JP2002345277A - モータの制御のための方法及び装置 - Google Patents

モータの制御のための方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用するモータの特性のばらつきに関らず、
高精度かつ高速な位置制御を達成する。 【解決手段】 モータを動力源として使用して機構を駆
動する機器においてモータを制御する際に、各駆動を行
う際に、目標位置及び予め設定された初期パラメー（Ｓ
＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ、Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ）タに従っ
て該駆動の理想的な位置及び速度のプロファイル（２０
０３、２００５）を作成し、このプロファイルに従って
モータの駆動を制御し、各駆動の終了の際に、初期パラ
メータの値を評価し、評価の結果に応じて、初期パラメ
ータの値を変更してコギング等に起因するトルク変動の
影響に関らず高速かつ高精度な位置決めを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はモータの制御のため
の方法及び装置に関し、特に、モータを動力源として使
用して機構を駆動する際の位置決めに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、様々な装置の動力源としてモータ
が使用されており、特にＤＣモータは、構造が簡単でメ
ンテナンスが不要、回転ムラや振動が少ない、高速化や
高精度な制御が可能であるなどの理由で、ＯＡ機器や家
庭用電化製品などに数多く使用されている。
【０００３】近年、プリンタにおいては、一般民生用プ
リンタは家庭で使用される割合が高いため、画像品位の
向上と共に、稼動音の低下が望まれている。稼働時に発
生される騒音（ノイズ）としては、記録時に発生するも
のと機構部分の駆動時に発生するものとがあるが、記録
時の騒音発生源の少ないインクジェット記録装置におい
ては、機構部分の駆動時に発生する騒音を低下すること
となる。
【０００４】インクジェット記録装置の主な機構部分と
しては、記録ヘッドの走査機構と記録媒体の搬送機構と
があるが、記録ヘッドの走査機構の駆動手段として、Ｄ
Ｃモータとリニアエンコーダを使用して低騒音化を実現
している。今日では、これに加え、記録媒体の搬送機構
の駆動手段としてもＤＣモータとロータリーエンコーダ
が採用される場合が増えている。
【０００５】低騒音化の観点からは、ＤＣモータを採用
することにより効果が期待できるが、記録媒体搬送の高
精度化の観点からは、機械的精度に加え、より高度な位
置制御が必要となる。
【０００６】ＤＣモータの位置制御方法としては、基本
的には目標となる位置にローラの回転（角度）が到達し
た時にモータの電源をＯＦＦにして惰性で停止させる方
法が一般的である。
【０００７】ＤＣモータを使用した機構において停止位
置の精度を確保するためには、停止前速度の低速化と停
止前外乱トルクの排除、すなわち停止直前の低速運転の
安定化が必要不可欠であり、充分に遅い一定速度となっ
た状態でモータの電源をＯＦＦすることにより、停止ま
での制定時間及び停止位置の精度を安定させることがで
きる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなＤＣモータ
を使用した構成においては、高精度な制御を行うために
はトルク変動を極力減らすことが必要となる。
【０００９】大きな周期のトルク変動に関しては、一般
的に知られているＰＩＤ制御に代表されるフィードバッ
ク制御によって外乱トルクを排除できるため制御可能で
あるが、コギングに代表される小さな周期のトルク変動
に対しては、制御対象であるモータ自身に起因するもの
であることと、高速駆動時には上記のフィードバック制
御によって解決できる周波数を超えてしまうことがある
ことから、制御することが困難である。
【００１０】このＤＣモータのコギングによるトルク変
動に関して、図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００１１】図１は、ＤＣモータを定速で駆動した場合
の速度変動を簡略に示したグラフである。横軸は時間
を、縦軸は速度を示している。１００１はここで基準速
度として想定する速度（Ｖ＿ｘ）で駆動したときの速度
プロファイルを示しており、１００２は基準速度の２倍
（２＊Ｖ＿ｘ）で駆動したときの速度プロファイル、１
００３は基準速度の８倍（８＊Ｖ＿ｘ）で駆動したとき
の速度プロファイルをそれぞれ示している。
【００１２】ここで、該ＤＣモータが動作原理に起因す
る必然的な特性として持っているモータ自身のコギング
によりトルク変動が生じ、周期的な速度変動が発生す
る。この周期的な速度変動は、モータ自身の特性に起因
するものであるので、常に一定の回転角度に対応した移
動距離ごとに発生し、従って速度が速くなればなるほ
ど、より高い周波数で発生する。
【００１３】図中●で示されている１００４は、コギン
グによるトルク変動の影響で、モータ自身が高速で回転
してしまう位相角に対応するポイントを示している。ま
た、図中■で示されている１００５は、コギングによる
トルク変動の影響で、モータ自身が低速で回転してしま
う位相角に対応するポイントを示している。
【００１４】このように、基準速度Ｖ＿ｘの２倍の速度
２＊Ｖ＿ｘで駆動すれば速度変動は２倍の周波数で発生
し、８倍の速度８＊Ｖ＿ｘで駆動すれば速度変動は８倍
の周波数で発生する。
【００１５】次に、コギングによるトルク変動が、実際
の駆動において及ぼす影響について説明する。
【００１６】図２は、ＤＣモータにおいて用いられる理
想位置プロファイル追値制御、理想速度プロファイル追
値制御を例にして、コギングによるトルク変動の及ぼす
影響を説明するための図である。
【００１７】図２において、横軸は時間を示しており、
縦軸２００１は速度を、縦軸２００２は位置を示してい
る。
【００１８】２００３は理想位置プロファイルを示して
おり、２００４は理想位置に到達させるための理想速度
プロファイルを示している。この理想速度プロファイル
２００４は４つの制御領域からなり、加速制御領域２０
１１、定速制御領域２０１２、減速制御領域２０１３、
位置決め制御領域２０１４により構成されている。
【００１９】２００４の理想速度プロファイルにおい
て、Ｖ＿ＳＴＡＲＴは初速度であり、Ｖ＿ＦＬＡＴは定
速制御領域２０１２の速度を示している。また、Ｖ＿Ａ
ＰＰＲＯＡＣＨは位置決め制御領域の速度を示してお
り、Ｖ＿ＰＲＯＭＩＳＥは位置決め精度を達成するため
に絶対に守られなければならない停止直前の最大速度を
示している。ｖ＿ｓｔｏｐは、現実の駆動を想定した場
合における外乱によってあらゆる値に変化する現実の値
としての停止直前速度である。
【００２０】Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨは、実際の駆動にお
ける速度変動を考慮して、いかなる速度変動が発生して
もｖ＿ｓｔｏｐがＶ＿ＰＲＯＭＩＳＥを超えることがな
いように充分に低い値に設定されることが要求される。
【００２１】ここで示した例においては、後述するよう
に、２０１１、２０１２、２０１３では位置サーボを、
２０１４では速度サーボを採用している。図示した２０
０３の曲線は、位置サーボ時には理想位置プロファイル
を示し、速度サーボ時には理想速度プロファイルによっ
て動作した場合の到達想定位置プロファイルを示してい
る。図示した２００４の曲線は、速度サーボ時には理想
速度プロファイルを示し、位置サーボ時には理想位置プ
ロファイルに追従して動作するために求められる要求速
度プロファイルを示している。
【００２２】２００５は、理想速度プロファイル２００
４との比較を容易とするため、コギングによる高い周波
数での変動を平均化した場合の、物理的なモータの現実
駆動速度プロファイルを示している。理想位置プロファ
イル２００３を入力としてフィードバック制御をかけて
いくと、理想速度プロファイル２００４に対して若干の
遅れが出ているが、位置決め制御領域２０１４に進むに
従って理想速度に近くなり、最終的な停止直前の速度と
しては位置決め精度を達成できる速度Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡ
ＣＨに収束している。なお、減速制御領域２０１３から
位置決め制御領域２０１４への移行は、物理的な駆動速
度状態に関わらず、位置がＳ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに達し
た瞬間に行われるものとする。
【００２３】２００５のプロファイルは、超音波モータ
のようにコギングによるトルク変動がないモータを駆動
した場合には、現実に達成することが可能であるが、こ
こではコギングによるトルク変動があるＤＣモータを駆
動することを想定しているため、実際の現実速度プロフ
ァイルの形状は、２００５に対して更にコギングによる
トルク変動の影響が加わり、２００６あるいは２００７
に示した形状となる。
【００２４】２００６のプロファイルは、移動開始時点
でのＤＣモータの位相が、２００７のプロファイルと反
対である場合を示しており、実際にはこの２つのパター
ンだけでなく、ＤＣモータの移動開始時の位相により、
トルク変動により速度が速くなるポイント１００４及び
速度が遅くなるポイント１００５の位置が時間的にずれ
た様々なパターンが生じ得る。
【００２５】図中のＳ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨは、上述のよ
うに減速制御領域２０１３から位置決め制御領域２０１
４に移行する位置を示しており、Ｓ＿ＳＴＯＰは停止位
置を示している。Ｔ＿ＡＤＤは加速制御領域２０１１に
費やされる所要時間であり、Ｔ＿ＤＥＣは減速制御領域
２０１３に費やされる所要時間である。Ｔ＿ＦＬＡＴは
定速制御領域２０１２に費やされる時間であり、移動開
始位置を０としたときの停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰ、すなわ
ち総移動距離に対する理想位置プロファイル２００３を
設定した時点で決定される固定値である。
【００２６】Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨは位置決め制御領域
２０１４に費やされる時間であり、制御対象が実際に動
いたときに、位置決め制御領域２０１４に移行する位置
Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨから停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰまでの
距離Ｓ＿ＡＰＲ＿ＳＴＯＰを移動するのに要する時間で
ある。この図に示した２００５では、位置決め領域を駆
動制御対象が理想速度で動いた場合をモデルとして示し
ているが、現実の制御においては、理想通りの物理的動
作は一般的に大変困難である。
【００２７】高速かつ高精度の位置決めを行うために
は、理想位置プロファイル２００３のカーブをその系に
適合するようにチューニングする必要がある。具体的に
は、定速制御領域２０１２の速度は、位置決め所要時間
を短縮するために系の性能の許す限り速く、位置決め制
御領域２０１４の速度は、位置決め精度の向上を実現す
るために系の性能の許す限り遅く、さらに加速制御領域
２０１１、減速制御領域２０１３、及び位置決め制御領
域２０１４の距離は、位置決め所要時間を短縮するため
に系の性能の許す限り短くなるように、理想位置プロフ
ァイル２００３を設定することが望ましい。
【００２８】しかしながら、このようなチューニングの
詳細な手法については本発明の主題ではないので、ここ
ではすでに理想位置プロファイル２００３が最適に調整
されているものとして説明する。
【００２９】上述のように、２００６及び２００７は、
図１に関して説明したようなコギングによるトルク変動
を有するＤＣモータを用いて同様の制御を施した場合
の、物理的なモータの速度プロファイルを示している。
大局的には、理想的なモータにおける現実速度プロファ
イル２００５と同様の曲線となるが、コギングによるト
ルク変動の影響による速度変動があるため、位置決め制
御領域２０１４に移行した瞬間の速度を目標となる速度
Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨと比較すると、２００６では速
く、２００７では遅くなってしまっている。
【００３０】この影響により、２００６で示したプロフ
ァイルでは、停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰに到達した瞬間の速
度がＶ＿ＰＲＯＭＩＳＥを超えてしまっている。この速
度では、装置に要求される停止条件を満たすことはでき
ないので、停止位置の精度が保証されず、停止位置をオ
ーバーランする可能性がある。
【００３１】一方、２００７で示したプロファイルで
は、位置決め制御領域２０１４における速度の平均が低
くなるため、実際に停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰに到達するま
での時間が、Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨよりも長くなってし
まい、所要時間が長くなるという問題が生じる。
【００３２】２００６のプロファイルにおける停止位置
の問題を解決するためには、位置決め制御領域に移行す
る際の速度をデフォルトの値Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨより
も下げることで容易に対処できる。しかしながら、この
ようにすると、移動開始時のモータの位相により２００
７に示すプロファイルとなったときに、所要時間が長く
なるという問題を更に悪化させてしまう。
【００３３】また逆に、２００７における所要時間の問
題を解決するためには、位置決め制御領域に移行する際
の速度をデフォルトの値Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨよりも上
げることで容易に対処できる。しかしながら、このよう
にすると、移動開始時のモータの位相により２００６に
示すプロファイルとなったときに、停止位置の精度が保
証されないという問題を更に悪化させてしまう。
【００３４】更に、ＤＣモータのコギングには周期が存
在するが、この周期は定量的に正確に検知することが難
しい。図では近似的にサインカーブで示しているが、実
際のトルク変動は個体毎にばらつきがあり、サインカー
ブで表せない様々な特性となる。このため、同じ種類・
型番であってもトルク変動の特性は同一とはならず、あ
らゆるモータに対して汎用的、普遍的に完全に適用でき
る曲線（プロファイル）は存在しない。
【００３５】また、エンコーダから読み込む論理的位置
情報と、コギングによるトルクリップルの周期を３６０
度とみなした場合の位相角とを関連付けて制御すること
も考えられるが、この場合、装置がパワーオフされる度
に論理的位置情報が初期化されてしまうため、装置がパ
ワーオンした後に行う移動の際の停止位置での速度が、
２００６に示すように最終的に目標となる速度を超過す
るのか、２００７に示すように最終的に目標となる速度
未満となるのかを、予め予測して制御することが困難で
ある。
【００３６】以上のように、使用するＤＣモータのコギ
ング特性に応じて位置決め制御領域の目標速度（Ｖ＿Ａ
ＰＰＲＯＡＣＨ）を設定し、高精度かつ高速な位置制御
を達成することは事実上非常に困難である。
【００３７】本発明は以上のような状況に鑑みてなされ
たものであり、使用するモータの個体差や機構の取り付
け、又は位相角に関連したコギング等に起因する特性の
ばらつきに関らず、高精度かつ高速な位置制御を達成す
ることのできる、モータの制御のための方法及び装置を
提供することを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の一実施形態としてのモータの制御方法は、モ
ータを動力源として使用して機構を駆動する機器におけ
るモータの制御方法であって、各駆動を行う際に、目標
位置及び予め設定された初期パラメータに従って該駆動
の理想的なプロファイルを作成するプロファイル作成工
程と、前記プロファイルに従って前記モータの駆動を制
御する追値制御工程と、各駆動の終了の際に、前記初期
パラメータの値を評価する評価工程と、前記評価の結果
に応じて、前記初期パラメータの値を変更する変更工程
と、を備えている。
【００３９】また、上記目的を達成する本発明の一実施
形態としてのモータの制御装置は、モータを動力源とし
て使用して機構を駆動するモータの制御装置であって、
各駆動を行う際に、目標位置及び予め設定された初期パ
ラメータに従って該駆動の理想的なプロファイルを作成
するプロファイル作成手段と、前記プロファイルに従っ
て前記モータの駆動を制御する追値制御手段と、各駆動
の終了の際に、前記初期パラメータの値を評価する評価
手段と、前記評価の結果に応じて、前記初期パラメータ
の値を変更する変更手段と、を備えている。
【００４０】すなわち、本発明では、モータを動力源と
して使用して機構を駆動する機器においてモータを制御
する際に、各駆動を行う際に、目標位置及び予め設定さ
れた初期パラメータに従って該駆動の理想的なプロファ
イルを作成し、このプロファイルに従ってモータの駆動
を制御し、各駆動の終了の際に、初期パラメータの値を
評価し、評価の結果に応じて、初期パラメータの値を変
更する。
【００４１】このようにすると、使用するモータの個体
差や機構の取り付け、又は位相角に関連したコギング等
に起因する特性のばらつきがある場合に、その特性に応
じたプロファイルが生成され、該プロファイルに従った
制御が行われる。
【００４２】従って、使用するモータ個々の特性に関ら
ず、高精度かつ高速な位置制御を達成することができ
る。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。ここでは、着脱
可能なインクタンクを備えた記録ヘッドを搭載したシリ
アル式インクジェットプリンタを例に挙げて説明する。
【００４４】［第１の実施形態］第１の実施形態は、シ
リアル式インクジェットプリンタにおいて、記録媒体搬
送用のラインフィードモータの制御に、本発明のモータ
の制御方法を適用したものである。
【００４５】図３は本実施形態に係るシリアル式インク
ジェットプリンタの全体図である。同図において、１０
１はインクタンクを有する記録ヘッド、１０２は記録ヘ
ッド１０１を搭載するキャリッジである。キャリッジ１
０２の軸受け部には主走査方向に摺動可能な状態でガイ
ドシャフト１０３が挿入され、そのシャフトの両端はシ
ャーシ１１４に固定されている。このキャリッジ１０２
に係合したキャリッジ駆動伝達手段であるベルト１０４
を解して、キャリッジ駆動手段である駆動モータ１０５
の駆動が伝達され、キャリッジ１０２が主走査方向に移
動可能である。
【００４６】記録待機中において記録用紙１１５は、給
紙ベース１０６にスタックされており、記録開始時には
給紙ローラ（不図示）により記録用紙が給紙される。給
紙された記録用紙を搬送するため、ＤＣモータである用
紙搬送用モータ（１０７）の駆動力により伝達手段であ
るギア列（モータギア１０８、搬送ローラギア１０９）
を介して搬送ローラを回転させ、ピンチローラばね（不
図示）により搬送ローラ１１０に押圧され従動回転する
ピンチローラ１１１とこの搬送ローラ１１０とにより記
録用紙１１５は適切な送り量だけ搬送される。ここで、
搬送量は搬送ローラ１０９に圧入されたコードホイール
（ロータリーエンコーダフィルム１１６）のスリットを
エンコーダセンサ１１７で検知、カウントすることで管
理され、高精度送りを可能としている。
【００４７】図４は、図３に示したプリンタの制御構成
を説明するブロック図である。
【００４８】図において、４０１はプリンタ装置のプリ
ンタ制御用のＣＰＵで、ＲＯＭ４０２に記憶されたプリ
ンタ制御プログラムやプリンタエミュレーション、記録
フォントを利用して記録処理を制御する。
【００４９】４０３はＲＡＭで、記録のための展開デー
タ、ホストからの受信データを蓄える。４０４はプリン
タヘッド、４０５はモータを駆動するモータドライバ、
４０６はプリンタコントローラで、ＲＡＭ４０３のアク
セス制御やホスト装置とのデータのやりとりやモータド
ライバへの制御信号送出を行う。４０７はサーミスタ等
で構成される温度センサで、プリンタ装置の温度を検知
する。
【００５０】ＣＰＵ４０１はＲＯＭ４０２内の制御プロ
グラムにより本体のメカ的／電気的制御を行いつつ、ホ
スト装置からプリンタ装置へ送られてくるエミュレーシ
ョンコマンド等の情報をプリンタコントローラ４０６内
のＩ／Ｏデータレジスタから読み出し、コマンドに対応
した制御をプリンタコントローラ４０６内のＩ／Ｏレジ
スタ、Ｉ／Ｏポートに書き込み、読み出しを行う。
【００５１】図５は、図４に示したプリンタコントロー
ラ４０６の詳細構成を説明するブロック図であり、図４
と同一のものには同一の符号を付してある。
【００５２】図において、５０１はＩ／Ｏレジスタで、
ホストとのコマンドレベルでのデータのやり取りを行
う。５０２は受信バッファコントローラで、レジスタか
ら受信データをＲＡＭ４０３に直接書き込む。
【００５３】５０３は記録バッファコントローラで、記
録時にはＲＡＭの記録データバッファから記録データを
読み出し、プリンタヘッド４０４に対してデータの送出
を行う。５０４はメモリコントローラで、ＲＡＭ４０３
に対して３方向のメモリアクセスを制御する。５０５は
プリントシーケンスコントローラで、プリントシーケン
スをコントロールする。２３１はホストインターフェー
スで、ホストとの通信を司る。
【００５４】図６は、一般的なＤＣモータの位置サーボ
による制御手順（６０００）を示すブロック図である。
本実施形態において位置サーボは、加速制御領域、定速
制御領域、減速制御領域において使用される。このよう
なＤＣモータの制御は、ＰＩＤ(proportional integral
and differential)コントロールあるいは古典制御と呼
ばれており、以下にその手順を説明する。
【００５５】まず、制御対象に与えたい目標位置を、理
想位置プロファイル６００１という形で与える。本実施
形態においては、これは該当する時刻においてラインフ
ィードモータによって搬送された紙が到達しているべき
絶対位置に該当する。時刻の進行とともに、この位置情
報は変化していく。この理想位置プロファイルに対する
追値制御を行うことで、本実施形態の駆動制御が行われ
る。
【００５６】装置にはエンコーダセンサ６００５が具備
されており、これによりモータの物理的な回転を検知す
る。エンコーダ位置情報変換手段６００９は、エンコー
ダセンサ６００５が検知したスリット数を累積加算して
絶対位置情報を得る手段であり、エンコーダ速度情報変
換手段６００６はエンコーダセンサ６００５の信号と、
プリンタに内蔵された時計（タイマ）から、現在のライ
ンフィードモータの駆動速度を算出する手段である。
【００５７】理想位置プロファイル６００１から、位置
情報変換手段６００９により得られた実際の物理的位置
を減算した数値を、目標位置に対して足りない位置誤差
として、６００２以降の位置サーボのフィードバック処
理に受け渡す。６００２は位置サーボのメジャーループ
であり、一般的には比例項Ｐに関する計算を行う手段が
知られている。
【００５８】６００２における演算の結果としては、速
度指令値が出力される。この速度指令値が、６００３以
降の速度サーボのフィードバック処理に受け渡される。
速度サーボのマイナーループは、比例項Ｐ、積分項Ｉ、
微分項Ｄに対する演算を行うＰＩＤ演算により行う手段
が一般的である。
【００５９】本実施形態においては、速度指令値の非線
形な変化が発生した場合の追従性を改善し、なおかつ追
値制御時の微分演算の弊害を防ぐために、一般に微分先
行形と呼ばれる手法を示しており、エンコーダ速度情報
変換手段６００６で得られたエンコーダ速度情報は、６
００２で得られた速度指令値との差を取る前に、微分演
算手段６００７を通される。この手法自体は本発明の主
題となるものではなく、制御対象の系の特性によって
は、６００３において微分演算を行えば充分なものもあ
る。
【００６０】速度サーボのマイナーループにおいては、
速度指令値からエンコーダ速度情報を減算した数値を、
目標速度に対して足りない速度誤差として、ＰＩ演算回
路６００３に受け渡し、その時点でＤＣモータに与える
べきエネルギーを、ＰＩ演算と呼ばれる手法で算出す
る。それを受けたモータドライバ回路は、例えばモータ
印加電圧は一定として、印加電圧のパルス幅を変化させ
る手段（以下「ＰＷＭ（Ｐｕｌｅｓ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏ
ｄｕｌａｔｉｏｎ）制御」と呼ぶ）を用い、印加電圧の
Ｄｕｔｙを変化させて、電流値を調節し、ＤＣモータ６
００４に与えるエネルギーを調節し、速度制御を行う。
【００６１】電流値を印加されて回転するＤＣモータ
は、６００８の外乱による影響を受けながら物理的な回
転を行い、その出力がエンコーダセンサ６００５により
検知される。
【００６２】図７は一般的なＤＣモータの速度サーボに
よる制御手順（７０００）を説明するブロック図であ
る。図６と同様な構成要素には同じ符号を伏して説明を
省略する。本実施形態において速度サーボは、位置決め
制御領域において使用される。このようなＤＣモータの
制御は、ＰＩＤコントロールあるいは古典制御と呼ばれ
ており、以下にその手順を説明する。
【００６３】まず、制御対象に与えたい目標速度を、理
想速度プロファイル７００１という形で与える。本実施
形態においては、これは該当する時刻においてラインフ
ィードモータにより紙を搬送すべき理想速度であり、該
当する時刻における速度指令値ということになる。時刻
の進行とともに、この速度情報は変化していく。この理
想速度プロファイルに対して追値制御を行うことで、本
実施形態の駆動制御が行われる。
【００６４】速度サーボにおいては、比例項Ｐ、積分項
Ｉ、微分項Ｄに対する演算を行うＰＩＤ演算により行う
手段が一般的である。本実施形態においては、速度指令
値の非線形な変化が発生した場合の追従性を改善し、な
おかつ追値制御時の微分演算の弊害を防ぐために、一般
に微分先行形と呼ばれる手法を示しており、６００６で
得られたエンコーダ速度情報は、理想速度プロファイル
７００１で得られた速度指令値との差を取る前に、微分
演算手段７００３を通される。この手法自体は本発明の
主題となるものではなく、制御対象の系の特性によって
は、７００２において該微分演算を行えば充分なものも
ある。
【００６５】速度サーボにおいては、速度指令値からエ
ンコーダ速度情報を減算した数値を、目標速度に対して
足りない速度誤差として、ＰＩ演算回路７００２に受け
渡し、その時点でＤＣモータに与えるべきエネルギー
を、ＰＩ演算と呼ばれる手法で算出する。それを受けた
モータドライバ回路は、例えばＰＷＭ制御を用い、印加
電圧のＤｕｔｙを変化させて、電流値を調節し、ＤＣモ
ータ６００４に与えるエネルギーを調節し、速度制御を
行う。
【００６６】電流値を印加されて回転するＤＣモータ６
００４は、６００８の外乱による影響を受けながら物理
的な回転を行い、その出力がエンコーダセンサ６００５
により検知される。
【００６７】図８、９、１０は、図２において説明し
た、コギングによるトルク変動の及ぼす影響と制御につ
いて、各ケースについて更に詳細に説明するための図で
ある。
【００６８】図８は、停止直前の速度ｖ＿ｓｔｏｐが、
平均的かつ理想的な値Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨで終了する
場合を示し、図９は、ｖ＿ｓｔｏｐ＞Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡ
ＣＨ、すなわち速度超過で終了する場合を示し、図１０
は、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ＞Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ、す
なわち時間超過で終了する場合を示している。
【００６９】８００１は理想位置プロファイルであり、
位置サーボを行う２０１１、２０１２、２０１３の各領
域に対して設定されるが、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨまでし
か計算されない。これは、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨを通り
過ぎると速度サーボに切り替わるため、Ｓ＿ＡＰＰＲＯ
ＡＣＨ以降ではこの理想位置プロファイルが不必要であ
るからである。８００１における減速所要時間Ｔ＿ＤＥ
Ｃは実際の駆動と関わりなく一定であり、これに該当す
る制御領域を理想減速制御領域９００１として示すもの
とする。
【００７０】８００３、９００３、１０００３は、各図
における外乱等の影響を考慮した現実位置プロファイル
である。ここでは、説明対象の明確化を図るため、コギ
ングによる高い周波数での変動を平均化した場合の、物
理的なモータの現実位置プロファイルを示している。
【００７１】位置サーボにおいては、時間的な遅れが必
ず発生するため、理想位置プロファイル８００１に対し
て８００３、９００３、１０００３の現実位置プロファ
イルはいずれも遅れを持っている。従って、理想位置プ
ロファイル８００１が終了しても、現実位置はＳ＿ＡＰ
ＰＲＯＡＣＨには到達しないことが一般的であり、本実
施形態においては、９００１が終了してから現実の駆動
がＳ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに到達するまでの間には、仮想
の理想位置プロファイル８００６によって位置サーボへ
の指令位置値として代用するものとする。この仮想の理
想位置プロファイル８００６は、理想位置プロファイル
８００１の最終的な傾きを用いて、理想位置プロファイ
ルの終点から伸ばした直線とする。
【００７２】８００５、９００５、１０００５は、２０
０５と同様、説明対象の明確化を図るため、コギングに
よる高い周波数での変動を平均化した、簡略化された概
念における場合の、物理的なモータの現実速度プロファ
イルを示しており、ここでは各図における外乱等の影響
を考慮したプロファイルを各々示している。
【００７３】その他の図２と同様な部分は、図２と同じ
符号で示している。ただし、図２においては定数値であ
った位置決め制御領域２０１４に費やされる時間の理想
値Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに対して、図８、９、１０にお
いては現実の駆動を想定した場合に外乱によってあらゆ
る値に変化する現実の値として、位置決め制御領域２０
１４に費やされる時間として現実変数値ｔ＿ａｐｐｒｏ
ａｃｈを追加している。
【００７４】なお、本実施形態における説明では、定数
値を英大文字、変数値を英小文字で示している。同一ス
ペリングの値について英大文字、英小文字の表記がある
場合、英大文字で示された値は理想定数値であり、英小
文字で示された値は同じ内容の値について変化しうる変
数値を示している。
【００７５】Ｓ＿ＤＥＣは定速制御領域２０１２が終了
して減速制御領域２０１３が開始される位置を示してお
り、あくまでも理想位置プロファイル８００１によって
決定される値であるため、現実の駆動における外乱の影
響とは無関連である。
【００７６】上記のように、図８は停止直前速度ｖ＿ｓ
ｔｏｐが、平均的かつ理想的な値Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ
で終了する場合であり、ｖ＿ｓｔｏｐ＜Ｖ＿ＰＲＯＭＩ
ＳＥ、かつ、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ＝Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡ
ＣＨ、であるため、停止直前速度、駆動所要時間の双方
が要件を満たしている。
【００７７】また、図９は、ｖ＿ｓｔｏｐ＞Ｖ＿ＡＰＰ
ＲＯＡＣＨ、すなわち速度超過で終了するため、停止直
前速度の要件を満たすことができない。実際にこのよう
な駆動が発生する主たる原因は、主に減速領域における
コギングによるトルク変動の影響により、Ｓ＿ＡＰＰＲ
ＯＡＣＨに到達した瞬間の速度が過剰であるためである
が、Ｓ＿ＳＴＯＰの位置がちょうどモータのトルク変動
により速度が速くなるポイント１００４に対応する位相
角である場合にも、同様の結果をもたらしうる。
【００７８】一方、図１０は、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ＞
Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ、すなわち時間超過で終了するた
め、駆動所要時間の要件を満たすことができない。実際
にこのような駆動が発生する主たる原因は、主に減速領
域におけるコギングによるトルク変動の影響により、Ｓ
＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに到達するかなり以前から速度が落
ちてしまうためであるが、Ｓ＿ＳＴＯＰの位置がちょう
どモータの速度が遅くなるポイント１００５に対応する
の位相角である場合にも、同様の結果をもたらしうる。
【００７９】図１１は、本実施形態における駆動制御処
理を説明するフローチャートであり、図１２は、図１１
の各処理に関わる信号の状態を速度プロファイルと共に
同じ時間軸上に示したタイミングチャートである。
【００８０】ステップＳ１１０１１でパワーオンがなさ
れると、ステップＳ１１０１２に進み、デフォルトの値
としてｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈにはＶ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ
を、ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰにはＳ＿ＡＰＲ＿ＳＴＯＰが
設定される。
【００８１】次に、ステップＳ１１０１３に進み、プリ
ンタシステムから駆動命令が発行されるまで待ち、駆動
命令がくればステップＳ１１００１に進む。
【００８２】ステップＳ１１００１で駆動制御処理が開
始されると、ステップＳ１１００２で駆動制御準備処理
が行われる。ここで行われる処理については後述する
が、その概略は、一般的にモータ制御タスクに記述され
る処理であり、駆動目的に適したテーブルの選択、駆動
量に合致したＴ＿ＦＬＡＴの設定、本発明の主題である
評価手段の結果を次回の駆動で使用する理想速度プロフ
ァイルに反映させる処理、各種ワーク領域の設定を行
い、最後にタイマ割り込み処理を司るタイマに起動をか
けて終了する。
【００８３】ステップＳ１１００２でタイマが起動され
ると、ステップＳ１１００３で示された実駆動処理に移
行する。この処理は、一般的にタイマ割り込み処理内に
記述される処理であり、たとえば１ｍｓｅｃ毎に１回の
割り込みを行い、エンコーダの値を読み出し、ＰＩＤ演
算等により出力すべき電流の値を算出し、モータに対し
て算出した値を出力するものである。
【００８４】ステップＳ１１００３の処理と並行して、
システムにおいては停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰに到達したか
どうかの監視が行われており、到達が検知されると駆動
目標位置への到達検知処理１１００４が起動されて割り
込みが発生し、ステップＳ１１００５の駆動制御終了処
理へと処理は移行する。
【００８５】ステップＳ１１００５においては、モータ
に対する出力をいち早くディセーブルにしてからタイマ
を停止し、本発明の主題である評価手段を遂行して処理
を終了する。
【００８６】以上の各処理を行うことで、１つの駆動処
理はステップＳ１１００６の駆動制御終了へと至ること
になる。
【００８７】図１３は、ステップＳ１１００２の駆動制
御準備処理での動作を詳細に示すフローチャートであ
る。
【００８８】駆動制御準備処理においては、駆動目的及
び駆動量に適したテーブルの選択を行い、該テーブルの
ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ、Ｖ＿ＦＬＡＴ、Ｔ＿ＤＥＣ、ｓ
＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ、Ｖ＿ＳＴＡＲＴ、Ｔ＿ＡＤＤ、Ｔ
＿ＦＬＡＴを取得する。シリアルプリンタ装置において
は、処理速度の高速化、静音化、給紙モータとの同期制
御等のために、ラインフィードモータに関して複数種類
のテーブルを持つことが一般的であり、ここで使用する
テーブルの選択を行うものとする。ここでは、更にＴ＿
ＤＥＣを変数領域ｔ＿ｄｅｃに、Ｓ＿ＤＥＣを変数領域
ｓ＿ｄｅｃに格納する場合について説明する。
【００８９】ステップＳ１３００１では、該テーブルに
適したフィードバック制御のゲイン設定等を行う。ここ
での処理は従来より行われている処理と同様であり、本
実施形態の主題とするところではないため説明を省略す
る。
【００９０】ステップＳ１３０００は理想位置プロファ
イル生成処理であり、理想位置プロファイル８００１を
生成するための処理であり、その詳細を以下に説明す
る。
【００９１】ステップＳ１３００２では加速駆動プロフ
ァイルを生成する。ここで行われる処理は従来より行わ
れている処理と同様であり、例えば、加速駆動プロファ
イルとしては、時間を入力とし速度を出力とする１次関
数または３次関数を用い、該出力を加算していくことで
位置プロファイルを得る方法が一般的である。
【００９２】ステップＳ１３００３では定速駆動プロフ
ァイルを生成する。ここで行われる処理も従来より行わ
れている処理と同様であり、例えば、定速駆動プロファ
イルとしては、Ｖ＿ＦＬＡＴにより駆動した場合の位置
の変化を計算する方法が一般的である。
【００９３】ステップＳ１３００４では減速駆動プロフ
ァイルを生成する。これは本実施形態の特徴的な処理で
あり、以下で詳細について説明する。
【００９４】ステップＳ１３００５において、時刻値Ｔ
ｘを初期化し、時刻Ｔｘに到達すべき理想位置Ｓ（Ｔ
ｘ）の初期値として、減速開始位置であるｓ＿ｄｅｃを
設定する。
【００９５】ステップＳ１３００６では、速度の３次減
速曲線により時刻Ｔｘにおける理想速度Ｖ（Ｔｘ）を算
出する。本実施形態において速度の３次減速曲線は、以
下の式により求めることができる。すなわち、 V(Tx)=(V_FLAT−v_approach) (2Tx−3t_dec)Tx2／t_dec
3＋V_FLAT である。
【００９６】この式からわかるように、ｖ＿ａｐｐｒｏ
ａｃｈの変化に追従して、フレキシブルに曲線を変化さ
せうる構造となっているところに特徴がある。もちろん
本発明で使用する減速曲線はこの３次減速曲線に限定さ
れるものではなく、系の適性に応じて、１次減速曲線や
その他の関数で示される曲線であってもよく、ｖ＿ａｐ
ｐｒｏａｃｈの変化を反映させうる曲線であれば、いか
なる減速曲線においても本発明の意図する効果を享受す
ることができる。
【００９７】ステップＳ１３００７では、Ｓ（Ｔｘ）に
対してＶ（Ｔｘ）を加算しうることで、Ｔｘ＋１におい
て到達すべき理想位置Ｓ（Ｔｘ＋１）を算出する。
【００９８】ステップＳ１３００８では、Ｔｘをインク
リメントする。そしてステップＳ１３００９で、カウン
タＴｘの値が理想減速制御領域９００１の終了を意味す
る値ｔ＿ｄｅｃになるまで、ステップＳ１３００６〜Ｓ
１３００８の処理が繰り返されて各ＴｘにおけるＶ（Ｔ
ｘ）、Ｓ（Ｔｘ）の計算が続けられる。
【００９９】以上の処理が終了すると、ステップＳ１３
０１０に進み、プロファイル計算で加算した時刻カウン
タＴｘを実際の制御に備えて再度初期化したり、タイマ
を起動するための各種設定等を行う。ここでの処理は従
来行われているものと同様であるので説明を省略する。
【０１００】そしてステップＳ１３０１１によりタイマ
の起動を行うと、ステップＳ１３０１２で本駆動制御準
備処理は終了する。
【０１０１】図１４は、ステップＳ１１００３の実駆動
処理で行われる動作を示したフローチャートであり、タ
イマ割り込みが発生する毎に遂行される処理について示
したものである。
【０１０２】タイマ割り込みが発生してステップＳ１１
００３が起動されると、ステップＳ１４００１に進み、
エンコーダ位置情報変換手段６００９によって現在位置
を得てＳ（Ｔｘ）への代入が行われる。
【０１０３】次にステップＳ１４００２において、位置
決め制御領域２０１４に到達しているか否かを判定し、
まだ到達していなければステップＳ１４０１１に、到達
していればステップＳ１４００５に進む。
【０１０４】ステップＳ１４０１１では、理想減速制御
領域９００１内にいるか否かを判定し、まだ該領域内に
いる場合にはステップＳ１４００３に、逸脱してしまっ
ている場合にはステップＳ１４０１２に進む。
【０１０５】ステップＳ１４００３では、理想位置プロ
ファイル生成処理１３０００で生成した位置プロファイ
ルから、現時刻Ｔｘに該当する位置情報を理想位置プロ
ファイルとして採用し、ステップＳ１４００４に進む。
【０１０６】一方、ステップＳ１４０１２では、すでに
理想位置プロファイル生成処理１３０００で生成される
領域を逸脱しているため、該理想位置プロファイルの最
終的な傾きを用いて、該理想位置プロファイルの終点か
ら伸ばした直線を生成し、仮想の理想位置プロファイル
として採用し、ステップＳ１４００４に進む。
【０１０７】ステップＳ１４００４では、以上により得
た位置指令値を用い、図６に示した位置サーボ制御６０
００を実行させ、ステップＳ１４００７に進む。
【０１０８】ステップＳ１４００５では、理想速度プロ
ファイルとして、ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈを採用し、該値
を速度指令値として、ステップＳ１４００６で図７に示
した速度サーボ制御７０００を実行させ、ステップＳ１
４００７に進む。
【０１０９】ステップＳ１４００７では、演算結果の電
流値をモータに出力し、ステップＳ１４００８で割り込
み内の処理を終了する。
【０１１０】図１５は、ステップＳ１１００５の駆動制
御終了処理で行われる動作を説明するフローチャートで
ある。
【０１１１】ステップＳ１５００１で出力電流をディセ
ーブルにしタイマを停止すると、ステップＳ１５００２
の評価処理に進む。この評価処理は本実施形態において
特徴的な処理であり、以下で詳細について説明する。
【０１１２】まずステップＳ１５０２１で、理想値であ
るＴ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨと、現実に要したｔ＿ａｐｐｒ
ｏａｃｈとの差をとり、ｄｉｆ＿ａｐｐｒｏａｃｈに代
入し、ステップＳ１５００３に進む。
【０１１３】ｓｔｕｄｙＰｒｍは、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃ
ｈが理想値から逸脱している度合いを、次の駆動におけ
るｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈに反映させるための改善係数で
ある。
【０１１４】ステップＳ１５００３において、ｄｉｆ＿
ａｐｐｒｏａｃｈとＳＴＵＤＹ＿Ｔ＿ＨＩＳＰＥＥＤＬ
ＩＭＩＴを比較する。そして、ｄｉｆ＿ａｐｐｒｏａｃ
ｈが小さすぎる場合には、ステップＳ１５０１１に進ん
で、ｓｔｕｄｙＰｒｍとしてＳＴＵＤＹ＿ＰＲＭ＿ＥＭ
ＥＲＧＥＮＣＹを採用する。一方、小さすぎない場合に
はステップＳ１５００４に進んで、ＳＴＵＤＹ＿ＰＲＭ
＿ＮＯＲＭＡＬを採用する。ここで、ＳＴＵＤＹ＿ＰＲ
Ｍ＿ＥＭＥＲＧＥＮＣＹ＞ＳＴＵＤＹ＿ＰＲＭ＿ＮＯＲ
ＭＡＬである。
【０１１５】該処理は、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈがあまり
にも短すぎて、減速しきらないままにＳ＿ＳＴＯＰに到
達してしまい、ｖ＿ｓｔｏｐが高速になってしまう場合
を想定している。かかる場合にはステップＳ１５０１１
でＳＴＵＤＹ＿ＰＲＭ＿ＥＭＥＲＧＥＮＣＹを採用する
ことで、後述するステップＳ１５００７での計算によ
り、最終的に評価処理Ｓ１５００２で出力されるｖ＿ａ
ｐｐｒｏａｃｈはより低くなる。すなわち、ＳＴＵＤＹ
＿ＰＲＭ＿ＮＯＲＭＡＬにより計算したｖ＿ａｐｐｒｏ
ａｃｈを用いた場合よりも、次の駆動におけるｔ＿ａｐ
ｐｒｏａｃｈはより急激に長くなることが期待でき、ｖ
＿ｓｔｏｐが高速になってしまい停止位置の精度が保証
されないという問題を改善できる。
【０１１６】なお、ＳＴＵＤＹ＿ＰＲＭ＿ＥＭＥＲＧＥ
ＮＣＹをいかなる場合にもｓｔｕｄｙＰｒｍとして採用
すると、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈが長い場合に、より急激
なｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈの短縮を招いて、次の駆動にお
けるｖ＿ｓｔｏｐが高速になってしまうという弊害が生
じるが、ステップＳ１５００３による判定においてその
ような状態となった場合の分岐先をステップＳ１５００
４にしているため、そのような場合にはＳＴＵＤＹ＿Ｐ
ＲＭ＿ＮＯＲＭＡＬが採用される。
【０１１７】ステップＳ１５００５及びＳ１５００６で
は、ｄｉｆ＿ａｐｐｒｏａｃｈの絶対値とＳＴＵＤＹ＿
Ｔ＿ＩＮＰＵＴＬＩＭＩＴを比較し、ｄｉｆ＿ａｐｐｒ
ｏａｃｈの絶対値が大きい場合には、ステップＳ１５０
１２又はＳ１５０１３において、その値を最大リミット
値である±ＳＴＵＤＹ＿Ｔ＿ＩＮＰＵＴＬＩＭＩＴに変
更する。該処理は、突発的で極大な外乱の影響を押さえ
るための処理である。
【０１１８】このように、ステップＳ１５００３、Ｓ１
５０１１、Ｓ１５００４、Ｓ１５００５、Ｓ１５００
６、Ｓ１５０１２、Ｓ１５０１３は、本実施形態におけ
るｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈの計算において、非常に有効な
作用を実現している。
【０１１９】本発明の目的は、図９に関して説明したよ
うに、ｖ＿ｓｔｏｐ＞Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ、すなわち
速度超過で終了して停止直前速度の要件を満たすことが
できない場合と、図１０に関して説明したように、ｔ＿
ａｐｐｒｏａｃｈ＞Ｔ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨ、すなわち時
間超過で終了して駆動所要時間の要件を満たすことがで
きない場合の双方を改善することにある。
【０１２０】ここで、ラインフィードモータの位置決め
制御においては、停止位置精度の保証はいかなる状況で
も達成されなければならないが、駆動所要時間は平均的
に達成されていれば許され、許容される範囲内であれば
達成されない場合が生じても問題とはならない。
【０１２１】従って、停止直前速度ｖ＿ｓｔｏｐがＶ＿
ＡＰＰＲＯＡＣＨを超過している場合には早急な改善が
必要とされるが、駆動所要時間については、その改善に
よりｖ＿ｓｔｏｐの悪化を招いてしまう可能性がある場
合には、たとえ改善効果が鈍くなったとしても慎重に進
める必要がある。ステップＳ１５００３、Ｓ１５０１
１、Ｓ１５００４、Ｓ１５００５、Ｓ１５００６、Ｓ１
５０１２、Ｓ１５０１３での処理は、この点を考慮して
いる。
【０１２２】ステップＳ１５００７は、本実施形態にお
いて最も重要な処理であり、評価処理の核をなすもので
ある。
【０１２３】すなわち、理想のＴ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨか
ら、終了した駆動で実際に検出されたｔ＿ａｐｐｒｏａ
ｃｈを引いた差ｄｉｆ＿ａｐｐｒｏａｃｈに、適切な係
数ｓｔｕｄｙＰｒｍをかけ、それを現在のｖ＿ａｐｐｒ
ｏａｃｈから引くことで、次の駆動で使用されるｖ＿ａ
ｐｐｒｏａｃｈを算出する。
【０１２４】以上の処理が終了すると、ステップＳ１５
００８で処理を終了する。
【０１２５】ここで、ステップＳ１５００７での処理に
よる作用について、図１６、１７、１８、１９を用いて
以下で具体的に説明する。
【０１２６】図１６は、図９のｖ＿ｓｔｏｐが超過状態
となる場合の駆動を示すグラフに、コギングによるトル
ク変動を明示した現実速度プロファイルの曲線１６００
６を追加したグラフであり、図１７は、ステップＳ１５
００７の処理が行われた後の駆動状態を示したグラフで
ある。
【０１２７】上述のように、このような駆動が発生する
主たる原因は、実際にこのような駆動が発生する主たる
原因は、主に減速領域におけるコギングによるトルク変
動の影響により、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに到達した瞬間
の速度が過剰であるためであるが、Ｓ＿ＳＴＯＰの位置
がちょうどモータのトルク変動により速度が速くなるポ
イント１００５に対応する位相角である場合にも、同様
の結果をもたらしうる。図１６は、この２つの要因を、
わかりやすくするため同時に示したものである。
【０１２８】ここで、ステップＳ１５００７の処理は、
ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈが短すぎることを改善するため、
図１７に示したように、次の駆動のｖ＿ａｐｐｒｏａｃ
ｈを減少させることで位置決め制御領域２０１４の平均
速度を落としてｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈの増加とｖ＿ｓｔ
ｏｐの低速化をはかる方向に作用する。
【０１２９】図１８は、図１０のｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ
が超過状態となる場合の駆動を示すグラフに、コギング
によるトルク変動を明示した現実速度プロファイルの曲
線１８００６を追加して示したグラフであり、図１９
は、ステップＳ１５００７の処理が行われた後の駆動状
態を示したグラフである。
【０１３０】上述のように、実際にこのような駆動が発
生する主たる原因は、主に減速領域におけるコギングに
よるトルク変動の影響により、Ｓ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨに
到達するかなり以前から速度が落ちてしまうためである
が、Ｓ＿ＳＴＯＰの位置がちょうどモータの速度が遅く
なるポイント１００に対応するの位相角である場合に
も、同様の結果をもたらしうる。図１８は、この２つの
要因を、わかりやすくするために同時に示したものであ
る。
【０１３１】ここで、ステップＳ１５００７の処理は、
ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈが長すぎることを改善するため、
図１９に示したように、次の駆動のｖ＿ａｐｐｒｏａｃ
ｈを増加させることで位置決め制御領域２０１４の平均
速度を上げてｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈの減少とｖ＿ｓｔｏ
ｐの高速化をはかる方向に作用する。
【０１３２】以上説明したように本実施形態によれば、
ラインフィードモータの高速かつ高精度の位置決め制御
を達成することができ、装置の性能を向上させることが
できる。
【０１３３】なお、以上の説明においては、コギングに
よるトルク変動の影響が大きいＤＣモータを主な実施対
象として説明してきたが、コギングトルク変動の影響が
ない超音波モータ等を採用した系においても、本発案は
有効である。コギングトルク変動がないモータを採用し
た系においても、個体のばらつきにより図８、９、１０
のような制御結果の違いは容易に生ずるものであり、こ
のような個体差を解決する手段として使用することがで
きる。
【０１３４】［第２の実施形態］以下、本発明の第２の
実施形態について説明する。第２の実施形態も第１の実
施形態と同様に、シリアル式インクジェットプリンタに
おいて、記録媒体搬送用のラインフィードモータの制御
に、本発明のＤＣモータの制御方法を適用したものであ
り、以下においては上記第１の実施形態と異なる部分を
中心に説明する。
【０１３５】本実施形態は、第１の実施形態に対して、
ステップＳ１１００５で行われる駆動制御終了処理のみ
に変更を加えたものである。以下では第１の実施形態と
同様な部分は同じ符号で表し、説明を省略する。
【０１３６】図２０は、本実施形態の駆動制御終了処理
の詳細を示すフローチャートである。ここで、ステップ
Ｓ１５００１、Ｓ１５０２１、Ｓ１５００３、Ｓ１５０
１１、Ｓ１５００４、Ｓ１５００５、Ｓ１５０１２、Ｓ
１５００６、Ｓ１５０１３での処理は、上記第１の実施
形態において図１５に関して説明した内容と同一である
ため、説明を省略する。
【０１３７】ステップＳ２０００２の評価処理は、本実
施形態の特徴となる処理であり、以下に詳細を説明す
る。
【０１３８】ステップＳ２０００７では、理想のＴ＿Ａ
ＰＰＲＯＡＣＨから、終了した駆動で実際に検出された
ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈを引いた差ｄｉｆ＿ａｐｐｒｏａ
ｃｈに、適切な係数ｓｔｕｄｙＰｒｍをかけ、それを現
在のｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈから引いた値を、暫定的な値
を格納するワーク領域ｔｅｍｐ＿ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ
に格納する。
【０１３９】ステップＳ２０００８で、このｔｅｍｐ＿
ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈを予め設定したｖ＿ａｐｐｒｏａ
ｃｈの下限値ＳＴＵＤＹ＿Ｖ＿ＬＯＷＥＲＬＩＭＩＴと
比較し、下限値を下回っている場合にはステップＳ２０
０１４に進み、そうでない場合にはステップＳ２０００
９に進む。
【０１４０】ステップＳ２００１４では、ｔｅｍｐ＿ｖ
＿ａｐｐｒｏａｃｈをデフォルトの値Ｖ＿ＡＰＰＲＯＡ
ＣＨに戻し、代わりにｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰの値を増加
させてステップＳ２０００９に進む。
【０１４１】ステップＳ２０００９では、以上によって
確定されたｔｅｍｐ＿ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈを、ｖ＿ａ
ｐｐｒｏａｃｈに代入する。
【０１４２】以上の処理が終了すると、ステップＳ１５
００８で処理を終了する。
【０１４３】この本実施形態の評価処理の作用につい
て、以下具体的に、図２１、２２を参照して説明する。
【０１４４】図２１は、図９に示したｖ＿ｓｔｏｐ超過
状態を改善するために第１の実施形態で述べた処理によ
りｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈを下げていった場合の駆動状態
を示したグラフであり、図２２は、本実施形態による改
善効果がなされた後の駆動状態を示したグラフである。
【０１４５】第１の実施形態で述べた処理では、ｔ＿ａ
ｐｐｒｏａｃｈが短い場合にはｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈの
値は際限なく下げられていく。すると、図２１に示した
ように、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈが極端に下がった結果、
位置決め制御領域２０１４において、Ｓ＿ＳＴＯＰに到
達していないにも関わらずモータが一瞬停止してしまう
場合が生じ得る。この場合、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈは極
端に長くなる。
【０１４６】停止してしまう時間の長さはそのときのラ
インフィード系の状態によって様々であり一意的ではな
い。従ってｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈの改善の度合いは非線
型になってしまう。これは第１の実施形態及び本実施形
態において、ｄｉｆ＿ａｐｐｒｏａｃｈにｓｔｕｄｙＰ
ｒｍをかけた値を反映することで制御特性の改善を行う
ためには、該値の制御特性の改善に対する影響が線形で
なければならないという前提を満たさない。このような
問題は、ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈが極端に下げられた結
果、該ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈを達成するための出力が対
象となる系における静止摩擦力を下回ってしまうことに
起因する。このように非線型の変化が出てしまうと対応
可能な許容範囲から逸脱してしまうため、静止摩擦力が
問題にならない程度の最低速度を満たした上で、制御を
行うことが必要となる。
【０１４７】以上のように、いかなる状況においても、
Ｓ＿ＳＴＯＰに到達する前に位置決め制御領域２０１４
内においてラインフィードモータが停止してしまう現象
は回避されなければならない。
【０１４８】本実施形態ではこのような事態を防止する
ために、ステップＳ２０００８及びＳ２００１４の処理
が設けられており、図２２によってかかる処理の効果に
ついて説明する。
【０１４９】本実施形態においては、位置決め制御領域
２０１４に要する距離は可変である。この可変である変
数をｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰとおく。ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯ
Ｐのパワーオン後のデフォルト値は、Ｓ＿ＡＰＲ＿ＳＴ
ＯＰとする。
【０１５０】位置決め制御領域２０１４の距離が可変と
なると、Ｓ＿ＳＴＯＰが等しくなることを実現するため
には、位置決め制御が開始される位置及び減速制御が開
始される位置は可変となる。前者をｓ＿ａｐｐｒｏａｃ
ｈ、後者をｓ＿ｄｅｃとする。ｓ＿ａｐｐｒｏａｃｈの
パワーオン後のデフォルト値はＳ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨで
あり、後者のパワーオン後のデフォルト値はＳ＿ＤＥＣ
である。
【０１５１】また、位置決め制御領域２０１４の距離が
可変となると、総駆動量を同じにするためには、定速制
御領域２０１２の長さも可変となる。そこで、定速制御
領域２０１２に要する可変の時間値をｔ＿ｆｌａｔとす
る。ｔ＿ｆｌａｔのパワーオン後のデフォルト値は、Ｔ
＿ＦＬＡＴである。
【０１５２】図２２において、ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ
は、図２１における対応する値であるＳ＿ＡＰＲ＿ＳＴ
ＯＰよりも長く設定されており、一方ｖ＿ａｐｐｒｏａ
ｃｈは、図２１においてはＶ＿ＡＰＰＲＯＡＣＨよりも
極端に低かったのと比較すると高速に設定されている。
【０１５３】ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈが図２１の値よりも
高いため、図２１で位置決め制御領域２０１４において
発生した、Ｓ＿ＳＴＯＰに到達していないにも関わらず
モータが一瞬停止してしまうという事態は回避される。
【０１５４】他方、ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰが図２１の値
よりも大きくなったことにより、位置決め制御領域２０
１４の距離が長くなり、低速で駆動される距離が長くな
る。この結果、充分に減速された状態でＳ＿ＳＴＯＰに
到達し、ｖ＿ｓｔｏｐ＜Ｖ＿ＰＲＯＭＩＳＥが達成され
る。
【０１５５】以上述べてきたように、本実施形態の特徴
は、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ及びｖ＿ｓｔｏｐの改善を第
１の実施形態における装置のようにｖ＿ａｐｐｒｏａｃ
ｈの変更のみによって行うことができない場合、ｖ＿ａ
ｐｐｒｏａｃｈを変更せずに位置決め制御領域での移動
距離ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰを変更して代用する点にあ
る。
【０１５６】また、一般にデジタルエンコーダを採用し
た装置においては、エンコーダの解像度を高くするとコ
ストアップを招くため、コスト低下の観点から比較的低
い解像度のエンコーダを使用することが要求される。低
解像度のエンコーダにおいては、１スリット間の距離が
長くなるため、本実施形態におけるｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯ
Ｐの変更が粗くなってしまう。ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰの
変更の度合いが粗いと、ｔ＿ａｐｐｒｏａｃｈ及びｖ＿
ｓｔｏｐへの影響も粗いものとなってしまい、きめこま
かな制御を行うのが困難となる恐れがある。
【０１５７】しかしながら、本実施形態ではｖ＿ａｐｐ
ｒｏａｃｈの変更による改善が悪影響を及ぼす場合のみ
ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰの変更による改善を行うようにし
ているため、低解像度のエンコーダを用いた場合にも、
充分な効果を期待することができる。
【０１５８】［第３の実施形態］以下、本発明の第３の
実施形態について説明する。第３の実施形態も第１及び
第２の実施形態と同様に、シリアル式インクジェットプ
リンタにおいて、記録媒体搬送用のラインフィードモー
タの制御に、本発明のモータの制御方法を適用したもの
であり、以下においては上記の実施形態と異なる部分を
中心に説明する。
【０１５９】本実施形態は、第２の実施形態に対して、
ステップＳ１１００２で行われる駆動制御準備処理のみ
に変更を加えたものである。以下では第１及び第２の実
施形態と同様な部分は同じ符号で表し、説明を省略す
る。
【０１６０】第２の実施形態では、Ｓ＿ＳＴＯＰが、コ
ギングによるトルク変動の影響により、モータ自身が高
速で回転してしまう位相角に対応するポイント１００４
に該当する場合と、モータ自身が低速で回転してしまう
位相角に対応するポイント１００５に該当する場合と
で、ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ及びｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈに
対して異なった値を使用することは明示されていなかっ
た。
【０１６１】しかしながら、Ｓ＿ＳＴＯＰが１００４に
該当する場合と１００５に該当する場合とでは特性が大
きく異なるため、本来各々の位相に応じて、ｓ＿ａｐｒ
＿ＳＴＯＰとｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈとを別個に管理とす
るのが好ましい。本実施形態においては、これから行う
駆動におけるＳ＿ＳＴＯＰに対応するモータの位相角に
応じて、ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰとｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ
を別個に管理にする。以下この点について説明する。
【０１６２】図２３は、本実施形態におけるステップＳ
１１００２の駆動制御準備処理を詳細に示したフローチ
ャートである。ｐｈａｓｅ＿Ｘは、モータの位相角に一
意的に対応する配列へアクセスするための通し番号であ
る。ｍｅｍ＿ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］
は、各ｐｈａｓｅ＿ＸがＳ＿ＳＴＯＰだった場合のｓ＿
ａｐｒ＿ＳＴＯＰを各々格納する配列であり、ｍｅｍ＿
ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］は、各ｐｈａ
ｓｅ＿ＸがＳ＿ＳＴＯＰだった場合のｖ＿ａｐｐｒｏａ
ｃｈを各々格納する配列である。
【０１６３】本実施形態における駆動制御準備処理Ｓ１
１００２では、まずステップＳ２３００１で、これから
駆動を行うＳ＿ＳＴＯＰに一意的に対応するｐｈａｓｅ
＿Ｘを用いて、該当するｍｅｍ＿ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ
［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］から値を読み出してｓ＿ａｐｒ＿Ｓ
ＴＯＰに格納し、該当するｍｅｍ＿ｖ＿ａｐｐｒｏａｃ
ｈ［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］から値を読み出してｖ＿ａｐｐｒ
ｏａｃｈに格納する。ステップＳ１３００１以降の処理
は、第１の実施形態に関して説明した図１３に示した処
理と同じであるため、説明を省略する。
【０１６４】図２４は、本実施形態におけるステップＳ
１１００５の駆動制御終了処理を詳細に示したフローチ
ャートである。ステップＳ２４００１で、実行した駆動
のＳ＿ＳＴＯＰに一意的に対応するｐｈａｓｅ＿Ｘを用
いて、該当するｍｅｍ＿ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ［ｐｈａ
ｓｅ＿Ｘ］から値を読み出してｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰに
格納し、該当するｍｅｍ＿ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ［ｐｈ
ａｓｅ＿Ｘ］から値を読み出してｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ
に格納する。
【０１６５】これらの値によって評価処理Ｓ２０００２
を実行した後、ステップＳ２４００２において、その結
果として得られる更新されたｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰとｖ
＿ａｐｐｒｏａｃｈを該当するｍｅｍ＿ｓ＿ａｐｒ＿Ｓ
ＴＯＰ［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］とｍｅｍ＿ｖ＿ａｐｐｒｏａ
ｃｈ［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］に書き戻している。
【０１６６】図２５Ａ及び図２５Ｂは、図２３及び２４
で説明した処理の効果について、さらに詳しく説明する
ための図である。
【０１６７】図２５Ａに示したグラフ（ａ）及び表
（ｂ）は、通電されない状態で関連性が失われていたモ
ータの位相角とエンコーダからの読み出し値との関連
が、パワーオン後に、１００４がゼロリセットしたエン
コーダ読み出し値の３π／２に該当する場合を示してい
る。
【０１６８】一方、図２５Ｂの（ａ）のグラフ及び
（ｂ）の表は、通電されない状態で関連性が失われてい
たモータの位相角とエンコーダからの読み出し値との関
連が、パワーオン後に、１００５がゼロリセットしたエ
ンコーダ読み出し値の３π／２に該当する場合を示して
いる。
【０１６９】通電されない状態では、エンコーダのスリ
ットの検出間隔を記憶することができないため、直前の
モータの位相角とエンコーダからの位置の読み出し値と
の対応を残しておくことができない。また、通電されな
い状態でユーザの手動作等によりモータが動かされた場
合にも、エンコーダの動きが監視できないため、モータ
の位相角とエンコーダからの位置の読み出し値の対応の
変化を検知することができない。すなわち、電源投入時
の、モータの位相角とエンコーダからの位置の読み出し
値の対応は不定である。
【０１７０】しかしながら、本実施形態のように、各々
のｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ及びｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈを各
ｐｈａｓｅ＿Ｘごとに管理しておけば、ｐｈａｓｅ＿Ｘ
各々の特性の違いを吸収できるばかりではなく、電源投
入時の、モータの位相角とエンコーダからの位置の読み
出し値の対応が不定である点についても対応できる。
【０１７１】すなわち、図２５Ａの（ｂ）におけるｐｈ
ａｓｅ＿Ｘ＝０に対するｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰの改善値
Ｄ＿１、及びｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈの改善値Ｖ＿１は、
図２５Ｂにおけるｐｈａｓｅ＿Ｘ＝πに対応する値とそ
れぞれ等しくなる。すなわち、各改善値は、単なる配列
の通し番号にすぎないｐｈａｓｅ＿Ｘの値に依存するの
ではなく、モータの実際の物理的位相角に依存して収束
していく。
【０１７２】従って本実施形態では、通電されない状態
においてはエンコーダのスリットの検出間隔を記憶する
ことができない、ＤＣモータを使用した一般的な構成に
おいても、モータの位相角とエンコーダからの位置の読
み出し値の対応関係に応じた駆動制御を可能として、停
止位置精度と所要時間との両方の要件を満たすような制
御が可能となる。
【０１７３】［第４の実施形態］以下、本発明の第４の
実施形態について説明する。第４の実施形態も上記実施
形態と同様に、シリアル式インクジェットプリンタにお
いて、記録媒体搬送用のラインフィードモータの制御
に、本発明のモータの制御方法を適用したものであり、
以下においては上記の実施形態と異なる部分を中心に説
明する。
【０１７４】本実施形態は、第１の実施形態に対して、
ステップＳ１１００２で行われる駆動制御準備処理のみ
に変更を加えたものである。以下では上記実施形態と同
様な部分は同じ符号で表し、説明を省略する。
【０１７５】図２６Ａ及び２６Ｂは、本実施形態によっ
て解決しようとする問題点の詳細を示すグラフである。
【０１７６】図２６Ａは、第１の実施形態における改善
効果が現れる前のデフォルトの駆動状態で、定速制御領
域２０１２の距離Ｔ＿ＦＬＡＴを０とした場合を示して
おり、図２６Ｂは、第１の実施形態における改善効果が
現れた後の駆動状態で、同じく定速制御領域２０１２の
距離Ｔ＿ＦＬＡＴを０とした場合を示している。
【０１７７】ここで、ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈの値を比較
すると、図２６Ａより図２６Ｂの方が高くなっている。
これにより減速制御領域２０１３の最終速度が上がるた
め、結果的に減速制御領域２０１３で移動する距離が増
加する。すなわち、減速制御領域２０１３に移行した時
の位置はｓ＿ｄｅｃ＿１のまま変化しないものの、位置
決め制御領域２０１４に移行した時の位置は、図２６Ａ
のｓ＿ａｐｐｒｏａｃｈ＿１よりも図２６Ｂのｓ＿ａｐ
ｐｒｏａｃｈ＿２のほうが大きくなり、結果的に図２６
Ａにおける停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰ＿１よりも図２６Ｂに
おける停止位置Ｓ＿ＳＴＯＰ＿２のほうが大きくなる。
【０１７８】これはすなわち、改善効果によってｖ＿ａ
ｐｐｒｏａｃｈが変化した結果、同一テーブルで駆動で
きる最短駆動距離が変わってしまうことを意味してい
る。図２６Ａで駆動することができたＳ＿ＳＴＯＰ＿１
は、図２６Ｂにおいてはもはや駆動できない。従って、
同一のテーブルを使い続けようとするとプログラム論理
が破綻してしまい、システムのハングアップを引き起こ
してしまう。
【０１７９】本実施形態は、以上のような第１の実施形
態による弊害を解決するものである。
【０１８０】すなわち、本実施形態では図２６Ｃに示す
ように、異なるテーブル、例えば定速制御領域２０１２
の速度Ｖ＿ＦＬＡＴが低い（図２６Ａにおける該速度を
Ｖ＿ＦＬＡＴ＿１とし、図２６Ｃにおける該速度をＶ＿
ＦＬＡＴ＿３としたとき、Ｖ＿ＦＬＡＴ＿１＞Ｖ＿ＦＬ
ＡＴ＿３となる）テーブルを新たに適用すれば、該テー
ブルの最短駆動距離Ｓ＿ＳＴＯＰ＿３はＳ＿ＳＴＯＰ＿
１を下回るため、問題なく駆動することができる。
【０１８１】図２７は、本実施形態の特徴となる処理で
あり、ステップＳ１１００２で行われる駆動制御準備処
理の詳細を示すフローチャートである。
【０１８２】図２７において処理が開始されると、まず
ステップＳ２７００１で駆動テーブルを指定するための
カウンタｔａｂｌｅ＿ｎｕｍｂｅｒを０で初期化する。
【０１８３】ステップＳ１３００１を行った後、ステッ
プＳ２７００２で、該当するｔａｂｌｅ＿ｎｕｍｂｅ
ｒ、ｐｈａｓｅ＿Ｘに該当するｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ、
ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ、Ｖ＿ＦＬＡＴ、ｔ＿ｄｅｃを、
該当する値が格納されているテーブルｍｅｍ＿ｓ＿ａｐ
ｒ＿ＳＴＯＰ［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］［ｔａｂｌｅ＿ｎｕｍ
ｂｅｒ］、ｍｅｍ＿ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ［ｐｈａｓｅ
＿Ｘ］［ｔａｂｌｅ＿ｎｕｍｂｅｒ］、ｍｅｍ＿Ｖ＿Ｆ
ＬＡＴ［ｔａｂｌｅ＿ｎｕｍｂｅｒ］、ｍｅｍ＿ｔ＿ｄ
ｅｃ［ｐｈａｓｅ＿Ｘ］［ｔａｂｌｅ＿ｎｕｍｂｅｒ］
から取得する。
【０１８４】なお、ｍｅｍ＿Ｖ＿ＦＬＡＴ［ｔａｂｌｅ
＿ｎｕｍｂｅｒ］においては、ｔａｂｌｅ＿ｎｕｍｂｅ
ｒが大きくなるに従って、より大きな値が格納されてい
るものとする。
【０１８５】これらの値を用いてステップＳ１３０００
によって理想プロファイルを計算した後で、ｔ＿ｆｌａ
ｔが０より大きいか否かをステップＳ２７００３で判定
する。
【０１８６】この判定は、求められる駆動量が、該当テ
ーブルで駆動可能かどうかを調べるためのものであり、
ｔ＿ｆｌａｔ＞０でない場合には、破綻をきたしている
ことがわかる。
【０１８７】ステップＳ２７００５は破綻していない場
合の処理であり、ｓ＿ａｐｒ＿ＳＴＯＰ、ｖ＿ａｐｐｒ
ｏａｃｈ、Ｖ＿ＦＬＡＴ、ｔ＿ｄｅｃを、暫定値を一時
的に保持しておくためのワーク領域ｔｅｍｐ＿ｓ＿ａｐ
ｒ＿ＳＴＯＰ、ｔｅｍｐ＿ｖ＿ａｐｐｒｏａｃｈ、ｔｅ
ｍｐ＿Ｖ＿ＦＬＡＴ、ｔｅｍｐ＿ｔ＿ｄｅｃに記憶す
る。
【０１８８】ステップＳ２７００６でｔａｂｌｅ＿ｎｕ
ｍｂｅｒを進めた後、ステップＳ２７００７で、該ｔａ
ｂｌｅ＿ｎｕｍｂｅｒがまだ該システムの持っているテ
ーブルの総テーブル数に達していない場合には、ステッ
プＳ１３００１に戻って処理を続行する。
【０１８９】一方、ステップＳ２７００３で既に該送り
量が該当テーブルでは駆動できないことが判明した場
合、またはステップＳ２７００７で該システムの持って
いるすべてのテーブルについての判定が終わっているこ
とが判明した場合には、ステップＳ２７００４で、条件
に合致するテーブルの情報として、ステップＳ２７００
５で一時的に記憶した値を書き戻す。
【０１９０】ステップＳ１３０１０、Ｓ１３０１１、Ｓ
１３０１２については、第１の実施形態で図１３に関し
て説明したので、ここでは説明を省略する。
【０１９１】本実施形態によれば、以上述べてきた処理
を行うことにより、適切なテーブルを採用して駆動制御
を行うことができる。
【０１９２】［他の実施形態］以上の実施形態は、シリ
アル式インクジェットプリンタの記録紙搬送用（ライン
フィード）モータの制御に本発明を適用したものである
が、本発明は、インクジェットプリンタに限らず、モー
タを使用する様々な機器に適用可能である。
【０１９３】また、上記の実施形態はいずれもＤＣモー
タの制御に本発明を適用したものであるが、ＤＣモータ
以外でも上記の追値制御等のフィードバック制御が可能
なモータであれば、本発明を適用できる。
【０１９４】本発明の目的は、前述した実施形態の機能
を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した
記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシス
テムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰ
Ｕ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。
【０１９５】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【０１９６】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。
【０１９７】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１９８】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【０１９９】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した（図１１、１３〜１５、
２０、２３、２４及び２７に示す）フローチャートに対
応するプログラムコードが格納されることになる。
【０２００】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用するモータの個体差や機構の取り付け、又は位相角
に関連したコギング等に起因する特性のばらつきがある
場合に、その特性に応じたプロファイルが生成され、該
プロファイルに従った制御が行われる。
【０２０１】従って、使用するモータ個々の特性に関ら
ず、高精度かつ高速な位置制御を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＣモータを定速で駆動した場合の速度変動を
簡略に示したグラフである。
【図２】ＤＣモータにおいて用いられる理想位置プロフ
ァイル追値制御、理想速度プロファイル追値制御を例に
して、コギングによるトルク変動の及ぼす影響を説明す
るための図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシリアル式インクジェ
ットプリンタの全体図である。
【図４】図３のプリンタの制御構成を説明するブロック
図である。
【図５】図４に示したプリンタコントローラの詳細構成
を説明するブロック図である。
【図６】一般的なＤＣモータの位置サーボによる制御手
順を示すブロック図である。
【図７】一般的なＤＣモータの速度サーボによる制御手
順を示すブロック図である。
【図８】コギングによるトルク変動の及ぼす影響と制御
について詳細に説明するための図である。
【図９】コギングによるトルク変動の及ぼす影響と制御
について詳細に説明するための図である。
【図１０】コギングによるトルク変動の及ぼす影響と制
御について詳細に説明するための図である。
【図１１】第１の実施形態における駆動制御処理を説明
するフローチャートでである。
【図１２】図１１の各処理に関わる信号の状態を速度プ
ロファイルと共に同じ時間軸上に示したタイミングチャ
ートである。
【図１３】図１１の駆動制御準備処理で行われる動作を
示すフローチャートである。
【図１４】図１１の実駆動処理で行われる動作を示すフ
ローチャートである。
【図１５】図１１の駆動制御終了処理で行われる動作を
示すフローチャートである。
【図１６】図９に、コギングによるトルク変動を明示し
た現実速度プロファイルの曲線を追加したグラフであ
る。
【図１７】図１５のステップＳ１５００７の処理が行わ
れた後の駆動状態を示したグラフである。
【図１８】図１０に、コギングによるトルク変動を明示
した現実速度プロファイルの曲線を追加したグラフであ
る。
【図１９】図１５のステップＳ１５００７の処理が行わ
れた後の駆動状態を示したグラフである。
【図２０】第２の実施形態の駆動制御終了処理の詳細を
示すフローチャートである。
【図２１】位置決め制御領域の速度を下げていった場合
の駆動状態を示したグラフである。
【図２２】第２の実施形態による改善効果がなされた後
の駆動状態を示したグラフである。
【図２３】第３の実施形態における駆動制御準備処理を
詳細に示したフローチャートである。
【図２４】第３の実施形態における駆動制御準備処理を
詳細に示したフローチャートである。
【図２５Ａ】図２３及び２４で説明した処理の効果を詳
しく説明するための図である。
【図２５Ｂ】図２３及び２４で説明した処理の効果を詳
しく説明するための図である。
【図２６Ａ】第４の実施形態によって解決しようとする
問題点の詳細を示すグラフである。
【図２６Ｂ】第４の実施形態によって解決しようとする
問題点の詳細を示すグラフである。
【図２６Ｃ】第４の実施形態によって問題点が解決され
る様子を示すグラフである。
【図２７】第４の実施形態で行われる駆動制御準備処理
の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ インクタンクを有する記録ヘッド １０２ 記録ヘッド１０１を搭載するキャリッジ １０３ ガイドシャフト １０４ ベルト １０５ 駆動モータ １０６ 給紙ベース １０７ 用紙搬送用モータ １０８ モータギア １０９ 搬送ローラギア １１０ 搬送ローラ １１１ ピンチローラ １１４ シャーシ １１５ 記録用紙 １１６ ロータリーエンコーダフィルム １１７ エンコーダセンサ ２３１ ホストインターフェース ４０１ プリンタ装置のプリンタ制御用のＣＰＵ ４０２ ＲＯＭ ４０３ ＲＡＭ ４０４ プリンタヘッド ４０５ モータを駆動するモータドライバ ４０６ プリンタコントローラ ４０７ サーミスタ等で構成される温度センサ ５０１ Ｉ／Ｏレジスタ ５０２ 受信バッファコントローラ ５０３ 記録バッファコントローラ ５０４ メモリコントローラ ５０５ プリントシーケンスコントローラ １００１ Ｖ＿ｘで駆動したときの速度変動 １００２ ２＊Ｖ＿ｘで駆動したときの速度変動 １００３ ８＊Ｖ＿ｘで駆動したときの速度変動 １００４ モータ自身が高速で回転してしまう位相角に
対応するポイント １００５ モータ自身が低速で回転してしまう位相角に
対応するポイント ２００３ 理想位置プロファイル ２００４ 理想速度プロファイル ２０１１ 加速制御領域 ２０１２ 定速制御領域 ２０１３ 減速制御領域 ２０１４ 位置決め制御領域 ２００３ 理想位置プロファイル ２００４ 理想速度プロファイル ２００５ 物理的なモータの現実駆動速度プロファイル ２００６ 実際の現実速度プロファイル ２００７ 実際の現実速度プロファイル ６００１ 理想位置プロファイル ６００５ エンコーダセンサ ６００９ エンコーダ位置情報変換手段 ６００６ エンコーダ速度情報変換手段 ６００２ 位置サーボのメジャーループ ６００３ ＰＩ演算 ６００７ 微分演算 ６００４ ＤＣモータに与えるエネルギー ６００８ 外乱 ７００１ 理想速度プロファイル ７００２ ＰＩ演算 ７００３ 微分演算 ８００１ 理想位置プロファイル ８００３ 現実位置プロファイル ８００５ 物理的なモータの現実駆動速度プロファイル ８００６ 仮想の理想位置プロファイル ９００１ 仮想減速制御領域 ９００３ 現実位置プロファイル ９００５ 物理的なモータの現実駆動速度プロファイル １０００３ 現実位置プロファイル １０００５ 物理的なモータの現実駆動速度プロファイ
ル
フロントページの続き (72)発明者 小路 通陽 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5H303 AA28 BB01 BB06 BB11 BB14 CC02 DD01 DD28 EE03 EE10 FF10 GG06 HH05 HH07 JJ01 KK02 KK03 KK04 KK17 KK22 KK36 LL03 5H550 AA04 AA15 CC01 DD06 FF01 FF05 HB16 JJ13 JJ17 KK08 LL07 LL34

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータを動力源として使用して機構を駆
    動する機器におけるモータの制御方法であって、 各駆動を行う際に、目標位置及び予め設定された初期パ
    ラメータに従って該駆動の理想的なプロファイルを作成
    するプロファイル作成工程と、 前記プロファイルに従って前記モータの駆動を制御する
    追値制御工程と、 各駆動の終了の際に、前記初期パラメータの値を評価す
    る評価工程と、 前記評価の結果に応じて、前記初期パラメータの値を変
    更する変更工程と、を備えることを特徴とするモータの
    制御方法。
  2. 【請求項２】 前記追値制御工程において、前記初期パ
    ラメータに対応する実際の駆動における値を記憶する記
    憶工程を更に備え、 前記評価工程は、前記記憶工程で記憶された値と前記初
    期パラメータの値との差が所定値より大きいときに、前
    記初期パラメータを変更することを特徴とする請求項１
    に記載のモータの制御方法。
  3. 【請求項３】 前記プロファイル作成工程は、時間と位
    置との関係を示す理想位置プロファイルと、時間と速度
    との関係を示す理想速度プロファイルとを作成し、 前記追値制御工程で、前記駆動を加速領域、定速領域、
    減速領域、及び位置決め領域の４つの領域に分けて制御
    し、前記加速領域、定速領域、及び減速領域においては
    前記理想位置プロファイルに従って前記モータの制御を
    駆動し、前記位置決め領域においては前記理想速度プロ
    ファイルに従って前記モータを駆動することを特徴とす
    る請求項２に記載のモータの制御方法。
  4. 【請求項４】 前記初期パラメータが、前記位置決め領
    域の所要時間と、前記位置決め領域内における速度とを
    含み、 前記評価工程で、前記位置決め領域の実際の所要時間と
    設定された所要時間との差が所定値より大きいときに、
    前記位置決め領域内における速度の設定値を変更するこ
    とを特徴とする請求項３に記載のモータの制御方法。
  5. 【請求項５】 前記初期パラメータが、前記位置決め領
    域の所要時間と、前記位置決め領域の移動距離とを含
    み、 前記評価工程で、前記位置決め領域の実際の所要時間と
    設定された所要時間との差が所定値より大きいときに、
    前記位置決め領域の移動距離の設定値を変更することを
    特徴とする請求項３に記載のモータの制御方法。
  6. 【請求項６】 前記初期パラメータが、前記位置決め領
    域の所要時間と、前記位置決め領域内における速度と、
    前記位置決め領域の移動距離とを含み、 前記評価工程で、前記位置決め領域の実際の所要時間と
    設定された所要時間との差が所定値より大きいときに、
    前記位置決め領域内における速度の設定値及び前記位置
    決め領域の移動距離の設定値の少なくとも一方を変更す
    ることを特徴とする請求項３に記載のモータの制御方
    法。
  7. 【請求項７】 前記評価工程で、前記位置決め領域の実
    際の所要時間と設定された所要時間との差が所定値より
    大きいときに、前記位置決め領域内における速度の設定
    値を変更し、変更された設定値が所定の閾値未満であっ
    た場合には、前記位置決め領域内における速度の設定値
    を初期値に戻し、前記位置決め領域の移動距離の設定値
    を変更することを特徴とする請求項６に記載のモータの
    制御方法。
  8. 【請求項８】 前記モータがＤＣモータであり、前記初
    期パラメータの値を、前記ＤＣモータの位相角に対応さ
    せて複数有することを特徴とする請求項１から７のいず
    れか１項に記載のモータの制御方法。
  9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
    モータの制御方法をコンピュータによって実現するコン
    ピュータプログラム。
  10. 【請求項１０】 請求項１から８のいずれか１項に記載
    のモータの制御方法を実現するプログラムのコードを格
    納したことを特徴とする記憶媒体。
  11. 【請求項１１】 モータを動力源として使用して機構を
    駆動するモータの制御装置であって、 各駆動を行う際に、目標位置及び予め設定された初期パ
    ラメータに従って該駆動の理想的なプロファイルを作成
    するプロファイル作成手段と、 前記プロファイルに従って前記モータの駆動を制御する
    追値制御手段と、 各駆動の終了の際に、前記初期パラメータの値を評価す
    る評価手段と、 前記評価の結果に応じて、前記初期パラメータの値を変
    更する変更手段と、を備えることを特徴とするモータの
    制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記追値制御手段が、前記初期パラメ
    ータに対応する実際の駆動における値を記憶する記憶手
    段を更に備え、 前記評価手段は、前記記憶手段に記憶された値と前記初
    期パラメータの値との差が所定値より大きいときに、前
    記初期パラメータを変更することを特徴とする請求項１
    １に記載のモータの制御装置。
  13. 【請求項１３】 前記プロファイル作成手段は、時間と
    位置との関係を示す理想位置プロファイルと、時間と速
    度との関係を示す理想速度プロファイルとを作成し、 前記追値制御手段は、前記駆動を加速領域、定速領域、
    減速領域、及び位置決め領域の４つの領域に分けて制御
    し、前記加速領域、定速領域、及び減速領域においては
    前記理想位置プロファイルに従って前記モータの制御を
    駆動し、前記位置決め領域においては前記理想速度プロ
    ファイルに従って前記モータを駆動することを特徴とす
    る請求項１２に記載のモータの制御装置。
  14. 【請求項１４】 前記初期パラメータが、前記位置決め
    領域の所要時間と、前記位置決め領域内における速度と
    を含み、 前記評価手段は、前記位置決め領域の実際の所要時間と
    設定された所要時間との差が所定値より大きいときに、
    前記位置決め領域内における速度の設定値を変更するこ
    とを特徴とする請求項１３に記載のモータの制御装置。
  15. 【請求項１５】 前記初期パラメータが、前記位置決め
    領域の所要時間と、前記位置決め領域の移動距離とを含
    み、 前記評価手段は、前記位置決め領域の実際の所要時間と
    設定された所要時間との差が所定値より大きいときに、
    前記位置決め領域の移動距離の設定値を変更することを
    特徴とする請求項１３に記載のモータの制御装置。
  16. 【請求項１６】 前記初期パラメータが、前記位置決め
    領域の所要時間と、前記位置決め領域内における速度
    と、前記位置決め領域の移動距離とを含み、 前記評価手段は、前記位置決め領域の実際の所要時間と
    設定された所要時間との差が所定値より大きいときに、
    前記位置決め領域内における速度の設定値及び前記位置
    決め領域の移動距離の設定値の少なくとも一方を変更す
    ることを特徴とする請求項１３に記載のモータの制御装
    置。
  17. 【請求項１７】 前記評価手段は、前記位置決め領域の
    実際の所要時間と設定された所要時間との差が所定値よ
    り大きいときに、前記位置決め領域内における速度の設
    定値を変更し、変更された設定値が所定の閾値未満であ
    った場合には、前記位置決め領域内における速度の設定
    値を初期値に戻し、前記位置決め領域の移動距離の設定
    値を変更することを特徴とする請求項１６に記載のモー
    タの制御装置。
  18. 【請求項１８】 前記モータがＤＣモータであり、前記
    初期パラメータの値を、前記ＤＣモータの位相角に対応
    させて複数有することを特徴とする請求項１１から１７
    のいずれか１項に記載のモータの制御装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１１から１８のいずれか１項に
    記載のモータの制御装置を備えたことを特徴とする電子
    機器。
  20. 【請求項２０】 請求項１１から１８のいずれか１項に
    記載のモータの制御装置を記録媒体の搬送に使用するこ
    とを特徴とする記録装置。
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