JP2003088172A

JP2003088172A - モータ駆動装置、プリンタ、コンピュータプログラム、コンピュータシステム、及び、モータ駆動方法

Info

Publication number: JP2003088172A
Application number: JP2001274139A
Authority: JP
Inventors: Sumihito Anzai; 純人安西
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＷＭ方式にて高精度なモータの駆動を実現
するモータ駆動装置を実現する。【解決手段】モータに電圧を印加すべきことをモータ
ドライバに対して指令する印加指令期間と前記モータに
電圧を印加すべきことを前記モータドライバに対して指
令しない非印加指令期間とを繰り返し有するＰＷＭ信号
が前記モータドライバに送られることにより前記モータ
がＰＷＭ方式にて駆動されるモータ駆動装置において、
前記印加指令期間には、前記モータドライバに対応して
付加された付加期間が含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ駆動装置、
プリンタ、コンピュータプログラム、コンピュータシス
テム、及び、モータ駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在各種の情報機器、家電機器、産業機
器等にモータが使用されており、モータの駆動方法も種
々提案されている。モータの駆動方法の一つとして、Ｐ
ＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）方式がある。このＰＷＭ方式は、パルス幅変調方式
とも呼ばれており、所定電圧のＯＮ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。

【０００３】かかるＰＷＭ方式にてモータを駆動する際
に用いるモータドライバが有する回路の例を図１３に示
す。図１３に示した例では、例えば、４個のＭＯＳ・Ｆ
ＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ）Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を有するＨ型ブリッジ回
路を構成し、個々のＭＯＳ・ＦＥＴをオンオフ制御する
ことによりモータＭの回転制御を行っている。なお、Ｍ
ＯＳ・ＦＥＴに限ることなく各種のトランジスタにより
ブリッジ回路を構成してもよいし、トランジスタの数も
４個に限られない。

【０００４】図１３に示したＨ型ブリッジ回路では、電
源Ｖｍとアースとの間に、Ｑ１、Ｑ３からなる直列回路
と、Ｑ２、Ｑ４からなる直列回路が接続されており、各
ＭＯＳ・ＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４には、それぞれ
のＭＯＳ・ＦＥＴに流れる電流方向とは逆向きの電流を
流すダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が並列に接続さ
れている。ここで、ＭＯＳ・ＦＥＴＱ１、Ｑ４を同時に
ＯＮし、かつＭＯＳ・ＦＥＴＱ２、Ｑ３を同時にＯＦＦ
すると電流が図１３中の矢印Ａｒ１の方向に流れてモー
タＭが正転し、ＭＯＳ・ＦＥＴＱ２、Ｑ３を同時にＯＮ
し、かつＭＯＳ・ＦＥＴＱ１、Ｑ４を同時にＯＦＦする
と電流が図１３中の矢印Ａｒ２の方向に流れてモータＭ
が逆転する。

【０００５】モータ正転時の回転速度を制御する場合に
は、ＭＯＳ・ＦＥＴＱ２、Ｑ３をＯＦＦし、ＭＯＳ・Ｆ
ＥＴＱ１をＯＮした上で、ＭＯＳ・ＦＥＴＱ４に入力さ
れるＰＷＭ信号のデューティを変化させる。なお、ＰＷ
Ｍ信号は、モータＭに電圧を印加すべきことをモータド
ライバに対して指令する印加指令期間と前記モータに電
圧を印加すべきことを前記モータドライバに対して指令
しない非印加指令期間とを繰り返し有し、印加指令期間
では、ＯＮ状態となり、非印加指令期間ではＯＦＦ状態
となる。また、本明細書において、「デューティ」と
は、モータに電圧を印加すべきことをモータドライバに
対して指令する印加指令期間とモータに電圧を印加すべ
きことをモータドライバに対して指令しない非印加指令
期間とからなる基準期間の長さに対する、印加指令期間
の長さの割合をいい、図１４に示したＰＷＭ信号におい
て、（デューティ）＝Ｔｏｎ／Ｔｓｕｍ×１００
（％）で表される。また、モータ逆転時の回転速度を制
御する場合には、ＭＯＳ・ＦＥＴＱ１、Ｑ４をＯＦＦ
し、ＭＯＳ・ＦＥＴＱ２をＯＮした上で、ＭＯＳ・ＦＥ
ＴＱ３に入力されるＰＷＭ信号のデューティを変化させ
る。正転逆転時ともに、ＰＷＭ信号のデューティが大き
くなるほど、モータＭの回転速度は大きくなる。このよ
うなＨ型ブリッジ回路において、本来同時にＯＮとなる
べきではないＭＯＳ・ＦＥＴ、例えば、Ｑ１とＱ３が、
あるタイミングで同時にＯＮとなってしまうと、これら
のＭＯＳ・ＦＥＴに貫通電流が流れてしまう。

【０００６】そこで、多くのモータドライバにおいて
は、かかる貫通電流の発生を防止するために、モータド
ライバに入力されるＰＷＭ信号がＯＦＦ状態からＯＮ状
態に変化する際に、すべてのＭＯＳ・ＦＥＴを強制的に
ＯＦＦする強制ＯＦＦ期間を設けている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】使用するモータドライ
バに前記強制ＯＦＦ期間が設定されている場合には、モ
ータドライバに入力されたＰＷＭ信号の印加指令期間が
この強制ＯＦＦ期間によって削減され、実質的には設定
された印加指令期間が確保できず、モータの良好な制御
が得られないおそれがある。特に、モータの加減速動作
時には印加指令期間が０に近い状態となることがあり、
印加指令期間が強制ＯＦＦ期間より短くなりモータに電
圧が印加されない状態が発生する。例えば、回転動作を
停止する際には、デューティを段階的に小さく、すなわ
ち印加指令期間を短縮させていくが、図１５に示すよう
にモータの減速動作の途中から電圧が印加されなくな
り、結果的にモータを制御することができない状態が発
生する。

【０００８】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、ＰＷＭ方式にて高
精度なモータの駆動を実現するモータ駆動装置、かかる
駆動装置を備えたプリンタ、かかるモータ駆動装置を駆
動するためのコンピュータプログラム、かかるモータ駆
動装置を備えたコンピュータシステム、及び、ＰＷＭ方
式にて高精度にモータを駆動することができるモータ駆
動方法を実現することにある。

【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、モータに電圧を印加すべきこ
とをモータドライバに対して指令する印加指令期間と前
記モータに電圧を印加すべきことを前記モータドライバ
に対して指令しない非印加指令期間とを繰り返し有する
ＰＷＭ信号が前記モータドライバに送られることにより
前記モータがＰＷＭ方式にて駆動されるモータ駆動装置
において、前記印加指令期間には、前記モータドライバ
に対応して付加された付加期間が含まれていることを特
徴とする。

【００１０】本発明の他の特徴については、添付図面及
び本明細書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＝＝＝本明細書における発明の詳細な説明の項の記載により、
少なくとも次のことが明らかにされる。

【００１２】モータに電圧を印加すべきことをモータド
ライバに対して指令する印加指令期間と前記モータに電
圧を印加すべきことを前記モータドライバに対して指令
しない非印加指令期間とを繰り返し有するＰＷＭ信号が
前記モータドライバに送られることにより前記モータが
ＰＷＭ方式にて駆動されるモータ駆動装置において、前
記印加指令期間には、前記モータドライバに対応して付
加された付加期間が含まれていることを特徴とする。

【００１３】これにより、モータドライバの特性等によ
って印加指令期間が短縮されてしまう場合であっても、
付加期間が付加されることによって、電圧が印加される
期間が補われるので、良好にモータを駆動することが可
能となる。

【００１４】また、前記モータドライバは、複数のトラ
ンジスタを有し、前記モータドライバに送られるＰＷＭ
信号が非印加指令期間から印加指令期間に変化する際
に、すべての前記トランジスタがＯＦＦとなる強制ＯＦ
Ｆ期間を備え、この強制ＯＦＦ期間に基づいて前記付加
期間が設定されていてもよい。

【００１５】このようなモータ駆動装置においては、モ
ータドライバによってモータへの印加電圧が強制的にＯ
ＦＦされてしまう場合でも、付加期間によって強制ＯＦ
Ｆ期間分の印加電圧を補うことができ、本来必要なの印
加指令期間を確保して、良好にモータを駆動することが
可能となる。

【００１６】また、前記モータは、プリンタの紙送りモ
ータであるようにしてもよい。プリンタの紙送りモータ
の駆動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。

【００１７】また、前記モータは、プリンタのキャリッ
ジモータであるようにしてもよい。プリンタのキャリッ
ジモータの駆動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。

【００１８】また、複数種類のモータドライバそれぞれ
に対して、モータドライバと前記付加期間との関係を定
めたテーブルを備え、このテーブルに基づいて、前記印
加指令期間が設定されてもよい。

【００１９】これにより、複数種類のモータドライバに
設定された各々の仕様に合わせた複数の制御回路を備え
ることなく、テーブルから選択したデータに基づいて付
加期間を付加することによって、いずれのモータドライ
バでも良好にモータを駆動することが可能となる。

【００２０】また、このようなモータ駆動装置を備えた
プリンタ、かかるモータ駆動装置を駆動するためのコン
ピュータプログラムも実現可能である。

【００２１】また、コンピュータ本体と、表示装置と、
プリンタと、入力装置と、フレキシブルドライブ装置
と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置とを有し、このようなモ
ータ駆動装置を備えたコンピュータシステムも実現可能
である。

【００２２】また、モータに電圧を印加すべきことをモ
ータドライバに対して指令する印加指令期間と前記モー
タに電圧を印加すべきことを前記モータドライバに対し
て指令しない非印加指令期間とを繰り返し有するＰＷＭ
信号を前記モータドライバに送ることにより前記モータ
をＰＷＭ方式にて駆動するモータ駆動方法において、前
記印加指令期間には、前記モータドライバに対応して付
加された付加期間が含まれていることを特徴とする。

【００２３】これにより、モータドライバの特性等によ
って印加指令期間が短縮されてしまう場合であっても、
付加期間によって実際に電圧が印加される期間を補うこ
とができ、良好にモータを駆動することが可能となる。

【００２４】＝＝＝インクジェットプリンタの概略＝＝
＝次に、本発明の主な適用対象であるインクジェットプリ
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。

【００２５】図１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、Ｐ
Ｆ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、ＣＰＵ１
６に対して周期的に割込み信号を発生するタイマＩＣ１
７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３
０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。

【００２６】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モータである。

【００２７】＝＝＝キャリッジ周辺の構成＝＝＝次にキャリッジ周辺の構成について説明する。図２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。

【００２８】図２で示すように、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。

【００２９】また、キャリッジ３の非印字領域には、非
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。

【００３０】ヘッド９のノズル開口列に目詰まりが生じ
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。

【００３１】＝＝＝エンコーダ＝＝＝次に、キャリッジ３に取付けられたリニア式エンコーダ
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。図３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
（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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】図４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。

【００３５】図４（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。

【００３６】一方、ＰＦモータ１用のロータリ式エンコ
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。

【００３７】＝＝＝給紙及び紙検出＝＝＝次に、給紙及び紙検出に関連する部分について説明す
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。

【００３８】図５を参照して、図１に示した紙検出セン
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。

【００３９】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。

【００４０】＝＝＝紙送り＝＝＝次に、紙送りに関連する部分について詳細に説明する。
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。

【００４１】図５に示したプリンタの部分のうち紙送り
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。

【００４２】プリンタ６０の給紙挿入口６１から挿入さ
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。

【００４３】ＰＦモータ１はプリンタ６０内のフレーム
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。

【００４４】紙送りローラ６５と従動ローラ６６とによ
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。

【００４５】印刷紙５０がプラテン８４上に支持されて
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。

【００４６】＝＝＝ＤＣユニットの構成＝＝＝次に、インクジェットプリンタのＰＦモータ１を制御す
るＤＣモータ制御装置であるＤＣユニット６の構成につ
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の構成を示したブロック図である。

【００４７】図７に示したＤＣユニット６は、回転位置
演算部６ａと、減算器６ｂと、目標回転速度演算部６ｃ
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６ｇ
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、
印加指令期間補正部６ｎとを備えている。

【００４８】回転位置演算部６ａは、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。

【００４９】減算器６ｂは、ＣＰＵ１６から送られてく
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。

【００５０】目標回転速度演算部６ｃは、減算器６ｂの
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。

【００５１】回転速度演算部６ｄは、ロータリ式エンコ
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。

【００５２】減算器６ｅは、目標回転速度と、回転速度
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。

【００５３】比例要素６ｆ、積分要素６ｇ及び微分要素
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。

【００５４】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。この加
算結果は印加指令期間補正部６ｎに送られて前記モータ
ドライバ３に基づいて設定される補正データが加算さ
れ、デューティ信号としてＰＷＭ回路６ｊに送られる。
補正データについては後述する。ＰＷＭ回路６ｊでは、
そのデューティ信号に応じた指令信号としてのＰＷＭ信
号が生成され、この生成されたＰＷＭ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。

【００５５】前記印加指令期間補正部６ｎは、補正デー
タを格納する補正データメモリ６ｏと加算器６ｐ、６ｑ
とを備えている。補正データメモリ６ｏには制御対象と
なるＰＦモータ１のドライバ２の特性に基づく補正デー
タが予め格納されている。この補正データは、モータド
ライバ２に設定された強制ＯＦＦ期間によって削減され
てしまう印加指令期間分を付加期間として付加するため
のデータである。

【００５６】すなわち、ドライバ２の構成は、背景技術
において説明したように、例えば、４つのＭＯＳ・ＦＥ
Ｔを有しており、ＰＷＭ回路６ｊから送られてくるＰＷ
Ｍ信号に基づいて、これらのＭＯＳ・ＦＥＴを選択的に
ＯＮＯＦＦすることにより、モータの正逆転駆動を行
う。そして複数のトランジスタを有する回路に入力され
るＰＷＭ信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化する際
に、すべてのトランジスタを強制的にＯＦＦする強制Ｏ
ＦＦ期間が設けられている。このため、制御上必要な印
加指令期間に基づくデューティをモータドライバ２に送
ったとしても、前記強制ＯＦＦ期間によって印加指令期
間は削減され、実際にモータに電圧が印加される印加指
令期間が設定よりも短縮されてしまう。この短縮される
印加指令期間を補って本来必要とするデューティを確保
するために、モータドライバ２に設定された強制ＯＦＦ
期間に相当する付加期間データを補正データとしてい
る。

【００５７】タイマ６ｋ及び加速制御部６ｍは、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。

【００５８】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。

【００５９】加速制御部６ｍは、上記タイマ割込信号を
受けるごとに所定のデューティ（例えば２００）を積算
し、積算結果がデューティ信号として印加指令期間補正
部６ｎに送られ補正データが付加されてＰＷＭ回路６ｊ
に送られる。ＰＩＤ制御の場合と同様に、ＰＷＭ回路６
ｊにて積算結果に応じた指令信号としてのＰＷＭ信号が
生成され、生成されたＰＷＭ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。

【００６０】＝＝＝ＤＣユニットの動作の概要＝＝＝次に、図８（ａ）、（ｂ）を参照してＤＣユニット６の
動作の概要、即ち、モータ駆動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。

【００６１】ＰＦモータ１が停止しているときに、ＣＰ
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から印加指令期
間補正部６ｎを介して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ＣＰ
Ｕ１６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印加指令期間補正部６ｎによ
って、初期起動デューティ信号を構成する印加指令期間
に前記補正データメモリ６ｏ内の補正データαが加算器
６ｐによって加算されて信号値ＤＸ０＋αとなる新たな
初期起動デューティ信号に生成される。そしてこの新た
な初期起動デューティ信号は、ＰＷＭ回路６ｊによって
信号値ＤＸ０＋αに応じたＰＷＭ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）。このと
き、モータドライバ２に入力されるＰＷＭ信号がＯＦＦ
状態からＯＮ状態に変化し、すべてのトランジスタが期
間αだけ強制的にＯＦＦされる。このため、信号値ＤＸ
０＋αのうち強制ＯＦＦ期間αだけ電圧が印加される期
間が短縮されるので、モータドライバ２は、本来必要と
する信号値ＤＸ０に相当するデューティによって制御さ
れる。したがって、モータドライバ２に強制ＯＦＦ期間
が設定されていても、所望のデューティによってモータ
に印加される実印加期間は確保されモータは良好に駆動
される。

【００６２】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
動初期デューティ信号の信号値ＤＸ０に所定のデューテ
ィ（例えば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印加指令期間補正
部６ｎに送り、そのデューティ信号は補正されてＰＷＭ
回路６ｊに送られる。この補正デューティ信号は、ＰＷ
Ｍ回路６ｊによって、その信号値に応じたＰＷＭ信号に
変換されてドライバ２に送られる。送られたＰＷＭ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
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から出力され印加指令期
間補正部６ｎ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。

【００６３】加速制御部６ｍにおけるデューティの積算
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ｔ_l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、以後印加指令期間補正部６ｎ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）。

【００６４】そして、ＰＦモータ１の回転速度がオーバ
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が制御する。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Ｖ_cに達すると（図８（ｂ）の時
刻ｔ₃参照）、ＰＷＭ回路６ｊが、ＰＩＤ制御系側の出
力、即ち加算器６ｉから出力され印加指令期間補正部６
ｎによって補正データメモリ６ｏの補正データが加算器
６ｑによって加算された出力を選択し、ＰＩＤ制御が行
われる。

【００６５】ＰＩＤ制御が開始されると、目標回転位置
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Ｖ_eとなるよ
うに制御される。尚、所定の回転速度Ｖ_cは、所望の回
転速度Ｖ_eの７０〜８０％の値であることが好ましい。

【００６６】ＰＦモータ１が目標回転位置に近づくと
（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。

【００６７】上述したように、モータドライバ２に入力
されるＰＷＭ信号は、モータドライバ２に設定された強
制ＯＦＦ期間に相当する付加期間αが付加されたデュー
ティが設定されているので、モータドライバ２によって
すべてのドライバが強制的にＯＦＦされても、所望のデ
ューティが確保され、モータを良好な駆動状態に制御す
ることができる。したがって、必要とする印加指令期間
が強制ＯＦＦ期間より短くなった場合であっても、モー
タには電圧が印加され続けるためモータを確実に制御し
た状態で駆動することが可能である。

【００６８】本実施形態では、ＰＦモータ１のドライバ
２の特性に基づく補正データのみを補正データメモリ６
ｏに格納しておく例を示したがこれに限るものではな
い。例えば図９に示すように、各々のモータドライバ
と、それらドライバに設定された強制ＯＦＦ期間に相当
する補正データとの関係を定めたデータテーブルを補正
データメモリ６ｏに備え、制御対象となるドライバに対
応した補正データをデータテーブルから選択可能な構成
とすると、モータドライバごとに固有の制御回路を備え
ることなく、同一の制御回路を複数種類のモータドライ
バに適用させてモータを良好に駆動させることができ
る。

【００６９】＝＝＝ＰＷＭ回路６ｊ＝＝＝次に、ＰＷＭ回路６ｊについて図面を参照しつつ説明す
る。図９は、ＰＷＭ回路６ｊの動作を説明するための図
である。

【００７０】前述したように、ＰＷＭ回路６ｊは、印加
指令期間補正部６ｎからデューティ信号、すなわち、Ｐ
Ｆモータ１に電圧を印加すべきことをドライバ２に対し
て指令する印加指令期間に補正データを付加した新たな
印加指令期間とＰＦモータ１に電圧を印加すべきことを
ドライバ２に対して指令しない非印加指令期間とからな
る基準期間の長さに対する印加指令期間の長さの割合を
示す情報を受け取り、その信号値に基づいて、印加指令
期間と非印加指令期間とを繰り返し有するＰＷＭ信号を
生成し、このＰＷＭ信号を指令信号としてドライバ２に
送る。

【００７１】ここで、図９に示すように、ＰＷＭ回路６
ｊは、カウンタ６ｊ１、基準期間用コンペアレジスタ６
ｊ２、デューティ用コンペアレジスタ６ｊ３、及び、フ
リップフロップ６ｊ４を有している。

【００７２】カウンタ６ｊ１は、クロック信号をカウン
トし、カウント値を基準期間用コンペアレジスタ６ｊ２
及びデューティ用コンペアレジスタ６ｊ３に送る。

【００７３】基準期間用コンペアレジスタ６ｊ２は、カ
ウンタ６ｊ１から送られてきたカウント値を設定された
基準期間用コンペア値と比較し、カウント値が基準期間
用コンペア値に達すると、フリップフロップ６ｊ４をセ
ットするとともに、カウンタ６ｊ１にリセット信号を送
る。これにより、フリップフロップ６ｊ４の出力信号、
すなわち、ＰＷＭ信号は、ＯＮ状態となる。

【００７４】デューティ用コンペアレジスタ６ｊ３は、
カウンタ６ｊ１から送られてきたカウント値を設定され
たデューティ用コンペア値と比較し、カウント値がデュ
ーティ用コンペア値に達すると、フリップフロップ６ｊ
４をリセットする。これにより、フリップフロップ６ｊ
４の出力信号は、ＯＦＦ状態となる。

【００７５】よって、フリップフロップ６ｊ４の出力信
号、すなわち、ＰＷＭ信号は、カウンタ６ｊ１のカウン
ト値がデューティ用コンペア値に達するまで、ＯＮ状態
であり、カウンタ６ｊ１のカウント値がデューティ用コ
ンペア値に達するとＯＦＦ状態となる。

【００７６】また、以上の説明では、カウンタ６ｊ１、
基準期間用コンペアレジスタ６ｊ２、デューティ用コン
ペアレジスタ６ｊ３、及び、フリップフロップ６ｊ４を
ＰＷＭ回路６ｊに設けて処理を行ったが、同様の処理
を、ＣＰＵ１６にて行い、処理結果をドライバ２に送っ
てもよい。

【００７７】また、以上の説明は、ＰＦモータ１を駆動
する場合について説明したが、ＣＲモータ４についても
同様の駆動方法を適用可能である。さらに、プリンタ以
外の各種の情報機器、家電機器、産業機器等に用いられ
ているモータについても同様の駆動方法が適用可能であ
る。

【００７８】＝＝＝コンピュータシステム、コンピュー
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。

【００７９】図１１は、コンピュータシステムの外観構
成を示した説明図、図１２は、図１１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。

【００８０】図１１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（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂ
ｅ：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７
３と、入力装置としてのキーボード７４ａ及びマウス７
４ｂと、フレキシブルディスクドライブ装置７６と、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭドライブ装置７７とを備えている。

【００８１】図１２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（Ｒａ
ｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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
駆動方法を実行するコ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
（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）８２に記録さ
れ、フレキシブルディスクドライブ装置７６、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ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（ＭａｇｎｅｔｏＯｐｔｉｃａ
ｌ）ディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔ
ｉｌｅＤｉｓｋ）、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。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＷＭ方式にて高精度
なモータの駆動を実現するモータ駆動装置、かかる駆動
装置を備えたプリンタ、かかるモータ駆動装置を駆動す
るためのコンピュータプログラム、かかるモータ駆動装
置を備えたコンピュータシステム、及び、ＰＷＭ方式に
て高精度にモータを駆動することができるモータ駆動方
法を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】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３】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４】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５】給紙及び紙検出に関連する部分を示した透視
図。

【図６】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。

【図７】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８】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。

【図９】モータドライバが備える強制ＯＦＦ期間に応じ
た補正データを備えた例を示した図。

【図１０】ＰＷＭ回路６ｊの動作を説明するための図。

【図１１】コンピュータシステムの外観構成を示した説
明図。

【図１２】図１１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１３】ＰＷＭ方式にてモータを駆動する際に用いる
モータドライバが有する回路の例を示した図。

【図１４】ＰＷＭ信号の一例を示した図。

【図１５】モータを制御できなくなるおそれがある例を
示した図。

【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）６ＤＣ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６ｊＰＷＭ回路６ｊ１カウンタ６ｊ２基準期間用コンペアレジスタ６ｊ３デューティ用コンペアレジスタ６ｊ４フリップフロップ６ｎ印加指令期間補正部６ｏ補正データメモリ６ｐ加算器６ｑ加算器７ポンプモータ８ポンプモータドライバ９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）１４ロータリ式エンコーダ用符号板１５紙検出センサ１６ＣＰＵ１７タイマＩＣ１８ホストコンピュータ１９インタフェース部２０ＡＳＩＣ２１ＰＲＯＭ２２ＲＡＭ２３ＥＥＰＲＯＭ２５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プリンタ６１給紙挿入口６２排紙口６４給紙ローラ６５紙送りローラ６６従動ローラ６７ａ大歯車６７ｂ中間歯車６７ｃ排紙歯車６８排紙ローラ６９従動ローラ（ギザローラ）８３スマップ軸８４プラテン８７小歯車８８小歯車８９ホルダ

フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 EB11 EB12 EB35 EB59 EC11 EC12 EC31 EC38 2C480 CA11 CB02 CB30 CB34 CB35 DA01 DB01 DB12 EA02 EA05 EA06 EA22 EA24 EB03 5H571 AA20 BB09 CC01 EE02 GG01 HA09 HC00 HD02 JJ03 JJ17 LL08 LL33 PP04 5H572 AA06 CC01 DD07 FF08 FF09 GG01 GG07 HA09 HB12 JJ03 JJ17 KK05 LL08 LL33 PP03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータに電圧を印加すべきことをモータ
ドライバに対して指令する印加指令期間と前記モータに
電圧を印加すべきことを前記モータドライバに対して指
令しない非印加指令期間とを繰り返し有するＰＷＭ信号
が前記モータドライバに送られることにより前記モータ
がＰＷＭ方式にて駆動されるモータ駆動装置において、前記印加指令期間には、前記モータドライバに対応して
付加された付加期間が含まれていることを特徴とするモ
ータ駆動装置。
【請求項２】請求項１に記載のモータ駆動装置におい
て、前記モータドライバは、複数のトランジスタを有し、前
記モータドライバに送られるＰＷＭ信号が非印加指令期
間から印加指令期間に変化する際に、すべての前記トラ
ンジスタがＯＦＦとなる強制ＯＦＦ期間を備え、この強
制ＯＦＦ期間に基づいて前記付加期間が設定されている
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のモータ駆
動装置において、前記モータは、プリンタの紙送りモータであることを特
徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２に記載のモータ駆
動装置において、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駆動装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
のモータ駆動装置において、複数種類のモータドライバそれぞれに対して、モータド
ライバと前記付加期間との関係を定めたテーブルを備
え、このテーブルに基づいて、前記印加指令期間が設定
されることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
のモータ駆動装置を備えたプリンタ。
【請求項７】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
のモータ駆動装置に実行させるためのコンピュータプロ
グラム。
【請求項８】コンピュータ本体と、表示装置と、プリ
ンタと、入力装置と、フレキシブルドライブ装置と、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭドライブ装置と、請求項１乃至請求項５のい
ずれかに記載のモータ駆動装置とを備えたコンピュータ
システム。
【請求項９】モータに電圧を印加すべきことをモータ
ドライバに対して指令する印加指令期間と前記モータに
電圧を印加すべきことを前記モータドライバに対して指
令しない非印加指令期間とを繰り返し有するＰＷＭ信号
を前記モータドライバに送ることにより前記モータをＰ
ＷＭ方式にて駆動するモータ駆動方法において、前記印加指令期間には、前記モータドライバに対応して
付加された付加期間が含まれていることを特徴とするモ
ータ駆動方法。