(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ヘッドを有する印刷装置であって、
前記印刷ヘッドを搭載したキャリッジと、
前記キャリッジを移動させるキャリッジモータと、
前記キャリッジモータの動作を制御するための駆動制御装置と、
を備え、
前記駆動制御装置は、
前記キャリッジモータを駆動する駆動回路と、
前記キャリッジの現行速度を検出する検出部と、
前記キャリッジの目標速度を発生する目標速度発生部と、
前記キャリッジの目標速度と現行速度との偏差に応じて前記駆動回路に供給すべき制御信号を生成する制御部と、
を有しており、
前記制御部は、
比例要素と積分要素とを含み、前記速度偏差に応じて演算結果をそれぞれ求める複数の演算要素と、
前記複数の演算要素の演算結果を加算する加算器と、
前記加算器の加算結果に応じて前記制御信号の信号レベルを調整する調整部と、
を含み、
前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記積分要素における積分結果を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記積分要素は、前記速度偏差ΔＶと積分ゲインＫｉとの積ΔＶ・Ｋｉに前回の積分結果を加算することによって前記積分結果を更新し、
前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記積ΔＶ・Ｋｉの値を０に設定することによって前記積分結果を調整する、印刷装置。
【請求項３】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記加算結果と前記有効限界値との差を前記積分要素における積分結果から減算するとともに、前記加算結果を前記有効限界値に等しい値に設定することによって前記積分結果を調整する、印刷装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記有効限界値は、前記キャリッジモータの最大出力に相当する値である、印刷装置。
【請求項５】
印刷ヘッドを有する印刷装置であって、
前記印刷ヘッドを搭載したキャリッジと、
前記キャリッジを移動させるキャリッジモータと、
前記キャリッジモータの動作を制御するための駆動制御装置と、
を備え、
前記駆動制御装置は、
前記キャリッジモータを駆動する駆動回路と、
前記キャリッジの現行速度を検出する検出部と、
前記キャリッジの目標速度を発生する目標速度発生部と、
前記キャリッジの目標速度と現行速度との偏差に応じて前記駆動回路に供給すべき制御信号を生成する制御部と、
を有しており、
前記制御部は、
比例要素と積分要素とを含み、前記速度偏差に応じて演算結果をそれぞれ求める複数の演算要素と、
前記複数の演算要素の演算結果を加算する加算器と、
前記加算器の加算結果に応じて前記制御信号の信号レベルを調整する調整部と、
を含み、
前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を所定回数連続して超えたときに、前記目標速度発生部における目標速度を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止することを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項５記載の印刷装置であって、
前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を所定回数連続して超えたときに、前記目標速度発生部における目標速度を前記現行速度に等しい値に設定する、印刷装置。
【請求項７】
印刷ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを移動させるキャリッジモータと、を有する印刷装置に用いられ、前記キャリッジモータの動作を制御するための駆動制御装置であって、
前記キャリッジモータを駆動する駆動回路と、
前記キャリッジの現行速度を検出する検出部と、
前記キャリッジの目標速度を発生する目標速度発生部と、
前記キャリッジの目標速度と現行速度との偏差に応じて前記駆動回路に供給すべき制御信号を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
比例要素と積分要素とを含み、前記速度偏差に応じて演算結果をそれぞれ求める複数の演算要素と、
前記複数の演算要素の演算結果を加算する加算器と、
前記加算器の加算結果に応じて前記制御信号の信号レベルを調整する調整部と、
を含み、
前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記積分要素における積分結果を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項８】
印刷ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを移動させるキャリッジモータと、を有する印刷装置に用いられ、前記キャリッジモータの動作を制御するための駆動制御装置であって、
前記キャリッジモータを駆動する駆動回路と、
前記キャリッジの現行速度を検出する検出部と、
前記キャリッジの目標速度を発生する目標速度発生部と、
前記キャリッジの目標速度と現行速度との偏差に応じて前記駆動回路に供給すべき制御信号を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
比例要素と積分要素とを含み、前記速度偏差に応じて演算結果をそれぞれ求める複数の演算要素と、
前記複数の演算要素の演算結果を加算する加算器と、
前記加算器の加算結果に応じて前記制御信号の信号レベルを調整する調整部と、
を含み、
前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を所定回数連続して超えたときに、前記目標速度発生部における目標速度を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項９】
印刷ヘッドを搭載したキャリッジを移動させるキャリッジモータの動作を制御する方法であって、
（ａ）前記キャリッジの現行速度を検出する工程と、
（ｂ）前記キャリッジの目標速度を発生する工程と、
（ｃ）前記キャリッジの目標速度と現行速度との偏差に応じて前記キャリッジモータの駆動回路に供給すべき制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記工程（ｃ）は、
（ｄ）比例要素と積分要素とを含む複数の演算要素を用い、前記速度偏差に応じて複数の演算結果を求める工程と、
（ｅ）前記複数の演算要素を加算する工程と、
（ｆ）前記加算器の加算結果に応じて前記制御信号の信号レベルを調整する工程と、
を含み、
前記工程（ｆ）は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記積分要素における積分結果を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止することを特徴とするキャリッジモータの制御方法。
【請求項１０】
印刷ヘッドを搭載したキャリッジを移動させるキャリッジモータの動作を制御する方法であって、
（ａ）前記キャリッジの現行速度を検出する工程と、
（ｂ）前記キャリッジの目標速度を発生する工程と、
（ｃ）前記キャリッジの目標速度と現行速度との偏差に応じて前記キャリッジモータの駆動回路に供給すべき制御信号を生成する工程と、
を備え、
前記工程（ｃ）は、
（ｄ）比例要素と積分要素とを含む複数の演算要素を用い、前記速度偏差に応じて複数の演算結果を求める工程と、
（ｅ）前記複数の演算要素を加算する工程と、
（ｆ）前記加算器の加算結果に応じて前記制御信号の信号レベルを調整する工程と、
を含み、
前記工程（ｆ）は、前記加算結果が所定の有効限界値を所定回数連続して超えたときに、前記目標速度を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止することを特徴とするキャリッジモータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、印刷装置のキャリッジモータの動作を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、印刷ヘッドを搭載したキャリッジと、キャリッジを移動させるためのキャリッジモータと、キャリッジモータを制御するための駆動制御装置とを備えている。図９は、従来の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。この駆動制御装置は、制御回路３００と、駆動回路３２０と、キャリッジモータ３３０とを有している。キャリッジモータ３３０には、キャリッジの現行速度Ｖｃを検出するためのエンコーダ３３２が設けられている。制御回路３００は、目標速度Ｖｔと現行速度Ｖｃとの偏差ΔＶを求めるための減算器３０２と、比例要素３０４と、積分要素３０６と、微分要素３０８と、加算器３１０とを含んでいる。３つの演算要素３０４，３０６，３０８は、速度偏差ΔＶに応じた演算結果を出力し、これらの演算結果が加算器３１０によって加算される。この加算結果ΣＱは、制御信号として駆動回路３２０に供給される。駆動回路３２０は、この制御信号ΣＱに応じた駆動信号Ｓdrをキャリッジモータ３３０に供給してこれを駆動する。
【０００３】
図１０は、モータ駆動信号Ｓdrと、キャリッジモータ３３０の特性との関係を示す説明図である。図１０（Ａ）は、モータ駆動信号Ｓdrの信号変化を示している。モータ駆動信号ＳdrのデューティＤｔは、オンレベルにある期間Ｔonを、駆動信号の１周期Ｔｐで割った値である。なお、本明細書では、モータ駆動信号ＳdrのデューティＤｔを「キャリッジモータのデューティ」とも呼ぶ。
【０００４】
キャリッジモータ３３０としてブラシ付き直流モータを使用した場合には、そのトルク／回転数特性は、図１０（Ｂ）に示すように、デューティＤｔに比例する。駆動回路３２０は、駆動信号ＳdrのデューティＤｔが制御信号ΣＱに比例するように駆動信号Ｓdrを生成する。この結果、キャリッジモータ３３０は、制御回路３００から与えられる制御信号ΣＱに応じた駆動力を発生してキャリッジを駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した制御回路３００のように通常のＰＩＤ制御を行う制御回路は、キャリッジモータ３３０の速度や位置を高精度に制御することが可能である。しかし、何らかの原因でキャリッジモータ３３０への負荷が過大になると、制御精度が低下する場合がある。例えば、キャリッジのガイドレールの摩擦力が大きくなったり、キャリッジに過大な重量が搭載されると、キャリッジモータ３３０に過大な負荷が掛かる。
【０００６】
図１１は、キャリッジモータ３３０に過大な負荷が掛かっている場合の制御の様子を示すグラフである。図１１（Ａ）の横軸は位置（または時間）であり、縦軸は速度である。目標速度Ｖｔは、キャリッジｊの目標位置Ｐｔと現行位置との偏差に応じて予め設定されている。キャリッジモータ３３０に過大な負荷が掛かると、図１１（Ｂ）に示すように、制御信号ΣＱのレベルがキャリッジモータの１００％デューティに対応する値に達しても、現行速度Ｖｃが目標速度Ｖｔに達しない場合がある。このとき、制御信号ΣＱのレベルはさらに増大し続ける結果となる。この理由は、速度偏差ΔＶが正に保たれ続けるので、積分要素３０６内における積分結果が次第に累積してゆくからである。
【０００７】
この状態において現行位置が目標位置Ｐｔに近づくと、目標速度Ｖｔが低下してゆき、現行速度Ｖｃを下回るようになる。この結果、速度偏差ΔＶが負になり、制御信号ΣＱの値も減少し始める。しかし、図１１（Ｂ）の場合には、制御信号ΣＱのレベルが、１００％デューティに相当する値をはるかに超えていえるので、キャリッジモータのデューティはしばらくの間１００％に維持される。その後、目標速度Ｖｔがかなり低下して、制御信号ΣＱが１００％デューティに相当する値を下回った後に、初めてキャリッジが減速を開始する。この結果、キャリッジが目標位置Ｐｔに達しても、キャリッジモータ３３０は動作を続けてしまい、矢印で示すように、目標位置Ｐｔを超えたところで初めて停止する。
【０００８】
このように、従来は、キャリッジモータに過大な負荷が掛かったときに、適切な制御を行うことができない場合があるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、印刷装置のキャリッジモータに過大な負荷が掛かったときにも、適切な制御を行うことのできる技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明の第１の印刷装置は、印刷ヘッドを有する印刷装置であって、前記印刷ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを移動させるキャリッジモータと、前記キャリッジモータの動作を制御するための駆動制御装置と、を備えている。前記駆動制御装置は、前記キャリッジモータを駆動する駆動回路と、前記キャリッジの現行速度を検出する検出部と、前記キャリッジの目標速度を発生する目標速度発生部と、前記キャリッジの目標速度と現行速度との偏差に応じて前記駆動回路に供給すべき制御信号を生成する制御部と、を有している。また、前記制御部は、比例要素と積分要素とを含み、前記速度偏差に応じて演算結果をそれぞれ求める複数の演算要素と、前記複数の演算要素の演算結果を加算する加算器と、前記加算器の加算結果に応じて前記制御信号の信号レベルを調整する調整部と、を含む。前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記積分要素における積分結果を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止する。
【００１１】
上記第１の印刷装置では、加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、積分要素における積分結果を調整することによって、加算結果が有効限界値を超えて増大し続けることを防止するので、印刷装置のキャリッジモータに過大な負荷が掛かったときにも、速度偏差が低下すると、これに応じて直ちに適切な駆動制御を行うことができる。
【００１２】
なお、前記積分要素は、前記速度偏差ΔＶと積分ゲインＫｉとの積ΔＶ・Ｋｉに前回の積分結果を加算することによって前記積分結果を更新し、前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記積ΔＶ・Ｋｉの値を０に設定することによって前記積分結果を調整するようにしてもよい。
【００１３】
あるいは、前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を超えるときに、前記加算結果と前記有効限界値との差を前記積分要素における積分結果から減算するとともに、前記加算結果を前記有効限界値に等しい値に設定することによって前記積分結果を調整するようにしてもよい。
【００１４】
これらの構成によれば、加算結果が有効限界値を超えて増大し続けることを容易に防止することが可能である。
【００１５】
なお、前記有効限界値は、前記キャリッジモータの最大出力に相当する値であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、キャリッジモータの能力を十分に発揮させつつ、適切な制御を行うことができる。
【００１７】
本発明による第２の印刷装置では、前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を所定回数連続して超えたときに、前記目標速度発生部における目標速度を調整することによって、前記加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止する。
【００１８】
この第２の印刷装置では、目標速度発生部における目標速度を調整することによって加算結果が前記有効限界値を超えて増大し続けることを防止するので、印刷装置のキャリッジモータに過大な負荷が掛かったときにも、速度偏差が低下すると、これに応じて直ちに適切な駆動制御を行うことができる。
【００１９】
なお、前記調整部は、前記加算結果が所定の有効限界値を所定回数連続して超えたときに、前記目標速度発生部における目標速度を前記現行速度に等しい値に設定するようにしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、加算結果が有効限界値を超えて増大し続けることを容易に防止することが可能である。
【００２１】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、モータの駆動制御方法および装置、印刷制御方法および印刷制御装置、印刷方法および印刷装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の形態で実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置の全体構成：
Ｂ．第１実施例：
Ｃ．第２実施例：
Ｄ．第３実施例：
Ｅ．変形例：
【００２３】
Ａ．装置の全体構成：
図１は、本発明の一実施例としてのインクジェットプリンタ２０の主要な構成を示す概略斜視図である。このプリンタ２０は、印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳに送る紙送りモータ３０と、プラテン４０と、印刷ヘッド５２を搭載するキャリッジ５０と、キャリッジ５０を主走査方向ＭＳに移動させるキャリッジモータ６０と、を備えている。
【００２４】
キャリッジ５０は、キャリッジモータ６０に駆動される牽引ベルト６２によって牽引され、ガイドレール６４に沿って移動する。キャリッジ５０には、印刷ヘッド５２の他に、ブラックカートリッジ５４とカラーインクカートリッジ５６とが搭載されている。
【００２５】
キャリッジ５０のホームポジション（図１の右側の位置）には、停止時に印刷ヘッド５２のノズル面を密閉するためのキャッピング装置８０が設けられている。印刷ジョブが終了してキャリッジ５０がこのキャッピング装置８０の上まで到達すると、図示しない機構によってキャッピング装置８０が自動的に上昇して、印刷ヘッド５２のノズル面を密閉する。このキャッピングにより、ノズル内のインクの乾燥が防止される。キャリッジ５０の位置決め制御は、例えば、このキャッピング装置８０の位置にキャリッジ５０を正確に位置決めするために行われる。
【００２６】
図２は、プリンタ２０の電気的な構成を示すブロック図である。プリンタ２０は、主制御回路１０２と、ＣＰＵ１０４と、主制御回路１０２およびＣＰＵ１０４にバスを介して接続された各種のメモリ（ＲＯＭ１１０，ＲＡＭ１１２，ＥＥＰＲＯＭ１１４）とを備えている。主制御回路１０２には、パーソナルコンピュータなどの外部装置との間で信号の送受信を行うインターフェース回路１２０と、紙送りモータ駆動回路１３０と、ヘッド駆動回路１４０と、ＣＲモータ駆動回路１５０とが接続されている。
【００２７】
紙送りモータ３０は、紙送りモータ駆動回路１３０によって駆動されて紙送りローラ３４を回転させ、これによって印刷用紙Ｐを副走査方向に移動させる。紙送りモータ３０にはロータリエンコーダ３２が設けられており、ロータリエンコーダ３２の出力信号は主制御回路１０２に入力されている。
【００２８】
キャリッジ５０の底面には、複数のノズル（図示せず）を有する印刷ヘッド５２が設けられている。各ノズルは、ヘッド駆動回路１４０によって駆動されて、インク滴を吐出する。
【００２９】
キャリッジモータ６０は、ＣＲモータ駆動回路１５０によって駆動される。このプリンタ２０は、キャリッジ５０の主走査方向に沿った位置と速度を検出するためのリニアエンコーダ７０を備えている。このリニアエンコーダ７０は、主走査方向に平行に設けられた直線状の符号板７２と、キャリッジ５０に設けられたフォトセンサ７４とによって構成されている。リニアエンコーダ７０の出力信号は、主制御回路１０２に入力されている。
【００３０】
なお、主制御回路１０２は、３つの駆動回路１３０，１４０，１５０に制御信号をそれぞれ供給する機能を有しており、また、インターフェース回路１２０で受信した各種の印刷コマンドの解読や、印刷データの調整に関する制御、各種のセンサの監視などを実行する機能も有している。一方、ＣＰＵ１０４は、主制御回路１０２を補助するための各種の機能を有しており、例えば各種のメモリの制御などを実行する。
【００３１】
図３は、キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。この駆動制御装置は、ＣＲモータ制御回路２００と、ＣＲモータ駆動回路１５０とを含んでいる。なお、ＣＲモータ制御回路２００は、図２に示した主制御回路１０２の一部である。
【００３２】
リニアエンコーダ７０の出力信号Ｓenは、ＣＲモータ制御回路２００内の位置演算回路２３０と速度演算回路２３２とに入力される。これらの回路２３０，２３２は、エンコーダ７０の出力信号Ｓenの図示しないＡ相信号とＢ相信号とを用いて、キャリッジの現行位置Ｐｃと現行速度Ｖｃとをそれぞれ求める。第１の減算器２０２は、与えられた目標位置Ｐｔと現行位置Ｐｃとの偏差ΔＰを求めて目標速度発生回路２０４に入力する。目標速度発生回路２０４は、この位置偏差ΔＰに応じた目標速度Ｖｔを発生する。目標速度Ｖｔの変化パターンは、例えば図１１に実線で示したものと同じである。
【００３３】
第２の減算器２０６は、この目標速度Ｖｔと現行速度Ｖｃとの偏差ΔＶを求め、この速度偏差ΔＶを比例要素２１０と積分要素２１２と微分要素２１４とに入力する。これらの３つの演算要素２１０，２１２，２１４の演算結果ＱＰ，ＱＩ，ＱＤは、加算器２１６で加算されて、加算結果ΣＱが算出される。
【００３４】
各演算要素２１０，２１２，２１４の出力ＱＰ，ＱＩ，ＱＤと、それらの加算結果ΣＱは、例えば以下の式（１）〜（４）で与えられる。
ＱＰ（ｊ）＝ΔＶ（ｊ）×Ｋｐ                        …（１）
ＱＩ（ｊ）＝ＱＩ（ｊ−１）＋ΔＶ（ｊ）×Ｋｉ        …（２）
ＱＤ（ｊ）＝｛ΔＶ（ｊ）−ΔＶ（ｊ−１）｝×Ｋｄ    …（３）
ΣＱ（ｊ）＝ＱＰ（ｊ）＋ＱＩ（ｊ）＋ＱＤ（ｊ）      …（４）
ここで、ｊは時刻であり、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。
【００３５】
デューティ調整回路２２０は、この加算結果ΣＱ（「ＰＩＤ出力」とも呼ぶ）に応じて、積分要素２１２または目標速度発生回路２０４を調整することによって、駆動回路１５０に供給するディーディ信号Ｄｔのレベルを調整する。このデューティ信号Ｄｔは、加算結果ΣＱに比例した信号であり、キャリッジモータ６０のデューティを示す信号である。デューティ調整回路２２０の処理内容については後述する。
【００３６】
ＣＲモータ駆動回路１５０は、トランジスタブリッジで構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ１５４と、ベースドライブ回路１５２とを備えている。ベースドライブ回路１５２は、ＣＲモータ制御回路２００から供給されたデューティ信号Ｄｔに応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４のトランジスタのベースに印加するベース信号を発生する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４は、このベース信号に応じてモータ駆動信号Ｓdrを生成してキャリッジモータ６０に供給する。モータ駆動信号Ｓdrとキャリッジモータの特性との関係は、前述した図１０に示したものと同じである。
【００３７】
Ｂ．第１実施例：
図４は、比較例におけるＣＲモータ制御回路の動作を示している。この比較例では、図３に示したＣＲモータ制御回路２００から、デューティ調整回路２２０を省略したものを使用する。換言すれば、比較例ではデューティ調整回路２２０を使用せずに、通常のＰＩＤ制御を行う場合を想定する。
【００３８】
図４の表には、上から順番に時刻ｊ、目標速度Ｖｔ、現行速度Ｖｃ、速度偏差ΔＶ、比例出力（Ｐ出力）ＱＰ、積分出力（Ｉ出力）ＱＩ、および、ＰＩ出力ΣＱ（＝ＱＰ＋ＱＩ）が示されている。備考に示されているように、比例ゲインＫｐは１．５であると仮定されており、積分ゲインＫｉは１であると仮定されている。また、微分出力は省略されている（すなわち、微分ゲインが０に設定されている）。なお、これらのゲインの設定値は、単に説明の便宜上の値である。
【００３９】
時刻ｊ＝０では、Ｉ出力ＱＩは７００であると仮定している。時刻ｊ＝１から時刻ｊ＝６までは、目標速度Ｖｔが２００ｃｐｓ（キャラクタ／秒）で一定であり、現行速度Ｖｃが８０ｃｐｓから１８０ｃｐｓまで徐々に増加している。この間、速度偏差ΔＶは正なので、Ｉ出力ＱＩも徐々に増加する。
【００４０】
図４の下部に示すように、ＰＩ出力ΣＱ＝１０００は１００％デューティに相当しており、ＰＩ出力ΣＱが１０００以上のときはキャリッジモータ５０のデューティは１００％に設定される。そこで、以下では、この値１０００を、「ＰＩ出力ΣＱの有効限界値ΣＱmax 」と呼ぶ。
【００４１】
ＰＩ出力ΣＱは、時刻ｊ＝２以降ではこの有効限界値ΣＱmax を超えているが、速度偏差ΔＶが正に保たれているので、積分出力ＱＩもＰＩ出力ΣＱも共に増大し続ける。時刻ｊ＝６から時刻ｊ＝９の期間では、現行速度Ｖｃと目標速度Ｖｔはそれぞれ一定値に保たれているが、現行速度Ｖｃは目標速度Ｖｔに達していない。この理由は、この期間においてキャリッジモータ６０は最大出力（すなわちデューティ１００％）で動作しているが、その負荷が最大出力よりも大きいので、現行速度Ｖｃが増大せずにほぼ一定に保たれてしまうからである。この結果、速度偏差ΔＶが正に保たれるので、積分出力ＱＩとＰＩ出力ΣＱが共に増大し続ける。
【００４２】
時刻ｊ＝１１になると、現行位置が目標位置Ｐｔ（図１１）に近づくため、目標速度Ｖｔが低下を始める。しかし、それまでの期間において、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax を大幅に超えているので、目標速度Ｖｔが低下しても、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax 以下になるのに時間がかかる。実際には、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax 以下になって初めてキャリッジモータ６０の駆動信号のデューティが１００％以下になり、その後にモータの減速が開始される。
【００４３】
以上のように、単なるＰＩ制御（またはＰＩＤ制御）では、演算要素の出力の加算結果ΣＱが、モータの最大出力に相当する有効限界値ΣＱmax を超えて増大し続けると、目標速度Ｖｔが低下し始めても、現行速度Ｖｃが低下するまでにかなりの時間を要することになる。この結果、前述した図１１でも説明したように、キャリッジが目標位置Ｐｔで停止することが困難になる。
【００４４】
図５は、本発明の第１実施例におけるＣＲモータ制御回路２００の動作を示している。第１実施例では、デューティ調整回路２２０は、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax ＝１０００を超えるときに、積分要素２１２内の積ΔＶ・Ｋｉを強制的にゼロに設定する。例えば、時刻ｊ＝２では、ΣＱ＝１０７０であり、有効限界値ΣＱmax を超えている。そこで、積ΔＶ・Ｋｉが０に設定され、Ｉ出力ＱＩが８２０に再設定されるとともに、ＰＩ出力ΣＱが再計算されて９７０となる。なお、図５において、上から下への矢印は、デューティ調整回路２２０による調整が行われることを示している。また、右上への矢印は、調整後の積分結果ＱＩが次の積分演算に用いられることを示している。
【００４５】
時刻ｊ＝３では、前の時刻ｊ＝２のＩ出力ＱＩ＝８２０に基づいてＩ出力ＱＩが更新されているが、ＰＩ出力ΣＱは１０２０となり、有効限界値ΣＱmax ＝１０００を超えてしまう。そこで、時刻ｊ＝３においても積ΔＶ・Ｋｉが０に設定され、これに応じてＩ出力ＱＩが８２０に再設定されるとともに、ＰＩ出力ΣＱが再計算されて９４０となる。
【００４６】
その後の時刻ｊ＝４から時刻ｊ＝７までは、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax を超えないので、デューティ調整回路２２０による調整は行われない。そして、時刻ｊ＝８から時刻ｊ＝１０では、ＰＩ出力ΣＱが再び有効限界値ΣＱmax を超えるので、デューティ調整回路２２０によって積ΔＶ・Ｋｉの調整が行われ、Ｉ出力ＱＩやＰＩ出力ΣＱも再設定される。
【００４７】
時刻ｊ＝１１から目標速度Ｖｔが低下し始めて速度偏差ΔＶがマイナスになると、これに応じてＰＩ出力ΣＱも急速に低下する。従って、第１実施例では、図４に示した比較例に比べて現行速度Ｖｃが、より早い時期から低下し始める。具体的には、図４の比較例では、時刻ｊ＝１１，１２においてもＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax を超えているので、キャリッジモータ６０の駆動信号のデューティが１００％に保たれており、この結果、現行速度Ｖｃは同一に維持されている。これに対して、図５の第１実施例では、時刻ｊ＝１１，１２においてＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax 以下になっているので、キャリッジモータ６０の駆動信号のデューティも１００％以下となっており、この結果、現行速度Ｖｃは時刻ｊ＝１２から低下し始めている。
【００４８】
図６は、比較例と第１実施例の動作を比較して示している。但し、図６のグラフは、図４，図５の表における変化と完全に対応している訳ではなく、それらの変化の傾向を示しているだけである。
【００４９】
図６（Ａ）に示すように、目標速度Ｖｔが一定に維持されている期間では、現行速度Ｖｃの変化は、比較例と第１実施例とに大きな差はない。この理由は、図６（Ｂ）に示すように、この期間では、比較例においてはＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax 以上となるのでキャリッジモータ６０のデューティは１００％であり、また、第１実施例でもＰＩ出力ΣＱがほぼ有効限界値ΣＱmax に近いのでキャリッジモータ６０のデューティもほぼ１００％になっているからである。
【００５０】
目標速度Ｖｔが低下し始めると、第１実施例ではＰＩ出力ΣＱが急速に低下するので、現行速度Ｖｃも直ちに低下し、ほぼ目標位置Ｐｔにおいてキャリッジ５０が停止する。一方、比較例では、目標速度Ｖｔが低下してもＰＩ出力ΣＱがしばらくの間は有効限界値ΣＱmax 以上になっているので、速度の低下が遅れることになる。この結果、矢印で示すように、目標位置Ｐｔを越えた位置でキャリッジ５０が停止する。
【００５１】
このように、第１実施例では、ＰＩ出力ΣＱが所定の有効限界値ΣＱmax を超えるときに、積分要素２１２内の積ΔＶ・Ｋｉを強制的にゼロに設定しているので、ＰＩ出力ΣＱを有効限界値ΣＱmax 以下に設定することができる。この結果、速度偏差ΔＶが正である状態が継続しても、その偏差ΔＶがＩ出力ＱＩに過度に蓄積されていくことが防止される。従って、目標速度Ｖｔが低下し始めると、現行速度Ｖｃがこれに応じて低下するようにキャリッジモータ６０の動作を制御することが可能である。また、ほぼ目標位置Ｐｔにおいてキャリッジ５０を停止させることが可能である。
【００５２】
Ｃ．第２実施例：
図７は、本発明の第２実施例におけるＣＲモータ制御回路２００の動作を示している。第２実施例では、デューティ調整回路２２０は、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax を超えるときに、ＰＩ出力ΣＱと有効限界値ΣＱmax の差分（ΣＱ−ΣＱmax ）をＩ出力ＱＩから減算して、ＰＩ出力ΣＱを有効限界値ΣＱmax と等しい値に設定する。例えば、時刻ｊ＝２では、調整前のＰＩ出力ΣＱが１０７０であり、有効限界値ΣＱmax を超えているので、その差分（ΣＱ−ΣＱmax ）＝７０がＩ出力ＱＩから減算される。この結果、ＰＩ出力ΣＱが強制的にΣＱmax ＝１０００に等しい値に設定される。
【００５３】
時刻ｊ＝３では、前の時刻ｊ＝２のＩ出力ＱＩ＝８５０に基づいてＩ出力ＱＩが更新されているが、ＰＩ出力ΣＱは１０５０となり、有効限界値ΣＱmax ＝１０００を超えてしまう。そこで、時刻ｊ＝３においても差分（ΣＱ−ΣＱmax ）＝５０がＩ出力ＱＩから減算され、ＰＩ出力ΣＱが強制的にΣＱmax ＝１０００に等しい値に設定される。時刻ｊ＝４以降の処理も、同様なので、説明を省略する。
【００５４】
このように、第２実施例では、ＰＩ出力ΣＱが所定の有効限界値ΣＱmax を超えるときに、その差分（ΣＱ−ΣＱmax ）をＩ出力ＱＩから減算して、ＰＩ出力ΣＱを有効限界値ΣＱmax と等しい値に設定しているので、ＰＩ出力ΣＱを有効限界値ΣＱmax 以下に保つことができる。この結果、速度偏差ΔＶが正である状態が継続しても、その偏差ΔＶがＩ出力ＱＩに過度に蓄積されていくことを防止できる。従って、上述した第１実施例と同様に、目標速度Ｖｔが低下し始めると、現行速度Ｖｃがこれに応じて直ちに低下するようにキャリッジモータ６０の動作を制御することが可能である。また、ほぼ目標位置Ｐｔにおいてキャリッジ５０を停止させることが可能である。
【００５５】
なお、第１および第２実施例は、デューティ調整回路２２０は、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax を超えるときに、積分要素２１２における積分結果（すなわちＩ出力ＱＩ）を調整することによって、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax を超えて増大し続けることを防止しているという点で共通している。
【００５６】
Ｄ．第３実施例：
図８は、本発明の第３実施例におけるＣＲモータ制御回路２００の動作を示している。第３実施例では、デューティ調整回路２２０は、ＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax をＮ回超えたときに、目標速度発生回路２０４内の目標速度Ｖｔを、そのときの現行速度Ｖｃの値に再設定する。ここで、回数Ｎは１以上の任意の値に設定可能であるが、図８の例ではＮ＝４である。
【００５７】
図８の例では、時刻ｊ＝２から時刻ｊ＝５までの４つの時刻でＰＩ出力ΣＱが有効限界値ΣＱmax を超えているので、その後の時刻ｊ＝６からの目標速度Ｖｔが、その時点における現行速度Ｖｃ＝１８０cps に再設定されている。この目標速度Ｖｔの値は、その後、変更前の目標速度Ｖｔの値が変化する時点（時刻ｊ＝１１）まで維持される。
【００５８】
ＰＩ出力ΣＱは、第３実施例では有効限界値ΣＱmax ＝１０００を越えてしまうが、速度偏差ΔＶが０になるので、Ｉ出力ＱＩに速度偏差ΔＶが累積されてゆくことが無い。したがって、比較例に比べてＩ出力ＱＩとＰＩ出力ΣＱとを小さく抑えることができるので、目標速度Ｖｔが低下し始めると、現行速度Ｖｃがこれに応じて直ちに低下するようにキャリッジモータ６０の動作を制御することが可能である。また、ほぼ目標位置Ｐｔにおいてキャリッジ５０を停止させることが可能である。
【００５９】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６０】
Ｅ１．変形例１：
キャリッジモータ６０としては、ブラシ付きＤＣモータ以外のＤＣモータやＡＣモータを用いることも可能である。また、本発明は、プリンタのキャリッジモータ以外のモータの制御にも適用可能である。
【００６１】
Ｅ２．変形例２：
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、制御回路２００（図３）の機能の一部または全部をコンピュータプログラムによって実現するようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としてのインクジェットプリンタ２０の主要な構成を示す概略斜視図。
【図２】プリンタ２０の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図４】比較例におけるＣＲモータ制御回路の動作を示す説明図。
【図５】第１実施例におけるＣＲモータ制御回路２００の動作を示す説明図。
【図６】比較例と第１実施例の動作を比較して示すグラフ。
【図７】第２実施例におけるＣＲモータ制御回路２００の動作を示す説明図。
【図８】第３実施例におけるＣＲモータ制御回路２００の動作を示す説明図。
【図９】従来の駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１０】モータ駆動信号Ｓdrと、キャリッジモータ３３０の特性との関係を示す説明図。
【図１１】キャリッジモータに過大な負荷が掛かっている場合の制御の様子を示すグラフ。
【符号の説明】
２０…インクジェットプリンタ
３０…紙送りモータ
３２…ロータリエンコーダ
３４…紙送りローラ
４０…プラテン
５０…キャリッジ
５２…印刷ヘッド
５４…ブラックカートリッジ
５６…カラーインクカートリッジ
６０…キャリッジモータ
６２…牽引ベルト
６４…ガイドレール
７０…リニアエンコーダ
７２…符号板
７４…フォトセンサ
８０…キャッピング装置
１０２…主制御回路
１０４…ＣＰＵ
１１０…ＲＯＭ
１１２…ＲＡＭ
１１４…ＥＥＰＲＯＭ
１２０…インターフェース回路
１３０…紙送りモータ駆動回路
１４０…ヘッド駆動回路
１５０…ＣＲモータ駆動回路
１５２…ベースドライブ回路
１５４…ＤＣ−ＤＣコンバータ
２００…ＣＲモータ制御回路
２０２…第１の減算器
２０４…目標速度発生回路
２０６…第２の減算器
２１０…比例要素
２１２…積分要素
２１４…微分要素
２１６…加算器
２２０…デューティ調整回路
２３０…位置演算回路
２３２…速度演算回路
３００…制御回路
３０２…減算器
３０４…比例要素
３０６…積分要素
３０８…微分要素
３１０…加算器
３２０…駆動回路
３３０…キャリッジモータ
３３２…エンコーダ
【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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