JP2006036486A - 搬送装置及び該装置を備えた記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送物搬送制御を行う際、搬送抵抗の影響を低減し、搬送物の搬送量を安定化する。
【解決手段】 被記録媒体などの搬送物を同期して搬送する搬送装置であって、前記被記録媒体の搬送経路において下流側に配置された第１の搬送ローラ及び上流側に配置された第２の搬送ローラと、前記第１搬送ローラ及び第２の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する第１の駆動手段と第２の駆動手段と、前記第１のローラ及び前記第２のローラの回転量に基づいて、前記第１駆動手段及び第２の駆動手段をそれぞれフィードバック制御する制御手段とを備える。
【選択図】 図１６

Description

本発明は、被記録媒体に対して記録をおこなう記録装置において、被記録媒体の搬送を制御に関するものであり、搬送物の搬送を行う搬送装置に関するものである

近年、インクジェット記録装置の進化はめざましく、高画質化、高速化、低騒音化が急速に進んできた。また、ユーザ層が幅広くなりいろいろな使われ方がされるようになってきている。従来、高画質を求めるのであれば、印字用紙の屈曲を極力減らした上方からの給紙が望ましく、普通紙を印字するために大量にスタックしておくにはＵターンカセットからの給紙が望ましかった。上方給紙に関しては従来より高画質用紙と普通紙の両立を図ってきたが、Ｕターン給紙での高画質用紙への取り組みは十分ではなかった。

特にＵターンカセットからの給紙に関しては、給紙から印字に至る間に用紙を反転するため印字用紙のコシの影響により搬送抵抗（搬送負荷）が増大してしまう。この状況において、高画質用紙を印字搬送するためには、Ｕターンする搬送経路の大きさを大きくして搬送抵抗を低減する。もしくは、コシの弱い高画質用紙を推奨する。更には画質の劣化はある程度許容したりしていた。

従来のＵターン搬送機構としては、記録ヘッド近傍上流に位置する搬送ローラ（以下ＬＦ搬送ローラと呼ぶ）と、Ｕターン状搬送経路を搬送するＵターン搬送ローラとを有し、共通の搬送モータによりそれぞれのローラにギア連結し、メカ的に同期搬送を行っていた。

駆動用モータとしては、静粛化と高速化の両立を図るため、ＤＣモータが多く用いられ、ＬＦ搬送ローラ及びＵターン搬送ローラの回転量を一つのエンコーダセンサにより検知し、その出力信号を元にＤＣモータである一つの駆動モータをフィードバック制御していた。

また、複数のモータ、ローラを用いて一つの搬送媒体を搬送する記録装置においては、ページプリンタに採用され、搬送媒体を搬送している最中は複数のローラを絶え間なく送り、かつローラ間に設置された搬送媒体のテンション検知手段によるテンション値を一定にするように制御しているものであった。

シリアルプリンタにおける複数駆動源の同時動作例として、おのおのの駆動源にＤＣモータを採用した同時駆動処理に関して、同時動作を行う相手の動作を予想して動作開始タイミングを制御することが記載されている（特許文献１）。また、給紙動作と印字搬送動作を異なる駆動源としたために、給紙用ローラから印字搬送用ローラへの用紙の受け渡し動作の必然性により、給紙用ローラと印字搬送用ローラの同時動作により記録用紙を印字開始位置まで同期送りを行っていた。しかしながら、インクジェット記録装置の内、最も精度を必要とする印字搬送において、Ｕターン搬送等、搬送経路が長くなる印字搬送に複数のＤＣモータを用いたフィードバック制御駆動による同期送りを実現する構成は試みられていなかった。
特開２００２−３４７４１４号公報

しかしながら、従来のＵターン搬送印字においては、コシの強い用紙をＵターン経路を搬送する際に発生する搬送抵抗による影響を克服できず、ＬＦ搬送ローラで所望の搬送量が得られずに画質の劣化を招いていた。また、Ｕターンの搬送経路直径を大きくすると、本体サイズが大きくなりコストが高くなる上に、その大きさ自体一般ユーザに受け入れられるものではなかった。

また、印字用紙後端が搬送経路のどの位置にいるかによって、用紙のコシで発生する搬送抵抗（搬送負荷）が大きく変化し、一つの駆動モータでＬＦ搬送ローラ、Ｕターン搬送ローラを同時に送る構成では、Ｕターン搬送経路での搬送抵抗が大きいときはＵターン搬送ローラでの用紙搬送量が減少し、これによりＬＦ搬送ローラから見た搬送抵抗が増大してＬＦ搬送ローラによる搬送量が減少すると共に、Ｕターン搬送ローラとＬＦ搬送ローラとの間の用紙を引っ張り合う挙動となる。逆にＵターン搬送経路での搬送抵抗が小さいときはＵターン搬送ローラでの用紙搬送量が増大し、これによりＬＦ搬送ローラから見た搬送抵抗が減少してＬＦ搬送ローラによる搬送量が増大すると共に、Ｕターン搬送ローラとＬＦ搬送ローラとの間の用紙を押し合う挙動となる。これだけでなく、Ｕターン搬送ローラとＬＦ搬送ローラの両方のローラで用紙を搬送している場合と、用紙後端がＵターン搬送ローラのニップを抜けＬＦローラのみで搬送する境目では搬送抵抗に大きな変化が生じ、ＬＦ搬送ローラによる搬送量の変化が大きく、画像ムラが目立っていた。

更には、コシの強い用紙と弱い用紙の双方に対しても同じ搬送形態を取っているため、両者の両立は困難であった。

また、テンション検知手段を有する一定送り制御を有する搬送形態においては、シリアルプリンタのような停止、起動を繰り返す間欠送りでは、テンション検知手段のコストＵＰに加え、テンション変化の周期が短く急峻なため、十分な制御結果が得られなかった。

また、容易に予想できうる複数駆動減の同期動作手法として、パルスモータをフィードフォワード制御して複数のモータの同期制御を行う場合には、２つのモータで１つの記録紙を搬送する際に、双方のモータが他方のモータの状況にかかわらず駆動を行うため外乱を与えてしまい、適切な搬送精度を得ることが困難である。

また、ＤＣモータ同士の同時動作であっても双方の動作ずれに関して動作誤差が比較的許されるものであった。

上記の課題は近年の高画質化により、厚手でコシの強い上質な印字用紙への印字が要求される中、その印字用紙の曲げ剛性や摩擦抵抗による外力の影響により、難易度を増してきている。

本発明は上記問題であるＵターン搬送経路で発生する搬送抵抗の影響を複数のＤＣモータを用いたフィードバック制御により回避し、高精度な同期用紙搬送を実現し、より高画質な記録装置を市場に提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の記録装置は、被記録媒体に記録ヘッドを用いて記録を行うために前記被記録媒体を同期して搬送する記録装置であって、前記被記録媒体の搬送経路において下流側に配置された第１の搬送ローラ及び上流側に配置された第２の搬送ローラと、前記第１搬送ローラ及び第２の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する第１の駆動手段と第２の駆動手段と、前記第１のローラ及び前記第２の搬送ローラの回転量に基づいて、前記第１駆動手段及び第２の駆動手段をそれぞれフィードバック制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１の搬送ローラの駆動に対して前記第２の搬送ローラに異なる駆動制御の設定を行うことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の搬送装置は、搬送物を複数の搬送手段を同期させて搬送する搬送装置であって、前記搬送物の搬送経路において下流側に配置された第１の搬送ローラ及び上流側に配置された第２の搬送ローラと、前記第１の搬送ローラ及び第２の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する第１の駆動手段と第２の駆動手段と、前記第１のローラ及び前記第２のローラの回転量に基づいて、前記第１の駆動手段及び第２の駆動手段をそれぞれフィードバック制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１の搬送ローラの駆動に対して前記第２の搬送ローラに異なる駆動制御の設定を行う。

以上の説明から明らかなように、搬送路における搬送抵抗のために第１の搬送ローラがうける外乱の影響を、前記第２の搬送ローラの駆動により抑制することができる。また、搬送抵抗による記録紙の挙動の安定を実現できる。

以下、図面を参照しながら実施例によって本発明を詳細に説明する。

（実施例１）
図１は記録装置の全体構成を示す斜視図，図２は用紙搬送駆動系の断面図、図３は用紙搬送系の断面図である。

記録装置は、（Ａ）自動紙給紙、搬送部、（Ｂ）キャリッジ部、（Ｃ）排紙部、（Ｄ）クリーニング部からなっている。そこで、これらを項目に分けて概略を順次述べる。

（Ａ）自動給紙部、搬送部
２つの自動給紙部を有している。以後、上方の自動給紙をＡＳＦ給紙と呼び、下方の自動給紙部をＵターン給紙及びカセット給紙と呼ぶ。

Ａ―１ ＡＳＦ給紙搬送部
記録紙Ｐを積載する圧板１、記録紙Ｐを給紙する給紙ローラ３０１、記録紙Ｐを分離する分離ローラ３０２、記録紙Ｐを積載位置に戻す為の戻しレバー（不図示）、等がＡＳＦベース２に取り付けられる構成となっている。

給紙ローラー３０１は断面円形状をしており、これによって記録紙を給紙する。給紙ローラ３０１への駆動は、後述のクリーニング部と共用の不図示のモータ（以後ＡＰモータ）から伝達される。

圧板１にはサイドガイド３が移動可能に設けられて、記録紙Ｐの積載位置を規制している。圧板１はＡＳＦベース２に結合された回転軸を中心に回転可能で、圧板バネ３０２により給紙ローラ３０１に付勢される。圧板１は不図示のカムによって、給紙ローラ３０１に、当接、離間できるように構成されている。

さらに、記録紙Ｐを一枚ずつ分離するための分離ローラ３０３を取り付けた分離ローラーホルダ３０４がＡＳＦベース２に設けられた回転軸を中心に回転可能で、分離ローラーバネ（不図示）により給紙ローラ３０１に付勢される。分離ローラ３０３は、クラッチバネ（不図示）が取り付けられ、所定以上の負荷がかかると、回転できる構成になっている。分離ローラ３０３は不図示のコントロールカムによって、給紙ローラー２８に、当接、離間できるように構成されている。

また、記録紙Ｐを積載位置に戻す為の不図示の戻しレバーは、回転可能にベース２に取り付けられ、記録紙Ｐを戻す時は、前記不図示のコントロールカムによって回転するように構成されている。

給紙が始まると、不図示のＡＰモータの駆動によって、まず、分離ローラ３０３が給紙ローラ３０１に当接する。そして、戻しレバー（不図示）がリリースされ、圧板１が給紙ローラ３０１に当接する。この状態で、記録紙Ｐの給紙が開始される。送られた記録紙Ｐはこのニップ部で分離され、最上位の記録紙Ｐのみが給紙される。

給紙された記録用紙Ｐは、ＬＦピンチローラ５が取り付けられ、記録紙Ｐのガイドも兼ねるピンチローラホルダ６およびペーパーガイド３１９及びこのペーパーガイド３１９に回動可能に取り付けられ印字中は下方に下りている両面切り替えガイド３１７により案内されて、ＬＦ搬送ローラー４とＬＦピンチローラ５とのローラニップに送られる。ここで、ＬＦピンチローラ５は不図示のバネにより搬送ローラ４に押圧されて搬送力を生み出している。また、第１の用紙位置検知センサレバー３１８が搬送されてきた記録紙Ｐの先端により回動され、レバーの動作を用紙端部位置検知センサ（不図示）により検知することで記録用紙の先端位置を検知して、これにより記録紙Ｐの印字位置を求めている。また、印字時には、記録紙ＰはＬＦ搬送ローラ４とＬＦピンチローラ５のローラ対によりプラテン８上を搬送される。

Ａ−２ Ｕターン給紙・自動両面搬送部
装置前面に設けられたカセット３０５に記録紙Ｐが収納される。この記録紙Ｐを分離給紙する為に、記録紙Ｐを積載し、Ｕターン給紙ローラ３０６に当接させるカセット圧板３０７がカセット３０６に設けられている。記録紙Ｐを給紙する給紙ローラー３０６、記録紙Ｐを分離するＵターン分離ローラ３０８、記録紙Ｐを積載位置に戻す為のＵターン戻しレバー３０９等が本体のＵターンベース３１０取り付けられる構成となっている。

Ｕターン給紙ローラ３０６は断面半月形状をしており、これによってシート材を給紙する。

カセット圧板３０７にはカセットサイドガイド３１１が移動可能に設けられて、記録紙Ｐの積載位置を規制している。カセット圧板３０７はカセット３０５に結合された回転軸を中心に回転可能で、左右に設置されたカセットアーム２１１とカセット圧板バネ２１２によりＵターン給紙ローラ３０６に付勢される。カセット圧板３０７は給紙ローラ３０６軸上に設けられた圧板カム２１０によって、給紙ローラ３０６に、当接、離間できるように構成されている。

さらに、Ｕターンベース３１０には、記録紙Ｐを一枚ずつ分離するための分離３０８を取り付けたＵターン分離ローラーホルダ３１２が回転軸を中心に回転可能で、分離ローラーバネ（不図示）により給紙ローラ３０６に付勢される。Ｕターン分離ローラ３０８は、クラッチバネ（不図示）が取り付けられ、所定以上の負荷がかかると、回転できる構成になっている。Ｕターン分離ローラ３０８は不図示のコントロールカムによって、Ｕターン給紙ローラ３０６に、当接、離間できるように構成されている。

また、記録紙Ｐを積載位置に戻す為のＵターン戻しレバー３０９は、回転可能にＵターンベース３１０に取り付けられ、解除方向に戻しレバーバネ（不図示）で付勢されている。シート材Ｐを戻す時は、前記コントロールカム（不図示）によって回転するように構成されている。

通常の待機状態では、Ｕターン圧板３０７は圧板カム２１０でリリースされ、Ｕターン分離ローラ３０８はリリースされ、Ｕターン戻しレバー３０９はシート材Ｐを戻し、積載時に記録紙Ｐが奥に入らないように、積載口を塞ぐような積載位置に設けられている。この状態から、給紙が始まると、第２の搬送モータ３２の駆動によって、まず、Ｕターン分離ローラ３０８がＵターン給紙ローラ３０６に当接、Ｕターン戻しレバー３０９がリリース、カセット圧板３０７がＵターン給紙ローラ３０６に当接する。この状態で、記録紙Ｐの給紙が開始される。記録紙Ｐは分離ローラニップ部で分離され、最上位のシート材Ｐのみが搬送される。

分離・搬送された記録紙が第１のＵターン搬送ローラ２０５、第１のＵターンピンチローラ３１３まで到達すると、カセット圧板３０７は圧板カム２１０によって、Ｕターン分離ローラ３０８は前記不図示コントロールカムによって、リリースされ、Ｕターン戻しレバー３０９は積載位置に戻る。この時、分離ニップ部に到達していた記録紙Ｐを積載位置まで、戻すことができる。

給紙部分より下流側には、給紙・搬送された記録紙Ｐを搬送する為の、第１のＵターン搬送ローラ２０５、第２のＵターン搬送ローラ２０６の２本の搬送ローラーが構成されている。（以後、第１、２のＵターンローラの両方を示す場合は、単にＵターン搬送ローラと呼ぶ）このゴム部に対応した位置に、シート材Ｐを挟持するための、第１のＵターンピンチローラ３１３、第２のＵターンピンチローラ３１４がばね軸（不図示）で取り付けられ、各Ｕターン搬送ローラに付勢している。（以後、第１、２のＵターンピンチローラの両方を示す場合は、単にＵターンピンチローラと呼ぶ）また、搬送パスを形成する為に、内側を形成するＵターンインナーガイド３２０、３２１、３２２、外側を形成するＵターンアウターガイド３２３、リアガイド３２４、ＡＳＦベース２の下面の紙ガイド部２ａが構成されている。

前述の給紙部２との紙パスの合流点は回動可能なフラッパ３１６で構成され、お互いのパスの合流がスムーズに行くように構成されている。

Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６で搬送された記録紙Ｐは、第１の用紙位置検知センサレバー３１８より上流位置で上記ＡＳＦ給紙パスと合流し、搬送印字される。

印字時には、記録紙ＰはＬＦ搬送ローラ４のローラ対のみならず、搬送領域によってはＬＦ搬送ローラ４のローラ対とＵターン搬送ローラ２０５、２０６のローラ対の同期送りによりプラテン８上を搬送される。記録紙Ｐのこのプラテンに位置する領域に対して、記録ヘッドが走査することで記録がなされる。そして、この記録ヘッドの走査記録と搬送動作が交互に行われ、記録紙Ｐに画像記録が行われる。

また、第２の用紙位置検知センサレバー３３０が、Ｕターン搬送ローラ２０５より搬送方向上流に位置しており、記録紙Ｐ抜け時の第２の用紙位置検知センサレバー３３０の回動動作を不図示のセンサで検知することで、第１のＵターン搬送ローラ２０５のローラ対を記録紙Ｐの後端が抜ける前に、記録紙Ｐの後端位置を検知する事ができる。

自動両面印字の際は、記録紙Ｐの後端が再度ＬＦ搬送ローラ４とＬＦピンチローラ５に挟み込まれ、搬送される。再度送り込まれた記録紙Ｐは、両面搬送ローラ２０９と両面ピンチローラ３１５に挟持され、搬送される。そして、記録紙Ｐは、不図示の切り替え機構で上方回動された両面切り替えガイド３１７にガイドされ、両面搬送パス内へ搬送される。搬送された記録紙Ｐは、ペーパーガイド３１９の下面、両面インナーガイド３２８、両面アウターガイド３２５、３２６、アンダーガイド３２７により案内される。

両面用の紙搬送パスは、フラッパ３１６を過ぎると、前述のＵターン搬送時の紙パスに合流する構成になっている。従って、その後の、紙パスの構成、作用は、上記内容と同一である。

印字時には、記録紙Ｐは搬送ローラ４のローラ対搬送、搬送領域によっては搬送ローラ４のローラ対とＵターン搬送ローラ２０５、２０６のローラ対の同期送り搬送のみならず、ＬＦ搬送ローラ４のローラ対とＵターン搬送ローラ２０５、２０６のローラ対、両面搬送ローラ２０９のローラ対の同期送り搬送によりプラテン８上を搬送される。

Ａ−３ 搬送部の駆動系
ＬＦ搬送エンコーダセンサ２８がシャーシ１２に取り付けられている。ＬＦ搬送モータ２５の駆動力はＬＦ搬送タイミングベルト３０を介して搬送ローラ４に圧入固定されたＬＦ搬送ローラギア（不図示）に伝達される。このＬＦ搬送エンコーダセンサ２８によりＬＦ搬送ローラギア（不図示）に固定されたＬＦ搬送エンコーダスケール２６のライン数を読み取ることで得られるＬＦ搬送ローラ４の回転量（速度）情報からフィードバック制御を行い、ＤＣモータであるＬＦ搬送モーター２５を回転制御して記録用紙Ｐが搬送される。

一方Ｕターン、自動両面搬送の駆動は、Ｕターン搬送モータ３２の駆動力はＵターン搬送タイミングベルト２０１を介してスケールアイドラギア２０２に伝達され、更に第１のＵターン搬送ローラ２０５と第２のＵターン搬送ローラ２０６にそれぞれ固定された第１のＵターン搬送ローラギア２０３と第２のＵターン搬送ローラギア２０４に伝達される。第２のＵターン搬送ローラギア２０４の先にアイドラギア２０７を介して両面搬送ローラ２０９に固定された両面搬送ローラギア２０８に伝達されている。ここで、スケールアイドラギア２０２同軸上に固定されたＵターン搬送エンコーダスケール２０２のスリットの数（ライン数）をＵターン搬送エンコーダセンサ２１３で読み取ることで得られる第１のＵターン搬送ローラ２０５、第２のＵターン搬送ローラ２０６、両面搬送ローラ２０９の回転量（速度）情報からフィードバック制御を行い、ＤＣモータであるＵターン搬送モーター３２を回転制御して記録用紙Ｐが搬送される。

Ｕターン給紙ローラ３０６への駆動は、第１のＵターン搬送ローラ２０５と第２のＵターン搬送ローラ２０６の先の遊星ギア等（不図示）によって伝達される。

（Ｂ）キャリッジ部
キャリッジ部は、ヘッドカートリッジ７を取り付けるキャリッジ９を有している。そしてキャリッジ９は、記録紙Ｐの搬送方向に対して直角方向に往復走査させるためのガイド軸１０およびキャリッジ９の上部後端を保持して記録ヘッド７と記録紙Ｐとの隙間を維持するガイドレール１１によって支持されている。なお、これらガイド軸１０およびガイドレール１１は、シャーシ１２に取り付けられている。

キャリッジ９はシャーシ１２に取り付けられたＤＣモータであるキャリッジモータ１３によってタイミングベルト１４を介して駆動される。このタイミングベルト１４は、アイドルプーリ１５によって張設、支持されている。さらに、キャリッジ９には、電気基板１６からヘッドカートリッジ７へヘッド信号を伝えるためのフレキシブルケーブル１７が備えられている。また、キャリッジ９にはキャリッジの位置を検出するリニアエンコーダ（不図示）が搭載されており、シャーシ１２に取り付けられたリニアスケール１８のライン数を読みとることにより、キャリッジ９の位置を検出することができる。このリニアエンコーダ１８の信号は、フレキシブルケーブル１７を介して、電気基板１６に伝えられ処理される。電気関連部品への電圧及び電流は電源２９により供給される。

上記構成において、記録紙Ｐに画像形成する時は、画像形成する行位置（記録紙Ｐの搬送方向の位置）に上述のＬＦ搬送ローラが記録紙Ｐを搬送するとともに、キャリッジモータ１３と、リニアエンコーダを使用したフィードバック制御により、キャリッジ９を画像形成する列位置（記録紙Ｐの搬送方向と垂直な位置）に移動させて、ヘッドカートリッジ７を画像形成位置に対向させる。その後、電気基板１６からの信号により、ヘッドカートリッジ７が記録用紙Ｐに向けてインクを吐出して画像が形成される。

（Ｃ）排紙部
排紙部は、排紙ローラ１９に従動して回転可能なように拍車ホルダ２７にバネ軸（不図示）で固定された拍車３０４が排紙ローラ１９に当接されている。排紙ローラ１９には、ＬＦ搬送ローラギア（不図示）からの駆動が排紙伝達ギア３１、排紙ローラギア２０を介して伝達される。以上の構成によって、駆動されキャリッジ部で画像形成された記録用紙Ｐは、排紙ローラー１９と拍車３０４とのニップに挟まれて搬送され、不図示の排紙トレー等に排出される。

（Ｄ）クリーニング部
ヘッドカートリッジ７のクリーニングを行なうポンプ２４とヘッドカートリッジ７の乾燥を抑えるためのキャップ２１、ヘッドカートリッジ７のフェイス面を清掃するワイパー２２、および駆動源である不図示のＡＰモータから構成されている。

図４は、電気基板１６上に構成されたプリンタの制御構成を説明するブロック図である。

同図において、４０１はプリンタ装置のプリンタ制御用のＣＰＵで、ＲＯＭ４０２に記憶されたプリンタ制御プログラムやプリンタエミュレーション、印字フォントを利用して印刷処理を制御する。

４０３はＲＡＭで、印字のための展開データ、ホストからの受信データを蓄える。４０４は記録ヘッド（前述のヘッドカートリッジ７のブロック図表現）、４０５はモータを駆動するモータドライバ、４０６はプリンタコントローラで、ＲＡＭ４０３のアクセス制御やホスト装置とのデータのやりとりやモータドライバへの制御信号送出を行う。４０７はサーミスタ等で構成される温度センサで、プリンタ装置の温度を検知する。

ＣＰＵ４０１はＲＯＭ４０２内の制御プログラムにより本体のメカ的／電気的制御を行いつつ、ホスト装置からプリンタ装置へ送られてくるエミュレーションコマンド等の情報をプリンタコントローラ４０６内のＩ／Ｏデータレジスタから読み出し、コマンドに対応した制御をプリンタコントローラ４０６内のＩ／Ｏレジスタ、Ｉ／Ｏポートに書き込み、読み出しを行う。

図５は一般的なＤＣモータの位置制御系を説明する模式図であり、位置サーボをかける場合の手法について示している。本実施例装置において位置サーボは、加速制御領域、定速制御領域、減速制御領域において使用される。ＤＣモータは、ＰＩＤコントロールあるいは古典制御と呼ばれる手法で制御されており、以下その手順を説明する。

まず、制御対象に与えたい目標位置は、６００１の理想位置プロファイルという形で与える。本実施例装置においては、これは該当する時刻においてラインフィードモータによって搬送された紙が到達しているべき絶対位置に該当する。時刻の進行とともに、この位置情報は変化していく。この理想位置プロファイルに対して追値制御を行うことで、本実施例装置の駆動は遂行される。

装置には６００５のエンコーダセンサが具備されており、モータの物理的な回転を検知する。６００９のエンコーダ位置情報変換手段は、エンコーダセンサが検知したスリット数を加算していき絶対位置情報を得る手段であり、６００６のエンコーダ速度情報変換手段はエンコーダセンサの信号と、プリンタに内蔵された時計から、現在のラインフィードモータの駆動速度を算出する手段である。

６００１の理想位置プロファイルから、６００９の位置情報変換手段により得られた実際の物理的位置を減算した数値を、目標位置に対して足りない位置誤差として、６００２以降の位置サーボのフィードバック処理に受け渡す。６００２は位置サーボのメジャーループであり、一般的には比例項Ｐに関する計算を行う手段が知られている。

６００２における演算の結果としては、速度指令値が出力される。この速度指令値が、６００３以降の速度サーボのフィードバック処理に受け渡される。速度サーボのマイナーループは、比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄに対する演算を行うＰＩＤ演算により行う手段が一般的である。本実施例装置においては、速度指令値の非線形な変化が発生した場合の追従性を改善し、なおかつ追値制御時の微分演算の弊害を防ぐために、一般に微分先行形と呼ばれる手法を示しており、６００６で得られたエンコーダ速度情報は、６００２で得られた速度指令値との差を取る前に、６００７の微分演算を通される。この手法自体は本発案の主題となるものではなく、制御対象の系の特性によっては、６００３において該微分演算を行えば充分なものもある。

速度サーボのマイナーループにおいては、速度指令値からエンコーダ速度情報を減算した数値を、目標速度に対して足りない速度誤差として、６００３のＰＩ演算回路に受け渡し、その時点でＤＣモータに与えるべきエネルギーを、ＰＩ演算と呼ばれる手法で算出する。それを受けたモータドライバ回路は、例えばモータ印加電圧は一定として、印加電圧のパルス幅を変化させる手段（以下「ＰＷＭ（Ｐｕｌｅｓ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御」と呼ぶ）を用い、印加電圧のＤｕｔｙを変化させて、電流値を調節し、６００４のＤＣモータに与えるエネルギーを調節し、速度制御を行う。

電流値を印可されて回転するＤＣモータは、６００８の外乱による影響を受けながら物理的な回転を行い、その出力が６００５のエンコーダセンサにより検知される。

図６は一般的なＤＣモータの速度制御系を説明する模式図であり、速度サーボをかける場合の手法について示している。本実施例装置において速度サーボは、位置決め制御領域において使用される。ＤＣモータは、ＰＩＤコントロールあるいは古典制御と呼ばれる手法で制御されており、以下その手順を説明する。

まず、制御対象に与えたい目標速度は、７００１の理想速度プロファイルという形で与える。本実施例装置においては、これは該当する時刻においてラインフィードモータにより紙を搬送すべき理想速度であり、該当する時刻における速度指令値ということになる。時刻の進行とともに、この速度情報は変化していく。この理想速度プロファイルに対して追値制御を行うことで、本実施例装置の駆動は遂行される。

速度サーボにおいては、比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄに対する演算を行うＰＩＤ演算により行う手段が一般的である。本実施例装置においては、速度指令値の非線形な変化が発生した場合の追従性を改善し、なおかつ追値制御時の微分演算の弊害を防ぐために、一般に微分先行形と呼ばれる手法を示しており、６００６で得られたエンコーダ速度情報は、７００１で得られた速度指令値との差を取る前に、７００３の微分演算を通される。この手法自体は本発案の主題となるものではなく、制御対象の系の特性によっては、７００２において該微分演算を行えば充分なものもある。

速度サーボにおいては、速度指令値からエンコーダ速度情報を減算した数値を、目標速度に対して足りない速度誤差として、７００２のＰＩ演算回路に受け渡し、その時点でＤＣモータに与えるべきエネルギーを、ＰＩ演算と呼ばれる手法で算出する。それを受けたモータドライバ回路は、例えばＰＷＭ制御を用い、印加電圧のＤｕｔｙを変化させて、電流値を調節し、６００４のＤＣモータに与えるエネルギーを調節し、速度制御を行う。

電流値を印可されて回転するＤＣモータは、６００８の外乱による影響を受けながら物理的な回転を行い、その出力が６００５のエンコーダセンサにより検知される。

図７、８、９は、本実施例装置におけるＬＦ制御において外乱の及ぼす影響と制御の実際について、詳細に説明したものである。横軸は時間を示している。２００１の縦軸は速度を、２００２の縦軸は位置を示している。

図７は停止直前速度ｖ＿ｓｔｏｐが、平均的かつ理想的な値Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨで終了する場合（ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ＝Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ）を示し、図８はｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ＜Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨすなわち見込み時間よりも早く終了する場合を示し、図９はｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ＞Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨすなわち見込み時間よりも遅く終了する場合を示している。

８００１は理想位置プロファイルを示しており、２００４は理想速度プロファイルを示している。該理想位置プロファイル８００１は４つの制御領域からなり、加速制御領域２０１１、定速制御領域２０１２、減速制御領域２０１３、位置決め制御領域２０１４により構成されている。

２００４の理想速度プロファイルにおいて、Ｖ＿ＳＴＡＲＴは初速度であり、Ｖ＿ＦＬＡＴは定速制御領域２０１２の速度を示している。Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨは位置決め制御領域の速度を示しており、Ｖ＿ＰＲＯＭＩＳＥは位置決め精度性能を達成するために絶対に守られなければならない停止直前速度の最速値を示している。ｖ＿ｓｔｏｐは、現実の駆動を想定した場合に外乱によってあらゆる値に変化する現実の値としての停止直前速度である。実際の駆動における速度変動を考慮して、Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨはいかなる速度変動が発生してもｖ＿ｓｔｏｐがＶ＿ＰＲＯＭＩＳＥを超えることがないよう充分に低く設定された速度であることが要求される。

本実施例装置においては、２０１１、２０１２、２０１３では位置サーボを、２０１４では速度サーボを採用している。図示した８００１の曲線は、位置サーボ時の理想位置プロファイルを示している。図示した２００４の曲線は、速度サーボ時には理想速度プロファイルを示し、位置サーボ時には該理想位置プロファイルに追従して動作するために求められる要求速度プロファイルを示している。

８００１は理想位置プロファイルであり、位置サーボを行う２０１１、２０１２、２０１３の各領域に対して設定されるが、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨまでしか計算されない。これは、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨを通り過ぎると速度サーボに切り替わるため、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ以降では理想位置プロファイルが不必要であるからである。８００１における減速所要時間Ｔ＿ＤＥＣは現実の駆動と関わりなく一定であり、これに該当する制御領域を理想減速制御領域９００１として示すものとする。

８００３、９００３、１０００３は、各図における外乱影響の状況における現実位置プロファイルである。位置サーボにおいては、遅れが必ず発生するため、８００１に対して８００３、９００３、１０００３はいずれも遅れを持っている。従って、理想位置プロファイル８００１が終了しても、現実位置はＳ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨには到達しないことが一般的であり、本実施例装置においては、８００１が終了してから現実の駆動がＳ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに到達するまでの間には、仮想の理想位置プロファイル８００６によって位置サーボへの指令位置値として代用するものとする。仮想の理想位置プロファイル８００６は、理想位置プロファイル８００１の最終的な傾きを用いて、理想位置プロファイルの終点から伸ばした直線とする。

８００５、９００５、１０００５は、物理的なモータの現実駆動速度プロファイルを意味している。理想位置プロファイル８００１を入力としてフィードバック制御をかけていき、理想速度プロファイルに対して若干の遅れを出しつつも、位置決め制御領域２０１４が進むに従って理想速度に近づいて、最終的な停止直前速度としては位置決め精度性能を達成できる速度Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに収束せんとするものである。なお、減速制御領域２０１３から位置決め制御領域２０１４への移行は、物理的な駆動速度状態に関わらず、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに達した瞬間に行われるものとする。

Ｓ＿ＤＥＣは定速制御領域２０１２が終了して減速制御領域２０１３が開始される位置を示しており、あくまでも理想位置プロファイル８００１によって決定づけられる値であるため、現実の駆動における外乱の影響とは無関連である。

図中のＳ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨは減速制御領域２０１３が終了して位置決め制御領域２０１４が開始される位置を示しており、Ｓ＿ＳＴＯＰは停止位置を示している。Ｔ＿ＡＤＤは加速制御領域２０１１に費やされる所要時間であり、Ｔ＿ＤＥＣは減速制御領域２０１３に費やされる所要時間である。Ｔ＿ＦＬＡＴは定速制御領域２０１２に費やされる時間であり、駆動開始位置を０としたときの停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰ、すなわち総駆動距離を満足する理想位置プロファイル８００１を設定した時点で決定する固定値である。Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨは位置決め制御領域２０１４に費やされる時間を示している。Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨは、駆動制御対象が実際に動いたときに、位置決め制御領域２０１４に突入する位置Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨから停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰまでの距離Ｓ＿ＡＰＲ＿ＳＴＯＰを移動するのに要する時間である。図７では、位置決め領域を駆動制御対象がほぼ理想速度通りに動いた場合を示しているが、現実の制御において理想通りの物理的動作は一般的に大変困難である。

高速かつ高精度の位置決めを行うために、理想位置プロファイル８００１のカーブは系に適したチューニングが必要である。具体的には、定速制御領域２０１２の速度は位置決め所要時間性能の向上を実現するために系の性能の許す限り速く、位置決め制御領域２０１４の速度は位置決め精度性能の向上を実現するために系の性能の許す限り遅く、さらに加速制御領域２０１１、減速制御領域２０１３、位置決め制御領域２０１４の距離は位置決め所要時間性能の向上を実現するために系の性能の許す限り短くなるように理想位置プロファイル８００１を設定することが望ましい。しかしながら、より詳細な該チューニングの手法については本発案の主題となるものではないため、ここではすでに該理想位置プロファイル８００１が最適調整されているものとして説明を進める。

ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈは、現実の駆動を想定した場合に外乱によってあらゆる値に変化する現実の値として、位置決め制御領域２０１４に費やされる時間の現実変数値である（本実施例装置における説明では、定数値を英大文字、変数値を英小文字で示している。同一スペリングの値について英大文字、英小文字の表記がある場合、英大文字で示された値は理想定数値であり、英小文字で示された値は同じ内容の値について変化しうる変数値を示している）。

次に、本発明の主題となる複数のサーボ制御駆動源による複数の搬送ローラの駆動方法を述べる。

用紙搬送上流側のＵターン搬送ローラ２０５，２０６の回転制御と下流側のＬＦ搬送ローラ４の回転制御にはおのおの上述の制御が独立に適用されている。その際、制御目標となる理想プロファイルは同一のプロファイルが設定してある。もちろんローラ直径やローラ表面上解像度に相違がある場合には、ローラ表面送り距離が一致する様（減速比を考慮して）プロファイルが設定されている。

理想的には、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６により記録紙Ｐを搬送している区間のＵターン搬送経路で発生した搬送抵抗（搬送負荷）とＵターン搬送ローラ２０５，２０６の搬送力が釣り合った状態を維持できれば良い。すなわち、ＬＦ搬送ローラ４のみで搬送している領域に対応して、Ｕターン搬送経路領域を送る場合に、搬送力と搬送抵抗力が釣り合った外力０をＬＦ搬送ローラ４に与えるものであれば、ＬＦ搬送ローラ４による搬送量に変化は生じない。

Ｕターン搬送経路で発生した搬送抵抗とＵターン搬送ローラ２０５，２０６の搬送力が釣り合った状態を常に維持することは困難であるが、Ｕターン搬送経路形状、Ｕターン搬送ガイド部の摩擦係数、各ローラの摩擦係数と従動ローラの圧接力すなわち搬送力、搬送用紙のコシ（剛度）と摩擦係数が分かっていればこれに近い状況を作り出すことが可能である。

本実施形態では２本のＵターン搬送ローラ２０５，２０６によりＵターン搬送経路を搬送する形態を示すが、１本のＵターン搬送ローラでも同様の手法を適用でき、なんら本発明の範囲を逸脱するものではない。

この形態において、搬送経路内を記録紙Ｐが搬送される場合において、記録紙Ｐの後端が存在する位置（領域）における搬送抵抗の変化を図１０から図１４を用いて説明する。記録紙ＰがＬＦ搬送ローラ４とＵターン搬送ローラ２０５，２０６とで搬送されていることを示す図である。

図１０は、記録紙Ｐの後端が搬送ローラ２０５に対して、搬送方向の上流側に位置することを示し、図１３は、記録紙Ｐの後端が、搬送ローラ２０６と搬送ローラ２０５の間に位置することを示す。また、図１４は、記録紙Ｐの後端が、搬送ローラ２０６の搬送方向の下流側に位置することを示す。

図１０において、領域Ｕ１に記録紙Ｐの後端がある状態では搬送抵抗に大きな変化はない。第１のＵターン搬送ローラ２０５に記録紙Ｐの後端が近づけば近づくほど記録紙Ｐとリアガイド３２４の当接ポイントＴが近くなるが、記録紙Ｐの曲げ角度が小さくなっていくため搬送抵抗の変化は少ない。ここで、Ｕ１の搬送方向下流側の境界は、記録紙Ｐがリアガイド３２４から離れる地点である。

その後、図１１に示すように、ガイド部から記録紙Ｐが離間しているＵ２の領域では、記録紙Ｐの後端がリアガイド３２４からの第１のＵターンピンチローラ３１３の突出量によりリアガイド３２４から離間するにつれ搬送抵抗が減少する。

そして、図１２に示すように、第１のＵターン搬送ローラ２０５を抜けて回転物である第１のＵターンピンチローラ３１３を抜けた途端に、記録紙Ｐのコシによる復元力で記録紙Ｐの後端に大きな抵抗力が生まれ、さらに第２のＵターンピンチローラ３１４の下流側の位置Ｔでも紙ガイド２ａに記録紙Ｐが当接すると共に第１のＵターン搬送ローラ２０５の搬送力も存在しなくなり、大きな搬送抵抗が発生する（Ｕ３領域）。ここで、第１のＵターン搬送ローラ２０５の抜け前と抜け後の領域では搬送抵抗も異なっている。

その後、図１３に示すように、Ｕ４領域では記録紙の曲げ角度が小さくなって位置Ｔでの搬送抵抗がなくなった状態で、領域Ｕ１と同様に第２のＵターン搬送ローラ２０６に記録紙Ｐの後端が近づけば近づくほど記録紙Ｐと紙ガイド部の当接ポイントＴが近くなるが、記録紙Ｐの曲げ角度が小さくなっていくため、大きな搬送抵抗変化は発生しない。

そして、図１４に示すように、第２のＵターン搬送ローラ２０６を抜けた領域Ｕ５ではＵターン形状の搬送パスの抵抗を受けることもＵターン搬送ローラの搬送力を受けることもないため、搬送抵抗は安定している。ただし、第２のＵターン搬送ローラ２０６を抜ける近傍では、Ｕターン搬送ローラからの記録紙Ｐの抜け方向と用紙搬送方向が等しいため（第２のＵターン搬送ローラ２０６と第２のＵターンピンチローラ３１４が仮想Ｕターン円からＬＦ搬送ローラ４のニップへの接線の接点の位置に配置してあるため）搬送抵抗の変化は発生しないが、第２のＵターン搬送ローラ２０６のニップを抜ける前後で搬送抵抗の差が発生している。これは今まで付加されていたＵターン搬送経路の搬送抵抗が急に失われるためである。

上述の搬送抵抗の変化は、Ｕターン紙ガイド形状、Ｕターン搬送ローラの本数と配置、Ｕターンピンチローラの突出量、ピンチローラから記録紙Ｐが抜ける方向（搬送方向）により変化するものであり、実施形態に応じた搬送抵抗を個別に把握し、搬送制御に反映させる。

この搬送抵抗の変化がＬＦ搬送ローラの搬送量に与える影響を低減するために、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６の送り量に補正値を設定し領域毎に可変設定を行う。図１０から図１４の搬送抵抗によるＬＦ搬送ローラ４の搬送量変化（正確にはピンチローラのバネ圧損失も含んだ余剰搬送力の変化）を図１５に模式的に示した。図１５の横軸は搬送領域を表し、縦軸は搬送量変化を表す。

Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６の送り量に補正値を設定し領域毎に可変設定を行うことで、図１５（Ａ）の状態から図１５（Ｂ）に示すように改善するものである。

この可変制御は、以下のように行われる。ＬＦ搬送量ローラ４のみで搬送する領域Ｕ５のＬＦ搬送量に対して、ＬＦ搬送量が多い領域Ｕ１，Ｕ２ではＵターン搬送ローラ２０５，２０６の搬送量補正値を小さくしてＬＦ搬送ローラ４に対して搬送抵抗を与えるように搬送量の補正値を設定する。

また、ＬＦ搬送量が少ない領域Ｕ３，Ｕ４ではＵターン搬送ローラ２０５，２０６の搬送量の補正値を大きくして、領域Ｕ５のＬＦ搬送量に近づける。この設定により、ＬＦ搬送ローラ４に対して搬送抵抗を低減することができる。

例えば、上述した搬送量の補正値について補足する。この補正値は、図７で説明した定速制御領域２０１２を長くする（長さを変更する）。あるいは、図７で説明した位置決め制御領域２０１４の長さを変更しても構わない。

好ましくは、この補正値はあらかじめ搬送する記録紙Ｐの種類別に求めておき、ユーザの指定したプリンタドライバの記録紙の種類選択指令に応じて補正値を選択する制御構成、あるいは、紙種類を検知するセンサの検知結果に応じて補正値を選択する制御構成でもよい。このことで、コシの強さの異なる記録紙に対しても適切な補正値を設定することができる。

図１５（Ｂ）に示すように、各領域の境界に若干の変動する領域（不連続点）が存在するが、その境界領域においては、さらに細かく領域を分けて、それぞれ補正値を段階的に変化させる制御を行ってもかまわない。この制御により更にＬＦローラでの搬送量を安定化することが可能である。

ここで、Ｕターン搬送ローラ２０５、２０６の送り量の補正値を可変とするところに大きな意味を持つ。第１の理由が、Ｕターン搬送ローラの搬送量は、調整できる幅が大きい。ＬＦ搬送ローラ４を補正すると、ダイレクトに補正の結果が出て、補正がずれた場合には、搬送精度を低下させる可能性がある。

そこで、影響が少なく補正量を大きくすることができるＵターン搬送ローラ２０５，２０６に対して補正を行ったほうが、容易でかつ安定的な搬送制御を行うことができる。

第２の理由が、搬送されている記録紙Ｐの挙動の安定化である。ＬＦ搬送ローラ４のみで補正しようとすると、搬送抵抗が大きい場合、すなわち、Ｕターン搬送ローラ２０５、２０６による搬送量が少ないために、ＬＦ搬送ローラ４とＵターン搬送ローラ２０５、２０６との間の記録紙Ｐは引っ張られている状態にある。搬送量を長くしようとして、ＬＦ搬送ローラ４が更に引っ張ろうとする。逆に、搬送抵抗が小さい場合には、その状態で補正をかけると、ＬＦ搬送ローラ４は搬送量を少なくしようとして、さらに押し合う状態になる。だから、記録紙Ｐに対してこのような作用が働けば、記録紙Ｐの挙動は安定しない。特にＵターン搬送ローラ２０５，２０６を記録紙Ｐの後端が抜ける（通過する）ときのＬＦ搬送量変化を安定化するのが困難となる。更には引っ張りすぎ、押し込みすぎた場合には、限界点近傍では補正のリニアリティーから大きく逸脱し、所望の補正を得られない可能性がある。これらの理由からもＵターン搬送ローラ２０５，２０６の搬送量に対して補正を行うのである。

本実施形態ではすでに記したように、このＵターン搬送ローラ２０５，２０６の補正値を搬送抵抗が発生する領域に分けて可変に設定する。この領域の切り替え地点を判断する手段として第２の用紙位置検知センサレバー３３０を使用する。

記録紙Ｐの後端の検知を、この第２の用紙位置検知センサレバー３３０が検知したタイミング（搬送位置）を基点として、上述した領域Ｕ１〜Ｕ５の切り替え地点に、記録紙Ｐの後端が搬送されたところで、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６の補正値を変更する。

ここで、少なくとも搬送量の急激な変化が発生するＵターンピンチローラ３１３，３１４の位置よりも搬送方向の上流側に位置することが必要となる。この様に、記録紙後端をこの第２の位置検知手段が検知したタイミング（搬送位置）を基点とすることで、搬送量が変化する地点を正確に判断することができる。

この搬送量補正に加えて、補正量の累積ずれを防止するために、更にＵターン搬送の送り指令の起点位置を切り替える閾値を設定する。この説明を図１６を用いて説明する。この図は、記録紙が左から右に移動する様子を示したもので、矢印はその移動を示している。記号Ｆ１からＦ４はそれぞれ１回の搬送動作を示している。

図１６（Ａ）において、理想的には、搬送動作Ｆｉ１〜Ｆｉ４により、理想とする停止位置ＰＴ０、ＰＴ１、ＰＴ２にそれぞれ停止する。しかし、実際には駆動系や記録紙Ｐのコシのチャージ等により、実際の動作Ｆ１では、（理想とする）目標停止位置ＰＴ０からΔＰ０だけずれた位置ＰＡ０に停止する（矢印は、ＰＴ０まで進むが、ΔＰ０分逆戻りしてＰＡ０に停止することを示している）。

そこで、送り長さピッチＰＰを停止位置の変動の影響に係らず一定にするため、次の搬送動作の停止する目標停止位置ＰＴ１を、実際に停止した位置ＰＡ０に基づく位置ではなく、前回の停止目標位置ＰＴ０に基づいて算出する。つまり、前回の停止目標位置ＰＴ０にピッチＰＰを加算した位置（ＰＴ０＋ＰＰ）を次に停止する目標停止位置ＰＴ１として、その停止位置のための搬送量で搬送（Ｆ２）を行う。

これにより、図１６（Ａ）に示すように、ずれΔＰ１が発生してＰＡ１に停止しても、ずれΔＰ０とΔＰ１はほぼ等しいことから停止位置ＰＡ１と停止位置ＰＡ０との距離（ＰＡ０−ＰＡ１間距離）と、ＰＴ０とＰＴ１との距離（ＰＴ０−ＰＴ１間距離）はほぼ等しくなる。同様に、次の停止目標位置ＰＴ２は、ＰＴ１＋ＰＰとする。

ところで、このように搬送制御をおこなうと、Ｕターン搬送ローラの搬送量を増大させる方向に補正値を大きくしすぎた場合、Ｕターン搬送ローラの送り量がＬＦ搬送ローラに対して過大に大きくなり、Ｕターン搬送ローラの停止位置が戻される。

図１６（Ｂ）に示すように、１回の搬送動作において、その戻り量ΔＸは大きくないとしても、２度目の搬送動作の戻り量は２ΔＸ（ΔＸの２倍の量）、３度目の搬送動作の戻り量は３ΔＸ（ΔＸの３倍の量）となり、Ｕターン搬送ローラが大きく戻されるようになる。このため、実際の停止位置と理想の停止位置のずれが次第に大きくなる。いいかえると停止位置の誤差が累積されてしまう。

そこで、このような誤差の累積をなくす（減らす）ための制御の一例を説明する。まず、この戻り量とある閾値ΔＳと比較を行う。なお、この戻り量は、Ｕターン搬送エンコーダセンサ２１３がＵターン搬送エンコーダスケール２０２のスリットをカウントすることで求められる。そして、戻り量が閾値ΔＳよりも大きくなった場合には、図１７（Ａ）に示すように、実際に停止した位置ＰＡ２を基準に搬送量ＰＰを加算して停止目標位置ＰＴ３ａを設定する。つまり、停止目標位置の基準を変更するのである。

このような制御により、位置ＰＡ２と位置ＰＡ３との距離（Ｆ４による送り量）はほぼＰＰと等しくなると共に、ずれ量の累積すなわち過剰な戻り量をキャンセルすることができる。

逆に、実際の停止位置ＰＡ３が目標の停止位置ＰＴ３に対してある設定した閾値ΔＳより搬送方向側に大きくなった場合にも同様に、実際の停止位置ＰＡ２基準で所望の送りピッチＰＰだけ先に目標停止位置を設定して搬送動作をおこなう。これにより、過剰な行き過ぎによるずれの累積をキャンセルすることができる。

次に、誤差の累積をなくすための制御の２つめの例を説明する。これは、戻り量が閾値ΔＳよりも大きくなった場合には、図１７（Ｂ）に示すように、実際に停止した位置ＰＡ２を基準に搬送量ＰＰと想定する戻り量ΔＢを加算して停止目標位置ＰＴ３ｂを設定する。これにより、ＰＴ３ａにより近く停止させることができる。このΔＢは、例えばΔＳの値、あるいは経験的に求められた値などである。

次に、誤差の累積を無くすための３つめの例を説明する。これは戻り量が閾値ΔＳよりも大きくなった場合には、図１７（Ｃ）に示すように、実際に停止した位置ＰＡ２とＰＴ２との間の所定の位置を起点（ＰＡ２’）としてＰＰを加算してＰＴ３ｃとする。なお、さらにこのＰＰにΔＢを加算しても構わない。

このような制御を行うことで、部品のばらつき等に起因する補正値のずれをある許容範囲内に収めることができ、大きな精度劣化を防止することができる。また、逆に、搬送量誤差の累積チャージを利用して搬送量補正を強くかけることも可能となる。その場合、閾値ΔＳの値を変更する制御を行う。具体的には、搬送量補正を強くかけたい場所では閾値ΔＳを大きく設定し、弱くかけたい場合にはΔＳの値を小さくするとよい。

また、これらに加えて、第２のＵターン搬送ローラを抜けた時の搬送抵抗（搬送量）の段差（Ｕ４とＵ５の段差）発生の主な原因も上述の駆動列や用紙のコシによる弾性チャージ力の開放による停止位置ずれにあり、この停止位置ずれがＬＦ搬送ローラ４とＵターン搬送ローラ２０５，２０６で異なることに起因する。本実施例の駆動構成では、ＬＦ搬送ローラ回転搬送量で４μｍ程度の戻りが確認されている。一方、Ｕターン搬送を行っている場合の搬送戻り量はＵターン搬送ローラ回転搬送量で２０μｍを超える戻りが確認されている。これは、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６に対して、Ｕターンの搬送経路により記録紙Ｐが曲げられているため、停止時にこの曲げられた形状の復元力が加算されるのが一番の原因である。

すなわち、図１８（Ａ）に示すように、ＬＦ搬送ローラ４とＵターン搬送ローラ２０５，２０６とで記録紙Ｐを搬送する場合、両者がたとえ同時にある目標停止位置ＰＴで停止動作を行ったとしたとしても、Ｕターン搬送ローラがΔＵだけ逆回転してＰＡ＿Ｕの位置に停止するため、ＬＦ搬送ローラが記録紙Ｐを媒体として外乱を受け逆転量がΔＬ＋ΔＵとなり、ＰＡ＿ＵＬの位置に停止してしまう。この状況がＵターン搬送ローラを印字用紙（記録紙Ｐ）の後端が抜けるまで継続される。

ところが、Ｕターン搬送ローラを印字用紙後端が抜けた後ではＵターン搬送ローラの外力が解消される。したがって、図１８（Ｂ）に示すように、ΔＬだけ逆転した停止位置ＰＡ＿Ｌに停止する。

仮にＵターン搬送ローラの戻り外力が一定だったとしても、Ｕターン搬送ローラとＬＦローラで搬送している場合の送りピッチとＬＦ搬送ローラのみで搬送している場合の搬送ピッチは等しくなるが、Ｕターン搬送ローラを抜ける前後ではΔＬＵ−ΔＬ分だけ搬送量がずれてしまう。

この搬送量ずれを防止するために、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６が停止するスリットに到達した状態でモータへの供給する電源（モータへ供給する電流）を切ることなく、戻りを発生する弾性力と釣り合うだけの微小な駆動力をＵターン搬送モータ３２に与えつづける。その駆動力は搬送方向側に加える。これにより、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６の戻りを防止するこができる。以後、この搬送方向にかける微小な駆動力をフォワードブレーキと呼ぶ。

しかしながら、実際にはこの戻り力にはバラツキを有しており、所定の大きさのフォワードブレーキに対して予想より小さな搬送抵抗力しか発生しなかった場合には、搬送方向に回転してしまう可能性が残る。これに対して、目標停止位置より搬送方向先にフォワードブレーキをかけている状態での駆動停止ポイントを新たに設定することでこれを保証する。具体的には、エンコーダの目標停止スリット（ポイント）に対して先のエンコーダスリットを保証スリットとして設定する（通常５〜１０μｍ先に位置するスリットを保証スリットとすると効果が得られる）。

ここでは、フォワードブレーキで行き過ぎた際の歯止めとして駆動停止ポイントを設けたが、この歯止めポイントでモータへの電源を切った際の戻りを防止するため、今まで印加していたフォワードブレーキの駆動力より小さな駆動力に切り替えることも有効である。この小さく切り替えたフォワードブレーキの更なる歯止めとして更に駆動力を小さくするか、あるいはモータへの電源を切る構成としておく。

以上述べた、Ｕターン搬送の搬送量の補正値、制御を切り替えるための閾値、フォワードブレーキ力及び保証スリット位置のパラメータなどの値は、記録紙の種類や記録紙Ｐの位置情報などにより、あらかじめ決定されているものとし、制御部（制御回路）に設けられたメモリに格納されている。あるいは、記録紙の種類などの情報をホスト装置など外部から入力して、上述した制御パラメータを取得してもかまわない。

このように、制御パラメータを、搬送経路の仕様や状態、搬送物（記録紙）の性質や大きさなどに適切に変化させることで、たとえばコシの異なる記録紙に対しても搬送経路で変化する搬送抵抗（搬送負荷）の影響を低減し、ＬＦローラ４の搬送量精度を向上することができる。

次に、ＬＦ搬送モータ２５とＵターン搬送モータ３２の２つのモータのサーボ制御に関して、上述したように、ＬＦ搬送ローラ４が主、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６が従の関係とする。

まず、ＬＦ搬送ローラ４の駆動モータ２５のサーボパラメータはＵターン搬送ローラ２０５，２０６の駆動モータ３２の動作に関係なく決定する。ＬＦ搬送ローラ４を単独で記録紙Ｐを搬送する状態で最適となるように、ＬＦ搬送モータ２５のサーボパラメータを決定する。よって、ＡＳＦ給紙されて記録紙に印字（記録）を行う場合の、搬送動作で使用するパラメータと基本的に同一となる。一方、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６の動作を制御するＵターン搬送モータ３２のサーボパラメータに関しては、ＬＦ搬送ローラ４及びＬＦ搬送モータ２５の制御に大きな影響を与えない様に弱めの制御をおこなう。一例としては比例項のゲインを低めに設定している。

Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６の動作を理想に近づけるためには、外乱の影響を排除するためにゲインを大きくすればよいが、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６は外乱の大きなＵターン形状パスの搬送抵抗を受けるため、いくらＵターン搬送ローラ２０５，２０６を理想の動作に制御したとしても、Ｕターン搬送ローラ２０５，２０６による記録紙Ｐの送り量が搬送抵抗により変化するため、結果として記録紙Ｐは理想の搬送量を送ることはできない。それに加えて外乱に強いということは、２つの制御系が記録紙Ｐでつながっており、逆に記録紙Ｐの搬送量とＵターン搬送ローラ２０５，２０６の送り量のずれという外乱を、主のＬＦ搬送ローラ４へ与えやすくなってしまう。

一般的に、サーボのゲインは発振しない範囲でできるだけ大きく設定するが、Ｕターン搬送モータ３２においては、ＬＦ搬送モータ２５の制御、動作プロファイルにできるだけ影響を与えない様に決定する。すなわち、Ｕターン搬送モータ３２の動作はＬＦ搬送モータ２５の制御により搬送されている記録紙Ｐの動作にならって動作することが好ましく、Ｕターン搬送モータ３２の制御ゲインを小さく設定する。

このような制御条件の上で、Ｕターン搬送モータ３２の起動を指示するタイミングを、ＬＦ搬送モータ２５の起動を指示するタイミングと等しくして、両モータの起動のタイミングを合わせておき、実際の挙動は記録紙Ｐの状態によりＵターン搬送モータ３の追随性が乱されることで自動的に決定される状態としておことが好ましい。

ここで、上述の手法はＵターン給紙時の印字にとどまらず、同様の手法で自動両面印字にも適用できる。その際、搬送抵抗がＵターン給紙時と同じであればそのまま適用できるが、両面搬送パス内で搬送抵抗が異なる領域があれば、その領域に応じたパラメータの設定を行えばよい。また、記録紙の長さが第１の用紙位置検知センサレバー３１８によって判明されているため、第２の用紙位置検知センサレバー３３０に記録紙Ｐが到達する前にも記録紙Ｐの後端位置を認識可能である。

以上述べたようにＵターン搬送ローラの制御を行うことで、搬送パス形状やＵターン搬送ローラの配置による搬送抵抗や搬送力の変化、搬送抵抗チャージ力の影響、制御による外乱を抑えることができ、搬送ローラによる搬送量の変化を抑え、高画質印字を達成することができる。なお、搬送パス形状は、Ｕターンパスに限定するものではないし、記録紙Ｐとガイド部（リヤガイド部など）との当接する状態は、上述した場合に限定しない。

（実施例２）
本実施例装置の主たる構成は、実施例１において述べた構成と同一であるため、説明を省略する。

第二の実施例では記録紙Ｐの後端の位置を把握する手段として、プリンタドライバからの用紙長さを使用する。この長さと実際に送った搬送量とあらかじめ決定されている搬送経路形状から記録紙Ｐの後端の位置を把握することが可能である。このことで、第２の用紙位置検知センサレバー３３０より搬送方向上流に記録紙Ｐの後端がいる領域でも適切にパラメータを設定することができるし、また、第２の用紙位置検知センサレバー３３０を取り除き、低コストで同様の達成効果を得ることもできる。

また、Ｕターン搬送ローラの搬送量補正値、及び送り量の基点の位置を切り替える閾値を領域分割するのではなく、記録紙Ｐの後端位置に対する関数もしくはテーブルとして設定する。こにより、搬送抵抗や搬送力が複雑で必ずしもいくつかの領域に分ける手法では十分近似が得られない場合にも効果的な制御が可能となり、ＬＦローラ４での搬送量変化を抑え更なる高画質化を実現することができる。

また、ＬＦ搬送ローラ４やＵターン搬送ローラ２０５，２０６の搬送量はこれらの部品の直径の部品公差により大きくばらつく場合がある。これに対しては、工場の出荷時もしくはユーザのテスト搬送により搬送量の補正値を変更設定することで影響を軽減することができる。具体的には摩擦係数とコシ（剛度）があらかじめわかっている記録紙をテスト搬送し、そのときのＵターン搬送エンコーダの出力履歴から求める。すなわち、あらかじめ想定したＵターン搬送エンコーダの出力値に対して停止時の戻り量が大きい場合は、Ｕターン搬送ローラ２０５の搬送量がＬＦ搬送ローラ４の搬送量に対して大きい状況にあり、そのＵターン搬送エンコーダの出力値の戻り量の大きさに応じて一律にＵターン搬送量を少なくする搬送量補正値を加算すればよい。逆に戻り量が小さい場合は搬送量を大きくする搬送量補正値を加算すればよい。特に、ユーザのテスト搬送により補正値を変更設定する手法を採用すると、温度変化等によるローラ直径の変化や耐久によるローラの摩擦抵抗の経時変化といったさまざまな使用環境においても適切な送り量を得ることができ、安定した高画質な出力画像を提供することができる。

（その他の実施例）
以上、第１の実施例、第２の実施例において、インクジェット記録装置における被記録媒体の搬送について説明したが、電子写真方式の記録装置に適用しても構わない。また、記録装置だけでなく、シート状の原稿を読み取る画像入力装置や複写機などに適用しても構わない。

実施例における記録装置の機構部の斜視図 実施例における搬送駆動部を示す断面図 実施例における搬送部を示す断面図 実施例におけるプリンタコントローラの詳細構成を説明するブロック図 実施例におけるＤＣモータの位置制御系を説明する模式図 実施例におけるＤＣモータの速度制御系を説明する模式図 実施例における制御に対する外乱影響を示す概念図 実施例における制御に対する外乱影響を示す概念図 実施例における制御に対する外乱影響を示す概念図 実施例における記録紙の搬送状態を説明する図 実施例における記録紙の搬送状態を説明する図 実施例における記録紙の搬送状態を説明する図 実施例における記録紙の搬送状態を説明する図 実施例における記録紙の搬送状態を説明する図 実施例における記録紙の搬送量の変化を説明する図 実施例における記録紙の停止する際の挙動を説明する図 実施例における記録紙の搬送制御を説明する図 実施例における記録紙の停止する際の挙動を説明する図

符号の説明

２ａ 紙ガイド部
６ ピンチローラガイド
２５ ＬＦ搬送モータ
２６ ＬＦ搬送エンコーダスケール
２８ ＬＦ搬送エンコーダセンサ
３２ Ｕターン搬送モータ
２０１ Ｕターン搬送タイミングベルト
２０２ Ｕターンエンコーダスケール
２０３ 第１のＵターン搬送ローラギア
２０４ 第２のＵターン搬送ローラギア
２０５ 第１のＵターン搬送ローラ
２０６ 第２のＵターン搬送ローラ
３０１ 給紙ローラ
３０５ カセット
３０６ Ｕターン給紙ローラ
３１３ 第１のＵターンピンチローラ
３１４ 第２のＵターンピンチローラ
３２４ リアガイド
２０１１ 加速制御領域
２０１２ 定速制御領域
２０１３ 減速制御領域
２０１４ 位置決め制御領域

Claims (11)

1. 被記録媒体に記録ヘッドを用いて記録を行うために前記被記録媒体を同期して搬送する記録装置であって、
   前記被記録媒体の搬送経路において下流側に配置された第１の搬送ローラ及び上流側に配置された第２の搬送ローラと、
   前記第１搬送ローラ及び第２の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する第１の駆動手段と第２の駆動手段と、
   前記第１のローラ及び前記第２の搬送ローラの回転量に基づいて、前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段をそれぞれフィードバック制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１の搬送ローラの駆動に対して前記第２の搬送ローラに異なる駆動制御の設定を行うことを特徴とする記録装置。
2. 前記駆動制御の設定が、前記第２の搬送ローラの回転量であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記制御手段は、目標停止位置に対する実際の停止位置のずれ量がある閾値に達した場合に、目標停止位置を変更することを特徴とする請求項１及び２に記載の記録装置。
4. 前記第２の搬送ローラの制御は、前記第２の搬送ローラが目標停止位置に到達した時点で印加駆動力を変更する手段を有し、
   前記第２の搬送ローラに与える駆動制御の設定が、前記目標停止位置に到達した時点以降の前記第２の駆動手段の印加駆動力であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記第２の搬送ローラが停止目標位置に到達した以降、前記第２の駆動手段の駆動力は、停止動作時に前記第２の搬送ローラが逆回転しない程度の正転方向の駆動力であることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記第２の記録媒体搬送ローラの制御は、前記目標停止位置で変更された印加駆動力を更に変更する手段を有し、前記更に印加駆動力を変更する地点が、前記第２の搬送ローラの停止目標位置より搬送方向下流側に位置することを特徴とする請求項４及び５に記載の記録装置。
7. 前記第２の搬送ローラに与える駆動制御設定を、前記被記録媒体後端の搬送経路内位置に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
8. 前記第２の搬送ローラに与える駆動制御設定が、制御ゲインパラメータであって、第２の搬送ローラのみを最適制御するためのゲイン値に対して小さな値に設定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
9. 前記第１の搬送ローラと前記第２の搬送ローラの起動タイミングを等しく設定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
10. 前記被記録媒体の搬送量を、前記第１の搬送ローラの回転量に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
11. 搬送物を複数の搬送手段を同期させて搬送する搬送装置であって、
    前記搬送物の搬送経路において下流側に配置された第１の搬送ローラ及び上流側に配置された第２の搬送ローラと、
    前記第１の搬送ローラ及び第２の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する第１の駆動手段と第２の駆動手段と、
    前記第１のローラ及び前記第２のローラの回転量に基づいて、前記第１の駆動手段及び第２の駆動手段をそれぞれフィードバック制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第１の搬送ローラの駆動に対して前記第２の搬送ローラに異なる駆動制御の設定を行うことを特徴とする搬送装置。
    

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