(57)【要約】【課題】キャリッジが目標停止位置に到達するのに要する時間が長くなることを防止する。【解決手段】キャリッジの減速区間中における想定速度Ｖａよりも、速度変換部により計算されたキャリッジの移動速度Ｖｎが大きい場合（ｓ４２０：ＹＥＳ）、モータ制御部より生成された制御出力Ｕｏに応じた制動方法（ｓ４５０，ｓ４６０）による制動を行うことができる。このような制動を行うことにより、キャリッジの移動速度が制動により想定速度Ｖａまで低下していくこととなる。このとき、キャリッジに対する制動は、目標速度Ｖｔと移動速度Ｖｎとの偏差および現在位置Ｘｎと目標停止位置Ｘｔとの偏差に応じて行われるため、キャリッジに対する制動を行う際に必要となる制動力が、キャリッジ制御装置の個体差やキャリッジの動作状態などの条件によって異なっていても、その条件に合わせた制動力によりキャリッジを制動することができる。【選択図】図９
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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と、前記制御対象の動作状態を示す動作値を検出する検出手段と、該検出手段により検出された動作値と外部から指令される目標値との偏差に応じた制御出力を決定する制御手段と、からなり、該制御手段により決定された制御出力により前記モータの動作を制御するモータ制御装置であって、
前記制御対象を目標停止位置で停止させるまでの減速区間中における所定の動作値として想定される想定値よりも、前記検出手段により検出される動作値が大きい場合、該動作値と前記目標値との偏差に応じて前記制御対象を制動する制動手段を備えている
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記制動手段は、前記想定値よりも前記動作値が大きい場合において、該動作値と前記目標値との偏差に応じて前記制御手段が決定した制御出力に基づく制動方法により前記制御対象を制動する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制動手段は、前記想定値よりも前記動作値が大きい場合において、前記制御手段により決定された制御出力が制御量「０」を示す制御出力であれば、所定の第１制動方法で前記制御対象を制動し、前記制御手段により決定された制御出力が負の制御量を示す制御出力であれば、前記第１制動方法によりも制動力が大きい第２制動方法で前記制御対象を制動する
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制動手段は、前記検出手段により検出された動作値で示される動作状態が、前記制御対象が目標停止位置に到達したことを示す動作状態であれば、前記制御対象の動作を停止させるのに適した第３制動方法で前記制御対象を制動する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項５】
モータにより駆動される制御対象の動作状態を示す動作値と目標値との偏差に基づく制御出力を決定し、該決定した制御出力により前記モータの動作を制御するモータ制御方法であって、
前記制御対象を目標停止位置で停止させるまでの減速区間中における所定の動作値として想定される想定値よりも、制御対象の動作状態を示す動作値が大きい場合、該動作値と前記目標値との偏差に応じて前記制御対象を制動する
ことを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの動作を制御するモータ制御装置およびモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタにおいて、記録用紙をキャリッジで走査させながら記録を行うには、キャリッジを一定の速度まで加速させ、記録用紙を走査する区間を一定の速度で移動させた後、所定の目標停止位置、すなわち、次回の折り返しの走査の際の加速距離が必要最小限だけ確保された位置、あるいはそれよりも若干オーバーランした位置であって、停止位置として許容された範囲（停止許可領域）内のできるだけ手前の位置に停止させるべくすみやかに減速させる必要がある。
【０００３】
ここで、キャリッジが減速する区間（減速区間）に入った以降は、単にキャリッジを駆動するモータの回転速度を低下させるだけでは、慣性により移動速度を充分に低下させることができない場合があるため、このような場合に、回生制動，逆転制動，短絡制動といった制動方法を併用してキャリッジを目標停止位置あるいはそれよりも若干オーバーランした停止許可領域内のできるだけ手前の位置で停止させるように制御することが行われている。
【０００４】
このような制動方法によりキャリッジの移動速度を低下させる場合、制動の影響でキャリッジの移動速度が必要以上に低下（アンダーシュート）してしまい、目標停止位置に到達する前に停止してしまう場合がある。このような場合であっても、キャリッジが停止した位置から再度移動を開始して最終的に目標停止位置まで到達するように制御されるため、キャリッジの動作としては問題ないが、一旦停止して移動を開始することによりキャリッジが目標停止位置に到達するのに要する時間が長くなってしまう。
【０００５】
この問題を解消するためには、例えば、キャリッジ（キャリヤ）が減速区間に入った際、キャリッジを制動する（ブレーキをかける）ことにより移動速度を通常の移動速度（定常速度ｖ１）から、一定の速度（低速度ｖ２）まで一旦低下させ、この状態で所定の距離だけ（所定位置Ｐまで）移動させた後、再度制動することにより制御対象を確実に停止させる（特許文献１参照）、といった技術を利用することが考えられる。
【特許文献１】特開昭５７−４３８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した技術においては、キャリッジが減速区間に入った際、キャリッジに対する最初の制動によって、その移動速度を次の制動で確実に停止する程度まで低下させておく必要があるが、制動を行う際の制動力は、キャリッジ駆動機構の個体差や動作状態などの条件によって異なる場合があるため、移動速度を低下させるパターンについても条件に合わせて微調整しなければならないことが予想される。
【０００７】
ところが、特許文献１には、キャリッジの個体差や動作状態などに起因する制動力の違いについての記載および示唆がなく、画一的なパターン（一定の制動力）で制動を行っていると推定されるため、条件によっては一定の速度（低速度ｖ２）まで移動速度が低下するのに要する時間が長くなってしまう恐れがあり、この場合、最終的にキャリッジが停止位置に到達するのに要する時間が長くなってしまう。
【０００８】
本発明は、この課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キャリッジが停止位置に到達するのに要する時間が長くなることを防止するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため請求項１に記載のモータ制御装置は、制御対象を駆動するモータと、前記制御対象の動作状態を示す動作値を検出する検出手段と、該検出手段により検出された動作値と外部から指令される目標値との偏差に応じた制御出力を決定する制御手段と、からなり、該制御手段により決定された制御出力により前記モータの動作を制御するモータ制御装置であって、前記制御対象を目標停止位置で停止させるまでの減速区間中における所定の動作値として想定される想定値よりも、前記検出手段により検出される動作値が大きい場合、該動作値と前記目標値との偏差に応じて前記制御対象を制動する制動手段を備えている、ことを特徴とする。
【００１０】
このように構成されたモータ制御装置によれば、想定値よりも検出手段により検出された制御対象の動作値が大きい場合、動作値と目標値との偏差に応じた制動を行うことができる。ここでいう「想定値」とは、減速区間中における所定の動作値であるため、制御対象が減速区間に入った以降、上述のような制動を行うことにより、制御対象の動作値が制動により想定値まで低下していくこととなる。このとき、制御対象に対する制動は、動作値と目標値との偏差に応じて行われるため、制御対象に対する制動を行う際に必要となる制動力が、モータ制御装置の個体差や制御対象の動作状態などの条件によって異なっていても、その条件に合わせた制動力により制御対象を制動することができる。
【００１１】
このように、制御対象の動作値を一旦想定値まで低下させることにより、目標停止位置に到達する前に制御対象が停止してしまうことを防止できるだけでなく、この想定値まで動作値を低下させるにあたり、条件に合わせたパターン（制動力）で制動を行うことができるため、動作値が想定値に到達する時間を短くすることができる。これにより、最終的に制御対象が目標停止位置に到達するのに要する時間が長くなってしまうことを防止できる。
【００１２】
なお、上述した検出手段は、制御対象の動作状態を示す動作値を検出する手段であって、例えば、制御対象またはモータの動作に伴ってロータリーエンコーダやリニアエンコーダから出力されるエンコーダ信号のカウント値に基づき、制御対象が変位する速度や現在位置を「動作値」として検出する、ように構成されたものが考えられる。
【００１３】
また、制御手段に対して外部から指令される「目標値」とは、制御対象を変位させるべき変位速度のことである。
また、制動手段は、制御対象を制動する手段であるが、例えば、請求項２に記載のように、前記想定値よりも前記動作値が大きい場合において、該動作値と前記目標値との偏差に応じて前記制御手段が決定した制御出力に基づく制動方法により前記制御対象を制動する、ように構成すればよい。
【００１４】
このように構成すれば、想定値よりも動作値が大きい場合、つまり動作値が想定値に到達するまでの間には、動作値と目標値との偏差に応じて制御手段が決定した制御出力に基づいて定められる制御方法によって、制御対象を制動することができる。
【００１５】
より具体的には、例えば、請求項３に記載のように、前記想定値よりも前記動作値が大きい場合において、前記制御手段により決定された制御出力が制御量「０」を示す制御出力であれば、所定の第１制動方法で前記制御対象を制動し、前記制御手段により決定された制御出力が負の制御量を示す制御出力であれば、前記第１制動方法によりも制動力が大きい第２制動方法で前記制御対象を制動する、ように構成するとよい。
【００１６】
このように構成すれば、動作値が想定値に到達するまでの間には、制御手段により決定された制御出力に合わせて、異なる制動力で制御対象を制動することができる。例えば、制御手段により決定された制御出力が制御量「０」を示す、つまり制御対象を駆動する必要がない場合には、制御対象の慣性による変位を抑える程度の弱い制動力の第１制動方法により制御対象を制動するように構成することができる。また、制御手段により決定された制御出力が負の制御量を示す、つまり制御対象の変位を抑えるように駆動しなければならない場合には、制御対象を逆方向に駆動するような大きな制動力の第２制動方法により制御対象を制動するように構成することができる。
【００１７】
なお、この構成における第１，第２制動方法としては、第２制動方法が第１制動方法よりも制動力が大きければ、その具体的な構成については特に限定されないが、例えば、第１制動方法として回生制動を採用し、第２制動方法として回生制動よりも制動力が大きい逆転制動，短絡制動（発電制動）を採用する、といった構成が考えられる。
【００１８】
ところで、動作値が想定値に到達した以降の減速区間において、制動手段が制御対象を目標停止位置で停止させるように制動するパターンについては特に限定されないが、例えば、制御対象が目標停止位置に到達した時点で所定の制動方法による制動を行うことで制御対象を停止位置で停止させる、といったパターンを考えることができる。
【００１９】
このためには、例えば、請求項４に記載のように、前記制動手段は、前記検出手段により検出された動作値で示される動作状態が、前記制御対象が目標停止位置に到達したことを示す動作状態であれば、前記制御対象の動作を停止させるのに適した第３制動方法で前記制御対象を制動する、ように構成するとよい。
【００２０】
このように構成すれば、制御対象が目標停止位置に到達した時点で第３制動方法により制御対象を停止させることができる。
なお、この構成における第３制動方法としては、例えば、短絡制動（発電制動）などが考えられる。
【００２１】
また、請求項５に記載のモータ制御方法は、モータにより駆動される制御対象の動作状態を示す動作値と目標値との偏差に基づく制御出力を決定し、該決定した制御出力により前記モータの動作を制御するモータ制御方法であって、前記制御対象を目標停止位置で停止させるまでの減速区間中における所定の動作値として想定される想定値よりも、制御対象の動作状態を示す動作値が大きい場合、該動作値と前記目標値との偏差に応じて前記制御対象を制動する、ことを特徴とする。
【００２２】
このような方法によりモータを制御すれば、請求項１に記載のモータ制御装置により得られるのと同様の効果を得ることができる。
また、この方法において、制御対象を制動する際には、動作値と目標値との偏差に応じて決定される制御出力に基づく制動方法により制御対象を制動する、ようにしてもよい。この場合、請求項２に記載のモータ制御装置により得られるのと同様の効果を得ることができる。
【００２３】
また、この方法において、制御対象を制動する際には、偏差に基づいて決定した制御出力が制御量「０」を示す制御出力であれば、所定の第１制動方法で制御対象を制動し、決定した制御出力が負の制御量を示す制御出力であれば、第１制動方法によりも制動力が大きい第２制動方法で制御対象を制動する、ようにしてもよい。この場合、請求項３に記載のモータ制御装置により得られるのと同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、上述した方法において、制御対象を制動する際には、動作値で示される動作状態が、制御対象が目標停止位置に到達したことを示す動作状態であれば、制御対象の動作を停止させるのに適した第３制動方法で制御対象を制動する、ようにしてもよい。この場合、請求項４に記載のモータ制御装置により得られるのと同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
インクジェットプリンタ（以降、単に「プリンタ」とする）は、キャリッジ駆動機構によりキャリッジを駆動するように構成されたものである。
【００２６】
このキャリッジ駆動機構は、まず、押さえローラ３２等により搬送されてくる印刷用紙３３の幅方向に設置されたガイド軸３４に、ノズルから印刷用紙３３に向けてインクを吐出させて記録を行う記録ヘッド３０を搭載したキャリッジ３１が挿通されたものである。
【００２７】
このキャリッジ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の幅方向に往復運動するように構成されている。
【００２８】
また、ガイド軸３４の下方には、一定間隔（本実施形態においては、１／１５０ｉｎｃｈ＝約０．１７ｍｍ）ごと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。
【００２９】
また、キャリッジ３１の下部には、タイミングスリット３８を挟んで発光素子と受光素子とが対面するように配置されたフォトインタラプタからなる検出部（図示されない）が備えられており、上述のタイミングスリット３８と共に、後述のリニアエンコーダ３９（図４参照）を構成している。
【００３０】
このリニアエンコーダ３９を構成する検出部は、図２に示すように、互いに一定周期（本実施形態においては、１／４周期）ズレた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に対して位相が一定周期進み、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に対して位相が一定周期遅れるようにされている。
【００３１】
このようなキャリッジ駆動機構において、キャリッジ３１は、図３に示すように、記録処理が行われていない時には、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、或いは前回の記録が終了した位置（以下、キャリッジの移動開始位置を示す位置を「原点」と称する）にて待機し、記録処理が開始されると、予め設定された記録開始位置までの間に目標速度に達するよう加速され、その後、予め設定された記録終了位置までの間は一定の目標速度で移動し、記録終了位置を越えると停止するまで減速される。以下、原点から記録開始位置までを加速区間、記録開始位置から記録終了位置までを定速区間、印字終了位置から停止するまでを減速区間とする。
【００３２】
また、プリンタには、図４に示すように、当該プリンタの制御を統括するＣＰＵ２、ＣＲモータ３５の回転速度や回転方向等を制御するＰＷＭ信号を生成するＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）３、ＡＳＩＣ３に生成されたＰＷＭ信号または制動信号に基づいてＣＲモータ３５を駆動するモータ駆動回路（ＣＲ駆動回路）４などからなるキャリッジ制御装置１が内蔵されている。
【００３３】
ＡＳＩＣ３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、リニアエンコーダ３９から取り込んだエンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２によりキャリッジ３１の位置や移動速度を算出するキャリッジ測位部６、ＣＲモータ３５を制御してキャリッジ３１を駆動するための制御出力を生成する駆動制御部７、駆動制御部７が生成する制御出力に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部８、ＣＲモータ３５を制御してキャリッジ３１を制動する（減速させる）ための制動信号を生成する制動制御部９、ＰＷＭ生成部８により生成されるＰＷＭ信号または制動制御部９により生成される制動信号を後述する手順に従って選択的にモータ駆動回路４側へ出力するセレクタ１０、エンコーダ信号ＥＮＣ１，ＥＮＣ２より十分に周期が短いクロック信号をＡＳＩＣ３内部の各部に供給するクロック生成部１１などが備えられている。
【００３４】
これらのうち、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５０、キャリッジ３１を停止させるべき目標停止位置を設定するための目標停止位置設定レジスタ５１、キャリッジ３１の減速を開始する減速開始位置（記録終了位置と同一）を設定するための減速開始位置設定レジスタ５２、キャリッジ３１が目標とすべき目標速度を設定するための目標速度設定レジスタ５３、ＣＲモータ３５を制御してキャリッジ３１を駆動する際のフィードバック演算に用いる位置制御ゲインを設定するための位置制御ゲイン設定レジスタ５４、後述する目標値フィルタの係数を設定するための目標値フィルタ係数設定レジスタ５５、ＣＲモータ３５を制御してキャリッジ３１を駆動する際のフィードバック演算に用いる速度制御ゲインを設定するための速度制御ゲイン設定レジスタ５６などにより構成されている。なお、上述した「減速開始位置」とは、単に減速を開始する位置という意味ではなく、少なくとも、この位置までは目標速度が維持されるべき位置であり、言い換えれば、これ以後であれば減速を行ってもよい位置を示すものである。
【００３５】
モータ駆動回路４は、図５に示すように、４つのスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ：電界効果型トランジスタなどからなる素子）Ｓ１〜Ｓ４と各スイッチング素子と並列に接続されたフライホイールダイオードＦＤ１〜ＦＤ４とで構成されたＨブリッジ回路からなり、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を外部からの信号（ＰＷＭ信号，制動信号）を受けてＯＮ／ＯＦＦすることにより、ＣＲモータ３５への通電を制御する回路である。例えば、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を所定のデューティ比でＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、ＣＲモータ３５を正転駆動してキャリッジ３１を一方向に移動（走査）させることができ、あるいは、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を所定のデューティ比でＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、ＣＲモータ３５を逆転駆動してキャリッジ３１を他方向に移動（走査）させることができる。
【００３６】
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に基づいてエンコーダ信号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がハイレベルの時におけるＥＮＣ１のエッジ）及び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）を検出するエッジ検出部６０、エッジ検出部６０が検出したＣＲモータ３５の回転方向（つまりキャリッジ３１の移動方向）に応じてエッジ検出信号をカウントアップ（順方向のとき）またはカウントダウン（逆方向のとき）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、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、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、位置カウンタ６１によるカウント値に応じてＣＰＵ３への停止割込信号の出力を行う割込処理部６５などにより構成されている。この割込処理部６５は、位置カウンタ６１によるカウント値が目標停止位置設定レジスタ５１にセットされている目標停止位置以上となった際に停止割込信号をＣＰＵ３０へ出力する。
【００３７】
駆動制御部７は、図６に示すように、目標停止位置設定レジスタ５１に設定された目標停止位置と位置カウンタ６１のカウント値から定められるキャリッジ３１の現在位置との偏差に基づいて比例制御（Ｐ制御）により制御出力を生成する位置制御部７２、目標速度設定レジスタ５３に設定された目標速度を位置制御部７２からの制御出力に基づいて補正する速度指令補正部７４、速度指令補正部７４により補正された目標速度の急激な変化を緩和させるための目標値フィルタ部７６、目標値フィルタ部７６にて処理された目標速度と速度変換部６４により計算されたキャリッジ３１の移動速度との偏差に基づいてＰＩＤ制御により制御出力を生成する速度制御部７８などを備えている。
【００３８】
これらのうち、速度指令補正部７４は、位置制御部７２からの制御出力に相当する速度が、目標速度設定レジスタ５３に設定された目標速度より小さい場合のみ、目標速度を位置制御部７２からの制御出力に相当する速度に補正する。つまり、速度指令補正部７４は、位置制御部７２からの制御出力を、目標速度設定レジスタ５３に設定されている目標速度に相当する制御出力で飽和させていることになる。
【００３９】
また、目標値フィルタ部７６は、速度指令補正部７４により補正された目標速度に相当する制御出力を、フィルタ７６ａを経て遅延させる経路とフィルタ７６ａを経ずに遅延させない経路とをスイッチ７６ｂにより切り替え可能に構成されている。このフィルタ７６ａは、速度指令補正部７４により補正された目標速度を、目標値フィルタ係数設定レジスタ５５に設定された目標値フィルタ係数に基づき、制御出力の変化を遅延させて出力する特性を有している。また、スイッチ７６ｂは、位置カウンタ６１のカウント値から定められるキャリッジ３１の現在位置が、減速開始位置設定レジスタ５２に設定された減速開始位置より小さくなっているときにのみ、つまりキャリッジ３１が減速開始位置を通過するまでの間だけ、フィルタ７６ａを経る経路側へ切り替えた状態とするように構成されている。なお、駆動制御部７は、減速開始位置設定レジスタ５２にセットされている減速開始位置を越えて、キャリッジ３１の減速が開始される際に、セレクタ１０に対して制御切替信号を出力するようになっており、この制御切替信号に基づき、セレクタ１０は、後述する手順に従って制動制御部９およびＰＷＭ生成部８から出力される制御出力を、モータ駆動回路４へ選択的に供給する。
【００４０】
制動制御部９は、キャリッジ３１を制動するための制動信号として、モータ駆動回路４のＨブリッジ回路におけるスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を特定の組み合わせでＯＮにすることのできる信号を複数生成してセレクタ１０側へ出力するように構成されている。
【００４１】
具体的には、まず、回生制動を行うための制動信号（回生制動信号）として、モータ駆動回路４のスイッチング素子を全てＯＦＦとするための信号を生成する。例えば、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が正転駆動されていた場合に、回生制動信号がセレクタ１０を介してモータ駆動回路４に入力されると（つまり、モータ駆動回路４への信号の入力がなくなれば）、モータ駆動回路４のスイッチング素子が全てＯＦＦとなり、フライホイールダイオードＦＤ１，ＦＤ４を経由した回生電流が流れ、また、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が逆転駆動されていた場合に回生制動信号が入力されると、フライホイールダイオードＦＤ２，ＦＤ３を経由した回生電流が流れることによって、ＣＲモータ３５の回転速度が減速し、これに伴いキャリッジ３１を制動することができる（図５参照）。
【００４２】
また、逆転制動を行うための制動信号（逆転制動信号）として、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のみをＯＮとするための信号、または、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のみをＯＮとするための信号を生成する。例えば、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が正転駆動されていた場合に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のみをＯＮとするための逆転制動信号がセレクタ１０を介してモータ駆動回路４に入力されると、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のみがＯＮとなり、これらスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を経由した逆方向の駆動電流が通電されることによって、ＣＲモータ３５の回転速度が減速し、これに伴いキャリッジ３１を制動することができる。同様に、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が逆転駆動されていた場合に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のみをＯＮとするための逆転制動信号がセレクタ１０を介してモータ駆動回路４に入力されたときも、ＣＲモータ３５の減速に伴ってキャリッジ３１を制動することができる（図５参照）。
【００４３】
そして、短絡制動（または発電制動）を行うための制動信号（短絡制動信号）として、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４のみをＯＮとするための信号を生成する。すなわち、短絡制動（発電制動）時には、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が正転駆動されていた場合、あるいは、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が逆転駆動されていた場合のいずれであっても、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４のみをＯＮとするための短絡制動信号がセレクタ１０を介してモータ駆動回路４に入力されると、モータ駆動回路４のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４のみがＯＮとなり、このスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，および，スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４とそれぞれ並列に接続されたフライホイールダイオードＦＤ２，ＦＤ４によりＣＲモータ３５が短絡され、ＣＲモータ３５によって発電される電流が流れることによって、ＣＲモータ３５の回転速度が減速し、これに伴いキャリッジ３１を制動することができる（図５参照）。なお、短絡制動（発電制動）を行うためには、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４のみをＯＮとする短絡制動信号に限らず、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３のみをＯＮとする短絡制動信号であってもよいことは勿論である。また、必ずしも、２つのスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４（またはＳ１，Ｓ３）をＯＮとする必要はなく、例えば、正転駆動時には、一方のスイッチング素子Ｓ２（またはＳ３）のみをＯＮとし、逆転制動時には他方のスイッチング素子Ｓ４（またはＳ１）のみをＯＮとする短絡制動信号であってもよい。この場合には、ＯＦＦとしたスイッチング素子と並列に接続されているフライホイールダイオードのみに発電電流が流れることになる。
【００４４】
以下に、ＣＰＵ２が実行するＣＲ走査処理の内容を、図７に基づいて説明する。
本処理が開始されると、ＣＰＵ２は、まず、ＡＳＩＣ３のレジスタ群５を構成する各レジスタに、目標停止位置，減速開始位置，目標速度，位置制御ゲイン，目標値フィルタ係数，速度制御ゲインを各レジスタに設定する（ｓ１１０）。これらのうち、位置制御ゲイン設定レジスタ５４に設定される位置制御ゲインは、比例制御におけるゲインとして、制御対象の変位する変位速度Ｖｔ，減速開始位置Ｘｄ，目標停止位置Ｘｔから求められるゲインＫｐ「Ｋｐ≧（Ｖｔ／（Ｘｔ−Ｘｄ））」が設定される。このゲインＫｐは、キャリッジ３１が減速開始位置Ｘｄよりも手前で減速を開始しないような値としてあらかじめ定められたパラメータである。
【００４５】
次に、起動設定レジスタ５０への書込を行うことにより、ＡＳＩＣ３の各部を起動させる（ｓ１２０）。こうして、ＡＳＩＣ３が起動した以後は、駆動制御部７が後述する手順に従って繰り返し制御信号を生成し、この制御信号がＰＷＭ生成部８を介してモータ駆動回路４に順次入力されることにより、ＣＲモータ３５によるキャリッジ３１の搬送が行われる。その後、キャリッジ３１が目標停止位置まで移動すると、割込処理部６５からの停止割込信号が出力されてくる。
【００４６】
そして、ＡＳＩＣ３（の割込処理部６５）から停止割込信号が入力されるまで待機し（ｓ１３０：ＮＯ）、停止割込信号が入力されたら（ｓ１３０：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００４７】
ここで、ＣＲ走査処理によりＣＰＵ２によりＡＳＩＣ３が起動された以降、ＡＳＩＣ３の駆動制御部７が制御信号を生成する手順を図８に基づいて説明する。なお、駆動制動部７は、いわゆるハードウェア回路として以下の制御動作を実行するように構成されたものであるが、ここでは理解を容易にするために、ハードウェア回路としての制御動作をフローチャートに置き換えて説明する。
【００４８】
まず、レジスタ群５に設定されている各パラメータが読み込まれる（ｓ２１０）。
次に、位置制御部７２によって、目標停止位置設定レジスタ５１に設定されていた目標停止位置ｘｔと、位置カウンタ６１のカウント値から定められるキャリッジ３１の現在位置Ｘｎとの偏差を計算し（ｓ２２０）、この偏差に基づいて比例制御（Ｐ制御）による制御出力Ｕｐを生成する（ｓ２３０）。ここでは、加算器７０ａによって、目標停止位置ｘｔと現在位置Ｘｎとの偏差が計算された後、位置制御器７０ｂによって、位置制御ゲイン設定レジスタ５４に設定されていたゲイン（Ｋｐ）に基づいて偏差を「０」とするための制御出力Ｕｐが生成される。
【００４９】
次に、速度指令補正部７４によって、位置制御部７０により生成された制御出力（に相当する速度）Ｕｐが、目標速度設定レジスタ５３に設定された目標速度Ｖｔより大きいか否か（Ｕｐ＞Ｖｔ）を判定し（ｓ２４０）、その結果に応じて目標速度Ｖｔを補正した新たな制御出力Ｕｆを生成する。具体的には、制御出力Ｕｐが目標速度Ｖｔ以下（Ｕｐ≦Ｖｔ）であれば（ｓ２４０：ＮＯ）、目標速度Ｖｔを制御出力Ｕｐに補正して新たな制御出力Ｕｆ（Ｕｆ←Ｕｐ）とする一方（ｓ２５０）、制御出力Ｕｐが目標速度Ｖｔより大きい場合（Ｕｐ＞Ｖｔ）であれば（ｓ２４０：ＹＥＳ）、目標速度Ｖｔに相当する制御出力をそのまま新たな制御出力Ｕｆ（Ｕｆ←Ｖｔ）とする（ｓ２６０）。
【００５０】
次に、目標値フィルタ部７６によって、位置カウンタ６１のカウント値から定められるキャリッジ３１の現在位置が、減速開始位置設定レジスタ５２に設定された減速開始位置を超えているか否かに応じた速度指令Ｖｆを生成する。具体的には、キャリッジ３１が減速開始位置を超えていなければ（ｓ２７０：ＮＯ）、スイッチ７２ｂによる切り替えを行った状態とし、速度指令補正部７１により補正された制御出力Ｕｆをフィルタ７２ａで遅延させた制御出力を生成して、この制御出力に相当する速度を速度制御部７３への速度指令Ｖｆとする（ｓ２８０）。一方、キャリッジ３１が減速開始位置を超えていれば（ｓ２７０：ＹＥＳ）、スイッチ７２ｂによる切り替えを行わない状態とし、速度指令補正部７１により補正された制御出力Ｕｆに相当する速度をそのまま速度制御部７３への速度指令Ｖｆ（Ｖｆ←Ｕｆ）とする（ｓ２９０）。
【００５１】
そして、速度制御部７８によって、目標値フィルタ部７２からの速度指令Ｖｆと、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Ｖｎとの偏差（Ｖｆ−Ｖｎ）を計算し（ｓ３００）、この偏差に基づいて速度制御器７８ｂによる制御出力Ｕｏを生成する（ｓ３１０）。ここでは、加算器７８ａによって、速度指令Ｖｆと移動速度Ｖｎとの偏差が計算された後、速度制御器７８ｂによって、速度制御ゲイン設定レジスタ５６に設定されていたゲインに基づいて、偏差が「０」になるような制御出力Ｕｏが生成される。
【００５２】
この後、速度制御部７８による制御出力Ｕｏに応じたデューディー比のＰＷＭ信号がＰＷＭ生成部８により生成され、このＰＷＭ信号，または，制動制御部９により生成された制動信号がセレクタ１０により選択され、こうして選択された信号によりモータ駆動回路４を介してＣＲモータ３５が駆動される。
【００５３】
このセレクタ１０がモータ駆動回路４側へ出力する信号を選択，決定する手順について、図９に基づいて説明する。なお、このセレクタ１０による手順は、駆動制御部７から制御切替信号が入力された、つまりキャリッジ３１が減速区間に入った（ｓ２４０の手順で「ＮＯ」と判定された）以降に行われるものであって、制御切替信号が入力される前においては、ＰＷＭ生成部８により生成されたＰＷＭ信号が常にモータ駆動回路４側へ出力すべき信号として決定される。
【００５４】
まず、レジスタ群５に設定されているパラメータ（ここでは、目標停止位置設定レジスタ５１に設定されている目標停止位置）が読み込まれる（ｓ４１０）。
次に、速度変換部６４により計算されたキャリッジ３１の移動速度Ｖｎが、減速区間中における所定の移動速度として想定される想定速度Ｖａより大きいか否かをチェックする（ｓ４２０）。この想定速度Ｖａとは、目標速度より低い速度であって、以降の手順による制動の影響でキャリッジ３１の移動速度が想定速度Ｖａより必要以上に低下（アンダーシュート）したとしても、速度「０」となってキャリッジ３１が停止してしまうことのない程度の充分な低速としてあらかじめ定められたものである。
【００５５】
このｓ４２０の手順で、移動速度Ｖｎが想定速度Ｖａより大きければ（ｓ４２０：ＹＥＳ）、速度制御部７３により生成された制御出力Ｕｏの制御量をチェックし（ｓ４３０）、その結果に応じて、制動制御部９により生成された複数の制動信号，および，ＰＷＭ生成部８により生成されたＰＷＭ信号のうちいずれかの信号を、モータ駆動回路４側へ出力すべき信号として決定する。
【００５６】
具体的には、速度制御部７８により生成された制御出力Ｕｏの制御量が正の制御量を示すものであれば（ｓ４３０：制御量＞０）、ＰＷＭ生成部８により生成されたＰＷＭ信号をモータ駆動回路４側へ出力すべき信号として決定する（ｓ４４０）。
【００５７】
また、制御出力Ｕｏの制御量が制御量「０」を示すものであれば（ｓ４３０：制御量＝０）、制動制御部９により生成された制動信号のうち、回生制動信号をモータ駆動回路４側へ出力すべき信号として決定する（ｓ４５０）。この回生制動信号を入力したモータ駆動回路４は、上述したようにフライホイールダイオードＦＤを経由した回生電流を流し、ＣＲモータ３５の回転速度を減速させることにより、キャリッジ３１を制動する。
【００５８】
また、制御出力Ｕｏの制御量が負の制御量を示すものであれば（ｓ４３０：制御量＜０）、制動制御部９により生成された制動信号のうち、逆転制動信号をモータ駆動回路４側へ出力すべき信号として決定する（ｓ４６０）。例えば、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が正転駆動されていた場合であれば、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のみをＯＮとするための逆転制動信号が決定され、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦによりＣＲモータ３５が逆転駆動されていた場合であれは、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のみをＯＮとするための逆転制動信号が決定される。この逆転制動信号が入力されたモータ駆動回路４は、上述したように逆方向の駆動電流が通電されるようにし、ＣＲモータ３５の回転速度を減速させることにより、キャリッジ３１を制動する。
【００５９】
一方、ｓ４２０の手順で、移動速度Ｖｎが想定速度Ｖａ以下であれば（ｓ４２０：ＮＯ）、位置カウンタ６１のカウント値から定められるキャリッジ３１の現在位置が、目標停止位置設定レジスタ５１に設定された目標停止位置に到達しているかどうかをチェックし（ｓ４７０）、到達してなければ（ｓ４７０：ＮＯ）、ｓ４４０の手順へ移行する一方、到達していれば（ｓ４７０：ＹＥＳ）、制動制御部９により生成された制動信号のうち、短絡制動信号をモータ駆動回路４側へ出力すべき信号として決定する（ｓ４８０）。すなわち、ＣＲモータ３５が正転駆動されていた場合、あるいは、逆転駆動されていた場合のいずれであっても、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４のみをＯＮとするための短絡制動信号が決定される。この短絡制動信号が入力されたモータ駆動回路４では、上述したようにＣＲモータ３５が発電する電流が流れるようにし、ＣＲモータ３５の回転速度を減速させることにより、キャリッジ３１を制動する。これによって、キャリッジ３１は目標停止位置あるいはそれよりも若干オーバーランした位置（停止許可領域内のできるだけ手前の位置）に停止する。
【００６０】
以上のような手順を繰り返し行うことにより、キャリッジ３１は、少なくとも減速開始位置設定レジスタ５２に設定された減速開始位置を通過するまでの間、図８に示す手順にて目標速度設定レジスタ５３に設定された目標速度に追従するように移動するため、記録開始位置に到達するまでの加速区間では、その移動速度が目標速度に達するように加速され、その後の減速開始位置を通過するまでの定速区間では一定の目標速度で移動することになる。そして、減速開始位置を通過した以降は、図９に示す手順にて制動しながら、目標停止位置設定レジスタ５１に設定された目標停止位置と、位置カウンタ６１のカウント値から定められるキャリッジ３１の現在位置と、の偏差により補正された目標速度に追従するように移動するため、減速開始位置を越えた減速区間では速やかに減速され目標停止位置あるいはそれよりも若干オーバーランした位置において停止することとなる。
【００６１】
［効果］
このように構成されたプリンタによれば、キャリッジ制御装置１において、キャリッジ３１の減速区間中における所定の移動速度として想定される想定速度Ｖａよりも、速度変換部６４により計算されたキャリッジ３１の移動速度Ｖｎが大きい場合、駆動制御部７より生成された制御出力Ｕｏ、つまり目標速度Ｖｔと移動速度Ｖｎとの偏差，目標停止位置Ｘｔと現在位置Ｘｎとの偏差に応じた制動方法による制動を行うことができる。上述の想定速度Ｖａは、減速区間中における所定の移動速度であるため、キャリッジ３１が減速区間に入った以降、図９におけるｓ４５０，ｓ４６０の手順のような制動を行うことにより、キャリッジ３１の移動速度が制動により想定速度Ｖａまで低下していくこととなる。このとき、キャリッジ３１に対する制動は、目標速度Ｖｔと移動速度Ｖｎとの偏差および現在位置Ｘｎと目標停止位置Ｘｔとの偏差に応じて行われるため、キャリッジ３１に対する制動を行う際に必要となる制動力が、キャリッジ制御装置１の個体差やキャリッジ３１の動作状態などの条件によって異なっていても、その条件に合わせた制動力によりキャリッジ３１を制動することができる。
【００６２】
このように、キャリッジ３１の移動速度Ｖｎを一旦想定速度Ｖａまで低下させることにより（図３参照）、目標停止位置Ｘｔに到達する前にキャリッジ３１が停止してしまうことを防止できるだけでなく、この想定速度Ｖａまで移動速度Ｖｎを低下させるにあたり、条件に合わせたパターン（制動力）で制動を行うことができるため、移動速度Ｖｎが想定速度Ｖａに到達するのに要する時間を短くすることができる。これにより、最終的にキャリッジ３１が目標停止位置Ｘｔに到達するのに要する時間が長くなってしまうことを防止できる。
【００６３】
また、駆動制御部７より生成された制御出力Ｕｏが制御量「０」を示すか負の制御量を示すかによって、異なる制動方法によりキャリッジ３１を制動することができる。具体的には、制御出力Ｕｏが制御量「０」を示す、つまりキャリッジ３１を駆動する必要がない場合には、キャリッジ３１の慣性による移動を抑える程度の弱い制動力となる回生制動によりキャリッジ３１を制動することができる。また、制御出力Ｕｏが負の制御量を示す、つまりキャリッジ３１の移動を抑えるように駆動しなければならない場合には、キャリッジ３１を逆方向に駆動するような大きな制動力の逆転制動によりキャリッジ３１を制動することができる。
【００６４】
また、キャリッジ３１の移動速度Ｖｎが想定速度Ｖａよりも低下した以降、キャリッジ３１が目標停止位置に到達した際には、短絡制動を行うことによってキャリッジ３１を停止させている（図９におけるｓ４８０の手順）。この短絡制動は、モータにより駆動される制御対象を逆転させることなく瞬時に停止させるのに適した制動方法であるため、キャリッジ３１を目標停止位置Ｘｔあるいはそれよりも若干オーバーランした位置にすみやかに停止させることができる。
【００６５】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に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において様々な態様にて実施することができる。
【００６６】
例えば、上記実施形態においては、プリンタのキャリッジ制御装置１に本発明のモータ制御装置を採用したものを例示したが、本発明のモータ制御装置は、モータを制御するための装置であれば、キャリッジ制御装置１以外の構成に採用してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態においては、キャリッジ３１の移動速度や位置の検出、ＰＷＭ信号の生成等の実現にＡＳＩＣ３を採用したものを例示したが、ＡＳＩＣ以外に、例えば、ＰＬＤ（Programmable Logic Device ）を採用してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、駆動制御部７より生成された制御出力Ｕｏが制御量「０」を示す場合に「回生制動」が行われ、制御出力Ｕｏが負の制御量を示す場合に「逆転制動」が行われるように構成されたものを例示した。しかし、これらの場合に行われる制動については、負の制動量のときに行われる制動方法が、制御量「０」のときに行われる制動方法よりも大きな制動力を有しするものであれば、その具体的な制動方法は特に限定されず、上述以外の組み合わせまたは上述以外の制動方法を採用してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、図９におけるｓ４８０の手順で、短絡制動によりキャリッジ３１を停止させるように構成されたものを例示したが、この手順でキャリッジ３１を停止させるための制動方法については、キャリッジ３１を停止させるのに適した制動方法であれば特に限定されない。
【００７０】
［本発明との対応関係］
以上説明した実施形態において、キャリッジ３１が本発明における制御対象であり、リニアエンコーダ３９およびＡＳＩＣ３のキャリッジ測位部６が本発明における検出手段であり、ＡＳＩＣ３の駆動制御部７が本発明における制御手段であり、制動制御部９およびセレクタ１０が本発明における制動手段である。また、キャリッジ測位部６の速度変換部６４により計算される移動速度が本発明における動作値である。また、回生制動が本発明における第１制動方法であり、逆転制動が本発明における第２制動方法であり、短絡制動が本発明における第３制動方法である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】キャリッジ駆動機構の構造図
【図２】エンコーダ信号の出力パターンを示す図
【図３】キャリッジの移動状態を示す図
【図４】キャリッジ制御装置の構造を示すブロック図
【図５】モータ駆動回路の構造を示す回路図
【図６】モータ制御部の構造を示すブロック図
【図７】ＣＰＵが実行するＣＲ走査処理を示すフローチャート
【図８】キャリッジ駆動シーケンスの手順を示すフローチャート
【図９】キャリッジ減速シーケンスの手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００７２】
１…キャリッジ制御装置、４…モータ駆動回路、５…レジスタ群、６…キャリッジ測位部、７…駆動制御部、８…ＰＷＭ生成部、９…制動制御部、１０…セレクタ、１１…クロック生成部、３０…記録ヘッド、３１…キャリッジ、３４…ガイド軸、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、５０…起動設定レジスタ、５１…目標停止位置設定レジスタ、５２…減速開始位置設定レジスタ、５３…目標速度設定レジスタ、５４…位置制御ゲイン設定レジスタ、５５…目標値フィルタ係数設定レジスタ、５６…速度制御ゲイン設定レジスタ、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、６５…割込処理部、７０…位置制御部、７０ａ…加算器、７０ｂ…位置制御器、７２…位置制御部、７２ａ…フィルタ、７２ｂ…スイッチ、７４…速度指令補正部、７６…目標値フィルタ部、７６ａ…フィルタ、７６ｂ…スイッチ、７８…速度制御部、７８ａ…加算器、７８ｂ…速度制御器、Ｓ１〜Ｓ４…スイッチング素子、ＦＤ１〜ＦＤ４…フライホイールダイオード。
【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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