(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直同期信号に応答してプリント用紙を移動させ、所定の画像を形成する画像形成装置であって、
前記プリント用紙を移動する、ＤＣモータによって構成される移動手段と、
前記移動手段により前記プリント用紙が移動している間、前記プリント用紙に前記所定の画像を形成する画像形成手段と、
前記プリント用紙の一端を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段による検出タイミングと前記垂直同期信号のタイミングとが各々独立しており、
前記移動手段により前記プリント用紙を移動させる際、前記検出手段により前記プリント用紙の一端が検出された後、前記プリント用紙の移動位置が、前記垂直同期信号を基準として所定の位置になるように前記移動手段の速度を制御して、前記画像形成手段による印字開始位置に到達するタイミングと前記垂直同期信号のタイミングとを同期させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記プリント用紙の移動位置が、前記垂直同期信号の半周期経過後のタイミングを基準として、所定の位置になるように制御する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記画像形成手段による画像形成前で、かつ、前記所定の位置に対する前記プリント用紙の移動位置の偏差が所定量以下となったとき、前記偏差が小さくなるように制御系のゲインを変更する請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、垂直同期信号に応答してプリント用紙を移動させ、所定の画像を形成する画像形成装置に関し、たとえば、ビデオ信号の垂直同期信号に同期して印字を行なうカラービデオプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の画像形成装置であるカラービデオプリンタについて説明する。カラービデオプリンタは、ビデオデッキ等の入力機器より入力した所望の画像データを画像メモリに記憶させ、ビデオ信号の垂直同期信号に同期させて画像メモリから画像データをモニタ出力に転送する。印字の際には、画像メモリより印字部へ画像データを転送することにより、印字動作が行なわれる。印字時の画像データの転送タイミングは、垂直同期信号の出力を用いて行なう方法と用紙搬送時に用紙先端をセンサで検知して行なう方法とがある。以下、上記の２つの方法について詳細に説明する。
【０００３】
まず、垂直同期信号の出力を用いて行なう方法について説明する。図１１は、従来のビデオプリンタを含むシステムの構成を示す第１のブロック図である。図１１を参照して、従来のビデオプリンタを含むシステムは、入力機器３０、ビデオプリンタ２０、モニタ３１を含む。入力機器３０は、画像データをビデオプリンタ２０へ出力する。ビデオプリンタ２０は、画像データをモニタ出力信号として垂直同期信号に同期してモニタ３１へ出力する。
【０００４】
ビデオプリンタ２０は、画像メモリ２１、印字部２３、用紙搬送部２４を含む。画像メモリ２１には、入力機器３０から出力された画像データが入力され、入力した画像データを記憶する。画像メモリ２１は、垂直同期信号に同期して画像データを用紙搬送部２４、印字部２３、およびモニタ３１へ出力する。用紙搬送部２４は、入力した垂直同期信号に応答してプリント用紙を搬送する。印字部２３は、入力した垂直同期信号に応答して入力した画像データのうち１ラインのデータを順次プリント用紙に印字する。用紙搬送部２４には、印字開始位置の制御が必要となるため、位置制御が容易なステッピングモータを用いてオープンループの制御が行なわれる。
【０００５】
次に、用紙搬送時に用紙先端をセンサで検知して行なう方法について説明する。図１２は、従来のビデオプリンタを含むシステムの構成を示す第２のブロック図である。図１２を参照して、従来のビデオプリンタを含むシステムは、入力機器３０、ビデオプリンタ２０ａ、モニタ３１を含む。入力機器３０およびモニタ３１の動作は図１１に示す入力機器およびモニタと同様である。
【０００６】
ビデオプリンタ２０ａは、画像メモリ２１ａ、用紙センサ２２、印字部２３を含む。画像メモリ２１ａは、入力機器３０から出力された画像データを記憶する。画像メモリ２１ａは、記憶した画像データをモニタ３１へ出力する。用紙センサ２２は、搬送するプリント用紙の一端を検知すると用紙端検知信号を画像メモリ２１ａへ出力する。画像メモリ２１ａは、用紙端検知信号に応答して画像データを印字部２３へ転送する。印字部２３は、転送された画像データを基にプリント用紙に所定の画像を形成する。この場合、印字開始位置の制御は不要であり、ステッピングモータおよびＤＣモータ等を用いてプリント用紙の搬送が行なわれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、画像データの転送のタイミングを垂直同期信号の出力を用いて行なう方法では、ステッピングモータを用いているため、ＤＣモータを使用した場合に比べ、モータ自体が大きく、また、モータ自体の効率が悪かった。このため、装置の小型化および低消費電力化の面で問題があった。
【０００８】
一方、画像データの転送タイミングを用紙搬送時の用紙先端をセンサで検知して行なう方法では、画像メモリ２０の転送系において、モニタ出力とは別に印字部２３への転送経路を設ける必要があり、回路が複雑になるだけでなく、画像データの転送制御が複雑になるという問題点があった。さらに、画像データの転送速度および処理速度等が、画像メモリ２１ａの性能に制限され、高機能なビデオプリンタを実現することが困難であった。
【０００９】
上記の問題点を解決する方法として、印字時の画像データの転送タイミングを垂直同期信号を用いて制御する方法が検討されてきた。しかしながら、プリント用紙の一端を検知するセンサの用紙端検知信号と垂直同期信号とはそれぞれ独立しており、また、カラービデオプリンタでは通常３色の重ね合わせでカラー画像情報を再現する方法を採用しているため、以下のような問題点が発生していた。図１３は、従来のビデオプリンタの問題点を説明するためのタイミングチャートである。図１３を参照して、用紙端検出信号の立上がりから垂直同期信号の入力までの時間は、１色目がΔｔ１、２色目がΔｔ２、３色目が、Δｔ３となり、各色ごとに用紙端検知信号の立上がりから垂直同期信号の入力までの時間が異なっていた。この時間が異なると、印字位置がずれるため、色ずれが生じていた。この印字位置のずれは、最大で垂直同期信号の１周期分に相当するずれが発生するため、良好なカラー画像を再生することは困難であった。さらに、上記のように余分な処理を行なっていると、制御回路の構成が複雑となり、用紙搬送制御動作が複雑でかつ不安定になるという問題点もあった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためのものであって、ＤＣモータを用いつつ、印字開始位置のずれをなくし、色ずれのない高品位な画像を形成することができる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、同期時間が短く、かつ、制御動作が安定な画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の画像形成装置は、垂直同期信号に応答して、プリント用紙を移動させ、所定の画像を形成する画像形成装置であって、プリント用紙を移動する、ＤＣモータによって構成される移動手段と、移動手段によりプリント用紙が移動している間、プリント用紙に前記所定の画像を形成する画像形成手段と、プリント用紙の一端を検出する検出手段とを備え、検出手段による検出タイミングと垂直同期信号のタイミングとが各々独立しており、移動手段により前記プリント用紙を移動させる際、検出手段によりプリント用紙の一端が検出された後、プリント用紙の移動位置が、垂直同期信号を基準として所定の位置になるように移動手段の速度を制御して、画像形成手段による印字開始位置に到達するタイミングと垂直同期信号のタイミングとを同期させる制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置の構成に加え、上記制御手段は、プリント用紙の移動位置が、垂直同期信号の半周期経過後のタイミングを基準として、所定の位置になるように制御する。
【００１４】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置の構成に加え、上記制御手段は、画像形成手段による画像形成前で、かつ、所定の位置に対するプリント用紙の移動位置の偏差が所定量以下となったとき、偏差が小さくなるように制御系のゲインを変更する。
【００１５】
【作用】
請求項１ないし請求項３記載の画像形成装置においては、プリント用紙を移動させる際、検出手段によりプリント用紙の一端が検出された後、プリント用紙の移動位置が垂直同期信号を基準として所定の位置になるように移動手段の速度を制御して、画像形成手段による印字開始位置に到達するタイミングと垂直同期信号のタイミングとを同期させているので、垂直同期信号に対してプリント用紙の一端を検出した後常に所定の位置になるようにプリント用紙を移動させることができ、垂直同期信号に対するプリント用紙の位置を高精度に制御することが可能となる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例の画像形成装置であるビデオプリンタについて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１を参照して、画像形成装置は、クロックパルス発生器１、カウンタ２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３、マイクロコンピュータ４、印字ヘッド５、ＦＧパルス発生器６、モータ７、用紙センサ８、画像メモリ９、垂直同期信号発生器１０、伝達ギア１１、プラテンローラ１２、グリッドローラ１３を含む。
【００１８】
クロックパルス発生器１は、動作の最小時間基準を決めるための所定周波数のクロックパルスを各部の動作とは無関係に発生し、カウンタ２に入出力する。クロックパルス発生器１としては、水晶発振器等が用いられる。カウンタ２は、予め定められた特定時間内に加算または減算を行ない、入力したクロックパルスをカウントする。カウンタ２は以前のカウント値を保持したり、逐次カウント値を更新することができる。カウンタ２のカウント値は、マイクロコンピュータ４の制御信号に応答してＲＡＭ３に記憶される。ＲＡＭ３の記憶領域は複数に分割され、複数の値が記憶される。マイクロコンピュータ４は、ＲＡＭ３に記憶されたカウント値を読出したり、所定のデータをＲＡＭ３に記憶する。垂直同期信号発生器１０は、所定周波数の垂直同期信号をマイクロコンピュータ４へ出力する。用紙センサ８は、プリント用紙１４の先端を検知すると、用紙端検知信号をマイクロコンピュータ４へ出力する。用紙センサ８としては、たとえば、透過型フォトインタラプタ、反射型フォトインタラプタ等の光学センサが用いられる。ＦＧパルス発生器６は、たとえばＤＣモータ等が用いられるモータ７の回転に応じて１回転当たり所定数のパルスを発生し、マイクロコンピュータ４へ出力する。ＦＧパルス発生器６としては、たとえば、ＡＣタコジェネレータ、周波数発電機（ＦＧ）、磁気または光学式のシャフトエンコーダ等が用いられる。マイクロコンピュータ４は、上記各信号を基にモータ７の回転動作を制御する。モータ７には、伝達ギア１１が取付けられる。伝達ギア１１は、タイミングベルトを介してグリッドローラ１３を回転させる。グリッドローラ１３は、モータ７の回転に応じてプリント用紙１４を印字方向または給紙方向へ移動させる。画像メモリ９は印字すべき所定の画像データをマイクロコンピュータ４へ出力する。マイクロコンピュータ４は、入力した画像データを印字ヘッド５へ出力する。印字ヘッド５は、入力した画像データに応じてプリント用紙１４が印字方向に移動している間所定の画像をプリント用紙１４へ印字する。
【００１９】
上記の構成により、マイクロコンピュータ４は、用紙センサ８によりプリント用紙１１の先端を検知すると、その検知信号である用紙端検知信号を基準に諸定量だけたとえば余白を設けて印字開始位置まで用紙を搬送した後、モータ７を止め、給紙動作を行なう。次に、マイクロコンピュータ４に、所定の印字信号が入力されると、プリント用紙１４を印字方向に搬送し、以下に詳述する垂直同期信号の出力位置にプリント用紙１４の先端を同期させるように、ＦＧパルス発生器６から出力されるパルスを用いて位置制御を行なう。したがって、カラー画像を形成するため複数の色を印字しても常に同じ位置に対応する色が印字されるため、色ずれを発生せず、高品位なカラー画像を形成することが可能となる。
【００２０】
次に、マイクロコンピュータ４による用紙搬送制御について詳細に説明する。図２は、図１に示す画像形成装置の用紙搬送制御部を機能的に示すブロック図である。
【００２１】
図２を参照して、画像形成装置の用紙搬送制御部は、マイクロコンピュータ４、印字ヘッド５、垂直同期信号発生器１０、ＲＡＭ３、カウンタ２、クロックパルス発生器１、用紙センサ８、ＦＧパルス発生器６、モータ７を含む。マイクロコンピュータ４は、モータ駆動制御部１５、用紙搬送制御演算部１６、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１７、印字制御部１８を含む。
【００２２】
垂直同期信号発生器１０は、垂直同期信号を印字制御部１８および用紙搬送制御演算部１６へ出力する。印字制御部１８は、入力した垂直同期信号に応答して所定のタイミングで印字ヘッド５が所定の画像を形成するように印字ヘッド５を制御する。モータ７の回転は、ＦＧパルス発生器６により検出され、モータ７の回転に応じたＦＧパルスが用紙搬送制御演算部１６へ出力される。用紙センサ８は、プリント用紙の先端を検出すると、用紙端検知信号を用紙搬送制御演算部１６へ出力する。クロックパルス発生器１は、所定周期のクロックパルスをカウンタ２へ出力する。カウンタ２は、カウントしたクロックパルスのカウント値を用紙搬送制御演算部１６の指令に応じてＲＡＭ３に記憶する。このカウント値により以降に説明する位置制御および速度制御における各制御量が計算される。用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３に記憶されたカウント値を読出したり、所定のデータをＲＡＭ３に記憶する。ＲＯＭ１７には、予め設計値として、速度ゲインＧV0、ＧV1、位置ゲインＧP1、目標移動量、速度目標値等のデータが記憶されている。用紙搬送制御演算部１６は、必要に応じてＲＯＭ１７から所定のデータを読出し制御演算を行なう。用紙搬送制御演算部１６は、入力した各データを基に計算した速度係数および位置係数をモータ駆動制御部１５へ出力し、モータ駆動制御部１５は、入力した各係数に応じてモータ７を所定に回転させる。
【００２３】
次に、上記のように構成された画像形成装置の用紙搬送制御部の動作について詳細に説明する。図３は、図２に示す画像形成装置の用紙搬送制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
図３を参照して、まず、ステップＳ１において、印字信号に応じて、モータ駆動制御部１５は、所定の駆動電圧をモータ７へ出力し、モータ７の回転により用紙搬送動作が開始される。
【００２５】
次に、ステップＳ２において、用紙搬送制御演算部１６は、垂直同期信号が入力されたか否かを確認する。入力されている場合はステップＳ３へ移行し、されていない場合はステップＳ４へ移行する。
【００２６】
垂直同期信号が入力されている場合、ステップＳ３において、用紙搬送制御演算部１６は、カウンタ２のカウント値をＶＤ（垂直同期信号）現在値としてＲＡＭ３に記憶し、データを更新する。
【００２７】
次に、ステップＳ４において、用紙搬送制御演算部１６は、用紙センサ８から用紙端検知信号が入力されたか否かを確認する。用紙端検知信号が入力されている場合は、ステップＳ１０へ移行し、入力されていない場合はステップＳ５へ移行する。
【００２８】
次に、ステップＳ５において、用紙搬送制御演算部１６は、ＦＧパルスが入力されたか否かを確認する。ＦＧパルスが入力されていない場合はステップＳ５を繰返し、入力された場合はステップＳ６へ移行する。
【００２９】
次に、ステップＳ６において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から位置現在値を読出し、読出した位置現在値を位置前回値としてＲＡＭ３に記憶する。また、カウンタ２のカウント値を位置現在値としてＲＡＭ３に記憶する。ここで、用紙搬送動作を開始した後最初にＦＧパルスが入力された場合の位置前回値は０とする。
【００３０】
次に、ステップＳ７において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から位置前回値と位置現在値を読出し、位置現在値から位置前回値を減算することにより速度現在値を算出し、ＲＡＭ３に速度現在値を記憶する。ここで、速度現在値と速度目標値とを比較すると、速度現在値（ＦＧパルスの１周期内のクロックパルスの数）が速度目標値より大きい場合（ＦＧの周期が目標の周期より遅い場合）は、用紙搬送速度が目標速度より遅く、速度目標値が速度現在値より大きい場合は、用紙搬送速度が目標速度より速いことになる。
【００３１】
次に、ステップＳ８において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から速度現在値を読出すとともに、ＲＯＭ１７から速度目標値および速度ゲインＧV0を読出す。用紙搬送制御演算部１６は、速度現在値から速度目標値を減算した値に速度ゲインＧV0を乗算した値を速度係数とし、ＲＡＭ３に記憶する。
【００３２】
次に、ステップＳ９において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から速度係数を読出し、読出した速度係数に応じた信号をモータ駆動制御部１５へ出力し、ステップＳ２へ戻る。
【００３３】
上記の動作により、モータ７の回転速度が速度目標値となるように速度制御が行なわれ、プリント用紙１４が搬送される。
【００３４】
次に、ステップＳ４において、用紙端検知信号を検出した場合、ステップＳ１０において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３からＶＤ現在値を読出すとともに、ＲＯＭ１７から同期目標値を読出す。用紙搬送制御演算部１６は、ＶＤ現在値と同期目標値を加算し、加算した値を位置目標値としてＲＡＭ３に記憶する。
【００３５】
次に、ステップＳ１１において、用紙搬送制御演算部１６は、ＦＧパルスが入力されたか否かを確認する。ＦＧパルスが入力された場合はステップＳ１２へ移行し、入力されていない場合はステップＳ１１を繰返す。
【００３６】
ステップＳ１１において、ＦＧパルスが入力された場合、ステップＳ１２において、用紙搬送演算制御部１６は、ＲＡＭ３から位置現在値を読出し、位置前回値としてＲＡＭ３に記憶する。また、用紙搬送制御演算部１６は、カウンタ２のカウント値を位置現在値としてＲＡＭ３に記憶する。
【００３７】
次に、ステップＳ１３において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から位置前回値と位置現在値を読出す。用紙搬送制御演算部１６は、位置現在値から位置前回値を減算することにより速度現在値を算出し、算出した速度現在値をＲＡＭ３に記憶する。
【００３８】
次に、ステップＳ１４において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から位置目標値を読出し、また、ＲＯＭ１７から目標移動量を読出し、位置目標値に目標移動量を加算した値を位置目標値としてＲＡＭ３に再び記憶する。
【００３９】
次に、ステップＳ１５において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から速度現在値を読出すとともに、ＲＯＭ１７から速度目標値および速度ゲインＧV1を読出す。用紙搬送演算制御部１６は、速度現在値から速度目標値を減算した値を速度偏差としてＲＡＭ３に記憶し、さらに算出した速度偏差に速度ゲインＧV1を乗算した値を速度係数としてＲＡＭ３に記憶する。
【００４０】
次に、ステップＳ１６において、用紙搬送制御演算部１６は、ＲＡＭ３から位置目標値および位置現在値を読出すとともに、ＲＯＭ１７から位置ゲインＧP1を読出す。用紙搬送演算制御部１６は、位置目標値から位置現在値を減算した値を位置偏差としてＲＡＭ３に記憶し、さらに算出した位置偏差に位置ゲインＧP1を乗算した値を位置係数としてＲＡＭ３に記憶する。
【００４１】
次に、ステップＳ１７において、用紙搬送演算制御部１６は、ＲＡＭ３から速度係数および位置係数を読出し、位置係数と速度係数とを加算し、加算した値に応じた信号をモータ駆動制御部１５へ出力し、ステップＳ１１へ戻る。
【００４２】
上記の動作により、プリント用紙の先端が検出された後、プリント用紙は位置制御および速度制御され、垂直同期信号を基準としてプリント用紙が所定の位置になるように安定に制御される。
【００４３】
次に、上記の制御動作による制御結果について説明する。図４は目標位置に対する現在位置および目標速度に対する現在速度の関係を示す図である。図４を参照して、用紙先端が検出されたとき、現在位置と目標位置とは大きな差があるが、同期時には、現在位置と目標位置は完全に一致し、以降垂直同期信号に対するプリント用紙の位置は常に一定に制御されることがわかる。また、速度に対しても、同期時までは、現在位置を合わせるため、現在速度が変動しているが、同期時以降は完全に目標速度と一致していることがわかる。上記のように、図１に示す画像形成装置では、容易に目標位置に対して現在位置を同期させることができ、複数回のプリント動作を行なっても常に同じ位置に所定の画像を形成することができ、色ずれの発生を防止することができる。
【００４４】
次に、実際の印字開始のタイミング（印字ヘッド５に画像データに対応した電流が流れ始めるとき）は、以下の方法を用いて行なわれる。まず、プリント用紙１４の先端を検知した時点での位置偏差の絶対値が最も大きい場合、このとき同期に必要な時間を垂直同期信号の周期で割った値に２を加算し、この値をＶＤカウント値とする。プリント用紙１４の先端を検知してから入力された垂直同期信号の数がＶＤカウント値に達すると、印字制御部１８は印字ヘッド５に画像データを転送し、印字ヘッド５が印字を開始する。１色目の印字が終了すると、プリント用紙１４を給紙方向に搬送し、上記の処理を印字する色成分の数だけ繰返す。
【００４５】
上記の処理により、各色の印字動作において、結果としてプリント用紙１１の先端の検知位置を同期目標値に合わせることになり、印字開始位置のずれを解消でき、高品位な印字が可能となる。図５は、上記に説明した制御動作における同期の概念を説明するためのタイミングチャートである。図５の（ａ）を参照して、垂直同期信号の立上がりタイミングから所定の同期目標値を設定した場合、（ｂ）に示すように実際には用紙センサから出力される用紙端検知信号が同期目標値からずれた時点で検出されたとしても、上記の位置および制御動作により、プリント用紙の位置が制御され、結果として、（ｃ）に示すように用紙センサから出力される用紙端検知信号が同期目標値と同じタイミングで検出されたように制御される。
【００４６】
次に、上記の制御動作について実際に数値例を挙げてさらに詳細に説明する。たとえば、垂直同期信号の周期を１／３０秒とし、１周期ごとに１ラインの印字を行なう。また、クロックパルス発生器１が発生するクロックパルスの周波数を３ＭＨｚ、用紙搬送方向の解像度（垂直解像度）を６ｄｏｔ／ｍｍ、モータ７の１回転による用紙の搬送量を１／１２ｍｍ、１回転でのＦＧパルス発生器６のパルス数を２０パルスとする。
【００４７】
上記の条件では、１ラインの画像を印字するのにモータ７は、２回転（＝１／６［ｍｍ／ｄｏｔ］÷１／１２［ｍｍ／ｒｅｖ］）し、ＦＧパルスの周波数は、。１２００Ｈｚ（＝２０［ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ］×２［ｒｅｖ］÷１／３０［ｓｅｃ］）となる。したがって、速度目標値は、２５００カウント（＝３００００００［Ｈｚ］÷１２００［Ｈｚ］）となる。また、垂直同期信号の１周期中に発生されるＦＧパルスは、４０パルス（＝２０［ｐｕｌｓｅ／ｒｅｖ］×２［ｒｅｖ］、クロックパルスは、１０００００パルス（＝３００００００［ｐｕｌｓｅ／ｓｅｃ］×１／３０［ｓｅｃ］）となる。
【００４８】
次に、同期目標値をたとえば、４００００カウントと設定し、プリント用紙１４の先端を検知する直前の垂直同期信号のＶＤ現在値を１５００カウントとすると、位置目標値は４１５００カウントとなる。また、プリント用紙１４の先端を検知した直前のＦＧパルスによる位置現在値を２２０００カウント、直後の位置現在値を２５０００カウントとすると、プリント用紙１４の先端を検知した後の速度現在値は、３０００カウント（＝２５０００−２２０００）となる。位置目標値は、目標容量が速度目標値と等価であるとすると、４４０００カウント（＝４１５００＋２５００）となる。
【００４９】
上記の値を下にして各偏差を計算すると、速度偏差は５００カウント（＝３０００−２５００）、位置偏差は−１９０００カウント（＝２５０００−４４０００）である。また、速度ゲインをＧV1、位置ゲインをＧP1とすると、速度係数は５００×ＧV1、位置係数は−１９００×ＧP1となる。上記のように計算された速度係数および位置係数を加算して、加算した値に応じた信号をモータ駆動制御部１５へ出力し、モータ７への出力値として上記の用紙搬送制御を行なっている。
【００５０】
上記の説明では、プリント用紙１４の先端を検知するまでの用紙搬送制御を速度制御のみとして説明したが、先端検知前後の制御をそれぞれ別の制御にする必要はなく、垂直同期信号が入力された後と同じ位相制御を含んだＰＬＬ（フェーズロックループ）制御としてもよい。また、印字における用紙搬送制御は、定速制御であるため、目標移動量を速度目標値としてもよい。さらに、速度係数および位置係数の算出方法、印字開始位置の算出方法等は上記したものに限られるものではない。
【００５１】
上記実施例では、同期目標値を４００００カウントと設定したが、以下のように設定することにより同期時までの時間を短縮することができ、印字開始までの時間を短縮することができる。つまり、同期の目標位置をプリント用紙１４の先端を検知した直前と直後の垂直同期信号の中間に設定する。具体的には、垂直同期信号の１周期内に発生するクロックパルスの総数を２で除算し、除算後の値を切上げまたは切捨てした値を同期目標値として上記の用紙搬送制御を行なう。
【００５２】
上記の制御動作では、プリント用紙１４の先端を検知した時点での位置現在値は、直線の垂直同期信号のＶＤ現在値から直後のＶＤ現在値の範囲内にあるため、位置現在値と位置目標値との差の絶対値の最大値（最大位置偏差）は、直前または直後のＶＤ現在値と位置目標値との差となる。したがって、プリント用紙１４の先端を検知した時点で、直前と直後のＶＤ現在値の中間値を位置目標値とすれば、最大位置偏差を最小にすることができる。すなわち、同期目標値を直後のＶＤ現在値から直前のＶＤ減算値を減算した値の半分にすることにより、最大位置偏差を最小にすることが可能となる。
【００５３】
具体的に数値例で比較すると、同期目標値を４００００パルスとした場合、最大位置偏差は６００００パルス（＝１０００００−４００００）であり、上記のように直後のＶＤ現在値から直前のＶＤ現在値を減算した値の半分である５００００をパルスを同期目標値とした場合は、最大位置誤差は５００００パルスとなり、１００００パルスの差となる。したがってこの差の分だけより速くプリント用紙１４の移動位置を同期させることができる。上記の設定により、印字開始までの時間を短縮し、用紙の先端から印字開始位置までの距離を短くすることにより印字範囲を広くすることが可能となる。
【００５４】
次に、他の用紙搬送制御方法について説明する。印字における用紙搬送制御を行なう場合、印字ずれ等が印字品位に影響するため、通常、位置偏差は、印字ドットの１／１０以下に抑える必要がある。しかし、上述の位置制御においては、プリント用紙１４の先端を検知した後の位置偏差は、最大で垂直同期信号の１周期内に発生するクロックパルスの総数の１／２以上になる。したがって、１周期で１ラインの印字を行なう場合、印字ドット分の位置偏差が発生する。
【００５５】
図６は、所定の位置ゲインＧP2を用いた場合の目標速度と現在速度との関係を示す図である。モータ７に出力できる位置係数と速度係数との和は、変わらないので、位置ゲインＧP2を使用した場合、図６に示すように、同期後の速度誤差ΔＶは小さくなるが、同期に必要な時間Ｔｓは長くなっている。
【００５６】
一方、位置偏差に乗算する位置ゲインとして印字ドット分の位置偏差に適した位置ゲインＧP1を使用した場合は上記と逆の傾向となる。図７は、位置ゲインＧP2を用いた場合の目標速度と現在速度との関係を示す図である。位置ゲインＧP1を使用した場合、上記とは逆に、同期に必要な時間Ｔｓは短くなるが、同期の後の速度偏差ΔＶが大きくなる。したがって、上記の位置ゲインＧP1およびＧP2を組合わせて使用することにより、同期に必要な時間Ｔｓが短く、かつ、同期後の速度偏差ΔＶを小さくすることが可能となる。つまり、初期状態では、位置ゲインＧP1を用い、プリント用紙１４の先端を検知した後で、かつ、現在位置が目標位置に同期した時点から位置ゲインＧP1をより大きな値の位置ゲインＧP2に変更するように用紙搬送制御を行なう。図８は、位置ゲインＧP1とＧP2とを用いた場合の目標速度と現在速度との関係を示す図である。図８に示すように、初期時点では、位置ゲインＧP1を用いることにより同期に必要な時間ＴS を短くすることができるとともに、同期後位置ゲインＧP1を位置ゲインＧP2に変更することにより速度偏差ΔＶを小さくすることが可能となる。したがって、印字開始までの時間を短くすることができるとともに、高品位な印字を行なうことが可能となる。
【００５７】
上記の説明では、位置ゲインのみを変更したが、これに限定されるものではなく、速度ゲインのみ、またはその両方を変更してもよい。また、用紙端検知信号に応答したクロックパルスのカウント値から位置目標値を減算した値を基にして位置ゲインを設定することにより、より安定した同期を行なうこともできる。
【００５８】
次に、クロックパルスの読出処理についてさらに詳細に説明する。図９は、図１に示す画像形成装置のクロックパルスの読出部の構成を機能的に示すブロック図である。
【００５９】
図９を参照して、ＦＧパルス発生器６が発生するＦＧパルス、垂直同期信号発生器１０が発生する垂直同期信号、およびプリント用紙１４の先端を検出したとき用紙センサ８が発生する用紙端検知信号がそれぞれマイクロコンピュータ４へ入力されると、それぞれのパルスおよび信号に応じて独立してカウンタ２からカウント値が読出され、ＲＡＭ３に記憶される。マイクロコンピュータ４は、必要に応じてＲＡＭ３から記憶したカウント値を読出し上記の制御動作に用いる。
【００６０】
次に、クロックパルスの読出部の他の構成について説明する。図１０は、図１に示す画像形成装置のクロックパルスの読出部の他の構成を機能的に示すブロック図である。図１０を参照して、垂直同期信号発生器１０から発生される垂直同期信号または用紙センサ８から出力される用紙端検知信号がマイクロコンピュータ４に入力されると、マイクロコンピュータ４は、その直後に入力されるＦＧパルスに応じてカウンタ２からＲＡＭ３に記憶されたカウント値を読出し、上記の制御動作に用いる。この場合、垂直同期信号および用紙端検知信号の入力時からカウンタ２のカウント値を読出すまでに最大でＦＧパルスの１周期分の遅れが発生する可能性があるが、回路構成は、図９に示すクロックパルスの読出部に比べて簡略化され、マイクロコンピュータ４による用紙搬送制御も容易となる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３記載の画像形成装置においては、垂直同期信号を基準として、プリント用紙の移動位置が所定の位置になるように移動手段の速度を制御して、画像形成手段による印字開始位置に到達するタイミングと垂直同期信号のタイミングとを同期させているので、ＤＣモータを用いつつ、垂直同期信号に対してプリント用紙の位置は常に一定の位置となる。したがって、印字開始位置のずれがなくなり、色ずれのない高品位な画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の用紙搬送制御部を機能的に示すブロック図である。
【図３】図２に示す画像形成装置の用紙搬送制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】目標位置に対する現在位置および目標速度に対する現在速度の関係を示す図である。
【図５】制御動作における同期の概念を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】位置ゲインＧP2を用いた場合の目標速度と現在速度との関係を示す図である。
【図７】位置ゲインＧP1を用いた場合の目標速度と現在速度との関係を示す図である。
【図８】位置ゲインＧP1とＧP2とを用いた場合の目標速度と現在速度との関係を示す図である。
【図９】図１に示す画像形成装置のクロックパルスの読出部の構成を機能的に示すブロック図である。
【図１０】図１に示す画像形成装置のクロックパルスの読出部の他の構成を機能的に示すブロック図である。
【図１１】従来の画像形成装置を含むシステムの構成を示す第１のブロック図である。
【図１２】従来の画像形成装置を含むシステムの構成を示す第２のブロック図である。
【図１３】従来の画像形成装置の問題点を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  クロックパルス発生器
２  カウンタ
３  ＲＡＭ
４  マイクロコンピュータ
５  印字ヘッド
６  ＦＧパルス発生器
７  モータ
８  用紙センサ
９  画像メモリ
１０  垂直同期信号発生器
１１  伝達ギア
１２  プラテンローラ
１３  グリッドローラ
１４  プリント用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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