(57)【要約】【課題】エンコーダの両相両エッジ情報を用いながら、高精度なモータ制御を可能とする。【解決手段】モータ５１５の回転制御を行なうためのモータ制御装置であって、モータの駆動速度に応じた所定の周波数の第１のパルス信号と、この第１のパルス信号とは約９０度位相がずれた第２のパルス信号とを発生するエンコーダ５０１と、第１のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジと、第２のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの４種類のエッジを、それぞれ独立に検出可能な検出部５０３と、この検出部の検出結果に基づいてモータの回転位置制御を行なう制御部５１３であって、４種類のエッジのうちモータの停止目標位置に対応するエッジと同じ種類のエッジのみを用いて、モータの回転位置制御を行なう制御部とを具備する。【選択図】      図７
2004343859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転制御を行なうためのモータ制御装置であって、前記モータの駆動速度に応じた所定の周波数の第１のパルス信号を発生する第１の周波数信号発生手段と、
前記所定の周波数で前記第１のパルス信号とは約９０度位相がずれた第２のパルス信号を発生する第２の周波数信号発生手段と、
前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジと、前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの４種類のエッジを、それぞれ独立に検出可能な検出手段と、
該検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転位置制御を行なう制御手段であって、前記４種類のエッジのうち前記モータの停止目標位置に対応するエッジと同じ種類のエッジのみを用いて、前記モータを前記停止目標位置に停止させるまでの間の前記モータの回転位置制御を行なう制御手段と、
を具備することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
モータと、該モータの駆動速度に応じた所定の周波数の第１のパルス信号を発生する第１の周波数信号発生手段と、前記所定の周波数で前記第１のパルス信号とは約９０度位相がずれた第２のパルス信号を発生する第２の周波数信号発生手段と、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジと、前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの４種類のエッジを、それぞれ独立に検出可能な検出手段とを備えるモータ装置を制御するためのモータ装置の制御方法であって、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転位置制御を行なうにあたり、前記４種類のエッジのうち前記モータの停止目標位置に対応するエッジと同じ種類のエッジのみを用いて、前記モータを前記停止目標位置に停止させるまでの間の前記モータの回転位置制御を行なうことを特徴とするモータ装置の制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ装置の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４】
請求項３に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルエンコーダ信号を基にサーボ制御を行う技術に関し、例えば、インクジェット記録装置の紙送り制御において送り位置を制御する位置決めサーボへの適用に好適なディジタルエンコーダ制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンター、ＦＡＸ、複写装置に装着して、画像情報に基づいて紙やプラスチック薄板（ＯＨＰ等）等の被記録媒体に画像（文字や記号を含む）の記録を行う手段としてインクジェット記録装置は広く利用されている。
【０００３】
インクジェット記録装置は、印字ヘッドから被記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精度な画像を高速に記録可能で、且つランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるために騒音が少ないという特長を有している。しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるという利点も有している。
【０００４】
インクジェット記録装置の駆動源としては、印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復駆動するキャリッジモータ、記録媒体を給紙するＡＳＦモータ、ヘッドクリーニング等を行う回復系モータ、記録媒体を印字スキャン毎に送る紙送りモータ等がある。従来、低コスト化が容易であり、制御が簡単である等の理由により上記駆動源はステッピングモータが多く使用されていた。
【０００５】
インクジェット記録装置は、ノンインパクト方式であるために騒音が少ない。しかし、更なる静音化等の目的で上記駆動源にＤＣモータを使用することが多くなってきた。この場合、ＤＣモータの制御情報を得るためにエンコーダを使用するのが一般的である。
【０００６】
図１にエンコーダのモデル図を示す。エンコーダはＬＥＤ１０１から発生した光をコードホイール１０２を通してディテクター１０３が検出して信号を発生する。コードホイール１０２上には、光を透過する部分１０４と光を透過しない部分１０５が決められた間隔で配置されている。ディテクター１０３にはフォトダイオード１０６，１０７，１０８，１０９が決められた間隔で配置さており、各フォトダイオード１０６，１０７，１０８，１０９で検出された光を電気信号Ａ（１１０）、電気信号＊Ａ（１１１）、電気信号Ｂ（１１２）、電気信号＊Ｂ（１１３）に変換して出力し、出力された電気信号１１０，１１１，１１２，１１３はコンパレーター１１４，１１５によって差動出力ＣｈａｎｎｅｌＡ（１１６），ＣｈａｎｎｅｌＢ（１１７）として出力される。
【０００７】
図２に差動出力信号波形を示す。電気信号Ａ（１１０）と電気信号＊Ａ（１１１）の交点で反転する信号がＣｈａｎｎｅｌＡ（１１６）になる。ここで、速度が一定の場合理想的には、ＣｈａｎｎｅｌＡ（１１６）のデュティーは５０％になる。しかし、様々な要因によりデュティーは変化する。その大きな要因の１つとしてフォトダイオードの感度差がある。
【０００８】
図３にフォトダイオード感度に差がある場合の差動出力信号波形を示す。フォトダイオードの感度は電気信号の振幅差として現れる。図３では、電気信号Ａ（１１０）の振幅が電気信号＊Ａ（１１１）より小さくなった場合のＣｈａｎｎｅｌＡ（１１６）を示している。図より、フォトダイオードの感度差は出力信号のデュティー比を変化させることが分かる。しかし、ＣｈａｎｎｅｌＡの周期には影響を与えない。上記のような理由により、一般的にエンコーダの出力信号は一周期が最も精度が高い。
【０００９】
ＤＣモータの制御情報としてエンコーダ信号から位置情報や速度情報を得る場合、より正確な情報を得るために一般に出力信号の例えば立ち上がりから立ち上がりまでの周期をカウントして使用する片エッジサンプル方式が用いられる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−０３４２７４号公報。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インクジェット記録装置は印刷解像度の高精細化が進んでおり、モータに対してもより高解像度での停止制御が求められている。精度を出すことが容易な片エッジサンプル方式だけでは、求められる要求性能を満たすことは難しくなりつつある。そこで、精度を出すことがより難しい両相両エッジの情報を使いこなす技術が必要となっている。
【００１２】
両相両エッジ情報は、先に述べたように原理的には片エッジサンプル方式に比べて精度が落ちてしまうが、部品のばらつきの限度値が、記録装置システム全体の要求精度内に収まっていれば、使用することは不可能ではない。両相両エッジを使用しながらも、両相両エッジ情報の持つ欠点の影響を可能な限り低く抑えることができれば、記録装置システム全体の要求精度を満たすことが可能な構成も実現できる。
【００１３】
エンコーダから得られる情報は、位置サーボに使用される位置情報（以下、サーボ制御内位置情報と呼称する）、位置サーボ内の速度マイナーループに使用される速度情報、停止位置に達したときの停止制御発動タイミングに関わる位置情報（以下、停止制御内位置情報と呼称する）の３つに使用される。
【００１４】
ここでサーボ制御内位置情報に着目すると、部品のばらつきによる両相両エッジ情報の劣化の影響で、良質な精度の部品を装着したインクジェット記録装置と、劣悪な精度の部品を装着したインクジェット記録装置で制御性能に差が出来てしまう。量産される工業製品としては、劣悪な精度の部品が使用されていても製品全体の性能は保証されなければならず、問題であった。
【００１５】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンコーダの両相両エッジ情報を用いながら、高精度なモータ制御を可能とすることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるモータ制御装置は、モータの回転制御を行なうためのモータ制御装置であって、前記モータの駆動速度に応じた所定の周波数の第１のパルス信号を発生する第１の周波数信号発生手段と、前記所定の周波数で前記第１のパルス信号とは約９０度位相がずれた第２のパルス信号を発生する第２の周波数信号発生手段と、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジと、前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの４種類のエッジを、それぞれ独立に検出可能な検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転位置制御を行なう制御手段であって、前記４種類のエッジのうち前記モータの停止目標位置に対応するエッジと同じ種類のエッジのみを用いて、前記モータを前記停止目標位置に停止させるまでの間の前記モータの回転位置制御を行なう制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
まず、本実施形態に概要について説明する。
【００１９】
本実施形態は、駆動手段と、該駆動手段により駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段と、前記パルス信号の立ち上がりと立ち下がりを検出するエッジ検出手段を有し、前記駆動手段により駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数の第１のパルス信号を発生する第１の周波数信号発生手段と前記第１のパルス信号から電気角で約９０度位相のずれた第２のパルス信号を発生する第２の周波数信号発生手段と、前記第１のパルス信号の立ち上がりと立ち下がりエッジ、前記第２のパルス信号の立ち上がりと立ち下がりエッジをそれぞれ独立に検出可能な検出手段と、該４種類のエッジの情報を加算して位置情報として採用する手段を有し、該位置情報を用いて位置サーボ処理を行う制御手段と、該位置サーボ処理においては停止位置として該４種類のエッジを採用可能な構成と、該位置サーボ処理内においては停止位置に使用されるエッジと同じ種類のエッジのみを用いて制御を行うことを特徴とするモータ制御手段を採用する。
【００２０】
本実施形態のモータ制御装置は、モータの回転制御を行なうためのモータ制御装置であって、前記モータの駆動速度に応じた所定の周波数の第１のパルス信号を発生する第１の周波数信号発生手段と、前記所定の周波数で前記第１のパルス信号とは約９０度位相がずれた第２のパルス信号を発生する第２の周波数信号発生手段と、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジと、前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの４種類のエッジを、それぞれ独立に検出可能な検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転位置制御を行なう制御手段であって、前記４種類のエッジのうち前記モータの停止目標位置に対応するエッジと同じ種類のエッジのみを用いて、前記モータを前記停止目標位置に停止させるまでの間の前記モータの回転位置制御を行なう制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００２１】
また、本実施形態のモータ装置の制御方法は、モータと、該モータの駆動速度に応じた所定の周波数の第１のパルス信号を発生する第１の周波数信号発生手段と、前記所定の周波数で前記第１のパルス信号とは約９０度位相がずれた第２のパルス信号を発生する第２の周波数信号発生手段と、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジと、前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの４種類のエッジを、それぞれ独立に検出可能な検出手段とを備えるモータ装置を制御するためのモータ装置の制御方法であって、前記検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転位置制御を行なうにあたり、前記４種類のエッジのうち前記モータの停止目標位置に対応するエッジと同じ種類のエッジのみを用いて、前記モータを前記停止目標位置に停止させるまでの間の前記モータの回転位置制御を行なうことを特徴とする。
【００２２】
また、本実施形態のプログラムは、上記のモータ装置の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。
【００２３】
また、本実施形態の記憶媒体は、上記のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶したことを特徴とする。
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２５】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット方式に従う記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。
【００２６】
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、有意無意を問わず、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。
【００２７】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００２８】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２９】
またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００３０】
＜インクジェット記録装置の説明（図４）＞
図４は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置１の構成の概要を示す外観斜視図である。
【００３１】
図４に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置という）は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２にキャリッジモータＭ１によって発生する駆動力を伝達機構４より伝え、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。
【００３２】
また、記録ヘッド３の状態を良好に維持するためにキャリッジ２を回復装置１０の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド３の吐出回復処理を行う。
【００３３】
記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６を装着する。インクカートリッジ６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。
【００３４】
図４に示した記録装置１はカラー記録が可能でり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。
【００３５】
さて、キャリッジ２と記録ヘッド３とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施形態の記録ヘッド３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備え、その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。
【００３６】
図４に示されているように、キャリッジ２はキャリッジモータＭ１の駆動力を伝達する伝達機構４の駆動ベルト７の一部に連結されており、ガイドシャフト１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ２は、キャリッジモータＭ１の正転及び逆転によってガイドシャフト１３に沿って往復移動する。また、キャリッジ２の移動方向（矢印Ａ方向）に沿ってキャリッジ２の絶対位置を示すためのスケール８が備えられている。この実施形態では、スケール８は透明なＰＥＴフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ９に固着され、他方は板バネ（不図示）で支持されている。
【００３７】
また、記録装置１には、記録ヘッド３の吐出口（不図示）が形成された吐出口面に対向してプラテン（不図示）が設けられており、キャリッジモータＭ１の駆動力によって記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２が往復移動されると同時に、記録ヘッド３に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Ｐの全幅にわたって記録が行われる。
【００３８】
さらに、図４において、１４は記録媒体Ｐを搬送するために搬送モータＭ２によって駆動される搬送ローラ、１５はバネ（不図示）により記録媒体Ｐを搬送ローラ１４に当接するピンチローラ、１６はピンチローラ１５を回転自在に支持するピンチローラホルダ、１７は搬送ローラ１４の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア１７に中間ギア（不図示）を介して伝達された搬送モータＭ２の回転により、搬送ローラ１４が駆動される。
【００３９】
またさらに、２０は記録ヘッド３によって画像が形成された記録媒体Ｐを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータＭ２の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ２０は記録媒体Ｐをバネ（不図示）により圧接する拍車ローラ（不図示）により当接する。２２は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。
【００４０】
またさらに、記録装置１には、図４に示されているように、記録ヘッド３を搭載するキャリッジ２の記録動作のための往復運動の範囲外（記録領域外）の所望位置（例えば、ホームポジションに対応する位置）に、記録ヘッド３の吐出不良を回復するための回復装置１０が配設されている。
【００４１】
回復装置１０は、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構１１と記録ヘッド３の吐出口面をクリーニングするワイピング機構１２を備えており、キャッピング機構１１による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段（吸引ポンプ等）により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド３のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。
【００４２】
また、非記録動作時等には、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピング機構１１によるキャッピングすることによって、記録ヘッド３を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構１２はキャッピング機構１１の近傍に配され、記録ヘッド３の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。
【００４３】
これらキャッピング機構１１及びワイピング機構１２により、記録ヘッド３のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。
【００４４】
＜インクジェット記録装置の制御構成（図５）＞
図５は図４に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００４５】
図５に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６、搬送モータＭ２の制御を行なう搬送モータ制御部６０７などで構成される。
【００４６】
また、図５において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
【００４７】
さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションｈを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。なお、位置センサ６３１には、搬送モータＭ２の回転位置を検出するためのエンコーダ５０１も含まれている。
【００４８】
さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。
【００４９】
図６は、本実施形態の搬送モータの回転制御の処理の概念を簡略に説明した図である。
【００５０】
エンコーダＢ相の立ち下がりエッジを（１）、エンコーダＡ相の立ち上がりエッジを（２）、エンコーダＢ相の立ち上がりエッジを（３）、エンコーダＡ相の立ち下がりエッジを（４）で示している。
【００５１】
［１］は停止位置が（１）に該当する場合の、サーボ制御内位置情報の取得方法について示している。停止位置と同じエッジである（１）のみを採用して制御を行っており、（２）（３）（４）については採用していない。
【００５２】
［２］は停止位置が（２）に該当する場合の、サーボ制御内位置情報の取得方法について示している。停止位置と同じエッジである（２）のみを採用して制御を行っており、（１）（３）（４）については採用していない。
【００５３】
［３］は停止位置が（３）に該当する場合の、サーボ制御内位置情報の取得方法について示している。停止位置と同じエッジである（３）のみを採用して制御を行っており、（１）（２）（４）については採用していない。
【００５４】
［４］は停止位置が（４）に該当する場合の、サーボ制御内位置情報の取得方法について示している。停止位置と同じエッジである（４）のみを採用して制御を行っており、（１）（２）（３）については採用していない。
【００５５】
以上のように処理を行うことで、部品精度のばらつき（例えば、フォトダイオード感度のばらつき）による（１）〜（４）の位置ばらつきの影響を、サーボ制御内位置情報は免れることができる。
【００５６】
図７に本実施形態の搬送モータ（ＤＣモータ）制御装置の構成を説明するためのブロック図を示す。
【００５７】
エンコーダ５０１はモータ５１５（図５における搬送モータＭ２に対応する）が駆動されることによりＡ相及びＢ相の２つの信号をエンコーダ信号制御部５０２へ出力する。エンコーダ信号制御部５０２内にはエンコーダ信号のエッジを検出するエッジ検出部５０３が配置されている。エッジ検出部５０３では、各相の各エッジ、つまりＡ相の立ち上がりエッジ検出５０４、Ａ相の立ち下がりエッジ検出５０５、Ｂ相の立ち上がりエッジ検出５０６、Ｂ相の立ち下がりエッジ検出５０７が独立に行われ、各エッジに同期した信号が生成されている。各エッジに同期した信号はそれぞれのエッジ間隔カウント部５０８，５０９，５１０，５１１に送られ、それぞれのエッジ間隔は独立にカウントされる。各エッジ間隔カウント部５０８，５０９，５１０，５１１は、エッジ検出部５０３からエッジ検出信号が送られ、エッジ間隔が確定する度に速度／位置情報記憶部５１２内の速度情報を上書きする。サーボコントローラ５１３は、所定間隔のサーボ周期になるとサーボに必要な速度情報を得るために速度／位置情報記憶部５１２から速度／位置情報を読み出す。サーボコントローラ５１３は得られた速度情報や位置情報等を基に演算を行い、最適なモータ制御情報をモータドライバ５１４（図５における搬送モータドライバ６４２に対応する）に出力する。モータドライバ５１４は入力された制御情報に従ってモータ５１５に出力を行い、モータ５１５は駆動される。
【００５８】
図８は、ＤＣモータの位置制御系を説明する模式図であり、位置サーボをかける場合の手法について示している。本実施形態において位置サーボは、後述する理想プロファイルに対する追値制御として行われる。ＤＣモータは、ＰＩＤコントロールあるいは古典制御と呼ばれる手法で制御されており、以下その手順を説明する。
【００５９】
まず、制御対象に与えたい目標位置は、１６０１の理想位置プロファイルという形で与える。本実施形態においては、例えばこれは該当する時刻においてラインフィードモータによって搬送された紙が到達しているべき絶対位置に該当する。時刻の進行とともに、この位置情報は変化していく。この理想位置プロファイルに対して追値制御を行うことで、本実施形態の装置の駆動は遂行される。
【００６０】
本実施形態の装置にはエンコーダセンサ５０１が具備されており、モータの物理的な回転を検知する。エンコーダ位置情報変換手段１６０９は、エンコーダセンサが検知したスリット数を加算していき絶対位置情報を得る手段であり、エンコーダ速度情報変換手段１６０６はエンコーダセンサの信号と、プリンタに内蔵された時計から、現在のラインフィードモータの駆動速度を算出する手段である。
【００６１】
理想位置プロファイル１６０１から、位置情報変換手段１６０９により得られた実際の物理的位置を減算した数値を、目標位置に対して足りない位置誤差として、１６０２以降の位置サーボのフィードバック処理に受け渡す。１６０２は位置サーボのメジャーループであり、一般的には比例項Ｐに関する計算を行う手段が知られている。
【００６２】
メジャーループ１６０２における演算の結果としては、速度指令値が出力される。この速度指令値が、１６０３以降の速度サーボのフィードバック処理に受け渡される。速度サーボのマイナーループは、比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄに対する演算を行うＰＩＤ演算により行う手法が一般的である。本実施形態の装置においては、速度指令値の非線形な変化が発生した場合の追従性を改善し、なおかつ追値制御時の微分演算の弊害を防ぐために、一般に微分先行形と呼ばれる手法を示しており、エンコーダ速度情報変換手段１６０６で得られたエンコーダ速度情報は、１６０２で得られた速度指令値との差を取る前に、１６０７の微分演算を通される。この手法自体は本実施形態の主題となるものではなく、制御対象の系の特性によっては、１６０３においてこの微分演算を行えば充分なものもある。
【００６３】
速度サーボのマイナーループにおいては、速度指令値からエンコーダ速度情報を減算した数値を、目標速度に対して足りない速度誤差として、ＰＩ演算回路１６０３に受け渡し、その時点でＤＣモータに与えるべきエネルギーを、ＰＩ演算と呼ばれる手法で算出する。それを受けたモータドライバ回路は、例えばモータ印加電圧は一定として、印加電圧のパルス幅を変化させる手段（以下「ＰＷＭ（Ｐｕｌｅｓ    Ｗｉｄｔｈ    Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御」と呼ぶ）を用い、印加電圧のＤｕｔｙを変化させて、電流値を調節し、ＤＣモータ５１５に与えるエネルギーを調節し、速度制御を行う。
【００６４】
電流値を印可されて回転するＤＣモータは、１６０８の外乱による影響を受けながら物理的な回転を行い、その出力がエンコーダセンサ５０１により検知される。
【００６５】
図９は、各制御処理の関わりについて示したタイミング図である。
【００６６】
９０１はモータ制御タスクの状態を、９０２はタイマ割り込み処理の状態を、９０３は位置割り込み処理の状態を示している。グラフの縦軸７０１は位置を示しており、横軸は時間の経過を示している。７０４は理想位置のプロファイルを示しており、７０５は実際にモータを駆動した結果の現実位置プロファイルを示している。
【００６７】
駆動制御処理が発動されると、８０２で駆動制御準備が行われる。８０２は、一般的にモータ制御タスクに記述される処理であり、駆動目的に適した理想位置プロファイルテーブルの選択、サーボパラメータテーブルの選択、各種ワーク領域の設定を行い、最後にタイマ割り込み処理を司るタイマに起動をかけて終了する。
【００６８】
８０２でタイマが起動されると、８０３で示された実駆動ステップに処理は移行する。８０３は、一般的にタイマ割り込み処理内に記述される処理であり、たとえば１ｍｓｅｃ毎に１回割り込んできて、エンコーダの値を読み出し、ＰＩＤ演算等により出力すべき電流の値を算出し、モータに対してこの値を出力するものである。
【００６９】
加速制御領域７１１、定速制御領域７１２、減速制御領域７１３と処理が進むにつれて理想位置プロファイル７０４は変化し、これに対して８０３内での演算処理により追値制御を行うことで現実位置プロファイル７０５がプロットされていく。
【００７０】
８０３の動作と並行して、システムにおいては停止位置に到達したかどうかの監視が行われており、到達が検知されると駆動目標位置への到達検知ステップ８０４が発動して割り込みが発生し、８０５の駆動制御終了ステップへと処理は移行する。
【００７１】
８０５においては、モータに対する出力をいち早くディスエーブルにしてからタイマを停止し、制御を終了する。
【００７２】
以上の各処理を行うことで、１つの駆動処理は駆動制御終了へと至ることになる。
【００７３】
図１０、図１１は本実施形態の装置の動作のアルゴリズムについて示したフローチャートであり、図１０は８０２で遂行される処理の具体的内容を、図１１は８０３で遂行される処理の具体的内容を示している。
【００７４】
図８において、８０２の駆動準備処理が起動されると、１００２の駆動準備処理詳細が遂行される。１００２では、駆動目的に適した理想位置プロファイルテーブルの選択、サーボパラメータテーブルの選択、各種ワーク領域の設定を行う。
【００７５】
１００３において、ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎは目標位置を示しており、エンコーダ読み値がこの値になったときに到達検知ステップ８０４が発動する値そのものである。１００３では、このｄｅｓｉｔｉｏｎａｔｉｏｎを４で割った余り（図に示す％４とは４で割った余りを示すものとする）の値をｍｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎに代入する。「４で割った余り」とは、停止位置がＡ相の立ち上がりエッジであるか、Ｂ相の立ち上がりエッジであるか、Ａ相の立ち下がりエッジであるか、Ｂ相の立ち下がりエッジであるかを識別するための情報であり、８０３内の演算処理で使用される。
【００７６】
１００４でタイマ割り込み処理を司るタイマに起動をかけて、駆動準備処理は終了する。
【００７７】
図９において、８０３のサーボタイマ内処理が開始されると、１１０２で位置情報（以下、ｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｏと呼称する）を取得する。これは、エンコーダから得る現在の位置情報そのものを意味している。本実施形態において、位置情報は進行方向に向かって加算されていくものとする。また、以下の説明で登場する全ての変数は整数とする。
【００７８】
１１０３では、ｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｏを４で割った余りをｗｏｒｋＭｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎに代入している。ｗｏｒｋＭｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎは、現在の位置がＡ相の立ち上がりエッジであるか、Ｂ相の立ち上がりエッジであるか、Ａ相の立ち下がりエッジであるか、Ｂ相の立ち下がりエッジであるかを識別するための情報である。
【００７９】
１１０４では、ｗｏｒｋＭｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎとｍｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎの比較を行い、ｗｏｒｋＭｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎがｍｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎ以上であれば１１０５に、さもなければ１１０６に進む。
【００８０】
１１０５に進んだ場合は、精度の確約されない両相両エッジ情報を消去するために現在のｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｏを４の倍数単位に丸めて（置き換え）から、停止位置の有効エッジ情報であるｍｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎを加算して、現在位置情報であるｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｏに上書きしている。ここで、４の倍数単位に丸める（置き換える）と、例えば値「９３」、「９４」、「９５」は「９２」となる。また、「９７」、「９８」、「９９」を丸めると、それぞれ「９６」となる。
【００８１】
１１０６に進んだ場合も、精度の確約されない両相両エッジ情報を消去するために現在のｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｏを４の倍数単位に丸め、停止位置の有効エッジ情報であるｍｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎを加算しているが、このままでは４エッジ分切り上げの計算になってしまうため、最後に４減算した上で、現在位置情報であるｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｏに上書きしている。
【００８２】
１１０５、１１０６の計算により、図６で説明した、停止位置と同じエッジ情報のみでの制御を行うことが可能となる。
【００８３】
１１０５、１１０６の計算の一例を示す。目標位置であるｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎの値を「１０２」とすると、ｍｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎの値は「２」である。ここで、例えば、エンコーダーが読んだ値が９４〜９７のいずれかの値あっても、９４と算出される。また、９８〜１０１のいずれかの値であっても、９８と算出される。このように、上述した計算により、算出される位置情報として、目標位置が１０２であれば、２、６、１０、１４、・・・９０、９４、９８の値のうちいずれかの値が得られる。これらの得られた値を用いて、制御を行う。
【００８４】
また、目標位置が「１０３」であれば、ｍｏｄＰｏｓｉｔｉｏｎの値は「３」となり、同様の計算を行えば、位置情報として、３、７、１１、１５、・・・９１、９５、９９の値のいずれかの値が得られる。これらの値は、互いに４の整数倍の差を持っている。従って、停止位置と同じエッジの位置の値であるので、同じエッジ情報のみで制御を行うことになる。
【００８５】
１１０７ではここまでの処理で算出したｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｏを用いてＰＩＤ演算等の処理を行い、この演算結果に基づいて１１０８でモータに対して電流出力を行い、１１０９でサーボタイマ内処理を終了する。
【００８６】
以上の処理を行うことで、両相（Ａ相、Ｂ相）の信号の両エッジ（立ち上りエッジ、立ち下りエッジ）のうち、停止位置に最適なエッジを選択することで停止位置の精度（分解能）を確保しつつ、停止位置と同じ１つのエッジ情報のみで制御を行うことで、両エッジ情報の劣化（誤差）の影響を避けることができる。
【００８７】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００８８】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００８９】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００９０】
また、以上の実施形態は記録ヘッドを走査して記録を行なうシリアルタイプの記録装置であったが、記録媒体の幅に対応した長さを有する記録ヘッドを用いたフルラインタイプの記録装置であっても良い。フルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００９１】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００９２】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００９３】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【００９４】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００９５】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【００９６】
【他の実施形態】
また、各実施形態の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９７】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９８】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品性能のばらつきの影響を受けることなく、一定の制御性能を安定して得ることができ、量産される工業製品として安定した品質を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンコーダのモデル図である。
【図２】理想的な差動出力信号波形を示した図である。
【図３】フォトダイオード感度に差がある場合の差動出力信号波形を示した図である。
【図４】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。
【図５】図１に示すインクジェット記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態の処理の概念を簡略に説明した図である。
【図７】本発明の一実施形態の装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】ＤＣモータの位置制御系を説明する図である。
【図９】各制御処理の関わりについて示したタイミング図である。
【図１０】本発明の一実施形態の装置の動作を示すアルゴリズムについて示したフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態の装置の動作を示すアルゴリズムについて示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０１  ＬＥＤ
１０２  コードホイール
１０３  ディテクター
１０４  光を透過する部分
１０５  光を透過しない部分
１０６〜１０９  フォトダイオード
１１０〜１１３  電気信号
１１４〜１１５  コンパレータ
１１６〜１１７  出力
【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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