JP2005176518A - 記録装置、モータ制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 重み係数によりエンコーダの情報を補正することで正確な速度及び位置情報の検出を行なう。
【解決手段】 第１パルス情報と、第１パルス情報と位相が異なる第２パルス情報に基づき、各パルス情報の立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号を求め、被駆動体を駆動するモータを制御するための位置情報及び速度情報を検出する検出部を有するモータ制御装置は、被駆動体を駆動するための駆動モードを設定する設定部と、検出された各パルス情報に対する立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号に基づき、被駆動体の情報を、各エッジ信号間の周期に対応させた履歴情報として演算する演算部と、演算部により演算された履歴情報を、設定された駆動モードに従った重み付け係数により補正して、モータを制御するための予測情報を生成する駆動制御部と、生成された予測情報に基づいて、モータを制御するための制御信号を生成する信号生成部とを備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、記録装置における駆動源として採用されるＤＣモータの制御に特徴を有する記録装置、モータ制御装置、及びその制御方法に関するものである。

プリンター、ファクシミリ、複写装置に装着して画像情報に基づいて紙やプラスチック薄板(OHP等)の記録媒体に画像(文字や記号を含む)の記録を行う手段としてインクジェット方式の記録装置（以下、「インクジェット記録装置」という。）は広く利用されている。このインクジェット記録装置の駆動源としては、記録ヘッドを搭載したキャリッジを走査方向に往復駆動させるキャリッジモータと、記録媒体をインクジェット記録装置に給紙する搬送モータ（ASFモータ）と、ヘッドクリーニング等を行う回復系モータと、記録媒体を印字スキャン毎に送る紙送りモータ等がある。従来の駆動元は、低コスト化が図れること、駆動源の制御が簡単であること等の理由によりパルスモータが多く使用されていた。

この場合、目的位置での停止はモータに加えるパルス数で制御でき、スピードはパルスの周期で制御することができる。また動作音の低減のため、モータに流れる電流をマイクロステップ等の手法を用いて正弦波状にするなど、モータ制御に対する改善が試みられている。

インクジェット記録装置は、ノンインパクト方式である為に記録時に発生する騒音が少ないという利点を有するが、更なる静音化等の目的で駆動源としてパルスモータからＤＣモータへ移行が進んでいる。しかしＤＣモータではパルスモータの様にデジタル的な制御は行えずアナログ的な制御となる。この場合、ＤＣモータの制御情報（例えば、位置情報、速度情報等）を得るために検出器としてエンコーダを使用するのが一般的である。すなわち、エンコーダの信号を基にして位置・速度を求め、目的のスピード・位置と照らし合わせながら印加すべき電圧が決定される。

図１はエンコーダにおける信号の検出原理をモデル化した図である。エンコーダはLED101から照射した光をコードホイール102を通してディテクター103が検出して信号を生成する。コードホイール102上には、LED101から照射された光を透過するスリット部分1104と光を透過しない部分1105が、予め決められた間隔で配置されている。ディテクター103にはフォトダイオード106,107,108,109が決められた間隔で配置さており、各フォトダイオード106,107,108,109で検出された光を電気信号A（110）、電気信号*A（111）、電気信号B（112）、電気信号*B（113）に変換して出力し、出力された電気信号110,111,112,113はコンパレーター1114,1115によって差動出力Channel A（116）, Channel B（117）として出力される。

図２に差動出力信号の波形を示す。電気信号A（201）と電気信号 *A（202）の交点で矩形パルス波形channelA（203）の立ち上がり（High）、立ち下がり（Low）が切替えられる。ここで、速度が一定の場合は、電気信号A及び＊Aの交差は等間隔に繰り返されることになる。

エンコーダは、一定間隔に設けられているスリット部分1104を透過する光を検出して、その光が透過したスリット数、及び単位時間あたりのスリット数を検出することにより位置情報及び速度情報を知ることができる。ＤＣモータの制御情報としてエンコーダ信号から位置情報や速度情報を検出する場合、エンコーダ信号は、通常は片側、例えばＡ相の立上がりあるいはその立下がりが検出され、その立上がりあるいは立下がりの繰り返し周期に基づいてモータの速度が求められ、その立上がりあるいは立下がりの数で位置情報が求められる（片エッジサンプル方式）。また立上がりあるいは立下がりが発生したときの、もう片方のＢ相の状態で移動の向きが検出される。

しかし、モータを目標位置に位置決めする際、停止位置の直前では、モータを低速駆動させる必要があることから、単位時間あたりにLED101からの光が透過するスリット数は少なくなるので、一定速度時の検出精度に比べて、低速度駆動時の検出精度は低下し、その結果として記録装置の印刷精度低下の原因となっていた。

この課題の対策として、特許文献１では、エンコーダのＡ相、Ｂ相の立上がり、立下がりを検出して（図３）、位置と速度に関する情報の検出を行なう技術を開示している。図３はこの従来例におけるエンコーダの出力信号の処理を説明する図である。同図において横軸は時間を示し、横軸を左方向にいくに従い時間履歴は古くなり（過去に遡る）、右方向に向かうに従い時間履歴は新しくなる（未来に向かう）。Ａ相及びＢ相共にコードホイル102上のスリット1104をＬＥＤ101からの光が透過することに対応して、各々ｈｉｇｈレベル（「Ｈ」として示す。）及びｌｏｗレベル（「Ｌ」として示す。）を出力する。上述したように位置或いは速度を求める場合は、通常はＡ相の立ち上がりエッジをカウントし、そのカウントした数により位置情報を求め、更に、単位時間あたりのカウント数に従い速度情報を求め、立ち上がりエッジが生じた時のＢ相のＨ／Ｌレベルで移動方向を判断する。図３中のＰ１とＰ５間、またＰ５とＰ９間が各々エンコーダにおける検出の１周期となり、Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ５〜Ｐ９で生じるＡ相の立ち上がりエッジ間隔を検出して位置及び速度に関する検出情報を求め、Ｂ相のＨ／Ｌレベルにより移動方向が求められていた。

十分速度が速い場合は上記の片エッジサンプル方式による検出方法で問題ないが、低速度の場合には検出精度は低下する。なぜならば、低速時には前述のＰ１〜Ｐ５、Ｐ５〜Ｐ９で生じているエッジの間隔が長くなり、速度や位置検出で用いるデータの更新間隔が長くなるからである。更には低速で、かつ、加減速中の場合には、単位時間あたりに変化する速度、加減速度に関するサンプリングの間隔が長くなる一方で、変化に応じた情報の検出結果が反映できないために検出精度の低下は著しいものとなる。

これを軽減するために、特許文献１はＡ相の信号の立上がり、立下がりエッジの他、Ｂ相の立上がり及び立下りの両エッジを用い、エンコーダ周期（Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ５〜Ｐ９）の１／４の周期でエンコーダからの情報を更新することで、検出精度の低下を防止している。

特許文献１に方法によれば、例えば、Ｐ５のエッジを検出した時にはエンコーダ周期は［１］から［４］までの和とし、Ｐ６のエッジを検出した時は［２］から［５］の間での和とする。同様にＰ７のエッジを検出した時は［３］から［６］の和、Ｐ８のエッジを検出した時は［４］から［７］の和、そしてＰ９のエッジを検出した時は［５］から［８］の和となるように、あるエッジの検出に対して所定のサンプリングタイミング分を遡るようにサンプリングデータを利用することで、位置及び速度に関する情報を求めている。片相の片エッジを基準とした場合の１周期の間隔を、Ａ相、Ｂ相の両エッジ検出情報と組合わせることにより、検出周期の短縮化を図り、検出情報に反映させしている。

Ｐ５からＰ９までの速度情報は、以下の（１）〜（５）式で求められるような各サンプリング領域の和に対する平均値として与えられる。

Ｐ５の予測速度＝（［１］＋［２］＋［３］＋［４］）／４ ・・・（１）
Ｐ６の予測速度＝（［２］＋［３］＋［４］＋［５］）／４ ・・・（２）
Ｐ７の予測速度＝（［３］＋［４］＋［５］＋［６］）／４ ・・・（３）
Ｐ８の予測速度＝（［４］＋［５］＋［６］＋［７］）／４ ・・・（４）
Ｐ９の予測速度＝（［５］＋［６］＋［７］＋［８］）／４ ・・・（５）
特許文献１の手法によると、従来の１／４の時間ごとに位置情報及び速度情報を検出するためのエンコーダの情報を更新することができるので、モータを制御するための精度向上が図れる。
特開２００１−２１９６１３公報

しかしながら、特許文献１における手法において、Ａ相、Ｂ相の両エッジ検出情報と組合わせることにより検出周期を短縮したとしても、モータの加速、減速時では、モータの位置情報及び速度情報は大きく変化するので、時間的に古い履歴の情報と時間的に新しい履歴の情報とを等しく扱う従来の方法では、誤差要因が大きく入り込むものとなっていた。そのため、サンプリング周期が長くなるモータの低速駆動時における加速、減速制御では検出精度は低下し、その結果として記録装置の印刷精度が低下する原因となっていた。

本発明は上記の課題を鑑みて、低速時において、加速減速状態にある場合でも正確な速度及び位置情報の検出が可能なモータ制御装置等及びそのモータ制御装置を有する記録装置を提供することを目的とする。

すなわち、第１パルス情報と、当該第１パルス情報と位相が異なる第２パルス情報に基づき、各パルス情報の立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号を求め、被駆動体を駆動するモータを制御するための位置情報及び速度情報を検出する検出手段を有するモータ制御装置は、
前記被駆動体を駆動するための駆動モードを設定する設定手段と、
前記検出された前記各パルス情報に対する立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号に基づき、前記被駆動体の情報を、各エッジ信号間の周期に対応した履歴情報として演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された履歴情報を、前記設定された駆動モードに従った重み付け係数により補正して、前記モータを制御するための予測情報を生成する駆動制御手段と、
前記生成された予測情報に基づいて、前記モータを制御するための制御信号を生成する制御信号生成手段とを備えることを特徴とする。

エンコーダを用いてＤＣモータの動作を制御する場合、ＤＣモータが低速駆動、加速減速状態にある場合でも重み係数によりエンコーダ情報を補正することで正確な速度及び位置情報の検出が可能になる。

＜第１実施形態＞
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。

本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

＜装置本体の概略説明＞
図４は、本発明の代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図４において、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５００９〜５０１１を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、ガイドレール５００３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャリッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。

５００２は紙押え板であり、キャリッジＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知器である。

５０１６は記録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引器で、キャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらが支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。

また、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動制御される。

これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。

＜制御構成の説明＞
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。

図５はインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す同図において、１７００は記録信号を入力するインターフェース、１０１は記録装置の動作を制御するＣＰＵ、１０２はＣＰＵ１０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存しておくＲＡＭである。１０４は以後に説明するモータを駆動制御するためのユニットであり、ここで生成された制御指令に基づいて、記録ヘッドＩＪＨを搬送するためのキャリアモータ１７１０、記録紙搬送のための搬送モータ１７０９が駆動する。各モータにはエンコーダ１０７ａ，１０７ｂが接続し、フィルタ１０６ａ，１０６ｂを介して位置・速度演算部１０５に各モータに対するエンコーダ１０７ａ，ｂのモータの動作に応じた検出情報が入力される。

上記制御構成の動作を説明すると、インターフェース１７００に記録信号が入るとＣＰＵ１０１で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、不図示のモータドライバがモータ駆動制御部１０４の制御信号に基づき駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドＩＪＨが駆動され、記録が行われる。

ここでは、ＣＰＵ１０１が実行する制御プログラムをＲＯＭ１０２に格納するものとしたが、ＥＥＰＲＯＭ等の消去／書き込みが可能な記憶媒体を更に追加して、インクジェットプリンタＩＪＲＡと接続されたホストコンピュータから制御プログラムを変更できるように構成することもできる。

なお、上述のように、インクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとは一体的に形成されて交換可能なインクカートリッジＩＪＣを構成しても良いが、これらインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとを分離可能に構成して、インクがなくなったときにインクタンクＩＴだけを交換できるようにしても良い。

図６は、インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。インクカートリッジＩＪＣは、図１４に示すように、境界線Ｋの位置でインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとが分離可能である。インクカートリッジＩＪＣにはこれがキャリッジＨＣに搭載されたときには、キャリッジＨＣ側から供給される電気信号を受け取るための電極（不図示）が設けられており、この電気信号によって、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインクが吐出される。

なお、図６において、５００はインク吐出口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保持するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が設けられている。

次に上述の構成において、搬送モータ１７０９等の制御を図７を用いて説明する。尚、エンコーダからの検出情報は、位置情報及び速度情報において説明が重複することになるので、以下の説明においては速度情報の検出を中心に説明するものとする。

図７は、位置・速度演算部１０５がエンコーダ１０７ａ，ｂからの情報に基づいて演算した速度情報（位置情報）を入力情報として、モータ駆動制御部１０４が予測速度情報を求めるための処理を説明するブロック図である。

位置・速度演算部１０５は、Ａ相、Ｂ相の両エッジ（立上がりエッジ、立下がりエッジ）に対応したエンコーダの１／４周期ごとの周期に対応した被駆動体の速度情報を演算し、この演算結果が各履歴情報（１〜４）として入力され、保持される。モータ駆動制御部１０４は、入力された各速度情報を検出順に履歴４→履歴３→履歴２→履歴１にセットされ、新しい履歴情報が入力するたびにシフトする。従って、モータ駆動制御部１０４の４つの履歴情報は更新される。サンプリングのタイミングは履歴４がこれら４つの速度情報の中では古く、履歴１に対応する速度情報は最も新しく、現在時点（図８）からみて直近の速度情報となる。本実施形態では、速度の変化を考慮して、各履歴（１〜４）に対する速度情報に重み付けを行ない検出精度の向上を図るものである。図８は、現在時点を基準としたエンコーダ情報の新旧（履歴情報１〜履歴情報４）と速度の変化の関係を例示する図であり、速度（Ｖ）の単位時間当たりの変化の情報を検出結果に反映するために、直近の履歴情報１に対する重み付け係数１（図７）を大きくし、以下順次履歴情報２、３、４に関する重み付け係数を小さくすることで、速度変化率（ΔＶｉ（ｉ＝１〜４）／Δｔ）に応じた検出情報として、予測速度情報の計算に反映している。

この場合の予測速度Ｖｘは（６）式のようになる。

Ｖｘ＝Σ（重み付けｉ）×（履歴ｉ）／４ ・・・（６）
（ｉ＝１〜４）
（６）式に従い平均化された速度がエンコーダから得られた情報を演算して予測速度（速度情報）としてモータ制御にフィードバックされることになる。

ここで、重み付け係数は、ＲＯＭ１０２に図９（ａ）のようなデータテーブルとして複数組格納しておき、最も支配的な直近の履歴１に対応する速度Ｖ（ｉ）のレベルの到達に応じて、モータ駆動制御部１０４が選択的に切り換えて設定するようにしてもよい。

更に、ＤＣモータにおいて、エンコーダから得るべき情報はモータの駆動状況に依存するので、図９（ｂ）のような駆動モードと図９（ａ）のデータテーブルで使用する重み係数の適用範囲を定める速度の範囲の関係をデータテーブルとしてＲＯＭ１０２に予め格納しておき、例えば動作音を小さくしたいときは急峻な速度変化は望ましくないので、重み付けを均等にしてなだらかな変化を求めるようにするために「低音モード」を定め、この動作モードに適用できる図９（ａ）のデータテーブルの速度の範囲をＶ１〜Ｖ２に限定するようにしてもよい。その他、駆動モードとしては、例えば、「速度優先」、「精度優先」などに対応させて、対応する速度の範囲のバリエーションを定めておくことも可能である。この場合、停止精度を優先して求める場合は、より予測速度を算出する時点に近いサンプリングの履歴に関する情報が重要なので重み付けを大きくするのが望ましい。

図１０は重み付け係数値を用いた予測速度情報、予測位置情報の演算処理を行う回路のブロック図である。各速度情報（各位置情報）に対して個別の重みを付けられるように独立した重み係数の格納場所（４０１〜４０４）を持ち、この重み付け係数と各レジスタ（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）（４１０〜４１３）に格納されている速度情報を乗算回路（４２０〜４２３）により乗算し、乗算された各々の値から加算回路４３０及び除算回路４４０により平均値（（６）式）を求めることができる。

図１１は本実施形態におけるモータ制御の処理の流れを説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１１１０において、ユーザは駆動モードを設定する。例えば、図９（ｂ）に示すように、記録装置を騒音の少ない低音モードで駆動するか、速度優先で駆動するか、あるいは、精度優先で駆動するかを設定する。ここで、具体的な設定が無い場合は、デフォルトとして設定されている通常の動作モードが設定されるようにしてもよい。

そして次に、処理をステップＳ１１２０に進め、モータ駆動制御部１０４はステップＳ１１１０で設定された駆動モードに従い、重み付け係数を図９（ａ）のデータテーブルを参照して設定する。例えば、「低音モード」が選択された場合は、モータ駆動制御部１０４は重み付け係数として速度範囲Ｖ１に対応する（ａ１１，ａ１２，ａ１３，ａ１４）を設定する。また、「速度優先モード」が選択された場合、モータ駆動制御部１０４は重み付け係数として速度範囲Ｖ４〜Ｖ６のうち、最も小さい速度Ｖ４に対応する重み係数（ａ４１，ａ４２，ａ４３，ａ４４）を初期値として設定する。そして、後に説明するステップＳ１１５０において、モータ駆動制御部１０４は、重み係数を切り換える基準値に速度が到達しているか否かを判断して、順次重み係数を速度Ｖ４よりも高速の速度Ｖ５に対応する重み係数（ａ５１，ａ５２，ａ５３，ａ５４），更には、速度Ｖ５より高速の速度Ｖ６に対応する重み係数（ａ６１，ａ６２，ａ６３，ａ６４）と、切り換える。

ステップＳ１１３０において、先のステップＳ１１２０の設定により定められた重み付け係数を用いて予測速度情報、予測位置情報を求める。ここで、速度情報は上述の（６）式及び図１０の回路構成に従い算出することができる。また、位置情報については、エンコーダによりカウントされたエッジ数（速度の場合は単位時間あたりのカウント数）を用いる点を除き、速度の検出処理と共通するので、ここでは、詳細な説明は省略する。

処理をステップＳ１１４０に進め、被駆動体を最終的に位置決めするための停止位置に到達したか否かを判断する。停止位置に到達した場合（Ｓ１１４０−Ｙｅｓ）は処理を終了する。一方、停止位置に到達していない場合（Ｓ１１４０−Ｎｏ）は処理をステップＳ１１５０に進め、重み係数を切り換えるための基準値（速度の場合は基準速度（図９（ａ），（ｂ）を参照）に到達しているか否かを判断する。ステップＳ１１５０の判断で、重み係数を切り換えるための基準値に到達していないと判断する場合は（Ｓ１１５０−Ｎｏ）、現重み係数の設定を維持して処理をステップＳ１１３０に戻し、再び速度、位置の検出処理を継続する。

一方、ステップＳ１１５０の判断で、重み係数を切り換えるための基準値に到達している場合は（Ｓ１１５０−Ｙｅｓ）は処理をステップＳ１１２０に処理を進め、モータ駆動制御部１０４は新たな重み係数を設定して（Ｓ１１２０）、再度、速度、位置検出処理（Ｓ１１３０）以降の処理を実行する。

例えば、図９（ａ）のデータテーブルにおける基準速度に従い、所定の速度に達した場合、モータ駆動制御部１０４は、その速度に応じた重み付け係数を更新するようにすることができる。また位置情報を基準とする場合は、モータの位置情報（回転量）が所定の位置に達したか否かを判断し、モータ駆動制御部１０４は、重み付け係数を更新するようにすることができる。

ステップＳ１１６０では、ステップＳ１１３０で生成された予測速度情報及び予測位置情報に基づき、ＣＰＵ１０１は不図示のモータドライバを介して搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を制御するための制御指令を生成する。

以上本実施形態において説明したとおり、エンコーダを用いてＤＣモータの動作を制御する場合、低速駆動、加速減速状態にある場合でも重み係数によりエンコーダの情報を補正することで正確な速度及び位置情報の検出が可能になる。

また、駆動モード、モータの速度情報、位置情報に応じて、重み付け係数を選択し更新してエンコーダの情報を補正することで正確な速度及び位置情報の検出が可能になる。

＜第２実施形態＞
先の第１実施形態ではモータの駆動モードに応じた重み付けの係数値をエンコーダで検出した４つの履歴情報に対して設定していたが、本実施形態においては、予測速度及び予測位置情報の生成において、エンコーダの情報として、使用する履歴情報の数を選択的に切り換えるようにしてもよい。また、一定速度でモータを駆動するような場合には、重み付けをしなくても検出精度を高精度に維持することができるので、例えば、２つの履歴情報を用いる場合、各履歴情報に対する重み付け係数を１：１に設定することもできる。本実施形態においては、図１２に示すような加速、一定速度、減速を含むモータの駆動パターンにおいて、エンコーダの履歴情報として使用する数の設定の切り替え、履歴情報に対する重み付け係数値の設定の例について説明する。尚、装置の具体的な構成に関しては、第１実施形態と共通するのでここでは説明を省略する。

図１２はモータを駆動するための制御プロファイルの一例を示す図であり、横軸は位置情報、縦軸は速度情報を示している。この制御プロファイルにおいて、位置Ｐ１からＰ２の間は緩やかな加速領域であり、位置Ｐ２からＰ３の間は高速な一定速領域を示し、位置Ｐ３からＰ４の間は急峻な減速領域、位置Ｐ４からＰ５の間は低速な一定速領域、位置Ｐ５からＰ６の間は減速領域であり位置Ｐ６で停止に至る。

ここで、位置Ｐ１からＰ２の間では滑らかな加速カーブが要求されているので、モータ駆動制御部１０４は、予測速度情報を生成するために使用する履歴情報の数をエンコーダの１周期（図８を参照）に相当する４つ分を用い、直近の履歴情報の順、すなわち、履歴情報１、履歴情報２、履歴情報３、履歴情報４に対して、各重み付け係数値を、第１重み付け係数＞第２重み付け係数＞第３重み付け係数＞第４重み付け係数なる関係を満たすように設定する。この重み付け係数値の設定は、第１実施形態において説明した図９（ａ）のように、予め、ＲＯＭ１０２に格納してあるデータテーブルを使用し、このデータテーブルをモータ駆動制御部１０４が参照して設定することができる。

また、位置Ｐ２からＰ３の間は一定速度の駆動が要求されているので重み付けは行わず、また高速であるので速度を予測する履歴情報の数は４つを用いる。重み付けを行なわない場合、図１０の回路構成においては、各履歴情報（１、２、３、４、）として設定されるｒｅｇｉｓｔｅｒ（４１０，４１１，４１２，４１３）の重み係数係数（４０１〜４０４）には「１」が設定されて（６）式の演算が行なわれ、予測速度情報及び予測位置情報が生成される。

また、位置Ｐ３からＰ４の間は減速が急なので、現在時点から遠い履歴情報を用いて速度情報の予測を行うと誤差が大きくなる。そのためモータ駆動制御部１０４は、エンコーダの情報として使用する履歴情報の数を２つとし、現在時点に近い履歴情報１、履歴情報２に対して、重み付け係数を設定する。この場合、モータ駆動制御部１０４は、図９（ａ）のデータテーブルを参照して、対応する基準速度を基に、重み付け係数を選択する。例えば、一定速度Ｖ６から減速が始まる場合、モータ駆動制御部１０４は、データテーブルの基準速度Ｖ６を参照して、直近の履歴情報に対応する重み付け係数「ａ６１」、「ａ６２」を選択して、重み付け係数値を設定する。ここで、設定された重み付け係数値に基づいて、予測速度情報及び予測位置情報が生成される。

また、位置Ｐ４からＰ５の間は一定速なので重み付けは行わない。しかし低速であるので速度変動が生じたときには現在時点から遠い履歴を用いると誤差が大きくなるため、モータ駆動制御部１０４は、エンコーダの情報として使用する履歴情報の数を２つとし、現在時点に近い履歴情報１、履歴情報２に対して、重み係数係数（４０１〜４０４）として「１」を設定して（６）式の演算を行ない、予測速度情報及び予測位置情報を生成する。

位置Ｐ５からＰ６の間は低速なのでエンコーダの情報として使用する履歴情報の数を２つとし、現在時点に近い履歴情報１、履歴情報２に対して、重み付け係数を設定する。モータ駆動制御部１０４は、図９（ａ）のデータテーブルを参照して、対応する基準速度を基に、重み付け係数を選択する。例えば、一定速度Ｖ２から減速が始まる場合、モータ駆動制御部１０４は、データテーブルの基準速度Ｖ２を参照して、直近の履歴情報に対応する重み付け係数「ａ２１」、「ａ２２」を選択して、重み付け係数値を設定する。ここで、設定された重み付け係数値に基づいて、予測速度情報及び予測位置情報が生成される。

制御プロファイルに基づいて生成された予測速度情報及び予測位置情報に基づいて、ＣＰＵ１０１は不図示のモータドライバを介して搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を制御するための制御指令を生成する。

尚、本実施形態におても第１実施形態と同様に、図９（ａ）のデータテーブルにおける基準速度に従い、所定の速度に達した場合、モータ駆動制御部１０４は、その速度に応じた重み付け係数を更新するようにすることができる。また位置情報を基準とする場合は、モータの位置情報（回転量）が所定の位置に達したか否かを判断し、モータ駆動制御部１０４は、重み付け係数を更新するようにすることができる。

尚、モータ駆動制御部１０４は、エンコーダ情報として使用する履歴情報は、本実施形態で説明した「２」、または「４」に限定されるものではなく、任意に設定することができることはいうまでもない。この場合、モータ駆動制御部１０４は、使用する履歴情報の数に応じてデータテーブルから重み付け係数値を参照して係数値を設定することができるものとする。

以上本実施形態において説明したとおり、モータを駆動するための制御プロファイルの情報に応じて、エンコーダの情報として使用する履歴情報の数を設定し、この履歴情報に対して、モータの速度情報、位置情報に応じた重み付け係数を選択し更新してエンコーダ情報を補正することで正確な速度及び位置情報の検出が可能になる。

なお、以上の実施形態において、エンコーダは、各モータに接続されている形態のみならず、モータによって駆動される被駆動体（例えばキャリッジや搬送手段）の動作に応じて信号（情報）を取得できるようにしても構わない。例えば、エンコーダセンサを、キャリッジや搬送手段（搬送ローラやギヤ等）、回復手段、オートシードフィーダーなどの給紙手段に設けても構わない。これにより、キャリッジの駆動や回復手段、給紙手段などについても、正確な速度及び位置情報が得られ、制御を行うことができる。
また、記録装置に適用される記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

また、以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。

さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。

以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。

＜他の実施形態＞
なお、本発明にかかるモータの制御は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インターフェース機器，リーダ，スキャナ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

エンコーダにおける信号の検出原理をモデル化した図である。 差動出力信号の波形を示す図である。 従来例におけるエンコーダの出力信号の処理を説明する図である。 本発明の代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。 インクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。 インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。 位置・速度演算部１０５がエンコーダ１０７からの情報に基づいて演算した速度情報を入力情報として、モータ駆動制御部１０４が予測速度を求めるための処理を説明するブロック図である。 現在時点を基準としたエンコーダ情報の新旧（履歴情報１〜履歴情報４）と速度の変化の関係を例示する図である。 重み付け係数値、駆動モードに関するデータテーブルの構成例を示す図である。 重み付け係数値を用いた予測速度情報、予測位置情報の演算処理を行う回路のブロック図である。 本発明の実施形態にかかるモータ制御の処理の流れを説明するフローチャートである。 第２実施形態の処理を説明する、モータを制御するための制御プロファイルを示す図である。

Claims (11)

1. 第１パルス情報と、当該第１パルス情報と位相が異なる第２パルス情報に基づき、各パルス情報の立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号を求め、被駆動体を駆動するモータを制御するための位置情報及び速度情報を検出する検出手段を有するモータ制御装置であって、
   前記被駆動体を駆動するための駆動モードを設定する設定手段と、
   前記検出された前記各パルス情報に対する立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号に基づき、前記被駆動体の情報を、各エッジ信号間の周期に対応させた履歴情報として演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された履歴情報を、前記設定された駆動モードに従った重み付け係数により補正して、前記モータを制御するための予測情報を生成する駆動制御手段と、
   前記生成された予測情報に基づいて、前記モータを制御するための制御信号を生成する信号生成手段と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記演算手段は前記履歴情報を、
   前記第２パルス情報の立上がりから前記第１パルス情報の立上がりまでの周期に対応した前記被駆動体の情報を第１履歴情報と、
   前記第１パルス情報の立下がりから前記第２パルス情報の立上がりまでの周期に対応した前記被駆動体の情報を第２履歴情報と、
   前記第２パルス情報の立下がりから前記第１パルス情報の立下がりまでの周期に対応した前記被駆動体の情報を第３履歴情報と、
   前記第１パルス情報の立上がりから前記第２パルス情報の立下がりまでの周期に対応した前記被駆動体の情報を第４履歴情報と、分割した情報として演算することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記駆動制御手段は、前記モータを駆動するための制御プロファイルに従い、前記第１乃至第４履歴情報のうち、使用する履歴情報の数を選択し、当該選択した履歴情報の数に応じて、前記重み付け係数値を設定することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
4. 前記被駆動体の情報には、当該被駆動体の位置情報及び速度情報が含まれ、
   前記駆動制御手段は、当該位置情報及び速度情報に対応する予測位置情報及び予測速度情報を生成することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
5. 前記駆動制御手段は、前記履歴情報に従い、前記補正に用いる前記重み付け係数を更新することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
6. 前記駆動制御手段が、加速または減速時において設定する前記前記第１履歴情報に対する第１重み付け係数、前記第２履歴情報に対する第２重み付け係数、前記第３履歴情報に対する第３重み付け係数及び前記第４履歴情報に対する第４重み付け係数は、
   当該第１重み付け係数＞当該第２重み付け係数＞当該第３重み付け係数＞当該第４重み付け係数、なる関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
7. 第１パルス情報と、当該第１パルス情報と位相が異なる第２パルス情報に基づき、各パルス情報の立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号を求め、被駆動体を駆動するモータを制御するための位置情報及び速度情報を検出してモータを制御するモータ制御方法であって、
   前記被駆動体を駆動するための駆動モードを設定する設定工程と、
   前記検出された前記各パルス情報に対する立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号に基づき、前記被駆動体の情報を、各エッジ信号間の周期に対応させた履歴情報として演算する演算工程と、
   前記演算工程により演算された履歴情報を、前記設定された駆動モードに従った重み付け係数により補正して、前記モータを制御するための予測情報を生成する駆動制御工程と、
   前記生成された予測情報に基づいて、前記モータを制御するための制御信号を生成する信号生成工程と、
   を備えることを特徴とするモータ制御方法。
8. 被駆動体の駆動に応じて、第１パルス信号と、該第１パルス信号の位相と異なる第２パルス信号を生成する信号生成手段を備えるモータ制御装置であって、
   前記第１、第２パルス信号の立上がりエッジと立下がりエッジに関する情報を保持する保持手段と、
   前記保持手段が保持した前記情報を重み付け係数により演算する演算手段と、
   前記演算手段の演算結果に基づいて、前記被駆動体の駆動源であるモータを制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
9. 外部機器から送信された情報に基づいて、記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体上で走査させて記録を行う記録装置であって、
   前記外部機器から送信された情報を前記記録ヘッドの構成に合わせた記録データに変換する記録データ生成手段と、
   前記記録ヘッドの走査及び前記記録媒体の搬送を制御するためのコントローラと、を備え、
   当該コントローラが、第１パルス情報と、当該第１パルス情報と位相が異なる第２パルス情報に基づき、各パルス情報の立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号を求め、被駆動体を駆動するモータを制御するための位置情報及び速度情報を検出する検出手段を有するモータ制御装置であって、
   前記被駆動体を駆動するための駆動モードを設定する設定手段と、
   前記検出された前記各パルス情報に対する立上がりエッジ信号と立下がりエッジ信号に基づき、前記被駆動体の情報を、各エッジ信号間の周期に対応させた履歴情報として演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された履歴情報を、前記設定された駆動モードに従った重み付け係数により補正して、前記モータを制御するための予測情報を生成する駆動制御手段と、
   前記生成された予測情報に基づいて、前記モータを制御するための制御信号を生成する信号生成手段と、
   を備えることを特徴とする記録装置。
10. 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
11. 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とする請求項９に記載の記録装置。

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