(57)【要約】【課題】  オーバーシュートを防ぎつつ加速期間を短縮することができ、制御に要する演算量を少なくすることができるモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】  本発明のモータの制御方法は、キャリッジモータ１３の回転速度Ｖｃと目標回転速度Ｖｔとの偏差ΔＶに応じた値を出力する比例要素２１０と、キャリッジモータ１３の回転速度Ｖｃと目標回転速度Ｖｔとの偏差ΔＶを積分して積分値に応じた値を出力する積分要素２１２を有するＣＲモータ制御回路２００によりキャリッジモータ１３を制御する際に、キャリッジモータ１３の目標等速回転速度Ｖconstにおける積分要素２１２の出力値ＱＩを積分出力上限値として予め設定し、キャリッジモータ１３を本稼動させたときの回転速度が目標等速回転速度Ｖconstに達するまでの加速期間ｔ０〜ｔ１に、積分要素２１２の出力値ＱＩを積分出力上限値に固定する。【選択図】      図８
2005341726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータを制御するモータ制御方法において、
前記モータの目標等速回転速度における前記積分手段の出力値を積分出力上限値として予め設定し、
前記モータを本稼動させたときの回転速度が前記目標等速回転速度に達するまでの加速期間に、前記積分手段の出力値を前記積分出力上限値に固定することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御方法であって、
前記加速期間における目標回転速度を前記目標等速回転速度と同値に設定し、
前記加速期間に前記比例手段による演算を行うことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御方法であって、
前記加速期間終了後、前記比例手段及び前記積分手段による演算を行うことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項４】
モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記制御系は、前記モータの目標等速回転速度における前記積分手段の出力値を積分出力上限値として設定可能であり、
前記モータを本稼動させたときの回転速度が前記目標等速回転速度に達するまでの加速期間に、前記積分手段の出力値を前記積分出力上限値に固定することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ制御装置であって、
前記制御系は、前記加速期間における目標回転速度を前記目標等速回転速度と同値に設定し、
前記加速期間に前記比例手段による演算を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のモータ制御装置であって、
前記制御系は、前記加速期間終了後、前記比例手段及び前記積分手段による演算を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項４から６の何れか１項に記載のモータ制御装置であって、前記モータは、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに供給されるインクを収容したインク容器を備えたキャリッジを駆動するためのモータであることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項４から７の何れか１項に記載のモータ制御装置を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転速度を目標回転速度との偏差に応じた値を出力する比例手段と、モータの回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有する制御系によりモータの駆動を制御するモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
紙、布、フィルム等の被印刷体に印刷を行う各種のプリンタのなかで、被印刷体にインクを吐出して印刷を行う方式のプリンタは、インクジェットプリンタと呼ばれている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタにおいては、インクを吐出する印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに供給するインクを収容したインク容器とを搭載したキャリッジを駆動するモータを制御系によって制御し、キャリッジを移動させながら印刷ヘッドから被印刷体に向けてインクを吐出して印刷を行うのが一般的である。
【０００４】
したがって、被印刷体に対して高品質の印刷を行うためには、キャリッジを駆動するモータを高精度に制御する必要がある。
【０００５】
そこで、モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータを制御するモータ制御方法において、前記比例手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値に応じた比例出力上限値を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出力上限値を超える場合には、前記比例手段の出力値が前記比例出力上限値とすることを特徴とするモータ制御方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このようなモータ制御方法によれば、インクが消費されてインク容器に収容されたインクの量が少なくなってモータに加わる負荷が変動した場合であっても、高精度にモータを制御することが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−７９１７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来のモータ制御方法では、比例手段による比例制御と積分手段による積分制御を組み合わせ、さらには微分制御も加えた所謂ＰＩＤ制御を行うことが一般的であり、モータの加速時から等速状態を経て停止するまでの１回の走査駆動に対して、例えば図９に示すような目標回転速度を設定していた。なお、この図９のグラフは、モータによりインクジェットプリンタのキャリッジを駆動する際のキャリッジの位置とモータの回転速度との関係を示したものである。
【０００９】
しかしながら、図９に示すように設定された目標回転速度にモータの回転速度を追従させようとした場合には、目標回転速度が等速度の時だけでなく加速時や減速時においても実回転速度を目標回転速度に一致させるように制御するため、例えば目標等回転速度に達するまでの加速期間が長くなってしまう。そして、加速期間が長くなるに伴ってキャリッジの加速距離も長く設けなけばならず、プリンタが大型化してしまう要因となってしまう。
【００１０】
また、加速期間を短くしようとして急激な加速を試みたとしても、積分手段の出力値は比例手段の時間的累積の値であるため目標回転速度に近づいたときには過大な値となったり、また、積分手段の演算から実際にモータへ出力されるまでのタイムラグの影響が増大しやすくなったりするため、目標回転速度に対してオーバーシュートが起こりやすかった。
【００１１】
さらに、モータの加速から停止までの間、常に比例手段と積分手段によって高精度の制御を行おうとすると、制御回路の演算負荷が増大し、メモリの量も増えてしまう状況にあった。
【００１２】
本発明の目的は、オーバーシュートを防ぎつつ加速期間を短縮することができ、制御に要する演算量を少なくすることができるモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決することのできる本発明に係るモータ制御方法は、モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータを制御するモータ制御方法において、前記モータの目標等速回転速度における前記積分手段の出力値を積分出力上限値として予め設定し、前記モータを本稼動させたときの回転速度が前記目標等速回転速度に達するまでの加速期間に、前記積分手段の出力値を前記積分出力上限値に固定することを特徴としている。
【００１４】
このような構成のモータ制御方法によれば、例えばモータを予備駆動させて本稼動時のモータの目標等速回転速度となる積分手段の出力値を測定してそれを積分出力上限値として設定しておき、その後モータを本稼動させる際の加速期間に、積分手段からの出力値を積分出力上限値に固定することで、実際にモータの回転速度が目標等速回転速度に達するときに積分手段の出力値が積分出力上限値を超えないため、オーバーシュートの発生を容易に防止することができる。また、加速期間において積分手段が出力する値が一定であるため、制御に要する演算量が少なくなり、さらに積分手段の演算から出力までのタイムラグの発生も防ぐことができる。したがって、モータの急激な加速が可能となり、加速期間を短くすることができる。
【００１５】
また、本発明のモータ制御方法において、前記加速期間における目標回転速度を前記目標等速回転速度と同値に設定し、前記加速期間に前記比例手段による演算を行うことが好ましい。
この場合には、上記のようにモータを本稼動させる際の加速期間には積分手段からの出力値は一定であるため、モータを加速させるための出力は比例手段によるものが支配的要素となる。そして、加速期間の目標回転速度を目標等速回転速度と同値としておくことで、加速初期の速度偏差が大きくなり比例手段の演算によって急激にモータの回転が加速される。したがって、加速時間を効果的に短縮することができる。
【００１６】
また、本発明のモータ制御方法において、前記加速期間終了後、前記比例手段及び前記積分手段による演算を行うことが好ましい。
モータの回転速度が目標等速回転速度に達した後は、回転速度を目標等速回転速度に維持するための制御を行えば良いため、比例手段だけでなく積分手段の演算も行ってフィードバック制御を行うことで、回転速度の偏差を小さくすることができる。
【００１７】
また、上記課題を解決することのできる本発明に係るモータ制御装置は、モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータを制御するモータ制御装置において、前記制御系は、前記モータの目標等速回転速度における前記積分手段の出力値を積分出力上限値として設定可能であり、前記モータを本稼動させたときの回転速度が前記目標等速回転速度に達するまでの加速期間に、前記積分手段の出力値を前記積分出力上限値に固定することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明のモータ制御装置において、前記制御系は、前記加速期間における目標回転速度を前記目標等速回転速度と同値に設定し、前記加速期間に前記比例手段による演算を行うことが好ましい。
【００１９】
また、本発明のモータ制御装置において、前記制御系は、前記加速期間終了後、前記比例手段及び前記積分手段による演算を行うことが好ましい。
【００２０】
また、本発明のモータ制御装置において、前記モータは、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに供給されるインクを収容したインク容器を備えたキャリッジを駆動するためのモータとすると良い。
この場合には、インクを吐出するためにキャリッジが等速度で走査するまでの立ち上がり時間を短くすることができ、素早い印刷を行うことが可能となる。
【００２１】
また、上記構成のモータ制御装置を備えたインクジェットプリンタは、素早い印刷を行うことができるとともに、キャリッジを加速させるための加速距離を短くできるため、プリンタの小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、オーバーシュートを防ぎつつ加速期間を短縮することができ、制御に要する演算量を少なくすることができるモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタの一実施形態を詳細に説明する。
図１及び図２は本実施形態のモータ制御方法を実施可能なインクジェットプリンタ１の主要な構成を示す概略斜視図である。
【００２４】
このインクジェットプリンタ１は、印刷用紙を収容した給紙カセット１０が着脱自在に装着されている。給紙カセット１０は、用紙を収容するように略矩形状に形成されたベース１０ａを備えており、プリンタ本体に装着される給紙口側にシャッタ部材１０ｃが設けられるとともに、このシャッタ部材１０ｃの後方側（プリンタ本体と離れた側）には開閉自在な保護カバー１０ｂが設けられている。なお、保護カバー１０ｂは、プリンタ本体に給紙カセット１０を装着したままの状態で、プリンタ本体側に傾倒するように開閉可能である。
【００２５】
このインクジェットプリンタ１において、キャリッジ４は、キャリッジモータ１３にタイミングベルト３により接続されて、ガイドレール２に沿って往復移動するように構成されており、用紙と対向する面にはアクチュエータによりインクを加圧してノズル開口からインク適を吐出させるインクジェットヘッド５が設けられている。
【００２６】
そして、このインクジェットヘッド５に対して、図２に示すように、プリンタ下部に配置したインクカートリッジ７から可撓性のインクチューブ６を介してインクが供給される。
【００２７】
給紙カセット１０内に収容された用紙は、紙送りモータ１２により回転伝達機構（図示せず）を介して接続されたオートシートフィーダ１５と、歯車伝達機構２０により回転駆動される搬送ローラ１１及び１４とにより、一定のピッチでキャリッジ４の移動方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）に搬送される。
【００２８】
また、図２に示すように、印刷領域の外側には、インクジェットヘッド５のインクノズル面の汚れのワイピング、インクノズルの詰まりを防止するためのキャッピング、インクノズルから増粘状態のインクを吸引するインク吸引等を行うヘッドメンテナンス機構２８が設けられている。
【００２９】
搬送ローラ１１は、図１に示すように、歯車伝達機構２０を構成する歯車２３を一端側に有し、紙送りモータ１２の軸上のピニオン２１から減速歯車２２を介して駆動されるとともに、他端側に設けた駆動歯車２６が回転伝達機構（図示せず）を介してオートシートフィーダ１５及びヘッドメンテナンス機構２８を駆動する。搬送ローラ１４は、一端側に歯車２５を有し、複数の伝達歯車２４を介して紙送りモータ１２により駆動される。
【００３０】
次に、図３を参照しつつ、インクジェットプリンタ１の電気的な構成について説明する。図３は、インクジェットプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。
【００３１】
インクジェットプリンタ１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。
【００３２】
紙送りモータ１２は、紙送りモータ駆動回路１３０によって駆動されて搬送ローラ１４を回転させ、これによって用紙Ｐを副走査方向に移動させる。紙送りモータ１２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。
【００３３】
キャリッジ４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、用紙Ｐ、または紙、布、フィルム等の被印刷体に向けて、インク滴を吐出する。
【００３４】
キャリッジモータ１３は、ＣＲモータ駆動回路１５０によって駆動される。このインクジェットプリンタ１は、キャリッジ４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。
【００３５】
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。
【００３６】
次に、図４及び図５を参照しつつ、キャリッジモータ１３の駆動制御装置の構成について説明する。図４は、キャリッジモータ１３の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。図５は、モータ駆動信号Ｓｄｒと、キャリッジモータ１３の特性との関係を示す説明図である。
【００３７】
キャリッジモータ１３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３に示した主制御回路１０２の一部である。
【００３８】
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相信号とに基づいて、キャリッジモータ１３の現行回転位置Ｐｃと現行回転速度Ｖｃとをそれぞれ求める。現行回転位置Ｐｃは目標回転速度発生回路２０４に入力される。目標回転速度発生回路２０４には、回転位置Ｐｃに応じた目標回転速度Ｖｔが予め設定されており、この目標回転位置Ｐｃに応じた目標回転速度Ｖｔを発生する。
【００３９】
減算器２０６は、この目標回転速度Ｖｔと現行回転速度Ｖｃとの偏差ΔＶを求め、この回転速度偏差ΔＶを比例要素（比例手段）２１０と積分要素（積分手段）２１２と微分要素（微分手段）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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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または目標回転速度発生回路２０４を調整することによって、駆動回路１５０に供給するデューティ信号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１３のデューティを示す信号である。
【００４３】
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１３に供給する。
【００４４】
図５（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、本実施の形態では、モータ駆動信号Ｓｄｒのデューティを「キャリッジモータのデューティ」とも呼ぶ。
【００４５】
キャリッジモータ１３としてブラシ付きＤＣモータを使用した場合には、そのトルク／回転数特性は、図５（Ｂ）に示すように、デューティに比例する。ＣＲモータ駆動回路１５０は、駆動信号Ｓｄｒのデューティがデューティ信号Ｄｔ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１３は、ＣＲモータ制御回路２００から与えられるデューティ信号Ｄｔに応じた駆動力を発生してキャリッジ４を駆動する。
【００４６】
次に、図６を参照しつつ印刷ヘッド５２による印刷動作の概要について説明する。図６は、印刷動作の概要を説明するための図である。
【００４７】
前述したように目標回転速度発生装置２０４は、回転位置Ｐｃに応じてキャリッジモータ１３の目標回転速度Ｖｔを発生させる。発生する目標回転速度Ｖｔの変化パターンは、例えば、図６に示したようなものである。なお、この図６のグラフは、キャリッジモータ１３により駆動されて走査方向に移動する際のキャリッジ４の位置Ｐとキャリッジモータ１３の目標回転速度Ｖｔとの関係を示したものである。
【００４８】
図６において、Ｐ０〜Ｐ１の区間はキャリッジモータ１３の加速区間であり、本実施形態では従来（図９参照）と異なり、走査開始位置（グラフ左端）からインク吐出時の等速回転速度の目標値と同値に設定されている。そのため、この加速区間ではキャリッジモータ１３の駆動開始直後から即座に等速回転速度に追従するように加速する。また、Ｐ１〜Ｐ２の区間はキャリッジモータ１３の等速区間であり、この区間ではキャリッジモータ１３の回転速度がＶｃｏｎｓｔなる回転速度にて等速回転するように制御される。Ｐ２〜Ｐ３の区間は、キャリッジモータ１３の減速区間であり、この区間ではキャリッジモータ１３の回転速度が減速するように制御される。
【００４９】
したがって、印刷ヘッド５２が搭載されているキャリッジ４は、Ｐ０〜Ｐ１の区間では加速するように制御され、Ｐ１〜Ｐ２の区間では等速移動するように制御され、Ｐ２〜Ｐ３の区間では減速するように制御される。
【００５０】
ここで、印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ４が等速移動を開始する少し前の時期から、等速移動を終了した少し後の時期までの間において、印刷ヘッド５２から被印刷体に対してインクを吐出することにより印刷が行われる。例えば、印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ４を駆動するキャリッジモータ１３の回転速度が、目標等速回転速度Ｖｃｏｎｓｔの８０％〜９０％以上になるとインクの吐出が開始され、キャリッジモータ１３の回転速度が、目標等速回転速度Ｖｃｏｎｓｔの８０％〜９０％以下になるとインクの吐出が終了する。なお、印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ４が等速移動を行っている期間のみ、印刷ヘッド５２から被印刷体に対してインクを吐出するようにしてもよい。
【００５１】
したがって、被印刷体に対して高品質な印刷を行うためには、特に、加速区間の終期、等速区間、及び、減速区間の初期において、キャリッジモータ１３の回転速度が、図６に示したような目標回転速度パターンに精度良く追従することが求められる。
【００５２】
次に、図７及び図８を参照しつつ、ＣＲモータ制御回路２００の動作について説明する。図７及び図８は、本実施形態に係るＣＲモータ制御回路２００の動作例を示した図であり、図７は、キャリッジ４の目標回転速度パターンと、実際の回転速度との関係を示した図である。図７において、横軸（時間軸）ｔ０〜ｔ１の期間は図６に示したＰ０〜Ｐ１の区間と対応する加速期間であり、ｔ１〜ｔ２の期間は図６に示したＰ１〜Ｐ２の区間と対応する等速期間であり、ｔ２〜ｔ３の期間は図６に示したＰ２〜Ｐ３の区間と対応する減速期間である。
【００５３】
また、図８は、比例要素２１０の出力値ＱＰ、積分要素２１２の出力値ＱＩ、及び加算結果ΣＱの出力値を説明するための図である。なお、図８において、微分要素２１４の出力値は、加算結果ΣＱに対して非常に小さいため、図示を省略している。また、微分要素２１４の演算による制御は、加速期間、等速期間、減速期間の何れにおいても、行っても行わなくても良い。
【００５４】
ＣＲモータ制御回路２００を動作させるに際して、まず、キャリッジモータ１３の回転速度が目標回転速度に精度良く追従するように、比例要素２１０、積分要素２１２、及び、微分要素２１４における、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、及び、微分ゲインＫｄをチューニングする。
【００５５】
また、本実施形態では、加速期間から等速期間にかけてのオーバーシュートの発生を防止するために、加速期間における積分要素２１２の出力値ＱＩを予め設定する。比例要素２１０の出力ＱＰ、積分要素２１２の出力ＱＩ、微分要素２１４の出力ＱＤのうち、出力ＱＤの影響は僅かであるため出力ＱＰと出力ＱＩについて検討すると、出力ＱＰは、目標速度に一致すれば理論上ゼロとなる。特に、等速期間で一致し続ければ出力ＱＰもゼロのままとなる。一方、出力ＱＩは、出力ＱＰの累積と考えることができるため、等速期間においてもゼロになることはないと考えられる。このように、キャリッジモータ１３の制御に大きな影響を与えるのは積分要素２１２の出力ＱＩであり、オーバーシュートを引き起こすのも加速期間の終期で出力ＱＩが過大となることが主要因である。
【００５６】
そのため、本実施形態では、実際の回転速度が目標等速回転速度となるときの出力ＱＩの値を積分出力上限値として予め設定し、加速期間における積分要素２１２の出力ＱＩの値を、この積分出力上限値に固定する。積分出力上限値の決め方は、予め回転速度と出力ＱＩとの関係をデータテーブルとして作成して、その中から選択的に決定しても良いし、また、印刷前にキャリッジ４を予備走査して目標等速度で移動させ、そのときの出力ＱＩをメモリに記憶しておいても良い。なお、出力ＱＩの値は、キャリッジ４の質量、駆動摩擦力、キャリッジモータ１３のトルク、キャリッジモータ１３の回転速度等の因子で決定されるため、予備動作により決定することが好ましい。予備動作は、インクジェットプリンタ１の電源ＯＮ時、印刷開始直前、印刷モード変換後、等のタイミングで行うと良い。
【００５７】
このように、加速期間における積分要素２１２の出力ＱＩの値を目標等速回転速度時の出力である積分出力上限値に固定することで、加速期間内で出力ＱＩが過大となることを確実に防ぐことができ、オーバーシュートの発生が防止される。また、加速期間において積分要素の演算を行わないため、演算負荷及びメモリの使用量を軽減できるとともに、出力ＱＩが一定値であるため演算から出力までのタイムラグも発生しない。
【００５８】
また、加速期間における目標回転速度が目標等速回転速度Ｖｃｏｎｓｔと同値に設定されており、その目標回転速度との偏差に応じた比例要素２１０による演算を行うため、従来の目標速度に追従して加速を行うよりも素早く回転速度を目標等速回転速度Ｖｃｏｎｓｔまで上げることができ、加速期間ｔ０〜ｔ１を短くすることができる。従来の目標速度パターンではキャリッジモータ１３のデューティが１００％とはならないが、本実施形態における加速期間での制御は所謂ステップ応答制御であり、キャリッジモータ１３のデューティをより大きくしてキャリッジモータ１３のパワーをより効果的に活用することができる。なお、比例要素２１０による演算は、回転速度が目標等速回転速度Ｖｃｏｎｓｔに達したときに出力ＱＰがゼロとなるため、オーバーシュートを引き起こしにくい。
【００５９】
また、図８に示すように、回転速度が目標等速回転速度Ｖｃｏｎｓｔに達して等速期間となったら、比例要素２１０による演算は引き続き行われ、さらに、積分要素２１２による演算が開始される。つまり、目標等速回転速度Ｖｃｏｎｓｔに対する回転速度の変動を比例要素２１０と積分要素２１２によるフィードバック制御により収束させる。なお、同時に微分要素２１４による制御を加えても良い。
【００６０】
また、減速期間においては、比例要素と積分要素による制御を引き続き行って、キャリッジモータ１３の回転を停止させる。なお、減速期間には微分要素２１４も加えた所謂ＰＩＤ制御を行うことが望ましい。
【００６１】
前述の実施の形態では、比例要素、積分要素、及び、微分要素を備えた制御系を例にとって説明したが、微分要素を有しない制御系についても、本発明は適用可能である。
【００６２】
また、被印刷体として印刷用紙を例にとって説明したが、被印刷体として、フィルム、布、金属薄板等を用いてもよい。
【００６３】
前述の実施形態に係るプリンタ、コンピュータ本体、ＣＲＴ等の表示装置、マウスやキーボード等の入力装置、フレキシブルドライブ装置、及び、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置を備えたコンピュータシステムも実現可能であり、このようにして実現されたコンピュータシステムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。
【００６４】
前述の実施形態に係るプリンタに、コンピュータ本体、表示装置、入力装置、フレキシブルディスクドライブ装置、及び、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置がそれぞれ有する機能又は機構の一部を持たせてもよい。例えば、プリンタが、画像処理を行う画像処理部、各種の表示を行う表示部、及び、デジタルカメラ等により撮影された画像データを記録した記録メディアを着脱するための記録メディア着脱部を有する構成としてもよい。
【００６５】
上記実施の形態のモータの制御方法及び装置では、印刷装置としてカラーインクジェットプリンタを用いたが、被印刷体に対して印刷処理できる印刷装置であれば、これに限られることなく、例えば、モノクロインクジェットプリンタ、レーザプリンタ、ファクシミリ等に適用しても良い。また、シリアルプリンタの印刷ヘッド用モータの制御、ラインプリンタの紙送り用モータの制御にも本発明は適用できる。さらに、ＤＣモータ全般の駆動を制御するのに本発明が好適であるが、ＡＣサーボモータやステッピングモータ等の駆動制御に対しても本発明は適用可能である。
【００６６】
また、紙送りする際に用いられるモータを制御するために、上記のモータ制御方法及びモータ制御装置を用いることもできる。その場合、安定した紙送り動作が行われるので、印刷に際して濃淡むらの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【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の主要な構成を示す概略上側斜視図である。
【図２】本発明の一実施例としてのインクジェットプリンタの主要な構成を示す概略下側斜視図である。
【図３】プリンタの電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】キャリッジモータの駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】モータ駆動信号と、キャリッジモータの特性との関係を示す説明図である。
【図６】印刷動作の概要を説明するための図である。
【図７】ＣＲモータ制御回路の動作例を示した図である。
【図８】演算要素の出力値を示した図である。
【図９】従来のキャリッジモータの目標回転速度を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１：インクジェットプリンタ、２：ガイドレール、３：牽引ベルト、４：キャリッジ、５：インクジェットヘッド、６：インクチューブ、７：インクカートリッジ、１０：給紙カセット、１１：搬送ローラ、１２：紙送りモータ、１３：キャリッジモータ、１４：搬送ローラ、２０：歯車伝達機構、２８：ヘッドメンテナンス機構、３２：ロータリエンコーダ、５２：印刷ヘッド、７０：リニアエンコーダ、７２：符号板、７４：フォトセンサ、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、２０４：目標速度発生回路、２０６：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
【図１】
2005341726.tif 000003
【図２】
2005341726.tif 000004
【図３】
2005341726.tif 000005
【図４】
2005341726.tif 000006
【図５】
2005341726.tif 000007
【図６】
2005341726.tif 000008
【図７】
2005341726.tif 000009
【図８】
2005341726.tif 000010
【図９】
2005341726.tif 000011