JP2006240212A - プリンタおよびプリンタ用モータの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 経時的なメカ状態の変動や雰囲気温度の変動が生じてもキャリッジの搬送動作の制御を安定させることが可能なプリンタを提供すること。
【解決手段】 プリンタは、印刷ヘッドが搭載されたキャリッジと、キャリッジモータ４と、キャリッジモータ４の動作を制御する駆動制御装置３５と、キャリッジの搬送負荷を検出する負荷検出手段とを備えている。駆動制御装置３５は、比例制御値ＱＰを出力する比例要素４２と、積分制御値ＱＩを出力する積分要素４３と、微分制御値ＱＤを出力する微分要素４４とを備えており、負荷検出手段の検出結果に基づいてキャリッジモータ４の回転速度を制御する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プリンタおよびプリンタ用モータの制御方法に関するものである。

一般に、インクジェットプリンタは、インク滴を吐出する印刷ヘッドやインクカートリッジが搭載されたキャリッジと、キャリッジを駆動するキャリッジモータと、キャリッジモータの動作を制御する駆動制御装置とを備えている。この種のインクジェットプリンタでは、静音性や制御の容易性等の理由からキャリッジモータとしてＤＣモータが多く用いられている。

このキャリッジモータに用いられるＤＣモータの制御方法としては、比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせてキャリッジの実際の速度（現行速度）を目標速度に収束させるように制御するＰＩＤ制御が採用されている（たとえば、特許文献１および２参照）。すなわち、特許文献１および２に記載された駆動制御装置は、エンコーダによって測定されたキャリッジの現行位置とキャリッジの目標位置との位置差に応じたキャリッジの目標速度を出力する目標速度発生部と、この目標速度発生部から出力された目標速度と現行速度との速度差に応じた比例制御値を出力する比例要素と、速度差を積分した積分値に応じた積分制御値を出力する積分要素と、速度差を微分した微分値に応じた微分制御値を出力する微分要素とを備えている。

目標速度発生部では、キャリッジの目標位置と現行位置との位置差、予め設定されたゲイン、およびキャリッジの駆動開始時における目標速度として予め設定された初期目標速度等から目標速度が出力されるようになっている。ここで、この目標速度の演算に用いられるゲインや初期目標速度は一定値となっている。また、初期目標速度は、駆動開始直後の回転数が安定しない領域であってもキャリッジモータを適切に加速させるために用いられている。

比例制御値、積分制御値および微分制御値の各制御値の演算には、比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインがそれぞれ用いられている。これらの各ゲインは、予め定められた一定値となっている。また、積分制御値の演算には、駆動開始直後であってもキャリッジが十分加速されるように、積分初期値が用いられている。この積分初期値も予め定められた一定値となっている。

また、特許文献１および２に記載されたＤＣモータは、一定値のパルス電圧の幅を調整することにより印加される平均電圧を調整して駆動制御を行うＰＷＭ制御によって制御されている。

特開２００３−７９１７７号公報 特開２００３−４８３５１号公報

インクジェットプリンタでは、キャリッジに搭載されたインクカートリッジに収納されたインクは印刷を行うごとに消費されるため、インクカートリッジの重量は印刷を行うごとに減少する。そのため、インクカートリッジの重量の影響によるキャリッジの搬送負荷は印刷を行うごとに減少する。一方で、印刷ヘッドから吐出されるインク滴の一部はインクミストとなってキャリッジを搬送方向へ案内するガイドシャフトに付着する。そのため、ガイドシャフトに付着したインクの影響でキャリッジの搬送負荷は増加する。すなわち、ガイドシャフトへのインクミストの付着の影響によるキャリッジの搬送負荷は印刷を行うごとに増加しやすくなる。また、インクジェットプリンタを使用する雰囲気温度が変動するとキャリッジの搬送負荷が変動する。このように、経時的なメカ状態の変動あるいは雰囲気温度の変動によって、キャリッジの搬送負荷には変動が生じる。

しかしながら、特許文献１および２に記載されたプリンタでは、比例制御値、積分制御値および微分制御値の各制御値の演算にそれぞれ用いられる比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインは、経時的なメカ状態の変動等によって生じるキャリッジの搬送負荷の変動とは関係なく、予め設定された一定値となっている。また、積分制御値の演算に用いられる積分初期値や目標速度の演算に用いられるゲインや初期目標速度も予め設定された一定値になっている。そのため、経時的なメカ状態の変動等が激しいと、キャリッジの搬送動作の制御が不安定になる。たとえば、キャリッジの搬送負荷が重くなった場合にはキャリッジの駆動が遅れるなどの現象が発生する。また、キャリッジの搬送負荷が軽くなった場合には、駆動時にキャリッジが急加速される、あるいは、キャリッジモータの応答性が敏感になりずぎてキャリッジが大きく振動するなどの現象が発生する。その結果、印刷される画像に乱れが生じるといった問題が生じる。また、キャリッジの搬送速度の低下によって印刷時間が仕様値を満足しないという問題も生じうる。

そこで、本発明の課題は、経時的なメカ状態の変動や雰囲気温度の変動が生じてもキャリッジの搬送動作の制御を安定させることが可能なプリンタおよびプリンタ用モータの制御方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、インク滴を吐出する印刷ヘッドが搭載されたキャリッジと、キャリッジを駆動するキャリッジモータと、キャリッジモータの動作を制御する駆動制御装置とを備えるプリンタにおいて、キャリッジの搬送負荷を検出する負荷検出手段を備え、駆動制御装置は、負荷検出手段の検出結果に基づいてキャリッジモータの回転速度を制御することを特徴とする。

本発明のプリンタは、キャリッジの搬送負荷を検出する負荷検出手段を備え、駆動制御装置が、負荷検出手段の検出結果に基づいてキャリッジモータの回転速度を制御している。そのため、経時的なメカ状態の変動や雰囲気温度の変動によって、キャリッジの搬送負荷に変動が生じた場合であっても、変動した搬送負荷に対応したキャリッジの搬送動作の制御が可能になる。したがって、キャリッジの搬送動作の制御を安定させることができ、その結果、印刷対象物の画質を向上させることができる。また、所定の印刷時間内で確実に印刷を完了させることが可能となる。

本発明において、駆動制御装置は、キャリッジモータにＰＷＭ駆動信号を供給するモータ駆動装置を備え、負荷検出手段は、ＰＷＭ駆動信号のスイッチング周期中の電圧印加時間であるデューティ値を検出し、このデューティ値に基づいてキャリッジモータの回転速度を制御することが好ましい。ＰＷＭ駆動信号のデューティ値には、キャリッジの搬送負荷が直接的に反映される。そのため、負荷検出手段がデューティ値を検出するように構成すると、キャリッジの搬送負荷の変動をより適切に反映したキャリッジの搬送動作の制御が可能になる。

本発明において、負荷検出手段は、印刷ヘッドがインク滴を吐出しない無負荷状態でキャリッジを搬送させた無負荷搬送時におけるデューティ値を検出することが好ましい。このように構成すると、印刷動作に基づく搬送負荷の影響を排除して、キャリッジ自体の搬送負荷の変動を正確に検出できる。そのため、メカ状態の変動等を原因とするキャリッジの搬送負荷の変動を適切に反映した精度の高いキャリッジの搬送動作の制御が可能になる。

本発明において、負荷検出手段は、キャリッジを一定速度で搬送させた定速搬送時におけるデューティ値の平均値を検出することが好ましい。このように定速搬送時のデューティ値を検出すると、キャリッジの加減速時のデューティ値を検出する場合と比較して、キャリッジの搬送負荷の変動を簡易に検出することができる。また、デューティ値の平均値を検出すると、外乱の影響を排除でき、より安定したキャリッジの搬送負荷の変動の検出が可能となる。

本発明において、駆動制御装置は、キャリッジの目標速度と現行速度との速度差に応じた比例制御値を出力する比例手段と、速度差を積分した積分値に応じた積分制御値を出力する積分手段と、速度差を微分した微分値に応じた微分制御値を出力する微分手段とを備え、比例制御値を演算する際の比例ゲインと、積分制御値を演算する際の積分ゲインと、微分制御値を演算する際の微分ゲインとのうち、少なくともいずれか１つをパラメータとし、負荷検出手段の検出結果に基づいてこのパラメータを調整して、キャリッジモータの回転速度を制御することができる。このように構成すると、キャリッジの搬送負荷に応じたＰＩＤ制御によって、キャリッジモータの回転速度の制御が可能になり、キャリッジの搬送動作の制御を安定させることができる。

本発明において、駆動制御装置は、キャリッジの駆動開始時における初期目標速度をパラメータとし、負荷検出手段の検出結果に基づいてこのパラメータを調整して、キャリッジモータの回転速度を制御することができる。また、駆動制御装置は、キャリッジの目標速度と現行速度との速度差に応じた比例制御値を出力する比例手段と、速度差を積分した積分値に応じた積分制御値を出力する積分手段と、速度差を微分した微分値に応じた微分制御値を出力する微分手段とを備え、積分制御値を演算する際の積分初期値をパラメータとし、負荷検出手段の検出結果に基づいてこのパラメータを調整して、キャリッジモータの回転速度を制御することができる。このように構成すると、キャリッジの駆動開始直後であっても、キャリッジの搬送負荷に応じたＰＩＤ制御によって、キャリッジをより適切に加速することができる。

本発明において、パラメータは、負荷検出手段の検出結果に基づいて計算された値とすることができる。このように構成すると、キャリッジの搬送負荷にわずかな変動が生じた場合であっても、搬送負荷の変動を適切に反映したキャリッジモータの回転速度の制御が可能となる。

本発明において、パラメータは、キャリッジの搬送負荷に応じて予め設定された複数の値から負荷検出手段の検出結果に基づいて選択された値とすることができる。このように構成すると、駆動制御装置における演算処理の負担を軽減することができる。

また、上記の課題を解決するため、本発明は、印刷ヘッドが搭載されたキャリッジの目標速度と現行速度との速度差に応じた比例制御値と、速度差を積分した積分値に応じた積分制御値と、速度差を微分した微分値に応じた微分制御値とを用いて、キャリッジを駆動するキャリッジモータの回転速度を制御するプリンタ用モータの制御方法において、キャリッジの搬送負荷を検出し、この搬送負荷の検出結果に基づいて、比例制御値を演算する際の比例ゲインと、積分制御値を演算する際の積分ゲインと、微分制御値を演算する際の微分ゲインと、積分制御値の演算する際の積分初期値と、キャリッジの目標速度とのうち、少なくともいずれか１つを調整して、キャリッジモータの回転速度を制御することを特徴とする。

本発明のプリンタ用モータの制御方法は、キャリッジの搬送負荷を検出し、この搬送負荷の検出結果に基づいて、比例ゲインや積分ゲイン等を調整してキャリッジモータの回転速度を制御している。そのため、経時的なメカ状態の変動や雰囲気温度の変動によって、キャリッジの搬送負荷に変動が生じた場合であっても、変動した搬送負荷に対応したキャリッジモータの回転速度の制御が可能になる。したがって、キャリッジの搬送動作の制御を安定させることができ、その結果、印刷対象物の画質を向上させることができる。また、所定の印刷時間内で確実に印刷を完了させることが可能となる。

本発明において、キャリッジの搬送負荷を電源投入時の初期駆動動作で検出することが好ましい。このように構成すると電源を投入するたびに搬送負荷を検出することができるため、キャリッジモータの回転速度の制御にキャリッジの搬送負荷の変動を確実に反映することができる。ここで、本明細書において「初期駆動動作」とは、プリンタの電源投入時に、印刷対象物がない状態で、すなわち、印刷ヘッドがインク滴を吐出しない状態で、キャリッジを往復搬送させる（空送りさせる）動作をいう。

本発明において、初期駆動動作を、キャリッジモータの回転速度を変えて複数回行い、各回転速度ごとに、キャリッジの搬送負荷を検出することが好ましい。このように構成すると、キャリッジの搬送速度に応じてより適切なキャリッジモータの回転速度の制御が可能となる。

本発明において、キャリッジの搬送負荷を、キャリッジの搬送動作のたびに検出することが好ましい。このように構成すると、わずかな搬送負荷の変動が生じた場合であっても、搬送負荷の変動をキャリッジモータの制御に反映させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

（プリンタの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるプリンタ１の主要部の構成を示す概略斜視図である。図２は、図１に示すプリンタ１の制御部２１の構成を主として示すブロック図である。

本形態のプリンタ１は、印刷対象物となる印刷用紙Ｐ等に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタである。このプリンタ１は、図１および図２に示すように、インク滴を吐出する印刷ヘッド２が搭載されたキャリッジ３と、主走査方向ＭＳにキャリッジ３を駆動するキャリッジモータ（ＣＲモータ）４と、印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳに送る紙送りモータ（ＰＦモータ）５と、ＰＦモータ５に直接あるいは図示を省略するギアを介して接続されたＰＦ駆動ローラ６と、印刷ヘッド２のノズル面（図１における下面）と対向するように配置されたプラテン７とを備えている。本形態では、ＣＲモータ４とＰＦモータ５とは、ともに直流（ＤＣ）モータである。

キャリッジ３は、支持フレーム８に支持されたガイドシャフト９と、タイミングベルト１０とによって主走査方向ＭＳに搬送可能に構成されている。すなわち、タイミングベルト９は、その一部がキャリッジ３に固定されるとともに、ＣＲモータ４の出力軸に取り付けられたプーリ１１と支持フレーム８に回転可能に取り付けられたプーリ１２とに噛み合った状態で一定の張力を有するように配設されている。また、ガイドシャフト９は、キャリッジ３を主走査方向ＭＳへ案内するように、キャリッジ３を摺動可能に保持している。

キャリッジ３には、印刷ヘッド２に加え、印刷ヘッド２に供給される黒色インクが収納された黒色インクカートリッジ１３と、印刷ヘッド２に供給されるカラーインクが収納されたカラーインクカートリッジ１４とが搭載されている。また、キャリッジ３には、印刷ヘッド２と制御基板（図示省略）とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板１５の一端が取り付けられている。

支持フレーム８におけるキャリッジ３のホームポジション側（図１の右端側）には、印刷ヘッド２のノズル面を密閉してインクの乾燥を防止するためのキャッピング装置１６が設けられている。キャッピング装置１６は、キャリッジ３が印刷用紙Ｐへの印刷を終了してホームポジションに到達すると、図示を省略する昇降機構によって上昇して印刷ヘッド２のノズル面を密閉するようになっている。

また、プリンタ１は、図２に示すように、主走査方向ＭＳにおけるＣＲモータ４の回転位置（すなわち、キャリッジ３の位置）とＣＲモータ４の回転速度（すなわち、キャリッジ３の速度）とを検出するためのリニアエンコーダ１７と、副走査方向ＳＳにおける印刷用紙Ｐの位置と速度とを検出するためのロータリーエンコーダ１８とを備えている。リニアエンコーダ１７は、主走査方向と平行に支持フレーム８に取り付けられた直線状のリニアスケール１９と、キャリッジ３に取り付けられたフォトセンサ２０とから構成されている。また、ロータリーエンコーダ１８は、ＰＦモータ５のロータまたはロータの接続されるギア輪列の中の１つのギアに取り付けられている。

（プリンタの制御部の構成）
プリンタ１の制御部２１は、図２に示すように、主制御回路２２と、ＣＰＵ２３と、ＲＯＭ２４と、ＲＡＭ２５と、ＥＥＰＲＯＭ２６とを備えている。各種のメモリ（ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５およびＥＥＰＲＯＭ２６）は、バス２７を介して主制御回路２２およびＣＰＵ２３に接続されている。また、制御部２１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２９と、ＣＲモータ駆動回路３０と、ヘッド駆動回路３１と、ＰＦモータ駆動回路３２とを備えており、これらの回路は、主制御回路２２に接続されている。

ＣＲモータ駆動回路３０は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式にてＣＲモータ４にＰＷＭ駆動信号を供給して、ＣＲモータ４を駆動するように構成されている。このＣＲモータ駆動回路３０の詳細な構成については、後に説明する。ヘッド駆動回路３１は、印刷ヘッド２のノズル（図示省略）を駆動するように構成されている。ヘッド駆動回路３１によって駆動されたノズルは、印刷用紙Ｐに向けてインク滴を吐出するようになっている。ＰＦモータ駆動回路３２は、ＣＲモータ駆動回路３０と同様のＰＷＭ制御方式にてＰＦモータ５にＰＷＭ駆動信号を供給して、ＰＦモータ５を駆動するように構成されている。

主制御回路２２は、ＣＲモータ駆動回路３０、ヘッド駆動回路３１およびＰＦモータ駆動回路３２の３つの駆動回路のそれぞれに制御信号を供給する機能を有している。また、インターフェース回路２９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等を実行する機能を有している。さらに、図２に示すように、主制御回路２２には、リニアエンコーダ１７やロータリーエンコーダ１８等の出力信号が入力されるように構成されており、各種のセンサの監視機能も有している。なお、主制御回路２２には、後述の駆動制御装置３５を構成するＣＲモータ制御回路３６が含まれている。

ＣＰＵ２３は、主制御回路２２を補助するための各種の機能を有しており、たとえば、ＲＯＭ２４やＥＥＰＲＯＭ２６等に記録されているプリンタ１の制御プログラムを実行するための演算処理を行うようになっている。

（ＣＲモータの駆動制御装置の構成）
図３は、図１に示すＣＲモータ４の駆動制御装置３５の構成を示すブロック図である。図４は、図１に示すキャリッジ３が印刷用紙Ｐを横断する１パスの搬送過程における速度演算部３８および目標速度発生部４０からの出力を示すグラフである。図５は、図１に示すキャリッジ３が印刷用紙Ｐを横断する１パス搬送過程における積分要素４３からの出力を示すグラフである。図６は、図１に示すＣＲモータ４に供給されるＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒの一例を示す図である。

本形態におけるＣＲモータ４の駆動制御装置３５は、図３に示すように、ＣＲモータ駆動回路３０と、主制御回路２２の一部を構成するＣＲモータ制御回路３６とから構成されている。

ＣＲモータ制御回路３６は、位置演算部３７と、速度演算部３８と、位置偏差生成部３９と、目標速度発生部４０と、速度偏差生成回路からなる速度偏差生成部４１と、比例要素４２と、積分要素４３と、微分要素４４と、加算演算部４５とを備えている。すなわち、本形態では、ＣＲモータ４の制御方法として、比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせてＣＲモータ４の現行回転速度を目標回転速度に収束させるように制御するＰＩＤ制御が採用されている。なお、比例要素４２と積分要素４３と微分要素４４と加算演算部４５とからＣＲモータ制御回路部３６を構成し、位置演算部３７と速度演算部３８と位置偏差生成部３９と目標速度発生部４０と速度偏差生成部４１とから、たとえば、速度偏差生成回路を構成するようにしても良い。

位置演算部３７と速度演算部３８とには、リニアエンコーダ１７の出力信号Ｓｅｎが入力されるように構成されている。位置演算部３７は、リニアエンコーダ１７からの出力信号Ｓｅｎに応じたＣＲモータ４の現行の回転位置を示す現行回転位置（すなわち、キャリッジ３の現行位置）Ｐｃを出力するようになっている。また、速度演算部３８は、リニアエンコーダ１７からの出力信号Ｓｅｎに応じたＣＲモータ４の現行の回転速度を示す現行回転速度（すなわち、キャリッジ３の現行速度）Ｖｃを出力するようになっている。

位置偏差生成部３９には、現行回転位置Ｐｃと、ＲＯＭ２４等のメモリに記録された目標とする回転位置を示す目標回転位置Ｐｔとが入力されるように構成されており、位置偏差生成部３９は、入力された現行回転位置Ｐｃと目標回転位置Ｐｔとの差である位置差ΔＰを出力するようになっている。

目標速度発生部４０には、位置差ΔＰが入力されるように構成されており、目標速度発生部４０は、現行回転位置Ｐｃと入力された位置差ΔＰとに応じたＣＲモータ４の目標となる回転速度を示す目標回転速度（すなわち、キャリッジ３の目標速度）Ｖｔを出力するようになっている。より具体的には、目標速度発生部４０は、現行回転位置Ｐｃと、位置差ΔＰと、所定のゲインと、駆動開始時におけるＣＲモータ４の目標回転速度を示す初期目標回転速度（すなわち、駆動開始時におけるキャリッジ３の初期目標速度）Ｖｔ（０）とを用い、図４の実線に示すような変化パターンを有する目標回転速度Ｖｔを出力するようになっている。すなわち、ＣＲモータ４が加速する位置０から位置Ｐ３までの間の加速領域と、ＣＲモータ４が等速回転する位置Ｐ３から位置Ｐ４までの等速領域と、ＣＲモータ４が減速する位置Ｐ４から位置Ｐ７までの間の減速領域とを有する目標回転速度Ｖｔを出力するようになっている。なお、図４では、横軸はＣＲモータ４の回転位置（キャリッジ３の位置）を示し、縦軸はＣＲモータ４の回転速度（キャリッジ３の速度）を示している。また、図４は、主走査方向ＭＳで印刷用紙Ｐの一端側から他端側に向かってキャリッジ３が横断する１パスの搬送過程における目標回転速度Ｖｔの変化パターンを実線で、現行回転速度Ｖｃの変化パターンを破線で示している。

本形態では、加速領域は、位置０から位置Ｐ１までの第１加速領域と、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの第２加速領域と、位置Ｐ２から位置Ｐ３までの第３加速領域とに分かれている。第１加速領域は、停止状態からＣＲモータ４を緩やかに加速する領域であり、第２加速領域は、速度変化勾配を急にしてＣＲモータ４を急加速する領域であり、第３加速領域は、速度変化勾配を緩やかにして等速領域へと移行するための領域である。ここで、目標速度発生部４０は、第１加速領域において、停止状態にあるＣＲモータ４の駆動を開始し、ＣＲモータ４が所定の回転位置Ｐａに到達するまでの間は、目標回転速度Ｖｔとして一定値である初期目標回転速度Ｖｔ（０）を出力するようになっている。こうすることで、駆動開始直後の回転速度が不安的な領域であってもＰＩＤ制御によって、ＣＲモータ４を適切に加速することができるようになっている。なお、初期目標回転速度Ｖｔ（０）が大きくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度が大きくなり、初期目標回転速度Ｖｔ（０）が小さくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度が小さくなる。

また、減速領域も、位置Ｐ４から位置Ｐ５までの第１減速領域と、位置Ｐ５から位置Ｐ６までの第２減速領域と、位置Ｐ６から位置Ｐ７までの第３減速領域とに分かれている。第１減速領域は、等速領域から減速領域へと移行する速度変化勾配が緩やかな領域であり、第２減速領域は、速度変化勾配を急にしてＣＲモータ４を急減速する領域であり、第３減速領域は、ＣＲモータ４が停止するまで緩やかに減速する領域である。

速度偏差生成部４１には、目標回転速度Ｖｔと現行回転速度Ｖｃとが入力されるように構成されており、速度偏差生成部４１は、入力された目標回転速度Ｖｔと現行回転速度Ｖｃとの差である速度差ΔＶを出力するようになっている。

速度偏差生成部４１から出力された速度差ΔＶは、比例要素４２と積分要素４３と微分要素４４とに入力されるように構成されている。比例要素４２と積分要素４３と微分要素４４とは、入力された速度差ΔＶに基づいて下式によって算出される比例制御値ＱＰと、積分制御値ＱＩと、微分制御値ＱＤとをそれぞれ出力するようになっている。
ＱＰ（ｊ）＝△Ｖ（ｊ）×Ｋｐ・・・（式１）
ＱＩ（ｊ）＝ＱＩ（ｊ−１）＋△Ｖ（ｊ）×Ｋｉ・・・（式２）
ＱＤ（ｊ）＝｛△Ｖ（ｊ）−△Ｖ（ｊ−１）｝×Ｋｄ・・・（式３）
ここで、ｊはキャリッジ３の位置（または、時間）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。このように、本形態では、比例要素４２は、速度差ΔＶに応じた比例制御値ＱＰを出力する比例手段であり、積分要素４３は、速度差ΔＶを積分した積分値に応じた積分制御値ＱＩを出力する積分手段であり、微分要素４４は、速度差ΔＶを微分した微分値に応じた微分制御値ＱＤを出力する微分手段である。

ここで、積分要素４３から出力される積分制御値ＱＩは、図５に示すような変化パターンを有している。図５では、横軸はＣＲモータ４の回転位置（キャリッジ３の位置）を示し、縦軸は積分制御値ＱＩを示している。また、図５は、主走査方向ＭＳで印刷用紙Ｐの一端側から他端側に向かってキャリッジ３が横断する１パスの搬送過程における積分制御値ＱＩの変化パターンを示している。図５に示すように、積分要素４３は、ＣＲモータ４の起動時（図５の原点位置）においても積分制御値ＱＩ（０）を出力するようになっている。すなわち、積分要素４３における積分制御値の演算には、０より大きな値の積分初期値ＱＩ（０）が用いられている。このように積分初期値ＱＩ（０）を用いることで、駆動開始直後であってもＣＲモータ４に適切な電圧が印加され、ＰＩＤ制御によって、ＣＲモータ４を適切に加速することができるようになっている。なお、積分初期値ＱＩ（０）が大きくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度が大きくなり、積分初期値ＱＩ（０）が小さくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度が小さくなる。

加算演算部４５には、比例要素４２、積分要素４３および微分要素４４からそれぞれ出力された比例制御値ＱＰと積分制御値ＱＩと微分制御値ＱＤとが入力されるように構成されている。加算演算部４５は、これらの制御値ＱＰ、ＱＩ、ＱＤを下式によって加算して、ＰＩＤ制御値ΣＱを出力するようになっている。
ΣＱ（ｊ）＝ＱＰ（ｊ）＋ＱＩ（ｊ）＋ＱＤ（ｊ）・・・（式４）

ＣＲモータ駆動回路３０は、トランジスタブリッジで構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ４７と、ベースドライブ回路からなるベースドライブ部４８とを備えている。上述のように本形態では、ＣＲモータ４の制御方法として、ＰＷＭ制御が採用されており、このＣＲモータ駆動回路３０からＣＲモータ４に対してＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒが供給されるようになっている。

ベースドライブ部４８には、ＰＩＤ制御値ΣＱが入力されるように構成されており、ベースドライブ部４８は、入力されたＰＩＤ制御値ΣＱに応じたベース信号をＤＣ−ＤＣコンバータ４７に向かって出力するようになっている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４７は、ベースドライブ部４８から出力され各トランジスタのベースに入力されたベース信号に応じて、ＣＲモータ４に対してＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒを供給するようになっている。

より具体的には、ＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒは、図６に示すように、スイッチング周期ｔｐ中の電圧印加時間ｔｏｎの間のみにＣＲモータ４へ電圧を印加するパルス状の信号となっており、ベース信号に応じて電圧印加時間ｔｏｎが調整されるようになっている。ここで、本明細書では、この電圧印加時間ｔｏｎをデューティ値と定義し、以下では、デューティ値ｔｏｎと表現する。本形態の駆動制御装置３５では、ベースドライブ部４８に入力されるＰＩＤ制御値ΣＱが大きければ大きいほど、すなわち、速度差ΔＶが大きければ大きいほど、ディーティ値ｔｏｎが大きくなるように構成されている。

（キャリッジの搬送負荷の変動に伴うＣＲモータの制御方法）
図７は、キャリッジ３の搬送負荷の変動に伴うＣＲモータ４の制御のフローチャートである。

以上のように構成されたプリンタ１では、ＰＦモータ５で回転駆動されたＰＦ駆動ローラ６が印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳへ送りながら、ＣＲモータ４は、印刷用紙Ｐ上で主走査方向ＭＳにキャリッジ３を往復搬送する。キャリッジ３が往復搬送される際に、印刷ヘッド２からインク滴が吐出され、印刷用紙Ｐへの印刷が行われる。

ＣＲモータ４は、目標速度発生部４０から出力される目標回転速度Ｖｔと、速度演算部３８から出力される現行回転速度Ｖｃとの速度差ΔＶに基づいたＰＩＤ制御によって、現行回転速度Ｖｃが目標回転速度Ｖｔに収束するように制御されている。すなわち、ＣＲモータ４は、図４の実線で示す目標回転速度Ｖｔの変化パターンに、図４の破線で示す現行回転速度Ｖｃの変化パターンが収束するようにＰＩＤ制御されている。

ここで、本形態では、上述のように、経時的なメカ状態の変動あるいは雰囲気温度の変動によって、キャリッジ３の搬送負荷に変動が生じた場合であっても、ＣＲモータ４の回転速度の制御すなわちキャリッジ３の搬送動作の制御を安定させることができるように構成されている。すなわち、本形態では、図７に示すように、キャリッジ３の搬送負荷を検出し、その搬送負荷の検出結果に基づいてＣＲモータ４の回転速度を制御するように構成されている。以下、キャリッジ３の搬送負荷の検出方法および搬送負荷の検出結果に基づくＣＲモータ４の制御方法について説明する。

まず、キャリッジ３の搬送負荷の検出方法について説明する。キャリッジ３の搬送負荷の検出は、ＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒのデューティ値ｔｏｎを検出することによって行う。すなわち、所定の回転速度でＣＲモータ４を回転させた場合、キャリッジ３の搬送負荷が小さければ、デューティ値ｔｏｎは小さくなり、キャリッジ３の搬送負荷が大きければ、デューティ値ｔｏｎは大きくなるため、デューティ値ｔｏｎを検出することで、キャリッジ３の搬送負荷の検出が可能になる。なお、デューティ値ｔｏｎは、キャリッジ３の搬送時の動負荷となる。

本形態においては、プリンタ１の電源投入時に印刷用紙Ｐがない状態で、すなわち、印刷ヘッド２がインク滴を吐出しない状態でキャリッジ３を１回往復させる（空送りさせる）初期駆動動作を行い、この初期駆動動作の際のディーティ値ｔｏｎを検出する。より具体的には、初期駆動動作時におけるＣＲモータ４の定速領域の全域（図４の位置Ｐ３から位置Ｐ４に相当する領域）のデューティ値ｔｏｎの平均値を検出する。以下では、この平均値をａｖｅＴｉと表現する。この平均値ａｖｅＴｉの検出はＣＰＵ２３で行われる。すなわち、本形態では、ＣＰＵ２３は、キャリッジ３の搬送負荷を検出する負荷検出手段となっている。検出された平均値ａｖｅＴｉは、ＥＥＰＲＯＭ２６等のメモリに記憶される。なお、定速領域でのＣＲモータ４の回転速度を変えて初期駆動動作を複数回行い、各速度ごとに平均値ａｖｅＴｉの検出を行っても良いし、１つの回転速度、たとえば、２８０ｃｐｓ（ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）における平均値ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓの検出を行っても良い。

続いて、キャリッジ３の搬送負荷の検出結果、すなわち、平均値ａｖｅＴｉに基づくＣＲモータ４の制御方法について説明する。本形態では、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄとの調整、初期目標回転速度Ｖｔ（０）の調整、および、積分初期値ＱＩ（０）をパラメータとしている。そして、平均値ａｖｅＴｉに基づいて、これらのパラメータの調整を行ってため、これらの調整に関して順次説明する。

まず、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄとの調整に関して説明する。キャリッジ３の搬送負荷に基づいてＣＲモータ４の回転速度の制御を行わない場合、速度差ΔＶが同じであれば、キャリッジ３の搬送負荷の大きさとは関係なく、同じデューティ値ｔｏｎを有するＰＷＭ駆動信号ＳｄｒがＣＲモータ４へ供給される。一方で、同じデューティ値ｔｏｎを有するＰＷＭ駆動信号ＳｄｒがＣＲモータ４へ供給されても、キャリッジ３の搬送負荷の大きさによって、ＣＲモータ４の応答性が変動する。すなわち、キャリッジ３の搬送負荷が大きければ、ＣＲモータ４の応答性が下がり、キャリッジ３の搬送負荷が小さければ、ＣＲモータ４の応答性が上がる。ＣＲモータ４の応答性が下がりすぎると、ＣＲモータ４の回転速度の補正に時間がかかる。また、ＣＲモータ４の応答性が上がりすぎると、速度差ΔＶに対して、ＣＲモータ４が敏感に反応して、目標の回転速度に対してプラスやマイナスに変動しやすくなる。そのため、キャリッジ３の負荷が変動すると、現行回転速度Ｖｃを目標回転速度Ｖｔに収束させることは難しくなる。そこで、本形態では、キャリッジ３の搬送負荷の変動に伴うＣＲモータ４の応答性の変動を抑制するため、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄをパラメータとし、平均値ａｖｅＴｉに基づいてこれらのパラメータを調整する。

より具体的には、平均値ａｖｅＴｉに基づいて比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄとをそれぞれ下式によって計算する。計算後の値を用いて、比例要素４２、積分要素４３、微分要素４４は、比例制御値ＱＰ、積分制御値ＱＩ、微分制御値ＱＤをそれぞれ出力する。
Ｋｐ（ｄｉｒ）＝ａ＿ｐｄｉｒ×ａｖｅＴｉ＋ｂ＿ｐｄｉｒ・・・（式５）
Ｋｐ（ａｖｅ）＝ａ＿ｐａｖｅ×ａｖｅＴｉ＋ｂ＿ｐａｖｅ・・・（式６）
Ｋｉ（ｄｉｒ）＝ａ＿ｉｄｉｒ×ａｖｅＴｉ＋ｂ＿ｉｄｉｒ・・・（式７）
Ｋｄ（ａｖｅ）＝ａ＿ｄａｖｅ×ａｖｅＴｉ＋ｂ＿ｄａｖｅ・・・（式８）
ここで、式（５）から（８）におけるａ＿ｐｄｉｒ、ｂ＿ｐｄｉｒ、ａ＿ｐａｖｅ、ｂ＿ｐａｖｅ、ａ＿ｉｄｉｒ、ｂ＿ｉｄｉｒ、ａ＿ｄａｖｅおよびｂ＿ｄａｖｅはそれぞれ、ＣＲモータ４の応答性と平均値ａｖｅＴｉとの関係から予め実験的に求められる定数である。

なお、本形態では、比例ゲインＫｐについては、異なる２つの比例ゲインＫｐ（ｄｉｒ）とＫｐ（ａｖｅ）とが用いられている。ＣＲモータ４の回転速度の変動が大きい第１加速領域、第２加速領域、第２減速領域および第３減速領域（図４参照）では、応答性を上げるため、１つのスイッチング周期ｔｐの現行回転速度Ｖｃから速度変動ΔＶが算出され、その速度変動ΔＶに応じた比例制御値ＱＰが算出されており、比例ゲインＫｐ（ｄｉｒ）が用いられている。一方、ＣＲモータ４の回転速度が安定している第３加速領域、定速領域および第１減速領域では、外乱の影響を排除するため、いくつかのスイッチング周期ｔｐ（たとえば３周期）の回転速度の平均値から算出された現行回転速度Ｖｃによって速度変動ΔＶが算出され、その速度変動ΔＶに応じた比例制御値ＱＰが算出されており、比例ゲインＫｐ（ａｖｅ）が用いられている。

また、上記の式（５）から（８）によって、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄとを計算するかわりに、平均値ａｖｅＴｉに基づいて予め設定された複数の値（テーブル）から比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄとを選択しても良い。選択した値を用いて、比例要素４２、積分要素４３、微分要素４４は、比例制御値ＱＰ、積分制御値ＱＩ、微分制御値ＱＤをそれぞれ出力する。ＣＲモータ４の定速領域における回転速度が２８０ｃｐｓのとき、スイッチング周期ｔｐは、たとえば、一定の１４００ｃａｔ（カウント）となる。このカウント値は、たとえば、ＣＰＵ２３の動作クロックの数を数えることにより得られるものである。このスイッチング周期ｔｐにおける平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じて比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄとを、たとえば、以下にように選択する。
ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓ＜４００（ｃａｔ）のとき
Ｋｐ（ｄｉｒ）＝Ｋｐ１（ｄｉｒ）
Ｋｐ（ａｖｅ）＝Ｋｐ１（ａｖｅ）
Ｋｉ（ｄｉｒ）＝Ｋｉ１（ｄｉｒ）
Ｋｄ（ａｖｅ）＝Ｋｄ１（ａｖｅ）
４００（ｃａｔ）≦ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓ＜６００（ｃａｔ）のとき
Ｋｐ（ｄｉｒ）＝Ｋｐ２（ｄｉｒ）
Ｋｐ（ａｖｅ）＝Ｋｐ２（ａｖｅ）
Ｋｉ（ｄｉｒ）＝Ｋｉ２（ｄｉｒ）
Ｋｄ（ａｖｅ）＝Ｋｄ２（ａｖｅ）
６００（ｃａｔ）≦ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓのとき
Ｋｐ（ｄｉｒ）＝Ｋｐ３（ｄｉｒ）
Ｋｐ（ａｖｅ）＝Ｋｐ３（ａｖｅ）
Ｋｉ（ｄｉｒ）＝Ｋｉ３（ｄｉｒ）
Ｋｄ（ａｖｅ）＝Ｋｄ３（ａｖｅ）
ここで、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じてそれぞれ選択される比例ゲインＫｐ１（ｄｉｒ）等や積分ゲインＫｉ１（ｄｉｒ）等や微分ゲインＫｄ１（ａｖｅ）等は、ＣＲモータ４の応答性と平均値ａｖｅＴｉとの関係から予め実験的に求められ、テーブル上に設定された値である。なお、上記の例では、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じて３段階で比例ゲインＫｐ等を選択するようにしているが、２段階で比例ゲインＫｐ等を選択するようにしても良いし、４段階以上の多段階で比例ゲインＫｐ等を選択するようにしても良い。

次に、初期目標回転速度Ｖｔ（０）の調整に関して説明する。初期目標回転速度Ｖｔ（０）が一定の場合、キャリッジ３の搬送負荷が大きくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度は小さくなり、キャリッジ３の搬送負荷が小さくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度は大きくなる。そのため、初期目標回転速度Ｖｔ（０）が一定の場合、キャリッジ３の搬送負荷が変動すると、ＣＲモータ４が定速領域に達するまでに時間がかかったり、ＣＲモータ４が急激に加速されたりしてＣＲモータ４の制御が不安定になる。そこで、本形態では、初期目標回転速度Ｖｔ（０）をパラメータとし、平均値ａｖｅＴｉに基づいてこのパラメータを調整する。

より具体的には、ＣＲモータ４の回転速度は、ＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒのスイッチング周期ｔｐの逆数に比例することから、まず、平均値ａｖｅＴｉに基づいて、スイッチング周期ｔｐの駆動初期時の値である初期固定目標周期Ｔを下式によって計算する。
平均値ａｖｅＴｉが大きいとき Ｔ＝Ｔｃｏｎｓｔ・・・（式９）
平均値ａｖｅＴｉが小さいとき Ｔ＝ｃ×（１／ａｖｅＴｉ）＋ｄ・・・（式１０）
ここで、Ｔｃｏｎｓｔ、ｃおよびｄはそれぞれ、ＣＲモータ４の加速度と平均値ａｖｅＴｉとの関係から予め実験的に求められる定数である。なお、Ｔｃｏｎｓｔの値は、駆動開始直後にＣＲモータ４が加速されすぎて、印刷用紙Ｐへ印刷される画像に乱れが生じることがない範囲で設定されている。

式（９）、（１０）で計算された初期固定目標周期Ｔを用いて、初期目標回転速度Ｖｔ（０）を下式によって計算し、計算後の値を用いて、目標速度発生部４０は、目標回転速度Ｖｔを出力する。
Ｖｔ（０）＝ｅ／Ｔ・・・（式１１）
ここで、ｅは、ＣＲモータ４の回転速度とスイッチング周期ｔｐとの関係から求められる定数である。

また、上記の式（９）、（１０）によって、初期固定目標周期Ｔを計算するかわりに、平均値ａｖｅＴｉに基づいて予め設定された複数の値（テーブル）から初期固定目標周期Ｔを選択し、選択した値と式（１１）を用いて、初期目標回転速度Ｖｔ（０）を算出しても良い。上記と同様にスイッチング周期ｔｐが、たとえば、１４００ｃａｔ（カウント）である場合、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じて初期固定目標周期Ｔを、たとえば、以下にように選択する。
ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓ＜４００（ｃａｔ）のとき
Ｔ＝Ｔ１
４００（ｃａｔ）≦ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓ＜６００（ｃａｔ）のとき
Ｔ＝Ｔ２
６００（ｃａｔ）≦ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓのとき
Ｔ＝Ｔ３
ここで、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じてそれぞれ選択される初期固定目標周期Ｔ１Ｔ２、Ｔ３は、ＣＲモータ４の加速度と平均値ａｖｅＴｉとの関係から予め実験的に求められ、テーブル上に設定された値である。なお、上記の例では、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じて、３段階で初期固定目標周期Ｔを選択するようにしているが、２段階や４段階以上の多段階で初期固定目標周期Ｔを選択するようにしても良い。

最後に、積分初期値ＱＩ（０）の調整に関して説明する。積分初期値ＱＩ（０）が一定の場合、キャリッジ３の搬送負荷が大きくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度は小さくなり、キャリッジ３の搬送負荷が小さくなれば、駆動開始直後のＣＲモータ４の加速度は大きくなる。そのため、積分初期値ＱＩ（０）が一定の場合、キャリッジ３の搬送負荷が変動すると、ＣＲモータ４が定速領域に達するまでに時間がかかったり、ＣＲモータ４が急激に加速されたりしてＣＲモータ４の制御が不安定になる。そこで、本形態では、積分初期値ＱＩ（０）をパラメータとし、平均値ａｖｅＴｉに基づいてこのパラメータを調整する。

より具体的には、平均値ａｖｅＴｉに基づいて積分初期値ＱＩ（０）を下式によって計算する。計算後の値を用いて、積分要素４３は積分制御値ＱＩを出力する。
ＱＩ（０）＝ｆ×ａｖｅＴｉ＋ｇ・・・（式１２）
ここで、ｆおよびｇはそれぞれ、ＣＲモータ４の加速度と平均値ａｖｅＴｉとの関係から予め実験的に求められる定数である。

また、上記の式（１２）によって、積分初期値ＱＩ（０）を計算するかわりに、平均値ａｖｅＴｉに基づいて予め設定された複数の値（テーブル）から積分初期値ＱＩ（０）を選択しても良い。選択した値を用いて、積分要素４３は積分制御値ＱＩを出力する。上記と同様にスイッチング周期ｔｐが、たとえば、１４００ｃａｔ（カウント）である場合、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じて積分初期値ＱＩ（０）を、たとえば、以下にように選択する。
ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓ＜４００（ｃａｔ）のとき
ＱＩ（０）＝ＱＩ（０）１
４００（ｃａｔ）≦ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓ＜６００（ｃａｔ）のとき
ＱＩ（０）＝ＱＩ（０）２
６００（ｃａｔ）≦ａｖｅＴｉ＿２８０ｃｐｓのとき
ＱＩ（０）＝ＱＩ（０）３
ここで、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じてそれぞれ選択される積分初期値ＱＩ（０）１、ＱＩ（０）２およびＱＩ（０）３は、ＣＲモータ４の加速度と平均値ａｖｅＴｉとの関係から予め実験的に求められ、テーブル上に設定された値である。なお、上記の例では、平均値ａｖｅＴｉのカウント数に応じて、３段階で積分初期値ＱＩ（０）を選択するようにしているが、２段階や４段階以上の多段階で積分初期値ＱＩ（０）を選択するようにしても良い。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のプリンタ１は、キャリッジ３の搬送負荷を検出する負荷検出手段としてのＣＰＵ２３を備えている。また、駆動制御装置３５を構成する目標速度発生部４０、比例要素４２、積分要素４３および微分要素４４は、搬送負荷の検出結果に基づいて、目標回転速度Ｖｔ、比例制御値ＱＰ、積分制御値ＱＩおよび微分制御値ＱＤをそれぞれ出力し、ＣＲモータ４の回転速度を制御している。そのため、経時的なメカ状態の変動や雰囲気温度の変動によって、キャリッジ３の搬送負荷に変動が生じた場合であっても、変動した搬送負荷に対応したキャリッジ３の搬送動作の制御が可能になる。したがって、キャリッジ３の搬送動作の制御を安定させることができ、その結果、印刷用紙Ｐに印刷される画質を向上させることができる。また、所定の印刷時間内で確実に印刷を完了させることが可能となる。

本形態では、ＣＲモータ４は、駆動制御装置３５を構成するＣＲモータ駆動回路３０によってＰＷＭ制御され、負荷検出手段であるＣＰＵ２３は、キャリッジ３の搬送負荷として、ＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒのデューティ値ｔｏｎを検出している。ＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒのデューティ値ｔｏｎには、キャリッジ３の搬送負荷が直接的に反映されるため、デューティ値ｔｏｎを検出することで、キャリッジ３の搬送負荷の変動をより適切に反映したＣＲモータ４の回転速度の制御ができる。

本形態では、キャリッジ３の搬送負荷を電源投入時の初期駆動動作で検出している。そのため、プリンタ１の電源を投入するたびにキャリッジ３の搬送負荷を検出することができ、キャリッジ３の搬送負荷をＣＲモータ４の回転速度の制御に確実に反映させることができる。また、初期駆動動作では、印刷ヘッド２がインク滴を吐出しない無負荷状態でキャリッジ３を搬送させるため、印刷動作に基づくキャリッジ３の搬送負荷の影響を排除して、経時的なメカ状態の変動や雰囲気温度の変動に基づくキャリッジ３の搬送負荷の変動を正確に検出できる。

本形態では、初期駆動動作時におけるＣＲモータ４の定速領域のデューティ値ｔｏｎの平均値ａｖｅＴｉを検出している。定速領域のデューティ値を検出しているため、加速領域や減速領域のデューティ値ｔｏｎを検出する場合と比較して、キャリッジ３の搬送負荷の変動の検出が容易になる。また、デューティ値ｔｏｎの平均値ａｖｅＴｉを検出するようにすると、外乱の影響を排除でき、より安定したキャリッジ３の搬送負荷の変動の検出が可能となる。

なお、ＣＲモータ４の回転速度を変えながら初期駆動動作を複数回行い、各回転速度ごとに、平均値ａｖｅＴｉの検出を行う場合には、キャリッジ３の搬送速度に応じてより適切なＣＲモータ４の回転速度の制御が可能となる。

本形態では、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄとをパラメータとし、これらのパラメータを調整して、ＣＲモータ４の回転速度の制御を行っている。そのため、キャリッジ３の搬送負荷の変動に応じて、ＣＲモータ４の応答性を調整することができる。すなわち、キャリッジ３の搬送負荷に応じたＣＲモータ４のＰＩＤ制御が可能になる。

本形態では、キャリッジ３の駆動開始時における初期目標速度Ｖｔ（０）をパラメータとし、このパラメータを調整して、ＣＲモータ４の回転速度を制御している。また、積分初期値ＱＩ（０）パラメータとし、このパラメータを調整して、ＣＲモータ４の回転速度を制御している。そのため、キャリッジ３の搬送負荷の変動が生じても、ＰＩＤ制御によって、ＣＲモータ４を適切に加速させることができる。

本形態では、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、微分ゲインＫｄ、初期目標速度Ｖｔ（０）および／または、積分初期値ＱＩ（０）に、平均値ａｖｅＴｉに基づいて計算された計算値を用いている。あるいは、平均値ａｖｅＴｉに基づいて予め設定されたテーブルから選択された値を用いている。平均値ａｖｅＴｉに基づいて計算された計算値を用いる場合には、キャリッジ３の搬送負荷にわずかな変動が生じた場合であっても、搬送負荷の変動を適切に反映したＣＲモータ４の回転速度の制御が可能となる。また、平均値ａｖｅＴｉに基づいて予め設定されたテーブルから選択された値を用いる場合には、ＣＰＵ２３での演算処理の負担を軽減することができる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。たとえば、上述した形態では、プリンタ１の電源投入時における初期駆動動作でデューティ値ｔｏｎの平均値ａｖｅＴｉを検出していたが、初期駆動動作だけでなく、キャリッジ３の搬送動作のたびに平均値ａｖｅＴｉを検出して、ＥＥＰＲＯＭ２６等のメモリに記憶された値を更新するようにしても良い。この場合には、キャリッジ３の搬送動作のたびに、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ等の調整を行うことが可能となり、キャリッジ３にわずかな搬送負荷の変動が生じた場合であっても、搬送負荷の変動をＣＲモータ４の回転速度の制御に反映させることができる。

また、上述した形態では、キャリッジ３の搬送負荷（搬送時の動負荷）の値として、デューティ値ｔｏｎの平均値ａｖｅＴｉを検出していたが、キャリッジ３の搬送負荷の値として、キャリッジ３を所定距離搬送させたときの搬送時間を用いても良い。すなわち、ＰＷＭ駆動信号Ｓｄｒのデューティ値を一定とした場合、キャリッジ３の搬送負荷が大きければ搬送時間が長くなり、キャリッジ３の搬送負荷が小さければ搬送時間は短くなるため、搬送時間を検出することでもキャリッジ３の搬送負荷の検出が可能になる。なお、この場合においても、搬送時間の検出はＣＰＵ２３で行われるため、ＣＰＵ２３が、キャリッジ３の搬送負荷を検出する負荷検出手段となる。

あるいは、黒色インクカートリッジ１３およびカラーインクカートリッジ１４に収納されたインクの量がキャリッジ３の搬送負荷の変動に及ぼす影響が大きいことから、黒色インクカートリッジ１３およびカラーインクカートリッジ１４に収納されたインクの量からキャリッジ３の搬送負荷を検出しても良い。たとえば、重量センサによって黒色インクカートリッジ１３およびカラーインクカートリッジ１４の重量を測定することで、キャリッジ３の搬送負荷を検出することができる。この場合、重量センサがキャリッジ３の搬送負荷を検出する負荷検出手段となる。また、印刷ヘッド２から吐出されるインク滴の吐出回数を測定するカウンタによって、インク滴の吐出回数をカウントすることで、キャリッジ３の搬送負荷を検出することができる。この場合には、カウンタがキャリッジ３の搬送負荷を検出する負荷検出手段となる。

あるいは、雰囲気温度の変動によるキャリッジ３の負荷変動のみを考慮する場合には、プリンタ１の内部に温度センサを設け、プリンタ１の内部の温度を測定することで、キャリッジ３の搬送負荷を検出しても良い。この場合には、温度センサがキャリッジ３の搬送負荷を検出する負荷検出手段となる。

さらに、上述した形態では、ＣＲモータ４をＰＷＭ制御方式によって制御していたが、ＣＲモータ４を、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の他の電圧制御方式や、電流制御方式によって制御しても良い。

さらにまた、上述した形態では、キャリッジ３の搬送負荷として、ＣＲモータ４の定速領域全域のデューティ値ｔｏｎの平均値ａｖｅＴｉを検出していたが、定速領域の一部分のデューティ値ｔｏｎの平均値ａｖｅＴｉを検出してキャリッジ３の搬送負荷としても良いし、所定の１スイッチング周期ｔｐ中のデューティ値ｔｏｎを検出してキャリッジ３の搬送負荷としても良い。また、ＣＲモータ４の加速時間を一定として、ＣＲモータ４の加速領域でのデューティ値ｔｏｎを検出してキャリッジ３の搬送負荷としても良いし、同様に、ＣＲモータ４の減速領域でのデューティ値ｔｏｎを検出してキャリッジ３の搬送負荷としても良い。

また、上述した形態では、平均値ａｖｅＴｉに基づいて、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄと初期目標回転速度Ｖｔ（０）と積分初期値ＱＩ（０）のすべてについて調整を行っていたが、これらのうち、少なくとも１つが調整されていれば、キャリッジ３の搬送負荷の変動に応じたＣＲモータ４の回転速度の制御が可能になる。

さらに、上述した形態では、平均値ａｖｅＴｉに基づいて、比例ゲインＫｐと積分ゲインＫｉと微分ゲインＫｄと初期目標回転速度Ｖｔ（０）と積分初期値ＱＩ（０）について調整を行っていたが、平均値ａｖｅＴｉに基づいて、目標速度発生部４０から出力される目標回転速度Ｖｔの全てについて調整を行い、図４の実線に示すような変化パターン自体を調整してＣＲモータ４の回転速度の制御を行っても良い。また、平均値ａｖｅＴｉに基づいて、ＣＲモータ駆動回路３０のベースドライブ部４８からの出力を調整してＣＲモータ４の回転速度の制御を行っても良いし、ＤＣ−ＤＣコンバータ４７で、トランジスタブリッジに印加される電圧値を調整して、ＣＲモータ４の回転速度の制御を行っても良い。

実施の形態にかかるプリンタの主要部の構成を示す概略斜視図。 図１に示すプリンタの制御部の構成を主として示すブロック図。 図１に示すＣＲモータの駆動制御装置の構成を示すブロック図。 キャリッジが印刷用紙を横断する１パスの搬送過程における速度演算部および位置偏差生成部からの出力を示すグラフ。 キャリッジが印刷用紙を横断する１パス搬送過程における積分要素からの出力を示すグラフ。 ＣＲモータに供給されるＰＷＭ駆動信号の一例を示す図。 キャリッジの搬送負荷の変動に伴うＣＲモータの制御のフローチャート。

符号の説明

１・・・プリンタ、２・・・印刷ヘッド、３・・・キャリッジ、４・・・ＣＲモータ（キャリッジモータ）、２３・・・ＣＰＵ（負荷検出手段）、３０・・・ＣＲモータ駆動回路（モータ駆動装置）、３５・・・駆動制御装置、４２・・・比例要素（比例手段）、４３・・・積分要素（積分手段）、４４・・・微分要素（微分手段）、Ｓｄｒ・・・ＰＷＭ駆動信号、ｔｐ・・・スイッチング周期、ｔｏｎ・・・デューティ値（電圧印可時間）、ＱＰ・・・比例制御値、ＱＩ・・・積分制御値、ＱＩ（０）・・・積分初期値、ＱＤ・・・微分制御値、Ｋｐ・・・比例ゲイン、Ｋｉ・・・積分ゲイン、Ｋｄ・・・微分ゲイン、ΔＶ・・・速度差、Ｖｔ・・・目標回転速度（目標速度）、Ｖｔ（０）・・・初期目標回転速度（初期目標速度）、Ｖｃ・・・現行回転速度（現行速度）

Claims (13)

1. インク滴を吐出する印刷ヘッドが搭載されたキャリッジと、該キャリッジを駆動するキャリッジモータと、該キャリッジモータの動作を制御する駆動制御装置とを備えるプリンタにおいて、
   上記キャリッジの搬送負荷を検出する負荷検出手段を備え、
   上記駆動制御装置は、上記負荷検出手段の検出結果に基づいて上記キャリッジモータの回転速度を制御することを特徴とするプリンタ。
2. 前記駆動制御装置は、前記キャリッジモータにＰＷＭ駆動信号を供給するモータ駆動装置を備え、
   前記負荷検出手段は、上記ＰＷＭ駆動信号のスイッチング周期中の電圧印加時間であるデューティ値を検出し、該デューティ値に基づいて前記キャリッジモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
3. 前記負荷検出手段は、前記印刷ヘッドがインク滴を吐出しない無負荷状態で前記キャリッジを搬送させた無負荷搬送時における前記デューティ値を検出することを特徴とする請求項２記載のプリンタ。
4. 前記負荷検出手段は、前記キャリッジを一定速度で搬送させた定速搬送時における前記デューティ値の平均値を検出することを特徴とする請求項２または３記載のプリンタ。
5. 前記駆動制御装置は、前記キャリッジの目標速度と現行速度との速度差に応じた比例制御値を出力する比例手段と、上記速度差を積分した積分値に応じた積分制御値を出力する積分手段と、上記速度差を微分した微分値に応じた微分制御値を出力する微分手段とを備え、
   上記比例制御値を演算する際の比例ゲインと、上記積分制御値を演算する際の積分ゲインと、上記微分制御値を演算する際の微分ゲインとのうち、少なくともいずれか１つをパラメータとし、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて上記パラメータを調整して、前記キャリッジモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のプリンタ。
6. 前記キャリッジの駆動開始時における初期目標速度をパラメータとし、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて上記パラメータを調整して、前記キャリッジモータの回転初期の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のプリンタ。
7. 前記駆動制御装置は、前記キャリッジの目標速度と現行速度との速度差に応じた比例制御値を出力する比例手段と、上記速度差を積分した積分値に応じた積分制御値を出力する積分手段と、上記速度差を微分した微分値に応じた微分制御値を出力する微分手段とを備え、
   上記積分制御値を演算する際の積分初期値をパラメータとし、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて上記パラメータを調整して、前記キャリッジモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のプリンタ。
8. 前記パラメータは、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて計算された値であることを特徴とする請求項５から７いずれかに記載のプリンタ。
9. 前記パラメータは、前記キャリッジの搬送負荷に応じて予め設定された複数の値から前記負荷検出手段の検出結果に基づいて選択された値であることを特徴とする請求項５から７いずれかに記載のプリンタ。
10. 印刷ヘッドが搭載されたキャリッジの目標速度と現行速度との速度差に応じた比例制御値と、上記速度差を積分した積分値に応じた積分制御値と、上記速度差を微分した微分値に応じた微分制御値とを用いて、上記キャリッジを駆動するキャリッジモータの回転速度を制御するプリンタ用モータの制御方法において、
    上記キャリッジの搬送負荷を検出し、この搬送負荷の検出結果に基づいて、上記比例制御値を演算する際の比例ゲインと、上記積分制御値を演算する際の積分ゲインと、上記微分制御値を演算する際の微分ゲインと、上記積分制御値の演算する際の積分初期値と、上記キャリッジの目標速度とのうち、少なくともいずれか１つを調整して、上記キャリッジモータの回転速度を制御することを特徴とするプリンタ用モータの制御方法。
11. 前記キャリッジの搬送負荷を電源投入時の初期駆動動作で検出することを特徴とする請求項１０記載のプリンタ用モータの制御方法。
12. 前記初期駆動動作を、前記キャリッジモータの回転速度を変えて複数回行い、各回転速度ごとに、前記キャリッジの搬送負荷を検出することを特徴とする請求項１１記載のプリンタ用モータの制御方法。
13. 前記キャリッジの搬送負荷を、前記キャリッジの搬送動作のたびに検出することを特徴とする請求項１０から１２いずれかに記載のプリンタ用モータの制御方法。

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