(57)【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装置において、
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されることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記制御系は、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差を微分して微分値に応じた値を出力する微分手段を有し、
前記微分手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値に応じた微分出力上限値を設け、前記微分手段の出力値がこの微分出力上限値を超える場合には、前記微分手段の出力値が前記微分出力上限値とされることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記比例出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値の５％〜２０％になるように設定されることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記微分出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値の５％〜１０％になるように設定されることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のモータ制御装置において、
前記制御系は、ＰＷＭ制御方式にて前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載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であることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のモータ制御装置を備えたインクジェットプリンタ。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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、
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させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１０】
コンピュータ本体、表示装置、入力装置、フレキシブルドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、及び、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プリンタであって、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されるプリンタ、を有することを特徴とするコンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ制御装置、インクジェットプリンタ、モータ制御方法、コンピュータプログラム、及び、コンピュータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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な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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キャリッジに搭載されたインク容器に収容されたインクは印刷を行う毎に消費されるため、インク容器の重量は印刷を行う毎に減少する。このため、キャリッジを駆動するためのモータに加わる負荷は、印刷を行う毎に小さくなる。より詳しくは、新品のインク容器をインクジェットプリンタに取り付けた際にモータに加わる負荷が最も大きく、繰り返し印刷を行ってインク容器が空になった際にモータに加わる負荷が最も小さい。
【０００６】
したがって、新品のインク容器を搭載したキャリッジを高精度に移動させるように制御系をチューニングした場合、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ると、キャリッジの移動が振動的になってしまうおそれがある。このことは、インク容器に収容されたインクの量が少なくなるにつれてキャリッジの制御精度が低下し、印刷の品質が低下するおそれのあることを意味する。
【０００７】
以上、モータの駆動負荷が変動することにより生ずる課題について、キャリッジを駆動するモータを例にとって説明したが、インクジェットプリンタに用いられる紙送りモータ、各種機器に用いられるモータについても、モータの駆動負荷が変動する場合には種々の課題が生じうる。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、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の可能な、モータ制御装置、インクジェットプリンタ、モータ制御方法、コンピュータプログラム、及び、コンピュータシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、主として、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されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
【００１２】
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されることを特徴とするモータ制御装置。
【００１３】
このようなモータ制御装置によれば、比例手段の出力値に対して、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されるから、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。
【００１４】
また、かかるモータ制御装置において、前記制御系は、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差を微分して微分値に応じた値を出力する微分手段を有し、前記微分手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値に応じた微分出力上限値を設け、前記微分手段の出力値がこの微分出力上限値を超える場合には、前記微分手段の出力値が前記微分出力上限値とされることを特徴とするモータ制御装置。
【００１５】
このようなモータ制御装置によれば、微分手段の出力値に対して、積分手段の出力値に応じた微分出力上限値を設け、前記微分手段の出力値がこの微分出力上限値を超える場合には、前記微分手段の出力値が前記微分出力上限値とされるから、モータに加わる負荷が変動した場合であっても、より高精度にモータを制御することが可能となる。
【００１６】
また、かかるモータ制御装置において、前記比例出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値の５％〜２０％になるように設定されることを特徴とするモータ制御装置。
【００１７】
このようなモータ制御装置によれば、比例出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値の５％〜２０％になるように設定されるから、モータに加わる負荷が変動した場合に、安定的かつ高精度にモータを制御することが可能となる。
【００１８】
また、かかるモータ制御装置において、前記微分出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値の５％〜１０％になるように設定されることを特徴とするモータ制御装置。
【００１９】
このようなモータ制御装置によれば、前記微分出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値の５％〜１０％になるように設定されるから、モータに加わる負荷が変動した場合に、より安定的かつ高精度にモータを制御することが可能となる。
【００２０】
また、かかるモータ制御装置において、前記制御系は、ＰＷＭ制御方式にて前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。
【００２１】
このようなモータ制御装置によれば、ＰＷＭ制御方式にて制御されるモータに加わる負荷が変動した場合であっても、高精度に前記モータを制御することが可能となる。
【００２２】
また、かかる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であることを特徴とするモータ制御装置。
【００２３】
このようなモータ制御装置によれば、インク容器内のインクの量が変化することによってキャリッジを駆動するためのモータの駆動負荷が変動しても、該モータを目標回転速度に対して高精度に追従させることが可能となる。
【００２４】
また、かかるモータ制御装置を備えたインクジェットプリンタ。
【００２５】
このようなインクジェットプリンタによれば、インク容器内のインクの量が変化しても、高品質な印刷を維持することが可能となる。
【００２６】
また、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。
【００２７】
このようなモータ制御方法によれば、比例手段の出力値に対して、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されるから、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。
【００２８】
また、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、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させるためのコンピュータプログラムも実現可能である。
【００２９】
また、コンピュータ本体、表示装置、入力装置、フレキシブルドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、及び、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プリンタであって、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されるプリンタ、を有することを特徴とするコンピュータシステムも実現可能である。
【００３０】
＝＝＝装置の全体構成＝＝＝
まず、図１を参照しつつ、装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施例としてのインクジェットプリンタ２０の主要な構成を示す概略斜視図である。
【００３１】
このプリンタ２０は、印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳに送る紙送りモータ３０と、プラテン４０と、印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ５０と、キャリッジ５０を主走査方向ＭＳに移動させるキャリッジモータ６０と、を備えている。
【００３２】
キャリッジ５０は、キャリッジモータ６０に駆動される牽引ベルト６２によって牽引され、ガイドレール６４に沿って移動する。キャリッジ５０には、印刷ヘッド５２の他に、印刷ヘッド５２に供給される黒色インクを収容したブラックインク容器としてのブラックカートリッジ５４と、印刷ヘッド５２に供給されるカラーインクを収容したカラーインク容器としてのカラーインクカートリッジ５６とが搭載されている。
【００３３】
キャリッジ５０のホームポジション（図１の右側の位置）には、停止時に印刷ヘッド５２のノズル面を密閉するためのキャッピング装置８０が設けられている。印刷ジョブが終了してキャリッジ５０がこのキャッピング装置８０の上まで到達すると、図示しない機構によってキャッピング装置８０が自動的に上昇して、印刷ヘッド５２のノズル面を密閉する。このキャッピングにより、ノズル内のインクの乾燥が防止される。キャリッジ５０の位置決め制御は、例えば、このキャッピング装置８０の位置にキャリッジ５０を正確に位置決めするために行われる。
【００３４】
＝＝＝電気的な構成＝＝＝
次に、図２を参照しつつ、プリンタ２０の電気的な構成について説明する。図２は、プリンタ２０の電気的な構成を示すブロック図である。
【００３５】
プリンタ２０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。
【００３６】
紙送りモータ３０は、紙送りモータ駆動回路１３０によって駆動されて紙送りローラ３４を回転させ、これによって印刷用紙Ｐを副走査方向に移動させる。紙送りモータ３０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。
【００３７】
キャリッジ５０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、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。
【００３８】
キャリッジモータ６０は、ＣＲモータ駆動回路１５０によって駆動される。このプリンタ２０は、キャリッジ５０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。
【００３９】
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。
【００４０】
＝＝＝キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成＝＝＝
次に、図３、及び、図４を参照しつつ、キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成について説明する。図３は、キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。図４は、モータ駆動信号Ｓｄｒと、キャリッジモータ６０の特性との関係を示す説明図である。
【００４１】
キャリッジモータ６０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２に示した主制御回路１０２の一部である。
【００４２】
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６０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。第１の減算器２０２は、与えられた目標回転位置Ｐｔと現行回転位置Ｐｃとの偏差△Ｐを求めて目標回転速度発生回路２０４に入力する。目標回転速度発生回路２０４は、この回転位置偏差△Ｐに応じた目標回転速度Ｖｔを発生する。
【００４３】
第２の演算器２０６は、この目標回転速度Ｖｔと現行回転速度Ｖｃとの偏差△Ｖを求め、この回転速度偏差△Ｖを比例要素２１０と積分要素２１２と微分要素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。
【００４４】
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。
【００４５】
ＱＰ（ｊ）＝△Ｖ（ｊ）×Ｋｐ                      ・・・（１）
ＱＩ（ｊ）＝ＱＩ（ｊ−１）＋△Ｖ（ｊ）×Ｋｉ      ・・・（２）
ＱＤ（ｊ）＝｛△Ｖ（ｊ）−△Ｖ（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。
【００４６】
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に供給するディーティ信号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６０のデューティを示す信号である。
【００４７】
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６０に供給する。
【００４８】
図４（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。
【００４９】
キャリッジモータ６０としてブラシ付き直流モータを使用した場合には、そのトルク／回転数特性は、図４（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６０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を駆動する。
【００５０】
＝＝＝印刷動作の概要＝＝＝
次に、図５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５は、印刷動作の概要を説明するための図である。
【００５１】
前述したように目標回転速度発生装置２０４は、回転位置偏差ΔＰに応じてキャリッジモータ６０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５に示したようなものである。
【００５２】
図５において、０〜ｔ１の期間はキャリッジモータ６０の加速制御期間であり、該期間ではキャリッジモータ６０が加速するよう制御される。ｔ１〜ｔ２の期間はキャリッジモータ６０の等速制御期間であり、該期間ではキャリッジモータ６０がＶｃｏｎｔなる回転速度にて等速回転するように制御される。ｔ２〜ｔ３の期間は、キャリッジモータ６０の減速制御期間であり、該期間ではキャリッジモータ６０が減速するよう制御される。
【００５３】
したがって、印刷ヘッド５２が搭載されているキャリッジ５０は、０〜ｔ１の期間では加速するよう制御され、ｔ１〜ｔ２の期間では等速移動するように制御され、ｔ２〜ｔ３の期間では減速するよう制御される。
【００５４】
ここで、印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ５０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５０を駆動するキャリッジモータ６０の回転速度が、目標等速回転速度Ｖｃｏｎｔの８０％〜９０％に達するとインクの吐出が開始され、キャリッジモータ６０の回転速度が、目標等速回転速度Ｖｃｏｎｔ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５０が等速移動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。
【００５５】
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、加速制御期間の終期、等速制御期間、及び、減速制御期間の初期において、キャリッジモータ６０の回転速度が、図５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。
【００５６】
ここで、前述したようにキャリッジ５０には、印刷ヘッド５２の他に、印刷ヘッド５２に供給するインクを収容したインク容器（ブラックインクカートリッジ５４、カラーインクカートリッジ５６）が搭載されている。このインク容器に収容されたインクは印刷が行われる毎に消費されるから、インク容器の重量は、印刷が行われる毎に減少する。
【００５７】
このため、新品のインク容器がキャリッジ５０に搭載されている場合のキャリッジモータ６０の駆動負荷に比べて、インクの残量が少なくなったインク容器がキャリッジ５０に搭載されている場合のキャリッジモータ６０の駆動負荷は小さくなる。
【００５８】
したがって、新品のインク容器がキャリッジ５０に搭載されてから、該インク容器内のインクが無くなるまで、高品質な印刷を維持するためには、特に、加速制御期間の終期、等速制御期間、及び、減速制御期間の初期において、たとえ、キャリッジモータ６０の駆動負荷が変動しても、キャリッジモータ６０の回転速度が図５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ことになる。
【００５９】
＝＝＝ＣＲモータ制御回路２００の動作＝＝＝
次に、図６及び図７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６は、ＣＲモータ制御回路２００の動作の参考例を示した図である。図７は、本実施の形態に係るＣＲモータ制御回路２００の動作例を示した図である。
【００６０】
ＣＲモータ制御回路２００を動作させるに際して、まず、新品のインク容器がキャリッジ５０に搭載されている場合のキャリッジモータ６０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。
【００６１】
一般に、モータの駆動負荷が大きい状態で各ゲインがチューニングされた制御装置を用いた場合、駆動負荷が小さくなるにつれて、モータの動作は振動的になる。したがって、本実施の形態に示したキャリッジモータ６０においても、印刷することによりインク容器内のインクが減少してキャリッジモータ６０の駆動負荷が小さくなるにつれて、キャリッジ５０の動作が振動的になる。
【００６２】
インク容器内のインクが減少した場合にキャリッジモータ６０が振動的になることを抑制するためには、比例要素２１０、及び、微分要素２１４の出力値にそれぞれ上限値を設け、比例要素２１０、及び、微分要素２１４の出力値がそれぞれの上限値を超えた場合には、実際の出力値に替えて、その上限値を出力値とすることが考えられる。
【００６３】
本実施の形態においては、この上限値の決め方に特徴がある。以下、本実施の形態に係る上限値の決め方について、参考例を参照しつつ説明する。
【００６４】
＜参考例の動作＞
まず、ＣＲモータ制御回路２００の動作の参考例について図６を参照しつつ説明する。図６は、参考例に係るＣＲモータ制御回路２００の動作例を示した図である。図６（Ａ）は、キャリッジ５０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６（Ｂ）は、比例要素２１０の出力値を説明するための図である。
【００６５】
本参考例は、キャリッジモータ６０の駆動負荷とは無関係に、比例要素２１０、微分要素２１４それぞれについて上限値を設けたものである。図６（Ｂ）に示すように、比例要素２１０の出力値に対して、０〜ｔ１の加速制御期間、ｔ１〜ｔ２の等速制御期間、ｔ２〜ｔ３の減速制御期間、それぞれについて、第１上限値、第２上限値、第３上限値が設けられている。
【００６６】
これらの上限値は、インク容器内のインクが減少した場合にキャリッジモータ６０が振動的になることを抑制するために必要であるが、あまりに小さい値とするとキャリッジモータ６０の回転速度の目標回転速度への追従性が悪化するため、ある程度大きな値とする必要がある。
【００６７】
また、図６（Ｂ）から明らかなように、第１上限値、第２上限値、第３上限値は、キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷とは無関係に定められている。なお、微分要素２１４の出力値についても同様の方法により上限値を設ければよいため、以下、比例要素２１０の出力値について説明する。
【００６８】
本参考例においては、比例要素２１０の出力値が上限値（第１上限値、第２上限値、第３上限値）を超えた場合、比例要素２１０の出力値が実際の出力値に替えて上限値（第１上限値、第２上限値、第３上限値）とされる。
【００６９】
インク容器内のインクが少なくなった状態では、インク容器の重量が小さくなるため、図６（Ｂ）に示すように、０〜ｔ１の加速制御期間の大部分において、比例要素２１０の出力値が実際の出力値に替えて上限値（第１上限値、第２上限値、第３上限値）とされてしまう。しかも、比例要素２１０の出力値とされる、上限値（第１上限値、第２上限値、第３上限値）は、前述したように、キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷とは無関係に定められている。
【００７０】
その結果、インク容器内のインクが少なくなった状態では、図６（Ａ）に示すように、前述した上限値を設けているにもかかわらずキャリッジモータ６０の回転が振動的になってしまう。加速制御期間の終期、等速制御期間等において、キャリッジモータ６０の回転が振動的になってしまうと、前述した理由により、印刷品質が低下してしまうことになる。
【００７１】
また、キャリッジモータ６０の回転が振動的になるのを防止するために、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を下げてしまうと、キャリッジモータ６０の回転速度の目標回転速度に対する追従性が悪化してしまう。
【００７２】
＜本実施の形態の動作＞
次に、図７を参照しつつ、本実施の形態に係るＣＲモータ制御回路２００の動作について説明する。図７は、本実施の形態に係るＣＲモータ制御回路２００の動作例を示した図である。図７（Ａ）は、キャリッジ５０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（Ｂ）は、比例要素２１０の出力値を説明するための図である。
【００７３】
本例は、参考例とは異なり、キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷に応じて、比例要素２１０、微分要素２１４それぞれについて上限値を設けたことが特徴である。
【００７４】
キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷は、積分要素２１２の出力値に比例する。そこで、本例においては、比例要素２１０の出力値の上限値たる比例出力上限値、及び、微分要素２１４の出力値の上限値たる微分出力上限値を、積分要素２１２の出力値に応じた値とした。
【００７５】
比例出力上限値は、その絶対値が積分要素２１２の出力値の５％〜２０％とすることが好ましく、微分出力上限値は、その絶対値が積分要素２１２の出力値の５％〜１０％とすることが好ましい。なお、比例要素２１０及び微分要素２１４の出力値は正の値と負の値をとりうるから、比例出力上限値及び微分出力上限値は、正の上限値と負の上限値とを有する。図７（Ｂ）には、比例出力上限値を、積分要素２１２の出力値の±１５％としたものを、それぞれ、比例出力上限値（正）、比例出力上限値（負）として示している。なお、微分要素２１４の出力値についても同様の方法により上限値を設ければよいため、以下、比例要素２１０の出力値について説明する。
【００７６】
本例において、インク容器内のインクが少なくなった状態で、比例要素２１０の出力値が正及び負の比例出力上限値を超える場合には、比例要素２１０の出力値が比例出力上限値とされるが、その比例出力上限値は、キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷に応じた値である。
【００７７】
図７（Ｂ）に示した例では、０〜ｔ１の加速期間中の、０〜Ｐ６の期間、及び、Ｐ７〜Ｐ８の期間において、比例要素２１０の出力値が比例出力上限値を超えているため、０〜Ｐ６の期間における比例要素２１０の出力値が比例出力上限値（正）とされ、Ｐ７〜Ｐ８の期間における比例要素２１０の出力値が比例出力上限値（負）とされる。
【００７８】
本例においては、比例出力上限値が、キャリッジモータ６０の駆動負荷に応じて定められているため、駆動負荷すなわち積分要素２１２の出力値が小さい場合には、比例要素２１０から比較的小さな比例出力上限値が出力され、駆動負荷すなわち積分要素２１２の出力値が大きい場合には、比例要素２１０から比較的大きな比例出力上限値が出力される。
【００７９】
したがって、インク容器内のインクが少なくなった状態においても、図７（Ｂ）に示すように、加速制御期間の終期、等速制御期間等において、キャリッジモータ６０の回転が振動的にならずに目標回転速度に追従する。
【００８０】
その結果、キャリッジ５０搭載されたインク容器内のインクの量にかかわらず、印刷ヘッド５２からインクを吐出する期間におけるキャリッジ５０の動作が高精度に制御され、高品質な印刷が維持されることとなる。
【００８１】
また、参考例のように、キャリッジモータ６０の回転が振動的になるのを防止するために、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を下げる必要性も無くなる。
【００８２】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、いくつかの実施の形態に基づき本発明に係るモータ制御装置等を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００８３】
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。
【００８４】
また、積分要素の出力値を所定の周期にて検知し、検知された出力値に所定の定数を乗じて上限値をその都度定めることとする他、積分要素の出力値と上限値との関係を定めたテーブルを用意しておき、このテーブルに基づいて上限値を定めることとしてもよい。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
上記各実施の形態では、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。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によれば、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の可能な、モータ制御装置、インクジェットプリンタ、モータ制御方法、コンピュータプログラム、及び、コンピュータシステムを実現することが可能となる。
【００９０】
【図面の簡単な説明】
【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２０の主要な構成を示す概略斜視図である。
【図２】プリンタ２０の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】モータ駆動信号Ｓｄｒと、キャリッジモータ６０の特性との関係を示す説明図である。
【図５】印刷動作の概要を説明するための図である。
【図６】ＣＲモータ制御回路２００の動作の参考例を示した図である。
【図７】本実施の形態に係るＣＲモータ制御回路２００の動作例を示した図である。
【符号の説明】
２０・・・インクジェットプリンタ
３０・・・紙送りモータ
３２・・・ロータリエンコーダ
３４・・・紙送りローラ
４０・・・プラテン
５０・・・キャリッジ
５２・・・印刷ヘッド
５４・・・ブラックカートリッジ
５６・・・カラーインクカートリッジ
６０・・・キャリッジモータ
６２・・・牽引ベルト
６４・・・ガイドレール
７０・・・リニアエンコーダ
７２・・・符号板
７４・・・フォトセンサ
８０・・・キャッピング装置
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
２０２・・・第１の減算器
２０４・・・目標速度発生回路
２０６・・・第２の減算器
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】
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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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