JP5845572B2 - 画像形成装置、画像形成プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Description
記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部を駆動する駆動部と、
前記搬送部により搬送された記録媒体の所定の位置における位置ずれ量である補正量を算出する算出部と、
前記搬送部による前記記録媒体の現在の搬送速度を検出する検出部と、
前記搬送部の目標速度である第1目標搬送速度または該第1目標搬送速度を距離に換算して得た目標搬送位置と、前記補正量と、前記現在の搬送速度とに基づいて、第2目標搬送速度を求める位置コントローラと、
前記第2目標搬送速度と、前記現在の搬送速度と、前記第1目標搬送速度とに基づいて、前記搬送速度を、前記第2目標搬送速度と、前記第1目標搬送速度とを加算した速度に近づけるように制御する速度コントローラと、を有する画像形成装置を提供する。
実施例の説明の前に、用語の説明を行う。画像形成装置とは例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機などである。また、記録媒体は、例えば、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなどの媒体である。以下では、記録媒体を用紙として説明する。画像形成とは、文字や図形、パターンなどの画像を記録媒体に付与することや、単に液滴(インク)を記録媒体に着弾させることも意味する。また、像担持体とは例えば、感光体ドラムであり、以下では像担持体を感光体ドラムとして説明する。また、中間転写体とは例えば、中間転写ベルトであり、以下では、無端ベルトを中間転写ベルトとして説明する。以下の説明では、Y、C、M、Bはそれぞれイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックを意味する。なお、ブロック図において同じ機能を持つ構成部おいて同じ処理を行う過程には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
[画像形成装置の全体図]
図2に画像形成装置の全体図を示す。本実施例では、4つの作像ユニットを備えるタンデム型カラー画像形成装置であるについて説明する。しかし、本実施例の画像形成装置はこのタンデム型カラー画像形成装置に限られない。図3に、4つの作像ユニットである像担持体(感光体ドラム)40Y、40C、40M、40Kなどの拡大図を示す。以下では、図2、図3を用いて説明する。
[実施形態1]
図4に実施形態1の搬送制御部72の機能構成例について示す。図4の例では、算出部102、設定部106、位置コントローラ108、加算部114、速度コントローラ110を含む。
ev=第2目標搬送速度+第1目標搬送速度Vi−現在の搬送速度Vr (1)
加算部114により算出された速度偏差evは、速度コントーラ110に入力される。速度コントローラ110は、速度偏差evに基づいて、駆動部73を制御する。駆動部73の制御とは具体的には、速度コントローラ110から駆動部73(モータ)の電圧(または電流)相当の値が出力される。速度コントローラ110の出力は、モータドライバ(図示せず)に入力され、該モータドライバは、入力相当の電圧(または電流)を出力し(つまり、駆動部73にトルクを作用させ)、駆動部73(モータ)を駆動する。該駆動により、搬送部80は作動され、用紙Pは搬送される。
[実施形態2]
以下の実施形態では、位置コントローラ109の更なる具体的な内容について説明する。また、以下で説明する実施形態2〜5での図面において、制限部112、切替部116(図4参照)については省略する。図5の例では、位置コントローラ108は、減算部1090、積分部1084、加算部1085、位置制御部1086を含む。
速度偏差ev=第1目標搬送速度vi−現在の搬送速度Vr (2)
減算部109により算出された速度偏差evは、積分部1084に入力される。
[実施形態3]
次に実施形態3の搬送制御部72の機能構成例について説明する。図6に実施形態3の位置コントローラ108を示す。図6の例では、位置コントローラ108は、減算部1090、状態量変更部付き積分部1092、位置制御部1086と、を含む。図6の位置コントローラ108と図5の位置コントローラとを比較すると、積分部1084および加算部1085が、状態量変更部付き積分部1092に代替されている点で異なる。なお、設定部106には、実施形態2同様、用紙Pの第1目標搬送速度Viが設定される。
[実施形態3の変形例]
次に、実施形態3の変形例について説明する。実施形態3では状態量変更部付き積分部1092により位置偏差epを出力していた。
[実施形態4]
次に実施形態4の搬送制御部72の機能構成例について説明する。図7に実施形態4の位置コントローラ108を示す。図7の例では、位置コントローラ108は、加算部1102と、減算部1104と、位置制御部1086とを含む。
位置偏差ep=修正後目標搬送位置Xi'−現在の搬送位置Xr (3)
求められた位置偏差epは位置制御部1086に入力される。位置制御部1086は、位置偏差epから、第2目標搬送速度を求める。
[実施形態5]
次に実施形態5の搬送制御部72の機能構成例について説明する。図8に実施形態5の位置コントローラ108などを示す。図8の例では、位置コントローラ108は、位置偏差検出部1200と、位置制御部1086と、積分部1103を含む。
[実施形態5の変形例]
次に、実施形態5の変形例について説明する。実施形態5では位置偏差検出部1200により位置偏差epを出力していた。
[実施形態6]
次に実施形態6について説明する。例えば、実施形態2で説明した図5中の加算部1085は、積分部1084で求められた積分値に補正量を加算することで、位置偏差を算出し、位置制御部1086は、第2目標搬送速度を求める。そして、この第2目標搬送速度は、位置制御ループXに入力される。
まず、実施形態6−1について図5を用いて説明する。算出部102は、補正量Δxを算出すると共に、微小補正量も算出する。微小補正量dxsは、算出部102が算出する補正量Δx、補正距離L、中間転写ベルト10の表面速度Vb、所定周期Tとに基づいて定められる。ここで、上述のように、補正量Δxは、算出部102により算出される。また、補正距離Lとは、図3に示す駆動ローラ70と二次転写部22と距離であり、予め定められている値である。また、所定周期Tも予め定められている。また、中間転写ベルト10の表面速度Vbは、ユーザなどにより設定される値である。予め定められている所定周期Tや表面速度Vbは、主記憶部512や補助記憶部513(後述する図12参照)に記憶されている。
<実施形態6−2>
次に、図6を用いて、実施形態6−2を説明する。状態量変更部付き積分部1092は、該状態量変更部付き積分部1092で求められる積分値に、所定周期Tごとに、補正回数N回分(この例では、N=77)、微小補正量dxs=20μmを加算する微小補正量を加算する。そして、N+1回目(この例では78回目)の加算処理では、余りdxr=10μmを加算する(図13、図14参照)。つまり、状態量変更部付き積分部1092は、微小補正量dxsの加算値が補正量Δxとなるまで、所定周期Tごとに積分値に該微小補正量dxsを加算することで位置偏差を算出する。このようにすることで、状態量変更部付き積分部1092は、最終的に補正量Δxを積分値に加算することが出来る。
<実施形態6−3>
次に、図7を用いて、実施形態6−3を説明する。加算部1102は、設定部106からの目標搬送位置に、所定周期Tごとに、補正回数N回分(この例では、N=77)、微小補正量dxs=20μmを加算する微小補正量を加算する。そして、N+1回目(この例では78回目)の加算処理では、余りdxr=10μmを加算する(図13、図14参照)。つまり、加算部1102は、微小補正量dxsの加算値が補正量Δxとなるまで、所定周期Tごとに目標搬送位置に該微小補正量dxsを加算することで修正後目標搬送位置を算出する。このようにすることで、加算部1102は、最終的に補正量Δxを目標搬送位置に加算することが出来る。
<実施形態6−4>
次に、図8を用いて、実施形態6−4を説明する。位置偏差検出部1200は、該位置偏差検出部1200で求められた位置偏差に、所定周期Tごとに、補正回数N回分(この例では、N=77)、微小補正量dxs=20μmを加算する微小補正量を加算する。そして、N+1回目(この例では78回目)の加算処理では、余りdxr=10μmを加算する。つまり、位置偏差検出部1200は、微小補正量dxsの加算値が補正量Δxとなるまで、所定周期Tごとに位置偏差に該微小補正量dxsを加算することで修正後位置偏差を算出する。このようにすることで、位置偏差検出部1200は、最終的に補正量Δxを位置偏差に加算することが出来る。
[制限部112について]
次に、図4に示した制限部112について説明する。実施形態2(図5参照)、実施形態3(図6参照)では、位置偏差epに補正量ΔXを加算している。また、実施形態4(図7参照)、実施形態5(図8参照)では、目標搬送位置XiにΔXを加算している。従って、位置偏差epが大きくなる場合があり、位置制御部1086出力の第2目標搬送速度を大きくなる場合がある。また、位置制御部1086で乗算されるゲインによっては、搬送部80(駆動系)が発生できる速度よりも大きな値(駆動系の飽和を無視した値)となる可能性がある。それによって、速度コントローラ110の積分値(状態量)を大きくしてしまい、応答を悪化させる場合がある(ワインドアップ現象)。または、過大もしくは過小な第2目標搬送速度が出力されると、速度制御ループXにおいて、制御対象の飽和状態などが生じる場合があり、速度偏差の収束が適切に行われない場合がある。
[切替部116について]
次に、切替部116(図4参照)について説明する。図3などで説明したように、一対のレジストローラ49や、一対の駆動ローラ70で、用紙Pは搬送されている。このように、複数のローラにかかる条件下では、位置制御によって、用紙Pに大きな力が加わる可能性がある。従って、用紙Pにしわが発生したり、ジャムなどの問題が発生する可能性がある。
[その他の変形例]
[その他の変形例]では、図3に示すように、中間転写ベルト10を備え、該中間転写ベルト10に画像を形成し、用紙Pの画像を形成する二次転写部22(画像形成部)を有する画像形成装置に関して説明する。
ΔVi=ΔX'×(Vi/L) (4)
このように算出された補正量ΔViは、加算部206に入力される。そして、加算部206は、修正前第1目標搬送速度Viに補正量ΔViを加算することで、修正後第1目標搬送速度Vi'を算出する。算出された修正後第1目標搬送速度Vi'は位置コントローラなどに入力され、上記実施形態で説明した処理が行われる。
[発明の効果]
次に、本実施例の画像形成装置の発明の効果について詳細に説明する。図11に本実施例の画像形成装置の発明の効果を説明するための図を示す。実線が用紙Pの実際の動作を示し、破線が、用紙Pの目標の動作を示す。
[プログラムについて]
また、図12に、本実施例の画像形成装置1のハードウェア構成図を示す。本実施例の画像形成装置は、CPU512、RAM510、ROM514、ネットワークI/F部516、入力部517、表示部518、外部記憶装置I/F部514を含む。
2・・・給紙テーブル
3・・・スキャナ
4・・・自動原稿給送装置(ADF)4
10・・・中間転写ベルト
22・・・二次転写部
49・・・レジストローラ
71・・・用紙検出部
72・・・搬送制御部
73・・・駆動部
80・・・搬送部
Claims (16)
- 画像を記録媒体に画像形成する画像形成装置において、
記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部を駆動する駆動部と、
前記搬送部により搬送された記録媒体の所定の位置における位置ずれ量である補正量を算出する算出部と、
前記搬送部による前記記録媒体の現在の搬送速度を検出する検出部と、
前記搬送部の目標速度である第1目標搬送速度または該第1目標搬送速度を距離に換算して得た目標搬送位置と、前記補正量と、前記現在の搬送速度とに基づいて、第2目標搬送速度を求める位置コントローラと、
前記第2目標搬送速度と、前記現在の搬送速度と、前記第1目標搬送速度とに基づいて、前記搬送速度を、前記第2目標搬送速度と、前記第1目標搬送速度とを加算した速度に近づけるように制御する速度コントローラと、を有する画像形成装置。 - 前記位置コントローラは、
前記第1目標搬送速度と前記現在の搬送速度の速度偏差を算出する減算部と、
前記速度偏差を積分することで積分値を算出し、該積分値に前記補正量を加算することで、位置偏差を算出する状態量変更部付き積分部と、
前記位置偏差から前記第2目標搬送速度を求める位置制御部を有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記状態量変更部付き積分部は、微小補正量の加算値が前記補正量となるまで、所定周期ごとに前記積分値に該微小補正量を加算することで前記位置偏差を算出することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
- 前記状態量変更部付き積分部は、前記補正量を前記位置偏差として出力することを特徴とする請求項2または3記載の画像形成装置。
- 前記位置コントローラは、
前記第1目標搬送速度と前記現在の搬送速度の速度偏差を算出する減算部と、
前記速度偏差を積分することで位置偏差を算出する積分部と、
前記位置偏差に前記補正量を加算することで、加算後位置偏差を算出する加算部と、
前記加算後位置偏差から前記第2目標搬送速度を求める位置制御部を有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記加算部は、微小補正量の加算値が前記補正量となるまで、所定周期ごとに前記位置偏差に該微小補正量を加算することで前記加算後位置偏差を算出することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
- 前記位置コントローラは、
前記現在の搬送速度を積分することで、現在の前記記録媒体の位置を算出する積分部と、
前記目標搬送位置に前記補正量を加算することで、修正後目標搬送位置を求める加算部と、
前記修正後目標搬送位置と前記現在の前記記録媒体の位置との位置偏差を算出する減算部と、
前記位置偏差から前記第2目標搬送速度を求める位置制御部とを有し、
前記目標搬送位置を微分することで、第1目標搬送速度を算出する微分部と、を有し、
前記速度コントローラは、前記第2目標搬送速度と、前記現在の搬送速度と、前記微分部により求められた第1目標搬送速度とに基づいて、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記加算部は、微小補正量の加算値が前記補正量となるまで、所定周期ごとに前記目標搬送位置に該微小補正量を加算することで前記修正後目標搬送位置を求めることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
- 前記位置コントローラは、
前記現在の搬送速度を積分することで、現在の前記記録媒体の位置を算出する積分部と、
前記目標搬送位置と前記現在の記録媒体の位置との位置偏差を算出し、該算出された位置偏差に前記補正量を加算することで修正後位置偏差を算出する位置偏差検出部と、
前記修正後位置偏差から前記第2目標搬送速度を求める位置制御部を有し、
前記目標搬送位置を微分することで、第1目標搬送速度を算出する微分部と、を有し、
前記速度コントローラは、前記第2目標搬送速度と、前記現在の搬送速度と、前記微分部により求められた第1目標搬送速度とに基づいて、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記位置偏差検出部は、微小補正量の加算値が前記補正量となるまで、所定周期ごとに前記位置偏差に該微小補正量を加算することで前記修正後位置偏差を算出することを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
- 前記位置偏差検出部は、前記補正量を前記修正後位置偏差として出力することを特徴とする請求項9または10記載の画像形成装置。
- 前記第2目標搬送速度の所定の帯域のみ通過させる制限部を有することを特徴とする請求項1〜11何れかに記載の画像形成装置。
- 前記速度コントローラに、前記第2目標搬送速度を用いずに、前記現在の搬送速度と、前記第1目標搬送速度とに基づいて、前記駆動部を制御させる切替部を有することを特徴とする請求項1〜12何れかに記載の画像形成装置。
- 中間転写体と、
前記中間転写体に画像を形成して、前記記録媒体に該画像を形成する画像形成部と、を有し、
所定回数画像形成後に、または、所定時間経過後に、前記中間転写体に形成された画像に対する前記記録媒体と補正量から、前記搬送部の第1目標搬送速度または前記記録媒体の目標搬送位置を修正する修正部を有することを特徴とする請求項1〜13何れかに記載の画像形成装置。 - 請求項1〜14何れかに記載の画像形成装置をコンピュータに実行させるための画像形成プログラム。
- 請求項15記載の画像形成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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