(57)【要約】      （修正有）【課題】プリンターのプリンターヘッドと駆動伝動装置に用いられる駆動制御装置を提供する。【解決手段】位置指令値と速度指令値を出力するパスプランニングユニット３０と、プリンターヘッド３９の位置と速度に応じて位置フィードバック信号及び速度フィードバック信号を発生させるフィードバックユニット３１と、前記フィードバックユニットと駆動伝動装置３８が前記位置指令値と前記位置フィードバック信号の差及び前記速度指令値Ｖと前記速度フィードバック信号の差に応じて第一制御信号Ｓ１を発生させ前記駆動伝動装置に伝送する比例―積分制御装置３２と、前記速度指令値を受け演算を行い、第二制御信号Ｓ２を発生させ前記駆動伝動装置に伝送し、同時に前記駆動伝動装置に第一制御信号及び第二制御信号に応じて前記プリンターヘッドを移動させることができるフィードフォワード制御装置３３を含む。【選択図】図３
2007216663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンターヘッドと駆動伝動装置に用いられる駆動制御装置であって、
位置指令値と速度指令値を出力するパスプランニングユニットと、
電気信号が前記プリンターヘッドに接続され、前記プリンターヘッドの位置と速度に応じて位置フィードバック信号及び速度フィードバック信号を発生させるフィードバックユニットと、
電気信号が前記パスプランニングユニットに接続され、前記フィードバックユニットと前記駆動伝動装置が前記位置指令値と前記位置フィードバック信号の差及び前記速度指令値と前記速度フィードバック信号の差に応じて第一制御信号を発生させ前記駆動伝動装置に伝送する比例―積分制御装置と、
電気信号が前記パスプランニングユニットと前記駆動伝動に接続され、
前記速度指令値を受け演算を行い、第二制御信号を発生させ前記駆動伝動装置に伝送し、同時に前記駆動伝動装置に第一制御信号及び第二制御信号に応じて前記プリンターヘッドを移動させることができるフィードフォワード制御装置を含むことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
前記フィードバックユニットが電気信号を前記プリンターヘッド内の光学エンコーダー及び光学スケールに接続し、前記光学エンコーダー及び光学スケールは前記プリンターヘッドの位置と速度に反応できることを特徴とする請求項１に記載する駆動制御装置。
【請求項３】
前記比例―積分制御装置により発せられる前記第一制御信号がkp*（速度指令値-速度フィードバック信号）+ki*（位置指令値-速度フィードバック信号）で、kpとkiは比例―積分制御装置の増幅値であることを特徴とする請求項１に記載する駆動制御装置。
【請求項４】
前記フィードフォワード制御装置により発せられる前記第二制御信号がc1*速度指令値+c2で、c1とc2は定数で、前記駆動伝動装置に対しシステムの同定を行い決められることを特徴とする請求項１に記載する駆動制御装置。
【請求項５】
前記駆動伝動装置がさらに直流モーターと伝達機構を含むことを特徴とする請求項１に記載する駆動制御装置。
【請求項６】
前記伝達機構がさらにギアセットとコンベヤーベルトを含むことを特徴とする請求項５に記載する駆動制御装置。
【請求項７】
前記プリンターヘッドがインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１に記載する駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動制御装置に係わり、特にプリンターのプリンターヘッドと駆動伝動装置に用いられる駆動制御装置である。
【背景技術】
【０００２】
図１に一般的なインクジェットプリンターの内部構造の概念図を示す。モーター１２を介してギア１３を動かし、ベルト１４の移動で、インクジェットヘッド１０の載置台１１がスライド棒１９に沿って直線往復運動を行い、インクジェットヘッド１０をあらかじめ設定されている位置に向かい印刷を行わせることが出来る。制御ユニット（本図には示されていない）にインクジェットヘッド１０の確実な位置を知らせるため、載置台１１上に光学エンコーダー１５を載せ、光学スケール１６上の目盛りに基づいて発せられた位置フィードバック信号と速度フィードバック信号を制御ユニットに送ることでインクジェットヘッド１０の移動を制御することができる。
【０００３】
図２にインクジェットプリンターの従来制御ユニットの内部における機能ブロック概念図を示す。比例―積分―微分制御装置（PID制御装置）２１はパスプランニングユニット２０が出力する位置指令値と速度指令値に基づき演算を行い制御信号（通常はPWM信号）を発生させ、駆動装置２２（通常は上記のモーター１２を含む）に出力する。さらに制御駆動装置２２が上記のギア１３、ベルト１４及びインクジェットヘッド１０などにより構成されている機械設備（プラント）２３を動かす。上記光学エンコーダー１５と光学スケール１６で構成されているフィードバックユニット２４により発せられる位置フィードバック信号と速度フィードバック信号が比例―積分―微分制御装置（PID制御装置）２１までフィードバックされる入力端を用いて、位置指令値と速度指令値と差し引きをした後、得られた位置誤差信号と速度誤差信号を比例―積分―微分制御装置（PID制御装置）２１に入力し、比例―積分―微分制御装置（PID制御装置）２１に位置誤差信号と速度誤差信号の大きさに基づき前記制御信号が駆動装置２２を制御する駆動力を生じさせる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記従来技術の手段において、誤差信号を比例―積分―微分制御装置（PID制御装置）２１に入力することで演算を行うのが主であるので、誤差値が十分大きいことが必要で十分大きな電圧信号により駆動装置２２を駆動できる。そこで従来技術の手段は速度が遅く、速度制御の誤差が大きいという欠点を有する。従って、上記の装置構造で触れた欠点をいかに改善するかが、本発明の最重要目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は駆動制御装置に係わり、プリンターのプリンターヘッドと駆動伝動装置に用いられ、前記駆動制御装置は、位置指令値と速度指令値を出力するパスプランニングユニットと、電気信号が前記プリンターヘッドに接続され、前記プリンターヘッドの位置と速度に応じて位置フィードバック信号及び速度フィードバック信号を発生させるフィードバックユニットと、電気信号が前記パスプランニングユニットに接続され、前記フィードバックユニットと前記駆動伝動装置が前記位置指令値と前記位置フィードバック信号の差及び前記速度指令値と前記速度フィードバック信号の差に応じて第一制御信号を発生させ前記駆動伝動装置に伝送する比例―積分制御装置と、電気信号が前記パスプランニングユニットと前記駆動伝動に接続され、前記速度指令値を受け演算を行い、第二制御信号を発生させ前記駆動伝動装置に伝送し、同時に前記駆動伝動装置に第一制御信号及び第二制御信号に応じて前記プリンターヘッドを移動させることができるフィードフォワード制御装置を含む。
【０００６】
上記の構想によれば、本発明の駆動制御装置における前記フィードバックユニットが電気信号を前記プリンターヘッド内の光学エンコーダー及び光学スケールに接続し、前記光学エンコーダー及び光学スケールは前記プリンターヘッドの位置と速度に反応できる。
【０００７】
上記の構想によれば、本発明の駆動制御装置における前記比例―積分制御装置により発せられる前記第一制御信号がkp*（速度指令値-速度フィードバック信号）+
ki*（位置指令値-速度フィードバック信号）で、kpとkiは比例―積分制御装置の増幅値である。
【０００８】
上記の構想によれば、本発明の駆動制御装置における前記フィードフォワード制御装置により発せられる前記第二制御信号がc1*速度指令値+c2で、c1とc2は定数で、前記駆動伝動装置に対しシステムの同定を行い決められる。
【０００９】
上記の構想によれば、本発明の駆動制御装置における前記駆動伝動装置は直流モーターと伝達機構を含んでいる。
【００１０】
上記の構想によれば、本発明の駆動制御装置における前記伝達機構がさらにギアセットとコンベヤーベルトを含んでいる。
【００１１】
上記の構想によれば、本発明の駆動制御装置における前記プリンターヘッドはインクジェットヘッドである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施例］
図３に本発明で提案している従来装置の欠点を改善し、且つインクジェットプリンター或いはインクジェット式のマルチ機能事務機器で使用できるインクジェットヘッド駆動制御装置に係わる最適な実施例の機能ブロック概念図を示す。主にパスプランニングユニット３０、フィードバックユニット３１、比例―積分制御装置３２及びフィードフォワード制御装置３３が含まれ、そのうちのパスプランニングユニット３０は従来の手段と同じで、位置指令値Pと速度指令値Vを出力し、フィードバックユニット３１は主にプリンターヘッド３９の実際の位置と速度に応じて位置フィードバック信号Pf及び速度フィードバック信号Vfを発生させ、比例―積分制御装置３２は前記位置指令値Pと前記位置フィードバック信号Pfの差Pd及び前記速度指令値Vと前記速度フィードバック信号Vfの差Vdに応じて第一制御信号S1を発生させる。フィードフォワード制御装置３３は直接前記速度指令値Vを受け演算を行い、第二制御信号S2を発生させる。第一制御信号S1及び第二制御信号S2は一緒に前記駆動伝動装置３８に伝送され、同時に前記駆動伝動装置３８に前記第一制御信号S1及び前記第二制御信号S2に応じて前記プリンターヘッドを移動させることができる。
【００１３】
上記フィードフォワード制御装置３３により出力される第二制御信号S2＝c1*速度指令値V+c2で、c1とc2は定数で、システムに対する駆動伝動装置３８のシステム同定により得られる。比例―積分制御装置３２により出力される第一制御信号についてはS1＝kp*（速度指令値V-速度フィードバック信号Vf）+ki*（位置指令値P-速度フィードバック信号Pf）＝kp *Vd+ki*Pdで、kpとkiは比例―積分制御装置３２の増幅値である。
【００１４】
上記駆動伝動装置３８がモーター駆動集積回路３８０、直流モーター３８１及び伝達機構３８２を含み、前記伝達機構３８２はギアセット３８２０とコンベヤーベルト３８２１を含む。そのうちモーター駆動集積回路３８０は前記第一制御信号S1及び第二制御信号S2の変化に応じてそれに対応する直流モーター３８１を駆動するのに必要な駆動電圧信号（通常はPWM電圧信号である）を発生し、コンベヤーベルト３８２１が前記プリンターヘッド３９を移動させる。前記プリンターヘッド３９はインクジェットプリンターのインクジェットヘッドである。
【００１５】
以上述べたことをまとめれば、本発明に増設されているシステム同定により決定されるフィードフォワード制御装置３３は、パスプランニングユニット３０により出力される速度指令値Vに直接応じて制御電圧を発生するので、直流モーター３８１が定速下で必要とする逆起電圧及びギアセット３８２０とコンベヤーベルト３８２１の動摩擦力に耐える際に必要な電圧を直接補うことができるので、フィードバック信号により生じた位置誤差と速度誤差を効果的に減少させることができる。従って比例―積分制御装置３２の増幅値kpとkiの設計を大きくする必要がなく、さらにシステムの安定度を高め、且つ定速制御の速度誤差を減少させる。このようにシステムの反応速度を速めることができ、さらにシステムの安定度を高め、且つインクジェットヘッドの定速制御における速度誤差を効果的に減少させる。
【００１６】
もちろん、本発明は類似したプリンターに転用することが可能で、例えばマルチ機能の事務機器、ファックス上で同様に効果を達成できる。従って、本発明はこの技術を熟知している者によって任意に手を加えることができるが、特許請求範囲が保護しているものを逸脱してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的なインクジェットプリンターの内部構造を示す概念図。
【図２】インクジェットプリンターの従来制御ユニットの内部を示す機能ブロック概念図。
【図３】本発明で提案している従来装置の欠点を改善したインクジェットヘッド駆動制御装置に係わる最適な実施例示す機能ブロック概念図。
【符号の説明】
【００１８】
10  インクジェットヘッド
11  載置台
12  モーター
13  ギア
14  ベルト
19  スライド棒
15  光学エンコーダー
16  光学スケール
20  パスプランニングユニット
21  比例―積分―微分制御装置
22  駆動装置
23  機械設備
24  フィードバックユニット
30  パスプランニングユニット
33  フィードフォワード制御装置
38  駆動伝動装置
39  プリンターヘッド
380  モーター駆動集積回路
381  直流モーター
382  伝達機構
3820  ギアセット
3821  コンベヤーベルト
【図１】
2007216663.tif 000003
【図２】
2007216663.tif 000004
【図３】
2007216663.tif 000005