負荷と均衡するような駆動電流に調整し、用紙Pを目標停止位置で停止させる。尚、イネーブル信号がオフ信号からオン信号に切り替えられて、LFモータM2への電力供給が再開されるときの駆動電流は、その時点の操作量により定まるが、本実施例において、操作量は、イネーブル信号のオン/オフとは関係なく、操作量演算部703により継続的に演算される。このため、本実施例によれば、イネーブル信号の切替時において、最新の操作量に対応した駆動電流でLFモータM2を駆動することができる。この結果、本実施例によれば、オーバーランを迅速に解消して、用紙Pを好適に目標停止位置に停止させることができる。尚、図5に示す処理に関しては、用紙Pが目標停止位置に停止したと判断され、1パス分の画像形成処理(S220)が開始された時点で、その処理を停止することができる。但し、1パス分の画像形成処理中も停止位置に保持するための保持電流をLFモータM2に供給できるよう、図5に示す処理を、次の1パス分の搬送処理のために目標停止位置の指定がなされるまで継続しても良い。
In this embodiment, by repeating such operations, the drive current of the LF motor M2 is finally adjusted to a drive current that balances the force acting on the drive target (paper P) by the LF motor M2 with the load. The paper P is stopped at the target stop position. The drive current when the enable signal is switched from the off signal to the on signal and the power supply to the LF motor M2 is resumed is determined by the operation amount at that time, but in this embodiment, the operation amount is Regardless of whether the enable signal is on or off, the operation
図7には、イネーブル信号を常にオンにした状態での検出位置の変化と、イネーブル信号を上述したようにオン/オフした場合の検出位置の変化とを示す。図7(a)は、イネーブル信号を常にオンにしたケースでの検出位置の変化を示すものであり、図7(b)は、イネーブル信号をオン/オフするケースでの検出位置の変化を示すものである。具体的に、図7(a)及び図7(b)は、各ケースでの検出位置の変化を上段に示し、操作量(駆動電流)の変化を中段に示し、イネーブル信号の変化を下段に示すものである。 FIG. 7 shows changes in the detection position when the enable signal is always turned on, and changes in the detection position when the enable signal is turned on / off as described above. FIG. 7A shows a change in the detection position when the enable signal is always turned on, and FIG. 7B shows a change in the detection position when the enable signal is turned on / off. Is. Specifically, FIGS. 7A and 7B show the change in the detection position in each case in the upper stage, the change in the operation amount (drive current) in the middle stage, and the change in the enable signal in the lower stage. It is shown.
図7(a)(b)を比較すれば理解できるように、本実施例によればイネーブル信号をオン/オフしない場合と比較して、用紙Pを目標停止位置に迅速に停止させることができる。即ち、本実施例の画像形成装置1によれば、駆動対象(用紙P)の搬送方向とは逆方向に負荷がかかる環境下において、その負荷を利用して、駆動対象の目標停止位置からのオーバーランを迅速に解消することができ、その結果として、用紙Pに品質の高い画像を高速に形成することができる。 As can be understood by comparing FIGS. 7A and 7B, according to this embodiment, the sheet P can be quickly stopped at the target stop position as compared with the case where the enable signal is not turned on / off. . That is, according to the image forming apparatus 1 of the present embodiment, in an environment in which a load is applied in the direction opposite to the conveyance direction of the drive target (paper P), the load is used to move from the target stop position of the drive target. The overrun can be quickly eliminated, and as a result, a high-quality image can be formed on the paper P at a high speed.
以上に、画像形成装置1の構成について説明したが、用語間の対応関係は、次の通りである。LFモータM2は、駆動制御装置が制御対象とするモータの一例に対応する。また、用紙搬送機構20は、第1搬送機構の一例に対応し、給紙機構10は、第2搬送機構の一例に対応し、搬送ローラ201は、第1ローラの一例に対応し、給紙ローラ103は、第2ローラの一例に対応する。また、アーム104は、第2搬送機構が備える押当て機構の一例に対応する。
Although the configuration of the image forming apparatus 1 has been described above, the correspondence between terms is as follows. The LF motor M2 corresponds to an example of a motor to be controlled by the drive control device. The
また、エンコーダ信号処理部701は、位置検出手段の一例に対応し、操作量演算部703及び目標位置指令出力部705は、操作量演算手段の一例に対応し、オン/オフ制御部709は、禁止手段及び再開制御手段の一例に対応する。
The encoder
この他、記録ヘッド31等は、画像形成手段の一例に対応し、給紙制御部60は、供給手段の一例に対応し、用紙搬送制御部70及びモータドライバDR2は、駆動制御装置及び駆動制御手段の一例に対応し、主制御部90は、位置更新手段の一例に対応する。
In addition, the
また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、以上には、本発明を画像形成装置の用紙搬送に用いた例について説明したが、本発明は、その他の駆動対象を目標停止位置に停止させる技術一般に適用することができる。また、上記実施例では、オン/オフ制御部709からのイネーブル信号によってLFモータM2への電力供給を禁止する構成としているが、操作量演算部703により算出される操作量を強制的にゼロとすることで電力供給を禁止しても良い。また、上記実施例では、LFモータM2への電力供給を禁止している間も操作量演算部703による操作量の演算を継続しているが、電力供給が禁止された瞬間の操作量を記憶しておき、電力供給が禁止されている間は、操作量の演算も中断しても良い。そして、電力供給の供給が再開された場合には、記憶された操作量に基づいて駆動用信号生成部708が駆動用信号を生成しても良い。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can take various forms. For example, the example in which the present invention is used for sheet conveyance of the image forming apparatus has been described above, but the present invention can be applied to a general technique for stopping other driving objects at a target stop position. In the above embodiment, the power supply to the LF motor M2 is prohibited by the enable signal from the on / off
1…画像形成装置、10…給紙機構、20…用紙搬送機構、30…印字機構、31…記録ヘッド、33…キャリッジ、50…制御部、60…給紙制御部、70…用紙搬送制御部、80…印字制御部、90…主制御部、101…給紙トレイ、103…給紙ローラ、104…アーム、105,205…ロータリエンコーダ、111…Uターンパス、201…搬送ローラ、211…排紙ローラ、220…動力伝達機構、701…エンコーダ信号処理部、703…操作量演算部、705…目標位置指令出力部、707…信号出力部、708…駆動用信号生成部、709…オン/オフ制御部、DR1,DR2,DR3…モータドライバ、DR4…ヘッド駆動回路、M1…ASFモータ、M2…LFモータ、M3…CRモータ、P…用紙、SW1〜SW4…スイッチング素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 10 ... Paper feed mechanism, 20 ... Paper conveyance mechanism, 30 ... Printing mechanism, 31 ... Recording head, 33 ... Carriage, 50 ... Control part, 60 ... Paper feed control part, 70 ... Paper conveyance control part , 80 ... Print control unit, 90 ... Main control unit, 101 ... Paper feed tray, 103 ... Paper feed roller, 104 ... Arm, 105, 205 ... Rotary encoder, 111 ... U-turn path, 201 ... Conveyance roller, 211 ... Paper discharge Roller, 220 ... Power transmission mechanism, 701 ... Encoder signal processing unit, 703 ... Operation amount calculation unit, 705 ... Target position command output unit, 707 ... Signal output unit, 708 ... Driving signal generation unit, 709 ... On / off control Part, DR1, DR2, DR3 ... motor driver, DR4 ... head drive circuit, M1 ... ASF motor, M2 ... LF motor, M3 ... CR motor, P ... paper, SW1-SW4 Switching element
Claims (12)
前記駆動機構は、前記進行方向とは逆方向に前記駆動対象を後退させるような負荷が働く構成の駆動機構であり、
前記駆動制御装置は、
前記駆動対象の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記駆動対象の位置と前記目標停止位置とに基づき、前記駆動対象を前記目標停止位置で停止させるための前記モータに対する操作量を演算する操作量演算手段と、
前記操作量演算手段により演算された前記操作量に対応した電力を前記モータに供給することによって、前記モータを駆動するモータドライバと、
前記位置検出手段により検出された前記駆動対象の位置に基づき、前記駆動対象が前記目標停止位置より前記進行方向下流側へオーバーランしたことを検知すると、前記モータドライバによる前記モータへの電力供給を禁止する禁止手段と、
所定条件が満足されると、前記モータドライバに、前記禁止手段により禁止された前記モータへの電力供給を再開させる再開制御手段と、
を備えることを特徴とする駆動制御装置。 A drive control device that displaces the drive target in the traveling direction toward the target stop position by controlling the motor included in the drive mechanism that realizes the displacement of the drive target by applying power generated from the motor to the drive target. There,
The drive mechanism is a drive mechanism having a configuration in which a load that causes the drive target to move backward in a direction opposite to the traveling direction works.
The drive control device includes:
Position detecting means for detecting the position of the drive target;
Based on the position of the drive target detected by the position detection means and the target stop position, an operation amount calculation means for calculating an operation amount for the motor for stopping the drive target at the target stop position;
A motor driver for driving the motor by supplying power to the motor corresponding to the operation amount calculated by the operation amount calculating means;
Based on the position of the drive target detected by the position detection means, when it is detected that the drive target has overrun from the target stop position to the downstream side in the traveling direction, the motor driver supplies power to the motor. Prohibiting means to prohibit,
When a predetermined condition is satisfied, resumption control means for causing the motor driver to resume power supply to the motor prohibited by the inhibition means;
A drive control device comprising:
を特徴とする請求項1記載の駆動制御装置。 Based on the position of the driving target detected by the position detecting means, the restart control means determines that the predetermined condition is satisfied when the overrun driving target moves backward to the target stop position. The drive control device according to claim 1, wherein power supply to the motor is restarted.
前記モータドライバは、前記再開制御手段の指示に従って前記モータへの電力供給を再開する際には、その時点での最新の前記操作量に対応した電力を前記モータに供給して、前記モータの駆動を再開すること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の駆動制御装置。 The operation amount calculation means continuously calculates the operation amount even during a period in which the power supply is prohibited,
When the motor driver resumes power supply to the motor in accordance with an instruction from the restart control means, the motor driver supplies power corresponding to the latest operation amount at that time to the motor to drive the motor. The drive control device according to claim 1, wherein the drive control device is resumed.
を特徴とする請求項3記載の駆動制御装置。 The power supply prohibiting operation by the prohibiting unit and the power supply resuming operation by the restart control unit are realized by a switching operation of an enable signal input to the motor driver separately from the operation amount. The drive control apparatus according to claim 3.
前記駆動機構では、前記モータの正回転により、前記駆動対象が前記進行方向に変位し、前記モータの負回転により、前記駆動対象が前記進行方向とは逆方向に変位し、
前記再開制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記駆動対象の位置に基づき、前記オーバーランした前記駆動対象が前記目標停止位置まで後退したことを検知するか、前記操作量演算手段により演算された前記操作量に基づき、前記モータの回転方向が正から負に切り替わる方向に前記操作量が切り替わったことを検知すると、前記所定条件が満足されたとして、前記モータドライバに前記モータへの電力供給を再開させること
を特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項記載の駆動制御装置。 The motor driver is configured to rotationally drive the motor by switching the rotation direction of the motor to positive or negative according to the magnitude from the reference value of the operation amount calculated by the operation amount calculator.
In the drive mechanism, the drive object is displaced in the traveling direction by the forward rotation of the motor, and the drive object is displaced in the direction opposite to the traveling direction by the negative rotation of the motor,
The restart control means detects that the overrun drive object has moved backward to the target stop position based on the position of the drive object detected by the position detection means, or calculates by the operation amount calculation means. When it is detected that the operation amount is switched in a direction in which the rotation direction of the motor is switched from positive to negative based on the operated amount, the motor driver determines that the predetermined condition is satisfied and the power to the motor is transmitted to the motor driver. The drive control device according to any one of claims 1 to 4, wherein supply is resumed.
前記駆動機構としての前記シート搬送機構が備える前記モータを制御することによって、前記シート搬送機構に、前記シートを前記目標停止位置に向けて搬送させる請求項1〜請求項5のいずれか一項記載の駆動制御装置と、
を備えることを特徴とするシート搬送装置。 A sheet conveyance mechanism that includes a motor and a roller that is rotationally driven by the motor, and conveys a sheet that contacts the roller by the rotation of the roller;
6. The sheet conveyance mechanism according to claim 1, wherein the sheet conveyance mechanism conveys the sheet toward the target stop position by controlling the motor included in the sheet conveyance mechanism as the driving mechanism. A drive control device,
A sheet conveying apparatus comprising:
前記駆動制御装置は、前記第1ローラを回転駆動可能な前記モータを制御することによって、前記シート搬送機構に、前記第2ローラから前記第1ローラに供給された前記シートを前記目標停止位置に向けて搬送させること
を特徴とする請求項6記載のシート搬送装置。 The sheet conveying mechanism includes a first roller as the roller and a second roller located on the upstream side in the traveling direction of the sheet with respect to the first roller,
The drive control device controls the motor that can rotationally drive the first roller, thereby causing the sheet conveyance mechanism to place the sheet supplied from the second roller to the first roller at the target stop position. The sheet conveying apparatus according to claim 6, wherein the sheet conveying apparatus is directed toward the sheet.
前記シートは、前記U字形状のシート搬送路を通じて、湾曲した状態で前記目標停止位置に向けて搬送されること
を特徴とする請求項7記載のシート搬送装置。 The sheet conveying mechanism includes a U-shaped sheet conveying path that regulates the movement of the sheet between the first roller and the second roller,
The sheet conveying apparatus according to claim 7, wherein the sheet is conveyed toward the target stop position in a curved state through the U-shaped sheet conveying path.
シートを前記画像形成手段による画像形成地点に向けて搬送する第1搬送機構と、前記第1搬送機構よりもシート搬送方向上流側に配置されて、前記第1搬送機構に前記シートを供給する第2搬送機構と、を備えるシート搬送機構と、
前記第2搬送機構を駆動して、前記シートを前記第1搬送機構に供給する供給手段と、
前記第1搬送機構が備えるモータを制御することによって、前記第1搬送機構に、前記シートを、当該シートが供給されるシート供給地点から前記画像形成地点に向かう前記シート搬送方向に搬送させる駆動制御手段と、
を備え、前記シート搬送機構では、前記第2搬送機構が前記シートを前記第1搬送機構の速度よりも遅い速度で前記第1搬送機構に供給している状態又は前記第2搬送機構が前記第1搬送機構への前記シートの供給動作を完了して停止している状態で、前記第1搬送機構が前記駆動制御手段に制御されて前記シートを前記画像形成地点に搬送する画像形成装置であって、
前記駆動制御手段は、
前記シートの位置を検出する位置検出手段と、
前記画像形成手段により前記ライン画像が形成される度に、前記シートの目標停止位置を、前記シート搬送方向下流に更新するように設定する位置更新手段と、
前記位置検出手段により検出された前記シートの位置と前記位置更新手段により設定された目標停止位置とに基づき、前記シートを前記目標停止位置で停止させるための前記モータに対する操作量を演算する操作量演算手段と、
前記操作量演算手段により演算された前記操作量に対応した電力を前記モータに供給することによって、前記モータを駆動するモータドライバと、
前記位置検出手段により検出された前記シートの位置に基づき、前記シートが前記目標停止位置より前記シート搬送方向下流側へオーバーランしたことを検知すると、前記モータドライバによる前記モータへの電力供給を禁止する禁止手段と、
前記位置検出手段により検出された前記シートの位置に基づき、前記オーバーランした前記シートが前記目標停止位置まで後退すると、前記モータドライバに、前記禁止手段により禁止された前記モータへの電力供給を再開させる再開制御手段と、
を備えること
を特徴とする画像形成装置。 Image forming means for forming a line image in the main scanning direction with respect to the stopped sheet;
A first conveying mechanism that conveys the sheet toward an image forming point by the image forming unit; and a first conveying mechanism that is disposed upstream of the first conveying mechanism in the sheet conveying direction and supplies the sheet to the first conveying mechanism. A sheet conveying mechanism comprising two conveying mechanisms;
Supply means for driving the second transport mechanism to supply the sheet to the first transport mechanism;
Drive control for controlling the motor provided in the first transport mechanism to cause the first transport mechanism to transport the sheet in the sheet transport direction from the sheet supply point to which the sheet is supplied toward the image forming point. Means,
In the sheet transport mechanism, the second transport mechanism is supplying the sheet to the first transport mechanism at a speed slower than the speed of the first transport mechanism, or the second transport mechanism is the first transport mechanism. In the image forming apparatus, the first conveying mechanism is controlled by the drive control unit to convey the sheet to the image forming point in a state where the operation of supplying the sheet to the one conveying mechanism is completed and stopped. And
The drive control means includes
Position detecting means for detecting the position of the sheet;
Position updating means for setting the target stop position of the sheet to be updated downstream in the sheet conveying direction each time the line image is formed by the image forming means;
An operation amount for calculating an operation amount for the motor for stopping the sheet at the target stop position based on the position of the sheet detected by the position detection unit and the target stop position set by the position update unit. Computing means;
A motor driver for driving the motor by supplying power to the motor corresponding to the operation amount calculated by the operation amount calculating means;
Based on the position of the sheet detected by the position detection means, when it is detected that the sheet has overrun from the target stop position to the downstream side in the sheet conveying direction, the motor driver prohibits power supply to the motor. Prohibition means to do,
Based on the position of the sheet detected by the position detection means, when the overrun sheet retracts to the target stop position, the motor driver resumes power supply to the motor prohibited by the prohibition means. Restart control means for causing
An image forming apparatus comprising:
前記シートは、前記U字形状のシート搬送路を通じて、湾曲した状態で前記目標停止位置に向けて搬送されること
を特徴とする請求項9記載の画像形成装置。 The sheet conveying mechanism includes a U-shaped sheet conveying path that regulates the movement of the sheet between the first conveying mechanism and the second conveying mechanism,
The image forming apparatus according to claim 9, wherein the sheet is conveyed toward the target stop position in a curved state through the U-shaped sheet conveyance path.
を備え、前記ローラをシートに押し当てた状態で、前記ローラを回転させて、前記シートを搬送する構成にされていることを特徴とする請求項9又は請求項10記載の画像形成装置。 The second transport mechanism includes a roller for supplying the sheet to the first transport mechanism, a pressing mechanism for pressing the roller against the sheet,
The image forming apparatus according to claim 9, wherein the sheet is conveyed by rotating the roller while the roller is pressed against the sheet.
前記駆動機構は、前記進行方向とは逆方向に前記駆動対象を後退させるような負荷が働く構成の駆動機構であり、 The drive mechanism is a drive mechanism having a configuration in which a load that causes the drive target to move backward in a direction opposite to the traveling direction works.
前記駆動制御装置は、 The drive control device includes:
前記駆動対象の位置を検出する位置検出手段と、 Position detecting means for detecting the position of the drive target;
前記位置検出手段により検出された前記駆動対象の位置と前記目標停止位置とに基づき、前記駆動対象を前記目標停止位置で停止させるための前記モータに対する操作量を演算する操作量演算手段と、 Based on the position of the drive target detected by the position detection means and the target stop position, an operation amount calculation means for calculating an operation amount for the motor for stopping the drive target at the target stop position;
前記操作量演算手段により演算された前記操作量に対応した電力を前記モータに供給することによって、前記モータを駆動するモータドライバと、 A motor driver for driving the motor by supplying power to the motor corresponding to the operation amount calculated by the operation amount calculating means;
前記位置検出手段により検出された前記駆動対象の位置に基づき、前記駆動対象が前記目標停止位置より前記進行方向下流側へオーバーランしたことを検知すると、前記モータドライバによる前記操作量に基づいた前記モータへの電力供給を禁止する禁止手段と、 Based on the position of the driving object detected by the position detecting means, when detecting that the driving object has overrun from the target stop position to the downstream side in the traveling direction, the motor driver based on the operation amount. A prohibition means for prohibiting power supply to the motor;
所定条件が満足されると、前記モータドライバに、前記禁止手段により禁止された前記モータへの電力供給を再開させる再開制御手段と、 When a predetermined condition is satisfied, resumption control means for causing the motor driver to resume power supply to the motor prohibited by the inhibition means;
を備えることを特徴とする駆動制御装置。 A drive control device comprising:
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