JP2003079177A

JP2003079177A - モータ制御装置、インクジェットプリンタ、モータ制御方法、コンピュータプログラム、及び、コンピュータシステム

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Publication number: JP2003079177A
Application number: JP2001264659A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Igarashi; 人志五十嵐
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-14
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: JP3738715B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータに加わる負荷が変動した場合であって
も、高精度にモータを制御することの可能なモータ制御
装置等を実現する。【解決手段】モータの回転速度と目標回転速度との偏
差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転
速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた
値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータ
を制御するモータ制御装置において、前記比例手段の出
力値に対して、前記積分手段の出力値に応じた比例出力
上限値を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出力上
限値を超える場合には、前記比例手段の出力値が前記比
例出力上限値とされることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置、
インクジェットプリンタ、モータ制御方法、コンピュー
タプログラム、及び、コンピュータシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】紙、布、フィルム等の被印刷体に印刷を
行う各種のプリンタのなかで、被印刷体にインクを吐出
して印刷を行う方式のプリンタは、インクジェットプリ
ンタと呼ばれている。

【０００３】このようなインクジェットプリンタにおい
ては、インクを吐出する印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに
供給するインクを収容したインク容器とを搭載したキャ
リッジを駆動するモータを制御系によって制御し、キャ
リッジを移動させながら印刷ヘッドから被印刷体に向け
てインクを吐出して印刷を行うのが一般的である。

【０００４】したがって、被印刷体に対して高品質な印
刷を行うためには、キャリッジを駆動するモータを高精
度に制御する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キャリ
ッジに搭載されたインク容器に収容されたインクは印刷
を行う毎に消費されるため、インク容器の重量は印刷を
行う毎に減少する。このため、キャリッジを駆動するた
めのモータに加わる負荷は、印刷を行う毎に小さくな
る。より詳しくは、新品のインク容器をインクジェット
プリンタに取り付けた際にモータに加わる負荷が最も大
きく、繰り返し印刷を行ってインク容器が空になった際
にモータに加わる負荷が最も小さい。

【０００６】したがって、新品のインク容器を搭載した
キャリッジを高精度に移動させるように制御系をチュー
ニングした場合、インクが消費されてインク容器に収容
されたインクの量が少なくなると、キャリッジの移動が
振動的になってしまうおそれがある。このことは、イン
ク容器に収容されたインクの量が少なくなるにつれてキ
ャリッジの制御精度が低下し、印刷の品質が低下するお
それのあることを意味する。

【０００７】以上、モータの駆動負荷が変動することに
より生ずる課題について、キャリッジを駆動するモータ
を例にとって説明したが、インクジェットプリンタに用
いられる紙送りモータ、各種機器に用いられるモータに
ついても、モータの駆動負荷が変動する場合には種々の
課題が生じうる。

【０００８】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、モー
タに加わる負荷が変動した場合であっても、高精度にモ
ータを制御することの可能な、モータ制御装置、インク
ジェットプリンタ、モータ制御方法、コンピュータプロ
グラム、及び、コンピュータシステムを提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、主として、モータの回転速度と目標回転
速度との偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モ
ータの回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分
値に応じた値を出力する積分手段を有する制御系により
前記モータを制御するモータ制御装置において、前記比
例手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値に応じ
た比例出力上限値を設け、前記比例手段の出力値がこの
比例出力上限値を超える場合には、前記比例手段の出力
値が前記比例出力上限値とされることを特徴とする。

【００１０】本発明の他の特徴については、本明細書及
び添付図面の記載により明らかにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】＝＝＝開示の概要＝＝＝本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のこ
とが明らかにされる。

【００１２】モータの回転速度と目標回転速度との偏差
に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転速
度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値
を出力する積分手段を有する制御系により前記モータを
制御するモータ制御装置において、前記比例手段の出力
値に対して、前記積分手段の出力値に応じた比例出力上
限値を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出力上限
値を超える場合には、前記比例手段の出力値が前記比例
出力上限値とされることを特徴とするモータ制御装置。

【００１３】このようなモータ制御装置によれば、比例
手段の出力値に対して、積分手段の出力値に応じた比例
出力上限値を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出
力上限値を超える場合には、前記比例手段の出力値が前
記比例出力上限値とされるから、モータに加わる負荷が
変動した場合であっても、高精度にモータを制御するこ
とが可能となる。

【００１４】また、かかるモータ制御装置において、前
記制御系は、前記モータの回転速度と目標回転速度との
偏差を微分して微分値に応じた値を出力する微分手段を
有し、前記微分手段の出力値に対して、前記積分手段の
出力値に応じた微分出力上限値を設け、前記微分手段の
出力値がこの微分出力上限値を超える場合には、前記微
分手段の出力値が前記微分出力上限値とされることを特
徴とするモータ制御装置。

【００１５】このようなモータ制御装置によれば、微分
手段の出力値に対して、積分手段の出力値に応じた微分
出力上限値を設け、前記微分手段の出力値がこの微分出
力上限値を超える場合には、前記微分手段の出力値が前
記微分出力上限値とされるから、モータに加わる負荷が
変動した場合であっても、より高精度にモータを制御す
ることが可能となる。

【００１６】また、かかるモータ制御装置において、前
記比例出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力
値の５％〜２０％になるように設定されることを特徴と
するモータ制御装置。

【００１７】このようなモータ制御装置によれば、比例
出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値の５
％〜２０％になるように設定されるから、モータに加わ
る負荷が変動した場合に、安定的かつ高精度にモータを
制御することが可能となる。

【００１８】また、かかるモータ制御装置において、前
記微分出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力
値の５％〜１０％になるように設定されることを特徴と
するモータ制御装置。

【００１９】このようなモータ制御装置によれば、前記
微分出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出力値
の５％〜１０％になるように設定されるから、モータに
加わる負荷が変動した場合に、より安定的かつ高精度に
モータを制御することが可能となる。

【００２０】また、かかるモータ制御装置において、前
記制御系は、ＰＷＭ制御方式にて前記モータを制御する
ことを特徴とするモータ制御装置。

【００２１】このようなモータ制御装置によれば、ＰＷ
Ｍ制御方式にて制御されるモータに加わる負荷が変動し
た場合であっても、高精度に前記モータを制御すること
が可能となる。

【００２２】また、かかるモータ制御装置において、前
記モータは、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッド
と、該印刷ヘッドに供給されるインクを収容したインク
容器を備えたキャリッジを駆動するためのモータである
ことを特徴とするモータ制御装置。

【００２３】このようなモータ制御装置によれば、イン
ク容器内のインクの量が変化することによってキャリッ
ジを駆動するためのモータの駆動負荷が変動しても、該
モータを目標回転速度に対して高精度に追従させること
が可能となる。

【００２４】また、かかるモータ制御装置を備えたイン
クジェットプリンタ。

【００２５】このようなインクジェットプリンタによれ
ば、インク容器内のインクの量が変化しても、高品質な
印刷を維持することが可能となる。

【００２６】また、モータの回転速度と目標回転速度と
の偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの
回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応
じた値を出力する積分手段を有する制御系により前記モ
ータを制御するモータ制御方法において、前記比例手段
の出力値に対して、前記積分手段の出力値に応じた比例
出力上限値を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出
力上限値を超える場合には、前記比例手段の出力値が前
記比例出力上限値とすることを特徴とするモータ制御方
法。

【００２７】このようなモータ制御方法によれば、比例
手段の出力値に対して、積分手段の出力値に応じた比例
出力上限値を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出
力上限値を超える場合には、前記比例手段の出力値が前
記比例出力上限値とされるから、モータに加わる負荷が
変動した場合であっても、高精度にモータを制御するこ
とが可能となる。

【００２８】また、モータの回転速度と目標回転速度と
の偏差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの
回転速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応
じた値を出力する積分手段を有する制御系により前記モ
ータを制御するモータ制御装置に、前記比例手段の出力
値に対して、前記積分手段の出力値に応じた比例出力上
限値を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出力上限
値を超える場合には、前記比例手段の出力値が前記比例
出力上限値とさせるためのコンピュータプログラムも実
現可能である。

【００２９】また、コンピュータ本体、表示装置、入力
装置、フレキシブルドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライ
ブ装置、及び、モータの回転速度と目標回転速度との偏
差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転
速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた
値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータ
を制御するプリンタであって、前記比例手段の出力値に
対して、前記積分手段の出力値に応じた比例出力上限値
を設け、前記比例手段の出力値がこの比例出力上限値を
超える場合には、前記比例手段の出力値が前記比例出力
上限値とされるプリンタ、を有することを特徴とするコ
ンピュータシステムも実現可能である。

【００３０】＝＝＝装置の全体構成＝＝＝まず、図１を参照しつつ、装置の全体構成について説明
する。図１は、本発明の一実施例としてのインクジェッ
トプリンタ２０の主要な構成を示す概略斜視図である。

【００３１】このプリンタ２０は、印刷用紙Ｐを副走査
方向ＳＳに送る紙送りモータ３０と、プラテン４０と、
印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ５０と、キャリッ
ジ５０を主走査方向ＭＳに移動させるキャリッジモータ
６０と、を備えている。

【００３２】キャリッジ５０は、キャリッジモータ６０
に駆動される牽引ベルト６２によって牽引され、ガイド
レール６４に沿って移動する。キャリッジ５０には、印
刷ヘッド５２の他に、印刷ヘッド５２に供給される黒色
インクを収容したブラックインク容器としてのブラック
カートリッジ５４と、印刷ヘッド５２に供給されるカラ
ーインクを収容したカラーインク容器としてのカラーイ
ンクカートリッジ５６とが搭載されている。

【００３３】キャリッジ５０のホームポジション（図１
の右側の位置）には、停止時に印刷ヘッド５２のノズル
面を密閉するためのキャッピング装置８０が設けられて
いる。印刷ジョブが終了してキャリッジ５０がこのキャ
ッピング装置８０の上まで到達すると、図示しない機構
によってキャッピング装置８０が自動的に上昇して、印
刷ヘッド５２のノズル面を密閉する。このキャッピング
により、ノズル内のインクの乾燥が防止される。キャリ
ッジ５０の位置決め制御は、例えば、このキャッピング
装置８０の位置にキャリッジ５０を正確に位置決めする
ために行われる。

【００３４】＝＝＝電気的な構成＝＝＝次に、図２を参照しつつ、プリンタ２０の電気的な構成
について説明する。図２は、プリンタ２０の電気的な構
成を示すブロック図である。

【００３５】プリンタ２０は、主制御回路１０２と、Ｃ
ＰＵ１０４と、主制御回路１０２およびＣＰＵ１０４に
バスを介して接続された各種のメモリ（ＲＯＭ１１０、
ＲＡＭ１１２、ＥＥＰＲＯＭ１１４）とを備えている。
主制御回路１０２には、パーソナルコンピュータなどの
外部装置との間で信号の送受信を行うインターフェース
回路１２０と、紙送りモータ駆動回路１３０と、ヘッド
駆動回路１４０と、ＣＲモータ駆動回路１５０とが接続
されている。

【００３６】紙送りモータ３０は、紙送りモータ駆動回
路１３０によって駆動されて紙送りローラ３４を回転さ
せ、これによって印刷用紙Ｐを副走査方向に移動させ
る。紙送りモータ３０にはロータリエンコーダ３２が設
けられており、ロータリエンコーダ３２の出力信号は主
制御回路１０２に入力されている。

【００３７】キャリッジ５０の底面には、複数のノズル
（図示せず）を有する印刷ヘッド５２が設けられてい
る。各ノズルは、ヘッド駆動回路１４０によって駆動さ
れて、紙、布、フィルム等の被印刷体に向けて、インク
滴を吐出する。

【００３８】キャリッジモータ６０は、ＣＲモータ駆動
回路１５０によって駆動される。このプリンタ２０は、
キャリッジ５０の主走査方向に沿った位置と速度を検出
するためのリニアエンコーダ７０を備えている。このリ
ニアエンコーダ７０は、主走査方向に平行に設けられた
直線状の符号板７２と、キャリッジ５０に設けられたフ
ォトセンサ７４とによって構成されている。リニアエン
コーダ７０の出力信号は、主制御回路１０２に入力され
ている。

【００３９】なお、主制御回路１０２は、３つの駆動回
路１３０、１４０、１５０に制御信号をそれぞれ供給す
る機能を有しており、また、インターフェース回路１２
０で受信した各種の印刷コマンドの解読や、印刷データ
の調整に関する制御、各種のセンサの監視などを実行す
る機能も有している。一方、ＣＰＵ１０４は、主制御回
路１０２を補助するための各種の機能を有しており、例
えば各種のメモリの制御などを実行する。

【００４０】＝＝＝キャリッジモータ６０の駆動制御装
置の構成＝＝＝次に、図３、及び、図４を参照しつつ、キャリッジモー
タ６０の駆動制御装置の構成について説明する。図３
は、キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成を示す
ブロック図である。図４は、モータ駆動信号Ｓｄｒと、
キャリッジモータ６０の特性との関係を示す説明図であ
る。

【００４１】キャリッジモータ６０の駆動制御装置は、
ＣＲモータ制御回路２００と、ＣＲモータ駆動回路１５
０とを含んでいる。なお、ＣＲモータ制御回路２００
は、図２に示した主制御回路１０２の一部である。

【００４２】リニアエンコーダ７０の出力信号Ｓｅｎ
は、ＣＲモータ制御回路２００内の位置演算回路２３０
と速度演算回路２３２とに入力される。これらの回路２
３０、２３２は、エンコーダ７０の出力信号Ｓｅｎの図
示しないＡ相信号とＢ相信号とに基づいて、キャリッジ
モータ６０の現行回転位置Ｐｃと現行回転速度Ｖｃとを
それぞれ求める。第１の減算器２０２は、与えられた目
標回転位置Ｐｔと現行回転位置Ｐｃとの偏差△Ｐを求め
て目標回転速度発生回路２０４に入力する。目標回転速
度発生回路２０４は、この回転位置偏差△Ｐに応じた目
標回転速度Ｖｔを発生する。

【００４３】第２の演算器２０６は、この目標回転速度
Ｖｔと現行回転速度Ｖｃとの偏差△Ｖを求め、この回転
速度偏差△Ｖを比例要素２１０と積分要素２１２と微分
要素２１４とに入力する。これらの３つの演算要素２１
０、２１２、２１４の演算結果ＱＰ、ＱＩ、ＱＤは、加
算器２１６で加算されて、加算結果ΣＱが算出される。

【００４４】各演算要素２１０、２１２、２１４の出力
ＱＰ、ＱＩ、ＱＤと、それらの加算結果ΣＱは、例えば
以下の式（１）〜（４）で与えられる。

【００４５】ＱＰ（ｊ）＝△Ｖ（ｊ）×Ｋｐ・・・（１）ＱＩ（ｊ）＝ＱＩ（ｊ−１）＋△Ｖ（ｊ）×Ｋｉ・・・（２）ＱＤ（ｊ）＝｛△Ｖ（ｊ）−△Ｖ（ｊ−１）｝×Ｋｄ・・・（３） ΣＱ（ｊ）＝ＱＰ（ｊ）＋ＱＩ（ｊ）＋ＱＤ（ｊ）・・・（４）ここで、ｊは時刻であり、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積
分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。

【００４６】デューティ調整回路２２０は、この加算結
果ΣＱ（「ＰＩＤ出力」とも呼ぶ）に応じて、積分要素
２１２または目標回転速度発生回路２０４を調整するこ
とによって、駆動回路１５０に供給するディーティ信号
Ｄｔのレベルを調整する。このデューティ信号Ｄｔは、
加算結果ΣＱに比例した信号であり、キャリッジモータ
６０のデューティを示す信号である。

【００４７】ＣＲモータ駆動回路１５０は、トランジス
タブリッジで構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ１５４
と、ベースドライブ回路１５２とを備えている。ベース
ドライブ回路１５２は、ＣＲモータ制御回路２００から
供給されたデューティ信号Ｄｔに応じて、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ１５４のトランジスタのベースに印加するベー
ス信号を発生する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４は、こ
のベース信号に応じてモータ駆動信号Ｓｄｒを生成して
キャリッジモータ６０に供給する。

【００４８】図４（Ａ）は、モータ駆動信号Ｓｄｒの信
号変化を示している。モータ駆動信号Ｓｄｒのデューテ
ィは、オンレベルにある期間Ｔｏｎを、駆動信号の１周
期Ｔｐで割った値である。なお、本実施の形態では、モ
ータ駆動信号Ｓｄｒのデューティを「キャリッジモータ
のデューティ」とも呼ぶ。

【００４９】キャリッジモータ６０としてブラシ付き直
流モータを使用した場合には、そのトルク／回転数特性
は、図４（Ｂ）に示すように、デューティに比例する。
ＣＲモータ駆動回路１５０は、駆動信号Ｓｄｒのデュー
ティがデューティ信号Ｄｔに比例するように駆動信号Ｓ
ｄｒを生成する。この結果、キャリッジモータ６０は、
ＣＲモータ制御回路２００から与えられるデューティ信
号Ｄｔに応じた駆動力を発生してキャリッジを駆動す
る。

【００５０】＝＝＝印刷動作の概要＝＝＝次に、図５を参照しつつ印刷ヘッド５２による印刷動作
の概要について説明する。図５は、印刷動作の概要を説
明するための図である。

【００５１】前述したように目標回転速度発生装置２０
４は、回転位置偏差ΔＰに応じてキャリッジモータ６０
の目標回転速度Ｖｔを発生させる。発生する目標回転速
度Ｖｔの変化パターンは、例えば、図５に示したような
ものである。

【００５２】図５において、０〜ｔ１の期間はキャリッ
ジモータ６０の加速制御期間であり、該期間ではキャリ
ッジモータ６０が加速するよう制御される。ｔ１〜ｔ２
の期間はキャリッジモータ６０の等速制御期間であり、
該期間ではキャリッジモータ６０がＶｃｏｎｔなる回転
速度にて等速回転するように制御される。ｔ２〜ｔ３の
期間は、キャリッジモータ６０の減速制御期間であり、
該期間ではキャリッジモータ６０が減速するよう制御さ
れる。

【００５３】したがって、印刷ヘッド５２が搭載されて
いるキャリッジ５０は、０〜ｔ１の期間では加速するよ
う制御され、ｔ１〜ｔ２の期間では等速移動するように
制御され、ｔ２〜ｔ３の期間では減速するよう制御され
る。

【００５４】ここで、印刷ヘッド５２を搭載したキャリ
ッジ５０が等速移動を開始する少し前の時期から、等速
移動を終了した少し後の時期までの間において、印刷ヘ
ッド５２から被印刷体に対してインクを吐出することに
より印刷が行われる。例えば、印刷ヘッド５２を搭載し
たキャリッジ５０を駆動するキャリッジモータ６０の回
転速度が、目標等速回転速度Ｖｃｏｎｔの８０％〜９０
％に達するとインクの吐出が開始され、キャリッジモー
タ６０の回転速度が、目標等速回転速度Ｖｃｏｎｔの８
０％〜９０％以下になるとインクの吐出が終了する。な
お、印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ５０が等速移
動行っている期間のみ、印刷ヘッド５２から被印刷体に
対してインクを吐出するようにしてもよい。

【００５５】したがって、被印刷体に対して高品質な印
刷を行うためには、特に、加速制御期間の終期、等速制
御期間、及び、減速制御期間の初期において、キャリッ
ジモータ６０の回転速度が、図５に示したような目標回
転速度パターンに精度良く追従することが求められる。

【００５６】ここで、前述したようにキャリッジ５０に
は、印刷ヘッド５２の他に、印刷ヘッド５２に供給する
インクを収容したインク容器（ブラックインクカートリ
ッジ５４、カラーインクカートリッジ５６）が搭載され
ている。このインク容器に収容されたインクは印刷が行
われる毎に消費されるから、インク容器の重量は、印刷
が行われる毎に減少する。

【００５７】このため、新品のインク容器がキャリッジ
５０に搭載されている場合のキャリッジモータ６０の駆
動負荷に比べて、インクの残量が少なくなったインク容
器がキャリッジ５０に搭載されている場合のキャリッジ
モータ６０の駆動負荷は小さくなる。

【００５８】したがって、新品のインク容器がキャリッ
ジ５０に搭載されてから、該インク容器内のインクが無
くなるまで、高品質な印刷を維持するためには、特に、
加速制御期間の終期、等速制御期間、及び、減速制御期
間の初期において、たとえ、キャリッジモータ６０の駆
動負荷が変動しても、キャリッジモータ６０の回転速度
が図５に示したような目標回転速度パターンに精度良く
追従することが求められることになる。

【００５９】＝＝＝ＣＲモータ制御回路２００の動作＝
＝＝次に、図６及び図７を参照しつつ、ＣＲモータ制御回路
２００の動作について説明する。図６は、ＣＲモータ制
御回路２００の動作の参考例を示した図である。図７
は、本実施の形態に係るＣＲモータ制御回路２００の動
作例を示した図である。

【００６０】ＣＲモータ制御回路２００を動作させるに
際して、まず、新品のインク容器がキャリッジ５０に搭
載されている場合のキャリッジモータ６０の回転速度
が、目標回転速度に精度良く追従するように、比例要素
２１０、積分要素２１２、及び、微分要素２１４におけ
る、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、及び、微分ゲイ
ンＫｄをチューニングする。

【００６１】一般に、モータの駆動負荷が大きい状態で
各ゲインがチューニングされた制御装置を用いた場合、
駆動負荷が小さくなるにつれて、モータの動作は振動的
になる。したがって、本実施の形態に示したキャリッジ
モータ６０においても、印刷することによりインク容器
内のインクが減少してキャリッジモータ６０の駆動負荷
が小さくなるにつれて、キャリッジ５０の動作が振動的
になる。

【００６２】インク容器内のインクが減少した場合にキ
ャリッジモータ６０が振動的になることを抑制するため
には、比例要素２１０、及び、微分要素２１４の出力値
にそれぞれ上限値を設け、比例要素２１０、及び、微分
要素２１４の出力値がそれぞれの上限値を超えた場合に
は、実際の出力値に替えて、その上限値を出力値とする
ことが考えられる。

【００６３】本実施の形態においては、この上限値の決
め方に特徴がある。以下、本実施の形態に係る上限値の
決め方について、参考例を参照しつつ説明する。

【００６４】＜参考例の動作＞まず、ＣＲモータ制御回
路２００の動作の参考例について図６を参照しつつ説明
する。図６は、参考例に係るＣＲモータ制御回路２００
の動作例を示した図である。図６（Ａ）は、キャリッジ
５０の目標回転速度パターンと、実際の回転速度との関
係を示した図である。図６（Ｂ）は、比例要素２１０の
出力値を説明するための図である。

【００６５】本参考例は、キャリッジモータ６０の駆動
負荷とは無関係に、比例要素２１０、微分要素２１４そ
れぞれについて上限値を設けたものである。図６（Ｂ）
に示すように、比例要素２１０の出力値に対して、０〜
ｔ１の加速制御期間、ｔ１〜ｔ２の等速制御期間、ｔ２
〜ｔ３の減速制御期間、それぞれについて、第１上限
値、第２上限値、第３上限値が設けられている。

【００６６】これらの上限値は、インク容器内のインク
が減少した場合にキャリッジモータ６０が振動的になる
ことを抑制するために必要であるが、あまりに小さい値
とするとキャリッジモータ６０の回転速度の目標回転速
度への追従性が悪化するため、ある程度大きな値とする
必要がある。

【００６７】また、図６（Ｂ）から明らかなように、第
１上限値、第２上限値、第３上限値は、キャリッジモー
タ６０の実際の駆動負荷とは無関係に定められている。
なお、微分要素２１４の出力値についても同様の方法に
より上限値を設ければよいため、以下、比例要素２１０
の出力値について説明する。

【００６８】本参考例においては、比例要素２１０の出
力値が上限値（第１上限値、第２上限値、第３上限値）
を超えた場合、比例要素２１０の出力値が実際の出力値
に替えて上限値（第１上限値、第２上限値、第３上限
値）とされる。

【００６９】インク容器内のインクが少なくなった状態
では、インク容器の重量が小さくなるため、図６（Ｂ）
に示すように、０〜ｔ１の加速制御期間の大部分におい
て、比例要素２１０の出力値が実際の出力値に替えて上
限値（第１上限値、第２上限値、第３上限値）とされて
しまう。しかも、比例要素２１０の出力値とされる、上
限値（第１上限値、第２上限値、第３上限値）は、前述
したように、キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷と
は無関係に定められている。

【００７０】その結果、インク容器内のインクが少なく
なった状態では、図６（Ａ）に示すように、前述した上
限値を設けているにもかかわらずキャリッジモータ６０
の回転が振動的になってしまう。加速制御期間の終期、
等速制御期間等において、キャリッジモータ６０の回転
が振動的になってしまうと、前述した理由により、印刷
品質が低下してしまうことになる。

【００７１】また、キャリッジモータ６０の回転が振動
的になるのを防止するために、比例要素２１０、積分要
素２１２、及び、微分要素２１４における、比例ゲイン
Ｋｐ、積分ゲインＫｉ、及び、微分ゲインＫｄを下げて
しまうと、キャリッジモータ６０の回転速度の目標回転
速度に対する追従性が悪化してしまう。

【００７２】＜本実施の形態の動作＞次に、図７を参照
しつつ、本実施の形態に係るＣＲモータ制御回路２００
の動作について説明する。図７は、本実施の形態に係る
ＣＲモータ制御回路２００の動作例を示した図である。
図７（Ａ）は、キャリッジ５０の目標回転速度パターン
と、実際の回転速度との関係を示した図である。図７
（Ｂ）は、比例要素２１０の出力値を説明するための図
である。

【００７３】本例は、参考例とは異なり、キャリッジモ
ータ６０の実際の駆動負荷に応じて、比例要素２１０、
微分要素２１４それぞれについて上限値を設けたことが
特徴である。

【００７４】キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷
は、積分要素２１２の出力値に比例する。そこで、本例
においては、比例要素２１０の出力値の上限値たる比例
出力上限値、及び、微分要素２１４の出力値の上限値た
る微分出力上限値を、積分要素２１２の出力値に応じた
値とした。

【００７５】比例出力上限値は、その絶対値が積分要素
２１２の出力値の５％〜２０％とすることが好ましく、
微分出力上限値は、その絶対値が積分要素２１２の出力
値の５％〜１０％とすることが好ましい。なお、比例要
素２１０及び微分要素２１４の出力値は正の値と負の値
をとりうるから、比例出力上限値及び微分出力上限値
は、正の上限値と負の上限値とを有する。図７（Ｂ）に
は、比例出力上限値を、積分要素２１２の出力値の±１
５％としたものを、それぞれ、比例出力上限値（正）、
比例出力上限値（負）として示している。なお、微分要
素２１４の出力値についても同様の方法により上限値を
設ければよいため、以下、比例要素２１０の出力値につ
いて説明する。

【００７６】本例において、インク容器内のインクが少
なくなった状態で、比例要素２１０の出力値が正及び負
の比例出力上限値を超える場合には、比例要素２１０の
出力値が比例出力上限値とされるが、その比例出力上限
値は、キャリッジモータ６０の実際の駆動負荷に応じた
値である。

【００７７】図７（Ｂ）に示した例では、０〜ｔ１の加
速期間中の、０〜Ｐ６の期間、及び、Ｐ７〜Ｐ８の期間
において、比例要素２１０の出力値が比例出力上限値を
超えているため、０〜Ｐ６の期間における比例要素２１
０の出力値が比例出力上限値（正）とされ、Ｐ７〜Ｐ８
の期間における比例要素２１０の出力値が比例出力上限
値（負）とされる。

【００７８】本例においては、比例出力上限値が、キャ
リッジモータ６０の駆動負荷に応じて定められているた
め、駆動負荷すなわち積分要素２１２の出力値が小さい
場合には、比例要素２１０から比較的小さな比例出力上
限値が出力され、駆動負荷すなわち積分要素２１２の出
力値が大きい場合には、比例要素２１０から比較的大き
な比例出力上限値が出力される。

【００７９】したがって、インク容器内のインクが少な
くなった状態においても、図７（Ｂ）に示すように、加
速制御期間の終期、等速制御期間等において、キャリッ
ジモータ６０の回転が振動的にならずに目標回転速度に
追従する。

【００８０】その結果、キャリッジ５０搭載されたイン
ク容器内のインクの量にかかわらず、印刷ヘッド５２か
らインクを吐出する期間におけるキャリッジ５０の動作
が高精度に制御され、高品質な印刷が維持されることと
なる。

【００８１】また、参考例のように、キャリッジモータ
６０の回転が振動的になるのを防止するために、比例要
素２１０、積分要素２１２、及び、微分要素２１４にお
ける、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、及び、微分ゲ
インＫｄを下げる必要性も無くなる。

【００８２】＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝以上、いくつかの実施の形態に基づき本発明に係るモー
タ制御装置等を説明してきたが、上記した発明の実施の
形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、
本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を
逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明
にはその等価物が含まれることはもちろんである。

【００８３】前述の実施の形態では、比例要素、積分要
素、及び、微分要素を備えた制御系を例にとって説明し
たが、微分要素を有しない制御系についても、本発明は
適用可能である。

【００８４】また、積分要素の出力値を所定の周期にて
検知し、検知された出力値に所定の定数を乗じて上限値
をその都度定めることとする他、積分要素の出力値と上
限値との関係を定めたテーブルを用意しておき、このテ
ーブルに基づいて上限値を定めることとしてもよい。

【００８５】また、被印刷体として印刷用紙を例にとっ
て説明したが、被印刷体として、フィルム、布、金属薄
板等を用いてもよい。

【００８６】前述の実施形態に係るプリンタ、コンピュ
ータ本体、ＣＲＴ等の表示装置、マウスやキーボード等
の入力装置、フレキシブルドライブ装置、及び、ＣＤ−
ＲＯＭドライブ装置を備えたコンピュータシステムも実
現可能であり、このようにして実現されたコンピュータ
システムは、システム全体として従来システムよりも優
れたシステムとなる。

【００８７】前述の実施形態に係るプリンタに、コンピ
ュータ本体、表示装置、入力装置、フレキシブルディス
クドライブ装置、及び、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置がそ
れぞれ有する機能又は機構の一部を持たせてもよい。例
えば、プリンタが、画像処理を行う画像処理部、各種の
表示を行う表示部、及び、デジタルカメラ等により撮影
された画像データを記録した記録メディアを着脱するた
めの記録メディア着脱部を有する構成としてもよい。

【００８８】上記各実施の形態では、印刷装置としてカ
ラーインクジェットプリンタを用いたが、被印刷体に対
して印刷処理できる印刷装置であれば、これに限られる
ことなく、例えば、モノクロインクジェットプリンタ、
レーザプリンタ、ファクシミリ等に適用しても良い。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、モータに加わる負荷が
変動した場合であっても、高精度にモータを制御するこ
との可能な、モータ制御装置、インクジェットプリン
タ、モータ制御方法、コンピュータプログラム、及び、
コンピュータシステムを実現することが可能となる。

【００９０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのインクジェットプリ
ンタ２０の主要な構成を示す概略斜視図である。

【図２】プリンタ２０の電気的な構成を示すブロック図
である。

【図３】キャリッジモータ６０の駆動制御装置の構成を
示すブロック図である。

【図４】モータ駆動信号Ｓｄｒと、キャリッジモータ６
０の特性との関係を示す説明図である。

【図５】印刷動作の概要を説明するための図である。

【図６】ＣＲモータ制御回路２００の動作の参考例を示
した図である。

【図７】本実施の形態に係るＣＲモータ制御回路２００
の動作例を示した図である。

【符号の説明】

２０・・・インクジェットプリンタ３０・・・紙送りモータ３２・・・ロータリエンコーダ３４・・・紙送りローラ４０・・・プラテン５０・・・キャリッジ５２・・・印刷ヘッド５４・・・ブラックカートリッジ５６・・・カラーインクカートリッジ６０・・・キャリッジモータ６２・・・牽引ベルト６４・・・ガイドレール７０・・・リニアエンコーダ７２・・・符号板７４・・・フォトセンサ８０・・・キャッピング装置１０２・・・主制御回路１０４・・・ＣＰＵ１１０・・・ＲＯＭ１１２・・・ＲＡＭ１１４・・・ＥＥＰＲＯＭ１２０・・・インターフェース回路１３０・・・紙送りモータ駆動回路１４０・・・ヘッド駆動回路１５０・・・ＣＲモータ駆動回路１５２・・・ベースドライブ回路１５４・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ２００・・・ＣＲモータ制御回路２０２・・・第１の減算器２０４・・・目標速度発生回路２０６・・・第２の減算器２１０・・・比例要素２１２・・・積分要素２１４・・・微分要素２１６・・・加算器２２０・・・デューティ調整回路２３０・・・位置演算回路２３２・・・速度演算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転速度と目標回転速度との偏
差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転
速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた
値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータ
を制御するモータ制御装置において、前記比例手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値
に応じた比例出力上限値を設け、前記比例手段の出力値
がこの比例出力上限値を超える場合には、前記比例手段
の出力値が前記比例出力上限値とされることを特徴とす
るモータ制御装置。
【請求項２】請求項１に記載のモータ制御装置におい
て、前記制御系は、前記モータの回転速度と目標回転速度と
の偏差を微分して微分値に応じた値を出力する微分手段
を有し、前記微分手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値
に応じた微分出力上限値を設け、前記微分手段の出力値
がこの微分出力上限値を超える場合には、前記微分手段
の出力値が前記微分出力上限値とされることを特徴とす
るモータ制御装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のモータ制
御装置において、前記比例出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出
力値の５％〜２０％になるように設定されることを特徴
とするモータ制御装置。
【請求項４】請求項２又は請求項３に記載のモータ制
御装置において、前記微分出力上限値は、その絶対値が前記積分手段の出
力値の５％〜１０％になるように設定されることを特徴
とするモータ制御装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
のモータ制御装置において、前記制御系は、ＰＷＭ制御方式にて前記モータを制御す
ることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
のモータ制御装置において、前記モータは、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッド
と、該印刷ヘッドに供給されるインクを収容したインク
容器を備えたキャリッジを駆動するためのモータである
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
のモータ制御装置を備えたインクジェットプリンタ。
【請求項８】モータの回転速度と目標回転速度との偏
差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転
速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた
値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータ
を制御するモータ制御方法において、前記比例手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値
に応じた比例出力上限値を設け、前記比例手段の出力値
がこの比例出力上限値を超える場合には、前記比例手段
の出力値が前記比例出力上限値とすることを特徴とする
モータ制御方法。
【請求項９】モータの回転速度と目標回転速度との偏
差に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転
速度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた
値を出力する積分手段を有する制御系により前記モータ
を制御するモータ制御装置に、前記比例手段の出力値に対して、前記積分手段の出力値
に応じた比例出力上限値を設け、前記比例手段の出力値
がこの比例出力上限値を超える場合には、前記比例手段
の出力値が前記比例出力上限値とさせるためのコンピュ
ータプログラム。
【請求項１０】コンピュータ本体、表示装置、入力装
置、フレキシブルドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ
装置、及び、モータの回転速度と目標回転速度との偏差
に応じた値を出力する比例手段と、前記モータの回転速
度と目標回転速度との偏差を積分して積分値に応じた値
を出力する積分手段を有する制御系により前記モータを
制御するプリンタであって、前記比例手段の出力値に対
して、前記積分手段の出力値に応じた比例出力上限値を
設け、前記比例手段の出力値がこの比例出力上限値を超
える場合には、前記比例手段の出力値が前記比例出力上
限値とされるプリンタ、を有することを特徴とするコン
ピュータシステム。