(57)【要約】【課題】位置決め制御を安定的かつ迅速に行う。【解決手段】位置決め制御装置は、搬送ベルト３０１の移動距離を測定する移動距離検出器５００、検出される移動距離から搬送ベルト３０１の現在の速度を算出する現在速度算出部１０２、移動距離から搬送ベルト３０１が停止位置を決める位置決め領域にあるか否かを判定する位置判定部１００、複数のゲインを有して切り替えて出力するゲイン切替部１０６、切り替えられたゲインを入力して搬送ベルト３０１の目標速度を算出する目標速度算出部１０１、算出された目標速度と現在速度との誤差を算出する速度誤差算出部１０３、および速度誤差を使用して駆動モータ２００を制御する調節計部１０４を備え、搬送ベルト３０１が位置決め領域にあると判定した場合、ゲイン切替部１０６は複数のゲインを切り替えながら出力して位置決めを行う。【選択図】        図１
2007011611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を駆動させる駆動手段、および前記駆動手段による回転軸の駆動によって被搬送物を搬送する搬送体を備えた搬送装置の前記搬送体が移動する停止位置の位置決め制御を行う位置決め制御装置であって、
前記搬送体の移動距離を測定する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体の現在の速度を算出する現在速度算出手段と、
前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体が前記停止位置を決める位置決め領域にあるか否かを判定する位置判定手段と、
前記現在速度算出手段によって算出される現在の速度に乗じるゲインを入力して、前記搬送体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記目標速度算出手段の使用する前記ゲインを複数有し、前記位置判定手段が前記搬送体は前記位置決め領域にあると判定した場合、前記ゲインを切り替えながら前記目標速度算出手段に出力するゲイン切替手段と、
前記目標速度算出手段の算出する目標速度と、前記現在速度算出手段が算出する現在速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段が算出する速度誤差を使用して、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする位置決め制御装置。
【請求項２】
前記ゲイン切替手段は、前記現在速度算出手段によって算出された現在速度にしたがって前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の位置決め制御装置。
【請求項３】
前記位置判定手段が前記搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、前記搬送体の移動方向を判定する移動方向判定手段を、さらに備え、
前記ゲイン切替手段は、前記移動方向判定手段の判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の位置決め制御装置。
【請求項４】
前記移動方向判定手段は、前記現在速度算出手段によって算出された現在速度によって前記移動方向を判定するものであることを特徴とする請求項３に記載の位置決め制御装置。
【請求項５】
前記ゲイン切替手段は、前記現在速度算出手段が算出する前記搬送体の現在速度により被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向であると算出した場合のゲインを、逆の移動方向であると算出した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項４に記載の位置決め制御装置。
【請求項６】
前記移動距離検出手段が検出する前記搬送体の移動距離によって、目標位置と現在位置との差分を判定する差分判定手段を、さらに備え、
前記ゲイン切替手段は、前記差分判定手段によって判定された差分に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の位置決め制御装置。
【請求項７】
前記差分判定手段は、前記被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向か逆の移動方向かを判定するものであり、
前記ゲイン切替手段は、前記差分判定手段によって判定された移動方向に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項６に記載の位置決め制御装置。
【請求項８】
前記ゲイン切替手段は、前記差分判定手段が判定する前記搬送体の現在速度が前記設定された被搬送物の移動方向と同じ移動方向であると判定した場合のゲインを、逆の移動方向であると判定した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項７に記載の位置決め制御装置。
【請求項９】
回転軸を駆動させる駆動手段、および前記駆動手段による回転軸の駆動によって被搬送物を搬送する搬送体を備えた搬送装置の前記搬送体が移動する停止位置の位置決め制御を行う位置決め制御装置における位置決め制御方法であって、
移動距離検出手段によって、前記搬送体の移動距離を測定する移動距離検出工程と、
現在速度算出手段によって、前記移動距離検出工程で検出される移動距離から、前記搬送体の現在の速度を算出する現在速度算出工程と、
位置判定手段によって、前記移動距離検出工程で検出される移動距離から、前記搬送体が前記停止位置を決める位置決め領域にあるか否かを判定する位置判定工程と、
目標速度算出手段によって、前記現在速度算出工程で算出される現在の速度に乗じるゲインを入力して、前記搬送体の目標速度を算出する目標速度算出工程と、
前記目標速度算出工程で使用する前記ゲインを複数有するゲイン切替手段によって、前記位置判定工程で前記搬送体は前記位置決め領域にあると判定された場合、前記ゲインを切り替えながら前記目標速度算出手段に出力するゲイン切替工程と、
速度誤差算出手段によって、前記目標速度算出工程で算出する目標速度と、前記現在速度算出工程で算出する現在速度との誤差を算出する速度誤差算出工程と、
制御手段によって、前記速度誤差算出工程で算出する速度誤差を使用して、前記駆動手段を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする位置決め制御方法。
【請求項１０】
前記ゲイン切替工程は、前記現在速度算出工程で算出された現在速度にしたがって前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項９に記載の位置決め制御方法。
【請求項１１】
前記位置判定工程で前記搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、移動方向判定手段によって、前記搬送体の移動方向を判定する移動方向判定工程を、さらに含み、
前記ゲイン切替工程は、前記移動方向判定工程で判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項９に記載の位置決め制御方法。
【請求項１２】
前記移動方向判定工程は、前記現在速度算出工程で算出された現在速度によって前記移動方向を判定するものであることを特徴とする請求項１１に記載の位置決め制御方法。
【請求項１３】
前記ゲイン切替工程は、前記現在速度算出工程で算出する前記搬送体の現在速度により被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向であると算出した場合のゲインを、逆の移動方向であると算出した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１２に記載の位置決め制御方法。
【請求項１４】
差分判定手段によって、前記移動距離検出工程が検出する前記搬送体の移動距離により、目標位置と現在位置との差分を判定する差分判定工程を、さらに含み、
前記ゲイン切替工程は、前記差分判定工程で判定された差分に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項９に記載の位置決め制御方法。
【請求項１５】
前記差分判定工程は、前記被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向か逆の移動方向かを判定するものであり、
前記ゲイン切替工程は、前記差分判定工程で判定された移動方向に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１４に記載の位置決め制御方法。
【請求項１６】
前記ゲイン切替工程は、前記差分判定工程が判定する前記搬送体の現在速度が前記設定された被搬送物の移動方向と同じ移動方向であると判定した場合のゲインを、逆の移動方向であると判定した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１５に記載の位置決め制御方法。
【請求項１７】
請求項９〜１６のいずれか一つに記載の位置決め制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
画像情報を入力して画像処理を施す画像処理装置、前記画像処理装置が画像処理した画像情報に従って記録紙に画像出力する画像出力装置、回転軸を駆動させる駆動手段、および前記駆動手段による回転軸の駆動によって前記記録紙を搬送する搬送体を有する搬送装置、および前記画像出力装置が前記記録紙に画像出力する位置に前記搬送装置が前記記録紙を搬送するように位置決めを行う位置決め制御装置を備える画像形成装置であって、
前記位置決め制御装置は、
前記搬送体の移動距離を測定する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体の現在の速度を算出する現在速度算出手段と、
前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体が移動する停止位置を決める位置決め領域にあるか否かを判定する位置判定手段と、
前記現在速度算出手段によって算出される現在の速度に乗じるゲインを入力して、前記搬送体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、
前記目標速度算出手段の使用する前記ゲインを複数有し、前記位置判定手段が前記搬送体は前記位置決め領域にあると判定した場合、前記ゲインを切り替えながら前記目標速度算出手段に出力するゲイン切替手段と、
前記目標速度算出手段の算出する目標速度と、前記現在速度算出手段が算出する現在速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差算出手段が算出する速度誤差を使用して、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
前記ゲイン切替手段は、前記現在速度算出手段によって算出された現在速度にしたがって前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記位置判定手段が前記搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、前記搬送体の移動方向を判定する移動方向判定手段を、さらに備え、
前記ゲイン切替手段は、前記移動方向判定手段の判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１７に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め制御装置、位置決め制御方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、画像形成装置、および記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ等の画像形成装置においては、特にインクジェット式の印字機構をもつ画像形成装置においては、紙搬送系を所望の距離分正確に移動および停止させることが、画像品質の面から重要な課題となって来ている。
【０００３】
近年、アナログ制御回路の代わりに安価な汎用のＣＰＵ（中央演算装置）や、ＤＳＰ（ディジタル信号処理プロセッサ）を用いてソフトウェア処理するディジタル制御によって、回路生成のコストを低減し、制御設計の変更を容易にする技術が開発されてきている。
【０００４】
これら画像形成装置において記録紙を搬送する紙搬送ローラ系の移動量の把握には、搬送ローラにロータリエンコーダをとりつけ、ローラの回転角に相当する情報を得ることで、比較的安価に紙搬送ローラ系の移動量を把握することができる。エンコーダは、配設されたエッジによって、パルスを発生する。エンコーダにはアナログ方式およびディジタル方式があるが、ディジタル方式はセンサによって安定的に回転角情報を得ることができる。ここで、得られる回転角情報の精度はエンコーダの解像度に依存する。
【０００５】
図６は、従来の位置決め制御装置による紙搬送系のモータ制御を説明する図である。紙搬送ベルト装置７においては、モータ２７０からタイミングベルト４７０で接続された駆動ローラ３７２が回転することによって、搬送ベルト３７１が移動する。ロータリエンコーダ５７１は、駆動ローラ上３７２に設置されている。
【０００６】
ロータリエンコーダ５７１からの出力をセンサ５７２が検出し、位置決め制御装置１７は取得するセンサ５７２が検出する位置情報に基づいてモータ２７０に制御指令値を出力し、モータ２７０にトルクをかける。制御指令値は、モータドライバによって形式が異なり、電流指令値、電圧指令値などがある。
【０００７】
このようなモータ制御の制御アルゴリズムとしては、目標値付近までは速度フィードバック制御を行い、停止位置付近では位置フィードバック制御を行うものである。また、速度フィードバック制御では、現在の速度を測定し、目標速度との差分がゼロになるように制御を行うものである。
【０００８】
また、位置フィードバック制御では、現在位置の目標位置からの差分に所定のゲインを乗じたものを目標速度として、速度フィードバックを行うことにより、速度と位置の差分を同時にゼロにするように制御を行うものである。
【０００９】
しかしながら、停止位置付近では、モータ軸、駆動ローラ軸、および各ベルトにかかっているプーリなどの回転軸の捩れ具合によって、同じ指令値に対する系の挙動が変わってくることがある。これは、捩れが大きくなればなるほど影響が大きくなる。特に、系の回転方向によって、挙動が異なる。
【００１０】
系には捩れから戻る方向にトルクがかかるため、その方向にはそれほど大きなトルクをかけるように指令値を出力する必要はなく、また、必要以上のトルクをかけると発振するおそれもある。また、捩れから戻る方向の逆方向には、比較的大きなトルクをかける必要があり、このトルクが小さいと、目標位置に収束する時間が遅くなるおそれがある。
【００１１】
しかしながら、従来例においては、この種の精細な副走査方向への制御に対して適用する必要はなかった。それは、副走査方向の位置決め精度よりも画像形成時にインクなどの形成材のにじみによる“ぼやけ”によって、位置決めのズレによる画像劣化が隠されてしまっていたからである。しかしながら、今日、画質向上の要請に応えて、例えばインクジェットプリンタの場合用いるインクの高精度化がなされてきた結果、副走査方向への紙送りの精度も高精度なものが要求されるようになってきた。
【００１２】
インクジェットプリンタなど画像形成装置における位置ずれ補正についての従来例は、上述のようにそれ程高精度の位置決めの必要がなかった事情から、非常に少ないものである。他の技術分野については、例えば、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法の技術における位置決め制御技術が考案されている（特許文献１）。この技術によると、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法であって、バックラッシュから生じる位置決め誤差を補正するために、位置指令と位置出力の遅れを考慮して象現の切り替わり時期を予測し、積分時定数を切り替えて制御する。
【００１３】
【特許文献１】特許第３２７１４４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１の技術においては、工作機械において金属など硬度の高いものを切削するために、巨大なトルクの発生を前提とした技術における同様の課題に対する解決手段であったため、金属切削ほどのトルクが生じない一般的な画像形成装置のような回転軸に対する位置ずれ補正としては、適切なものではなかったという問題があった。
【００１５】
本発明は上記の問題に鑑みてなされ、その目的は、記録紙を搬送する際に、目標位置へ安定かつ迅速にして収束して停止させることができる位置決め制御装置、位置決め制御方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、画像形成装置、および記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、回転軸を駆動させる駆動手段、および前記駆動手段による回転軸の駆動によって被搬送物を搬送する搬送体を備えた搬送装置の前記搬送体が移動する停止位置の位置決め制御を行う位置決め制御装置であって、前記搬送体の移動距離を測定する移動距離検出手段と、前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体の現在の速度を算出する現在速度算出手段と、前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体が移動する停止位置を決める位置決め領域にあるか否かを判定する位置判定手段と、前記現在速度算出手段によって算出される現在の速度に乗じるゲインを入力して、前記搬送体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、前記目標速度算出手段の使用する前記ゲインを複数有し、前記位置判定手段が前記搬送体は前記位置決め領域にあると判定した場合、前記ゲインを切り替えながら前記目標速度算出手段に出力するゲイン切替手段と、前記目標速度算出手段の算出する目標速度と、前記現在速度算出手段が算出する現在速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記速度誤差算出手段が算出する速度誤差を使用して、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の位置決め制御装置において、前記ゲイン切替手段は、前記現在速度算出手段によって算出された現在速度にしたがって前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の位置決め制御装置において、前記位置判定手段が前記搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、前記搬送体の移動方向を判定する移動方向判定手段を、さらに備え、前記ゲイン切替手段は、前記移動方向判定手段の判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００１９】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の位置決め制御装置において、前記移動方向判定手段は、前記現在速度算出手段によって算出された現在速度によって前記移動方向を判定するものであることを特徴とする。
【００２０】
請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の位置決め制御装置において、前記ゲイン切替手段は、前記現在速度算出手段が算出する前記搬送体の現在速度により被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向であると算出した場合のゲインを、逆の移動方向であると算出した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００２１】
請求項６にかかる発明は、請求項１に記載の位置決め制御装置において、前記移動距離検出手段が検出する前記搬送体の移動距離によって、目標位置と現在位置との差分を判定する差分判定手段を、さらに備え、前記ゲイン切替手段は、前記差分判定手段によって判定された差分に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００２２】
請求項７にかかる発明は、請求項６に記載の位置決め制御装置において、前記差分判定手段は、前記被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向か逆の移動方向かを判定するものであり、前記ゲイン切替手段は、前記差分判定手段によって判定された移動方向に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００２３】
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の位置決め制御装置において、前記ゲイン切替手段は、前記差分判定手段が判定する前記搬送体の現在速度が前記設定された被搬送物の移動方向と同じ移動方向であると判定した場合のゲインを、逆の移動方向であると判定した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００２４】
請求項９にかかる発明は、回転軸を駆動させる駆動手段、および前記駆動手段による回転軸の駆動によって被搬送物を搬送する搬送体を備えた搬送装置の前記搬送体が移動する停止位置の位置決め制御を行う位置決め制御装置における位置決め制御方法であって、移動距離検出手段によって、前記搬送体の移動距離を測定する移動距離検出工程と、現在速度算出手段によって、前記移動距離検出工程で検出される移動距離から、前記搬送体の現在の速度を算出する現在速度算出工程と、位置判定手段によって、前記移動距離検出工程で検出される移動距離から、前記搬送体が移動する停止位置を決める位置決め領域にあるか否かを判定する位置判定工程と、目標速度算出手段によって、前記現在速度算出工程で算出される現在の速度に乗じるゲインを入力して、前記搬送体の目標速度を算出する目標速度算出工程と、前記目標速度算出工程で使用する前記ゲインを複数有するゲイン切替手段によって、前記位置判定工程で前記搬送体は前記位置決め領域にあると判定された場合、前記ゲインを切り替えながら前記目標速度算出手段に出力するゲイン切替工程と、速度誤差算出手段によって、前記目標速度算出工程で算出する目標速度と、前記現在速度算出工程で算出する現在速度との誤差を算出する速度誤差算出工程と、制御手段によって、前記速度誤差算出工程で算出する速度誤差を使用して、前記駆動手段を制御する制御工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
請求項１０にかかる発明は、請求項９に記載の位置決め制御方法において、前記ゲイン切替工程は、前記現在速度算出工程で算出された現在速度にしたがって前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１にかかる発明は、請求項９に記載の位置決め制御方法において、前記位置判定工程で前記搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、移動方向判定手段によって、前記搬送体の移動方向を判定する移動方向判定工程を、さらに含み、前記ゲイン切替工程は、前記移動方向判定工程で判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２にかかる発明は、請求項１１に記載の位置決め制御方法において、前記移動方向判定工程は、前記現在速度算出工程で算出された現在速度によって前記移動方向を判定するものであることを特徴とする。
【００２８】
請求項１３にかかる発明は、請求項１２に記載の位置決め制御方法において、前記ゲイン切替工程は、前記現在速度算出工程で算出する前記搬送体の現在速度により被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向であると算出した場合のゲインを、逆の移動方向であると算出した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００２９】
請求項１４にかかる発明は、請求項９に記載の位置決め制御方法において、差分判定手段によって、前記移動距離検出工程が検出する前記搬送体の移動距離により、目標位置と現在位置との差分を判定する差分判定工程を、さらに含み、前記ゲイン切替工程は、前記差分判定工程で判定された差分に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００３０】
請求項１５にかかる発明は、請求項１４に記載の位置決め制御方法において、前記差分判定工程は、前記被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向か逆の移動方向かを判定するものであり、前記ゲイン切替工程は、前記差分判定工程で判定された移動方向に従って前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００３１】
請求項１６にかかる発明は、請求項１５に記載の位置決め制御方法において、前記ゲイン切替工程は、前記差分判定工程が判定する前記搬送体の現在速度が前記設定された被搬送物の移動方向と同じ移動方向であると判定した場合のゲインを、逆の移動方向であると判定した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００３２】
請求項１７にかかる発明は、プログラムにおいて、請求項９〜１６のいずれか一つに記載の位置決め制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３３】
請求項１８にかかる発明は、画像情報を入力して画像処理を施す画像処理装置、前記画像処理装置が画像処理した画像情報に従って記録紙に画像出力する画像出力装置、回転軸を駆動させる駆動手段、および前記駆動手段による回転軸の駆動によって前記記録紙を搬送する搬送体を有する搬送装置、および前記画像出力装置が前記記録紙に画像出力する位置に前記搬送装置が前記記録紙を搬送するように位置決めを行う位置決め制御装置を備える画像形成装置であって、前記位置決め制御装置は、前記搬送体の移動距離を測定する移動距離検出手段と、前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体の現在の速度を算出する現在速度算出手段と、前記移動距離検出手段によって検出される移動距離から、前記搬送体が移動する停止位置を決める位置決め領域にあるか否かを判定する位置判定手段と、前記現在速度算出手段によって算出される現在の速度に乗じるゲインを入力して、前記搬送体の目標速度を算出する目標速度算出手段と、前記目標速度算出手段の使用する前記ゲインを複数有し、前記位置判定手段が前記搬送体は前記位置決め領域にあると判定した場合、前記ゲインを切り替えながら前記目標速度算出手段に出力するゲイン切替手段と、前記目標速度算出手段の算出する目標速度と、前記現在速度算出手段が算出する現在速度との誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記速度誤差算出手段が算出する速度誤差を使用して、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】
請求項１９にかかる発明は、請求項１８に記載の画像形成装置において、前記ゲイン切替手段は、前記現在速度算出手段によって算出された現在速度にしたがって前記ゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００３５】
請求項２０にかかる発明は、請求項１８に記載の画像形成装置において、前記位置判定手段が前記搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、前記搬送体の移動方向を判定する移動方向判定手段を、さらに備え、前記ゲイン切替手段は、前記移動方向判定手段の判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替えながら出力するものであることを特徴とする。
【００３６】
請求項２１にかかる発明は、記録媒体において、請求項１７に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
請求項１にかかる発明によれば、回転軸を有して回転軸を駆動させる駆動手段、および回転軸の駆動によって被搬送物を搬送する搬送体を備えた搬送装置の搬送体が移動する停止位置の位置決め制御を行う位置決め制御装置であって、搬送体の移動距離を測定し、移動距離から、搬送体の現在の速度を算出し、移動距離から、位置決め領域にあるか否かを判定し、搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、目標速度算出に使用するゲインを切り替え、切り替えられたゲインで搬送体の目標速度を算出し、目標速度と、現在速度との誤差を算出し、速度誤差を使用して、駆動手段を制御する。この構成によって、位置決め領域において、搬送体の移動する速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００３８】
請求項２にかかる発明によれば、算出された現在速度にしたがってゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、算出された搬送体の移動する速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００３９】
請求項３にかかる発明によれば、搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、搬送体の移動方向を判定し、判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、移動方向を判定して判定された移動方向に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４０】
請求項４にかかる発明によれば、算出された現在速度によって移動方向を判定する。この構成によって、位置決め領域において、算出された搬送体の移動する現在速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４１】
請求項５にかかる発明によれば、搬送体の現在速度が被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向である場合のゲインを、逆の移動方向である場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替える。この構成によって、位置決め領域において、トルクの捩れと同方向の移動方向である場合はトルクの捩れを利用でき、逆方向の場合は捩れに抗してゲインを高めるようゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、正確に、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４２】
請求項６にかかる発明によれば、搬送体の移動距離によって、目標位置と現在位置との差分を判定し、判定された差分に従ってゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、搬送体の目標位置と現在位置との差分に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４３】
請求項７にかかる発明によれば、被搬送物の設定された移動方向と同方向か逆方向かを判定し、判定された移動方向に従ってゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、搬送体の移動する方向に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４４】
請求項８にかかる発明によれば、搬送体の速度が設定された被搬送物の移動方向と同じ移動方向であると判定した場合のゲインを、逆の移動方向であると判定した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替えながら出力する。この構成によって、位置決め領域において、トルクの捩れと同方向の移動方向である場合はトルクの捩れを利用でき、逆方向の場合は捩れに抗してゲインを高めるようゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、正確に、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４５】
請求項９にかかる発明によれば、回転軸を有して回転軸を駆動させる駆動手段、および回転軸の駆動によって被搬送物を搬送する搬送体を備えた搬送装置の搬送体が移動する停止位置の位置決め制御を行う位置決め制御装置であって、搬送体の移動距離を測定し、移動距離から、搬送体の現在の速度を算出し、移動距離から、位置決め領域にあるか否かを判定し、搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、目標速度算出に使用するゲインを切り替え、切り替えられたゲインで搬送体の目標速度を算出し、目標速度と、現在速度との誤差を算出し、速度誤差を使用して、駆動手段を制御する。この構成によって、位置決め領域において、搬送体の移動する速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４６】
請求項１０にかかる発明によれば、算出された現在速度にしたがってゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、算出された搬送体の移動する速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４７】
請求項１１にかかる発明によれば、搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、搬送体の移動方向を判定し、判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、移動方向を判定して判定された移動方向に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４８】
請求項１２にかかる発明によれば、算出された現在速度によって移動方向を判定する。この構成によって、位置決め領域において、算出された搬送体の移動する現在速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００４９】
請求項１３にかかる発明によれば、搬送体の現在速度が被搬送物の設定された移動方向と同じ移動方向である場合のゲインを、逆の移動方向である場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替える。この構成によって、位置決め領域において、トルクの捩れと同方向の移動方向である場合はトルクの捩れを利用でき、逆方向の場合は捩れに抗してゲインを高めるようゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、正確に、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００５０】
請求項１４にかかる発明によれば、搬送体の移動距離によって、目標位置と現在位置との差分を判定し、判定された差分に従ってゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、搬送体の目標位置と現在位置との差分に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００５１】
請求項１５にかかる発明によれば、被搬送物の設定された移動方向と同方向か逆方向かを判定し、判定された移動方向に従ってゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、搬送体の移動する方向に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００５２】
請求項１６にかかる発明によれば、搬送体の速度が設定された被搬送物の移動方向と同じ移動方向であると判定した場合のゲインを、逆の移動方向であると判定した場合のゲインよりも小さな値に設定して、切り替える。この構成によって、位置決め領域において、トルクの捩れと同方向の移動方向である場合はトルクの捩れを利用でき、逆方向の場合は捩れに抗してゲインを高めるようゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、正確に、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【００５３】
請求項１７にかかる発明によれば、請求項９〜１６のいずれか一つに記載の位置決め制御方法をコンピュータに実行させることができるプログラムを提供できる。
【００５４】
請求項１８にかかる発明によれば、位置決め制御装置は、回転軸を有して回転軸を駆動させる駆動手段、および回転軸の駆動によって被搬送物を搬送する搬送体を備えた搬送装置の搬送体が移動する停止位置の位置決め制御を行う位置決め制御装置であって、搬送体の移動距離を測定し、移動距離から、搬送体の現在の速度を算出し、移動距離から、位置決め領域にあるか否かを判定し、搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、目標速度算出に使用するゲインを切り替え、切り替えられたゲインで搬送体の目標速度を算出し、目標速度と、現在速度との誤差を算出し、速度誤差を使用して、駆動手段を制御する。この構成によって、位置決め領域において、搬送体の移動する速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にし、画質に優れ処理が高速な画像形成装置が提供できる。
【００５５】
請求項１９にかかる発明によれば、算出された現在速度にしたがってゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、算出された搬送体の移動する速度に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にし、画質に優れ処理が高速な画像形成装置が提供できる。
【００５６】
請求項２０にかかる発明によれば、搬送体は位置決め領域にあると判定した場合、搬送体の移動方向を判定し、判定した移動方向に従って、対応するゲインを切り替える。この構成によって、位置決め領域において、移動方向を判定して判定された移動方向に基づいてゲインを切り替えながら位置決め制御を行うので、安定的かつ迅速な目標位置への収束を可能にし、画質に優れ処理が高速な画像形成装置が提供できる。
【００５７】
請求項２１にかかる発明によれば、請求項１７に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納した記録媒体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる位置決め制御装置、位置決め制御方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、画像形成装置、および記録媒体の最良な実施の形態を、実施の形態１、実施の形態２、および複数の変形例に沿って詳細に説明する。
【００５９】
（１．実施の形態１）
以下に、実施の形態１による位置決め制御装置、およびその位置決め制御装置を用いた紙搬送装置について詳細な説明を行う。この紙搬送装置は、インクジェット式の画像形成装置において、搬送ベルトを所定の距離分だけ副走査方向に移動させる位置決め制御装置を有して紙を搬送する装置である。
【００６０】
（１．１．全体構成）
図１は、実施の形態１による紙搬送装置の機能的ブロック図である。実施の形態１による紙搬送装置１は、位置決め制御装置１０、紙搬送ベルト装置３００、および移動距離検出器５００を備える。
【００６１】
紙搬送ベルト装置３００は、駆動モータ２００、駆動ローラ３０２、従動ローラ３０３、およびタイミングベルト４００を有する。駆動モータ２００はタイミングベルト４００を介して駆動ローラ３０２を回転させる。駆動ローラ３０２は駆動ローラ３０２と従動ローラ３０３とによって回転可能に搬送ベルト３０１を支持し、搬送ベルト３０１を回転させる。駆動モータ２００は、例えば、直流モータを使用する。
【００６２】
移動距離検出器５００は、ロータリーエンコーダ５０１およびセンサ５０２を有する。移動距離検出器５００は、搬送ベルト３０１の現在の移動距離を検出する。移動距離検出器５００は、たとえは、ディジタル式の回転型エンコーダを駆動モータ２００に取り付けたもの、回転型エンコーダを駆動ローラ３０２に取り付けたもの、リニアエンコーダを搬送ベルト３０１表面に取り付けたもの等が適用可能である。これらのエンコーダは、移動距離が所定の最小単位の整数倍でのみ得ることができる。ロータリエンコーダ５０１からは、移動距離が、エンコーダパルス単位の整数値で出力される。ここでは、ロータリエンコーダ５０１を駆動ローラ３０２に取り付けたものについて説明を行うが、この形式に限られるものではない。
【００６３】
ロータリエンコーダ５０１は、移動距離をエンコーダパルス単位の整数値として出力する。センサ５０２は、ロータリエンコーダ５０１が出力したエンコーダパルスを検出して、位置決め制御装置１０に出力する。
【００６４】
（１．２．位置決め制御装置）
位置決め制御装置１０は、位置判定部１００、目標速度算出部１０１、現在速度算出部１０２、速度誤差算出部１０３、調節計部１０４、速度判定部１０５、およびゲイン切替部１０６を有する。
【００６５】
位置判定部１００は、移動距離検出器５００によって検出された移動距離を目標位置と比較して、位置決め制御装置１０が搬送ベルト３０１を停止するために位置決め制御動作を行う位置決め制御区域にあるか否かを判定する。ここで、位置決め制御区域が設定されているのは、この位置決め制御装置１０は、最初、停止位置にいわば大まかに近づけて、停止位置に近づいてから正確な停止位置に向けて精細な制御処理を施すために、この精細な制御処理を施す区域として位置決め制御区域が設定されている。位置決め制御区域は、例えば、停止位置から数十ミクロンの区域である。
【００６６】
現在速度算出部１０２は、移動距離検出器５００から移動距離を入力し、入力した移動距離に基づいて現在速度を算出し、算出した現在速度を速度誤差算出部１０３および速度判定部１０５に対して出力する。
【００６７】
速度判定部１０５は、現在速度算出部１０２から現在速度を入力し、入力した現在速度が正か負かを判定し、正負の判定結果をゲイン切替部１０６に対して出力する。
【００６８】
ゲイン切替部１０６は、速度判定部１０５から判定結果を入力し、判定された現在速度の正負に従って対応するゲインを、複数のゲインの中から選択し、目標速度算出部１０１に対して出力する。
【００６９】
目標速度算出部１０１は、移動距離検出器５００から移動距離情報を入力して搬送ベルト３０１の移動速度を算出し、またゲイン切替部１０６から切り換えられるゲインを入力する。目標速度算出部１０１は、算出した搬送ベルト３０１の移動速度に対して入力したゲインをかけて目標速度を生成し、生成した目標速度を速度誤差算出部１０３に対して出力する。
【００７０】
速度誤差算出部１０３は、目標速度算出部１０１から目標速度を入力し、現在速度算出部１０２から現在速度を入力する。速度誤差算出部１０３は、入力した現在速度と目標速度との差分である速度誤差を生成し、調節計部１０４に対して出力する。
【００７１】
調節計部１０４は、速度誤差算出部１０３から速度誤差を入力し、モータ駆動出力を計算し、駆動モータ２００に対して駆動の指令値であるモータ駆動量を出力する。
【００７２】
この位置決め制御装置１０を構成する各部は、汎用のコンピュータ、あるいは汎用のディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）に対するプログラミングによって構成することができる。
【００７３】
次に、位置決め制御装置１０を用いた紙搬送装置１の動作について説明する。目標速度算出部１０１は、制御開始を基準とする時刻、現在のベルト移動距離、および現在速度を用いて、各時刻における目標速度を算出する。
【００７４】
図２は、目標速度算出部１０１が使用する目標速度生成アルゴリズムの１例を示す模式図である。目標速度算出部１０１は、目標速度生成手法として、このような略台形型の目標速度生成アルゴリズムを使用する。図２に示された目標速度生成アルゴリズムでは、ディジタル制御であるのでサンプル時刻を採る。目標速度算出部１０１は、目標速度を、制御開始時刻から所定の時刻ｔ１までの間は等加速度で加速を行い、所定の速度ｖ２に達した時点で、等速制御に切り替える。その後、移動距離が所定量（ｐ３）に達した時点から、目標速度が移動距離の関数によって表される減速に入る。次に、現在速度がｖ４に達した時点から、再度等速制御に入る。
【００７５】
さらに、移動距離が所定量ｐ５に達した時点から、再度目標速度が移動距離の関数によって表される減速制御に入る。さらに、移動距離がｐ６に達した時点以降は、位置制御モードに入る。目標位置から近い所定の近傍領域を、位置決め制御区域に設定してある。位置決め制御区域では、位置決め制御装置１０は、搬送ベルト３０１が停止位置目標に収束しながら近づいていくように制御する。
【００７６】
ここで、位置判定部１００は、上述のように移動距離検出器５００のセンサ５０２によって検出された移動距離によって、移動距離が位置決め制御区域に達したか否かを判定する。現在速度算出部１０２では、移動距離検出器５００から入力された移動距離の隣接するサンプル時刻間の差分によって現在速度を求める。
【００７７】
目標速度算出部１０１は、位置判定部１００が位置決め制御区域以外であると判定した場合、図２で求められる目標速度によって、目標速度を算出する。速度誤差算出部１０３は、目標速度算出部１０１による目標速度と現在速度算出部１０２による現在速度の誤差を算出する。
【００７８】
一方、目標速度算出部１０１は、位置判定部１００が位置決め制御区域であると判定した場合、目標位置と現在位置との差分に対して、ゲイン切替部１０６から入力されたゲインを乗じた値を目標速度として算出する。そして、速度判定部１０５は、現在速度算出部１０２から入力された現在速度が駆動モータ２００の回転方向と同方向である正か、駆動モータ２００の逆回転方向である負かを判定し、正負の判定結果をゲイン切替部１０６に出力する。
【００７９】
ゲイン切替部１０６では、複数の異なるゲインを保持し、入力された判定結果に従って、対応するゲインを選択し、目標速度算出部１０１に出力する。たとえば、ｇ１、ｇ２（ｇ１＜ｇ２）と２個のゲインを保持し、入力された判定結果が正の場合は、捩れから戻るトルクがかかるため、比較的値の小さいｇ１を選択し、判定結果が負の場合は、捩れから戻るトルクに相当するトルクをかける必要があるため比較的値の大きなｇ２を選択する。
【００８０】
速度誤差算出部１０３では、目標速度と、現在速度算出部１０２により算出された現在速度との差分を計算し、調節計部１０４に出力する。調節計部１０４は、入力した速度誤差に基づいて駆動モータ２００を制御する。
【００８１】
ここで、調節計部１０４は、入力された速度誤差に従い所定の調節計演算を用いてモータ出力を算出する。調節計演算としては、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御、および状態フィードバック制御が挙げられる。この中でもＰＩ制御は安定的な制御結果を得ることができるが、これに限定するものではない。
【００８２】
このように、位置決め制御区域ではゲインを切り替えながら算出された速度誤差を使用して駆動モータ２００を駆動することによって、目標位置に安定的かつ迅速に位置決めすることができる。
【００８３】
（１．３．位置決め制御手順）
図３は、実施の形態１による位置決め制御手順を示すフローチャートである。位置判定部１００は、搬送ベルト３０１の移動位置が位置決め制御区域か否かを判定しており（ステップＳ１０１）、位置決め制御区域ではないと判定した場合（ステップＳ１０１のＮｏ）、目標速度算出部１０１は、図２に示したアルゴリズムによって、位置決め制御区域外での目標速度を算出する（ステップＳ１０２）。ここで、制御区間ではない状態とは、図２において位置ｐ６よりも前の時間における状態である。
【００８４】
また、現在速度算出部１０２が現在速度を算出すると（ステップＳ１０３）、速度誤差算出部１０３は、算出された目標速度と現在速度との誤差を算出する（ステップＳ１０４）。この場合は、位置決め区間ではないので、ゲインを切り替えることなく、図２に示されたアルゴリズムに従って単純な速度誤差を算出すればよい。
【００８５】
そして、調節計部１０４は、速度誤差算出部１０３によって算出された速度誤差に従って駆動ローラ２００を制御して駆動させ、コントローラ処理を施す（ステップＳ１０５）。このように、位置決め制御区域外においては、経過時間を変数として定まる速度の特性であるアルゴリズムを使用して求まる目標速度から速度誤差を算出し、駆動ローラを制御する。この位置決め制御区域以外では、搬送ベルト３０１を、いわば微調整することなく迅速に停止位置近くの位置決め制御区域に急接近させればよいのである。
【００８６】
一方、位置判定部１００が、搬送ベルト３０１の移動位置が位置決め制御区域にあると判定した場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、即ち、図２において位置ｐ６に搬送ベルト３０１が移動したと判定した以後においては、精細な位置決め処理を開始することになる。先ず、現在速度算出部１０２が搬送ベルト３０１の現在速度を算出する（ステップＳ１０６）。ここでの速度は、移動距離検出器５００による移動距離の時間的な経過から検出することができる。
【００８７】
速度判定部１０５は、駆動ローラ３０２の回転の方向が正か否かを判定し（ステップＳ１０７）、正であると判定した場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、即ち、搬送ベルト３０１が副走査方向として設定されている方向と同じ方向であると判定した場合、ゲイン切替部１０６は、正用のゲインに切り替える（ステップＳ１０８）。そして、目標速度算出部１０１は、正用のゲインを現在速度にかけて計算し、目標速度として算出する。ここで、現在速度は位置差分として検出できるので、正用のゲインを現在の位置差分にかけて算出することができる（ステップＳ１０９）。速度誤差算出部１０３は、現在速度と目標速度との誤差を算出し（ステップＳ１０４）、調節計部１０４が速度差分に従って駆動ローラ２００を制御して駆動させ、搬送ベルト３０１に対してコントローラ処理を施す（ステップＳ１０５）。
【００８８】
一方、速度判定部１０５は、駆動ローラ３０２の回転の方向が正ではないと判定した場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、即ち、搬送ベルト３０１が副走査方向として設定されている方向と逆の方向であると判定した場合、ゲイン切替部１０６は、負用のゲインに切り替える（ステップＳ１１０）。そして、目標速度算出部１０１は、負用のゲインを現在速度にかけて計算し、目標速度として残す。
【００８９】
ここで、現在速度は位置差分として検出できるので、負用のゲインを現在の位置差分にかけて算出することができる（ステップＳ１１１）。速度誤差算出部１０３は、現在速度と目標速度との誤差を算出し（ステップＳ１０４）、調節計部１０４が速度差分に従って駆動ローラ２００を制御して駆動させ、コントローラ処理を施す（ステップＳ１０５）。
【００９０】
（１．４．変形例）
ここで、差分の正負によってのみならず、その絶対値によっても規定されるゲインとすることができる。より細やかなゲイン切替が可能となるからである。
【００９１】
（１．５．効果）
このように、実施の形態１による位置決め制御装置は、搬送ベルト３０１を駆動する駆動ローラ３０２に加わるトルク変動による誤差を、駆動ローラの回転方向に従って異なるゲインを切り替えることにより、安定的にかつ迅速に目標位置へ収束することを可能にする。
【００９２】
（２．実施の形態２）
（２．１．全体構成）
実施の形態２による位置決め制御装置、およびこの位置決め制御装置を用いた紙搬送装置について説明する。紙搬送装置２は、インクジェット式の画像形成装置において、搬送ベルトを所定の距離分だけ副走査方向に移動させる位置決め制御装置を有して紙を搬送する装置である。
【００９３】
図４は、実施の形態２による位置決め制御装置を適用した紙搬送装置の機能的ブロック図である。紙搬送装置２は、位置決め制御装置１２、紙搬送ベルト装置３００、および移動距離検出器５００を備える。ここで、実施の形態１における構成と同符号のものは、それら構成と動作も同様であるので、説明を省略し、あるいは簡略な説明とし、実施の形態１と異なる点について主に説明する。
【００９４】
ここで、駆動モータ２００、紙搬送ベルト装置３００、タイミングベルト４００、および移動距離検出器５００は、実施の形態１による構成と同様であるので説明を省略する。
【００９５】
（２．２．実施の形態２による位置決め制御装置）
位置決め制御装置１２は、位置判定部１００、目標速度算出部１２１、現在速度算出部１０２、速度誤差算出部１２３、調節計部１２４、位置差分判定部１２５、およびゲイン切替部１２６を有する。
【００９６】
位置判定部１００は、移動距離検出器５００によって検出された移動距離を目標位置と比較して、位置決め制御装置１２が搬送ベルト３０１を停止するために位置決め制御動作を行う位置決め制御区域にあるか否かを判定する。
【００９７】
現在速度算出部１０２は、移動距離検出器５００から移動距離を入力し、入力した移動距離に基づいて現在速度を算出し、速度誤差算出部１２３に対して出力する。
【００９８】
位置差分判定部１２５は、移動距離検出器５００から移動距離を入力し、入力した現在位置と目標位置との差分を計算し、計算された差分が正か負かを判定して、正負の判定結果をゲイン切替部１２６に対して出力する。
【００９９】
ゲイン切替部１２６は、位置差分判定部１２５からの差分の正負の判定結果を入力し、正負の判定結果に対応するゲインを目標速度算出部１２１に対して出力する。
【０１００】
目標速度算出部１２１は、移動距離検出器５００から移動距離を入力し、またゲイン切替部１２６からゲインを入力する。目標速度算出部１２１は、入力した移動距離およびゲインに基づいて目標速度を生成し、生成した目標速度を速度誤差算出部１２３に出力する。
【０１０１】
速度誤差算出部１２３は、目標速度算出部１２１から目標速度を入力し、現在速度算出部１０２から現在速度を入力して、これら両速度の差分である速度誤差を生成し、調節計部１２４に対して出力する。
【０１０２】
調節計部１２４は、速度誤差算出部１２３から速度誤差を入力して駆動モータ２００の駆動出力を計算し、駆動モータ２００に対して出力する。
【０１０３】
当業者には自明であるが、実施の形態２による位置決め制御装置は、位置差分判定部１２５、および速度誤差算出部１２３を除けば、一般的な閉ループ型の速度制御装置を構成している。
【０１０４】
この位置決め制御装置１２を構成する各部は、汎用のコンピュータ、あるいは汎用のディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）に対するプログラミングによって構成することができる。
【０１０５】
ここで、実施の形態２による位置決め制御装置１２を用いた紙搬送装置２の動作について説明する。目標速度算出部１２１は、制御開始を基準とする時刻、現在のベルト移動量である移動距離、および現在速度を用いて、各時刻における目標速度を算出する。搬送ベルト３０１が位置決め制御区域以外にある場合は、目標速度算出部１２１が算出する目標速度算出手法としては、実施の形態１の場合と同様に、図２に示すような略台形型の目標速度生成アルゴリズムを使用して算出する。
【０１０６】
図２の目標速度生成アルゴリズムで横軸の時間は、ディジタル制御であるためサンプル時刻である。この目標速度生成アルゴリズムは、制御開始時刻から所定の時刻ｔ１までの間は、等加速度で加速を行う。所定の速度ｖ２に達した時点で、等速制御に切り替わる。その後、移動距離が所定量（ｐ３）に達した時点から、目標速度が移動距離の関数によって表される減速に入る。次に、現在速度がｖ４に達した時点から、再度等速制御に入る。さらに、移動距離が所定量ｐ５に達した時点から、再度目標速度が移動距離の関数によって表される減速制御に入る。さらに、移動距離がｐ６に達した時点から、位置制御モードに入る。位置ｐ６以後の時間で示された区域は、位置決め制御区域である。位置決め制御区域についての説明は実施の形態１の場合と同様であるので省略する。
【０１０７】
ここで、位置判定部１００は、移動距離検出器５００によって検出された移動距離によって、移動距離が位置決め制御区域に達したか否かを判定する。
【０１０８】
この位置決め制御区域においては、目標位置と現在位置との差分に、ゲイン切替部１２６から入力されたゲインを乗じた値を目標速度とし、速度制御を行う。また、現在速度算出部１０２は、移動距離検出器５００から入力された移動距離のサンプル時刻間の差分によって現在速度を求める。
【０１０９】
速度誤差算出部１２３は、目標速度算出部１２１によって生成された目標速度と、現在速度算出部１０２により生成された現在速度との差分を計算し、速度誤差を出力する。
【０１１０】
位置差分判定部１２５は、入力された現在位置と目標位置との差分がオーバーシュート状態である場合を正とし、オーバーシュートしていない状態を負とし、該正負を判定し、判定結果をゲイン切替部１２６に出力する。
【０１１１】
ゲイン切替部１２６は、複数の異なるゲインを保持し、入力された判定結果に従って対応するゲインを複数の異なるゲインの中から選択する。そして、ゲイン切替部１２６は、選択したゲインを、目標速度算出部１２１に出力する。たとえば、ｇ１、ｇ２（ｇ１＜ｇ２）と２個のゲインを保持し、入力された判定結果が負の場合、即ちオーバーシュートしていない状態では、捩れから戻るトルクがかかるため、比較的値の小さいｇ１を選択し、判定結果が正の場合はオーバーシュートした状態であり、捩れから戻るトルクに相当するトルクをかける必要があるため、比較的値の大きなｇ２を選択する。
【０１１２】
調節計部１２４は、位置決め制御区域内であっても、外であっても、速度誤差算出部１２３から入力する速度誤差に従って、所定の調節計演算を用いて駆動モータ２００の出力を算出する。調節計演算としては、例えばＰ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御、および状態フィードバック制御などを使用する。特に、ＰＩ制御は安定的な制御結果を得ることができるのであるが、これに限られるものではない。
【０１１３】
（２．３．位置決め制御手順）
図５は、実施の形態２による位置決め制御手順を示すフローチャートである。位置判定部１００は、搬送ベルト３０１の移動位置が位置決め制御区域か否かを判定しており（ステップＳ２０１）、位置決め制御区域ではないと判定した場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、目標速度算出部１２１は、図２に示したアルゴリズムによって、位置決め制御区域外での目標速度を算出する（ステップＳ２０２）。ここで、制御区間ではない状態とは、図２において位置ｐ６よりも前の時間における状態である。
【０１１４】
また、現在速度算出部１０２が現在速度を算出すると（ステップＳ２０３）、速度誤差算出部１２３は、算出された目標速度と現在速度との誤差を算出する（ステップＳ２０４）。この場合は、位置決め区間ではないので、ゲインを切り替えることなく、図２のアルゴリズムに従って単純な速度誤差を算出すればよい。
【０１１５】
そして、調節計部１２４は、速度誤差算出部１２３によって算出された速度誤差に従って駆動ローラ２００を制御して駆動させ、コントローラ処理を施す（ステップＳ２０５）。このように、位置決め制御区域外においては、経過時間を変数として定まる速度の特性であるアルゴリズムを使用して求まる目標速度から速度誤差を算出し、駆動ローラを制御する。この位置決め制御区域以外では、搬送ベルト３０１を、いわば微調整することなく迅速に停止位置近くの位置決め制御区域に急接近させればよいのである。
【０１１６】
一方、位置判定部が、搬送ベルト３０１の移動位置が位置決め制御区域にあると判定した場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、即ち、図２において位置ｐ６に搬送ベルト３０１が移動したと判定した以後においては、精細な位置決め処理を開始することになる。先ず、位置差分判定部１２５が搬送ベルト３０１の目標位置からの現在位置の差分を算出する（ステップＳ２０６）。ここでの位置差分は、移動距離検出器５００による移動距離から算出する。
【０１１７】
位置差分判定部１２５は、算出した差分値が駆動ローラ３０２の回転の方向と対応する正の値であるか否かを判定し（ステップＳ２０７）、正であると判定した場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、即ち、搬送ベルト３０１が副走査方向として設定されている方向と同じ方向であると判定した場合は、ゲイン切替部１２６は、正用のゲインに切り替える（ステップＳ２０８）。そして、目標速度算出部１２１は、正用のゲインを算出した位置差分にかけて計算し、目標速度として算出する（ステップＳ２０９）。
【０１１８】
そして、現在速度算出部１０２が現在速度を算出し（ステップＳ２０３）、速度誤差算出部１２３が現在速度と目標速度との誤差を算出し（ステップＳ２０４）、調節計部１２４が速度差分に従って駆動ローラ２００を制御して駆動させ、搬送ベルト３０１に対してコントローラ処理を施す（ステップＳ２０５）。
【０１１９】
一方、位置差分判定部１２５は、駆動ローラ３０２の回転の方向と対応する正の値ではないと判定した場合（ステップＳ２０７のＮｏ）、即ち、搬送ベルト３０１が副走査方向として設定されている方向と逆の方向であると判定した場合、ゲイン切替部１２６は、負用のゲインに切り替える（ステップＳ２１０）。そして、目標速度算出部１２１は、負用のゲインを算出した差分値にかけて計算し、目標速度として残す（ステップＳ２１１）。
【０１２０】
そして、現在速度算出部１０２が現在速度を算出し（ステップＳ２０３）、速度誤差算出部１２３が現在速度と目標速度との誤差を算出し（ステップＳ２０４）、調節計部１２４が速度差分に従って駆動ローラ２００を制御して駆動させ、コントローラ処理を施す（ステップＳ２０５）。
【０１２１】
（２．４．変形例）
以上説明した構成では、位置差分判定部１２５によって、搬送ベルト３０１の移動方向を判定したが、ここで、現在速度算出部１０２の算出する移動速度の正負の符号情報を入力して移動方向を判定する構成とすることができる。これにより、位置差分判定部１２５の機能を現在速度算出部１０２に分担させることができる。
【０１２２】
またここで、差分の正負によってのみならず、その絶対値によっても規定されるゲインとすることができる。より細やかなゲイン切替が可能となるからである。
【０１２３】
（２．５．効果）
以上説明したように、実施の形態２による位置決め制御装置は、現在位置と目標位置との差分によってゲインを切り替えるゲイン切替部を備えることにより、安定かつ迅速な目標位置への収束を可能にする。
【０１２４】
（３．ハードウェア構成など）
図７は、かかるインクジェットプリンタのハードウェア構成を示すブロック図である。このインクジェットプリンタは、ファックスやスキャナなどの複合的機能を備える複合機として構成されている。図に示すように、このインクジェットプリンタは、コントローラ１２１０とエンジン部１２６０とをＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バスで接続した構成となる。コントローラ１２１０は、インクジェットプリンタ全体の制御と表示ユニットによる表示処理、制御ユニットによる各種制御、画像形成ユニットによる画像形成など、ＦＣＵＩ／Ｆ１２３０、操作部１２２０からの入力を制御するコントローラである。エンジン部１２６０は、ＰＣＩバスに接続可能な画像処理エンジンなどであり、例えば取得した画像データに対して誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
【０１２５】
コントローラ１２１０は、ＣＰＵ１２１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１２１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１２１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１２１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１２１７と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｅｒｃｕｉｔ）１２１６と、ハードディスクドライブ１２１８とを有し、ノースブリッジ１２１３とＡＳＩＣ１２１６との間をＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｏｒｔ）バス１２１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１２１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２１２ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２１２ｂとをさらに有する。
【０１２６】
ＣＰＵ１２１１は、インクジェットプリンタの全体制御を行うものであり、ＮＢ１２１３、ＭＥＭ−Ｐ１２１２およびＳＢ１２１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。
【０１２７】
ＮＢ１２１３は、ＣＰＵ１２１１とＭＥＭ−Ｐ１２１２、ＳＢ１２１４、ＡＧＰ１２１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１２１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
【０１２８】
ＭＥＭ−Ｐ１２１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２１２ａとＲＡＭ１２１２ｂとからなる。ＲＯＭ１２１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、画像処理時の画像描画メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
【０１２９】
ＳＢ１２１４は、ＮＢ１２１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１２１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１２１３と接続されており、このＰＣＩバスには、通信Ｉ／Ｆ１２３０なども接続される。
【０１３０】
ＡＳＩＣ１２１６は、マルチメディア情報処理用のハードウェア要素を有するマルチメディア情報処理用途向けのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰ１２１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１２１８およびＭＥＭ−Ｃ１２１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。
【０１３１】
このＡＳＩＣ１２１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１２１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１２１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジック等により画像データの回転などを行う複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部１２６０との間でＰＣＩバスを介してＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）１２４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）インタフェース１２５０が接続される。
【０１３２】
ＭＥＭ−Ｃ１２１７は、送信用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ１２１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストーレジである。
【０１３３】
ＡＧＰ１２１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレータカード用のバスインタフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１２１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィクスアクセラレータカードを高速にするものである。
【０１３４】
ＡＳＩＣ１２１６に接続するキーボード１２２０は、操作者からの操作入力を受け付けて、ＡＳＩＣ１２１６に受け付けられた操作入力情報を送信する。
【０１３５】
なお、実施形態のインクジェットプリンタで実行される位置決め制御プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。
【０１３６】
実施形態のインクジェットプリンタで実行される位置決め制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【０１３７】
さらに、実施形態のインクジェットプリンタで実行される位置決め制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、実施形態のインクジェットプリンタで実行される位置決め制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【０１３８】
実施の形態のインクジェットプリンタで実行される位置決め制御プログラムは、上述した各部（位置判定部１００、目標速度算出部１０１、現在速度算出部１０２、速度誤差算出部１０３、調節計部１０４、速度判定部１０５、およびゲイン切替部１０６）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭから位置決め制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、位置判定部１００、目標速度算出部１０１、現在速度算出部１０２、速度誤差算出部１０３、調節計部１０４、速度判定部１０５、およびゲイン切替部１０６が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０１３９】
以上説明した本発明の実施の形態あるいは変形例は、説明のための一例であって、本発明はここに説明したこれらの具体例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
以上のように、本発明にかかる位置決め制御装置、位置決め制御方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、画像形成装置、および記録媒体は、画像形成装置の紙搬送技術に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】実施の形態１による紙搬送装置の機能的ブロック図である。
【図２】目標速度算出部１０１が使用する目標速度生成アルゴリズムの１例を示す模式図である。
【図３】実施の形態１による位置決め制御手順を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２による位置決め制御装置を適用した紙搬送装置の機能的ブロック図である。
【図５】実施の形態２による位置決め制御手順を示すフローチャートである。
【図６】従来の位置決め制御装置による紙搬送系のモータ制御を説明する図である。
【図７】かかるインクジェットプリンタのハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１、２、７  紙搬送装置
１０、１２、１７  位置決め制御装置
１００  位置判定部
１０１、１２１  目標速度算出部
１０２  現在速度算出部
１０３、１２３  速度誤差算出部
１０４、１２４  調節計部
１０５  速度判定部
１０６、１２６  ゲイン切替部
１２５  位置差分判定部
２００  駆動モータ
３００  紙搬送ベルト装置
３０２  駆動ローラ
３０３  従動ローラ
４００  タイミングベルト
５００  移動距離検出器
【図１】
2007011611.tif 000003
【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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