(57)【要約】【課題】プリンタ等のキャリッジをモータによって駆動するキャリッジ駆動装置、及び、モータを制御するモータ制御方法において、それらが適用された装置個体間での制御精度のばらつきを良好に解消すること。【解決手段】図９に示すテーブルには、キャリッジの最終目標速度及び移動方向に対応付けて、それぞれに、初期ＰＷＭ値，加速比例ゲイン，加速微分ゲイン，過渡比例ゲイン，過渡微分ゲイン，定速比例ゲイン，定速微分ゲイン，定速積分ゲイン，モータドライバＩＣのＦｉｘｅｄ  ｏｆｆ  ｔｉｍｅ，Ｆａｓｔ  ｄｅｃａｙ  ｔｉｍｅ，及びｒａｎｇｅ等のパラメータの組が設定されている。このようなテーブルは、キャリッジの駆動系における個体間の負荷の相違に応じて、高負荷用，軽負荷用，標準的用，低温用の４つがＲＯＭに記憶されている。製造工程の最終段階で、キャリッジを実際に駆動し、高負荷用，軽負荷用，標準的用のいずれを常温時に選択すべきか設定する。【選択図】  図９
2004237501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジを駆動するモータと、
該モータを制御する際に必要なパラメータを複数組記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されたいずれか一組のパラメータを選択し、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御する制御手段と、
を備えたキャリッジ駆動装置であって、
上記モータにより上記キャリッジを駆動し、そのときの上記キャリッジの定速領域における挙動に基づいて、選択すべき上記一組のパラメータが設定されたことを特徴とするキャリッジ駆動装置。
【請求項２】
上記一組のパラメータが、上記モータをＰＩＤ制御する際のＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン、または、上記モータのドライバの特性を決定する各種パラメータの内の少なくとも２つを含むことを特徴とする請求項１記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項３】
上記定速領域における上記キャリッジの目標速度毎に、上記各組のパラメータに基づいて上記モータをそれぞれ駆動し、そのときの上記キャリッジの定速領域における挙動に基づいて、上記各目標速度に対して選択すべき上記一組のパラメータがそれぞれ設定されたことを特徴とする請求項１または２記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項４】
上記各組のパラメータに基づいて上記モータをそれぞれ駆動したとき、上記キャリッジの速度の最小値が最大となるパラメータの組を、そのときの目標速度に対して選択すべき上記一組のパラメータとしたことを特徴とする請求項３記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項５】
上記定速領域における上記キャリッジの速度の最大値または最小値が、上記目標速度に対して一定範囲外であった場合、そのとき使用された上記パラメータの組はその目標速度に対して選択すべき上記一組のパラメータとしないことを特徴とする請求項３または４記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項６】
上記記憶手段には、上記キャリッジの駆動系における負荷の大小に応じてそれぞれ最適であると予測されるパラメータが複数組記憶されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項７】
上記キャリッジの駆動系近傍の温度を検出する温度検出手段を、更に備え、
上記制御手段が、上記温度検出手段に検出された温度も参照して上記一組のパラメータを選択することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項８】
上記制御手段が低温時に選択する上記パラメータの組が、上記定速領域における上記キャリッジの挙動に関わらず一定であることを特徴とする請求項７記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項９】
上記制御手段が低温時に選択する上記パラメータの組も、上記定速領域における上記キャリッジの挙動を参照して設定されたことを特徴とする請求項７記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項１０】
キャリッジを駆動するモータと、
該モータを制御する際に必要なパラメータを複数組記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されたいずれか一組のパラメータを選択し、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御する制御手段と、
上記キャリッジの駆動系近傍の温度を検出する温度検出手段と、
を備えたキャリッジ駆動装置であって、
上記モータにより上記キャリッジを駆動したときの上記キャリッジの駆動系における負荷、及び、上記温度検出手段が検出した温度を参照して、上記制御手段が上記一組のパラメータを選択することを特徴とするキャリッジ駆動装置。
【請求項１１】
上記記憶手段には、上記キャリッジの駆動系における負荷の大小及び上記キャリッジの駆動系近傍の温度に応じてそれぞれ最適であると予測されるパラメータが複数組記憶されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のキャリッジ駆動装置。
【請求項１２】
モータを駆動制御する際に必要なパラメータを記憶手段に複数組記憶しておき、該記憶されたいずれか一組のパラメータを選択して、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御するモータ制御方法であって、
上記モータに加わる負荷を予め調べておき、その負荷に基づいて上記一組のパラメータを選択することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１３】
上記モータの駆動系近傍の温度を検出し、該検出された温度も参照して上記一組のパラメータを選択することを特徴とする請求項１２記載のモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ等のキャリッジをモータによって駆動するキャリッジ駆動装置、及び、モータを制御するモータ制御方法に関し、詳しくは、そのモータの制御において使用されるパラメータの設定に特徴を有するキャリッジ駆動装置及びモータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリンタ等のキャリッジは、モータによって駆動される無端ベルトに連結され、この無端ベルトをモータの回転に応じてプーリ等を介して駆動することにより、キャリッジが走査方向に移動される。また、キャリッジの移動速度を所望の値に調整するため、上記モータの制御を各種パラメータに基づいて行うことが考えられている。例えば、Ｐ（比例制御）制御とＩ制御（積分制御）とＤ制御（微分制御）とを併用してフィードバック制御を行ういわゆるＰＩＤ制御によってモータを制御する場合、Ｐゲイン（比例ゲイン），Ｉゲイン（積分ゲイン），Ｄゲイン（微分ゲイン）等のパラメータが使用される。
【０００３】
また、キャリッジを駆動する場合、プリンタの装置温度が低いと機構部分に塗布されているオイルが固まって、モータの負荷が常温時よりも大きくなる。そこで、装置温度をセンサによって検出し、検出された温度に応じて制御量を設定することも考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１６３１８２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、キャリッジを駆動するモータに加わる負荷は、プリンタ等の装置個体間に存在する組み付け誤差やばらつきによっても変動する。従来は、このような個体間の負荷のばらつきによる制御への影響を有効に解消する手立てがなく、プリンタ等の個体間で制御精度にばらつきがあった。そこで、本発明は、プリンタ等のキャリッジをモータによって駆動するキャリッジ駆動装置、及び、モータを制御するモータ制御方法において、それらが適用された装置個体間での制御精度のばらつきを良好に解消することを目的としてなされた。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、キャリッジを駆動するモータと、該モータを制御する際に必要なパラメータを複数組記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたいずれか一組のパラメータを選択し、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御する制御手段と、を備えたキャリッジ駆動装置であって、上記モータにより上記キャリッジを駆動し、そのときの上記キャリッジの定速領域における挙動に基づいて、選択すべき上記一組のパラメータが設定されたことを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明では、記憶手段には、キャリッジを駆動するモータの制御の際に必要なパラメータが複数組記憶されている。制御手段は、記憶手段に記憶されたいずれか一組のパラメータを選択し、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御する。そして、本発明では、制御手段が選択すべき上記一組のパラメータが、上記モータにより上記キャリッジを駆動し、そのときの上記キャリッジの定速領域における挙動に基づいて設定されている。キャリッジを駆動したときの定速領域における挙動は、そのキャリッジの駆動系における負荷の大小に良好に対応するので、これに基づいて選択すべきパラメータの組を設定すれば、個体間の負荷のばらつきによる制御への影響を良好に解消することができる。
【０００８】
従って、本発明では、モータによってキャリッジを駆動する駆動系において、個体間の組み付け誤差やばらつきによって生じる負荷のばらつきによる制御への影響を良好に解消することができる。よって、個体間に制御精度のばらつきが発生するのを良好に解消して、安定した品質の製品を提供することが可能となる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に加え、上記一組のパラメータが、上記モータをＰＩＤ制御する際のＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン、または、上記モータのドライバの特性を決定する各種パラメータの内の少なくとも２つを含むことを特徴としている。
【００１０】
上記モータをＰＩＤ制御する際のＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲイン、或いは、上記モータのドライバの特性を決定する各種パラメータは、制御精度の向上に極めて密接な関連性を有している。本発明では、これらのパラメータの内の少なくとも２つを含むパラメータの組を、前述のようにして選択するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、制御精度を一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に加え、上記定速領域における上記キャリッジの目標速度毎に、上記各組のパラメータに基づいて上記モータをそれぞれ駆動し、そのときの上記キャリッジの定速領域における挙動に基づいて、上記各目標速度に対して選択すべき上記一組のパラメータがそれぞれ設定されたことを特徴としている。
【００１２】
上記駆動系の負荷は、上記定速領域におけるキャリッジの目標速度によっても変化する。そこで、本発明では、定速領域におけるキャリッジの目標速度毎に、上記各組のパラメータに基づいてモータをそれぞれ駆動し、そのときのキャリッジの定速領域における挙動（前述のように負荷に対応）に基づいて、各目標速度に対して選択すべきパラメータの組を設定している。従って、本発明では、上記目標速度に応じた負荷の変動にも対応することができ、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、上記目標速度が種々に変更される場合でも制御精度を一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の構成に加え、上記各組のパラメータに基づいて上記モータをそれぞれ駆動したとき、上記キャリッジの速度の最小値が最大となるパラメータの組を、そのときの目標速度に対して選択すべき上記一組のパラメータとしたことを特徴としている。
【００１４】
本発明では、上記各組のパラメータに基づいて上記モータをそれぞれ駆動したとき、キャリッジの速度の最小値が最大となるパラメータの組をそのときの目標速度に対して選択すべきパラメータの組としている。請求項３に記載のようにして最適なパラメータの組を選択する場合、キャリッジの速度が最も良好に目標速度に収束するものを選択すればよい。キャリッジの速度は、通常、加速時に一旦オーバーシュートした後アンダーシュートし、徐々に目標速度速度に収束する。そこで、本発明では、定速領域で最初にアンダーシュートしたときの値が目標速度に最も近くなるものを選択すべきパラメータの組としているのである。
【００１５】
このようにして選択すべきパラメータの組を設定する場合、制御の初期におけるキャリッジの挙動を観察するだけでよく、処理が簡単で、しかも短時間の観察でよい。従って、本発明では、請求項３記載の発明の効果に加えて、選択すべき上記一組のパラメータを設定するための処理を簡略化，迅速化することができるといった効果が生じる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の構成に加え、上記定速領域における上記キャリッジの速度の最大値または最小値が、上記目標速度に対して一定範囲外であった場合、そのとき使用された上記パラメータの組はその目標速度に対して選択すべき上記一組のパラメータとしないことを特徴としている。
【００１７】
上記定速領域における上記キャリッジの速度の最大値または最小値が、上記目標速度に対して一定範囲外であった場合、そのとき使用されたパラメータの組がキャリッジの駆動系に全く合っていないか、何らかの突発的な不調があったものと推測される。そこで、本発明では、このような状況が生じた場合、そのとき使用された上記パラメータの組を、その目標速度に対して選択すべき上記一組のパラメータとはしない。従って、本発明では、請求項３または４記載の発明の効果に加えて、上記一組のパラメータを設定する処理を一層適切に行って、制御精度を一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の構成に加え、上記記憶手段には、上記キャリッジの駆動系における負荷の大小に応じてそれぞれ最適であると予測されるパラメータが複数組記憶されていることを特徴としている。
前述のように、定速領域におけるキャリッジの挙動は、そのキャリッジの駆動系における負荷の大小と良好に対応する。本発明では、記憶手段に、その負荷の大小に応じてそれぞれ適切であると予測されるパラメータの組を複数組記憶しているので、その中から適切な組を選択することにより、制御精度を一層向上させることができる。従って、本発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、制御精度を一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の構成に加え、上記キャリッジの駆動系近傍の温度を検出する温度検出手段を、更に備え、上記制御手段が、上記温度検出手段に検出された温度も参照して上記一組のパラメータを選択することを特徴としている。
【００２０】
キャリッジの駆動系における負荷は、その駆動系の温度によっても変化する。そこで、本発明では、温度検出手段によってキャリッジの駆動系近傍の温度を検出し、その検出された温度も参照して、制御手段がモータの制御に使用するパラメータの組を選択している。従って、本発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、制御精度を温度に関わらず一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の構成に加え、上記制御手段が低温時に選択する上記パラメータの組が、上記定速領域における上記キャリッジの挙動に関わらず一定であることを特徴としている。
低温時にはキャリッジの駆動系の負荷が極めて大きな影響を受け、その駆動系の個体間の差の影響をはるかに上回る場合がある。そこで、本発明では、制御手段が低温時に選択するパラメータの組を、上記定速領域における上記キャリッジの挙動に関わらず一定にしている。従って、本発明では、請求項７記載の発明の効果に加えて、処理を一層簡略化すると共に、メモリ容量等も節約することができるといった効果が生じる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の構成に加え、上記制御手段が低温時に選択する上記パラメータの組も、上記定速領域における上記キャリッジの挙動を参照して設定されたことを特徴としている。
本発明では、制御手段が低温時に選択する上記パラメータの組も、上記定速領域におけるキャリッジの挙動を参照して設定している。このため、低温時にも個体間の差を反映した制御を行うことができ、請求項７記載の発明の効果に加えて、制御精度を一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、キャリッジを駆動するモータと、該モータを制御する際に必要なパラメータを複数組記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されたいずれか一組のパラメータを選択し、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御する制御手段と、上記キャリッジの駆動系近傍の温度を検出する温度検出手段と、を備えたキャリッジ駆動装置であって、上記モータにより上記キャリッジを駆動したときの上記キャリッジの駆動系における負荷、及び、上記温度検出手段が検出した温度を参照して、上記制御手段が上記一組のパラメータを選択することを特徴としている。
【００２４】
このように構成された本発明では、記憶手段には、キャリッジを駆動するモータの制御の際に必要なパラメータが複数組記憶されている。制御手段は、記憶手段に記憶されたいずれか一組のパラメータを選択し、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御する。また、温度検出手段は、上記キャリッジの駆動系近傍の温度を検出する。
【００２５】
そして、本発明では、制御手段が、上記モータにより上記キャリッジを駆動したときの上記キャリッジの駆動系における負荷、及び、上記温度検出手段が検出した温度を参照して、上記一組のパラメータを選択する。このため、選択されたパラメータの組は、個体間の負荷のばらつきや駆動系の温度に良好に対応したものとなる。従って、本発明では、上記のようにパラメータの組を選択することによって個体間の負荷のばらつきによる制御への影響を良好に解消することができ、個体間に制御精度のばらつきが発生するのを良好に解消することができる。更に、本発明では、上記選択に当たって上記温度も参照することにより制御精度を一層向上させることができる。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、請求項７〜１０のいずれかに記載の構成に加え、上記記憶手段には、上記キャリッジの駆動系における負荷の大小及び上記キャリッジの駆動系近傍の温度に応じてそれぞれ最適であると予測されるパラメータが複数組記憶されていることを特徴としている。
【００２７】
本発明では、記憶手段は、上記駆動系における負荷の大小及び上記温度に応じてそれぞれ最適であると予測されるパラメータを複数組記憶しているので、その中から適切な組を選択することにより、制御精度を一層向上させることができる。従って、本発明では、請求項７〜１０のいずれかに記載の発明の効果に加えて、制御精度を一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、モータを駆動制御する際に必要なパラメータを記憶手段に複数組記憶しておき、該記憶されたいずれか一組のパラメータを選択して、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御するモータ制御方法であって、上記モータに加わる負荷を予め調べておき、その負荷に基づいて上記一組のパラメータを選択することを特徴としている。
【００２９】
本発明では、先ず、モータを駆動制御する際に必要なパラメータを記憶手段に複数組記憶しておき、該記憶されたいずれか一組のパラメータを選択して、その一組のパラメータに基づいて上記モータを制御する。そして、上記選択に当たっては、モータに加わる負荷を予め調べておき、その負荷に基づいて上記一組のパラメータを選択している。本発明では、このように負荷に応じたパラメータの組を選択することにより、個体間の負荷のばらつきによる制御への影響を良好に解消して、上記モータを適切に制御することができる。
【００３０】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の構成に加え、上記モータの駆動系近傍の温度を検出し、該検出された温度も参照して上記一組のパラメータを選択することを特徴としている。
モータの駆動系における負荷は、その駆動系の温度によっても変化する。そこで、本発明では、モータの駆動系近傍の温度を検出し、その検出された温度も参照して、モータの制御に使用すべきパラメータの組を選択している。従って、本発明では、請求項１２記載の発明の効果に加えて、制御精度を温度に関わらず一層向上させることができるといった効果が生じる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面と共に説明する。本実施の形態は、プリンタ機能と、コピー機能と、スキャナ機能と、ファクシミリ機能とに加えて、電話機能を備えた多機能装置１００に本発明を適用したものである。図１は、その多機能装置１００の外観を表す斜視図である。
【００３２】
図１に示すように、多機能装置１００には、後端部に給紙装置１が設けられ、その給紙装置１の前側の上側にコピー機能等のための原稿読取装置２が設けられ、その原稿読取装置２の下側全体にプリンタ機能等を実現するインクジェットプリンタ３が設けられている。
【００３３】
原稿読取装置２は、図示しないが、後端部において水平軸により上下揺動可能に構成され、上部カバー２ａを上側に開けると、原稿を載置する載置用ガラスが設けられ、その載置用ガラスの下側に原稿読み取り用のイメージスキャナ装置が設けられている。その原稿読取装置２を手で上側に開けて、インクジェットプリンタ３の図示しないインクカートリッジを交換したり、印字機構部１０（図２参照）のメンテナンスを行えるようになっている。
【００３４】
図２は、印字機構部１０の構成を概略的に表す説明図である。図２に示すように、給紙装置１から供給された印刷用紙３３は、押さえローラ３２等により搬送され、この印刷用紙３３の幅方向にガイド軸３４が設置されている。このガイド軸３４には、ノズルから印刷用紙３３に向けてインクを吐出させて印字を行う印字ヘッド３０を搭載したキャリッジ３１が挿通されている。
【００３５】
キャリッジ３１は、ガイド軸３４に沿って設けられた無端ベルト３７に連結され、その無端ベルト３７は、ガイド軸３４の一端に設置されたＣＲモータ３５のプーリ３６と、ガイド軸３４の他端に設置されたアイドルプーリ（図示せず）との間に掛け止められている。つまり、キャリッジ３１は、無端ベルト３７を介して伝達されるＣＲモータ３５の駆動力により、ガイド軸３４に沿って印刷用紙３３の幅方向（走査方向）に往復運動するように構成されている。
【００３６】
また、ガイド軸３４の下方には、一定間隔（例えば、１／１５０ｉｎｃｈ＝約０．１７ｍｍ）毎に一定幅のスリットを形成したタイミングスリット３８がガイド軸３４に沿って設置されている。更に、キャリッジ３１の下部には、タイミングスリット３８を挟んで互いに対面する少なくとも１つの発光素子と２つ以上の受光素子とを有するフォトインタラプタからなる検出部を備えている。なお、このフォトインタラプタからなる検出部は、前述のタイミングスリット３８と共に、リニアエンコーダ３９（図５参照）を構成している。
【００３７】
なお、リニアエンコーダ３９を構成する検出部は、図３に示すように、互いに略１／４周期ずれた２種類のエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２を出力する。そして、キャリッジ３１の移動方向がホームポジション（図１の左端位置）からアイドルプーリ側に向かう順方向である場合は、ＥＮＣ１がＥＮＣ２に対して位相が略１／４周期進み、アイドルプーリ側からホームポジションに向かう逆方向である場合は、ＥＮＣ１がＥＮＣ２に対して位相が略１／４周期遅れるようにされている。
【００３８】
ここで、図４は、キャリッジ３１の概略動作を表す説明図である。図４に示すように、キャリッジ３１は、印字処理が行われていないときには、ガイド軸３４のプーリ３５側端付近に設定されたホームポジション、或いは、前回の印字を停止した位置（キャリッジ３１の移動開始位置を示すものとして、以下、原点と称する。）にて待機し、印字処理が開始されると、予め設定された印字開始位置までの間に最終目標速度に達するよう加速され、その後、予め設定された印字終了位置までの間は一定速度で移動し、印字終了位置を越えると停止するまで減速される。以下、原点から印字開始位置までを加速領域（詳しくは第１加速領域，第２加速領域，過渡領域に分かれる）、印字開始位置から印字終了位置までを定速領域、印字終了位置から停止するまでを減速領域という。
【００３９】
図５は、多機能装置１００の制御系の構成を表すブロック図である。図５に示すように、各種演算処理を行うＣＰＵ４１、各種プログラムや後述のテーブル４２ａ〜４２ｄ等を書き換え不能に記憶したＲＯＭ１４２、各種データが一時的に記憶されるＲＡＭ４３、及び、特定の電気信号を与えることで記憶内容を書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ４４は、バス４５を介して互いに信号の送受信可能に接続され、更に、このバス４５にはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ    Ｓｐｅｃｉｆｉｃ    Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）４６が接続されている。
【００４０】
ＡＳＩＣ４６には、前述のリニアエンコーダ３９の信号が入力され、モータ駆動回路４を介してＣＲモータ３５が接続されている。また、ＡＳＩＣ４６には、前述の給紙装置１及び原稿読取装置２も接続され、更に、多機能装置１００の装置温度を測定するサーミスタ４７の信号がＡ／Ｄ変換器４８を介して入力されている。なお、サーミスタ４７は、多機能装置１００内の、基板等の発熱の影響を受け難い箇所に設けられている。その他にも、ＡＳＩＣ４６には、パネルインタフェース（パネルＩ／Ｆ）８０を介してＬＣＤ８１や操作パネル８２（図１参照）が、モータ駆動回路８３を介してポンプ用モータ８４が、モータ駆動回路８５を介してメンテナンス用モータ８６が、それぞれ接続されている。
【００４１】
更に、ＡＳＩＣ４６には、外部機器との接続用に、パラレルケーブルを接続可能なパラレルインタフェース（パラレルＩ／Ｆ）８７、ＵＳＢケーブルを接続可能なＵＳＢインタフェース（ＵＳＢＩ／Ｆ）８８、及び、電話回線等の回線を接続可能なＮＣＵ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）８９も接続されている。なお、ＮＣＵ８９は、モデム９０を介してバス４５にも接続されている。
【００４２】
図６は、このＡＳＩＣ４６の構成の内、ＣＲモータ３５の制御に関わる構成を詳細に表すブロック図である。図６に示すように、ＡＳＩＣ４６の内部には、ＣＲモータ３５の制御に用いる各種パラメータを格納するレジスタ群５と、リニアエンコーダ３９からエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２を取り込み、キャリッジ３１の位置や移動速度，移動方向を算出するキャリッジ測位部６と、キャリッジ測位部６からのデータに基づいて、ＣＲモータ３５の回転速度を制御するためのモータ制御信号を生成するモータ制御部７と、モータ制御部７が生成するモータ制御信号に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部８と、エンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２より充分に周期が短いクロック信号を生成し、当該ＡＳＩＣ４６内部の各部に供給するクロック生成部９とを備えている。
【００４３】
ここで、レジスタ群５は、ＣＲモータ３５を起動するための起動設定レジスタ５１と、キャリッジ３１の移動に関わる上記各領域の境界位置を設定するための位置レジスタ５２と、ＣＲモータ３５の回転速度をオープンループ制御する際の各種ＰＷＭ値を設定するためのＰＷＭ値レジスタ５３と、上記各領域におけるキャリッジ３１の目標速度を設定するための目標速度レジスタ５４と、ＣＲモータ３５の回転速度をフィードバック制御する際の各種ゲインを設定するゲインレジスタ５５と、から構成されている。なお、図６に示すように、位置レジスタ５２には第１目標切替位置と第２目標切替位置と減速開始位置とが、ＰＷＭ値レジスタ５３には初期ＰＷＭ値と加速ＰＷＭ値と減速ＰＷＭ値とが、目標速度レジスタ５４には第１目標速度と第２目標速度と最終目標速度とが、ゲインレジスタ５５には加速比例ゲインと加速微分ゲインと過渡比例ゲインと過渡微分ゲインと定速比例ゲインと定速微分ゲインと定速積分ゲインとが、それぞれ設定される。
【００４４】
次に、キャリッジ測位部６は、リニアエンコーダ３９からのエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２に基づき、エンコーダ信号ＥＮＣ１の各周期の開始／終了を表すエッジ検出信号（ここではＥＮＣ２がハイレベルのときにおけるＥＮＣ１のエッジ）とＣＲモータ３５の回転方向（エッジ検出信号がＥＮＣ１の立ち下がりエッジであれば順方向、立ち上がりエッジであれば逆方向）とを検出するエッジ検出部６０と、エッジ検出部６０が検出したＣＲモータ３５の回転方向、延いてはキャリッジ３１の移動方向が順方向のときにはエッジ検出信号に基づいてカウントアップし、逆方向のときにエッジ検出信号に基づいてカウントダウンすることにより、キャリッジ３１がホームポジションから何番目のスリットに位置しているのかを検出する位置カウンタ６１とを備えている。つまり、レジスタ群５の位置レジスタ５２に設定される各位置は、位置カウンタ６１でのカウント値によって表される。
【００４５】
また、キャリッジ測位部６は、エッジ検出部６０からのエッジ検出信号の発生間隔をクロック信号によりカウントする周期カウンタ６３と、タイミングスリット３８のスリット間の距離（１／１５０ｉｎｃｈ）とエンコーダ信号ＥＮＣ１の前周期で周期カウンタ６３がカウント値した値の保持値Ｃｎ−１  とから特定される時間ｔｎ−１  （＝Ｃｎ−１  ×クロック周期）とに基づいて、キャリッジ３１の移動速度を算出する速度変換部６４とを備えている
モータ制御部７は、キャリッジ測位部６から入力されるこれらのデータ（キャリッジ３１の位置及び移動速度）と、レジスタ群５に設定された各データとに基づき、次のような制御信号を出力する。すなわち、モータ制御部７は、これらの入力データに基づいてモータ制御信号をオープンループ制御で生成するオープンループ制御部７１と、モータ制御信号をフィードバック制御で生成するフィードバック制御部７２とを備えている。
【００４６】
そして、キャリッジ３１の移動開始から、そのキャリッジ３１が第１目標切替位置に達するか第１目標速度に達するかするまでは、オープンループ制御部７１が次のようなオープンループ制御を行う。すなわち、最初は初期ＰＷＭ値によりモータ制御信号を生成し、続いて、所定時間毎に加速ＰＷＭ値を所定数ずつ加算する制御を行う。その後、キャリッジ３１が第２目標切替位置に達するか第２目標速度に達するかするまでは、フィードバック制御部７２が、第２目標速度と加速比例ゲイン及び加速微分ゲインとに基づいてフィードバック制御（ＰＤ制御）を行う。なお、フィードバック制御の詳細については後述する。
【００４７】
続いて、フィードバック制御部７２は最終目標速度と過渡比例ゲイン及び過渡微分ゲインとに基づいてフィードバック制御（ＰＤ制御）を行い、定速領域に入ってからは、最終目標速度と定速比例ゲイン，定速微分ゲイン，及び定速積分ゲインとに基づいてフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を行う。そして、キャリッジ３１が減速開始位置に達すると、オープンループ制御部７１が、所定時間毎に減速ＰＷＭ値を所定数ずつ減算するオープンループ制御を行う。
【００４８】
フィードバック制御部７２は、図７に示すように、その時点で入力されている上記目標速度Ｖｏｂｊ  から、速度変換部６４により算出されたキャリッジ３１の移動速度Ｖｉ  を減算し、速度偏差を算出する減算器７２ａと、減算器７２ａにより算出された速度偏差に、ゲインレジスタ５５の格納値である比例ゲインを積算する比例演算器７２ｂと、速度偏差を積分し、その積分値にゲインレジスタ５５の格納値である積分ゲインを積算する積分演算器７２ｃと、速度偏差を微分し、その微分値にゲインレジスタ５５の格納値である微分ゲインを積算する微分演算器７２ｄと、比例演算器７２ｂと積分演算器７２ｃと微分演算器７２ｄとにより算出された各算出値を全て加算し、その加算値をモータ制御信号として出力する加算器７２ｅとからなり、いわゆるＰＩＤ制御を行うように構成されている。なお、積分ゲインを０として動作させれば前述のＰＤ制御を行うことができる。
【００４９】
このような演算によって得られたモータ制御信号は、ＰＷＭ生成部８にてＰＷＭ信号とされた後、モータ駆動回路４に入力される。モータ駆動回路４は、図８に示すように、ＰＷＭ信号をＣＲモータ３５に通電すべき目標電流値に変換する変換器４ａと、ＣＲモータ３５に通電される電流がその目標電流値となるようにＰＷＭ制御を行うモータドライバＩＣ４ｂとを備えている。本実施の形態では、モータドライバＩＣ４ｂとして、「ＳＣ９０１５０２」（商品名：ＭＯＴＯＲＯＬＡ製）を使用した。このモータドライバＩＣ４ｂでは、ＣＰＵ４１からＦｉｘｅｄ  ｏｆｆ  ｔｉｍｅを入力することで、ＰＷＭのオフ固定時間を設定でき、Ｆａｓｔ  ｄｅｃａｙ  ｔｉｍｅ  を入力することでＰＷＭのオフの期間に通電電流が急激に低下する時間を設定でき、ＣＰＵ４１からｒａｎｇｅ  を入力することでレンジが変更できる。
【００５０】
図９は、ＲＯＭ１４２に記憶されたテーブル４２ａ〜４２ｄの一例を表す説明図である。図９に示すように、テーブル４２ａ〜４２ｄには、３０ｉｐｓ（ｉｎｃｈｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ  ），１５ｉｐｓ等のキャリッジ３１の最終目標速度（モード）と、キャリッジ３１の移動方向（順方向＝ＦＷＤ，逆方向＝ＲＥＶ）とに対応付けて、それぞれに、初期ＰＷＭ値，加速比例ゲイン，加速微分ゲイン，過渡比例ゲイン，過渡微分ゲイン，定速比例ゲイン，定速微分ゲイン，定速積分ゲイン，Ｆｉｘｅｄ  ｏｆｆ  ｔｉｍｅ，Ｆａｓｔ  ｄｅｃａｙ  ｔｉｍｅ，及びｒａｎｇｅ等のパラメータの組が設定されている。
【００５１】
また、本実施の形態では、キャリッジ３１の駆動系（ＣＲモータ３５の駆動系でもある）における個体間の負荷の相違に応じて、高負荷である場合，軽負荷である場合，標準的な負荷である場合のそれぞれに、常温時において最適であると予測される上記パラメータを記憶した３種類のテーブル４２ａ〜４２ｃと、低温時において最適であると予測される上記パラメータを記憶した１種類のテーブル４２ｄとが、ＲＯＭ１４２に記憶されている。なお、本実施例において、常温とは（装置温度１８℃以上（この場合、外気温度は通常７℃〜８℃以上）の場合を指し、それ未満の温度を低温としている。低温時にはキャリッジ３１の駆動系の負荷が温度による影響を極めて大きく受け、その駆動系の個体間の差の影響をはるかに上回るので、本実施の形態では、低温時に対応したテーブル４２ｄを負荷に関わらず１種類とした。
【００５２】
次に、このように構成された本実施の形態の多機能装置１００における処理について説明する。図１０は、多機能装置１００の製造工程の最終段階またはサービスマンによるメンテナンス時に、ＣＰＵ４１が実行するテーブル設定処理を表すフローチャートである。なお、この処理は、例えば、上記製造工程では外気温度が常温乃至はそれより若干高い温度（２０℃〜２８℃）の環境にて実行される。
【００５３】
図１０に示すように、処理を開始するとＣＰＵ４１は、先ずＳ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、軽負荷用のテーブル４２ａを用いてキャリッジ３１を動作させる。続くＳ２では、Ｓ１でキャリッジ３１を動作させたときのキャリッジ３１の速度変動を測定する。なお、Ｓ１では、図９に示した各種最終目標速度及び順逆両方向に対してそれぞれキャリッジ３１の動作を行い、Ｓ２では、それぞれの場合に対して、特にキャリッジ３１が定速領域に入ってからその速度が最初にアンダーシュートするまでの速度変動を測定する。
【００５４】
Ｓ３，４では同様に、キャリッジ３１を標準のテーブル４２ｂで動作させ（Ｓ３）、そのときの速度変動を測定する（Ｓ４）。Ｓ５，６でも同様に、キャリッジ３１を高負荷用のテーブル４２ｃを用いて動作させ（Ｓ５）、そのときの速度変動を測定する（Ｓ６）。そして、続くＳ７では、テーブル４２ａ〜４２ｃの中から定速領域での最低速度が最大なテーブルを選択する。
【００５５】
例えば、図１１に示すように、あるテーブル４２を用いてキャリッジ３１を動作させたときに、実線で示すように定速領域でアンダーシュートしたときの最低速度がＬ１となり、他のテーブル４２を用いてキャリッジ３１を動作させたときの最低速度が一点鎖線で示すようにＬ２（＜Ｌ１）となったとする。この場合は、前者のテーブル４２の方がそのキャリッジ３１の駆動系に適したものであると判断できるので、Ｓ７ではそのテーブル４２を選択するのである。
【００５６】
また、Ｓ７では、定速領域におけるキャリッジ３１の速度の最大値または最小値が最終目標速度に対して一定範囲外であった場合、そのとき使用されたテーブル４２は選択しない。例えば、図１１に二点鎖線で示すように、オーバーシュートしたときにも最終目標速度以下であったり、アンダーシュートしたときにも最終目標速度以上であったりした場合、そのとき用いられたテーブル４２がキャリッジ３１の駆動系に全く合っていないか、何らかの突発的な不調があったものと推測される。そこで、Ｓ７では、このような速度変動が測定されたテーブル４２は候補から除外するのである。
【００５７】
このようにして、Ｓ７では、その多機能装置１００におけるキャリッジ３１の駆動系に最適なテーブル４２を選択する。また、この選択も、各種最終目標速度及び順逆両方向に対してそれぞれ実行し、選択したテーブル４２の識別番号等は、各種最終目標速度及び方向にそれぞれ対応付けてＥＥＰＲＯＭ４４に記憶する。ＣＰＵ４１は、ＥＥＰＲＯＭ４４への記憶が終了すると、この処理を一旦を終了する。
【００５８】
図１２は、ユーザーが多機能装置１００を使用する際に、ＣＰＵ４１が実行するキャリッジ移動処理を表すフローチャートである。処理を開始すると、ＣＰＵ４１は、サーミスタ４７を介して装置温度が１８℃以上であるか否かを判断する（Ｓ１１）。１８℃以上の常温時であれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、図１０の上記テーブル設定処理で選択されたテーブル４２を、そのジョブにおける最終目標速度（そのジョブで必要とされる解像度に対応）に応じて選択し、そのテーブル４２ａ用いてキャリッジ３１を移動させて一旦処理を終了する。一方、装置温度が１８℃未満の低温時であれば（Ｓ１１：ＮＯ）、低温用のテーブル４２ｄを用いてキャリッジ３１を移動させ、一旦処理を終了する。なお、この処理によるキャリッジ３１の移動中に、別ルーチンにより印字データが処理され、印字ヘッド３０からインクが吐出される。
【００５９】
このように、本実施の形態の多機能装置１００では、キャリッジ３１の定速領域における挙動に基づいて予め選択しておいたテーブル４２を用いて、ＣＲモータ３５の制御を行っている。上記選択されたテーブル４２は、キャリッジ３１の駆動系の負荷に関する多機能装置１００の個体間のばらつきを良好に反映しており、そのテーブル４２を用いて制御を行うことにより、上記個体間の負荷のばらつきによる制御への影響を良好に解消することができる。このため、多機能装置１００の個体間にキャリッジ３１の駆動に関する制御精度のばらつきが発生するのを良好に解消して、安定した品質の製品を提供することが可能となる。
【００６０】
しかも、本実施の形態では、キャリッジ３１の最終目標速度毎に、しかも、順逆両方向に対して最適なテーブル４２を個々に設定しているので、制御精度を一層向上させることができる。また、本実施の形態では、装置温度も参照し、低温時には別のテーブル４２ｄを用いているので、制御精度を温度に関わらず一層向上させることができる。
【００６１】
なお、上記実施の形態において、ＲＯＭ１４２が記憶手段に、ＣＰＵ４１及びＡＳＩＣ４６が制御手段に、サーミスタ４７が温度検出手段に、それぞれ相当する。また、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、図１０のテーブル設定処理は、多機能装置１００の電源投入時、または、所定枚数印字毎にも実行してもよい。この場合、経時変化による無端ベルト３７の張力変化等によって負荷が変化したときなどにも、良好に対応することができる。
【００６２】
また、上記テーブル設定処理では、アンダーシュートしたときの最低速度が最大となるテーブル４２を選択しているが、オーバーシュートしたときの最高速度が最小となるテーブル４２を選択してもよく、速度変化の振幅が最小となるテーブル４２を選択してもよい。但し、上記実施の形態では、定速領域に入った直後の速度の挙動を観察するだけでよく、処理の簡略化，迅速化が可能である。更に、上記のような最低速度等の測定は同じ条件で複数回繰り返し、その合計値（平均値）に基づいてテーブル４２を選択してもよい。この場合、最適なテーブル４２を一層確実に選択でき、制御精度を一層向上させることができる。
【００６３】
また更に、低温用のテーブル４２ｄもキャリッジ３１の駆動系の負荷に応じて高負荷低温用テーブル，標準負荷低温用テーブル，低負荷低温用テーブルの３つを用意しておいて、選択するようにしてもよく、この場合、制御精度を一層向上させることができる。更に、低温用のテーブル４２ｄのみならず、高温用のテーブル４２も用意してもよい。
【００６４】
また、請求項１２，１３記載の発明は、キャリッジ３１の駆動以外にも、スキャナ等の他の機構の駆動にも、プリンタ以外の装置にも、適用することができる。更に、請求項１２，１３記載の発明の実施の形態としては、必要なテーブル４２のみをＥＥＰＲＯＭ４４に記憶し、不要なテーブル４２は消去するなどして装置内に保持しない形態も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された多機能装置の外観を表す斜視図である。
【図２】その多機能装置の印字機構部の構成を概略的に表す説明図である。
【図３】その印字機構部のキャリッジに具備されたリニアエンコーダのエンコーダ信号及びエンコーダ信号に基づいて生成される各種信号の概要図である。
【図４】そのキャリッジの概略動作を表す説明図である。
【図５】上記多機能装置の制御系の構成を表すブロック図である。
【図６】その制御系のＡＳＩＣの内、ＣＲモータの制御に関わる構成を詳細に表すブロック図である。
【図７】そのＡＳＩＣの内のフィードバック制御部の構成を詳細に表すブロック図である。
【図８】上記制御系のモータ駆動回路の構成を表すブロック図である。
【図９】その制御系のＲＯＭに記憶されたテーブルの一例を表す説明図である。
【図１０】その制御系で実行されるテーブル設定処理を表すフローチャートである。
【図１１】そのテーブル設定処理におけるテーブルの選択原理を表す説明図である。
【図１２】上記制御系で実行されるキャリッジ移動処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１…給紙装置        ２…原稿読取装置          ３…インクジェットプリンタ
４…モータ駆動回路    ４ａ…変換器              ４ｂ…モータドライバＩＣ
５…レジスタ群        ６…キャリッジ測位部      ７…モータ制御部
８…ＰＷＭ生成部      １０…印字機構部          ３０…印字ヘッド
３１…キャリッジ      ３３…印刷用紙            ３５…ＣＲモータ
３６…プーリ          ３７…無端ベルト          ３８…タイミングスリット
３９…リニアエンコーダ      ４１…ＣＰＵ          １４２…ＲＯＭ
４２ａ〜４２ｄ…テーブル    ４３…ＲＡＭ            ４４…ＥＥＰＲＯＭ
４６…ＡＳＩＣ            ４７…サーミスタ          ５２…位置レジスタ
５３…ＰＷＭ値レジスタ    ５４…目標速度レジスタ    ５５…ゲインレジスタ
６０…エッジ検出部        ６１…位置カウンタ        ６３…周期カウンタ
６４…速度変換部                  ７１…オープンループ制御部
７２…フィードバック制御部        １００…多機能装置
【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】
2004237501.tif 000009
【図８】
2004237501.tif 000010
【図９】
2004237501.tif 000011
【図１０】
2004237501.tif 000012
【図１１】
2004237501.tif 000013
【図１２】
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