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搬送装置および画像形成装置 - 株式会社リコー
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発明の名称 搬送装置および画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−45625(P2007−45625A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2005−234918(P2005−234918)
出願日 平成17年8月12日(2005.8.12)
代理人 【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
発明者 小嶋 秀行
要約 課題
搬送体の高精度停止位置制御を行うことが可能な搬送装置およびその搬送装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。

解決手段
本発明に係る搬送装置は、第1のエンコーダセンサの出力信号をカウントする第1のカウンタ手段と、第2のエンコーダセンサの出力信号をカウントする第2のカウンタ手段と、両カウンタ手段を同時にカウントスタートおよびカウントストップさせるカウント制御手段と、両カウンタ手段のカウンタ値に基づいて、第1のエンコーダセンサと第2のエンコーダセンサとのパルス比を算出するカウント比算出手段とを備えている。
特許請求の範囲
【請求項1】
搬送体と、前記搬送体を駆動するローラと、前記搬送体に形成されたスケールを検知する第1のエンコーダセンサと、前記ローラに直接または間接的に形成されたスケールを検知しかつ前記第1のエンコーダセンサより高分解能な特性を有する第2のエンコーダセンサとを備え、前記第1および第2のエンコーダセンサの出力信号に基づいて前記搬送体を駆動制御する搬送装置において、
前記第1のエンコーダセンサの出力信号をカウントする第1のカウンタ手段と、
前記第2のエンコーダセンサの出力信号をカウントする第2のカウンタ手段と、
両カウンタ手段を略同時にカウントスタートおよびカウントストップさせるカウント制御手段と、
前記両カウンタ手段のカウンタ値に基づいて、前記第1のエンコーダセンサと前記第2のエンコーダセンサとのパルス比を算出するカウント比算出手段と、
を備えたことを特徴とする搬送装置。
【請求項2】
前記両カウンタ手段は、リセット信号によりカウントスタート前にリセットされることを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
【請求項3】
前記カウント制御手段は、計測スタート命令後に、前記第1のエンコーダセンサの出力信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントスタートさせ、計測停止命令後に、前記第1のエンコーダセンサの出力信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントストップさせることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の搬送装置。
【請求項4】
前記カウント制御手段は、計測スタート命令後に、直接エンコーダセンサの信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントスタートさせ、前記第1のカウント手段のカウント値が所定数に達した場合に、前記第1のエンコーダセンサの信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントストップさせることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の搬送装置。
【請求項5】
前記所定数は可変設定可能としたことを特徴とする請求項4に記載の搬送装置。
【請求項6】
前記搬送体の速度を検出する速度検出手段を備え、
前記カウント制御手段は、前記速度検出手段で検出される速度が等速になった後に、前記両カウンタ手段をカウントスタートさせることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の搬送装置。
【請求項7】
前記速度検出手段は、一定間隔のタイマー割込みで読み出した前記両カウンタ手段のカウンタ値に基づいた位置情報から位置偏差を算出し、当該算出した位置偏差に基づいて前記搬送体の速度を算出することを特徴とする請求項6に記載の搬送装置。
【請求項8】
前記速度検出手段は、前記第1のエンコーダセンサの出力信号の1パルス中に基本クロックがいくつ入るかをカウントし、そのカウント値と、前記基本クロックの周波数と、および前記第1のエンコーダセンサの出力信号の1パルス中に移動する前記搬送体の距離とに基づいて、前記搬送体の速度を検出することを特徴とする請求項6に記載の搬送装置。
【請求項9】
前記第1のエンコーダセンサの出力信号の欠落を検出する検出手段と、
前記カウンタ制御手段は、前記検出手段で前記第1のエンコーダセンサの出力信号の欠落を検出した期間中は、前記第1の直接エンコーダセンサの出力信号に同期して、前記第1のカウンタ手段のカウント動作を中断させることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の搬送装置。
【請求項10】
前記搬送体に形成したスケールのつなぎ目を検知するためのつなぎ目センサを備え、
前記カウンタ制御手段は、前記つなぎ目センサが前記つなぎ目の通過を検出した後に、前記両カウンタ手段のカウントスタートおよびカウントストップを行わせることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載の搬送装置。
【請求項11】
前記請求項1〜請求項10のいずれか1つ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。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、搬送装置および画像形成装置に関し、詳細には、複数のエンコーダセンサを使用して搬送体の停止位置制御を行う搬送装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インクジェットプリンタで使用するインクは、耐光性・経時劣化性の改善により染料系から顔料系に変わると共に高粘度化が進んでいる。かかる高粘度化により記録紙へのにじみは減少したが、インク滴の記録紙着弾位置の位置ズレ精度の悪さ(白スジ、黒スジ、バンディング)が目立つようになった。特に、副走査の記録紙搬送時の停止位置精度の寄与率が大きいためその精度アップが必要不可欠な技術課題となってきている。
【0003】
インクジェットプリンタの副走査記録紙搬送機構は、砥石搬送ローラや搬送ベルトによる搬送方法が一般的である。搬送ベルトの送り量制御では、搬送ローラ軸上にコードホイールを設置し、コードホイールに形成したスケールをエンコーダセンサで読み取って送り量制御を行う方式が広く利用されている。
【0004】
しかしながら、かかる方式では、搬送ローラの偏心・振れ・温度変化や駆動プーリ・コードホイールの偏心・振れ、搬送ベルトの厚み偏差等の部品精度や組付け精度の影響等の積み上げにより精度の良い停止位置制御を行うのが難しいという問題がある。
【0005】
特許文献1では、インクジェットプリンタのキャリッジの位置決め制御を高精度に行うために、DCモータに取り付けられたプーリにベルトを介してキャリッジ動作させると同時に所定期間ヘッドを駆動させることによって印刷媒体に記録する印字制御装置において、前記キャリッジの位置がリニアエンコーダおよびロータリエンコーダによって観察可能に構成された観察手段と、前記キャリッジに取り付けられたヘッドを駆動するヘッド駆動手段と、前記ロータリエンコーダから取得したパルス情報を利用して前記キャリッジの制御を行うと共に、前記リニアエンコーダから取得したパルス情報を利用して前記ヘッドの駆動を実現する制御形態を構成する制御形態構成手段を有し、前記制御形態構成手段は、前記ロータリエンコーダの分解能、前記リニアコーダの分解能、および印刷成果物の仕様を参照して、ロータリエンコーダまたはリニアエンコーダを選択する技術が提案されている。
【0006】
【特許文献1】特開2001−253132号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献1では、ロータリエンコーダまたはリニアエンコーダを択一的に切り替えて制御するものであるため、搬送体の高精度停止位置制御を行うことができないという問題がある。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、搬送体の高精度停止位置制御を行うことが可能な搬送装置およびその搬送装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、搬送体と、前記搬送体を駆動するローラと、前記搬送体に形成されたスケールを検知する第1のエンコーダセンサと、前記ローラに直接または間接的に形成されたスケールを検知しかつ前記第1のエンコーダセンサより高分解能な特性を有する第2のエンコーダセンサとを備え、前記第1および第2のエンコーダセンサの出力信号に基づいて前記搬送体を駆動制御する搬送装置において、前記第1のエンコーダセンサの出力信号をカウントする第1のカウンタ手段と、前記第2のエンコーダセンサの出力信号をカウントする第2のカウンタ手段と、両カウンタ手段を略同時にカウントスタートおよびカウントストップさせるカウント制御手段と、前記両カウンタ手段のカウンタ値に基づいて、前記第1のエンコーダセンサと前記第2のエンコーダセンサとのパルス比を算出するカウント比算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記両カウンタ手段は、リセット信号によりカウントスタート前にリセットされることが望ましい。
【0011】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記カウント制御手段は、計測スタート命令後に、前記第1のエンコーダセンサの出力信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントスタートさせ、計測停止命令後に、前記第1のエンコーダセンサの出力信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントストップさせることが望ましい。
【0012】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記カウント制御手段は、計測スタート命令後に、直接エンコーダセンサの信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントスタートさせ、前記第1のカウント手段のカウント値が所定数に達した場合に、前記第1のエンコーダセンサの信号に同期して、前記両カウンタ手段を略同時にカウントストップさせることが望ましい。
【0013】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記所定数は可変設定可能することが望ましい。
【0014】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記搬送体の速度を検出する速度検出手段を備え、前記カウント制御手段は、前記速度検出手段で検出される速度が等速になった後に、前記両カウンタ手段をカウントスタートさせることが望ましい。
【0015】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記速度検出手段は、一定間隔のタイマー割込みで読み出した前記両カウンタ手段のカウンタ値に基づいた位置情報から位置偏差を算出し、当該算出した位置偏差に基づいて前記搬送体の速度を算出することが望ましい。
【0016】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記速度検出手段は、前記第1のエンコーダセンサの出力信号の1パルス中に基本クロックがいくつ入るかをカウントし、そのカウント値と、前記基本クロックの周波数と、および前記第1のエンコーダセンサの出力信号の1パルス中に移動する前記搬送体の距離とに基づいて、前記搬送体の速度を検出することが望ましい。
【0017】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第1のエンコーダセンサの出力信号の欠落を検出する検出手段と、前記カウンタ制御手段は、前記検出手段で前記第1のエンコーダセンサの出力信号の欠落を検出した期間中は、前記第1の直接エンコーダセンサの出力信号に同期して、前記第1のカウンタ手段のカウント動作を中断させることが望ましい。
【0018】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記搬送体に形成したスケールのつなぎ目を検知するためのつなぎ目センサを備え、前記カウンタ制御手段は、前記つなぎ目センサが前記つなぎ目の通過を検出した後に、前記両カウンタ手段のカウントスタートおよびカウントストップを行わせることが望ましい。
【0019】
また、本発明の好ましい態様によれば、本発明の搬送装置を画像形成装置に搭載することが望ましい。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、搬送体と、搬送体を駆動するローラと、搬送体に形成されたスケールを検知する第1のエンコーダセンサと、ローラに直接または間接的に形成されたスケールを検知しかつ第1のエンコーダセンサより高分解能な特性を有する第2のエンコーダセンサとを備え、第1および第2のエンコーダセンサの出力信号に基づいて搬送体を駆動制御する搬送装置において、第1のカウンタ手段は、第1のエンコーダセンサの出力信号をカウントし、第2のカウンタ手段は、第2のエンコーダセンサの出力信号をカウントし、カウント制御手段は、両カウンタ手段を略同時にカウントスタートおよびカウントストップさせ、カウント比算出手段は、両カウンタ手段のカウンタ値に基づいて、第1のエンコーダセンサと第2のエンコーダセンサとのパルス比を算出しているので、直接エンコーダセンサの直接エンコーダセンサ信号に同期して、直接エンコーダセンサ信号の整数倍を間接エンコーダセンサ信号でカウントすることが可能となり、直接エンコーダセンサと間接エンコーダセンサとのパルス比を精度良く求めることができ、搬送体の高精度停止位置制御を行うことが可能な搬送装置およびその搬送装置を搭載した画像形成装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、この発明に係る搬送装置および画像形成装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【0022】
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る搬送装置の構成を示すブロック図である。図1に示す搬送装置は、CPU1と、ROM2と、RAM3と、操作表示部4と、位置制御カウンタ部5と、システムバス6と、駆動制御部7と、ドライバ部8と、モータ9と、センサ入力部10と、直接エンコーダセンサ11(第1のエンコーダセンサ)と、間接エンコーダセンサ12(第2のエンコーダセンサ)と、つなぎ目センサ13とを備えている。
【0023】
CPU1は、ROM2に格納されたプログラムに従って搬送装置の全体動作を制御する。ROM2は、CPU1が実行するプログラムやデータ等を格納する。RAM3は、CPU1のワークエリアとして使用される。操作表示部4は、利用者が各種動作指示を与えるためのものである。位置制御カウンタ部5は、直接エンコーダセンサ11、間接エンコーダセンサ12、およびつなぎ目センサ13の各エンコーダセンサ信号を処理して、CPU1に出力する。駆動制御部7は、CPU1から入力される制御信号に従って、モータ9を駆動するための信号を生成してドライバ部8に出力するものであり、具体的には、DCモータを駆動するためのPWM波形や、ステッピングモータの励磁相コントロール信号等を生成してドライバ部8に出力する。ドライバ部8は、駆動制御部7から入力される信号に基づいてモータ9を駆動するモータ駆動回路である。センサ入力部10は、直接エンコーダセンサ11、間接エンコーダセンサ12、およびつなぎ目センサ13の各センサ信号のチャタリングを除去して、位置制御カウンタ部5に出力する。
【0024】
図2は、図1の搬送装置の駆動系の概略構成を示す図である。図2において、搬送ローラ20は、搬送ベルト23を駆動するためのローラである。コードホイール21は、搬送ローラ20に一体化して取り付けられており、搬送ローラ20の1周で1回転する。ロータリスケール22は、コードホイール21の外周に形成されたスケールであり、例えば、透明のコードホイール21に黒のスリットとした構成とすることができる。
【0025】
搬送ベルト23は、紙を搬送するためのベルトであり、搬送ローラ20と従動ローラ25間に架け渡されている。ベルトスケール24は、搬送ベルト23の裏側に形成されたスケールであり、例えば、銀・黒または白黒の等間隔のラインで構成することができる。従動ローラ25は、駆動源を持たないローラであり、搬送ローラ20に従動して回転する。
【0026】
直接エンコーダセンサ11は、低分解能であり、搬送ベルト23の裏側に形成されているベルトスケール24を検出して、直接エンコーダセンサ信号を出力する。ここで、搬送ベルト23は、紙等をダイレクトに搬送しているため、直接エンコーダセンサ信号をカウントすることにより、搬送ローラ20の偏芯等の誤差なしに、搬送ベルト23を搬送することができる。
【0027】
間接エンコーダセンサ12は、直接エンコーダセンサ11に比して高分解能であり、コードホイール21に形成されているロータリスケール22を検出して、間接エンコーダセンサ信号を出力する。ここで、間接エンコーダセンサ信号をカウントしても、搬送ベルト23を誤差なしに正確に送ることはできない。かかる誤差とは、搬送ローラ20の偏心、振れ、温度変化や従動ローラ25、コードホイール21の偏心、振れ、搬送ベルト23の厚み偏差等の部品精度、組付け精度の影響等である。
【0028】
つなぎ目センサ13は、搬送ベルト23の裏側に形成されているベルトスケール24のつなぎ目・ゴミ等を検知するためのセンサであり、つなぎ目センサ信号を出力する。このつなぎ目センサ13は、直接エンコーダセンサ信号の欠落がある場所を検知するためのものである。つなぎ目センサ13は、直接エンコーダセンサ11と副走査方向に並置しても、上流側に配置してもよい。ここで、つなぎ目センサ13を直接エンコーダセンサ11の上流側に配置した場合には、つなぎ目センサ信号を遅延させて、直接エンコーダセンサ11上に実際のつなぎ目がきたときに、つなぎ目センサ信号としてCPU1に通知する必要がある。
【0029】
本実施の形態では、直接エンコーダセンサ11の高分解能化には種々の課題があって難しいため、低分解能な直接エンコーダセンサ11および高分解能な特性を有する間接エンコーダセンサ12を使用して、直接エンコーダセンサ11の分解能が足りない部分を高分解能な間接エンコーダセンサ12で補完することにより、高精度位置停止制御を実現している。上述のCPU1は、直接エンコーダセンサ11のカウンタ値および間接エンコーダセンサ12のカウンタ値を使用して、直接エンコーダセンサ11のカウント値を主体に搬送ベルト23の用紙搬送の位置制御を行う。具体的には、直接エンコーダセンサ11の低分解能のパルス間(エッジ間)はカウントできないため、その間を間接エンコーダセンサ12でカウントして補完する。すなわち、直接エンコーダセンサ11のカウント値+間接エンコーダセンサ12のカウント値で搬送ベルト23の位置制御を行う。例えば、直接エンコーダセンサ11のパルスで搬送ベルト23を10.5パルス送りたい場合、直接エンコーダセンサ11の1パルスに満たない0.5パルスの部分(1パルスに満たない低分解能な部分)を間接エンコーダセンサ12のパルスのカウント値でカウントする。
【0030】
本実施の形態では、直接エンコーダセンサ11の分解能が足りない部分を間接エンコーダセンサ12で補完する方式であるので、直接エンコーダセンサ11の1パルスあたりに入る間接エンコーダセンサ12のパルス数(いわゆるパルス比)が問題となる。
【0031】
いま、理想的な値(設計値)として、直接エンコーダセンサ11の1パルスの中に間接エンコーダセンサ11のパルスが64パルス入るとする(パルス比1:64)。常に、装置がこの理想値の関係であれば、搬送ベルト23の位置制御において、例えば、直接エンコーダ11のパルスで10.5パルス送りたい場合、直接エンコーダセンサ11の1パルスに満たない0.5パルスは間接エンコーダセンサ12で送る必要があるので、0.5×パルス比=0.5×64=32となり、直接エンコーダパルス10パルス+間接エンコーダパルス32パルスを送ればよいことになる。
【0032】
もっとも、現実には、搬送ローラ20の径は、ばらつき・温度変化等で異なり、また、搬送ベルト23の厚み等もバラツキ等で異なる。ここで、搬送ローラ20の径が小さい場合と大きい場合とを考えてみると、搬送ローラ20の1回転駆動したときに、搬送ローラ20の径が大きい方が搬送ベルト23の送り量が大きいことがわかる。これは単純に、搬送ローラ23の外周分、搬送ベルト23が送られるためである。搬送ローラ20の1回転で得られる間接エンコーダセンサ12のパルス数は一定であるのに、搬送ベルト23の送り量が変わってくることになる。換言すると、直接エンコーダセンサ11の1パルス分、搬送ベルト23を送るのに必要な間接エンコーダセンサ12のパルス数は、搬送ローラ20の径等によって異なったものとなる。
【0033】
例えば、バラツキ、温度変化等でローラ径が大きくなり、直接エンコーダセンサ11の1パルス送るのに間接エンコーダセンサ60パルス(パルス比1:60)となる装置において、直接エンコーダセンサ11の0.5パルスを送ることを考えてみる。
【0034】
かりに、現状の正確なパルス比を求めることができないとすると、常に理想パルス比(1:64)で紙送り位置制御を行うことになるので、直接エンコーダセンサ11の0.5パルスを送るのに、間接エンコーダセンサ12の32パルス送ろうとする。このため、実際にはパルス比は1:60であるので、1/60×32≒0.533となり、直接エンコーダセンサ11の換算で0.533パルス送ってしまうことになるため、送り過ぎてしまい正確な位置制御を行うことができない。
【0035】
これに対して、正確なパルス比(1:60)を算出することができれば、直接エンコーダセンサ11の0.5パルスを送るのに間接エンコーダセンサ12の30パルスでよいことが分かる。よって、1/60×30=0.5となり、正確に送り位置制御することが可能となる。ここでは、説明の簡単のために、パルス比1:60の場合で説明したが、実際には1:63.9や1:64.1の場合でも、積み重なれば送り誤差(停止位置精度がでない)となる。本実施の形態では、後述する方法で、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を正確に算出する。
【0036】
図3は、図1の位置制御カウンタ部5の構成を示すブロック図である。位置制御カウンタ部5は、図3に示すように、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30と、間接エンコーダセンサ信号カウンタ31と、ロジック回路32とを備えている。
【0037】
直接エンコーダセンサ信号カウンタ30は、直接エンコーダセンサ11の直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりエッジをカウントし、搬送ベルト23を駆動させた時に、移動した区間における直接エンコーダセンサ信号の総カウント値を出力する。
【0038】
間接エンコーダセンサ信号カウンタ31は、間接エンコーダセンサ12の間接エンコーダセンサ信号をカウントするカウンタであり、搬送ベルト23を駆動させた時に、移動した区間における間接エンコーダセンサ信号の総カウント値を出力する。ここで、間接エンコーダセンサ信号がA相とB相の2本(90度位相がずれている)ある場合には、4逓倍してカウントすると、より分解能を高めてカウントすることができる。
【0039】
ロジック回路32は、直接エンコーダセンサ11の直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりに同期した信号を直接エンコーダセンサ信号カウンタ30および間接エンコーダセンサ信号カウンタ31に出力する。
【0040】
図4は、図3の位置制御カウンタ部5のタイミングチャートの一例を示す図である。図4において、ロジック回路32は、直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりに同期した出力信号を出力する。この出力信号は、各カウンタ30,31に入力され、各カウンタ30,31は、ロジック回路32の出力信号が「High」の間だけ各センサ信号をカウントする。各カウンタ30,31のカウント値はCPU1に出力される。
【0041】
これにより、直接エンコーダセンサ11および間接エンコーダセンサ12の各センサ信号を同時にカウントスタートおよびカウントストップさせることが可能になる。また、ロジック回路32の出力信号は直接エンコーダセンサ信号の整数倍になる信号であるので、CPU1は、カウント終了時に間接エンコーダセンサ12の総カウント値を直接エンコーダセンサ11の総カウント値で割ることにより、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を簡単かつ正確に求めることが可能になる。
【0042】
図5は、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比の計算を説明するための図である。同図において、間接エンコーダセンサ信号の総カウント値を「300」、直接エンコーダセンサ信号の総カウント値を「3」とした場合、300/3=100となり、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比は、1:100となる。
【0043】
以上説明したように、実施の形態1によれば、用紙を搬送するための搬送ベルト23と、搬送ベルト23を駆動する搬送ローラ20と、搬送ベルト23に形成されたベルトスケールを検知する直接エンコーダセンサ11と、駆動ローラ20と一体に設けられたコードホィールに形成されたロータリスケール22を検知しかつ直接エンコーダセンサ11より高分解能な特性を有する間接エンコーダセンサ12と、直接エンコーダセンサの出力信号をカウントする直接エンコーダセンサ信号カウンタ30と、間接エンコーダセンサ12の間接エンコーダセンサ信号をカウントする間接エンコーダセンサ信号カウンタ31と、両カウンタ30,31を同時にカウントスタートおよびカウントストップさせるロジック回路32と、両カウンタ30,31のカウンタ値に基づいて、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのカウント比を算出するCPU1とを備えているので、直接エンコーダセンサ11の直接エンコーダセンサ信号に同期して、直接エンコーダセンサ信号の整数倍を間接エンコーダセンサ信号でカウントすることが可能となり、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。これにより、搬送装置の搬送ベルト23の高精度停止位置制御を行うことが可能となる。
【0044】
(実施の形態2)
上記図4および図6を参照して、実施の形態2に係る位置制御カウンタ部5を説明する。実施の形態2に係る位置制御カウンタ部5のブロック構成は上記図4と同様である。図6は実施の形態2に係る位置制御カウンタ部5のタイミングチャートを示している。実施の形態2において、実施の形態1と共通する部分の説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
【0045】
図6において、直接エンコーダセンサ信号に同期したリセット信号で、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30および間接エンコーダセンサ信号カウンタ31をリセットする。このリセット信号は、ロジック回路32で生成してもよく、また、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30および間接エンコーダセンサ信号カウンタ31で、ロジック回路32の出力信号から生成することにしてもよい。このリセット信号により、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30および間接エンコーダセンサ信号カウンタ31は、スタート前に自動的にリセットされる。
【0046】
以上説明したように、実施の形態2によれば、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30および間接エンコーダセンサ信号カウンタ31を、直接エンコーダセンサ信号に同期したリセット信号によりカウンタスタート前にリセットさせることとしたので、直接エンコーダセンサ11に同期して直接エンコーダセンサ11の整数倍を間接エンコーダセンサ12でカウントすることが可能となり、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0047】
(実施の形態3)
図7および図8を参照して、実施の形態3に係る位置制御カウンタ部5を説明する。図7は実施の形態3に係る位置制御カウンタ部5のブロック図、図8は実施の形態3に係る位置制御カウンタ部5のタイミングチャートを示している。実施の形態3において、実施の形態1と共通する部分の説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
【0048】
図7および図8において、ロジック回路32は、計測スタート命令後に「High」、計測停止命令後に「Low」となる計測スタート/ストップ信号がCPU1から入力され、計測スタート/ストップ信号が「High」となった後に、次の直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりで、出力信号を「High」とし、計測スタート/ストップ信号が「Low」となった後に、次の直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりで、出力信号を「Low」とする。
【0049】
実施の形態3によれば、計測スタート命令後に、直接エンコーダセンサ11の出力信号に同期して、両カウンタ30,31を同時にカウントスタートさせ、計測停止命令後に、直接エンコーダセンサ11の出力信号に同期して、両カウンタ30,31を同時にカウントストップさせることとしたので、直接エンコーダセンサ11に同期して直接エンコーダセンサ11の整数倍を間接エンコーダセンサ12でカウントすることが可能となり、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0050】
(実施の形態4)
図9および図10を参照して、実施の形態4に係る位置制御カウンタ部5を説明する。図9は実施の形態4に係る位置制御カウンタ部5のブロック図、図10は実施の形態4に係る位置制御カウンタ部5のタイミングチャートを示している。実施の形態4において、実施の形態1と共通する部分の説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
【0051】
図9および図10において、所定数レジスタ33は、直接エンコーダセンサ信号のカウント値がいくつになったら計測を終了するかを設定するためのレジスタである。所定数レジスタ33の設定値は、固定値または可変値(可変設定可能)とすることができる。比較器34は、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30のカウント値と所定数レジスタ33の設定値とを比較し、両者が一致した場合に計測終了信号をロジック回路32に出力する。ロジック回路32は、計測スタート信号および計測終了信号が入力され、計測スタート信号の入力後に、次の直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりで、出力信号を「High」とし、計測終了信号の入力後に、次の直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりで、出力信号を「Low」とする。
【0052】
実施の形態4によれば、ロジック回路32は、計測スタート命令後に、直接エンコーダセンサ信号に同期して、両カウンタ30,31を同時にカウントスタートさせ、比較器34は、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30のカウント値が設定値(所定値)に達した場合に計測終了信号をロジック回路32に出力し、ロジック回路32は、計測終了信号の入力後に、直接エンコーダセンサ信号に同期して、両カウンタを同時にカウントストップさせることとしたので、直接エンコーダセンサ11に同期して直接エンコーダセンサ11の整数倍を間接エンコーダセンサ12でカウントすることが可能となり、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0053】
また、所定数レジスタ33の設定値を可変設定可能としたので、搬送する距離に応じて適切なパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0054】
(実施の形態5)
図11〜図13を参照して、実施の形態5に係る搬送装置を説明する。実施の形態5に係る搬送装置は、搬送ベルト23の速度を検出する不図示の速度検出手段を備えている。実施の形態5に係る位置制御カウンタ部5のブロック構成は、上記図7(実施の形態3)と同一の構成とすることができる。
【0055】
図11は、実施の形態5に係る搬送装置を説明するための図である。同図において、横軸は時間、縦軸は搬送ベルト23の速度を示している。
【0056】
図11において、搬送ベルト23が等速になった後に、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12のパルス比を求めるデータを取得すると、搬送ローラ20と搬送ベルト23とのすべりをほぼ無くすことができるので、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。ここで、加速または減速状態においては、搬送ローラ20とベルト23がすべる可能性がある。搬送ローラ20と搬送ベルト23がすべると、直接エンコーダセンサ信号の1パルスに入る間接エンコーダセンサ信号のパルス数が増える方向に誤差が生じる。
【0057】
速度検出手段は、搬送ベルト23の速度が略等速になったことを検知した場合に、搬送ベルト23の速度が等速になったことを示す等速検知信号をCPU1に通知する。CPU1は、等速検知信号を受信すると上述の計測スタート信号を位置制御カウンタ部5のロジック回路32に出力し、ロジック回路32は、直接エンコーダセンサ信号に同期して、両カウンタ30,31を同時にカウントスタートさせる。両カウンタ30,31をカウントスタートさせる。CPU1は、搬送ベルト23が略1周して(搬送ローラ20の回転数は整数倍が望ましい)等速中に、計測ストップ信号を位置制御カウンタ部5のロジック回路32に出力する。ロジック回路32は、計測終了信号の入力後に、直接エンコーダセンサ信号に同期して、両カウンタ30,31を同時にカウントストップさせる。CPU1は、両カウンタ30、31のカウンタ値をリードして、パルス比を求める演算をおこなうと共に、搬送ベルト23を停止させる。なお、CPU1が速度検出手段として機能することにしてもよい。
【0058】
速度検出手段による搬送ベルト23の速度検出方法としては各種方法が考えられる。図12は、速度検出手段による速度検出方法の第1の例を説明するための説明図である。例えば、図12において、速度検出手段は、一定間隔のタイマー割込みで両カウンタ30,31のカウンタ値を読み出し、今回得られたカウンタ値から判定される位置情報から前回得たカウンタ値から判定される位置情報を減算して位置偏差を算出し、この位置偏差が略一定になった場合に、搬送ベルト23の速度が略一定であると判断することができる。
【0059】
図13は、速度検出手段による速度検出方法の第2の例を説明するための説明図である。図13において、エンコーダパルス(=直接エンコーダセンサ信号)と、基本クロックが示されている。
【0060】
図14において、速度検出手段は、直接エンコーダセンサ信号の1パルスに基本クロックがいくつ入るかをカウントし、基本クロックの周波数は既知であるので直接エンコーダセンサ信号の1パルスかかる時間を算出し、直接エンコーダセンサ信号の1パルス進む搬送ベル23トの距離も既知であるので、距離÷時間から速度を算出することができる。
【0061】
実施の形態5によれば、搬送ベルト23の速度を検出する速度検出手段を備え、速度検出手段で検出される速度が等速になった後に、両カウンタ30,31をカウントスタートさせることとしたので、等速状態にて各カウンタ30,31のカウンタ値を取得することができる。等速状態では、搬送ローラ20と搬送ベルト23とのすべりをほぼ無くすことができるので、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0062】
また、速度検出手段は、一定間隔のタイマー割込みで読み出した両カウンタ30,31のカウンタ値に基づいた位置情報から位置偏差し、当該位置偏差に基づいて搬送ベルト23の速度を算出することとしたので、正確に速度検出を行って等速の状態を検出することができ、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0063】
また、速度検出手段は、エンコーダセンサ1パルスに基本クロックがいくつ入るかをカウントし、そのカウント値と、基本クロック周波数と、およびエンコーダセンサ1パルスで進む搬送ベルト23の距離に基づいて、搬送ベルト23の速度を算出することとしたので、等速の状態を検出することができ、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0064】
(実施の形態6)
図14および図15を参照して、実施の形態6に係る位置制御カウンタ部5を説明する。図14は実施の形態6に係る位置制御カウンタ部5のブロック図、図15は実施の形態6に係る位置制御カウンタ部5のタイミングチャートを示している。実施の形態6に係る位置制御カウンタ部5は、直接エンコーダセンサ11から出力される直接エンコーダセンサ信号の欠落を検出するための直接エンコーダセンサ欠落検出部35を備えたものである。
【0065】
図14および図15において、直接エンコーダセンサ欠落検出部35は、直接エンコーダセンサ11の間隔を学習して、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を算出し、パルス比を越える間接エンコーダセンサ11の間接エンコーダセンサ信号のカウントがあった場合に、欠落信号を「High」にする。ここで、欠落信号を「High」にするタイミングは、推定される直接エンコーダセンサ11の直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりとする。なお、実際には、直接エンコーダセンサ信号の入力はないので、間接エンコーダセンサ12の間接エンコーダセンサ信号のカウント値と上述のパルス比で直接エンコーダセンサ信号の欠落を推定する。
【0066】
また、直接エンコーダセンサ欠落検出部35は、直接エンコーダセンサ11が復帰して、直接エンコーダセンサ信号の入力が戻ってきた場合、直接エンコーダセンサ信号の立ち上がりで欠落信号を「Low」にする。欠落回数カウンタ36は、直接エンコーダセンサ11のパルスの欠落回数をカウントするためのカウンタであり、直接エンコーダセンサ欠落検出部35から入力される欠落信号をカウントしてそのカウント値(=欠落回数)をCPU1に出力する。
【0067】
ロジック回路32は、その出力信号を欠落信号が「High」の時には「Low」になるようにゲートする。両カウンタがこの出力信号に基づいてカウントを行うと、間接エンコーダセンサ信号カウンタ31の方が、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30に比して、直接エンコーダセンサ信号の欠落回数分多くカウントすることになる。図15に示す例では、間接エンコーダセンサ信号カウンタ31の方が、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30に比して直接エンコーダセンサ信号の2個分多くカウントすることになる。
【0068】
CPU1は、計測終了時に両カウンタのカウンタ値を読み出すとともに、欠落回数カウンタ36のカウンタ値も読み出して、両カウンタのカウンタ値および欠落回数カウンタ36のカウンタ値に基づいて演算を行って、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12のパルス比を算出する。
【0069】
具体的には、例えば、欠落回数カウンタ33のカウンタ値が「1」、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30のカウンタ値が「4」、間接エンコーダセンサ31のカウンタ値が「600」の場合、間接エンコーダセンサ11のカウンタ値÷(直接エンコーダセンサ信号カウンタ値+2×欠落回数カウンタの値)=パルス比となるので、600÷(4+2×1)=100となり、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12のパルス比は1:100となる。
【0070】
実施の形態6によれば、直接エンコーダセンサ欠落検出部35は、直接エンコーダセンサ11から出力される直接エンコーダセンサ信号の欠落を検出し、ロジック回路32は、欠落を検出した期間中は、直接エンコーダセンサ信号カウンタ30のカウント動作を中断させることとしたので、直接エンコーダセンサ11の直接エンコーダセンサ信号に欠落が生じても、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0071】
(実施の形態7)
図16を参照して、実施の形態7に係る搬送装置を説明する。図16は、実施の形態7に係る搬送装置を説明するための図であり、搬送ベルト23のつなぎ目通過を検知してからデータ取り込みまでの説明図である。同図において、横軸は時間、縦軸は搬送ベルト23の速度を示している。実施の形態7に係る位置制御カウンタ部5のブロック構成は、上記図7(実施の形態3)と同一の構成とすることができる。
【0072】
搬送ベルト23に貼り付けたベルトスケール24のつなぎ目では、直接エンコーダセンサ11のパルスが発生しないため(直接エンコーダセンサ信号が「Low」となる)、計測誤差が生じることになる。すなわち、ベルトスケール24のつなぎ目は直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めるためには使用しない方が望ましい。そこで、実施の形態7では、直接エンコーダセンサ11と並列に配置されたつなぎ目センサ13で上記つなぎ目を検出し、上記つなぎ目を避けて、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を算出する。
【0073】
図16において、搬送ベルト23の駆動が開始された後、速度検出手段(不図示)は、搬送ベルト23の速度が略等速になったことを検知した場合に、搬送ベルト23の速度が等速になったことを示す等速検知信号をCPU1に通知する。CPU1は、等速検知信号を受信すると、つなぎ目センサ13に検知を開始させる。つなぎ目センサ13は、上記つなぎ目の通過を検知して、つなぎ目検知信号をCPU1に出力する。
【0074】
CPU1は、つなぎ目検知信号を受信すると、上述の計測スタート信号を位置制御カウンタ部5のロジック回路32に出力し、ロジック回路32は、直接エンコーダセンサ信号に同期して、両カウンタ30,31を同時にカウントスタートさせる。CPU1は、搬送ベルト23が略1周して(搬送ローラの回転数は整数倍が望ましい)等速中に、計測ストップ信号を位置制御カウンタ部5のロジック回路32に出力する。ロジック回路32は、計測終了信号の入力後に、直接エンコーダセンサ信号に同期して、両カウンタ30,31を同時にカウントストップさせる。CPU1は、両カウンタ30、31のカウンタ値をリードして、パルス比を求める演算をおこなうと共に、搬送ベルト23を停止させる。このようにして、つなぎ目を避けてパルス比を算出することができる。
【0075】
上述したように、つなぎ目センサ13が直接エンコーダセンサ11と並列に配置されている場合は、つなぎ目センサ13と直接エンコーダセンサ11を略同時に上記つなぎ目が通過することになるので、つなぎ目センサ13の出力をそのまま使用することができる。
【0076】
また、つなぎ目センサ13を直接エンコーダセンサ11の上流側に配置した場合には、つなぎ目センサ13のつなぎ目検知信号を遅延させてCPU1に出力したり、また、CPU1において、つなぎ目検知信号が入力された場合に、ベルト送り速度等から演算して(遅延補正して)つなぎ目が直接エンコーダセンサ11の上を通過したことを判断する必要がある。
【0077】
実施の形態7によれば、つなぎ目センサ13により、搬送ベルト23に形成したベルトスケール24のつなぎ目が通過したことを検知した後に、両カウンタをカウントスタートさせることとしたので、つなぎ目を避けた直接エンコーダセンサ信号を使用して直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を算出することができ、搬送ベルト23に形成したベルトスケール23のつなぎ目があった場合においても、直接エンコーダセンサ11と間接エンコーダセンサ12とのパルス比を精度良く求めることが可能となる。
【0078】
本実施の形態に係る搬送装置は、インクジェット方式や電子写真方式を使用した複写機、デジタル複合機、プリンタ、およびファクシミリ等の画像形成装置に好適に搭載することができる。
【産業上の利用可能性】
【0079】
以上のように、本発明に係る搬送装置は、インクジェット方式や電子写真方式等を利用した複写機、デジタル複合機、プリンタ、およびファクシミリ等の画像形成装置等に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0080】
【図1】実施の形態1に係る搬送装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の搬送装置の駆動系の概略構成を示す図である。
【図3】図1の位置制御カウンタ部の構成を示すブロック図である。
【図4】図3の位置制御カウンタ部のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図5】直接エンコーダセンサと間接エンコーダセンサとのパルス比の計算を説明するための図である。
【図6】実施の形態2に係る位置制御カウンタ部のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図7】実施の形態3に係る位置制御カウンタ部のブロック図である。
【図8】実施の形態3に係る位置制御カウンタ部のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図9】実施の形態4に係る位置制御カウンタ部のブロック図である。
【図10】実施の形態4に係る位置制御カウンタ部のタイミングチャートを示す図である。
【図11】実施の形態5に係る搬送装置を説明するための図である。
【図12】速度検出手段による速度検出方法の第1の例を説明するための図である。
【図13】速度検出手段による速度検出方法の第2の例を説明するための図である。
【図14】実施の形態6に係る位置制御カウンタ部のブロック図である。
【図15】実施の形態6に係る位置制御カウンタ部のタイミングチャートを示す図である。
【図16】実施の形態7に係る搬送装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【0081】
1 CPU
2 ROM
3 RAM
4 操作表示部
5 位置制御カウンタ部
6 システムバス
7 駆動制御部
8 ドライバ部
9 モータ
10 センサ入力部
11 直接エンコーダセンサ
12 間接エンコーダセンサ
13 つなぎ目センサ
20 搬送ローラ
21 コードホイール
22 ロータリスケール
23 搬送ベルト
24 ベルトスケール
25 従動ローラ
30 直接エンコーダセンサ信号カウンタ
31 間接エンコーダセンサ信号カウンタ
32 ロジック回路
33 所定数レジスタ
34 比較器
35 直接エンコーダセンサ欠落検出部
36 欠落回数カウンタ




 

 


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