JP2003023784A - モータ制御方法、モータ制御装置、プリンタ、コンピュータプログラム、及び、コンピュータシステム - Google Patents
モータ制御方法、モータ制御装置、プリンタ、コンピュータプログラム、及び、コンピュータシステムInfo
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- JP2003023784A JP2003023784A JP2001206670A JP2001206670A JP2003023784A JP 2003023784 A JP2003023784 A JP 2003023784A JP 2001206670 A JP2001206670 A JP 2001206670A JP 2001206670 A JP2001206670 A JP 2001206670A JP 2003023784 A JP2003023784 A JP 2003023784A
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Abstract
ることのできるモータ制御方法等を実現する。 【解決手段】 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
し前記モータをPWM方式にて制御する制御系を準備
し、前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目
標回転速度にて回転させるための前記制御系による制御
を開始するモータ制御方法において、前記制御系による
制御開始時点での前記積分手段の出力値が、回転により
前記モータに生ずる逆起電圧に応じた値とされる。
Description
モータ制御装置、プリンタ、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。
等にモータが使用されており、モータの制御方法も種々
提案されている。
(Pulse Width Modulation)方式がある。このPWM制
御方式は、パルス幅変調制御方式とも呼ばれており、所
定電圧のオンパルス通電幅を任意に変化させて、モータ
への入力電力をコントロールするものである。
内には回転速度に応じた逆起電圧が生ずる。
ータを制御する場合、モータの回転速度に応じてモータ
内に生ずる逆起電圧の影響をいかに考慮して高精度な制
御を行うかということが重要な課題となっている。
のであり、その目的とするところは、PWM制御方式に
て高精度にモータを制御することのできるモータ制御方
法、かかる制御方法を実行するモータ制御装置、かかる
制御方法を実行するプリンタ、かかる制御方法をモータ
制御装置に実行させるためのコンピュータプログラム、
及び、かかる制御方法を実行するコンピュータシステム
を実現することにある。
に、本発明は、主として、モータの回転速度と目標回転
速度との偏差を積分して積分値に応じた値を出力する積
分手段を有し前記モータをPWM方式にて制御する制御
系を準備し、前記モータが回転を開始した後に、前記モ
ータを目標回転速度にて回転させるための前記制御系に
よる制御を開始するモータ制御方法において、前記制御
系による制御開始時点での前記積分手段の出力値が、回
転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じた値とされ
ることを特徴とする。
び本明細書の記載により明らかにする。
る。
を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有し
前記モータをPWM方式にて制御する制御系を準備し、
前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回
転速度にて回転させるための前記制御系による制御を開
始するモータ制御方法において、前記制御系による制御
開始時点での前記積分手段の出力値が、回転により前記
モータに生ずる逆起電圧に応じた値とされることを特徴
とするモータ制御方法。
を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有し
前記モータをPWM方式にて制御する制御系を準備し、
前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回
転速度にて回転させるための前記制御系による制御を開
始するモータ制御方法において、前記制御系による制御
開始時点の前記積分手段の出力値が不適切であると、モ
ータの制御性が悪化する。モータが回転するとモータ内
には回転速度に応じた逆起電圧が生じため、例えば、目
標回転速度にかかわらず、前記制御開始時点の前記積分
手段の出力値を一定の値とした場合、モータの回転速度
が目標回転速度に追従して前記積分手段の出力値が適当
な値となるまでに多くの時間を要することもある。そこ
で、前記制御系による制御開始時点の前記積分手段の出
力値が、回転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じ
た値とされることとした。これにより、モータの回転速
度が目標回転速度に追従して前記積分手段の出力値が適
当な値となるまでの時間を短縮し、前記モータ制御方法
によるモータ制御性を良好にすることが可能となる。
するように前記制御系により制御した際の、該目標回転
速度と前記積分手段の出力値との関係を、複数の目標回
転速度について記憶し、この記憶された関係に基づい
て、前記制御開始時点での前記積分手段の出力値が目標
回転速度に応じた値とされるようにしてもよい。
記制御開始時点での前記積分手段の出力値が目標回転速
度に応じた値とされるため、モータの制御性を更に良好
なものとすることが可能となる。
記モータの回転速度と目標回転速度との差が所定値以下
となった際に、該目標回転速度と前記積分手段の出力値
との関係を求めてもよい。
り適切に、前記制御開始時点での前記積分手段の出力値
が目標回転速度に応じた値とされるため、モータの制御
性を更に良好なものとすることが可能となる。
転するように前記制御系により制御されている際の前記
積分手段の出力値I1と、前記モータが前記回転速度V
1とは異なる回転速度V2で回転するように前記制御系
により制御されている際の前記積分手段の出力値I2と
を記憶し、前記V1、V2、I1、及びI2を用いた演
算に基づいて、前記制御開始時点での前記積分手段の出
力値が決定されるようにしてもよい。
うに前記制御系により制御した際の、前記モータの回転
速度と前記積分手段の出力値との関係を、複数の目標回
転速度について記憶し、この記憶された関係に基づい
て、前記制御開始時点での前記積分手段の出力値が目標
回転速度に応じた値とする際に、多くの目標回転速度に
ついてモータの目標回転速度と積分手段の出力値との関
係を求めて記憶することは、処理効率の面で問題が生じ
うる。
ように前記制御系により制御されている際の前記積分手
段の出力値I1と、前記モータが前記回転速度V1とは
異なる回転速度V2で回転するように前記制御系により
制御されている際の前記積分手段の出力値I2とを記憶
し、前記V1、V2、I1、及びI2を用いた演算に基
づいて、前記制御開始時点での前記積分手段の出力値を
決定すれば処理効率がよい。
モータの最高回転速度をVMAXとした場合、前記V1
及び前記V2は、0<V1≦(2×VMAX/3)、及
び、0<V2≦(2×VMAX/3)の関係を満たすよ
うにしてもよい。
には、前記制御系による制御が開始してからモータが停
止する迄の時間が比較的長いため、前記制御系によりモ
ータを高精度に位置決めすることができる。これに対し
て、前記モータが比較的遅い速度で回転する際には、制
御が開始されて間もなくモータが停止するため、制御開
始時点の、積分手段の出力値を適切に設定しておかない
とモータの位置決め精度が低下するおそれがある。そこ
で、前記V1及び前記V2を、0<V1≦(2×VMA
X/3)、及び、0<V2≦(2×VMAX/3)の関
係を満たすようにすることにより、前記モータが比較的
遅い速度で回転する際にも、前記モータの位置決め精度
を高めることが可能となる。
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、及び、モータの回転速度と目標回転速
度との偏差に比例した値を出力する比例手段を有するよ
うにしてもよい。これにより、前記制御系による制御特
性をより一層良好なものとすることが可能になる。
ータであるようにしてもよい。プリンタの紙送りモータ
の制御を良好に行うことにより、プリンタによる印字品
質を高めることが可能となる。
ジモータであるようにしてもよい。プリンタのキャリッ
ジモータの制御を良好に行うことにより、プリンタによ
る印字品質を高めることが可能となる。
るモータ制御装置、例えば、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
積分手段を有し前記モータをPWM方式にて制御する制
御系を備え、前記モータが回転を開始した後に、前記モ
ータを目標回転速度にて回転させるための前記制御系に
よる制御を開始するモータ制御装置において、前記制御
系による制御開始時点での前記積分手段の出力値が、回
転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じた値とされ
ることを特徴とするモータ制御装置等も実現可能であ
る。
るプリンタ、例えば、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
段を有し前記モータをPWM方式にて制御する制御系を
備え、前記モータが回転を開始した後に、前記モータを
目標回転速度にて回転させるための前記制御系による制
御を開始するプリンタにおいて、前記制御系による制御
開始時点での前記積分手段の出力値が、回転により前記
モータに生ずる逆起電圧に応じた値とされることを特徴
とするプリンタ等も実現可能である。
制御装置に実行させるためのコンピュータプログラム、
例えば、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し前記
モータをPWM方式にて制御する制御系を備え、前記モ
ータが回転を開始した後に、前記モータを目標回転速度
にて回転させるための前記制御系による制御を開始する
モータ制御装置に、前記制御系による制御開始時点での
前記積分手段の出力値を、回転により前記モータに生ず
る逆起電圧に応じた値とさせるためのコンピュータプロ
グラム等も実現可能である。
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
差を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有
し前記モータをPWM方式にて制御する制御系を備え、
前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回
転速度にて回転させるための前記制御系による制御を開
始するプリンタであって、前記制御系による制御開始時
点での前記積分手段の出力値が回転により前記モータに
生ずる逆起電圧に応じた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。
着脱部、及び、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
し前記モータをPWM方式にて制御する制御部を有し、
前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回
転速度にて回転させるための前記制御系による制御を開
始するプリンタにおいて、前記制御系による制御開始時
点での前記積分手段の出力値が、回転により前記モータ
に生ずる逆起電圧に応じた値とされることを特徴とする
プリンタも実現可能である。
ンタの概略について説明する。図1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。
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を制御する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、CP
U16に対して周期的に割込み信号を発生するタイマI
C17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EEPROM
23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とを備えている。
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モータである。
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。
ミングベルト31によりプーリ30を介してCR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2
5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。
印字時にヘッド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1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3
5が上方に移動し、ヘッド9を封止する。
た場合や、インクカートリッジ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。
11、及び、PFモータ1用のロータリ式エンコーダ1
3について説明する。図3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。
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
(例えば4個)のフォトダイオード11dと、信号処理
回路11eと、例えば2個のコンパレータ11fA、1
1fBとを有している。
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1
2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。
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、E
NC−Bがエンコーダ11の出力となる。
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。
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4(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4(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。そ
して、パルスENC−A及びパルスENC−Bの1周期
Tは、キャリッジ3が符号板12のスリット間隔を移動
する時間に等しい。
ーダ13はロータリ式エンコーダ用符号板14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、ロータリ式エンコー
ダ用符号板14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。
る。図5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。
サ15の位置について説明する。図5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
端が検出された印刷紙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によって送
られる。
移動するキャリッジ3に固定されたヘッド9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5
0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。
図6は、プリンタの紙送りに関連する部分を詳細に示し
た透視図である。
に関連する部分について、図5及び図6を参照して、よ
り詳細に説明する。
れ、給紙ローラ64によってプリンタ60内に送り込ま
れた印刷紙50の先端が紙検出センサ15により検出さ
れると、PFモータ1により小歯車87を介して駆動さ
れる大歯車67aの回転軸であるスマップ軸83の周囲
に設けられた紙送りローラ65と、給紙側から送られて
きた印刷紙50を垂直方向下向きに押圧するホルダ89
の紙送り方向排紙側先端部に設けられた従動ローラ66
とにより、印刷紙50の紙送りが行われる。
86にねじ85により固定されており、大歯車67a周
囲の所定箇所にはロータリ式エンコーダ13が設けら
れ、かつ、大歯車67aの回転軸であるスマップ軸83
にはロータリ式エンコーダ用符号板14が連結されてい
る。
り紙送りが行われた印刷紙50は、印刷紙50を支持す
るプラテン84上を通過し、小歯車87、大歯車67
a、中間歯車67b、小歯車88及び排紙歯車67cを
介してPFモータ1により駆動される排紙ローラ68
と、従動ローラであるギザローラ69とにより挟持され
て送られ、排紙口62から外部に排出される。
いる間に、キャリッジ3がプラテン84上の空間をガイ
ド部材32に沿って左右に移動し、キャリッジ3に固定
されたヘッド9からインクが吐出されて印刷が行われ
る。
るDCモータ制御装置であるDCユニット6について説
明する。図7は、DCモータ制御装置であるDCユニッ
ト6の制御ブロック図である。
対する指令信号を生成するための主要素として、回転位
置演算部6aと、減算器6bと、目標回転速度演算部6
cと、回転速度演算部6dと、減算器6eと、比例手段
としての比例要素6fと、積分手段としての積分要素6
gと、微分手段としての微分要素6hと、加算器6i
と、PWM回路6jと、タイマ6kと、加速制御部6m
とが示されている。
ーダ13の出力パルスENC−A、ENC−Bの各々の
立ち上がりエッジ、立ち上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、P
Fモータ1の回転位置を演算する。この計数はPFモー
タ1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
か検出されると、「−1」を加算する。パルスENC−
A及びENC−Bの各々の周期は、ロータリ式エンコー
ダ用符号板14の、あるスリットがロータリ式エンコー
ダ13を通過してから次のスリットがロータリ式エンコ
ーダ13を通過するまでの時間に等しく、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
ロータリ式エンコーダ用符号板14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、その乗算値に基づいて、計数値
が「0」に対応する回転位置からのPFモータ1の移動
量を求めることができる。このときロータリ式エンコー
ダ13の解像度はロータリ式エンコーダ用符号板14の
スリットの間隔の1/4となる。
る目標回転位置と、回転位置演算部6aによって求めら
れたPFモータ1の実際の回転位置との回転位置偏差を
演算する。
出力である回転位置偏差に基づいてPFモータ1の目標
回転速度を演算する。この演算は回転位置偏差にゲイン
KPを乗算することにより行われる。このゲインKPは
回転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。
ーダ13の出力パルスENC−A、ENC−Bに基づい
てPFモータ1の回転速度を演算する。まず、ロータリ
式エンコーダ13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、ロータリ式エンコーダ用符号板14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、ロータリ
式エンコーダ用符号板14のスリット間隔、及び、PF
モータ1と紙送りローラ65との減速比に基づいて、P
Fモータ1の回転速度が求められる。
演算部6dによって演算されたPFモータ1の実際の回
転速度との偏差を演算する。比例要素6fは、上記偏差
に定数Gpを乗算し、乗算結果を出力する。積分要素6
gは、偏差に定数Giを乗じたものを積算し、積算結果
を出力する。微分要素6hは、現在の偏差と、1つ前の
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、ロータリ式エンコーダ13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。
6hから出力される信号値は、それぞれの演算結果に応
じたデューティDXを示す。ここで、デューティDX
は、例えば、デューティパーセントが(100×DX/
2000)%であることを示す。この場合、DX=20
00であれば、デューティ100%を示し、DX=10
00であれば、デューティ50%を示すことになる。
6hの出力は、加算器6iにおいて加算される。この加
算結果がデューティ信号としてPWM回路6jに送られ
て、PWM回路6jにて加算結果に応じた指令信号が生
成される。この生成された指令信号に基づいて、ドライ
バ2によりPFモータ1が駆動される。
PFモータ1の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、
加速制御後の定速制御及び減速制御に用いられる。
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。
受けるごとに所定のデューティ(例えばDX=200)
を積算し、積算結果がデューティ信号としてPWM回路
6jに送られる。PID制御の場合と同様に、PWM回
路6jにて積算結果に応じた指令信号が生成され、生成
された指令信号に基づいて、ドライバ2によりPFモー
タ1が駆動される。
を備えており、PWM回路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、P
Fモータ1に電圧を印加する。
動作の概要、即ち、モータ制御方法の概要について説明
する。図8は、DCユニット6により制御されるPFモ
ータ1のPWM回路6jに送られるデューティ信号値及
びモータ回転速度を示したグラフである。
U16からDCユニット6へ、PFモータ1を起動させ
る起動指令信号が送られると、信号値がDX0である起
動初期デューティ信号が加速制御部6mからPWM回路
6jに送られる。この起動初期デューティ信号は、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。そしてこの初期起動デューティ信号は、PW
M回路6jによって信号値DX0に応じた指令信号に変
換されてドライバ2に送られ、ドライバ2によってPF
モータ1の起動が開始される(図8(a)、(b)参
照)。
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
動初期デューティ信号の信号値DXOに所定のデューテ
ィ(例えばDX=200)を積算し、積算されたデュー
ティを信号値として有するデューティ信号をPWM回路
6jに送る。このデューティ信号は、PWM回路6jに
よって、その信号値に応じた指令信号に変換されてドラ
イバ2に送られる。送られた指令信号に基づいて、ドラ
イバ2によってPFモータ1が駆動されPFモータ1の
回転速度は上昇する(図8(b)参照)。このため加速
制御部6mから出力されPWM回路6jに送られるデュ
ーティ信号の値は、図8(a)に示すように階段状にな
る。
処理は、積算されたデューティが一定のデューティDX
Sとなるまで行われる。時刻tlにおいて積算されたデ
ューティが所定値DXSとなると、加速制御部6mは積
算処理を停止し、以後PWM回路6jに一定のデューテ
ィDXSを信号値として有するデューティ信号を送る
(図8(a)参照)。
ーシュートするのを防止するために、PFモータ1が所
定の回転速度V1になると(時刻t2参照)、PFモータ1
に印加される電圧のデューティパーセントを減少させる
ように加速制御部6mを制御する。このときPFモータ
1の回転速度は更に上昇するが、PFモータ1の回転速
度が所定の回転速度Vcに達すると(図8(b)の時刻t
3参照)、PWM回路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。
分要素6gの積分値は所定の値に設定されて、積分要素
6gの出力値が所定の値とされることになる。この点に
関しては、後述する。
と、ロータリ式エンコーダ13の出力から得られる実際
の回転位置との回転位置偏差に基づいて目標回転速度が
演算され、この目標回転速度と、ロータリ式エンコーダ
13の出力から得られる実際の回転速度との回転速度偏
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、PFモータ1の
制御が行われる。尚、上記比例、積分及び微分演算は、
例えばロータリ式エンコーダ13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
PFモータ1の回転速度は所望の回転速度Veとなるよ
うに制御される。
(図8(b)の時刻t5参照)、回転位置偏差が小さく
なるから目標回転速度も小さくなる。このため回転速度
偏差、即ち減算器6eの出力が負になり、PFモータ1
は減速し、時刻t6に停止する。
図面を参照しながら説明する。
時の動作を示したフローチャート、即ち、通常のプリン
タ制御方法の電源オン時の手順を示したフローチャート
である。
S41)、キャリッジ駆動機構及び紙送り駆動機構等の
電源オン時の動作、即ち、システム初期化動作が行われ
る(ステップS42)。
E)検出及びレリース検出が行われる(ステップS4
3)。PE検出は、紙検出センサ15により行われる。
PE検出は、本来、印刷紙の下端を検出するためのもの
であるが、ここでは、紙送り機構部内の印刷紙の有無を
検出するために行う。PFメジャーメントは、紙送り機
構部内に紙が挿入されていない状態で、即ち、紙送り機
構部が空の状態で行うものだからである。
り機構部が、所定範囲内の厚さの印刷紙の紙送りを行う
ためのニップ(nip)状態となっているか、又は、所定
範囲を越える厚さの印刷紙の紙送りを行うためのレリー
ス状態となっているかを検出するために行う。PFメジ
ャーメントは、ニップ状態となっている紙送り機構部が
空の状態にある際の、紙送り駆動負荷及びモータ回転速
度に応じた積分要素6gの出力値を測定するものであ
る。ところが、紙送り機構部がレリース状態となってい
るときは、例えば、厚紙の紙送りを行うために、紙送り
機構部の印刷紙挟持部の間隙が拡がった状態となってい
る。そのため、紙送り機構部がレリース状態となってい
るときにPFメジャーメントを行うと、ニップ状態での
紙送り駆動負荷よりも小さい紙送り駆動負荷に応じた、
積分要素6gの出力値を測定することになってしまい、
本来の目的が達成できなくなる。
果、紙送り機構部内に印刷紙が存在することが検出され
た場合、又は、紙送り機構部がレリース状態となってい
ることが検出された場合は、PFメジャーメントは行わ
ず、次の動作、ここでは電源オン時のインクシステム動
作に移行する(ステップS45)。電源オン時のインク
システム動作は、ヘッドを含むインクシステムを印刷可
能な状態に初期化する動作である。
紙送り機構部内に印刷紙が存在せず、かつ、紙送り機構
部がニップ状態となっていることが検出された場合は、
PFメジャーメントを所定のシーケンスに従って実行す
る(ステップS44)。PFメジャーメントの詳細な動
作及び手順は、後述する。
ここでは電源オン時のインクシステム動作に移行する
(ステップS45)。
の内容である。但し、システム初期化動作及びインクシ
ステム動作の有無及び内容は任意である。要するに、通
常の電源オン時には、PE検出及びレリース検出が行わ
れ、その検出結果に応じてPFメジャーメントが行われ
る。
メジャーメントを行ったが、電源ON時の他、インクカ
ートリッジ交換時、ロール紙交換時にPFメジャーメン
トを行うようにしてもよく、その他、種々の条件を設定
し、その設定条件に応じてPFメジャーメントを行うよ
うにしてもよい。例えば、温度センサを設けて、温度変
動に応じてPFメジャーメントを行うようにしてもよ
い。
て説明する。
ち、PFメジャーメントの手順を説明するためのフロー
チャートである。また、図11は、PFメジャーメント
の際のモータ回転速度及び積分要素出力値を示したグラ
フである。
う。まず紙送りモータを起動して(ステップS51)、
オープンループ制御により加速制御を行い、モータの回
転速度速度Vが所定の回転速度V1に近づくまで紙送り
モータを加速する。
1に近づいたら、オープンループ制御からPID制御に
移行し(ステップS52)、目標回転速度V1での定回
転速度駆動を行う。PID制御により定回転速度駆動が
行われている間は、図11のグラフに示すように、積分
要素6gの出力信号の値DXIがほぼ一定値となる。
の差が所定値以下となり、積分要素6gの出力信号値D
XIがほぼ一定値になったら、その出力信号値DXIの
記録、即ち、出力信号値DXIの時間間隔△tのサンプ
リングを開始する(ステップS53)。出力信号値DX
Iの記録は、PID制御により紙送りローラが定回転速
度駆動され始め、例えば、出力信号値DXIのサンプリ
ングを開始してから紙送りローラが一周以上回転するま
で継続し、紙送りローラが一周回転したら出力信号値D
XIの記録を終了する(ステップS54)。出力信号値
DXIの記録を行う期間に対応するモータの回転数は、
出力信号値DXIのサンプリングの時間間隔及び回数に
応じて任意に定めることができる。ここでは、図11に
示すように、例えば、時間間隔△tのサンプリングN回
を行うこととした場合において、時間間隔△tのサンプ
リングN回を行う時間と、紙送りローラが一周だけ回転
する時間とが等しいとすると、紙送りローラが定回転速
度駆動され始めてから紙送りローラが一周回転する間
に、出力信号値DXIについて時間間隔△tのサンプリ
ングを行い、各出力信号値を記録すればよいことにな
る。
隔△tでサンプリングを行うごとに、各出力信号値DX
Iとサンプリングの時間間隔△tとから積分値をそれぞ
れ算出して蓄積していく。
から一周回転し、出力信号値DXIの時間間隔△tのサ
ンプリングN回が行われて出力信号値の記録が終了した
ら、出力信号値DXIのN個の積分値の総和を算出し、
その総和を記録期間の長さ△t×Nで除算することによ
り、目標回転速度V1での定回転速度駆動時における紙
送りモータの駆動負荷及び目標回転速度V1に応じた、
積分要素の出力信号の平均値DXIavr1を算出する
(ステップS55)。
標回転速度V2について、ステップS51、ステップS
52、ステップS53、ステップS54、及び、ステッ
プS55の処理を同様に行い、目標回転速度V2での定
回転速度駆動時における紙送りモータの駆動負荷及び目
標回転速度V2に応じた、積分要素の出力信号の平均値
DXIavr2を算出する。
このPFメジャーメントにより得られた、目標回転速度
V1に対応する積分要素6gの出力信号の平均値DXI
avr1、及び、目標回転速度V2に対応する積分要素
の出力信号の平均値DXIavr2は、所定のメモリに
保存される。
6gの出力値の設定方法について図面を参照しながら説
明する。図12は、PFモータ1の目標回転速度と積分
要素6gの出力値との関係を示した図である。図13
は、制御特性を説明するための図である。
素6gの出力信号の平均値DXIavrは、PFモータ
1が定回転速度駆動される際の目標回転速度に応じて異
なる値をとる。この点について説明する。
ont、PFモータ1の抵抗値をRm、PFモータ1に
流れる電流をI、積分要素6gの出力の平均値をDXI
avr、PFモータ1の回転速度をΩ、モータ逆起電圧
係数をEc、モータトルク定数をKt、デューティパー
セント100%を示す積分要素出力値を2000とする
と、 Kt×I=Kt×(DXIavr×Econt/200
0−Ω×Ec)/Rm という関係式が成立する。なお、比例要素6f及び微分
要素6hの出力値は0とした。また、Ω×Ecは、PF
モータ1が回転速度Ωにて回転した際にPFモータ1内
に生ずる逆起電圧であり、回転速度Ωが大きくなるほ
ど、大きい値になる。
tは定数であり、Kt×Iは、PFモータ1が所定の回
転速度で回転している場合、PFモータ1に加わる負荷
トルクに応じた所定の値をとる。したがって、PFモー
タ1に加わる負荷トルクが同じ場合には、前式の左辺
(Kt×I)が同じ値となるから、PFモータ1の回転
速度Ωが異なれば、積分要素6gの出力の平均値DXI
avrも異なる値をとることになる。
メントにより得られ、所定のメモリに保存されている、
目標回転速度V1に対応する積分要素6gの出力信号の
平均値DXIavr1、及び、目標回転速度V2に対応
する積分要素6gの出力信号の平均値DXIavr2を
用いて、PID制御が開始される時点における、積分要
素6gの出力値DXcを設定する。
Fモータ1の回転速度をVcとすると、上記DXcを次
式により求める(図12参照)。DXc = m×Vc
+ n、但し、傾きm・切片nは、次式により求め
る。 m=(DXIavr1ーDXIavr2)/(V1ーV
2)、 n=(V1×DXIavr2ーV2×DXIavr1)
/(V1ーV2)。
値として記憶保持されている印刷紙の存在のみに起因す
る紙送り駆動負荷に応じたデューティ信号値をDXcに
加算し、その結果得られた値を、PID制御が開始され
る時点における、積分要素6gの出力値とする。これに
より、PID制御が開始される時点における、積分要素
6gの出力値は、回転によりPFモータ1に生ずる逆起
電力に応じた値とされることになる。
上記の演算により求めた値に設定しなかった場合の制御
特性であり、図13(b)は、積分要素6gの出力値を
上記の演算により求めた値に設定した場合の制御特性で
ある。図13(a)及び図13(b)から明らかなよう
に、PID制御が開始される時点において、積分要素6
gの出力値を上記の演算により求めた値に設定しなかっ
た場合は、回転速度が目標回転速度に追従するまでに多
くの時間を要する。一方、PID制御が開始される時点
において、積分要素6gの出力値を上記の演算により求
めた値に設定した場合は、回転速度が目標回転速度に追
従するまでに要する時間は短い。
転する際には、PID制御が開始してからPFモータ1
が停止する迄の時間が比較的長いため、PID制御系に
よりPFモータ1を高精度に位置決めすることができ
る。これに対して、PFモータ1が比較的遅い速度で回
転する際には、PID制御が開始して間もなくPFモー
タ1が停止するため、PID制御開始時点の、積分要素
6gの出力値を適切に設定しておかないと位置決め精度
が低下するおそれがある。したがって、PFモータ1の
最高回転速度をVMAXとした場合、目標回転速度V1
及びV2は、0<V1≦(2×VMAX/3)、及び、
0<V2≦(2×VMAX/3)の関係を満たすことが
好ましい。
ーメントにおいて、互いに異なる二つの目標回転速度V
1、V2について、積分要素6gの出力信号の平均値D
XIavr1、DXIavr2を求め、これらに基づい
て、PID制御が開始される時点の積分要素6gの出力
値を設定したが、PFメジャーメントにおいて、互いに
異なる3以上の目標回転速度について、積分要素6gの
出力信号の平均値を求め、これらに基づいてPID制御
開始時点の積分要素6gの出力値を設定してもよい。
する場合について説明したが、CRモータ4についても
同様の制御方法を適用可能である。
タプログラム、及び、記録媒体=== 次に、本発明に係るコンピュータシステム、コンピュー
タプログラム、及び、コンピュータプログラムを記録し
た記録媒体の実施形態について、図面を参照しながら説
明する。
成を示した説明図、図15は、図14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。
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とを備えている。
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(Rand
omAccess 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。
ンピュータプログラムは、記録媒体としてのフレキシブ
ルディスク81、CD−ROM(Read Only Memory)
82に記録され、フレキシブルディスクドライブ装置7
6、CD−ROMドライブ装置77により読み込まれ
る。なお、記録媒体としては、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。また、インターネット等の通信回線を
介して、コンピュータシステム70にコンピュータプロ
グラムがダウンロードされるようにしてもよい。
3が、コンピュータ本体71、表示装置72、入力装
置、フレキシブルディスクドライブ装置76、及び、C
D−ROMドライブ装置77と接続されてコンピュータ
システムを構成した例について説明したが、プリンタ7
3に、コンピュータ本体71、表示装置72、入力装
置、フレキシブルディスクドライブ装置76、及び、C
D−ROMドライブ装置77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73
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。
精度にモータを制御することのできるモータ制御方法、
かかる制御方法を実行するモータ制御装置、かかる制御
方法を実行するプリンタ、かかる制御方法をモータ制御
装置に実行させるためのコンピュータプログラム、かか
るプログラムを記録した記録媒体、及び、かかる制御方
法を実行するコンピュータシステムを実現することが可
能となる。
ブロック図。
の構成を示した斜視図。
ーダ11の構成を模式的に示した説明図。
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。
した透視図。
制御ブロック図。
1のPWM回路6jに送られるデューティ信号値及びモ
ータ回転速度を示したグラフ。
を示したフローチャート。
のフローチャート。
及び積分要素出力値を示したグラフ。
gの出力値との関係を示した図。
説明図。
成を示すブロック図。
Claims (15)
- 【請求項1】 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
し前記モータをPWM方式にて制御する制御系を準備
し、前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目
標回転速度にて回転させるための前記制御系による制御
を開始するモータ制御方法において、 前記制御系による制御開始時点での前記積分手段の出力
値が、回転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じた
値とされることを特徴とするモータ制御方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載のモータ制御方法におい
て、 前記モータが目標回転速度にて回転するように前記制御
系により制御した際の、該目標回転速度と前記積分手段
の出力値との関係を、複数の目標回転速度について記憶
し、この記憶された関係に基づいて、前記制御開始時点
での前記積分手段の出力値が目標回転速度に応じた値と
されることを特徴とするモータ制御方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載のモータ制御方法におい
て、 前記制御系により制御されている前記モータの回転速度
と目標回転速度との差が所定値以下となった際に、該目
標回転速度と前記積分手段の出力値との関係を求めるこ
とを特徴とするモータ制御方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
のモータ制御方法において、 前記モータが目標回転速度V1で回転するように前記制
御系により制御されている際の前記積分手段の出力値I
1と、前記モータが前記回転速度V1とは異なる回転速
度V2で回転するように前記制御系により制御されてい
る際の前記積分手段の出力値I2とを記憶し、前記V
1、V2、I1、及びI2を用いた演算に基づいて、前
記制御開始時点での前記積分手段の出力値が決定される
ことを特徴とするモータ制御方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載のモータ制御方法におい
て、 前記モータの最高回転速度をVMAXとした場合、前記
V1及び前記V2は、 0<V1≦(2×VMAX/3)、及び、0<V2≦
(2×VMAX/3)の関係を満たすことを特徴とする
モータ制御方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
のモータ制御方法において、 前記制御系は、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、及
び、モータの回転速度と目標回転速度との偏差に比例し
た値を出力する比例手段を有することを特徴とするモー
タ制御方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
のモータ制御方法において、 前記モータは、プリンタの紙送りモータであることを特
徴とするモータ制御方法。 - 【請求項8】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
のモータ制御方法において、 前記モータは、プリンタのキャリッジモータであること
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
を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有し
前記モータをPWM方式にて制御する制御系を備え、前
記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回転
速度にて回転させるための前記制御系による制御を開始
するモータ制御装置において、 前記制御系による制御開始時点での前記積分手段の出力
値が、回転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じた
値とされることを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項10】 請求項2乃至請求項8のいずれかに記
載のモータ制御方法を実行するモータ制御装置。 - 【請求項11】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
し前記モータをPWM方式にて制御する制御系を備え、
前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回
転速度にて回転させるための前記制御系による制御を開
始するプリンタにおいて、 前記制御系による制御開始時点での前記積分手段の出力
値が、回転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じた
値とされることを特徴とするプリンタ。 - 【請求項12】 請求項2乃至請求項8のいずれかに記
載のモータ制御方法を実行するプリンタ。 - 【請求項13】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
し前記モータをPWM方式にて制御する制御系を備え、
前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回
転速度にて回転させるための前記制御系による制御を開
始するモータ制御装置に、 前記制御系による制御開始時点での前記積分手段の出力
値を、回転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じた
値とさせるためのコンピュータプログラム。 - 【請求項14】 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
を積分して積分値に応じた値を出力する積分手段を有し
前記モータをPWM方式にて制御する制御系を備え、前
記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回転
速度にて回転させるための前記制御系による制御を開始
するプリンタであって、前記制御系による制御開始時点
での前記積分手段の出力値が回転により前記モータに生
ずる逆起電圧に応じた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。 - 【請求項15】 画像処理部、表示部、記録メディア着
脱部、及び、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し
前記モータをPWM方式にて制御する制御部を有し、 前記モータが回転を開始した後に、前記モータを目標回
転速度にて回転させるための前記制御系による制御を開
始するプリンタにおいて、 前記制御系による制御開始時点での前記積分手段の出力
値が、回転により前記モータに生ずる逆起電圧に応じた
値とされることを特徴とするプリンタ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001206670A JP2003023784A (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | モータ制御方法、モータ制御装置、プリンタ、コンピュータプログラム、及び、コンピュータシステム |
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EP02745865A EP1408607A1 (en) | 2001-07-06 | 2002-07-05 | Motor controller |
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-
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- 2001-07-06 JP JP2001206670A patent/JP2003023784A/ja active Pending
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