(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行うモータ制御方法であって、
前記目標速度ＶCの波形パターンは、前記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、
前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する前記指数は、少なくとも前記紙送りモータの最大速度Ｖmaxの値に応じて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２】
生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行うモータ制御方法であって、
前記目標速度ＶCの波形パターンは、前記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、
前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する前記指数は、メディアに応じて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３】
前記目標速度ＶCの波形パターンは、次式
ＶC＝Ｖmax｛１−（ｘ／Ｎ）ａ｝    （ａは任意定数としての前記指数）
により表され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方法。
【請求項４】
前記減速制御は、前記モータの正転方向駆動の減速制御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方法。
【請求項５】
前記減速制御は、前記モータの逆転方向駆動の減速制御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方法。
【請求項６】
生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき前記目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力し、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行う速度指令手段を備えたモータ制御装置であって、
前記目標速度ＶCの波形パターンは、前記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、
前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する前記指数は、少なくとも前記紙送りモータの最大速度Ｖmaxの値に応じて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７】
生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき前記目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力し、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行う速度指令手段を備えたモータ制御装置であって、
前記目標速度ＶCの波形パターンは、前記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、
前記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する前記指数は、メディアに応じて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８】
前記目標速度ＶCの波形パターンは、次式
ＶC＝Ｖmax｛１−（ｘ／Ｎ）ａ｝    （ａは任意定数としての前記指数）
により表されるものであることを特徴とする請求項６又は７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記減速制御は、前記モータの正転方向駆動の減速制御であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記減速制御は、前記モータの逆転方向駆動の減速制御であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のモータ制御装置。
【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方法及び制御装置に係り、特に、減速制御の際における制御対象の挙動安定化を図り、高精度な制御を行うことを可能とするモータ制御方法及び制御装置に関する。
【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３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３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４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４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３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５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５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６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６（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６（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６（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７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７を参照して、図３に示した紙検出センサ１５の位置について説明する。図７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、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８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９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８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９（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９（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９（ｂ）参照）。このためＣＲモータ４に供給される電流値は、図９（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９（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９（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９（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】
次に、上記従来のＤＣモータ制御方法及び制御装置による制御における問題点について説明する。
【００４１】
図１０は、従来のＤＣモータ制御方法及び制御装置による制御における目標停止位置近傍の目標速度及び現在速度を示したグラフである。
【００４２】
従来のＤＣモータ制御方法及び制御装置による制御における目標停止位置近傍の目標速度波形としては、図１０（ａ）に示す第１の目標速度波形パターンと図１０（ｂ）に示す第２の目標速度波形パターンとが考えられた。
【００４３】
しかし、第１の目標速度波形パターンでは、目標速度ＶC1について定速度制御を行わず、加速制御から減速制御へ直接移行することとなる。従って、加速制御から減速制御へ移行する際の指令速度の変化が非常に大きいので、制御対象であるモータの挙動が非常に不安定になり、場合によっては、制御不能に陥る可能性もある。また、モータ速度には一定の上限があるので、現在位置と目標停止位置との間の目標速度ＶC1の波形を常に一定の傾きの線形波形とするような制御は、困難である。従って、目標速度の波形を第１の目標速度波形パターンとするような制御は、非現実的である。
【００４４】
一方、第２の目標速度波形パターンでは、モータ速度の最大値Ｖmaxを考慮し、目標速度ＶC2の制御は、最大速度Ｖmaxでの定速度制御を行った後、減速制御へ移行している。しかし、この制御パターンにおいても、定速度制御から減速制御へ移行する際の指令速度の変化が大きく、実際のモータ速度である現在速度ＶP2の波形に表されているように、制御対象であるモータの挙動が不安定になり、再び挙動が安定するまでに時間を要し、場合によっては、目標停止位置からずれて停止することもある。従って、目標速度の波形を第２の目標速度波形パターンとするような制御では、高精度な制御を行うことは困難である。
【００４５】
以上のように、従来のＤＣモータ制御方法及び制御装置における目標停止位置近傍の速度制御パターンにはいずれも問題点があり、制御対象であるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うのは困難であった。
【００４６】
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、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことを可能とするモータ制御方法及び制御装置を提供することである。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るモータ制御方法の一態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行うモータ制御方法であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、少なくとも上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxの値に応じて設定されるものであることを特徴とし、この構成により、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになるので、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
本発明に係るモータ制御方法の他の態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行うモータ制御方法であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、メディアに応じて設定されるものであることを特徴とし、この構成によっても、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになるので、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
【００４８】
本発明に係るモータ制御装置の一態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき上記目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力し、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行う速度指令手段を備えたモータ制御装置であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、少なくとも上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxの値に応じて設定されるものであることを特徴とし、この構成により、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになるので、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
本発明に係るモータ制御装置の他の態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき上記目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力し、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行う速度指令手段を備えたモータ制御装置であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、メディアに応じて設定されるものであることを特徴とし、この構成によっても、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになるので、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
【００４９】
上記目標速度ＶCの波形パターンは、次式
ＶC＝Ｖmax｛１−（ｘ／Ｎ）ａ｝    （ａは任意定数としての上記指数）
により表されるものとするとよい。
【００５０】
上記減速制御は、上記モータの正転方向駆動の減速制御又は逆転方向駆動の減速制御のいずれか一方又は両方に適用することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置の実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５４】
本発明に係るモータ制御方法及び制御装置は、制御対象であるモータの最大速度をＶmax，減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離をＮ，減速制御区間開始位置から現在位置までの距離をｘとすると、減速制御区間において、次式
ＶC＝Ｖmax｛１−（ｘ／Ｎ）ａ｝    （ａは任意定数）    （１）
により表される目標速度ＶCの波形パターンを生成し、その目標速度ＶCの波形パターンに基づきモータの減速制御を行うものである。この点が、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置の最大の特徴である。
【００５５】
図１は、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置により生成される目標速度ＶCの波形パターンの例を示したグラフである。
【００５６】
図１に示したグラフの例においては、減速制御区間距離Ｎ＝５７６（エンコーダパルス数）、モータの最大速度Ｖmax＝６（インチ毎秒（inch per second））となっており、定数ａ＝３とした目標速度ＶC（a=3）の波形パターンと、定数ａ＝１０とした目標速度ＶC（a=10）の波形パターンとが示されている。
【００５７】
図１のグラフから分かるように、任意定数ａの値が小さい方が、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになり、従って、モータの挙動安定を図ることが容易となり、高精度な制御を行うことが可能となる。
【００５８】
図２は、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置により生成される目標速度ＶC及びモータの現在速度ＶPの波形パターンの例を示したグラフである。
【００５９】
図２に示したグラフの例においては、減速制御区間距離Ｎ＝５７６（エンコーダパルス数）、モータの最大速度Ｖmax＝０．８（インチ毎秒（inch per second））となっており、定数ａ＝５とした目標速度ＶC（a=5）及びモータの現在速度ＶP（a=5）の波形パターンと、定数ａ＝１５とした目標速度ＶC（a=15）及びモータの現在速度ＶP（a=15）の波形パターンとが示されている。
【００６０】
図２のグラフから、任意定数ａの値が小さい場合の方が、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかであり、目標速度ＶCに対するモータの現在速度ＶPの振幅が小さく、モータの挙動が安定していることが分かる。従って、任意定数ａの値が小さい場合の方が、モータの挙動安定を図ることが容易であり、高精度な制御を行うことが可能である。
【００６１】
但し、任意定数ａの値は、モータの最大速度Ｖmax、減速制御区間距離Ｎ、減速制御区間の時間の値に応じて減速制御区間ごとに設定されるようにすることができる。例えば、減速制御区間の時間を短縮しようとする場合には、モータの挙動安定を維持できる範囲内で定数ａの値を大きくし、より高精度な制御を行う場合には、定数ａの値を小さくするとよい。あるいは、シミュレーション等によりモータの挙動安定を維持できることが判明している場合等は、任意定数ａの値を一定値に設定しておいてもよい。
【００６２】
また、図２及び図１０を参照し、目標速度ＶCに対するモータの現在速度ＶPの振幅について、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置と従来技術とを比較すると、本発明の方が上記振幅が小さい。従って、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置により、モータの挙動安定を維持しながら、高精度な制御を行うことが可能となる。
【００６３】
本発明に係るモータ制御装置は、上述のような目標速度ＶCの波形パターンを生成し、その目標速度ＶCの波形パターンに基づき目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力する速度指令手段が備えられたものであり、これによりモータの減速制御を行う構成となっているものである。あるいは、ＡＳＩＣ，ＰＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ又はその他の記憶手段に予め目標速度ＶCの波形パターンテーブルを設定して、１つ又は複数の波形パターンを記憶させておき、その波形パターンテーブルを参照して目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力する速度指令手段が備えられた構成としてもよい。
【００６４】
また、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置は、ＤＣモータ、ステッピングモータ、ＡＣモータのいずれの制御方法及び制御装置にも適用することができる。
【００６５】
制御対象であるモータがＤＣモータである場合には、本発明に係るモータ制御装置のハードウェア構成は、従来のモータ制御装置であるＤＣユニット６の構成とほぼ同様のものであるが、上記減速制御が可能な構成となっている点で異なっている。この場合、本発明に係るモータ制御装置は、モータ駆動の減速制御の際に、図７に示した加速制御部６ｍにおいて、上述のような目標速度ＶCの波形パターンを生成し、その目標速度ＶCの波形パターンに応じた電流をモータに供給することを指令する速度指令信号を生成して出力するように設定がなされた構成となっている。あるいは、図３におけるＡＳＩＣ２０，ＰＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２，ＥＥＰＲＯＭ２３又はその他の記憶手段に予め目標速度ＶCの波形パターンテーブルを設定して、１つ又は複数の波形パターンを記憶させておき、図７に示した加速制御部６ｍが、その波形パターンテーブルを参照して目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力する構成としてもよい。この場合、加速制御部６ｍは、ＣＰＵ１６を介してＡＳＩＣ２０，ＰＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２又はＥＥＰＲＯＭ２３のいずれかにアクセスすることにより波形パターンテーブルを参照する。また、その他の記憶手段に波形パターンテーブルを設定する場合には、加速制御部６ｍが記憶手段に直接アクセスして波形パターンテーブルを参照できるようにしてもよい。
【００６６】
本発明に係るモータ制御方法及び制御装置をプリンタに適用する場合、制御対象となるモータは、紙送りモータとしてもよいし、キャリッジモータとしてもよい。この場合、例えば、インク重量、メディア、プリンタの使用頻度に応じて定数ａを変更する設定とすることができる。
【００６７】
また、本発明に係るモータ制御方法及び制御装置による減速制御は、モータの正転方向駆動の減速時及び逆転方向駆動の減速時のいずれにも適用することができる。目標速度ＶCを表す式（１）におけるモータの最大速度Ｖmaxが、駆動方向に応じた符号まで含む値であるとすると、逆転方向駆動の減速制御の場合にも式（１）はそのまま適用することができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明に係るモータ制御方法の一態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行うモータ制御方法であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、少なくとも上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxの値に応じて設定されるものとしたので、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになり、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
本発明に係るモータ制御方法の他の態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行うモータ制御方法であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、メディアに応じて設定されるものとしたので、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになり、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
【００６９】
本発明に係るモータ制御装置の一態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき上記目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力し、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行う速度指令手段を備えたモータ制御装置であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、少なくとも上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxの値に応じて設定されるものとしたので、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになり、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
本発明に係るモータ制御装置の一態様は、生成した目標速度ＶCの波形パターンに基づき上記目標速度ＶCを指令する速度指令信号を生成して出力し、制御対象であるプリンタの紙送りモータの減速制御区間における減速制御を行う速度指令手段を備えたモータ制御装置であって、上記目標速度ＶCの波形パターンは、上記紙送りモータの最大速度Ｖmaxと、減速制御区間開始位置から目標停止位置までの減速制御区間距離Ｎと、減速制御区間開始位置から現在位置までの距離ｘと、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する指数とによって表されるものであり、上記目標速度ＶCの波形パターンの形状を規定する上記指数は、メディアに応じて設定されるものとしたので、目標速度ＶCの波形の変化が緩やかになり、減速制御の際におけるモータの挙動安定を維持しながら高精度な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ制御方法及び制御装置により生成される目標速度ＶCの波形パターンの例を示したグラフ。
【図２】本発明に係るモータ制御方法及び制御装置により生成される目標速度ＶC及びモータの現在速度ＶPの波形パターンの例を示したグラフ。
【図３】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４】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５】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６】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７】給紙及び紙検出に関連する部分を示した透視図。
【図８】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９】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。
【図１０】従来のＤＣモータ制御方法及び制御装置による制御における目標停止位置近傍の目標速度及び現在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
【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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【図１０】
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