(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタの紙送りモータの回転駆動に応じてエンコーダから出力されるエンコーダパルスに基づき、前記モータの駆動対象物の現在位置を演算して出力する位置演算部と、
前記エンコーダパルスに基づき、前記モータの現在速度を演算して出力する速度演算部と、
前記位置演算部及び前記速度演算部の出力に基づき、前記駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度に応じた所定時間だけ、前記駆動対象物が前記速度計測位置に達したときから後に、前記モータへの通電切断を指令する通電切断指令信号を出力する停止位置予測制御部と、
を備え、
前記所定時間は、前記駆動対象物が目標停止位置に達する前に前記通電切断指令信号の出力が行われる範囲の値に設定されるものであることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度と前記所定時間との関係についてのデータを記憶するデータ記憶部をさらに備えた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】
前記停止位置予測制御部は、前記エンコーダパルスのパルス数を計数することにより、前記所定時間を計測するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記停止位置予測制御部は、所定クロックのパルス数を計数することにより、前記所定時間を計測するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記通電切断指令信号の出力先は、前記モータを回転駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記所定時間は、前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度にほぼ反比例して変化するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記所定時間は、前記駆動対象物が目標停止位置に停止するように、値が設定されるものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】
プリンタの紙送りモータの駆動対象物の現在位置を計測し、前記駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に前記駆動対象物が達したかどうかを監視する第１の過程と、
前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度を計測する第２の過程と、
前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度に応じた所定時間を決定する第３の過程と、
前記駆動対象物が前記速度計測位置に達したときから前記所定時間だけ後に、前記モータへの通電切断を指令する第４の過程と、
を備え、
前記所定時間は、前記駆動対象物が目標停止位置に達する前に前記モータへの通電切断の指令が行われる範囲の値に設定されるものであることを特徴とするモータ制御方法。
【請求項９】
前記所定時間を決定するために、前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度と前記所定時間との関係についてのデータを予め収集し記憶しておくことを特徴とする請求項８に記載のモータ制御方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のモータ制御方法をコンピュータシステムにおいて実行するコンピュータプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータプログラムの記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータ制御装置及び制御方法に係り、特に、減速制御区間終端部における停止位置予測制御を行うモータ制御装置及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最初に、ＤＣモータ制御装置が用いられるインクジェットプリンタの概略構成及び制御方法について説明する。
【０００３】
図６は、インクジェットプリンタの概略構成を示したブロック図である。
【０００４】
図６に示したインクジェットプリンタは、紙送りを行う紙送りモータ（以下、ＰＦモータともいう。）１と、紙送りモータ１を駆動する紙送りモータドライバ２と、印刷紙５０にインクを吐出するヘッド９が固定され、印刷紙５０に対し平行方向かつ紙送り方向に対し垂直方向に駆動されるキャリッジ３と、キャリッジ３を駆動するキャリッジモータ（以下、ＣＲモータともいう。）４と、キャリッジモータ４を駆動するＣＲモータドライバ５と、ＣＲモータドライバ５に直流電流指令値を払い出すＤＣユニット６と、ヘッド９の目詰まり防止のためのインクの吸い出しを制御するポンプモータ７と、ポンプモータ７を駆動するポンプモータドライバ８と、ヘッド９を駆動制御するヘッドドライバ１０と、キャリッジ３に固定されたリニア式エンコーダ１１と、所定の間隔にスリットが形成されたリニア式エンコーダ１１用符号板１２と、ＰＦモータ１用のロータリ式エンコーダ１３と、印刷処理されている紙の終端位置を検出する紙検出センサ１５と、プリンタ全体の制御を行うＣＰＵ１６と、ＣＰＵ１６に対して周期的に割込み信号を発生するタイマＩＣ１７と、ホストコンピュータ１８との間でデータの送受信を行うインタフェース部（以下、ＩＦともいう。）１９と、ホストコンピュータ１８からＩＦ１９を介して送られてくる印字情報に基づいて印字解像度やヘッド９の駆動波形等を制御するＡＳＩＣ２０と、ＡＳＩＣ２０及びＣＰＵ１６の作業領域やプログラム格納領域として用いられるＰＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２及びＥＥＰＲＯＭ２３と、印刷紙５０を支持するプラテン２５と、ＰＦモータ１によって駆動されて印刷紙５０を搬送する搬送ローラ２７と、ＣＲモータ４の回転軸に取付けられたプーリ３０と、プーリ３０によって駆動されるタイミングベルト３１とから構成されている。
【０００５】
ＤＣユニット６は、ＣＰＵ１６から送られてくる制御指令、エンコーダ１１，１３の出力に基づいて紙送りモータドライバ２及びＣＲモータドライバ５を駆動制御する。また、紙送りモータ１及びＣＲモータ４はいずれもＤＣモータで構成されている。
【０００６】
図７は、インクジェットプリンタのキャリッジ３周辺の構成を示した斜視図である。
【０００７】
図７に示すように、キャリッジ３は、タイミングベルト３１によりプーリ３０を介してキャリッジモータ４に接続され、ガイド部材３２に案内されてプラテン２５に平行に移動するように駆動される。キャリッジ３の印刷紙に対向する面には、ブラックインクを吐出するノズル列及びカラーインクを吐出するノズル列を有する記録ヘッド９が設けられ、各ノズルはインクカートリッジ３４からインクの供給を受けて印刷紙にインク滴を吐出して文字や画像を印刷する。
【０００８】
また、キャリッジ３の非印字領域には、非印字時に記録ヘッド９のノズル開口を封止するためのキャッピング装置３５と、図６に示したポンプモータ７を有するポンプユニット３６とが設けられている。キャリッジ３が印字領域から非印字領域に移動すると、図示しないレバーにキャリッジ３が当接して、キャッピング装置３５が上方に移動し、ヘッド９を封止する。
【０００９】
ヘッド９のノズル開口列に目詰まりが生じた場合や、カートリッジ３４の交換等を行ってヘッド９から強制的にインクを吐出する場合は、ヘッド９を封止した状態でポンプユニット３６を作動させ、ポンプユニット３６からの負圧により、ノズル開口列からインクを吸い出す。これにより、ノズル開口列の近傍に付着している塵埃や紙粉が洗浄され、さらにはヘッド９内の気泡がインクとともにキャップ３７に排出される。
【００１０】
図８は、キャリッジ３に取付けられたリニア式エンコーダ１１の構成を模式的に示した説明図である。
【００１１】
図８に示したエンコーダ１１は、発光ダイオード１１ａと、コリメータレンズ１１ｂと、検出処理部１１ｃとを備えている。検出処理部１１ｃは、複数（４個）のフォトダイオード１１ｄと、信号処理回路１１ｅと、２個のコンパレータ１１ｆA，１１ｆBとを有している。
【００１２】
発光ダイオード１１ａの両端に抵抗を介して電圧ＶCCが印加されると、発光ダイオード１１ａから光が発せられる。この光はコリメータレンズ１１ｂにより平行光に集光されて符号板１２を通過する。符号板１２には、所定の間隔（例えば１／１８０インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ））毎にスリットが設けられている。
【００１３】
符号板１２を通過した平行光は、図示しない固定スリットを通って各フォトダイオード１１ｄに入射し、電気信号に変換される。４個のフォトダイオード１１ｄから出力される電気信号は信号処理回路１１ｅにおいて信号処理され、信号処理回路１１ｅから出力される信号はコンパレータ１１ｆA，１１ｆBにおいて比較され、比較結果がパルスとして出力される。コンパレータ１１ｆA，１１ｆBから出力されるパルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂがエンコーダ１１の出力となる。
【００１４】
図９は、ＣＲモータ正転時及び逆転時におけるエンコーダ１１の２つの出力信号の波形を示したタイミングチャートである。
【００１５】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、ＣＲモータ正転時及び逆転時のいずれの場合も、パルスＥＮＣ−ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは位相が９０度だけ異なっている。ＣＲモータ４が正転しているとき、即ち、キャリッジ３が主走査方向に移動しているときは、図９（ａ）に示すように、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が進み、ＣＲモータ４が逆転しているときは、図９（ｂ）に示すように、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が遅れるようにエンコーダ４は構成されている。そして、上記パルスの１周期Ｔは符号板１２のスリット間隔（例えば１／１８０インチ）に対応し、キャリッジ３が上記スリット間隔を移動する時間に等しい。
【００１６】
一方、ＰＦモータ１用のロータリ式エンコーダ１３は符号板がＰＦモータ１の回転に応じて回転する回転円板である以外は、リニア式エンコーダ１１と同様の構成となっており、２つの出力パルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂを出力する。インクジェットプリンタにおいては、ＰＦモータ１用のロータリ式エンコーダ１３の符号板に設けられている複数のスリットのスリット間隔は１／１８０インチであり、ＰＦモータ１が上記１スリット間隔だけ回転すると、１／１４４０インチだけ紙送りされるような構成となっている。
【００１７】
図１０は、給紙及び紙検出に関連する部分を示した透視図である。
図１０を参照して、図６に示した紙検出センサ１５の位置について説明する。図１０において、プリンタ６０の給紙挿入口６１に挿入された印刷紙５０は、給紙モータ６３により駆動される給紙ローラ６４によってプリンタ６０内に送り込まれる。プリンタ６０内に送り込まれた印刷紙５０の先端が例えば光学式の紙検出センサ１５により検出される。紙検出センサ１５によって先端が検出された紙５０は、ＰＦモータ１により駆動される紙送りローラ６５及び従動ローラ６６によって紙送りが行われる。
【００１８】
続いてキャリッジガイド部材３２に沿って移動するキャリッジ３に固定された記録ヘッド（図示せず）からインクが滴下されることにより印字が行われる。所定の位置まで紙送りが行われると、現在、印字されている印刷紙５０の終端が紙検出センサ１５によって検出される。印字が終了した印刷紙５０は、ＰＦモータ１により駆動される歯車６７Ａ，６７Ｂを介して歯車６７Ｃにより駆動される排紙ローラ６８及び従動ローラ６９によって排紙口６２から外部に排出される。尚、紙送りローラ６５の回転軸には、ロータリ式エンコーダ１３が連結されている。
【００１９】
次に、上述したインクジェットプリンタのＣＲモータ４を制御する従来のＤＣモータ制御装置であるＤＣユニット６の構成、及び、ＤＣユニット６による制御方法について説明する。
【００２０】
図１１は、従来のＤＣモータ制御装置であるＤＣユニット６の構成を示したブロック図であり、図１２は、ＤＣユニット６により制御されるＣＲモータ４のモータ電流及びモータ速度を示したグラフである。
【００２１】
図１１に示したＤＣユニット６は、位置演算部６ａと、減算器６ｂと、目標速度演算部６ｃと、速度演算部６ｄと、減算器６ｅと、比例要素６ｆと、積分要素６ｇと、微分要素６ｈと、加算器６ｉと、Ｄ／Ａコンバータ６ｊと、タイマ６ｋと、加速制御部６ｍとから構成されている。
【００２２】
位置演算部６ａは、エンコーダ１１の出力パルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂの各々の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジを検出し、検出されたエッジの個数を計数し、この計数値に基づいて、キャリッジ３の位置を演算する。この計数はＣＲモータ４が正転しているときは１個のエッジが検出されると「＋１」を加算し、逆転しているときは、１個のエッジが検出されると「−１」を加算する。パルスＥＮＣ−Ａ及びＥＮＣ−Ｂの各々の周期は符号板１２のスリット間隔に等しく、かつ、パルスＥＮＣ−ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは位相が９０度だけ異なっている。このため、上記計数のカウント値「１」は符号板１２のスリット間隔の１／４に対応する。これにより上記計数値にスリット間隔の１／４を乗算すれば、計数値が「０」に対応するキャリッジ３の位置からの移動量を求めることができる。このときエンコーダ１１の解像度は符号板１２のスリットの間隔の１／４となる。上記スリットの間隔を１／１８０インチとすれば解像度は１／７２０インチとなる。
【００２３】
減算器６ｂは、ＣＰＵ１６から送られてくる目標位置と、位置演算部６ａによって求められたキャリッジ３の実際の位置との位置偏差を演算する。
【００２４】
目標速度演算部６ｃは、減算器６ｂの出力である位置偏差に基づいてキャリッジ３の目標速度を演算する。この演算は位置偏差にゲインＫPを乗算することにより行われる。このゲインＫPは位置偏差に応じて決定される。尚、このゲインＫP の値は、図示しないテーブルに格納されていてもよい。
【００２５】
速度演算部６ｄは、エンコーダ１１の出力パルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂに基づいてキャリッジ３の速度を演算する。この速度は次のようにして求められる。まず、エンコーダ１１の出力パルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂの各々の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジを検出し、符号板１２のスリット間隔の１／４に対応するエッジ間の時間間隔を、タイマカウンタによってカウントする。このカウント値をＴとし、符号板１２のスリット間隔をλとすればキャリッジの速度はλ／（４Ｔ）として求められる。尚、ここでは、速度の演算は、出力パルスＥＮＣ−Ａの１周期、例えば立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでをタイマカウンタによって計測することにより求めている。
【００２６】
減算器６ｅは、目標速度と、速度演算部６ｄによって演算されたキャリッジ３の実際の速度との速度偏差を演算する。
【００２７】
比例要素６ｆは、上記速度偏差に定数Ｇｐを乗算し、乗算結果を出力する。積分要素６ｇは、速度偏差に定数Ｇｉを乗じたものを積算する。微分要素６ｈは、現在の速度偏差と、１つ前の速度偏差との差に定数Ｇｄを乗算し、乗算結果を出力する。比例要素６ｆ、積分要素６ｇ及び微分要素６ｈの演算は、エンコーダ１１の出力パルスＥＮＣ−Ａの１周期ごとに、例えば出力パルスＥＮＣ−Ａの立ち上がりエッジに同期して行う。
【００２８】
比例要素６ｆ、積分要素６ｇ及び微分要素６ｈの出力は、加算器６ｉにおいて加算される。そして加算結果、即ちＣＲモータ４の駆動電流が、Ｄ／Ａコンバータ６ｊに送られてアナログ電流に変換される。このアナログ電圧に基づいて、ドライバ５によりＣＲモータ４が駆動される。
【００２９】
また、タイマ６ｋ及び加速制御部６ｍは、加速制御に用いられ、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ及び微分要素６ｈを使用するＰＩＤ制御は、加速途中の定速及び減速制御に用いられる。
【００３０】
タイマ６ｋは、ＣＰＵ１６から送られてくるクロック信号に基づいて所定時間ごとにタイマ割込み信号を発生する。
【００３１】
加速制御部６ｍは、上記タイマ割込信号を受ける度ごとに所定の電流値（例えば２０ｍＡ）を目標電流値に積算し、積算結果、即ち加速時におけるＤＣモータ４の目標電流値が、Ｄ／Ａコンバータ６ｊに送られる。ＰＩＤ制御の場合と同様に、上記目標電流値はＤ／Ａコンバータ６ｊによってアナログ電流に変換され、このアナログ電流に基づいて、ドライバ５によりＣＲモータ４が駆動される。
【００３２】
ドライバ５は、例えば４個のトランジスタを備えており、Ｄ／Ａコンバータ６ｊの出力に基づいて上記トランジスタを各々ＯＮ又はＯＦＦさせることにより（ａ）ＣＲモータ４を正転又は逆転させる運転モード、（ｂ）回生ブレーキ運転モード（ショートブレーキ運転モード、即ち、ＣＲモータの停止を維持するモード）、（ｃ）ＣＲモータを停止させようとするモード、を行わせることが可能な構成となっている。
【００３３】
次に、図１２（ａ），（ｂ）を参照してＤＣユニット６の動作、即ち、従来のＤＣモータ制御方法について説明する。
【００３４】
ＣＲモータ４が停止しているときに、ＣＰＵ１６からＤＣユニット６へ、ＣＲモータ４を起動させる起動指令信号が送られると、加速制御部６ｍから起動初期電流値Ｉ0がＤ／Ａコンバータ６ｊに送られる。この起動初期電流値Ｉ0は、起動指令信号とともにＣＰＵ１６から加速制御部６ｍに送られてくる。そしてこの電流値Ｉ0は、Ｄ／Ａコンバータ６ｊによってアナログ電圧に変換されてドライバ５に送られ、ドライバ５によってＣＲモータ４が起動開始する（図１２（ａ），（ｂ）参照）。起動指令信号を受信した後、所定の時間ごとにタイマ６ｋからタイマ割込信号が発生される。加速制御部６ｍは、タイマ割込信号を受信する度ごとに、起動初期電流値Ｉ0に所定の電流値（例えば２０ｍＡ）を積算し、積算した電流値をＤ／Ａコンバータ６ｊに送る。すると、この積算した電流値は、Ｄ／Ａコンバータ６ｊによってアナログ電流に変換されてドライバ５に送られる。そして、ＣＲモータ４に供給される電流の値が上記積算した電流値となるように、ドライバ５によってＣＲモータが駆動されＣＲモータ４の速度は上昇する（図１２（ｂ）参照）。このためＣＲモータ４に供給される電流値は、図１２（ａ）に示すように階段状になる。尚、このときＰＩＤ制御系も動作しているが、Ｄ／Ａコンバータ６ｊは加速制御部６ｍの出力を選択して取込む。
【００３５】
加速制御部６ｍの電流値の積算処理は、積算した電流値が一定の電流値ＩSとなるまで行われる。時刻ｔ1において積算した電流値が所定値ＩS  となると、加速制御部６ｍは積算処理を停止し、Ｄ／Ａコンバータ６ｊに一定の電流値ＩSを供給する。これによりＣＲモータ４に供給される電流の値が電流値ＩSとなるようにドライバ５によって駆動される（図１２（ａ）参照）。
【００３６】
そして、ＣＲモータ４の速度がオーバーシュートするのを防止するために、ＣＲモータ４が所定の速度Ｖ1になると（時刻ｔ2参照）、ＣＲモータ４に供給される電流を減小させるように加速制御部６ｍが制御する。このときＣＲモータ４の速度は更に上昇するが、ＣＲモータ４の速度が所定の速度Ｖcに達すると（図１２（ｂ）の時刻ｔ3参照）、Ｄ／Ａコンバータ６ｊが、ＰＩＤ制御系の出力、即ち加算器６ｉの出力を選択し、ＰＩＤ制御が行われる。
【００３７】
即ち、目標位置と、エンコーダ１１の出力から得られる実際の位置との位置偏差に基づいて目標速度が演算され、この目標速度と、エンコーダ１１の出力から得られる実際の速度との速度偏差に基づいて、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ及び微分要素６ｈが動作し、各々比例、積分、及び微分演算が行われ、これらの演算結果の和に基づいて、ＣＲモータ４の制御が行われる。尚、上記比例、積分及び微分演算は、例えばエンコーダ１１の出力パルスＥＮＣ−Ａの立ち上がりエッジに同期して行われる。これによりＤＣモータ４の速度は所望の速度Ｖeとなるように制御される。尚、所定の速度Ｖcは、所望の速度Ｖeの７０〜８０％の値であることが好ましい。
【００３８】
時刻ｔ4からＤＣモータ４は、所望の速度となるからキャリッジ３も所望の一定の速度Ｖeとなり、印字処理を行うことが可能となる。
【００３９】
印字処理が終了し、キャリッジ３が目標位置に近づくと（図１２（ｂ）の時刻ｔ5参照）、位置偏差が小さくなるから目標速度も小さくなり、このため速度偏差、即ち減算器６ｅの出力が負になり、ＤＣモータ４の減速が行われ、時刻ｔ6に停止する。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のモータ制御装置及び制御方法においては、モータの駆動対象物が目標停止位置に達するまでモータへの通電を行っているため、モータ速度のばらつきが駆動対象物の停止位置の位置決め精度に反映され、モータ速度のばらつきが大きい場合には駆動対象物の停止位置の位置決め精度の低下を招く場合もあるという問題点があった。
【００４１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、モータの駆動対象物の停止位置の位置決め精度が高いモータ制御装置及び制御方法を提供することである。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るモータ制御装置によれば、プリンタの紙送りモータの回転駆動に応じてエンコーダから出力されるエンコーダパルスに基づき、前記モータの駆動対象物の現在位置を演算して出力する位置演算部と、前記エンコーダパルスに基づき、前記モータの現在速度を演算して出力する速度演算部と、前記位置演算部及び前記速度演算部の出力に基づき、前記駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度に応じた所定時間だけ、前記駆動対象物が前記速度計測位置に達したときから後に、前記モータへの通電切断を指令する通電切断指令信号を出力する停止位置予測制御部と、を備え、前記所定時間は、前記駆動対象物が目標停止位置に達する前に前記通電切断指令信号の出力が行われる範囲の値に設定されるものであることを特徴とする。
【００４７】
上記速度計測位置に上記駆動対象物が達したときの上記モータの現在速度と上記所定時間との関係についてのデータを記憶するデータ記憶部をさらに備えたものとするとよい。
【００４８】
上記停止位置予測制御部は、上記エンコーダパルスのパルス数を計数することにより、上記所定時間を計測するものとするとよい。又は、上記停止位置予測制御部は、所定クロックのパルス数を計数することにより、上記所定時間を計測するものとしてもよい。
【００４９】
上記通電切断指令信号の出力先は、上記モータを回転駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部であるものとするとよい。
【００５０】
上記所定時間は、上記駆動対象物が目標停止位置に停止するように、値が設定されるものとする。
【００５１】
上記所定時間は、上記速度計測位置に上記駆動対象物が達したときの上記モータの現在速度にほぼ反比例して変化するものである。
【００５４】
本発明に係るモータ制御方法によれば、プリンタの紙送りモータの駆動対象物の現在位置を計測し、前記駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に前記駆動対象物が達したかどうかを監視する第１の過程と、前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度を計測する第２の過程と、前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度に応じた所定時間を決定する第３の過程と、前記駆動対象物が前記速度計測位置に達したときから前記所定時間だけ後に、前記モータへの通電切断を指令する第４の過程と、を備え、前記所定時間は、前記駆動対象物が目標停止位置に達する前に前記モータへの通電切断の指令が行われる範囲の値に設定されるものであることを特徴とする。
【００５５】
上記所定時間を決定するために、上記速度計測位置に上記駆動対象物が達したときの上記モータの現在速度と上記所定時間との関係についてのデータを予め収集し記憶しておくとよい。
【００５７】
上記駆動対象物が目標停止位置に停止するように、上記所定時間を決定するものとする。
【００５８】
上記所定時間は、上記速度計測位置に上記駆動対象物が達したときの上記モータの現在速度にほぼ反比例して変化するものである。
【００５９】
上記モータの回転駆動に応じてエンコーダから出力されるエンコーダパルスのパルス数を計数することにより、上記所定時間を計測するとよい。又は、所定クロックのパルス数を計数することにより、上記所定時間を計測してもよい。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るモータ制御装置及び制御方法の実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。
【００６３】
図１は、本発明に係るモータ制御装置の構成を示したブロック図、図２は、本発明に係るモータ制御方法の手順を示したフローチャート、図３は、速度計測位置におけるモータの現在速度と、モータの現在速度を計測してからモータへの通電切断を指令するまでの時間（パルス数）との関係を示したグラフである。
【００６４】
本発明に係るモータ制御装置及び制御方法は、モータの駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前に速度計測位置を予め設定し、モータの駆動対象物がその速度計測位置に達したときに計測したモータの現在速度に応じた時間だけ後にモータへの通電切断を指令するものである。即ち、モータの駆動対象物が目標停止位置に達する前のどの時点でモータへの通電を切断すると、モータの駆動対象物がちょうど目標停止位置に停止するかを、モータの駆動対象物が速度計測位置に達したときのモータの現在速度から正確に予測し、その予測により決定した時点でモータへの通電切断を指令するものである。モータの現在速度を計測してからモータへの通電切断を指令するまでの時間は、エンコーダパルス数又はクロックパルス数により計測する。
【００６５】
図１に示した本発明に係るモータ制御装置の構成は、制御対象であるモータがＤＣモータである場合の構成である。具体的には、通常のＤＣユニット６に停止位置予測制御部６０が付加され、停止位置予測制御部６０には、位置演算部６ａ及び速度演算部６ｄの出力と、エンコーダ１１の出力又はクロックとが入力されている。図１では、停止位置予測制御部６０にエンコーダ１１の出力及びクロックの双方が入力されている状態が示されているが、必要に応じてエンコーダ１１の出力又はクロックのいずれか一方のみが入力されるようにしてよい。停止位置予測制御部６０は、カウンタとしての機能を有し、エンコーダパルス数又はクロックパルス数により時間を計測するものである。
【００６６】
図１，図２及び図３を参照して、本発明に係るモータ制御装置の動作、即ち、本発明に係るモータ制御方法の手順について説明する。
【００６７】
本発明に係るモータ制御装置及び制御方法の実施に際しては、モータの駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前に予め速度計測位置を設定しておく。また、モータの駆動対象物が速度計測位置に達したときに計測したモータの現在速度に応じて、モータの現在速度を計測してからどれだけの時間後にモータへの通電を切断すると、モータの駆動対象物がちょうど目標停止位置に停止するかについて、実験、シミュレーション等により正確に計測を行い、十分なデータを収集し、次のいずれかの手段に記憶させておく。このデータは、例えば、停止位置予測制御部６０内部にメモリを設けて記憶させてもよいし、停止位置予測制御部６０外部にメモリを設けて記憶させ停止位置予測制御部６０に読み出すことができるようにしてもよい。停止位置予測制御部６０外部にメモリを設けてデータを記憶させる場合、専用メモリを設けて停止位置予測制御部６０に読み出すことができるようにしてもよいし、あるいは、図６におけるＡＳＩＣ２０，ＰＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２，ＥＥＰＲＯＭ２３のいずれかに記憶させ、ＣＰＵ１６を介して停止位置予測制御部６０に読み出すことができるようにしてもよい。
【００６８】
図３のグラフは、速度計測位置におけるモータの現在速度と、モータの現在速度を計測してからモータへの通電切断を指令するまでの時間（以下、「通電切断指令時間」という場合がある。）との関係を示している。尚、通電切断指令時間は、上述のように、エンコーダパルス数又はクロックパルス数により計測する。
【００６９】
ここでは、速度をＶ01，Ｖ02，Ｖ03，Ｖ04，Ｖ05（Ｖ01＜Ｖ02＜Ｖ03＜Ｖ04＜Ｖ05）の５つの値により区分している。そして、計測されたモータの現在速度がいずれの区分に含まれるかによって、通電切断指令時間（パルス数）が決定されている。具体的には、速度計測位置におけるモータの現在速度が、Ｖ01以下のときは５パルス後、Ｖ01を超えＶ02以下のときは４パルス後、Ｖ02を超えＶ03以下のときは３パルス後、Ｖ03を超えＶ04以下のときは２パルス後、Ｖ04を超えＶ05以下のときは１パルス後、Ｖ05を超えているときは直ちに、モータへの通電切断を指令する設定となっている。このように、通電切断指令時間は、速度計測位置に駆動対象物が達したときのモータの現在速度にほぼ反比例して変化する。但し、通電切断指令時間をエンコーダパルス数又はクロックパルス数により計測する場合は、通電切断指令時間は段階的に変化する。また、通電切断指令時間は、最大値をとる場合でも、駆動対象物が目標停止位置に達する前にモータへの通電切断の指令が行われるように、設定される必要がある。
【００７０】
データ収集のための実験、シミュレーション等の際にエンコーダパルス数により通電切断指令時間を計測したときは実際の制御動作の際もエンコーダパルス数により計測し、データ収集のための実験、シミュレーション等の際にクロックパルス数により通電切断指令時間を計測したときは実際の制御動作の際もクロックパルス数により計測する。クロックパルスの間隔は常に設定に応じた一定値となるが、エンコーダパルスの間隔はモータの現在速度に応じて変動するので、整合をとる必要があるからである。
【００７１】
停止位置予測制御部６０は、通電切断指令時間をエンコーダパルス数又はクロックパルス数により計測するものであるから、上述のように、カウンタとしての機能を有するものである必要がある。
【００７２】
以上のように、予め、速度計測位置の設定、通電切断指令時間のデータの収集及び記憶を行った上で、本発明に係るモータ制御装置及び制御方法を実施する。
【００７３】
モータの駆動制御開始後、停止位置予測制御部６０は、モータの駆動対象物が速度計測位置に達したかどうかを、位置演算部６ａの出力により監視し（ステップＳ１）、速度計測位置に達したときは、モータの現在速度を、速度演算部６ｄの出力により計測する（ステップＳ２）。
【００７４】
そして、停止位置予測制御部６０は、速度計測位置におけるモータの現在速度と通電切断指令時間との関係についてのデータに基づき、計測したモータの現在速度に応じて何パルス後にモータへの通電切断を指令するか、即ち、通電切断指令時間を決定する（ステップＳ３）。モータの現在速度と通電切断指令時間との関係についてのデータは、予め、いつでも停止位置予測制御部６０において使用できるようにしておく。
【００７５】
停止位置予測制御部６０は、通電切断指令時間を決定すると同時に直ちに時間の計測を開始する。即ち、予め選択されたエンコーダ１１の出力又はクロックのいずれかのパルス数をカウントする。そして、パルス数のカウント値が、決定した通電切断指令時間に相当するパルス数に達すると、停止位置予測制御部６０はＤ／Ａコンバータ６ｊに対し、モータへの通電切断を指令する通電切断指令信号を出力する（ステップＳ４）。これにより、モータへの通電は切断されてモータは減速し、モータの駆動対象物は目標停止位置に停止することとなる。モータの駆動対象物の目標停止位置への位置決めをより正確にするために、停止制御の際、ショートブレーキ等の制動手段を組み合わせて使用してもよい。
【００７６】
以上のように、本発明に係るモータ制御装置及び制御方法においては、モータの駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に駆動対象物が達したときに、モータの現在速度を計測し、その現在速度に応じた通電切断指令時間後に、駆動対象物の目標停止位置より手前の位置で、モータへの通電切断を指令する制御を行うことにより、モータ及びその駆動対象物を停止させているので、駆動対象物の停止位置の位置決め精度に対するモータ速度のばらつきの影響を排除することができ、駆動対象物の停止位置の位置決め精度を向上させることができる。
【００７７】
上記説明においては、特に、本発明に係るモータ制御装置がＤＣモータ制御装置である場合、即ち、制御対象モータがＤＣモータである場合について説明したが、本発明に係るモータ制御装置及び制御方法は、制御対象モータがステッピングモータ、ＡＣモータ等である場合にも同様に適用することができる。
【００７８】
それらの場合も、本発明に係るモータ制御方法の手順は同様であり、本発明に係るモータ制御装置の基本的構成は同様である。即ち、モータの回転駆動に応じてエンコーダから出力されるエンコーダパルスに基づき、モータの駆動対象物の現在位置を演算して出力する位置演算部と、エンコーダパルスに基づき、モータの現在速度を演算して出力する速度演算部と、位置演算部及び速度演算部の出力に基づき、駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に駆動対象物が達したときのモータの現在速度に応じた所定時間だけ、駆動対象物が速度計測位置に達したときから後に、モータへの通電切断を指令する通電切断指令信号を出力する停止位置予測制御部とを備えたものとして構成する。通電切断指令信号の出力先は、モータの種類により異なるが、モータを回転駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部である点では共通する。駆動信号生成部とは、制御対象モータがＤＣモータである場合におけるＤ／Ａコンバータに相当するものをいう。
【００７９】
本発明に係るモータ制御装置及び制御方法をプリンタに適用する場合、制御対象モータは、主として紙送りモータとするが、キャリッジモータとしてもよい。
【００８０】
また、本発明に係るモータ制御装置及び制御方法をプリンタに適用する場合、通電切断指令時間は、速度計測位置に駆動対象物が達したときのモータの現在速度のみならず、インク残量、記録紙の種類、プリンタ使用頻度、環境温度、環境湿度その他の条件にも応じて変更されるようにしてもよい。
【００８１】
例えば、制御対象モータを紙送りモータとする場合、通電切断指令時間の変更に使用する所定条件、例えば、記録紙の種類、プリンタ使用頻度、環境温度、環境湿度等を検出するセンサをキャリッジ３に取り付けておく。尚、記録紙の種類については、センサにより検出するのではなく、モータ制御装置側で通電切断指令時間の変更に使用する所定条件の一部として、使用する記録紙の種類に応じて予め設定を行うようにしてもよい。また、制御対象モータをキャリッジモータとする場合、通電切断指令時間の変更に使用する所定条件、例えば、インク残量、プリンタ使用頻度、環境温度、環境湿度等を検出するセンサをキャリッジ３に取り付けておく。
【００８２】
そして、そのセンサにより検出された所定条件を停止位置予測制御部６０に送り、停止位置予測制御部６０は、速度計測位置に駆動対象物が達したときのモータの現在速度に応じて通電切断指令時間を決定する際に、送られてきた所定条件に基づく補正を行ってから、通電切断指令時間を決定する。
【００８３】
あるいは、そのセンサにより検出された所定条件を、通電切断指令時間についてのデータが記憶されているメモリに送り、その所定条件に基づく補正により、通電切断指令時間についてのデータが変更されるようにしてもよい。これにより停止位置予測制御部６０は、速度計測位置に駆動対象物が達したときのモータの現在速度に応じて、変更後のデータに基づき通電切断指令時間を決定する。
【００８４】
従って、本発明に係るモータ制御装置及び制御方法により通電切断指令時間を決定するための条件は、速度計測位置に駆動対象物が達したときのモータの現在速度に限らず、様々な条件を用いることができる。その条件を検出するための手段は、上述の例のように、予め設けておく。
【００８５】
即ち、本発明に係るモータ制御装置の構成をより一般化すると、モータの駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の所定位置に上記駆動対象物が達したときの所定条件に応じた所定時間だけ、上記駆動対象物が上記所定位置に達したときから後に、上記モータへの通電切断を指令する停止位置予測制御部を備えたことを特徴とするものとなる。同様に、本発明に係るモータ制御方法の構成をより一般化すると、モータの駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の所定位置に上記駆動対象物が達したときの所定条件に応じた所定時間だけ、上記駆動対象物が上記所定位置に達したときから後に、上記モータへの通電切断を指令することを特徴とするものとなる。
【００８６】
図４は、本発明に係るモータ制御方法を実行するコンピュータプログラムが記録された記録媒体及びその記録媒体が使用されるコンピュータシステムの外観構成を示した説明図、図５は、図４に示したコンピュータシステムの構成を示すブロック図である。
図４に示したコンピュータシステム７０は、ミニタワー型等の筐体に収納されたコンピュータ本体７１と、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube:陰極線管）、プラズマディスプレイ、液晶表示装置等の表示装置７２と、記録出力装置としてのプリンタ７３と、入力装置としてのキーボード７４ａ及びマウス７４ｂと、フレキシブルディスクドライブ装置７６と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置７７とから構成されている。図５は、このコンピュータシステム７０の構成をブロック図として表示したものであり、コンピュータ本体７１が収納された筐体内には、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の内部メモリ７５と、ハードディスクドライブユニット７８等の外部メモリがさらに設けられている。本発明に係るモータ制御方法を実行するコンピュータプログラムが記録された記録媒体は、このコンピュータシステム７０で使用される。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク８１，ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）８２が用いられるが、その他、ＭＯ（Magneto Optical）ディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、その他の光学的記録ディスク、カードメモリ、磁気テープ等を用いてもよい。
【００８７】
【発明の効果】
本発明に係るモータ制御装置によれば、プリンタの紙送りモータの回転駆動に応じてエンコーダから出力されるエンコーダパルスに基づき、前記モータの駆動対象物の現在位置を演算して出力する位置演算部と、前記エンコーダパルスに基づき、前記モータの現在速度を演算して出力する速度演算部と、前記位置演算部及び前記速度演算部の出力に基づき、前記駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度に応じた所定時間だけ、前記駆動対象物が前記速度計測位置に達したときから後に、前記モータへの通電切断を指令する通電切断指令信号を出力する停止位置予測制御部と、を備え、前記所定時間は、前記駆動対象物が目標停止位置に達する前に前記通電切断指令信号の出力が行われる範囲の値に設定されるものとしたので、駆動対象物の停止位置の位置決め精度に対するモータ速度のばらつきの影響を排除することができ、駆動対象物の停止位置の位置決め精度を向上させることができる。
【００８８】
本発明に係るモータ制御方法によれば、プリンタの紙送りモータの駆動対象物の現在位置を計測し、前記駆動対象物の目標停止位置より所定距離だけ手前の速度計測位置に前記駆動対象物が達したかどうかを監視する第１の過程と、前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度を計測する第２の過程と、前記速度計測位置に前記駆動対象物が達したときの前記モータの現在速度に応じた所定時間を決定する第３の過程と、前記駆動対象物が前記速度計測位置に達したときから前記所定時間だけ後に、前記モータへの通電切断を指令する第４の過程と、を備え、前記所定時間は、前記駆動対象物が目標停止位置に達する前に前記モータへの通電切断の指令が行われる範囲の値に設定されるものとしたので、駆動対象物の停止位置の位置決め精度に対するモータ速度のばらつきの影響を排除することができ、駆動対象物の停止位置の位置決め精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ制御装置の構成を示したブロック図。
【図２】本発明に係るモータ制御方法の手順を示したフローチャート。
【図３】速度計測位置におけるモータの現在速度と通電切断指令時間（パルス数）との関係を示したグラフ。
【図４】本発明に係るモータ制御方法を実行するコンピュータプログラムが記録された記録媒体及びその記録媒体が使用されるコンピュータシステムの外観構成を示した説明図。
【図５】図４に示したコンピュータシステムの構成を示すブロック図。
【図６】インクジェットプリンタの概略構成を示したブロック図。
【図７】インクジェットプリンタのキャリッジ３周辺の構成を示した斜視図。
【図８】キャリッジ３に取付けられたリニア式エンコーダ１１の構成を模式的に示した説明図。
【図９】ＣＲモータ正転時及び逆転時におけるエンコーダ１１の２つの出力信号の波形を示したタイミングチャート。
【図１０】給紙及び紙検出に関連する部分を示した透視図。
【図１１】従来のＤＣモータ制御装置であるＤＣユニット６の構成を示したブロック図。
【図１２】ＤＣユニット６により制御されるＣＲモータ４のモータ電流及びモータ速度を示したグラフ。
【符号の説明】
１  紙送りモータ（ＰＦモータ）
２  紙送りドライバ
３  キャリッジ
４  キャリッジモータ（ＣＲモータ）
５  キャリッジモータドライバ（ＣＲモータドライバ）
６  ＤＣユニット
６ａ  位置演算部
６ｂ  減算器
６ｃ  目標速度演算手段
６ｄ  速度演算部
６ｅ  減算器
６ｆ  比例要素
６ｇ  積分要素
６ｈ  微分要素
６ｊ  Ｄ／Ａコンバータ
７  ポンプモータ
８  ポンプモータドライバ
９  記録ヘッド
１０  ヘッドドライバ
１１  リニア式エンコーダ
１２  符号板
１３  エンコーダ（ロータリ式エンコーダ）
１５  紙検出センサ
１６  ＣＰＵ
１７  タイマＩＣ
１８  ホストコンピュータ
１９  インタフェース部
２０  ＡＳＩＣ
２１  ＰＲＯＭ
２２  ＲＡＭ
２３  ＥＥＰＲＯＭ
２５  プラテン
３０  プーリ
３１  タイミングベルト
３２  キャリッジモータのガイド部材
３４  インクカートリッジ
３５  キャッピング装置
３６  ポンプユニット
３７  キャップ
５０  記録紙
６０  停止位置予測制御部
【図１】
0003780804.tif 000002
【図２】
0003780804.tif 000003
【図３】
0003780804.tif 000004
【図４】
0003780804.tif 000005
【図５】
0003780804.tif 000006
【図６】
0003780804.tif 000007
【図７】
0003780804.tif 000008
【図８】
0003780804.tif 000009
【図９】
0003780804.tif 000010
【図１０】
0003780804.tif 000011
【図１１】
0003780804.tif 000012
【図１２】
0003780804.tif 000013