(57)【要約】【課題】特定の制御対象について、速度変動を抑えた安定した動作を実現することが困難であった。【解決手段】制御対象を駆動するモーターと、当該制御対象の速度を検出し、当該検出した速度と当該制御対象の目標速度との差に基づいて当該モーターの駆動をＰＩＤ制御する制御部とを備える印刷装置であって、上記制御部は、上記モーターを駆動させることにより特定の制御対象を動作させた所定期間における当該特定の制御対象の速度変動量を取得し、上記ＰＩＤ制御のための所定の定数を、当該速度変動量に基づいて求めた補正比率に応じて補正するゲイン演算部を備える構成とした。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を駆動するモーターと、当該制御対象の速度を検出し、当該検出した速度と当該制御対象の目標速度との差に基づいて当該モーターの駆動をＰＩＤ制御する制御部とを備える印刷装置であって、
上記制御部は、上記モーターを駆動させることにより特定の制御対象を動作させた所定期間における当該特定の制御対象の速度変動量を取得し、上記ＰＩＤ制御のための所定の定数を、当該速度変動量に基づいて求めた補正比率に応じて補正するゲイン演算部を備えることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
上記特定の制御対象は、上記モーターの駆動によりインク吐出用の印字ヘッドのインク吐出面に対する接近動作および当該インク吐出面からの退避動作を実行可能なインクキャップであり、上記ゲイン演算部は、上記モーターを駆動させることにより当該インクキャップに上記退避動作をさせた期間における速度変動量を取得することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
上記ゲイン演算部は、上記特定の制御対象の動作について予め定められた目標速度と、当該特定の制御対象を動作させた期間における当該制御対象の速度の最大値または最小値と、の差を速度変動量として取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷装置。
【請求項４】
上記ゲイン演算部は、上記速度変動量が大きいほど補正比率を小さな値とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項５】
上記ゲイン演算部は、上記ＰＩＤ制御に用いられる比例要素に対する定数および上記ＰＩＤ制御に用いられる積分要素に対する定数を、上記補正比率に応じて補正することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項６】
上記ゲイン演算部は、上記印刷装置において所定の動作が実行される度に、上記速度変動量の取得および当該速度変動量に基づく上記補正比率による上記定数の補正を実行することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項７】
上記モーターから上記特定の制御対象へ動力を伝達するために、第一プーリーと、上記特定の制御対象と接続して当該特定の制御対象に動力を伝えるローラーと共に回転する第二プーリーと、第一プーリーと第二プーリーと上記モーターの軸に結合したギアとに架け渡されたタイミングベルトと、第二プーリーと上記モーターの軸に結合したギアとの間の所定位置においてタイミングベルトの面に向かう方向に付勢されてタイミングベルトの面に接することによりタイミングベルトのテンションを略一定に保つための可動テンションローラーと、可動テンションローラーの近傍に固定されることにより上記付勢方向に沿った可動テンションローラーの可動域を制限するブロック部材とを備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項８】
上記制御部は、上記ゲイン演算部による上記定数の補正の後、上記特定の制御対象を動作させる際に、補正済みの上記定数を用いて上記モーターの駆動をＰＩＤ制御することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項９】
制御対象を駆動するモーターを備え、当該制御対象の速度を検出し、当該検出した速度と当該制御対象の目標速度との差に基づいて当該モーターの駆動をＰＩＤ制御する印刷装置によって実行する、ゲイン補正方法であって、
上記モーターを駆動させることにより特定の制御対象を動作させた所定期間における当該特定の制御対象の速度変動量を取得し、上記ＰＩＤ制御のための所定の定数を、当該速度変動量に基づいて求めた補正比率に応じて補正するゲイン演算工程を備えることを特徴とするゲイン補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置およびゲイン補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンターにおいては、キャリッジやローラー等の制御対象を動作させるモーターを駆動制御する際に、ＰＩＤ制御（フィードバック制御）が行なわれている。すなわち、制御対象の現在の速度と目標速度との偏差を求め、当該速度偏差に比例ゲインを乗算した結果と、当該偏差に積分ゲインを乗算した結果の積算値と、当該偏差の変化量に微分ゲインを乗算した結果と、の加算結果に基づいて、モーターに供給する電圧をパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）するためのデューティー比を決定し、当該デューティー比に基づいてモーターを制御している（特許文献１参照。）。また、このようなＰＩＤ制御として、駆動中のモーターの負荷を測定し、当該負荷の大きさに応じて上記各ゲインを補正する（負荷が大きい場合にゲインが大きくなるように補正する）構成も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６‐２７２７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、モーターの駆動により、プリンターが備える制御対象のうち特定の制御対象に、短期的に大きな外的負荷を伴う動作（特定動作）を実行させた場合、上記ＰＩＤ制御下であっても、制御対象の速度変動はある程度大きなものとなってしまう。また、このような特定動作を制御対象に実行させる際、上述したようなモーターの負荷に応じて上記各ゲインを補正する構成を採った場合にも問題が生じ得る。具体的には、プリンターにおいて、上記デューティー比の変化（モーターのトルク変化）に対する制御対象の速度の追従性が安定しない場合等に、上記モーターの負荷の大きさに応じて上記各ゲインを大きな値に補正すると、制御対象の速度変動の振幅が却って大きくなってしまい、上記特定動作を安定した速度で実現できないこともある。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、制御対象の速度変動を抑えた安定した動作を実現するための印刷装置およびゲイン補正方法を提供する。また本発明は、モーターのトルク変化に対する制御対象の速度の追従性が安定しない等といった状態であっても、結果的に制御対象の速度変動を抑えた安定した動作を実現可能とすることで、製品の製造や調整にかかるコストを低減することが可能な印刷装置およびゲイン補正方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様の一つは、制御対象を駆動するモーターと、当該制御対象の速度を検出し、当該検出した速度と当該制御対象の目標速度との差に基づいて当該モーターの駆動をＰＩＤ制御する制御部とを備える印刷装置であって、上記制御部は、上記モーターを駆動させることにより特定の制御対象を動作させた所定期間における当該特定の制御対象の速度変動量を取得し、上記ＰＩＤ制御のための所定の定数を、当該速度変動量に基づいて求めた補正比率に応じて補正するゲイン演算部を備える構成としてある。
【０００７】
本発明によれば、モーターの駆動により上記特定の制御対象を動作させた所定期間における当該特定の制御対象の速度変動量に基づく補正比率に応じて、ＰＩＤ制御のための定数（ゲイン）を補正する。そのため、以後、当該特定の制御対象について、速度変動を抑えた安定した動作を実現させることができる。また本発明によれば、モーターのトルク変化に対する当該特定の制御対象の速度追従性が安定しない等といった状況下でも、結果的に当該特定の制御対象の速度変動を抑えた安定した動作を実現することで、印刷装置の製造や調整にかかるコストを低減することができる。
【０００８】
上記特定の制御対象とは、印刷装置が備える複数の制御対象の中の一つであり、その構造上、モーターの駆動により動作したときに、短期的あるいは突発的に所定程度の大きな負荷を伴うものを言う。このような特定の制御対象は、例えば、上記モーターの駆動によりインク吐出用の印字ヘッドのインク吐出面に対する接近動作および当該インク吐出面からの退避動作を実行可能なインクキャップである。そして、上記ゲイン演算部は、上記モーターを駆動させることにより当該インクキャップに上記退避動作をさせた期間における速度変動量を取得する。当該構成によれば、インクキャップに速度変動を抑えた安定した退避動作を実現させるための、ＰＩＤ制御のための定数（補正された定数）を得ることができる。
【０００９】
上記ゲイン演算部は、上記特定の制御対象の動作について予め定められた目標速度と、当該特定の制御対象を動作させた期間における当該制御対象の速度の最大値または最小値と、の差を速度変動量として取得するとしてもよい。当該構成によれば、特定の制御対象の速度変動量を的確かつ容易に取得することができる。
【００１０】
上記ゲイン演算部は、上記速度変動量が大きいほど補正比率を小さな値とする。当該構成によれば、モーターを駆動させることにより特定の制御対象を動作させた所定期間における上記速度変動量が大きいほど、ＰＩＤ制御のための上記定数を小さくすることができる。そのため、以後、特定の制御対象の速度の過剰な変動が抑制され、制御対象の速度変動の収束に資する。
【００１１】
上記ゲイン演算部は、上記ＰＩＤ制御に用いられる比例要素に対する定数および上記ＰＩＤ制御に用いられる積分要素に対する定数を、上記補正比率に応じて補正するとしてもよい。当該構成によれば、特定の制御対象の速度変動を効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記ゲイン演算部は、上記印刷装置において所定の動作が実行される度に、上記速度変動量の取得および当該速度変動量に基づく上記補正比率による上記定数の補正を実行するとしてもよい。当該構成によれば、印刷装置において所定の動作が実行される度に上記定数が最新の値に更新されるため、常時、特定の制御対象について、速度変動を的確に抑えた安定した動作を実現させることができる。印刷装置において所定の動作が実行されたとは、例えば、印刷装置が所定枚数の印刷を実行した状況や、印刷装置の電源が投入されて印刷装置が起動した状況などを言う。
【００１３】
印刷装置は、上記モーターから上記特定の制御対象へ動力を伝達するために、第一プーリーと、上記特定の制御対象と接続して当該特定の制御対象に動力を伝えるローラーと共に回転する第二プーリーと、第一プーリーと第二プーリーと上記モーターの軸に結合したギアとに架け渡されたタイミングベルトと、第二プーリーと上記モーターの軸に結合したギアとの間の所定位置においてタイミングベルトの面に向かう方向に付勢されてタイミングベルトの面に接することによりタイミングベルトのテンションを略一定に保つための可動テンションローラーと、可動テンションローラーの近傍に固定されることにより上記付勢方向に沿った可動テンションローラーの可動域を制限するブロック部材とを備えるとしてもよい。当該構成によれば、ブロック部材の取付け位置の精度に左右される上記可動域（可動テンションローラーとブロック部材との隙間）の有無や大きさ、当該隙間の存在により可動テンションローラーが動くことによるタイミングベルトのテンションの低下、等に起因して、モーターのトルク変化に対する特定の制御対象の速度追従性が安定しない（モーターのトルクが第二プーリー側に伝わりにくい）ことがある。この結果、上述した従来構成では、特定の制御対象の速度変動量が増大し得る。しかしながら本発明によれば、このようなブロック部材の取付け位置の精度不足やタイミングベルトのテンション低下等がある場合であっても、結果的に上記特定の制御対象の速度変動を抑えた安定した動作を実現することができる。そのため、ブロック部材の取付け位置の精度維持やタイミングベルトのテンション維持のために従来要していた部品調達や作業時間や人件費といった各種コストを削減できる。
【００１４】
上記制御部は、上記ゲイン演算部による上記定数の補正の後、上記特定の制御対象を動作させる際に、補正済みの上記定数を用いて上記モーターの駆動をＰＩＤ制御する。このように、上記特定の制御対象を動作させる際に、補正済みの上記定数を用いてモーターをＰＩＤ制御することにより、当該特定の制御対象について速度変動を抑えた安定した動作を実現させることができる。
【００１５】
本発明の技術的思想は、印刷装置以外によっても実現可能である。例えば、上述した印刷装置が実行する処理工程を有する方法（ゲイン補正方法）の発明や、上述した印刷装置が実行する機能を所定のハードウェア（印刷装置が内蔵するコンピューター等）に実行させるプログラムの発明をも把握可能である。なお、本発明の印刷装置は、単一の装置のみならず、複数の装置によって分散して存在可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構造を概略的に示す図である。
【図２】プリンターの機能構成を概略的に示す図である。
【図３】ＰＦ制御部の詳細等を示すブロック図である。
【図４】インクキャップやキャリッジ等の位置関係を示す斜視図である。
【図５】ＰＦモーターとＰＦローラーとの接続箇所の構造を簡易的に示す図である。
【図６】隙間がある機体でインクキャップの下降動作をした際の速度変化等を示す図である。
【図７】隙間がある機体でインクキャップの下降動作をした際の速度変化等を示す他の図である。
【図８】ゲイン補正処理を示すフローチャートである。
【図９】補正比率を算出するための関数の一例を示す図である。
【図１０】補正比率を算出するための関数の他の例を示す図である。
【図１１】補正比率を算出するための関数の他の例を示す図である。
【図１２】インクシステムの動作を伴う印刷処理を示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態の効果を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
１．プリンターの概略説明
図１は、本実施形態にかかるプリンター１の概略構造を例示する側面図である。プリンター１は印刷装置に該当する。また、プリンター１はゲイン補正方法の実行主体に該当する。プリンター１は、給紙トレー２を有する。給紙トレー２は、プリンター１の底部に略水平に配設される。給紙トレー２には印刷用紙（印刷媒体）を載置することができる。給紙トレー２を搬送経路上流位置として、印刷用紙は給紙トレー２から所定の搬送経路に供給され、搬送経路を搬送され、プリンター１の前面側に配設される図示外の排紙トレーへ排出される。給紙トレー２に載置された印刷用紙のうち最も上に載置された印刷用紙に対して、ＰＵ（ピックアップ）ローラー１２がその外周を接するように備えられている。ＰＵローラー１２は、後述するＰＦモーター（搬送モーター）１４と図示しないギア等によって結合されており、ＰＦモーター１４の駆動によりＰＵローラー１２が印刷用紙に平行な回転軸を中心として回転駆動する。
【００１８】
ＰＵローラー１２は、図１において時計回りに正回転し、外周にて接する印刷用紙を後方に送り出す。すると、印刷用紙はプリンター１の後方に向かって進行しつつ、印刷用紙の搬送経路下流側の端部（用紙先端）が搬送ガイド１３に誘導される。搬送ガイド１３は、略半円を描くように湾曲した搬送経路を一部に形成しており、ＰＵローラー１２によって給紙トレー２から送り出された印刷用紙は、搬送ガイド１３に誘導されて搬送経路下流側（排紙トレー側）へ進行する。これにより、印刷用紙は、搬送ガイド１３に沿って湾曲しつつ上方に供給される。搬送ガイド１３の湾曲する経路の中央部には、中間ローラー１９が備えられている。中間ローラー１９は、その外周が搬送ガイド１３の印刷用紙に外側から接しつつ、印刷用紙に平行な回転軸を中心として回転する。中間ローラー１９は、ＰＦモーター１４と図示しないギア等によって結合されており、ＰＦモーター１４の駆動により能動的に回転駆動する。図１において中間ローラー１９が正回転する方向は、反時計回りである。印刷用紙を挟んで中間ローラー１９に対向するように中間従動ローラー１９ａが設けられている。
【００１９】
中間ローラー１９が回転駆動することにより、印刷用紙は、搬送ガイド１３に沿ってさらに上方に搬送される。用紙先端は、搬送ガイド１３の湾曲部分を抜けると、プリンター１の前方（搬送経路下流側）に向かって搬送ガイド１３の略水平部分に沿って略水平に進行する。略水平にしばらく進行すると、用紙先端がＰＦローラー（搬送ローラー）１７に到達する。ＰＦローラー１７は、その外周が印刷用紙に対して下側から接する。ＰＦローラー１７も、ＰＦモーター１４と図示しないギア等によって結合されており、ＰＦモーター１４の駆動により能動的に回転駆動する。図１においてＰＦローラー１７が正回転する方向は、時計回りである。印刷用紙を挟んでＰＦローラー１７に対向するようにＰＦ従動ローラー１７ａが設けられている。用紙先端がＰＦローラー１７に到達すると、印刷用紙はＰＦローラー１７によって搬送される。印刷用紙が中間ローラー１９およびＰＦローラー１７の両方と接触している期間においては、ＰＦモーター１４の駆動によるＰＦローラー１７と中間ローラー１９の双方の回転駆動によって印刷用紙が搬送される。プリンター１においては、ＰＦローラー１７と中間ローラー１９による印刷用紙の搬送速度が互いに同じとなるようにローラー径やギア比が設定されている。
【００２０】
ＰＦローラー１７よりも搬送経路下流側にはプラテン２２が設けられており、プラテン２２が搬送される印刷用紙を下方から支持する。プラテン２２に印刷用紙を挟んで上方から対向するようにキャリッジ２１が備えられている。キャリッジ２１は下方に印字ヘッド２１ａを備えており、印字ヘッド２１ａの下面に配列する多数のノズルからインクを吐出することが可能である。キャリッジ２１は、図１の紙面に対して垂直な方向に移動（主走査）することが可能である。キャリッジ２１は、主走査を行いながらインクを吐出することにより、プラテン２２上の印刷用紙におけるノズルに対向する領域（印刷位置）に対して、主走査方向に沿ったラスタラインを描画することができる。主走査を行った後に、ＰＦモーター１４を駆動させ、印刷用紙を搬送することにより、印刷用紙における印字位置をずらす（副走査）ことができる。従って、印刷用紙における異なる位置にラスタラインを描画することができる。すなわち、上述した主走査と副走査を順次繰り返して実行することにより、印刷用紙上に印刷画像を形成することができる。主走査と副走査を繰り返し、印刷用紙に対する必要な印刷画像の形成が全て終了した後に、印刷用紙が搬送（排紙搬送）され排紙トレーに排出される。
【００２１】
図２は、プリンター１の機能構成を示すブロック図である。プリンター１は、既に説明した以外の構成として、外部Ｉ／Ｆ（外部インターフェイス）３０と、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとからなるマイクロコンピューター３１と、ＡＳＩＣ３２と、モータードライバー１５と、ロータリーエンコーダー３３等を備えている。外部Ｉ／Ｆ３０は外部のホストコンピューター６０との仲介をなし、外部Ｉ／Ｆ３０を介してホストコンピューター６０から印刷データＰＤを取得する。印刷データＰＤは、ハーフトーン処理等が行われた印刷画像を構成するラスターデータと、プリンター１を制御するための制御データ等から構成されている。
【００２２】
ロータリーエンコーダー３３は、ＰＦローラー１７またはＰＦローラー１７と結合されたいずれかのギアに備えられたスケール板と当該スケール板を挟んで配置された発光部と受光部とから構成され、受光部における受光状態に基づいてＰＦローラー１７の回転速度に応じたパルス周期を有するパルス信号を生成する。
【００２３】
ＡＳＩＣ３２は、ＰＦ制御部３２ａと、キャリッジ制御部３２ｂと、ＰＵ制御部３２ｃとを備えている。ＰＦ制御部３２ａは、ロータリーエンコーダー３３から出力されるパルス信号（パルス周期）に基づいて、現在のＰＦローラー１７の回転速度（回転量に比例する値）を演算するとともに、この速度が、予め決められた速度プロファイルに沿ったものとなるように、微小な時間（制御ステップ。ＰＩＤ制御周期とも言う。）毎に、ＰＦモーター１４の駆動をＰＩＤ制御（フィードバック制御）する。このようなフィードバック制御は、印刷処理のための印刷用紙の搬送にはもちろん、後述するような、インクシステム（インクキャップ４０）を動作させる際にも実行される。
【００２４】
上述したように、ＰＦローラー１７はＰＦモーター１４の駆動により回転するものであるため、ロータリーエンコーダー３３からの出力を監視することで、ＰＦ制御部３２ａはＰＦモーター１４の駆動状況を間接的に把握することができる。
また、キャリッジ制御部３２ｂはキャリッジ２１や印字ヘッド２１ａを駆動制御するための処理を実行し、ＰＵ制御部３２ｃはＰＵローラー１２を駆動制御するための処理を実行する。
【００２５】
図３は、主にＰＦ制御部３２ａの詳細をブロック図により示している。ＰＦ制御部３２ａは、ＰＦモーター１４を駆動する制御機能を備えており、マイクロコンピューター３１から、制御対象の目標位置が入力されると、入力値に応じてＰＦモーター１４を制御する。ＰＦ制御部３２ａは、位置演算部６ａ、減算器６ｂ，６ｅ、目標速度演算部６ｃ、速度演算部６ｄ、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ、微分要素６ｈ、加算器６ｉ、ＰＷＭ回路６ｊ、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄ、ゲイン演算部７を備える。
【００２６】
位置演算部６ａは、ロータリーエンコーダー３３から出力されるパルス信号の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジを検出し、検出されたエッジの個数を計数することにより、現在のＰＦローラー１７の回転位置を演算する。減算器６ｂは、マイクロコンピューター３１から送られてくる目標回転位置と、位置演算部６ａによって求められた回転位置との回転位置偏差を演算する。
【００２７】
目標速度演算部６ｃは、減算器６ｂの出力である回転位置偏差と上記速度プロファイルとに基づいてＰＦローラー１７の目標回転速度（目標速度）を演算する。この演算は回転位置偏差にゲインＫｐを乗算することにより行われる。ゲインＫｐは回転位置偏差に応じて決定される。速度演算部６ｄは、ロータリーエンコーダー３３から出力されるパルス信号のエッジを検出する時間間隔に基づいて現在のＰＦローラー１７の回転速度を演算する。減算器６ｅは、目標回転速度と、速度演算部６ｄによって演算された回転速度との回転速度偏差を演算する。
【００２８】
ＰＩＤ演算部６ｐｉｄは、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ、微分要素６ｈの各演算要素と、加算器６ｉを備える。ＰＩＤ演算部６ｐｉｄは、各演算要素における随時更新される定数（ゲイン）によって特性が変更される適応型のＰＩＤ演算を実行可能である。比例要素６ｆは、上記回転速度偏差に比例ゲインＧｐを乗算し、乗算結果を出力する。積分要素６ｇは、回転速度偏差に積分ゲインＧｉを乗じたものを積算し、積算結果を出力する。微分要素６ｈは、現在の回転速度偏差と、１つ前の回転速度偏差との差に微分ゲインＧｄを乗算し、乗算結果を出力する。
【００２９】
比例要素６ｆ、積分要素６ｇ及び微分要素６ｈの出力は、加算器６ｉにおいて加算される。そして加算結果、即ちＰＦモーター１４を駆動する制御量が、ＰＷＭ回路６ｊに送られる。ＰＷＭ回路６ｊは、加算器６ｉから出力された制御量に相当するデューティー比ＤＲを決定し、モータードライバー１５に出力する。モータードライバー１５は、電源電圧としての直流電圧をデューティー比ＤＲ（パルスの周期に対するＯＮの期間の比率）に応じてパルス幅変調することにより、パルスとしてのＰＷＭ信号を生成し、ＰＦモーター１４に出力する。ＰＦモーター１４は、ＤＣモーターであり、モータードライバー１５から出力されたＰＷＭ信号を駆動電源として駆動する。すなわち、ＰＦモーター１４は、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ信号のデューティー比ＤＲ）に応じたトルクを生じさせる。ＰＷＭ信号のデューティー比ＤＲが大きければ大きいほど、ＰＦモーター１４に印加される電圧Ｖｍおよび電流Ｉｍの平均的な値は大きくなり、ＰＦモーター１４のトルクも大きくなる。
【００３０】
デューティー比ＤＲは、ＤＲ＝ｄ／ＰＷＭｃｙｃｌｅと表現することができる。ＰＷＭｃｙｃｌｅは、例えば３０００といった整数である。ｄは、デューティー（Ｄｕｔｙ）値であり、デューティー比ＤＲにおける分子である。ＰＷＭｃｙｃｌｅ＝３０００とした場合、ｄ＝０〜３０００の整数である。つまり本実施形態では、ＰＦ制御部３２ａは、上記デューティー比ＤＲを、パルス周期の１／３０００単位で調整して決定することができる。
【００３１】
ゲイン演算部７は、後述するように、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの各演算要素が演算に使用する定数を、検出された特定の制御対象の速度変動量に応じて補正することにより、各定数の最適化を行う（ゲイン補正処理）。
マイクロコンピューター３１のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ＡＳＩＣ３２に、後述の、ゲイン補正処理や、インクシステムの動作を伴う印刷処理を実現させる。
【００３２】
２．インクシステムへの動力伝達構造の説明
プリンター１においては、上述したようにＰＦモーター１４が駆動することによってＰＦローラー１７、中間ローラー１９等を回転させることが可能であるが、更にＰＦモーター１４は、インクシステムを動作させることが可能である。インクシステムとは、プリンター１に備えられた機構であって、印字ヘッド２１ａのノズル口の乾燥防止や、ノズルのクリーニングや、キャリッジ２１の固定等に用いられるシステムである。インクシステムは、インクキャップ４０を含む。インクキャップ４０は、特定の制御対象の一例に該当する。
【００３３】
図４は、インクキャップ４０やキャリッジ２１等の位置関係を斜視図により簡易的に例示している。図４では、初期位置に配置されたキャリッジ２１を示している。キャリッジ２１の初期位置とは、キャリッジ２１が上記主走査の方向に沿って往復移動可能な範囲の一端の位置である。キャリッジ２１は、印刷を実行しない場合は、初期位置に停留される。インクキャップ４０は、キャリッジ２１の下方、つまり印字ヘッド２１ａの下面（インク吐出面）と対抗するように設けられている。インクキャップ４０は、例えば略矩形の筺体４０ａや、筺体４０ａの内部に収容されたスポンジ４０ｂや、不図示のキャリッジロック部材等を備え、初期位置に在るキャリッジ２１の印字ヘッド２１ａのインク吐出面に対する接近動作（上昇動作）およびインク吐出面からの退避動作（下降動作）が可能である。つまり、インクキャップ４０は、初期位置に在る（初期位置に戻ってきた）キャリッジ２１に対して接近し、スポンジ４０ｂでインク吐出面を塞いでノズル口の乾燥を防止するとともに、キャリッジロック部材をキャリッジ２１の所定位置に係止させることによりキャリッジ２１の移動を禁止する。一方、インクキャップ４０は、初期位置に在るキャリッジ２１から退避することにより、スポンジ４０ｂをインク吐出面から離間させるとともにキャリッジロック部材によるキャリッジ２１の固定を解除する。
【００３４】
インクキャップ４０の接近・退避（上昇・下降）動作は、ＰＦモーター１４の駆動によって実現される。プリンター１においては、ＰＦローラー１７は不図示のギアの輪列やレバー等の機構を介してインクキャップ４０と接続されており、ＰＦローラー１７の回転がインクキャップ４０に伝達される構成となっている。具体的には、ＰＦローラー１７がＰＦモーター１４の駆動によって正回転したときに、インクキャップ４０は接近動作を行い、ＰＦローラー１７が逆回転したときに、インクキャップ４０は退避動作を行なう。ただしＰＦローラー１７とインクキャップ４０とは常に接続されている訳ではなく、プリンター１は、ＰＦローラー１７とインクキャップ４０との接続・非接続を切替える輪列切替え部４１を備えている。マイクロコンピューター３１に制御されることにより、輪列切替え部４１は、ＰＦローラー１７とインクキャップ４０とが接続されている状態（ＰＦローラー１７の回転がインクキャップ４０に伝達される状態）と、ＰＦローラー１７とインクキャップ４０とが切断されている状態（ＰＦローラー１７の回転がインクキャップ４０に伝達されない状態）とを切替えることができる。
【００３５】
上述したようなインクキャップ４０の動作にはある程度の負荷がかかる。特に、プリンター１の構造上、インクキャップ４０の下降動作の過程におけるある地点で、非常に大きな外的負荷が発生する。これは、インクキャップ４０の筺体４０ａは、その表面を、プリンター１内において筺体４０ａの周囲に配置されている周辺部品（図示せず）と接触させた状態で配設されており、下降動作のある途中地点で、当該接触により筺体４０ａと周辺部品との間に大きな摩擦が生じるからである。言い換えると、ＰＦモーター１４は、インクキャップ４０に下降動作をさせるには、下降動作の途中で当該摩擦により突発的に生じる大きな外的負荷に打ち勝ってＰＦローラー１７を回転させるトルクを発生させる必要がある。
【００３６】
図５は、プリンター１における、ＰＦモーター１４とＰＦローラー１７との接続箇所についての構造を簡易的に示している。プリンター１においては、ＰＦモーター１４の軸１４ａに結合したギア１４ｂにタイミングベルト４６が接している。また、プリンター１には、第一プーリー４４と、ＰＦローラー１７と共に回転する第二プーリー４５が配設されている。タイミングベルト４６は、第一プーリー４４と第二プーリー４５とギア１４ｂとに架け渡されている。従って、ＰＦモーター１４が生み出した動力は、タイミングベルト４６、第一プーリー４４、第二プーリー４５を介してＰＦローラー１７、インクキャップ４０に伝達される。
【００３７】
さらに、第一プーリー４４とギア１４ｂとの間の所定位置には、可動テンションローラー４７が備えられている。可動テンションローラー４７は、タイミングベルト４６の面に接しタイミングベルト４６の移動に応じて回転するローラー４７ａと、一端においてローラー４７ａを回転可能に支持する支持部４７ｂと、を有する。支持部４７ｂは、ローラー４７ａがタイミングベルト４６の面に向かう方向にバネ４７ｂ１によって付勢されている。また支持部４７ｂは、上記付勢方向と略直交する面４７ｂ３であってローラー４７ａが取り付けられている一端とは逆の端部の方向を向いた面４７ｂ３を持つ凹部４７ｂ２を形成している。さらに、プリンター１においては、凹部４７ｂ２に対応してブロック部材４８がビス等で固定されている。ブロック部材４８は、可動テンションローラー４７の近傍に固定され、凹部４７ｂ２の面４７ｂ３に干渉することにより、上記付勢方向に沿った可動テンションローラー４７の可動域を制限する（バネ４７ｂ１の縮みを制限する）。つまりブロック部材４８の存在により、可動テンションローラー４７がタイミングベルト４６から離れる方向へ移動することが抑制され、この結果、理想的にはローラー４７ａがタイミングベルト４６の面を押す力が略一定となり、タイミングベルト４６のテンション（張力）が略一定に保たれる。
【００３８】
プリンター１においては、タイミングベルト４６のテンションを理想的な値で略安定させるためには、面４７ｂ３とブロック部材４８とが間を空けずに接していることが理想的である。しかし、プリンター１を数千台、数万台と製造する工程においては、プリンター１の全ての機体について、面４７ｂ３とブロック部材４８との隙間を０ｍｍに調整することは製造管理上困難であり、ある機体については、面４７ｂ３とブロック部材４８とに隙間ｇ（図５参照）が生じてしまう。また、このような隙間ｇの大きさも、厳密には一台一台のプリンター１毎に異なる。また隙間ｇは、プリンター１が市場に出荷された当初は０ｍｍであっても、ブロック部材４８のビスの締め付け具合や品質、その他各部品の経時的変化に応じて徐々に拡大してしまうこともある。
【００３９】
このような隙間ｇの存在は、可動テンションローラー４７がタイミングベルト４６から離れる方向へ移動することを許容するものであるため、タイミングベルト４６のテンションを製品設計上理想とされているテンションよりも低下させる要因となる。そして、このようにタイミングベルト４６のテンションが理想的な値よりも低下してしまうと、ＰＦモーター１４からＰＦローラー１７側へトルクが正確に伝わらなくなり、追従性の優れたフィードバック制御が困難になるという弊害が生じる。
【００４０】
上述したようにインクキャップ４０の下降動作には大きな外的負荷が発生するが、当該下降動作をＰＦモーター１４の駆動によって実現する場合、以下のような現象が起きる。
輪列切替え部４１によってＰＦローラー１７とインクキャップ４０が接続された状態で、ＰＦ制御部３２ａがＰＦモーター１４を逆回転させるフィードバック制御を開始すると、ＰＦモーター１４のトルクがタイミングベルト４６を介してＰＦローラー１７に伝わりＰＦローラー１７が逆回転し、インクキャップ４０が下降動作を開始する。しかしながら、下降中のある時点でインクキャップ４０に多大な上記外的負荷が載ることで、下降動作の速度（ＰＦローラー１７の回転速度）が急激に低下し、これに応じてＰＦ制御部３２ａがモータードライバー１５に与えるデューティー比ＤＲが急上昇し、ＰＦモーター１４のトルクも増大する。この増大したトルクはＰＦローラー１７を回転させようとする。しかし、多大な外的負荷が載ることでＰＦローラー１７が重たくなっている状況下では、かかるトルクは主に、第二プーリー４５からローラー４７ａを経てギア１４ｂにかけてのベルト部分を引っ張る力に費やされ、これにより、可動テンションローラー４７のローラー４７ａが押下げられる。このとき、上述した隙間ｇが存在している場合には、可動テンションローラー４７がタイミングベルト４６から離れる方向へ移動してしまう。
【００４１】
すると、図５において二点鎖線で示したようにタイミングベルト４６の一部範囲が緩み、タイミングベルト４６のテンションが低下し、ＰＦモーター１４のトルクがＰＦローラー１７へ伝わりにくくなる。このように、ＰＦローラー１７に大きな負荷がかかり、これを契機として、上記隙間ｇの存在により可動テンションローラー４７が動いてしまう（バネ４７ｂ１の付勢方向に沿って振動してしまう）状況下では、以降、タイミングベルト４６のテンションが安定せず、結果、ＰＦモーター１４からＰＦローラー１７へのトルクの伝わり方も安定しない。そのため、理想的なフィードバック制御が困難となり、上記下降動作について予め定められた速度プロファイルにおける目標速度での安定した下降動作が実現されなくなる。
【００４２】
図６および図７では、可動テンションローラー４７の面４７ｂ３とブロック部材４８との間に隙間ｇが存在する機体（プリンター１）で、ＰＦモーター１４をフィードバック制御することによりインクキャップ４０の下降動作を実行した際の様子を、グラフにより示している。図６，７の各グラフはいずれも、インクキャップ４０の移動距離（０〜ＺＥ）に対する、デューティー値ｄの変化（実線）およびＰＦローラー１７の回転速度の変化（一点鎖線）を示している。距離０は、下降動作の出発位置であり、インクキャップ４０が初期位置のキャリッジ２１に最も接近した状態にあるときの位置を意味している。距離ＺＥは、下降動作の終着位置であり、インクキャップ４０が初期位置のキャリッジ２１から最も離れた状態にあるときの位置を意味している。また各グラフにおいては、インクキャップ４０の下降動作における目標速度の変化を二点鎖線により示している。
【００４３】
図６，７の違いは、背景技術で説明したようなモーターの負荷の大きさに応じてＰＩＤ制御の各ゲインを補正するＰＩＤ制御をした場合（図７）と、そのようなゲイン補正をせずに（固定のゲインを用いて）ＰＩＤ制御をした場合（図６）との違いである。図６に示すように固定のゲインを用いてＰＩＤ制御をした場合、Ｚｎ地点（下降するインクキャップ４０に大きな外的負荷がかかる地点）で突発的に速度が低下したことに反応して、デューティー比ＤＲ（デューティー値ｄ）を急激に上昇させ、速度の安定化を図っている。しかしながら、上述した隙間ｇの存在に起因する（可動テンションローラー４７の移動による）タイミングベルト４６のテンション低下およびテンション不安定化のため、デューティー比ＤＲの変化（ＰＦモーター１４のトルク変化）に対するＰＦローラー１７の速度変化の追従性が低下している。
【００４４】
そのため、例えば、ＰＦモーター１４の回転速度が上昇しているにもかかわらずロータリーエンコーダー３３の出力にこの速度上昇が敏感に反映されず、反映された頃にはＰＦモーター１４の回転速度が過剰に上昇しており、今度は急激にＰＦモーター１４を減速させ、しかし当該減速がロータリーエンコーダー３３の出力になかなか反映されないため減速し過ぎる…、というような制御サイクルに陥る。そして、時間（移動距離）が進むに連れてこのような制御遅れが顕著化し、速度変動量が大きくなる（速度変動が発振状態となる）。また、図７に示すように、ＰＦモーター１４の負荷の大きさに応じて各ゲインを補正してＰＩＤ制御をした場合は、上記のような速度変動の振幅がより大きくなっている。つまり、タイミングベルト４６のテンション低下等によりデューティー比ＤＲ変化へのＰＦローラー１７の速度変化の追従性が低下している中で、ＰＦモーター１４の負荷の大きさに応じて各ゲインを大きくすると、上述したような制御遅れによる速度変動の発振がより顕著化してしまう。
【００４５】
そこで本実施形態では、特定の制御対象（インクキャップ４０）の下降動作における速度変動量に注目し、この速度変動量に応じて上記ＰＩＤ制御のための各ゲインを補正することにより、以降のインクキャップ４０の動作の安定化を図っている。
【００４６】
３．ゲイン補正処理
図８は、ＰＦ制御部３２ａ（主にゲイン演算部７）が実行するゲイン補正処理をフローチャートにより示している。当該処理は、例えば、プリンター１が市場に流通する前（出荷前）のプリンター１の調整工程において実行される。
ステップＳ１００では、ゲイン演算部７は、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ、微分要素６ｈそれぞれのゲインの初期値を設定する。各ゲインの初期値として、フィードバック制御系の標準的な動作特性に基づく基準動作モデルから基準とされる各ゲインが予め求められており、プリンター１内部の所定の記憶領域に記憶されている。従って、ゲイン演算部７は、これら各ゲインの初期値を取得し、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ、微分要素６ｈに対してそれぞれのゲインの初期値を設定する。以下では、比例要素６ｆのゲインの初期値を比例ゲインＧｐ０、積分要素６ｇのゲインの初期値を積分ゲインＧｉ０、微分要素６ｈのゲインの初期値を微分ゲインＧｄ０、とそれぞれ表す。
【００４７】
ステップＳ１１０では、ＰＦモーター１４を逆回転駆動することにより、インクキャップ４０に下降動作を実行させ、下降動作中のインクキャップ４０の速度を検出する。つまり、マイクロコンピューター３１が輪列切替え部４１を制御してＰＦローラー１７とインクキャップ４０とを接続した上で、ＰＦ制御部３２ａが、当該下降動作について予め定められた速度プロファイルの下、ＰＦモーター１４を逆回転させるフィードバック制御を実行する。このときのフィードバック制御における、ＰＦモーター１４の制御量（デューティー比ＤＲ）の算出には、上記ステップＳ１００で設定した各ゲインの初期値が用いられる。ゲイン演算部７は、速度演算部６ｄが制御ステップ毎に演算するＰＦローラー１７の回転速度を、インクキャップ４０の下降動作の速度として入力する。このように入力される速度は、例えば、図６に一点鎖線で示したような変動態様を採り得る。
【００４８】
ステップＳ１２０では、ゲイン演算部７は、上記ステップＳ１１０で入力したインクキャップ４０の速度に基づいて、速度変動量ΔＶを取得する。この場合、ゲイン演算部７は、インクキャップ４０の下降動作の定速期間中における速度変動量ΔＶを求める。図６の二点鎖線（目標速度）で示したように、当該下降動作における速度変化のグラフ形状は、理想的には、速度が上昇する加速期間と、速度が目標速度Ｖstdで略安定する定速期間と、速度が減少する減速期間とからなる。加速期間、定速期間、減速期間の区分は、上記ステップＳ１１０でインクキャップ４０に下降動作を開始させた以降の制御ステップ数と、予め決められた制御ステップ数に対するしきい値（加速期間、定速期間、減速期間を区分するためのしきい値）とを比較することで実現可能である。あるいは、ゲイン演算部７は、位置演算部６ａが演算するＰＦローラー１７の回転位置に基づいて、定速期間であるか否かを判断してもよい。ゲイン演算部７は、このような定速期間中の速度の最大値Ｖmaxおよび最小値Ｖmin（図６参照）を取得するとともに、最大値Ｖmaxと目標速度Ｖstdとの差および、最小値Ｖminと目標速度Ｖstdとの差、を求め、これら２つの差のうち絶対値が大きいほうの差を、速度変動量ΔＶとして取得する。
【００４９】
ステップＳ１３０では、ゲイン演算部７は、所定の関数Ｆを読み出すとともに、関数Ｆに上記取得した速度変動量ΔＶを入力することにより、速度変動量ΔＶに基づく補正比率Ｘを算出する。つまり、ゲイン演算部７は、Ｘ＝Ｆ（ΔＶ）の計算を実行する。補正比率とは、ゲインに乗算されてゲインを補正するための値である。関数Ｆは、速度変動量ΔＶと補正比率Ｘとの理想的な対応関係を規定するものとして予め実験等により求められ、例えば、プリンター１内部の所定の記憶領域に記憶されている。
【００５０】
図９は関数Ｆを例示している。図９においては、横軸を速度変動量ΔＶとし、縦軸を補正比率Ｘとした２軸平面上に、一次関数としての関数Ｆを示している。本実施形態では、関数Ｆは、基本的に速度変動量ΔＶが大きいほど補正比率Ｘを小さな値にして出力する特性を持つ。ただし、関数Ｆは図９に示したものに限られない。例えば、図１０に示すように、関数Ｆは、速度変動量ΔＶが所定のしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３…を超える毎に、階段状に出力値（補正比率Ｘ）を低下させる特性のものであってもよい。あるいは関数Ｆは、図１１に示すように、指数関数を用いて、カーブを描いて徐々に補正比率Ｘを低下させる特性のものであってもよい。
【００５１】
ステップＳ１４０では、ゲイン演算部７は、上記算出した補正比率Ｘが予め設定された許容範囲内にあるか否か判定する。この場合、補正比率Ｘが予め設定されている上限値Ｘmax以下かつ下限値Ｘmin以上であるか判定し、上限値Ｘmax以下かつ下限値Ｘmin以上である場合には、ステップＳ１６０に進む。一方、補正比率Ｘ＜下限値Ｘmin、または、補正比率Ｘ＞上限値Ｘmaxのいずれかに該当する場合には、ゲイン演算部７はステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、ゲイン演算部７は、補正比率Ｘ＜下限値Ｘminである場合には、補正比率Ｘ＝下限値Ｘminと決定し、補正比率Ｘ＞上限値Ｘmaxである場合には、補正比率Ｘ＝上限値Ｘmaxと決定する。
【００５２】
ステップＳ１４０またはステップＳ１５０の後、ステップＳ１６０では、ゲイン演算部７は、その時点での補正比率Ｘに基づいて、比例ゲインＧｐ０および積分ゲインＧｉ０をそれぞれ補正する。この場合、ゲイン演算部７は、
Ｇｐ１＝Ｇｐ０・Ｘ／Ｋ
Ｇｉ１＝Ｇｉ０・Ｘ／Ｋ
の計算を実行する。そして、ゲイン演算部７は、当該計算により得られた補正後の比例ゲインＧｐ１および積分ゲインＧｉ１を、特定の制御対象の動作（インクキャップ４０の下降動作）のためのゲインとして保存する。Ｋは、補正比率Ｘを正規化するための所定の係数である。例えば、関数Ｆから出力される補正比率Ｘが０〜２５５の整数である場合、Ｋ＝６４程度に設定される。この場合、（上限値Ｘmaxの設定にも依るが）比例ゲインＧｐ０および積分ゲインＧｉ０はそれぞれ最大４倍程度にまで補正され得ることとなる。また本実施形態では、上述したように下限値Ｘminを設け、下限値Ｘminを０より大きい所定の値とすることで、比例ゲインＧｐ１および積分ゲインＧｉ１が０にならないようにしている。
【００５３】
以上により、ゲイン補正処理が完了する。ただし、プリンター１が市場に出荷された後も、プリンター１において所定の動作が実行されることを契機としてゲイン補正処理が実行される。例えば、ゲイン演算部７は、プリンター１で所定枚数分（例えば数千枚）の印刷が行なわれた度にゲイン補正処理を実行したり、ユーザーがプリンター１の電源を投入したタイミングでゲイン補正処理を実行したりする。プリンター１では、出荷後において、上述したような隙間ｇの変化（拡大）や、第一プーリー４４の軸と第二プーリー４５の軸との間隔の変化や、タイミングベルト４６の変化などの様々な経時的変化により、タイミングベルト４６のテンションが変り得るため、速度変動量ΔＶも変化し得る。そのため、プリンター１では、ゲイン補正処理を定期的あるいは不定期に繰り返して各ゲインを更新することにより、上記特定の制御対象の動作のための各ゲインを最新の値に保つようにしている。
【００５４】
４．インクシステムの動作を伴う印刷処理
図１２は、プリンター１において実行される印刷処理を示したフローチャートである。当該フローチャートの開始時点では、キャリッジ２１は初期位置に在り、かつインクキャップ４０は、上昇動作後の状態すなわちインクキャップ４０がキャリッジ２１に最も接近した位置に在る状態となっている。ステップＳ３００では、マイクロコンピューター３１は、ホストコンピューター６０から印刷指示を受け付けたか否か判定する。印刷指示とは、例えば、印刷データＰＤを伴う印刷コマンドであり、外部Ｉ／Ｆ３０を介して受け付ける。印刷指示を受け付けた場合、マイクロコンピューター３１が印刷データＰＤに基づく印刷処理をＡＳＩＣ３２に指示し、ステップＳ３１０以降の処理が実行される。
【００５５】
ステップ３１０では、ＰＦ制御部３２ａのゲイン演算部７は、インクキャップ４０の下降動作のためのゲインとして保存してある最新の比例ゲインＧｐ１、積分ゲインＧｉ１をそれぞれ、比例要素６ｆ、積分要素６ｇに設定する。微分要素６ｈに対しては微分ゲインＧｄ０を設定する。
【００５６】
ステップＳ３２０では、ＰＦ制御部３２ａは、ＰＦモーター１４を逆回転駆動することによりインクキャップ４０に下降動作を実行させる。つまり、マイクロコンピューター３１が輪列切替え部４１を制御してＰＦローラー１７とインクキャップ４０とを接続した上で、ＰＦ制御部３２ａが、当該下降動作について予め定められた速度プロファイルの下、ＰＦモーター１４を逆回転させるフィードバック制御を実行する。むろん、このときのフィードバック制御におけるＰＦモーター１４の制御量の算出には、上記ステップＳ３１０でＰＩＤ演算部６ｐｉｄの各演算要素に設定した各ゲインが用いられる。すなわち、上記速度変動量ΔＶに基づいて求められた補正比率Ｘで補正されたゲインに基づいて決定されたデューティー比ＤＲによりＰＦモーター１４が制御されながら、インクキャップ４０が下降する。
【００５７】
インクキャップ４０の下降動作完了後は、キャリッジロック部材によるキャリッジ２１の固定が解除され、キャリッジ２１の移動が可能となる。ステップＳ３３０では、ゲイン演算部７は、少なくとも比例要素６ｆおよび積分要素６ｇに設定してあるゲインを変更する。つまり、現時点ではインクキャップ４０の下降動作のためのゲインである比例ゲインＧｐ１および積分ゲインＧｉ１が設定されているため、以後実行する印刷用紙の搬送等のためのＰＩＤ制御に用いて好適な所定のゲインを各演算要素に設定する。また、マイクロコンピューター３１は輪列切替え部４１を制御してＰＦローラー１７とインクキャップ４０との接続を切る。この後、ＡＳＩＣ３２は、給紙トレー２からの印刷用紙の搬送を開始して印刷用紙をプラテン２２上の所定の印刷開始位置まで搬送し（ステップＳ３４０）、当該搬送された印刷用紙に対し、キャリッジ２１の主走査による印刷データＰＤに基づくインク吐出と、副走査と、を繰り返すことにより印刷を実行し（ステップＳ３５０）、印刷データＰＤが表す画像の印刷が完了すると、排紙搬送を行なって印刷用紙を排出し（ステップＳ３６０）、印刷処理を終了させる。
【００５８】
図１３は、本実施形態で補正した各ゲインを用いてインクキャップ４０の下降動作を実行した場合の計測結果（ゲイン補正有り）と、補正しなかった各ゲイン（初期値）を用いてインクキャップ４０の下降動作を実行した場合の計測結果（ゲイン補正無し）との比較を、複数のケース１〜３について示している。ケース１〜３は、プリンター１における上記隙間ｇが互いに異なっており、ケース１は隙間ｇ＝０ｍｍ（隙間無し）、ケース２は隙間ｇ＝１ｍｍ、ケース３は隙間ｇ＝２ｍｍである。上述したように、係数Ｋ＝６４としているため、補正比率Ｘ＝６４は、ゲイン補正無しを意味する。また、図１３では、インクキャップ４０の下降動作の定速期間中における目標速度Ｖstd＝８．５ｉｐｓ（インチ／秒）としている。
【００５９】
ケース１について見ると、ゲイン補正無しの場合は、インクキャップ４０の下降動作の定速期間中に計測された速度変動量ΔＶ（＝｜最小値Ｖmin−目標速度Ｖstd｜）は、１．０ｉｐｓである。そして、この速度変動量ΔＶ＝１．０ｉｐｓを関数Ｆに入力する等して得られた補正比率Ｘは「８０」であり、この補正比率Ｘ＝８０によって上記のように補正した各ゲインを用いてインクキャップ４０を下降動作させた際の、定速期間中に計測された速度変動量ΔＶ（＝｜最小値Ｖmin−目標速度Ｖstd｜）は、０．９ｉｐｓとなっている。つまりケース１では、ゲイン補正無しよりもゲイン補正有りの方が、インクキャップ４０の下降動作中の速度変動量が０．１ｉｐｓ減っており、下降動作の安定性が増していると言える。
【００６０】
ケース２については、ゲイン補正無しの場合は、インクキャップ４０の下降動作の定速期間中に計測された速度変動量ΔＶ（＝最大値Ｖmax−目標速度Ｖstd）は２．３ｉｐｓ、この速度変動量ΔＶ＝２．３ｉｐｓに基づいて得られた補正比率Ｘは「４８」、この補正比率Ｘ＝４８によって上記のように補正した各ゲインを用いてインクキャップ４０を下降動作させた際に定速期間中に計測された速度変動量ΔＶ（＝｜最小値Ｖmin−目標速度Ｖstd｜）は１．３ｉｐｓである。ケース２では、ゲイン補正無しよりもゲイン補正有りの方が、上記下降動作中の速度変動量が１．０ｉｐｓ減っており、下降動作の安定性が如実に増している。
【００６１】
ケース３については、ゲイン補正無しの場合は、インクキャップ４０の下降動作の定速期間中に計測された速度変動量ΔＶ（＝最大値Ｖmax−目標速度Ｖstd）は３．１ｉｐｓ、この速度変動量ΔＶ＝３．１ｉｐｓに基づいて得られた補正比率Ｘは「３２」、この補正比率Ｘ＝３２によって上記のように補正した各ゲインを用いてインクキャップ４０を下降動作させた際に定速期間中に計測された速度変動量ΔＶ（＝｜最小値Ｖmin−目標速度Ｖstd｜）は２．３ｉｐｓである。ケース３では、ゲイン補正無しよりもゲイン補正有りの方が、上記下降動作中の速度変動量が０．８ｉｐｓ減っており、下降動作の安定性が如実に増している。
【００６２】
５．変形例
本発明は上述した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で実施することが可能であり、以下のような各変形例も可能である。むろん、上記実施形態や各変形例を組み合わせた構成も、本発明の範囲となる。
上記ゲイン補正処理（図８）では、比例ゲインＧｐ０、積分ゲインＧｉ０に適用する補正比率Ｘは同じ値としたが、比例ゲインＧｐ０に適用する補正比率Ｘｐと積分ゲインＧｉ０に適用する補正比率Ｘｉとを別々に取得するとしてもよい。この場合、ゲイン演算部７は、上記ステップＳ１３０では、関数Ｆｐおよび関数Ｆｉを取得する。関数Ｆｐは、速度変動量ΔＶと比例ゲインＧｐ０に対する補正比率Ｘｐとの理想的な対応関係を規定するものとして予め実験等により求められた関数である。関数Ｆｉは、速度変動量ΔＶと比例ゲインＧｉ０に対する補正比率Ｘｉとの理想的な対応関係を規定するものとして予め実験等により求められた関数である。関数Ｆｐおよび関数Ｆｉは互いに異なる入出力特性を有しており、例えば、プリンター１内部の所定の記憶領域に記憶されている。
【００６３】
ゲイン演算部７は、関数Ｆｐに上記ステップＳ１２０で取得した速度変動量ΔＶを入力してＸｐ＝Ｆｐ（ΔＶ）を算出し、関数Ｆｉに上記ステップＳ１２０で取得した速度変動量ΔＶを入力してＸｉ＝Ｆｉ（ΔＶ）を算出する。そして、上記ステップＳ１６０では、Ｇｐ１＝Ｇｐ０・Ｘｐ／ＫおよびＧｉ１＝Ｇｉ０・Ｘｉ／Ｋ、の計算を実行する。かかる構成とすれば、速度変動を抑えるために最適な、比例ゲインＧｐ０に対する補正比率および比例ゲインＧｉ０に対する補正比率を、求めることができる。
【００６４】
また上記ゲイン補正処理（図８）では、特定の制御対象の動作における定速期間中の速度変動量ΔＶに基づいて補正比率を取得したが、加速期間中の速度変動量、減速期間中の速度変動量それぞれに基づいて、補正比率を取得するようにしてもよい。この場合、ゲイン演算部７は、インクキャップ４０の下降動作の加速期間中に制御ステップ毎に速度演算部６ｄから入力する速度と、速度を入力した各時点での目標速度とを比較し、速度差が最大であるときの速度差を、加速期間の速度変動量ΔＶａとする。またゲイン演算部７は、インクキャップ４０の下降動作の減速期間中に制御ステップ毎に速度演算部６ｄから入力する速度と、速度を入力した各時点での目標速度とを比較し、速度差が最大であるときの速度差を、減速期間の速度変動量ΔＶｃとする。なお、定速期間の速度変動量ΔＶは、便宜上、速度変動量ΔＶｂと表記する。
【００６５】
そして、上記ステップＳ１３０では、速度変動量ΔＶａ，ΔＶｂ，ΔＶｃをそれぞれ関数Ｆに入力することにより、加速期間の補正比率Ｘａ＝Ｆ（ΔＶａ）、定速期間の補正比率Ｘｂ＝Ｆ（ΔＶｂ）および減速期間の補正比率Ｘｃ＝Ｆ（ΔＶｃ）を算出する。そして、上記ステップＳ１６０では、Ｇｐ１１＝Ｇｐ０・Ｘａ／Ｋ、Ｇｉ１１＝Ｇｉ０・Ｘａ／Ｋ、Ｇｐ１２＝Ｇｐ０・Ｘｂ／Ｋ、Ｇｉ１２＝Ｇｉ０・Ｘｂ／Ｋ、Ｇｐ１３＝Ｇｐ０・Ｘｃ／Ｋ、Ｇｉ１３＝Ｇｉ０・Ｘｃ／Ｋ、の計算を実行する。Ｇｐ１１，Ｇｉ１１は、インクキャップ４０の下降動作における加速期間のための比例ゲインおよび積分ゲインであり、Ｇｐ１２，Ｇｉ１２は、インクキャップ４０の下降動作における定速期間のための比例ゲインおよび積分ゲインであり、Ｇｐ１３，Ｇｉ１３は、インクキャップ４０の下降動作における減速期間のための比例ゲインおよび積分ゲインである。
【００６６】
ゲイン演算部７は、各ゲインＧｐ１１，Ｇｉ１１，Ｇｐ１２，Ｇｉ１２，Ｇｐ１３，Ｇｉ１３を得た場合、以降のインクキャップ４０の下降動作時においては、加速期間、定速期間、減速期間の別毎に、そのときの期間に対応するゲインＧｐ１１，Ｇｉ１１，Ｇｐ１２，Ｇｉ１２，Ｇｐ１３，Ｇｉ１３を比例要素６ｆ、積分要素６ｇに設定する。この結果、インクキャップ４０の下降動作における加速期間、定速期間、減速期間のすべてにおいて、各タイミングで理想とされている目標速度に対する変動が的確に抑制された動作が実現される。
さらにゲイン補正処理では、上述した比例ゲインＧｐ０に適用する補正比率Ｘｐおよび積分ゲインＧｉ０に適用する補正比率Ｘｉを、加速期間、定速期間、減速期間の別に応じて求めるとしてもよい。
【００６７】
６．まとめ
このように本実施形態によれば、インクキャップ４０の下降動作のように、プリンター１が備える特定の制御対象の短期的に大きな負荷がかかる動作について、速度変動量ΔＶを取得し、速度変動量ΔＶに基づいて、当該速度変動量ΔＶが大きいほど小さな比率となる補正比率Ｘを算出し、補正比率Ｘにより、ＰＦモーター１４のＰＩＤ制御のための所定のゲインを補正するとした。そして、以降ＰＦモーター１４の駆動により、上記特定の制御対象に上記大きな負荷がかかる動作をさせる際に、当該補正済みのゲインを用いてＰＦモーター１４の駆動をＰＩＤ制御するとした。そのため、上記特定の制御対象に、速度変動を抑えた安定した動作（目標速度からのぶれが少ない動作）を実現させることができる。またプリンター１では、ゲイン補正処理を定期的あるいは不定期に繰り返して各ゲインを更新する。そのため、経時的に変化するプリンター１の最新の状態（隙間ｇやタイミングベルト４６のテンション等）が反映された最適な各ゲインを用いてＰＦモーター１４の駆動をＰＩＤ制御することができる。
【００６８】
ＰＦモーター１４が生み出した動力をインクキャップ４０に伝達する構成の一部に、上述したような第一プーリー４４、第二プーリー４５、タイミングベルト４６、可動テンションローラー４７、ブロック部材４８等を有する構成において本実施形態は特に有用である。つまり、可動テンションローラー４７の面４７ｂ３とブロック部材４８との隙間ｇの存在や、インクキャップ４０の下降動作時の多大な負荷等に起因して、可動テンションローラー４７の移動、タイミングベルト４６のテンション低下やテンション変動が生じ、その結果、フィードバック制御下で計測されるインクキャップ４０の下降動作の速度に大きな速度変動が生じてしまう。このような速度変動が生じやすい状況下では、ＰＦモーター１４にかかる負荷の大きさに応じてゲインを大きくすると、却って速度変動の振幅を大きくしてしまう虞がある（図７参照）。本実施形態では、速度変動量ΔＶが大きい場合には、敢えて上記ＰＩＤ制御のためのゲインを小さくしてフィードバック制御で決定されるデューティー比ＤＲの上昇が抑制されるようにし、上記速度変動が生じやすい状況下において、できるだけ速度変動が生じないようにすることができる。
【００６９】
図１３から判るように、ケース１（隙間ｇが無いケース）においても本実施形態のゲイン補正による速度変動量ΔＶの低減効果が生じているが、ケース２，３（隙間ｇがあるケース）において、ゲイン補正による速度変動量ΔＶの低減効果がより顕著に生じている。つまり本実施形態によれば、隙間ｇが生じていたり、そのためにタイミングベルト４６のテンションの低下、変動が生じ易かったりする機体（プリンター１）においても、結果的に、上記特定の制御対象の速度変動を抑えた安定した動作を実現することができる。従って、プリンター１の製造工程で、従来要求されていた上記隙間ｇを０ｍｍに調整するための時間的コスト、人為的コスト、部品コスト等を削減することができる。また、タイミングベルト４６のテンションをこれまで理想とされてきた値で維持するために必要であった、ＰＦモーター１４や当該モーターの電源電圧を、小型化、低下させることができ、プリンター１のコストダウンに資する。
【００７０】
なお、上記特定の制御対象はインクキャップ４０に限られない。つまり本実施形態のように、動作中の速度変動量を取得し、速度変動量に基づいて得られた補正比率でＰＩＤ制御の各ゲインを補正する構成は、インクキャップ４０の下降動作以外にも、短期的、突発的に大きな負荷が生じる様々な動作について適用することが可能である。
【００７１】
上述した本実施形態の構成に、さらに速度変動量ΔＶに基づくフィードフォワード制御を加えるとしてもよい。例えば、ＰＦ制御部３２ａは、上記速度変動量ΔＶの大きさに応じてフィードフォワード制御量としてのデューティー値（ＦＦｄ）を決定する。そして、以降、ＰＦモーター１４の駆動をＰＩＤ演算部６ｐｉｄから出力された制御量に基づき制御して、上記特定の制御対象に上記大きな負荷がかかる動作を実行させる過程で、当該動作区間（インクキャップ４０の下降動作の出発位置〜終着位置）のうち、上記大きな負荷が発生する区間等の特定区間に限って、ＦＦｄを加えた制御量に基づいてＰＦモーター１４を制御するとしてもよい。かかる構成を本実施形態に加えることで、上記特定の制御対象に、より一層速度変動を抑えた安定した動作を実現させることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１…プリンター、２…給紙トレー、６ａ…位置演算部、６ｂ，６ｅ…減算器、６ｃ…目標速度演算部、６ｄ…速度演算部、６ｆ…比例要素、６ｇ…積分要素、６ｈ…微分要素、６ｉ…加算器、６ｊ…ＰＷＭ回路、６ｐｉｄ…ＰＩＤ演算部、７…ゲイン演算部、１２…ＰＵローラー、１３…搬送ガイド、１４…ＰＦモーター、１４ａ…軸、１４ｂ…ギア、１５…モータードライバー、１７…ＰＦローラー、１７ａ…ＰＦ従動ローラー、１９…中間ローラー、１９ａ…中間従動ローラー、２１…キャリッジ、２１ａ…印字ヘッド、２２…プラテン、３０…外部Ｉ／Ｆ、３１…マイクロコンピューター、３２…ＡＳＩＣ、３２ａ…ＰＦ制御部、３２ｂ…キャリッジ制御部、３２ｃ…ＰＵ制御部、３３…ロータリーエンコーダー、４０…インクキャップ、４０ａ…筺体、４０ｂ…スポンジ、４１…輪列切替え部、４４…第一プーリー、４５…第二プーリー、４６…タイミングベルト、４７…可動テンションローラー、４７ａ…ローラー、４７ｂ…支持部、４７ｂ１…バネ、４７ｂ２…凹部、４７ｂ３…面、４８…ブロック部材、６０…ホストコンピューター
【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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