JP2006256713A - 移動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検知物の移動を、直接的に検知する直接検知センサと間接的に検知する間接検知センサとを具備する移動制御装置において、より高精度の停止位置制御を可能にする。
【解決手段】搬送ベルト１の移動を直接的に検知する直接検知エンコーダセンサ６と、前記移動を間接的に検知する間接検知エンコーダセンサ７と、搬送ベルト１の汚れ、あるいはつなぎ目部分を検知する汚れ／つなぎ目検知センサ９とを備え、ＣＰＵでは、汚れ／つなぎ目が検知された場合、その部位に対する直接検知エンコーダセンサ６の検知を中止させ、間接検知エンコーダセンサ７による検知を行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無端ベルトあるいはローラなどの被検知物の移動を、直接的に検知する直接検知センサと間接的に検知する間接検知センサとを具備し、検知結果により被検知物の位置制御を行う構成の移動制御装置に関するものである。

画像形成装置では、記録媒体である記録紙を所定部位へ移動させるための各種給紙，搬送手段が設けられている。

近年、画像形成の一方式であるインクジェット記録方式の技術分野では、インクの耐光性および経時劣化性の改善の要求から、インクが染料系から顔料系に変わり、しかもインク粘度の高粘度化が進んでいる。

インクの高粘度化により記録紙へのにじみが激減したが、逆にインク滴の記録紙に対する着弾位置の位置ずれ精度の悪さ（白スジ，黒スジ，バンディング）が見た目に良く分かるようになった。この場合、特に副走査方向の記録紙搬送時の停止位置精度の寄与率が大きいため、搬送精度を向上させることが必要不可欠の技術課題となってきた。

インクジェット記録方式における副走査方向の記録紙搬送機構には、従来、砥石搬送ローラあるいは搬送ベルトによる搬送方法が一般的であり、これら送り量制御としては、搬送ローラ軸上にコードホイールを設置し、この値をエンコーダセンサで読み取る制御を行う方法が一般的である。

しかし、前記方法では、搬送ローラの偏心，振れ，温度変化、あるいは駆動プーリ，コードホイールの偏心，振れ、あるいは搬送ベルトの厚みの偏差などの部品精度，組付け精度の影響などの積み上げにより、精度のよい停止位置制御を行うのが難しいという問題があった。

特許文献１には、分解能の異なる２種類のエンコーダセンサを用いて紙送りを制御し、立ち上げ時・等速時などで切り替えて安定した制御を行うようにした制御装置／方法が提案されている。
特開２００１−２５３１３２号公報

ところで、前記エンコーダセンサにおいて、搬送ベルトの動きを直接に検知する構成のものは、移動量が正確に計測でき、前記のような偏芯，振れなどの部品精度や組み付け精度の誤差をキャンセルすることが可能である。

しかし、このように搬送ベルトの動きを直接観測する場合、インク汚れなどが存在する部分、あるいはベルト，ローラのつなぎ目部分などでは、センシングの精度を著しく低下させてしまうという問題がある。

前記特許文献１における技術は、あくまで２種類のエンコーダセンサを切り替えて制御しているに過ぎず、前記のようなインク汚れがある部分、あるいはベルト，ローラのつなぎ目部分の検知の問題を考慮したものではなく、高精度停止位置制御には向かないといえる。

本発明は、被検知物の移動を、直接的に検知する直接検知センサと間接的に検知する間接検知センサとを具備する移動制御装置において、より高精度の停止位置制御を可能にすることを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被検知物の移動を直接的に検知する直接検知センサと、前記被検知物の移動を間接的に検知する間接検知センサとにより前記被検知物の位置制御を行う移動制御装置において、前記被検知物の汚れ、あるいはつなぎ目部分を検知する汚れ／つなぎ目検知センサと、汚れ／つなぎ目が検知された場合、その部位における前記直接検知センサあるいは前記間接検知センサによる検知を回避させる制御部とを備えたことを特徴とし、この構成によって、被検知物であるベルト表面あるいはローラなどのつなぎ目部分やインク汚れなど、センサの検知精度に影響が出る場合に、その部分における検知を回避することにより、高精度停止位置制御を維持することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の移動制御装置において、直接検知センサと同じ検知系に、汚れ／つなぎ目検知センサを設けたことを特徴とし、この構成によって、直接検知センサの検知精度に影響が出る場合に、その部分を回避し、高精度停止位置制御を維持することが可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の移動制御装置において、汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、制御手段は、直接検知センサによる検知を中止し、間接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とし、この構成によって、直接検知センサの検知精度に影響が出る場合に、その部分を回避し、かつ検知は間接検知センサにより行うことにより、検知の連続性は保った状態で高精度停止位置制御を維持することが可能になる。

請求項４に記載の発明は、請求項３の移動制御装置において、汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、制御手段は、直接検知センサと汚れ／つなぎ目検知センサとの設置位置間の距離を補完した上で、直接検知センサによる検知を中止し、間接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とし、この構成によって、直接検知センサと汚れ／つなぎ目検知センサとの設置位置が離れていても、高精度位置制御を維持することが可能になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１記載の移動制御装置において、間接検知センサと同じ検知系に、前記汚れ／つなぎ目検知センサを設けたことを特徴とし、この構成によって、間接検知センサの検知精度に影響が出る場合に、その部分を回避し、高精度停止位置制御を維持することが可能になる。

請求項６に記載の発明は、請求項１または５記載の移動制御装置において、汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、制御手段は、間接検知センサによる検知を中止し、直接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とし、この構成によって、間接検知センサの検知精度に影響が出る場合に、その部分を回避し、かつ検知は直接検知センサにより行うことにより、検知の連続性は保った状態で高精度停止位置制御を維持することが可能になる。

請求項７に記載の発明は、請求項６の移動制御装置において、汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、制御手段は、間接検知センサと汚れ／つなぎ目検知センサとの設置位置間の距離を補完した上で、間接検知センサによる検知を中止し、直接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とし、この構成によって、間接検知センサと汚れ／つなぎ目検知センサとの設置位置が離れていても、高精度位置制御を維持することが可能になる。

本発明によれば、無端状のベルトあるいはローラなどの被検知物の移動を直接的に検知する直接検知センサ、および被検知物の移動を間接的に検知する間接検知センサ、さらに前記被検知物の汚れ、あるいはつなぎ目部分を検知する汚れ／つなぎ目検知センサとを設置することにより、ベルト表面あるいはローラなどのつなぎ目部分やインク汚れなど、センサの検知精度に影響が出る場合に、その部分における検知を回避することによって、直接検知センサと間接検知センサとの協働による高精度停止位置制御を維持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態である無端ベルト駆動装置の概略構成図であり、１は、駆動ローラ２と従動ローラ３とに架設され、かつ端部が連結された無端状の被検知物である搬送ベルト、４は駆動ローラ２を伝達ベルト５を介して回転駆動する駆動モータである。

６は直接検知エンコーダセンサであり、本例では搬送ベルト１の裏面に設けられた図示しないベルトスケールを観測して搬送ベルト１の移動を検知する。ベルトスケールは、搬送ベルト１の裏面に形成されたスケール、例えば、白黒の等間隔のラインからなるものである。搬送ベルト１は搬送物を直接に搬送するものであるため、直接検知エンコーダセンサ６の出力をカウントすることにより、誤差なしに搬送ベルト１および搬送物の移動検知を行うことが可能である。

７は間接検知エンコーダセンサであり、本例では駆動ローラ２の中心軸に固定されたロータリスケール８を観測する。この間接検知エンコーダセンサ７の出力をカウントしても、搬送ベルト１を誤差なしに正確な搬送情報を得ることはできない。誤差とは、駆動ローラ２の偏心，振れ，温度変化、あるいは駆動ローラ２あるいはロータリスケール８の偏心，振れ、あるいは搬送ベルト１の厚み偏差などの部品精度、および組付け精度の影響などである。ロータリスケール８は、例えば、外周に透明部と黒部との等間隔のラインからなるものである。

また、９は、搬送ベルト１の汚れおよび／またはつなぎ目を検知する汚れ／つなぎ目検知センサであって、本例では直接検知エンコーダセンサ６と同系部分に設置している。

なお、間接検知エンコーダセンサとしては、前記間接検知エンコーダセンサ７以外にも、図１において２点鎖線にて示すように、駆動モータ４、あるいは搬送ベルト１と連れ回りする連回ローラ１０に、エンコーダセンサとロータリスケールとを設けて間接検知エンコーダセンサ１１ａ，１１ｂを構成することも考えられる。

図２は本実施形態における制御系の構成を示すブロック図であり、１２はＣＰＵ（中央演算処理装置）、１３と１４はメモリのＲＯＭとＲＡＭ、１５はテンキーおよびＬＥＤ表示部などからなる操作表示部、１６は各センサ６，７，９の検知信号の処理を行う位置制御カウンタ部、１７はシステムバス、１８は、モータ駆動回路からなるドライバ部１９に駆動モータ４を駆動するＰＷＭ波形，モータの励磁相信号などを出力する駆動制御部、２０は各エンコーダセンサ６，７，９からの入力信号のチャタリングを除去したりするエンコーダセンサ入力部である。

図３は本実施形態における前記位置制御カウンタ部の構成を説明するためのブロック図であり、２１はパルス生成部、２２は直接検知エンコーダセンサ６からの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、２３は間接検知エンコーダセンサ７からの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、２４は動作開始時レジスタ、２５は合計レジスタである。

パルス生成部２１は、各センサ６，７，９からの検知信号を受けて、直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２に対するカウントパルス、および間接エンコーダセンサ信号カウンタ２３に対するリセットパルス、および動作開始時レジスタ２４に対するラッチパルスなどを発生する。

直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２は、直接検知エンコーダセンサ６からの直接エンコーダセンサ信号のエッジから生成されるカウントパルスをカウントするカウンタであり、間接エンコーダセンサ信号カウンタ２３は、間接検知エンコーダセンサ７からの間接エンコーダセンサ信号を４逓倍してカウントするカウンタであって、リセットパルスでリセットされながらカウントを行う。

動作開始時レジスタ２４は、動作開始からリセットパルス１発目までの間接エンコーダセンサ信号カウンタ２３の値を保存する（高分解能のカウンタで補完する）。また、合計レジスタ２５は、ソフト処理を速め、サンプリングと処理のタイムラグを少なくするためのレジスタである。

次に、前記構成の本実施形態における動作について説明する。

本実施形態では、低分解能である直接検知エンコーダセンサ６のカウント値を基に位置制御を行うことが基本である。直接検知エンコーダセンサ６は、搬送ベルト１の動きを直接観測するため、移動量を正確に計測することができ、各種偏芯，振れなどの部品精度、あるいは組み付け精度誤差をキャンセルすることが可能になる。しかし、直接検知エンコーダセンサ６では、高分解能化に種々の課題があるため、高分解能である間接検知エンコーダセンサ７を組み合わせて使用する。

低分解能である直接検知エンコーダセンサ６におけるパルス間（エッジ間）は、それ以上カウントすることができないため、その間は高分解能である間接検知エンコーダセンサ７でカウントして補完する。すなわち、低分解能でのカウント値＋高分解能でのカウント値で位置制御を行う。搬送ベルト１の停止時や動作開始時に、低分解能のパルス間（エッジ間）で停止することもある（普通は間で停止する）。

動作開始時は、本例では一番最初（一番最初には限定されない）の低分解能のエッジまでの間を、搬送ベルト１の移動を間接的に観測する高分解能の間接検知エンコーダセンサ７でカウントして補完する。そして、その値をある別のレジスタにラッチしておく。

停止時は停止直前から低分解能の直接検知エンコーダセンサ６のカウントを止めると同時に、間接検知エンコーダセンサ７のリセットを中止し、停止までの間を間接検知エンコーダセンサ６でカウントして補完する。そして、動作開始時にレジスタにラッチした値との和をとれば、高分解能の直接検知エンコーダセンサ６で補完したカウント数の総和を求めることができる。

図４は本実施形態における動作開始時のタイミングチャートである。

一定値カウント終了信号（間接エンコーダセンサ信号でカウント）がカウント終了すると、直接エンコーダセンサ信号のエッジを受け付ける。その後、１発目の直接エンコーダセンサ信号のエッジでリセットパルスと動作開始時レジスタ２４のラッチパルスを生成する。リセットパルスで間接エンコーダセンサ信号カウンタ２３をリセットし、動作開始時レジスタ２４のラッチパルスで動作開始からリセットパルス１発目までの間接エンコーダセンサ信号カウンタの値をこのレジスタに保存する（高分解能のカウンタで補完する）。次の直接エンコーダセンサ信号のエッジからは、直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２のカウントパルスを生成し、直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２にてカウントする。

図５は本実施形態における動作停止時のタイミングチャートである。

停止指示が出力されたとき、直接エンコーダセンサ信号のエッジは無視して、リセットパルスも直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２のカウントパルスも生成しない。よって、停止指示後は間接エンコーダセンサ信号でカウントし、補完することになる。最後に直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２と、間接エンコーダセンサ信号カウンタ２３と、動作開始時レジスタ２４を読み出して、位置算出の演算を行い、位置制御を行う。

汚れ／つなぎ目検知センサ９によって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合には、本例では直接検知エンコーダセンサ６と汚れ／つなぎ目検知センサ９との設置位置間の距離を補完した上で、直接検知エンコーダセンサ６による検知を中止し、間接検知エンコーダセンサ７による検知に切り替えるが、このとき、直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２と合計レジスタ２５だけを読み出せばよい。

位置算出は、（直接検知エンコーダセンサ６の１パルスに進む搬送ベルト上の距離）×（直接エンコーダセンサ信号カウンタ２２の値）に、（間接検知エンコーダセンサ７の１パルスに進む搬送ベルト上の距離）×（間接エンコーダセンサ信号カウンタ２３の値）＋（動作開始時レジスタ２４の値）を加えることにより算出することができる。

図６は汚れ／つなぎ目検知センサと搬送ベルトの動きを検知するエンコーダセンサとを離れた位置に設置したときの遅延制御のタイミングチャートであって、汚れ／つなぎ目検知センサ９と、直接検知エンコーダセンサ６との距離分の遅延を、汚れ／つなぎ目センサ信号に付加し、さらに余裕部分としてマージンを付け加える処理を行う。

なお、前記実施形態では、直接検知エンコーダセンサ６と汚れ／つなぎ目検知センサ９とが同じ検知系ある場合について説明したが、間接検知エンコーダセンサ７と同じ検知系に汚れ／つなぎ目検知センサ９を設けることも考えられる。

この場合には、汚れ／つなぎ目検知センサ９によって汚れあるいはつなぎ目を検知したとき、間接検知エンコーダセンサ７による検知を中止し、直接検知エンコーダセンサ６による検知に切り替え、また、汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、間接検知エンコーダセンサ７と汚れ／つなぎ目検知センサ９との設置位置間の距離を補完した上で、間接検知エンコーダセンサ６による検知を中止し、直接検知エンコーダセンサ６による検知に切り替えるようにする。

本発明は、無端ベルトあるいはローラなどの被検知物の移動，停止を、直接的に検知するセンサと間接的に検知するセンサとにより、高精度に制御する移動制御装置に適用され、例えばプリンタ，ファクシミリ装置，複写機における各部、特に無端ベルトからなる用紙搬送部などに実施して有効である。

本発明の実施形態である無端ベルト駆動装置の概略構成図 本実施形態における制御系の構成を示すブロック図 本実施形態における前記位置制御カウンタ部の構成を説明するためのブロック図 本実施形態における動作開始時のタイミングチャート 本実施形態における動作停止時のタイミングチャート 本実施形態におけるセンサを離れた位置に設置したときの遅延制御のタイミングチャート

符号の説明

１ 搬送ベルト
２ 駆動ローラ
３ 従動ローラ
４ 駆動モータ
６ 直接検知エンコーダセンサ
７，１１ 間接検知エンコーダセンサ
８ ロータリスケール
９ 汚れ／つなぎ目検知センサ
１０ 連回ローラ
１２ ＣＰＵ（中央演算処理装置）
１６ 位置制御カウンタ部
２０ エンコーダセンサ入力部
２１ パルス生成部
２２ 直接エンコーダセンサ信号カウンタ
２３ 間接エンコーダセンサ信号カウンタ
２４ 動作開始時レジスタ
２５ 合計レジスタ

Claims (7)

1. 被検知物の移動を直接的に検知する直接検知センサと、被検知物の移動を間接的に検知する間接検知センサとにより前記被検知物の位置制御を行う移動制御装置において、
   前記被検知物の汚れ、あるいはつなぎ目部分を検知する汚れ／つなぎ目検知センサと、汚れ／つなぎ目が検知された場合、その部位における前記直接検知センサあるいは前記間接検知センサによる検知を回避させる制御部とを備えたことを特徴とする移動制御装置。
2. 前記直接検知センサと同じ検知系に、前記汚れ／つなぎ目検知センサを設けたことを特徴とする請求項１記載の移動制御装置。
3. 前記汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、前記制御手段は、前記直接検知センサによる検知を中止し、前記間接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とする請求項１または２記載の移動制御装置。
4. 前記汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、前記制御手段は、前記直接検知センサと前記汚れ／つなぎ目検知センサとの設置位置間の距離を補完した上で、前記直接検知センサによる検知を中止し、前記間接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とする請求項３の移動制御装置。
5. 前記間接検知センサと同じ検知系に、前記汚れ／つなぎ目検知センサを設けことを特徴とする請求項１記載の移動制御装置。
6. 前記汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、前記制御手段は、前記間接検知センサによる検知を中止し、前記直接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とする請求項１または５記載の移動制御装置。
7. 前記汚れ／つなぎ目検知センサによって汚れあるいはつなぎ目を検知した場合、前記制御手段は、前記間接検知センサと前記汚れ／つなぎ目検知センサとの設置位置間の距離を補完した上で、前記間接検知センサによる検知を中止し、前記直接検知センサによる検知に切り替えることを特徴とする請求項６の移動制御装置。

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