(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＣモータのＰＷＭ駆動制御において、複雑な計算による回路規模の増大を抑制し、高速応答性を確保する。【解決手段】ＤＣモータによりロール紙を給紙したりバックテンションをかけるために、ＤＣモータをＰＷＭ制御して駆動する場合に、以下の制御を実行する。即ち、ＤＣモータを駆動するための電流を検出し、その電流値とＰＷＭ制御のための目標値とを比較する。次に、予め定められたクロックを用いて、ＰＷＭ制御信号の１周期分に、前記比較結果を示す値をカウントし、ＰＷＭ制御信号の１周期ごとに、得られたカウント値に基づいて、前記比較結果の出力の傾向を調べ、該傾向を符号として符号化する。さらに、その符号の値をＰＷＭ制御信号の予め定められた周期分、記憶部に格納しておき、過去のＰＷＭ制御の傾向を第１の期間とそれより長い第２の期間の両方において格納された符号の値を調べて、ＰＷＭ制御信号を調整する。【選択図】図７
2014111499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙がロール状に巻かれたロール紙を給紙し、前記給紙したロール紙を間欠搬送して記録を行なう記録装置であって、
前記ロール紙からの給紙と前記ロール紙にバックテンションをかけるために前記ロール紙を回転させるＤＣモータと、
前記ＤＣモータをＰＷＭ制御して駆動する駆動手段と、
ＤＣモータを駆動するために供給する電流を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出される電流値とＰＷＭ制御のための目標値とを比較する比較手段と、
予め定められたクロックを用いて、ＰＷＭ制御信号の１周期分、前記比較手段による比較結果を示す値をカウントするカウント手段と、
前記ＰＷＭ制御信号の１周期ごとに、前記カウント手段により得られたカウント値に基づいて、前記比較手段による比較結果の出力の傾向を調べ、該傾向を符号として符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化された符号の値を、前記ＰＷＭ制御信号の予め定められた周期分、格納する記憶手段と、
過去のＰＷＭ制御の傾向に関し、第１の期間と前記第１の期間より長い第２の期間の両方において前記記憶手段に格納された符号の値を調べて、前記ＰＷＭ制御信号を調整し、該調整されたＰＷＭ制御信号により前記駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の期間にわたる前記記憶手段に格納された符号の値から、前記比較手段による前記比較結果を示す値の出力傾向を調べ、
前記目標値より前記電流値が大きい場合と前記目標値より前記電流値が小さい場合とのバランスがとれているなら、第１の追従値を用いて前記ＰＷＭ制御信号のハイとなる時間を調整するよう制御するか、或いは、該ハイとなる時間を前記ＰＷＭ制御信号の前の周期と同じに維持するよう制御し、
前記電流値より前記目標値が大きい傾向か、或いは、前記目標値より前記電流値が小さい傾向が強いなら、前記第１の追従値より大きな値をもつ第２の追従値を用いて前記ＰＷＭ制御信号のハイとなる時間を調整するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記制御手段はさらに、前記第２の期間にわたる前記記憶手段に格納された符号の値から、前記比較手段による前記比較結果を示す値の出力傾向を調べ、
前記目標値より前記電流値が大きい傾向か、或いは、前記目標値より前記電流値が小さい傾向が著しく強いなら、前記第２の追従値より大きな値をもつ第３の追従値を用いて前記ＰＷＭ制御信号のハイとなる時間を調整するよう制御することを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記カウント手段は、前記比較手段による比較結果を示す値が前記電流値が前記目標値より大きいことを示す場合には、“＋１”を加算し、前記比較結果を示す値が前記電流値が前記目標値とより小さいことを示す場合には、“−１”を加算し、
前記符号化手段は、前記カウント手段により得られたカウント値が、正又は０である場合には前記符号として“０”を設定し、前記カウント手段により得られたカウント値が、負である場合には前記符号として“１”を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項５】
前記記憶手段はレジスタであり、
前記符号化手段により得られた符号を前記レジスタのＬＳＢにセットし、前記レジスタに既にセットされている符号は上位ビットにシフトして保持することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】
前記検出手段は前記検出された電流の値を電圧値に変換する変換手段を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１の期間、或いは、前記第２の期間にわたって、前記記憶手段に格納された符号の値を調べる際に、現時刻から遠い過去の時刻において得られた符号よりも前記現時刻に近い過去の時刻において得られた符号に対し、より大きな重みを持たせることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項８】
前記ロール紙に対してインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドをさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項９】
用紙がロール状に巻かれたロール紙と、前記ロール紙からの給紙と前記ロール紙にバックテンションをかけるために前記ロール紙を回転させるＤＣモータとを備え、前記ＤＣモータをＰＷＭ制御して駆動することにより、前記給紙したロール紙を間欠搬送して記録を行なう記録装置におけるロール紙の搬送制御方法であって、
前記ＤＣモータを駆動するために供給する電流を検出する検出工程と、
前記検出工程において検出される電流値とＰＷＭ制御のための目標値とを比較する比較工程と、
予め定められたクロックを用いて、ＰＷＭ制御信号の１周期分、前記比較工程における比較結果を示す値をカウントするカウント工程と、
前記ＰＷＭ制御信号の１周期ごとに、前記カウント工程において得られたカウント値に基づいて、前記比較工程における比較結果の出力の傾向を調べ、該傾向を符号として符号化する符号化工程と、
前記符号化工程において符号化された符号の値を、前記ＰＷＭ制御信号の予め定められた周期分、記憶部に格納する格納工程と、
過去のＰＷＭ制御の傾向に関し、第１の期間と前記第１の期間より長い第２の期間の両方において前記記憶部に格納された符号の値を調べて、前記ＰＷＭ制御信号を調整し、該調整されたＰＷＭ制御信号により前記ＤＣモータの駆動を制御する制御工程とを有することを特徴とするロール紙の搬送制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録装置及びロール紙の搬送制御方法に関する。本発明は、特に、搬送ローラにより、例えば、ロール紙の搬送におけるバックテンション変動を安定化させる記録装置及びその装置におけるロール紙の搬送制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣモータのトルク制御は、モータに印加された電流値や電圧値を検出する検出部での検出結果を基に、所望の電流が流れるように駆動回路に印加する電圧を調整することで、モータに印加される電流値を補償するフィードバック制御が一般的な回路構成である。
【０００３】
このような構成を持つＤＣモータのトルク制御として、例えば、特許文献１は、電流センサと電圧センサとにより、回転位置・回転速度を推定し、その推定値を基に制御を行う方法を開示している。これは、現時点での回転位置・回転速度の推定値と、前の時点での回転位置・回転速度の推定値とを比較し、その比較結果から所定の基準変化量より大きく変化している場合には、センサに何らかのノイズが混入し誤差を生じていると判断する。そして、現時点での推定値を代替値にて置換することにより、ノイズの重畳による動作安定性の低下を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１３０８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来例のようなＤＣモータ制御回路では次のような問題があった。
【０００６】
例えば、特許文献１では、回転位置と回転速度の推定値を算出する際に、平均負荷トルクの移動平均を用いている。このため、移動平均期間が短い場合、そのフィードバック制御系に大きなノイズが混入されると、移動平均値に対するノイズの影響が大きいため、正確な制御ができなくなる。また、移動平均期間が長い場合、ノイズ耐性は向上するが、微小変動に対しての追従性が低下するという課題がある。
【０００７】
また、推定値を算出するために複雑なアルゴリズムを用いるため、ＣＰＵでの演算における誤差が発生したり、回路規模が増大すると言った問題がある。
【０００８】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、ＤＣモータを記録媒体の搬送駆動源に用いる場合、ＤＣモータの安定性を保ちつつ、負荷変動に対する追従性を向上させた記録装置とその装置におけるロール紙の搬送制御方法とを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の記録装置は、次のような構成からなる。
【００１０】
即ち、用紙がロール状に巻かれたロール紙を給紙し、前記給紙したロール紙を間欠搬送して記録を行なう記録装置であって、前記ロール紙からの給紙と前記ロール紙にバックテンションをかけるために前記ロール紙を回転させるＤＣモータと、前記ＤＣモータをＰＷＭ制御して駆動する駆動手段と、ＤＣモータを駆動するために供給する電流を検出する検出手段と、前記検出手段により検出される電流値とＰＷＭ制御のための目標値とを比較する比較手段と、予め定められたクロックを用いて、ＰＷＭ制御信号の１周期分、前記比較手段による比較結果を示す値をカウントするカウント手段と、前記ＰＷＭ制御信号の１周期ごとに、前記カウント手段により得られたカウント値に基づいて、前記比較手段による比較結果の出力の傾向を調べ、該傾向を符号として符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された符号の値を、前記ＰＷＭ制御信号の予め定められた周期分、格納する記憶手段と、過去のＰＷＭ制御の傾向に関し、第１の期間と前記第１の期間より長い第２の期間の両方において前記記憶手段に格納された符号の値を調べて、前記ＰＷＭ制御信号を調整し、該調整されたＰＷＭ制御信号により前記駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また他の発明によれば、用紙がロール状に巻かれたロール紙と、前記ロール紙からの給紙と前記ロール紙にバックテンションをかけるために前記ロール紙を回転させるＤＣモータとを備え、前記ＤＣモータをＰＷＭ制御して駆動することにより、前記給紙したロール紙を間欠搬送して記録を行なう記録装置におけるロール紙の搬送制御方法であって、前記ＤＣモータを駆動するために供給する電流を検出する検出工程と、前記検出工程において検出される電流値とＰＷＭ制御のための目標値とを比較する比較工程と、予め定められたクロックを用いて、ＰＷＭ制御信号の１周期分、前記比較工程における比較結果を示す値をカウントするカウント工程と、前記ＰＷＭ制御信号の１周期ごとに、前記カウント工程において得られたカウント値に基づいて、前記比較工程における比較結果の出力の傾向を調べ、該傾向を符号として符号化する符号化工程と、前記符号化工程において符号化された符号の値を、前記ＰＷＭ制御信号の予め定められた周期分、記憶部に格納する格納工程と、過去のＰＷＭ制御の傾向に関し、第１の期間と前記第１の期間より長い第２の期間の両方において前記記憶部に格納された符号の値を調べて、前記ＰＷＭ制御信号を調整し、該調整されたＰＷＭ制御信号により前記ＤＣモータの駆動を制御する制御工程とを有することを特徴とするロール紙の搬送制御方法を備える。
【発明の効果】
【００１２】
従って本発明によれば、ＰＷＭ制御信号の１周期毎に、ＤＣモータへの供給電流値と目標値との比較の結果の出力の傾向を調べ、この傾向を符号として表現し、その符号の値に基づいてＰＷＭ制御信号を調整することができる。このため、小さいノイズが電流の検出に混入してもＰＷＭ制御には影響を与えることはなく、ノイズに対する耐性が向上させることができるという効果がある。
【００１３】
また、過去のＰＷＭ制御の傾向を第１の期間とそれより長い第２の期間の両方において記憶部に格納された符号の値を考慮して、ＰＷＭ制御信号を調整するので、たとえ、比較的に大きなノイズが混入しても、そのノイズの影響を最小限に留めることができる。そして、追従性に優れたＤＣモータのＰＷＭ制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１におけるロール紙のスプール部の構成を示した斜視図である。
【図３】図１に示したロール紙の給紙機構を備えた記録装置の概略構成を示す側断面図である。
【図４】ロール紙搬送機構の構成を模式的に示す上面図である。
【図５】本発明におけるＤＣモータ制御回路のブロック図
【図６】本発明におけるＤＣモータ制御回路の基本動作を示すタイミングチャート
【図７】本発明におけるＤＣモータ制御回路の制御フローを示すフローチャート
【図８】図８はＰＷＭ制御実行中のＰＷＭ制御信号とカウンタ値と記憶部にセットされる値の時間変化を示すタイミングチャートである。
【図９】カウンタによるカウント値が目標値に漸近していく様子（追従性）を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
【００１６】
なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００１７】
図１は本発明の代表的な実施例であるロール紙の給紙機構を備えたインクジェット記録装置（以下、記録装置）の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１におけるロール紙のスプール部の構成を示した斜視図である。図３は、図１に示したロール紙の給紙機構を備えた記録装置の概略構成を示す側断面図である。
【００１８】
まず、記録媒体であるロール紙のセット操作について説明する。
【００１９】
この実施例では記録媒体として、ロール状に巻かれた連続紙であるロール紙Ｒが用いられる。図２に示す斜視図のように、ロール紙Ｒは、巻き中心にある紙管Ｓにスプールシャフト３２を貫通させる。スプールシャフト３２上に配置された基準側ロール紙ホルダ３０の装填部２８が紙管Ｓの内壁に対して半径方向への弾性力によって食い込むことで固定保持される。尚、基準側ロール紙ホルダ３０はスプールシャフト３２に関して回転しないように固定されている。
【００２０】
さらに、ロール紙Ｒを挟み込むように、基準側ロール紙ホルダ３０の反対側から非基準側ロール紙ホルダ３１をスプールシャフト３２に通して、紙管Ｓにセットする。尚、非基準側ロール紙ホルダ３１にも装填部２９があり、半径方向への弾性力を伴って紙管Ｓに対して固定保持される。そして、図１に示すようにスプールシャフト３２の両端を記録装置の本体部１で回動自在に支持することによって、ロール紙Ｒも回動自在に保持される。以下の説明では、ロール紙Ｒの先端部をＲpとして説明する。
【００２１】
次に、給紙動作について説明する。
【００２２】
図３に示す位置にセットされたロール紙Ｒの先端部Ｒpは、ユーザによって搬送口２へと導かれる。そして、ユーザがロール紙Ｒを半時計回転（ＣＣＷ）方向へと回転させることで、ロール紙Ｒの先端部Ｒpは搬送路を通って下流へと送られていく。搬送路の途中には、反射型の用紙検知センサが設けられており、ロール紙Ｒの先端部Ｒpの通過を検知すると、搬送ローラ（ＬＦローラ）９は、搬送モータ（ＬＦモータ）８により用紙搬送方向であるＣＣＷ方向に回転を開始する。
【００２３】
引き続きユーザによって下流へと送られたロール紙Ｒの先端部Ｒpは、ＬＦローラ対９、１０のニップ部まで到達し、用紙はＬＦローラ対９、１０に挟まれた状態でプラテン１９上へと搬送される。この際、キャリッジ１２に搭載された端部検知センサ（不図示）によって用紙の通紙検知が行われ、確実に用紙がプラテン上まで届いていることを確認する。尚、以降の動作では、ＬＦローラ対９、１０によって自動で用紙搬送が行われるので、この時点でユーザは手をロール紙から離すことになる。
【００２４】
続いて、プラテン１９まで搬送されたロール紙Ｒに対する画像形成について説明する。
【００２５】
記録装置の本体部１には、図１において破線３によって囲まれた画像記録部が備えられている。画像記録部３はインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）１１と、記録ヘッド１１を載置するキャリッジ１２と、記録ヘッド１１に対向して設けられたプラテン１９とによって構成されている。
【００２６】
記録ヘッド１１は記録面に対向した面において、ロール紙の搬送方向に複数のノズル列（不図示）を備え、ノズル列ごとに異なる色のインクを吐出する。尚、記録ヘッド１１には各色のノズルに対して各々のインク供給チューブ１３を介してインクタンク１４より各色のインクが供給される。また、キャリッジ１２は、本体部１のフレーム１５に両端部が固定され互いに平行に配置されたガイドシャフト１６とガイドレール（不図示）に沿って摺動可能に支持されている。
【００２７】
そして、画像記録部３まで搬送されたロール紙に向け、キャリッジ１２を往復移動させながら記録ヘッド１１よりインクを吐出することにより、ロール紙に画像が記録される。キャリッジ１２の往路走査または復路走査による１ライン分の走査により画像を記録すると、ロール紙をＬＦローラ対９、１０により搬送方向に所定ピッチだけ搬送し、キャリッジ１２を再び移動させて次のラインの画像記録を行う。このようにロール紙の間欠搬送を繰り返してロール紙に対して１頁分の画像を記録し、記録の終了した部分は排紙トレイ２２へとに搬送される。そして、画像記録が終了すると、ロール紙はＬＦローラ対９、１０により所定の切断位置まで搬送され、カッタ２１によって切断される。
【００２８】
以上がロール紙のセットから排紙までの一連の流れである。
【００２９】
図４は、ロール紙搬送機構の構成を模式的に示す上面図である。ロール紙搬送機構にはロール紙Ｒに駆動力を付与する給紙モータ３４、給紙モータ３４の駆動力をスプールシャフト３２に伝達するギア列３５〜３７、給紙エンコーダ３８を備える。この構成により、スプールシャフト３２が回転することでロール紙Ｒも回転し、用紙がＬＦローラ対９、１０へ送られる。
【００３０】
図５は図１に示す記録装置においてロール紙の搬送制御に用いるバックテンション制御用モータを制御するＤＣモータ制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【００３１】
この実施例では、バックテンション制御用モータとして給紙モータ３４を用いる。そして、この給紙モータとしてＤＣモータが用いられる。ＤＣモータ３４はモータドライバ４０により駆動される。また、モータドライバ４０はＡＳＩＣ３９からＰＷＭ制御される。
【００３２】
一方、ＤＣモータ３４に供給している電流は電流検出回路４１により検出され、その検出された電流値は電流電圧変換回路４２により電圧値に変換され、比較器４３の一方の端子に入力される。ここで、比較器４３のもう一方の端子にはＡＳＩＣ３９より（直接的にはＣＰＵ４８より）目標値が入力され、その比較結果が比較器４３より出力される。比較器４３からの比較結果は、カウンタ４４に入力され、出力されたデジタル信号がハイであったかローであったかを、源振クロック単位で計数する。そして、ＰＷＭ制御信号１周期分をカウンタ４４でカウントした値が正又は０であったか負であったかを示す符号を複数の周期分、記憶部（メモリ或いはレジスタ）４５に保持する。これを符号化という。
【００３３】
さて、判定回路４６はカウンタ４４と記憶部（メモリ或いはレジスタ）４５に保持された値に基づいて、次周期のＰＷＭ制御信号のパルス幅を増減もしくは変化させないかを判定する。ＰＷＭ発生回路４７は、判定回路４６での判定結果に基づいて、次周期のＰＷＭ制御信号をモータドライバ４０へ出力する。
【００３４】
なお、ＣＰＵ４８はＡＳＩＣ３９の内部もしくは外部に設けられ、カウンタ４４と記憶部４５と判定回路４６とＰＷＭ発生回路４７とを含むＤＣモータ制御部４９を制御し、モータドライバ４０へのＰＷＭ駆動信号入力の開始・停止を指令する。また、前述のようにＣＰＵ４８は、比較器４３へ入力する目標値の設定も行う。
【００３５】
図６はＰＷＭ制御信号１周期分のカウンタ４４と記憶部４５の動作について説明したタイミングチャートである。
【００３６】
時刻ｔ＝ｔ０においてＣＰＵ４８からの駆動開始指令を受けると、同様にＣＰＵ４８から指定された回転方向および初期のパルス幅に従ってＰＷＭ発生回路４７からＰＷＭ制御信号がモータドライバ４０へ入力される。ＰＷＭ制御信号がハイとなると、モータドライバ４０によってバックテンション制御用のＤＣモータ３４が駆動され、正方向の電流が流れ始める。電流値がＣＰＵ４８によって予め設定された目標値よりも上回ると、比較器４３の比較器出力がハイとなる。この時、カウンタ４４は比較器出力がハイであるかローであるかを、源振クロックを単位としてカウントし、ハイの場合はカウント値を“１”だけ増加させ、ローの場合はカウント値を“１”だけ減少させる。
【００３７】
図６に示す例の場合は、時刻ｔ＝ｔ０でカウント値は“０”であり、次のクロックでは比較器出力がローのため、カウント値は“１”だけ減少し“−１”となる。時刻ｔ＝ｔ１において、比較器出力はハイとなっているので、カウント値は“１”だけ増加し“０”となる。次に、ＰＷＭ制御信号がローとなると、モータドライバ４０によってＤＣモータ３４は逆方向の電流が流れるように駆動される。この時、電流が目標値を下回ると、比較器４３の出力がローとなり、カウンタ４４ではカウント値が“１”だけ減少される。この動作をＰＷＭ制御信号の１周期分繰り返すことで、時刻ｔ＝ｔ２において、カウント値は“−８２”となる。
【００３８】
この時、記憶部４５（この実施例では３２ビットのレジスタ）の最下位ビットに、カウント値の符号（正又は０の場合は０、負の場合は１）を保持するようにする。この場合は、カウント値“−８２”の符号となる“１”が保持され、記憶部４５のレジスタ値は００００＿０００１ｈとなる。
【００３９】
次に、時刻ｔ＝ｔ２からＰＷＭ制御信号がさらに１周期進み時刻ｔ＝ｔ３になると、カウント値は“−５０”となる。この時、記憶部４５はセットされた値（この場合はＬＳＢビットの“１”）を１ビットだけ上位ビットへシフトし、最下位ビットにカウント値“−５０”に対応する符号１が代入され、結果として００００＿０００３ｈが保持される。同様に時刻ｔ＝ｔ４では、カウント値が“＋１０”となり、記憶部４５はさらにセットされているビットを１ビットだけ上位ビットへシフトし、最下位ビットにカウント値“＋１０”に対応する符号０が代入される。その結果、記憶部４５には００００＿０００６ｈが保持される。さらに同様に、時刻ｔ＝ｔ５においてはカウント値が“０”となり、記憶部４５にセットされているビットを１ビットだけ上位ビットへシフトし、最下位ビットにカウント値“０”に対応する符号０が代入される。その結果、記憶部４５には００００＿０００Ｃｈが保持され、以降同様の動作が行われる。
【００４０】
このようにして、記憶部４５の３２ビットのレジスタにはＰＷＭ制御信号３２周期分の各周期の比較結果を反映した情報をレジスタの各ビットに格納する。
【００４１】
次に、フローチャートとタイミングチャートを参照して、カウンタ４４のカウント値と記憶部４５に格納された情報に基づいて、ＤＣモータをＰＷＭ制御してロール紙のバックテンションを制御する処理について説明する。
【００４２】
図７はバックテンション制御用のＤＣモータ３４のＰＷＭ制御を示すフローチャートである。また、図８はＰＷＭ制御実行中のＰＷＭ制御信号とカウンタ値と記憶部にセットされる値の時間変化を示すタイミングチャートである。なお、図８において、源振クロックは省略してあり、また、カウンタ値については、ＰＷＭ制御信号の各周期の最終の源振クロックにてカウントした最終値のみを記載してある。
【００４３】
ここでは、特に、追従値が通常モードと加速モード１と加速モード２の３つの追従値を持つ場合の動作について説明する。ここで、追従値とは、前周期のＰＷＭ制御信号のハイ期間に対し、次周期のＰＷＭ制御信号のハイ期間をどれだけ増加させるのかを定める値である。
【００４４】
まず、時刻ｔ＝ｔ６では、ある初期状態のパルス幅によってＰＷＭ制御信号が印加される。このＰＷＭ制御信号に応じて電流が流れ、その電流に応じて比較器４３から比較結果が出力される。カウンタ４４はステップＳ１において、源振クロック毎に比較器４３から出力がハイの場合は“＋１”、ローの場合は“−１”を加算していく。次に、ステップＳ２では、ＰＷＭ制御信号１周期分のカウントが終了したかどうかを調べ、カウント継続であれば処理はステップＳ１に戻り、カウント終了であれば処理はステップＳ３に進む。
【００４５】
ステップＳ３では、ＰＷＭ制御信号１周期分の比較器４３からの出力を計数した時点（時刻ｔ＝ｔ７）で記憶部４５にセットされている値を１ビット分だけ上位ビットへシフトする。そして、記憶部４５のＬＳＢへ今回計数したカウント値に対応する符号（正又は０の場合０、負の場合１）を格納する。図８（ａ）に示す場合は、時刻ｔ＝ｔ７でのカウント値は−５００であるので、記憶部４５のＬＳＢには符号として１が格納され、記憶部４５には００００＿０００１ｈが保持される。
【００４６】
なお、図８（ａ）は特に外来ノイズが混入していない場合の動作を示すタイミングチャートである。
【００４７】
次に、ステップＳ４では、動作開始からＰＷＭ制御信号６周期分以上の測定したかどうかを判断する。時刻ｔ＝ｔ７の時点では、動作開始後６周期未満であるので、処理はステップＳ６に進み、仮追従値ＷｐｒｅとしてＷ０をセットする。さらにステップＳ８ではステップＳ４と同様に、動作開始後、２８周期以上測定したかどうかを調べる。時刻ｔ＝ｔ７の時点では、動作開始後２８周期未満であるので、処理はステップＳ１０へ進み、追従値ＷとしてＷｐｒｅ（時刻ｔ＝ｔ７の場合はＷ０）がセットされる。
【００４８】
次に処理はステップＳ１２においてカウント値が“０”であるかどうか、また、ステップＳ１３においてカウント値が負であるかどうかを調べ、追従値Ｗの符号を決定、もしくは追従値を０とし、前周期とＰＷＭデューティを同じにするかどうかを決定する。図８（ａ）によれば、時刻ｔ＝ｔ７でのカウント値は−５００であるので、処理はステップＳ１５に進み、最終的な追従値を＋Ｗ０とする。このような追従値でＰＷＭ制御がなされる場合、動作は通常モードにあるという。
【００４９】
つまり、時刻ｔ＝ｔ７では、時刻ｔ＝ｔ６〜ｔ７で出力したＰＷＭ制御信号のハイ期間よりも、時刻ｔ＝ｔ７以降の次の周期では＋Ｗ０だけＰＷＭ制御信号のハイ期間を長くして出力する。次周期の追従値が決定されると、ステップＳ１７でカウンタをリセットし、再び次の周期についても同様の制御を実行する。
【００５０】
上述のような処理をＰＷＭ制御信号５周期分にわたって実行し、その全てでカウンタ値が負の値であった場合、時刻ｔ＝ｔ９の直前では、記憶部４５には００００＿００１Ｆｈが保持されることとなる。そして、時刻ｔ＝ｔ９で記憶部４５の値は、カウンタ４４のカウント値−４００の符号である１がＬＳＢに代入され００００＿００３Ｆｈとなる。
【００５１】
この時点で、ステップＳ４の条件がＹＥＳとなるため、処理はステップＳ５に進む。ステップＳ５では、過去８周期の履歴、つまり記憶部４５の下位８ビットの値を確認し、その中に０または１が６個以上あれば、処理はステップＳ７に進み、仮追従値ＷｐｒｅをＷ１（Ｗ１＞Ｗ０）にセットする。時刻ｔ＝ｔ９では、“１”の値が６個となるので、仮追従値Ｗｐｒｅ＝Ｗ１と設定される。そして、ステップＳ８へ進むが、ここでは、まだ６周期分の測定をしているだけなので、処理はステップＳ１０に進み、追従値ＷとしてＷ＝Ｗｐｒｅ（＝Ｗ１）を設定する。そして、ステップＳ１２とＳ１３において、追従方向が決定され、処理はステップＳ１５に進み、最終的な追従値を時刻ｔ＝ｔ９において、＋Ｗ１とする。このような場合、Ｗ１＞Ｗ０なので、このような追従値でＰＷＭ制御がなされる場合、動作は加速モード１へと移行する。
【００５２】
以降、同様にＰＷＭ制御信号２７周期分にわたって測定を行い、時刻ｔ＝ｔ１０までカウンタ値が負で推移した場合、追従値は＋Ｗ１のままＰＷＭ制御信号のハイ期間が増加するように制御される。図８（ａ）によれば、時刻ｔ＝ｔ１０では、記憶部４５の値は０７ＦＦ＿ＦＦＦＦｈとなる。そして、時刻ｔ＝ｔ１１では、記憶部４５の値は、カウンタ４４のカウント値−２８０の符号である１がＬＳＢにセットされるので、０ＦＦＦ＿ＦＦＦＦｈとなる。
【００５３】
この時点で図７のフローチャートの処理によれば、ステップＳ４とステップＳ５のそれぞれでＹＥＳの判断となり、処理はステップＳ７において、Ｗｐｒｅ＝Ｗ１となる。そしてさらに、既に動作開始以降２８周期分以上の測定を行っているので、ステップＳ８における判断もＹＥＳとなり、処理はステップＳ９へ進む。ステップＳ９では過去３２周期分の履歴、つまり記憶部４５の全ビットの値を確認し、その中に０または１が２８個以上あれば、処理はステップＳ１１に進み、追従値ＷをＷ２（Ｗ２＞Ｗ１＞Ｗ０）とする。時刻ｔ＝ｔ１１では、１の数は２８個となるので、処理はステップＳ１１に進み、追従値Ｗ＝Ｗ２と設定される。そして、ステップＳ１２とステップＳ１３において、追従方向が決定され、処理はステップＳ１５に進み、最終的な追従値を時刻ｔ＝ｔ１１において＋Ｗ２とする。このような場合、Ｗ２＞Ｗ１＞Ｗ０なので、このような追従値でＰＷＭ制御がなされる場合、動作は加速モード２へと移行する。以降予め設定した追従値に漸近するまで同様の制御を実行する。
【００５４】
図９はカウンタによるカウント値が目標値に漸近していく様子（追従性）を表した図である。図９において、横軸は時間、縦軸にカウント値、目標値としてカウント値＝０としている。また、図８で示したのと同じ時刻には同じ符号を付してある。
【００５５】
図９（ａ）は特に、外来ノイズが混入していない場合の、目標値への追従状態を示す図である。
【００５６】
図９（ａ）によれば、時刻ｔ＝ｔ９で追従値がＷ１となり、さらに、時刻ｔ＝ｔ１１で追従値がＷ２となり加速しながら目標値へ漸近していく。時刻ｔ＝ｔ１２では、カウント値が正となり、追従方向が逆となるが、図７でのステップＳ９の判断はＹＥＳとなるため、追従値は−Ｗ２となる。同様の動作を続け、時刻ｔ＝ｔ１３になると、図７でのステップＳ９の条件がＮＯとなるため、追従値は−Ｗ１となる。さらに同様の動作が続くと時刻ｔ＝ｔ１４では、図７でのステップＳ５の判断がＮＯとなり、追従値は＋Ｗ０となり、以降目標値付近で、追従値が±Ｗ０（符号はカウンタ値の符号により異なる）で定常状態となる。
【００５７】
図８（ｂ）と図９（ｂ）は、時刻ｔ＝ｔ１０からの１周期において、比較的小さな何らかのノイズがＤＣモータ３４に供給している電流にノイズが混入した場合におけるタイミングチャートと、カウンタ値が目標値に漸近していく様子を表したものである。なお、図８（ｂ）と図９（ｂ）において、図８（ａ）と図９（ａ）で既に説明したタイミングと同じ時刻には同じ記号を付してある。
【００５８】
図８（ｂ）と図９（ｂ）とに示すように、時刻ｔ＝ｔ１０〜ｔ１１において電流波形にノイズが混入すると、比較器４３からの出力が、ノイズが混入している期間ハイになる。そのため、カウンタ値も影響を受けることになり、ノイズが無い場合のカウンタ値（図８（ａ）のｔ＝ｔ１１における−２８０）に対して、その同じ時刻には−８０という値となる。
【００５９】
ここで、カウンタ値−８０という値で図７のフローチャートに従い追従値を算出すると、ノイズの混入がない場合と同じ判定となり、次の時刻ｔ＝ｔ１１では、追従値Ｗ＝＋Ｗ２となる。即ち、この実施例に従えば、電流波形にノイズが混入してもカウンタ値の符号に影響の無い範囲である限り、ノイズの影響を全く受けることなく目標値への追従が可能となる。その結果、目標値までの追従時間はノイズが混入しない場合と比較して全く変わることがないという効果を得ることができる。
【００６０】
次に従来技術に従う例を比較例として用い、この実施例により達成する効果についてさらに説明する。
【００６１】
このため、比較例において、加速モード１に遷移する条件（ステップＳ５でのＹＥＳ）を満たした場合と、加速モード２に遷移する条件（ステップＳ９でのＹＥＳ）を満たした場合のタイミングチャートを図８（ｃ）と図９（ｃ）に夫々、示す。なお、図８（ｃ）と図９（ｃ）において、図８（ａ）と図９（ａ）で既に説明したタイミングと同じ時刻には同じ記号を付してある。
【００６２】
図８（ｃ）と図９（ｃ）とに示すように、時刻ｔ＝ｔ１０〜ｔ１１において電流波形に図８（ｂ）や図９（ｂ）と比較しても大きなノイズが混入することにより、比較器４３からの出力が、ノイズが混入されている期間ハイになる。そのため、カウンタ値も影響を受けることになり、ノイズが無い場合のカウンタ値（図８（ａ）のｔ＝ｔ１１における２８０）に対して、その同じ時刻には＋１００という値となる。
【００６３】
時刻ｔ＝ｔ１１において、ＰＷＭ制御信号の次の周期の追従値を決定する場合、図７のフローチャートのステップＳ４の判断とステップＳ５の判断は両方ともＹＥＳとなり、仮追従値Ｗｐｒｅ＝Ｗ１となる。また、ステップＳ８での判断はＹＥＳとなるが、記憶部４５の値は０ＦＦＦ＿ＦＦＦＥｈであり、１の個数は２７個となるため、ステップＳ９での判断はＮＯとなる。さらに、ステップＳ１２での判断はＮＯ、ステップＳ１３での判断はノイズが混入されない場合と異なりＮＯとなり、処理はステップＳ１４に進み、最終的な追従値はＷ＝−Ｗ１となる。
【００６４】
そして、その１周期の出力が終了した時刻ｔ＝ｔ１１’では、ステップＳ５での判断はＹＥＳ、ステップＳ９での判断はＮＯとなるため、最終的な追従値はＷ＝＋Ｗ１となる。ところが次の時刻ｔ＝ｔ１５において、記憶部４５の値は３ＦＦＦ＿ＦＦ８Ｆｈとなるため、ステップＳ５の判断とステップＳ９の判断とは両方ともＮＯとなり、最終的な追従値は通常状態の追従値Ｗ＝Ｗ０となってしまう。
【００６５】
以降、図９（ｃ）の時刻ｔ＝ｔ１６〜ｔ２０では、図９（ａ）におけるｔ＝ｔ９〜ｔ１４に示したノイズが混入しない場合のようにカウント値は変化するが、タイミングは図９（ａ）に示したのとはタイミングが大きく遅延した追従波形となる。即ち、目標値への追従時間が、ノイズが混入されない場合と比較して大きく遅れてしまうこととなる。
【００６６】
次に、この実施例における、図８（ｃ）と図９（ｃ）に示したのと同様に比較的大きなノイズが混入した場合におけるタイミングチャートを図８（ｄ）と図９（ｄ）に夫々、示す。なお、ここでも図８（ａ）と図９（ａ）で既に説明したタイミングと同じ時刻には同じ記号を付してある。
【００６７】
図８（ｄ）と図９（ｄ）とに示すように、時刻ｔ＝ｔ１０〜ｔ１１において電流波形に図８（ｃ）や図９（ｃ）と同様に、比較的大きなノイズが混入することにより、比較器４３からの出力が、ノイズが混入されている期間ハイになる。そのため、カウンタ値も影響を受けることになり、ノイズが無い場合のカウンタ値（図８（ａ）のｔ＝ｔ１１における−２８０）に対して、＋１００という値となる。
【００６８】
時刻ｔ＝ｔ１１において、ＰＷＭ制御信号の次の周期の追従値を決定する場合、図７のフローチャートのステップＳ４の判断とステップＳ５の判断とは両方ともＹＥＳとなり、仮追従値Ｗｐｒｅ＝Ｗ１となる。また、ステップＳ８の判断はＹＥＳとなるが、記憶部４５の値は０ＦＦＦ＿ＦＦＦＥｈであり、１の個数が２７個となるため、ステップＳ９の判断はＮＯとなる。さらに、ステップＳ１２の判断はＮＯ、ステップＳ１３はノイズが混入されない場合と異なりＮＯとなり、処理はステップＳ１４に進み、最終的な追従値はＷ＝ −Ｗ１となる。
【００６９】
しかしながら、次の周期である時刻ｔ＝ｔ１１〜ｔ１１’ではノイズの混入が無くなり、時刻ｔ＝ｔ１１’での最終カウント値は−２８０となり、再び負の値となる。従って、時刻ｔ＝ｔ１１’では、記憶部４５の値は１ＦＦＦ＿ＦＦＦＤｈとなり、１の個数が２８個となる。よって、図７のフローチャートのステップＳ９の判断はＹＥＳとなり、次周期での最終的な追従値はＷ＝＋Ｗ２となる。
【００７０】
以降、図９（ａ）で説明した時刻ｔ＝ｔ１２〜ｔ１４と同様の傾向を示す、時刻ｔ＝ｔ１２’〜ｔ１４’では、カウント値は目標値に漸近していく。図９（ｂ）と比較しても、図９（ｄ）の場合には、時刻ｔ＝ｔ１２’〜ｔ１４’はそれぞれ、時刻ｔ＝ｔ１２〜ｔ１４に対しＰＷＭ制御信号１周期分のみの遅れが生じるに過ぎない。
【００７１】
以上説明したように、この実施例では、ＰＷＭ制御信号の１周期分にわたって比較器からの出力の傾向を調べ、その傾向を符号として表わし、予め定められた周期分（ここでは３２周期分）、その符号をレジスタに格納保持する。
【００７２】
さらに、この実施例ではＰＷＭ制御信号でレジスタに格納された過去８周期分の比較的短い期間（第１の期間）にわたる比較器による出力傾向を調べる。そして、目標値よりカウント値が大きい傾向か、或いは、目標値よりカウント値が小さい傾向が強いなら、より大きな追従値（Ｗ１）を用いてＰＷＭ制御信号のハイとなる時間を調整する。これに対して、目標値よりカウント値が大きい場合と目標値よりカウント値が小さい場合とのバランスがとれているなら、小さな追従値（Ｗ０）を用いてＰＷＭ制御信号のハイとなる時間を調整するか、或いは、そのハイとなる時間を前の周期と同じに維持する。
【００７３】
さらに、レジスタに格納されたＰＷＭ制御信号で過去２４周期分の比較的長い期間（第２の期間）における比較器による出力傾向を調べる。そして、目標値よりカウント値が大きい傾向か、或いは、目標値よりカウント値が小さい傾向が著しく強いなら、更により大きな追従値（Ｗ２）を用いてＰＷＭ制御信号のハイとなる時間を調整する。
【００７４】
なお、便宜上、ＷＯを第１の追従値、Ｗ１を第２の追従値、Ｗ２を第３の追従値ともいう。
【００７５】
従って以上説明した実施例に従えば、ＰＷＭ制御信号１周期分にわたる比較器からの出力傾向を用いてＰＷＭ制御を行うので、比較的小さなノイズが混入した場合でも、ＰＷＭ制御のために用いるカウンタ値の符号に影響を与えない。このために、ノイズが混入しない場合と比較しても全く同様の時間で目標値への漸近を達成できる。
【００７６】
また、カウンタ値の符号に影響を及ぼすような大きなノイズが混入した場合でも、ノイズが混入しない場合と比較してＰＷＭ制御信号の１周期のみの遅れでカウント値は目標値へ漸近する。このように、従来例と比較して、高速な追従性を保ちつつノイズに対する安定性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００７７】
また、従来例では複雑な計算を行っていたため、回路規模の増大や、ＣＰＵの演算誤差による精度低下があったが、この実施例によれば、複雑な計算を行うことがないので、演算量を減らすことができる。これは、演算回路の回路規模の大幅な削減と演算誤差による精度低下を抑制することに資するものとなる。さらに、カウンタによる計数結果ではなく、計数結果の符号のみを保持することで、記憶領域の削減も可能となる。
【００７８】
なお、以上説明した実施例では、追従モードとして、通常モード、加速モード１、加速モード２の３つを例示したが、本発明はこれによって限定されるものではない。少なくとも２つのモードを持つ制御回路に本発明は適用可能である。
【００７９】
さらに、通常モードから加速モードへ移行するかどうか判断する際に、記憶部４５に格納された符号に対し、現時刻より遠い過去の時刻において得られた符号よりも、現時刻により近い過去において得られた符号により重みを付けて判定するようにしても良い。これにより、更なる精度向上が期待できる。
【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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