JP2009255507A - 可動部材の駆動制御装置および印刷装置ならびに可動部材の駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】経年変化などで振動に変化があっても、固体差に影響されることなく、可動部材に生じる振動を低減するための制御の効果を判断できるようにする。
【解決手段】
可動部材を駆動する駆動手段と、可動部材の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出した記可動部材の位置に応じて駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、駆動制御手段による制御がある場合とない場合とで可動部材の振動を測定して比較し、駆動制御手段による制御の効果を判断する判断手段とを有する。
【選択図】図９

Description

本発明は可動部材の駆動制御装置および印刷装置ならびに可動部材の駆動制御方法に関する。

被印刷媒体の搬送方向と直交する方向にキャリッジを駆動して印刷する印刷装置において、キャリッジの駆動はモータにより行われる。このようなキャリッジ駆動用モータとしては、一般に直流モータが使用される。このような直流モータでは、固定子の磁極間に隙間があるため、ロータ軸は滑らかに回転せず、コギングと呼ばれる振動が発生してしまう。このような振動は、キャリッジの移動速度に周期的な振動を与え、キャリッジの往復方向における色ムラの原因となる。また、モータの駆動力をキャリッジに伝えるモータプーリの偏心や、それらによる振動と機械的な共振によっても、キャリッジの移動速度に周期的な振動が生じる。「コギング振動」とは厳密な意味では直流モータに起因する振動であるが、以下では、直流モータに起因する振動だけでなく、キャリッジの移動速度に生じる周期的な振動をすべて含めて、「コギング振動」と総称する。

このようなコギング振動を低減する技術として、特許文献１には、コギング振動と逆位相の正弦波トルクが生じるような駆動電力をモータに供給し、加振源であるコギンク振動そのものを低減させ、キャリッジ振動を低減させるアクティブダンパと呼ばれる技術が記載されている。
特開２００６−９５６９７号公報

しかし、経年変化などでコギング振動に変動があると、キャリッジ振動を充分に抑えることができなくなる可能性がある。このため、アクティブダンパが適切に動作しているか否かの判断を時々行い、適切に動作していないと判断された場合には、キャリブレーションにより、アクティブダンパの最適パラメータを再設定する必要がある。アクティブダンパが適切に動作しているか否かの判断は、電源投入時の初期化シーケンス内に専用のシーケンスを設け、キャリッジを駆動してその振動を測定することにより行う。

ここで問題となるのは、コギング振動は印刷装置毎に個体差があることである。元々コギング振動の少ない印刷装置であれば、アクティブダンパが適切に動作していなくても振動が少ない可能性があり、極端な場合には、アクティブダンパにより逆に振動が増えていることもありうる。このため、アクティブダンパを動作させてキャリッジの振動を測定しただけでは、アクティブダンパにより振動が増えていたとしても全体としての振動が小さければ、アクティブダンパが適切に動作していると判断されてしまう。このような課題は、印刷装置に限定されるものではなく、可動部材を駆動するような装置では一般的な課題である。

本発明は、このような課題を解決し、個体差に影響されることなくアクティブダンパの効果を判断することのできる可動部材の駆動制御装置および印刷装置ならびに可動部材の駆動制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によると、可動部材を駆動する駆動手段と、可動部材の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出した可動部材の位置に応じて駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、駆動制御手段による制御がある場合とない場合とで可動部材の振動を測定して比較し、駆動制御手段による制御の効果を判断する判断手段とを有することを特徴とする可動部材の駆動制御装置が提供される。駆動制御手段による制御がある場合とない場合とで測定して比較することで、個体差に影響されることなく駆動制御手段による制御（アクティブダンパ制御）の効果を判断することができる。

判断手段により駆動制御手段による制御の効果が無い、または小さいと判断された場合に、駆動制御手段が駆動手段の駆動を制御するために利用するパラメータを更新する手段を有することが望ましい。パラメータを更新することで、経年変化などでコギング振動に変動があっても、アクティブダンパの最適パラメータを再設定することができる。

駆動制御手段が駆動手段の駆動を制御するために利用するパラメータは、可動部材の移動方向を複数に区分した領域毎に設定され、判断手段は、駆動制御手段による制御の効果を領域毎に判断し、更新する手段は、パラメータを領域毎に更新することが望ましい。領域毎に制御の効果の判断およびパラメータの更新を行うことで、コギング振動の強度や位相が場所によって異なる場合でも、その場所毎に最適なパラメータを求め、最適な制御を実行することができる。

判断手段は、駆動制御手段による制御がある場合の可動部材の振動の測定値が駆動制御手段による制御がない場合の可動部材の振動の測定値より大きい場合には、駆動制御手段による制御の効果が無いと判断することが望ましい。制御がある場合の測定値が制御がない場合の測定値より大きいとは、その制御により振動が大きくなっていることを意味する。そのような場合には、効果が無いと判断することができる。

また、判断手段は、駆動制御手段による制御がない場合の可動部材の振動の測定値と駆動制御手段による制御がある場合の可動部材の振動の測定値との差があらかじめ定められた基準値より小さい場合には、駆動制御手段による制御の効果が小さいと判断することができる。基準値を設けることで、制御の効果が所定の範囲内に収まっているか否かを判断することができる。

さらに、判断手段は、駆動制御手段による制御がある場合の可動部材の振動の測定値があらかでめ定められた限界値より大きい場合には、駆動制御手段による制御の効果が無いと判断することもできる。可動部材の振動がある程度より大きくなると、可動部材に要求される精度あるいは品質を保つことが困難になる可能性がある。そこで、駆動制御手段による制御により可動部材の振動が抑制されているか否かにかかわらず、効果がないと判断する。

記判断手段は、起動時に、駆動制御手段による制御がある場合とない場合との可動部材の振動を測定するものとしてもよく、駆動制御手段による制御がないときの可動部材の振動をあらかじめ測定しておき、その測定値と、駆動制御手段による制御がある場合に測定された可動部材の振動の測定値とを比較するものとしてもよい。制御がある場合とない場合の双方について測定する場合には、経年変化や動作状況などによる影響を受けずに、制御の効果を判断することができる。一方、制御がないときの可動部材の振動をあらかじめ測定しておく場合には、測定に要する時間を短縮することができる。

可動部材を印刷ヘッドが設けられた印刷装置のキャリッジとすることができる。これにより、キャリッジの振動を抑え、印刷の色ムラを防止することができる。

本発明の第２の観点によると、可動部材を駆動する駆動手段と、可動部材の位置を検出する位置検出手段と、可動部材の動作を制御する制御部とを有する可動部材の駆動制御装置において、制御部は、位置検出手段の検出した可動部材の位置に応じて駆動手段の駆動を制御するアクティブダンパ制御を行い、このアクティブダンパ制御がある場合とない場合とで可動部材の振動を測定して比較してアクティブダンパ制御の効果を判断し、アクティブダンパ制御の効果が無い、または小さいと判断された場合には、アクティブダンパ制御に利用するパラメータを更新することを特徴とする可動部材の駆動制御装置が提供される。

本発明の第３の観点によると、印刷ヘッドが設けられたキャリッジを駆動するモータと、キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出したキャリッジの位置に応じてモータの駆動を制御する駆動制御手段と、駆動制御手段による制御がある場合とない場合とでキャリッジの振動を測定して比較し、駆動制御手段による制御の効果を判断する判断手段とを有することを特徴とする印刷装置が提供される。

本発明の第４の観点によると、可動部材の駆動をその駆動位置に応じて制御する可動部材の駆動制御方法において、駆動位置に応じた制御がある場合とない場合とで可動部材の振動を測定して比較し、制御の効果を判断することを特徴とする可動部材の駆動制御方法が提供される。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。

［構成］
図１は本発明の実施の形態に係る印刷装置の構成を示す図であり、印刷装置の機構系の概略構造と、この機構系を制御する制御系のブロック構成とを示す。この印刷装置は、機構系として、被印刷媒体１０を搬送する搬送ローラ１１、印刷ヘッド１２、この印刷ヘッド１２が取り付けられる可動部材としてのキャリッジ１３、このキャリッジ１３を誘導するガイド１４、被印刷媒体１０を挟んで印刷ヘッド１２と向き合うように配置されたプラテン１５、および被印刷媒体１０を排出する排出ローラ１６を備える。また、キャリッジ１３を駆動する駆動手段として、直流モータ２１、駆動プーリ２２、従動プリー２３（図２参照）および無終端ベルト２４を備え、キャリッジ１３の位置を検出する位置検出手段として、リニアエンコーダ２５およびリニアスケール２６を備える。

また、制御系として、制御部３０の一部であり全体の動作を制御するメイン制御部３１、ユーザが操作を行うための操作パネル３２、この操作パネル３２に設けられ各種の表示を行う液晶表示部（ＬＣＤ）３３、外部との接続のためのインタフェース３４、搬送ローラ１１および排出ローラ１６を駆動制御する搬送駆動回路３５、直流モータ２１を駆動制御することでキャリッジを駆動するキャリッジ駆動回路３６、および印刷ヘッド１２による印刷を制御する印刷ヘッドコントローラ３７を備える。なお、搬送駆動回路３５、キャリッジ駆動回路３６および印刷ヘッドコントローラ３７は制御部３０の一部として構成されている。

図２はキャリッジ１３とその周囲の構造を別の方向から見た図を示す。キャリッジ１３は駆動プーリ２２と従動プーリ２３との間に架けられた無終端ベルト２４に取り付けられ、駆動プーリ２２を直流モータ２１により駆動することで、ガイド１４に沿って、駆動プーリ２２と従動プーリ２３との間を移動する。キャリッジ１３にはリニアエンコーダ２５が設けられ、無終端ベルト２４と平行に配置されたリニアスケール２６によって、キャリッジ１３の位置を検出する。この検出値は、キャリッジ駆動回路３６（図１参照）にフィードバックされる。

図３は図１に示すキャリッジ駆動回路３６の一例を示すブロック図である。ここでは、直流モータ２１をＰＩＤ制御する構成を示す。このキャリッジ駆動回路３６は、直流モータ２１を駆動制御するため、減算器４１、テーブル参照回路４２、減算器４３、比例係数回路４４、積分係数回路４５、微分係数回路４６、比例補正回路４７、積分補正回路４８、微分補正回路４９、加算器５０、最終補正回路５１、モータドライバ５２、エンコーダ速度検出回路５３およびエンコーダ位置検出回路５４を備える。また、キャリッジ駆動回路３６は、リニアエンコーダ２５の検出したキャリッジ１３の位置に応じて直流モータ２１の駆動を制御する駆動制御手段としてのアクティブダンパ５５と、このアクティブダンパ５５がキャリッジ１３の駆動を制御するために利用するパラメータが登録されるＮＶＲＡＭ（不揮発性ランダムアクセスメモリ、Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５６とを備え、アクティブダンパ５５による制御（以下「アクティブダンパ制御」という）がある場合とない場合とでキャリッジ１３の振動を測定して比較し、アクティブダンパ制御の効果を判断する判断手段として、振動量測定回路６１および判定回路６２を備える。キャリッジ駆動回路３６はさらに、アクティブダンパ５５の動作を制御すると共に、アクティブダンパ５５がキャリッジ１３の振動を制御するために利用するパラメータを更新する手段として、キャリブレーション実行制御回路６３を備える。

［直流モータの駆動制御］
図３を参照して、キャリッジ駆動回路３６による直流モータ２１の駆動制御について説明する。キャリッジ駆動回路３６には、メイン制御部３１から、キャリッジの目標位置が入力される。

減算器４１は、入力された目標位置から、エンコーダ位置検出回路５４により検出された実際の位置を減算し、位置偏差を求める。テーブル参照回路４２は、位置偏差に対する目標速度がテーブルとして登録され、減算器４１の求めた位置偏差に対応する目標速度を出力する。減算器４３は、この目標速度から、エンコーダ速度検出回路５３により検出された実際の速度を減算し、速度偏差を求める。

比例係数回路４４、積分係数回路４５および微分係数回路４６は、減算器４３の求めた速度偏差に、それぞれ比例係数、積分係数および微分係数を乗算する。比例補正回路４７、積分補正回路４８および微分補正回路４９は、比例係数回路４４、積分係数回路４５および微分係数回路４６の出力にそれぞれ必要な補正を施す。

最終補正回路５１は、比例補正回路４７、積分補正回路４８および微分補正回路４９の出力の加算値とアクティブダンパ５５の値とを加算器５０によって加算した値に最終補正を施し、パルス幅変調（ＰＷＭ）されたモータ駆動信号として、モータドライバ５２に供給する。モータドライバ５２は、このモータ駆動信号により、直流モータ２１を駆動する。直流モータ２１を駆動することで移動したキャリッジ１３の位置はリニアエンコーダ２５により読み込まれ、エンコーダ速度検出回路５３は、その速度情報を、エンコーダ位置検出回路５４はその位置情報を、それぞれ出力する。以上は一般的なＰＩＤ制御であり、ここではこれ以上の詳しい説明を省略する。

［アクティブダンパの基本的動作］
図４はアクティブダンパ制御による制振動作を説明する図であり、この図を参照してアクティブダンパ５５およびＮＶＲＡＭ５６の動作を説明する。

コギング振動では、図４の実線で示すようにキャリッジ１３の速度が周期的に変動（以下、「速度振動」という）し、キャリッジ１３の移動方向における周期的な進みまたは遅れを生じさせる。この速度振動を低減させるため、図４の点線で示すような正弦波をキャリッジ１３の動きに加える、すなわち、コギング振動と逆位相の振動が生じるように、直流モータ２１のトルクを制御する。具体的には、アクティブダンパ５５によりコギング振動と逆位相の信号を生成し、加算器５０により、ＰＩＤ演算後の最終出力値、すなわち比例補正回路４７、積分補正回路４８および微分補正回路４７の出力の加算値に加算する。この結果、キャリッジ１３の速度振動は図４の２点鎖線に示すように、大幅に抑えられる。

アクティブダンパ５５は、内部にコギング振動の周期の正弦波（ダンパ波形）の値をテーブルとして記憶しており、ＰＩＤ演算周期毎に、エンコーダ位置検出回路５４により検出されるキャリッジ１３の位置に対応する位相の波形値を取得して、ダンパゲイン（振幅）を乗じて出力する。キャリッジ１３の振動を低減するための最適な位相オフセット（キャリッジ１３の位置に対するダンパ波形の位相のずれ）とダンパゲインは、往路および復路のそれぞれについて、あらかじめ印刷装置の製造時、出荷時、またはサービス作業のときのキャリブレーションにより求めておき、ＮＶＲＡＭ５６に登録しておく。

ダンパ波形の値のテーブルとしては、例えば２５６個の配列で１周期の正弦波が定義されたものを用い、これをリングバッファテーブルとして用いる。エンコーダ位置の下位８ビットの値と位相オフセットとからテーブルの配列番号を求め、その値を読み出すことで、キャリッジ１３の位置に対応する位相の波形値を取得することができる。ダンパ波形の値をアクティブダンパ５５内ではなくＮＶＲＡＭ５６内あるいは他のメモリに記憶してもよい。

［領域区分］
図５はダンパ波形の一例を説明する図であり、キャリッジ１３の可動範囲を複数に区分した領域毎の最適位相の例を示す。これは、図４に示す逆位相トルクに相当するものである。縦軸は任意単位であり、単に振幅の大小を示す。

大型の印刷装置でキャリッジ１３の往復距離が例えば２４インチや４４インチに及ぶものでは、コギング振動の強度や位相が場所によって異なることがある。これに対応するためには、ＮＶＲＡＭ５６にはキャリッジ１３の可動範囲を複数に区分した領域毎にパラメータを登録し、アクティブダンパ５５は、エンコーダ位置検出回路５４の検出位置が属する領域に対応するパラメータをＮＶＲＡＭ５６から読み出して、直流モータ２１の駆動状態の制御に使用するようにしている。

図５に示す例では、キャリッジ１３の初期位置であるホーム位置から終端位置であるフル位置までの可動範囲が、リニアエンコーダ２５のパルス数で０〜４０９６であるとしている。そして、この可動範囲がエリア＃０〜エリア＃３の４つの領域に区分けされ、各領域はパルス数で１０２４としている。エリア＃０のホーム側の一部はキャリッジ１３が往路では加速、復路では減速される領域であり、アクティブダンパ制御の対象とはしていない。また、エリア＃３のフル側のキャリッジ１３が往路では減速、復路では加速される領域についても、アクティブダンパ制御の対象とはしていない。ダンパ波形の振幅（ダンパゲイン）および位相オフセットは、エリア毎に、往路と復路とで、さらに速度モード毎に、異なる値を設定できるものとする。ここではエリア数が４の場合を示したが、それ以外の値でもよく、例えばエリア数を１０とすることもできる。

[初期キャリブレーションと装置の運用]
図６は初期キャリブレーションにおけるパラメータの登録とその後の運用のフローチャートである。印刷装置の出荷前の初期キャリブレーション時（ステップＳ１）に、キャリッジ１３を移動させて、そのキャリッジ１３の移動方向における特定周期の振動の振幅および位相をキャリッジの移動方向に複数に区分した領域毎に検出して最適パラメータを検出し、それをＮＶＲＡＭ５６に登録する。そして、運用時（ステップＳ２）には、ＮＶＲＡＭ５６に登録されたパラメータに基づいてダンパ波形を求め、アクティブダンパ制御を実行する。

ダンパ波形の振幅と位相を選択するには、エンコーダ位置からエリア番号を求めて、エリア毎に定義されたダンパ波形のダンパゲイン（振幅）と位相オフセットの値を取得する。ダンパゲインと位相オフセットは、往路と復路で異なるため、移動方向に応じて使用するパラメータを切り替える。

［振動軽減効果］
図７はアクティブダンパ制御によって得られる振動軽減効果を説明する図である。ここでは、キャリジ１３の可動範囲を図５に示すように４つに領域分けし、それぞれの領域における駆動制御がない場合の振動レベルと駆動制御がある場合の振動レベルとの例を示す。

この例では、これより振動が大きくなり、印刷される画像の品質（縦むら）が許容できない限界値、すなわち画像品質許容レベルが、０〜２５５の値で正規化した値で１７０であるとしている。一方、アクティブダンパ制御がない場合には、エリア＃０〜＃３においてそれぞれ測定された振動レベルが、１３４、１７６、２２５、２０２であった。これに対して、キャリブレーションで決定した最適パラメータを利用してアクティブダンパ５５が駆動制御を行うことで、エリア＃０〜＃３の振動レベルが、例えば３６、３９、６４、７８に軽減される。駆動制御を行ったときの振動レベルが１７０以下であれば、印刷品質を保つことができる。

［アクティブダンパ制御とキャリブレーション]
図８は図１に示す印刷装置の電源投入後の動作を説明するフローチャートである。アクティブダンパ制御は印刷時の振動を低減するためのもので、印刷動作と並行して行われるものであるが、ここでは印刷動作については説明を省略し、アクティブダンパ制御に関連する動作のみを説明する。

電源が投入されると、キャリッジ駆動回路３６は、キャリッジ１３を駆動し、振動量測定回路６１により振動量を測定して、判定回路６２により、アクティブダイパ制御により振動低減効果が得られているかどうかを判定する（ステップＳ１１）。この判定により、振動低減効果が得られておりキャリブレーションが不要と判断されると（ステップＳ１２でＮ）、印刷装置が通常に運用され、アクティブダンパ５５は、印刷動作に伴って、ＮＶＲＡＭ５６に登録されたパラメータにしたがってアクティブダンパ制御を実行する（ステップＳ１３）。ステップＳ１２においてキャリブレーションが必要と判断された場合には、キャリブレーション実行制御回路６３により、キャリブレーションを実行する（Ｓ１４）。すなわち、キャリッジ１３を移動させて最適パラメータを検出し、その最適パラメータをＮＶＲＡＭ５６に登録する。

ここでは、アクティブダンパ制御による振動低減効果の判定を、電源投入時の初期化シーケンスに行うものとして説明したが、他のシーケンスで行うこともできる。また、キャリブレーションが必要と判断されると、すぐにキャリブレーションを実行するものとして説明したが、キャリブレーションが必要との判断が所定回数繰り返された後、あるいはキャリブレーションが必要との判断があってからある程度の時間、あるいはある程度の回数の印刷動作が経過してから、キャリブレーションを実行するようにしてもよい。

[振動低減効果判定]
図９は図８にステップＳ１１として示した振動低減効果判定のフローチャートである。この図を参照して、図３に示す振動量測定回路３１および判定回路６２の動作について説明する。

振動低減効果判定の処理において、キャリッジ駆動回路３６の制御により、アクティブダンパ制御のある状態とない状態とでキャリッジ１３を往復駆動する。このとき、キャリッジ駆動回路３６内の振動量測定回路６１は、それぞれの状態におけるキャリッジ１３の速度振動量を測定する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。すなわち、振動量測定回路６１は、加算器４３の出力する「速度偏差＝目標速度−現在速度」をＰＩＤ演算周期毎にフーリエ展開し、振動スペクトルを算出して、速度振動量を求める。対象とする振動がコギング振動であるため、フーリエ展開する周波数は１つでよい。また、Ｈａｎｎｉｎｇ Ｗｉｎｄｏｗなどの窓処理はしないため、演算対象のサンプル数（ＥＰ）が振動周期の整数倍になるように、１つのエリアでは校正レンジで指定された範囲のみ演算を行う。

アクティブダンパ制御のある状態とない状態の二つの測定は、どちらを先に行ってもよい。また、アクティブダンパ制御のない状態でキャリッジ１３を駆動したときの振動については、あらかじめ（例えばキャリブレーション時に）測定した値を使用してもよい。二つの状態で振動量を測定することで、印刷装置毎の個体差を吸収して振動低減効果を判定することができる。

振動量測定回路６１の測定結果を受けて判定回路６２は、アクティブダンパ制御のある状態での振動量測定回路６１の測定値Ｖ１が限界値、例えば画像品質許容レベル（図６に示した「１７０」）を超えている場合（ステップＳ２３でＹ）、超えてはいないものの、測定値Ｖ１がアクティブダンパ制御のない状態での振動量測定回路６１の測定値Ｖ２より大きい場合（ステップＳ２４でＹ）、あるいは、測定値Ｖ２と測定値Ｖ１との差があらかじめ定められた基準値より小さい場合（ステップＳ２５でＹ）には、アクティブダンパ制御の効果が無いとして、キャリブレーションが必要と判断する（ステップＳ２６）。ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５のいずれもがＮの場合には、判定回路６２はキャリブレーションが不要と判断する（Ｓ２７）。以上の判断は、キャリジ１３の可動範囲を領域分けしたエリア毎に行う。

この例ではステップＳ３４、Ｓ３５を説明のため別々のステップとしたが、ステップＳ３４はステップＳ３５における基準値が「０」の場合に相当することから、ステップＳ３４は省略してもよい。また、ステップＳ３５における基準値として負の値を用い、アクティブダンパ制御のある状態での振動が少し大きくても許容して、測定のバラツキを吸収することもできる。また、ステップＳ２３における限界値として、画像品質許容レベルの代わりに、画像品質許容レベルに対して所定の割合の値、例えば８０％としてもよく、画像品質許容レベルから所定の値を引いた値、例えば図６に示した「１７０」から「５０」を引いた「１２０」とすることもできる。ステップＳ２３〜Ｓ２５において対象となる値の大小関係を不等号で示したが、等しい場合を含むようにしてもよい。

図１０および図１１は、振動量測定回路６１により測定されるキャリッジ１３の振動量と、画像品質許容レベルと、アクティブダンパ制御がない場合の振動レベルと、基準量との関係を説明する図である。図１０は、アクティブダンパ制御がない場合の振動レベルが画像品質許容レベルより低い場合の例を示し、図１１は、アクティブダンパ制御がない場合の振動レベルが画像品質許容レベルより高い場合の例を示す。なお、各矢印は全て、ダンパ制御がある場合の振動量を示す。

アクティブダンパ制御があってもキャリッジ１３の振動量が画像品質許容レベルを超えている場合（図１０、図１１の左端の矢印）には、たとえアクティブダンパ制御がない場合より振動が低減されていたとしても（図１１）、画像品質は許容できないことになる。このため、当然、キャリブレーションが必要となる。アクティブダンパ制御がある場合の振動量が画像品質許容レベル以下であっても、アクティブダンパ制御がない場合の振動量より大きければ（図１０の左から２つ目の矢印）、その制御により振動が増加していることになり、キャリブレーションが必要となる。アクティブダンパ制御がある場合の振動量が、画像品質許容レベルとアクティブダンパ制御がない場合の振動量とのいずれよりも小さい場合でも、アクティブダンパ制御がない場合の振動量より所定の幅をもつ基準値以上小さくなければ（図１０の左から３つ目の矢印および図１１の中央の矢印）、それほど効果がないことになる。この場合も、緊急ではないものの、キャリブレーションが必要である。アクティブダンパ制御がある場合の振動量が、画像品質許容レベルより小さく、アクティブダンパ制御がない場合の振動量から基準値を差し引いたレベルよりも小さければ（図１０、図１１の右端の矢印）、キャリブレーションは不要である。

ここでは、キャリッジ１３の２回の往復駆動だけでアクティブダンパ制御の効果を判断する場合を例に説明したが、２回の往復駆動による測定を複数回、あるいはアクティブダンパ制御がある場合の測定を複数回繰り返し、その平均により効果を判断することもできる。測定を複数回繰り返すことにより、測定バラツキを吸収することができる。

［キャリブレーションによるパラメータの校正と検証］
図３に示すキャリブレーション実行制御回路６３は、判定回路６２によりキャリブレーションが必要と判断された場合、アクティブダンパ５５による制御に最適なパラメータを検出する最適パラメータ検出処理と、検出されたパラメータによる実際の振動低減を検証する振動低減検証処理とからなるキャリブレーションを実行する。このキャリブレーションは、上述したように、出荷前にも、少なくとも１度実行される。

図１２はキャリブレーション実行制御回路６３による最適パラメータ検出処理のフローチャートである。まず、キャリブレーション実行制御回路６３は、最適位相検出処理（ステップＳ３１）を実行し、エリア毎に往路と復路とでそれぞれの最適位相を求める。そして、これらの最適位相をアクティブダンパ位相として、ＮＶＲＡＭ５６に設定する（ステップＳ３２）。次にキャリブレーション実行制御回路６３は、最適ゲイン検出処理（ステップＳ３３）を実行し、エリア毎に往路と復路とでそれぞれの最適ゲインを検出する。これらの最適ゲインを、アクティブダンパ５５のゲインとしてＮＶＲＡＭ５６に設定する（ステップＳ３４）。なお、ステップＳ３１、Ｓ３２とステップＳ３３、Ｓ３４とは逆に実行してもよく、また、ステップＳ３１、Ｓ３３を実行してから、ステップＳ３２、Ｓ３４を実行してもよい。

［最適位相検出処理］
図１３は図１２においてステップＳ３１として示した最適位相検出処理の詳細を示すフローチャートである。まず、キャリブレーション実行制御回路６３は、アクティブダンパ５５のゲインを最適位相検出用の値に設定し（ステップＳ４１）、全エリアについて、往路および復路共に、アクティブダンパ５５の位相を「０」に設定する（ステップＳ４２）。続いてキャリブレーション実行制御回路６３は、キャリッジ１３を往路駆動し（ステップＳ４３）、全エリアの振動スペクトルを記憶する（ステップＳ４４）。また、キャリブレーション実行制御回路６４は、キャリッジ１３を復路駆動し（ステップＳ４５）、全エリアの振動スペクトルを記憶する（ステップＳ４６）。ステップＳ４３〜Ｓ４６を所定回数繰返し（ステップＳ４７）、キャリブレーション実行制御回路６３は、その所定回数繰り返したパスの平均振動スペクトルを往路および復路でそれぞれ求める（ステップＳ４８）。位相オフセットを変更し（ステップＳ４９）、位相オフセットの値がすべて得られるまで、ステップＳ４３〜Ｓ４９を繰り返す（ステップＳ５０）。そして、キャリブレーション実行制御回路６３は、異なる位相オフセットでの値がすべて得られたら、その測定、記憶した振動スペクトルをエリア毎に比較して、最適位相を検出する（ステップＳ５１）。

位相オフセットの変更量は、この実施の形態では、３６０度を８ビットで表した値で１６、すなわち２２．５度とする。この値は、８ビットで制御でき、かつ経験的に最適な変更量である。この結果、１６位相分の振動スペクトル（速度振動量）が得られる。

［最適ゲイン検出処理］
図１４は図１２においてステップＳ３３として示す最適ゲイン検出処理の詳細を示すフローチャートである。まず、キャリブレーション実行制御回路６３は、全エリアについて、往路および復路共に、ダンパゲインを「０」に設定する（ステップＳ６１）。続いてキャリブレーション実行制御回路６３は、キャリッジ１３を往路駆動し（ステップＳ６２）、全エリアの振動スペクトルを記憶する（ステップＳ６３）。また、キャリブレーション実行制御回路６３は、キャリッジ１３を復路駆動し（ステップＳ６４）、全エリアの振動スペクトルを記憶する（ステップＳ６５）。キャリブレーション実行制御回路６３は、ステップＳ６２〜Ｓ６５を所定回数繰返し（ステップＳ６６）、その所定回数繰り返したパスの平均振動スペクトルを往路および復路でそれぞれ求める（ステップＳ６７）。キャリブレーション実行制御回路６３は、ダンパゲインを変更し（ステップＳ６８）、最大ゲインになるまで、ステップＳ６２〜Ｓ６８を繰り返す（ステップＳ６９）。そして、キャリブレーション実行制御回路６３は、記憶した振動スペクトルをエリア毎に比較して、最適ゲインを検出する（ステップＳ７０）。この最適ゲイン検出処理では、例えば、各エリアの速度振動量（振動スペクトル）を往路および復路でそれぞれ６パス分記憶する。６パス分の速度振動量を同じエリアどうしで比較し、振動量が最小だったダンパゲインを最適値とする。振動量の最小値が複数検出された場合には、最も小さいダンパゲインを最適値とする。

［振動低減検証処理]
図１５はキャリブレーション実行制御回路６３による振動低減検証処理のフローチャートである。この処理において、キャリブレーション実行制御回路６３は、検証のためのキャリッジ１３の駆動処理（ステップＳ７１、詳しくは図１６参照）を行い、全エリアの振動スペクトルを複数にわたり測定して記憶する。続いて、キャリブレーション実行制御回路６４は、記憶したパス数分の振動スペクトルの平均値を、往路、復路別々にエリア毎に算出し（ステップＳ７２）、往路、復路それぞれの平均スペクトルを基準振動量として設定する（ステップＳ７３）。また、キャリブレーション実行制御回路６３は、全エリアについて、往路、復路共にダンパゲインを「０」に設定し（ステップＳ７４）、同様の処理を行う。すなわち、検証のためのキャリッジ１３の駆動処理により全エリアの振動スペクトルを複数にわたり測定して記憶し（ステップＳ７５）、記憶したパス数分の振動スペクトルの平均値を往路、復路別々にエリア毎に算出し（ステップＳ７６）、往路、復路それぞれの平均スペクトルを初期振動量として設定する（ステップＳ７７）。

図１５は図１４においてステップＳ７１、Ｓ７５として示したキャリブレーション検証のためのキャリッジ駆動処理のフローチャートである。キャリブレーション実行制御回路６３は、キャリッジ１３を往路で駆動し（ステップＳ８１）、全エリアの振動スペトルを記憶する（ステップＳ８２）。次にキャリブレーション実行制御回路６４は、キャリッジ１３を復路で駆動し（ステップＳ８３）、全エリアの振動スペトルを記憶する（ステップＳ８４）。以上を指定回数繰り返す（ステップＳ８５）。

以上、本発明の実施の形態に係る印刷装置について説明したが、本発明は要旨を変更しない限り種々変更実施できる。例えば、図３の説明ではＮＶＲＡＭ５６、振動量測定回路６１、判定回路６２、キャリブレーション実行制御回路６３をアクティブダンパ５５とは別の構成として示したが、これらをアクティブダンパ５５内に一体に構成することもできる。また、一部の機能をメイン制御部３１で実現することもできる。

さらに、メイン制御部３１、搬送駆動回路３５、キャリッジ駆動回路３６および印刷ヘッドコントローラ３７を１つマイクロプロセッサで実現するようにしてもよい。なお、マイクロプロセッサが実行する制御プログラムは、この装置の出荷前に内蔵のメモリに記憶されたものでもよく、出荷後に内蔵のメモリに記憶されたものでもよい。また、制御プログラムの一部が、この装置の出荷後に記憶または更新されたものでもよい。この装置が通信機能を有している場合には、制御プログラムの少なくとも一部をダウンロードして、インストールあるいは更新することもできる。

また、以上の説明では印刷装置のキャリッジを駆動制御する場合を例に説明したが、印刷装置に限らず、可動部材の駆動制御を行うどのような装置でも同様に実施することができる。例えば、コピー装置やスキャナ装置の走査部の駆動制御、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤなどの光学ピックアップ部の駆動制御などに適用することができる。

本発明の実施の形態に係る印刷装置の構成を示す図であり、印刷装置の機構系の概略構造と、この機構系を制御する制御系のブロック構成とを示す。 図１に示す印刷装置のキャリッジとその周囲の構造を図1とは別の方向から見た図を示す。 図１に示す印刷装置中のキャリッジ駆動回路の一例を示すブロック図である。 図１に示す印刷装置に使用されるアクティブダンパによる制振動作を説明する図である。 図１に示す印刷装置に使用されるアクティブダンパのダンパ波形の一例を説明する図であり、キャリッジの可動範囲を複数に区分した領域毎の最適位相の例を示す。 図１に示す印刷装置におけるアクティブダンパの初期キャリブレーションによるパラメータの登録とその後の運用のフローチャートである。 図１に示す印刷装置におけるアクティブダンパ制御によって得られる振動軽減効果を説明する図である。 図１に示す印刷装置の電源投入後の動作を説明するフローチャートである。 図８に示す電源投入後の動作において示された振動低減効果判定のフローチャートである。 図３に示すキャリッジ駆動回路中の振動量測定回路により測定されるキャリッジの振動量と、画像品質許容レベルと、アクティブダンパ制御がない場合の振動レベルと、基準量との関係を説明する図であり、アクティブダンパ制御がない場合の振動レベルが画像品質許容レベルより低い場合の例を示す。 図３に示すキャリッジ駆動回路中の振動量測定回路により測定されるキャリッジの振動量と、画像品質許容レベルと、アクティブダンパ制御がない場合の振動レベルと、基準量との関係を説明する図であり、アクティブダンパ制御がない場合の振動レベルが画像品質許容レベルより高い場合の例を示す。 図３に示すキャリッジ駆動回路中のキャリブレーション実行制御回路による最適パラメータ検出処理のフローチャートである。 図１１に示す最適パラメータ検出処理において示された最適位相検出処理の詳細を示すフローチャートである。 図１１に示す最適パラメータ検出処理において示された最適ゲイン検出処理の詳細を示すフローチャートである。 図３に示すキャリッジ駆動回路中のキャリブレーション実行制御回路による振動低減検証処理の詳細を示すフローチャートである。 図１５に示す振動低減検証処理において示されたキャリブレーションの効果確認のためのキャリッジ駆動処理のフローチャートである。

符号の説明

１０ 被印刷媒体、１１ 搬送ローラ、１２ 印刷ヘッド、１３ キャリッジ、１４ ガイド、1５ プラテン、１６ 排出ローラ、２１ 直流モータ（駆動手段）、２２ 駆動プーリ（駆動手段）、2３ 従動プーリ（駆動手段）、２４ 無終端ベルト（駆動手段）、２５ リニアエンコーダ（位置検出手段）、２６ リニアスケール（位置検出手段）、３０ 制御部 ３１ メイン制御部、３２ 操作パネル、３３ 液晶表示部、３４ インタフェース、３５ 搬送駆動回路、３６ キャリッジ駆動回路、３７ 印刷ヘッドコントローラ、４１ 減算器、４２ テーブル参照回路、４３ 加算器、４４ 比例係数回路、４５ 積分係数回路、４６ 微分係数回路、４７ 比例補正回路、４８ 積分補正回路、４９ 微分補正回路、５０ 加算器、５１ 最終補正回路、５２ モータドライバ、５３ エンコーダ位置検出回路（位置検出手段）、５４ エンコーダ速度検出回路、５５ アクティブダンパ（駆動制御手段）、５６ ＮＶＲＡＭ、６１ 振動量測定回路、６２ 判定回路、６３ キャリブレーション実行制御回路（パラメータを更新する手段）

Claims (12)

1. 可動部材を駆動する駆動手段と、
   上記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
   上記位置検出手段の検出した上記可動部材の位置に応じて上記駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
   上記駆動制御手段による制御がある場合とない場合とで上記可動部材の振動を測定して比較し、上記駆動制御手段による制御の効果を判断する判断手段と
   を有することを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
2. 請求項１記載の可動部材の駆動制御装置において、前記判断手段により前記駆動制御手段による制御の効果が無い、または小さいと判断された場合に、前記駆動制御手段が前記駆動手段の駆動を制御するために利用するパラメータを更新する手段を有することを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
3. 請求項２記載の可動部材の駆動制御装置において、
   前記パラメータは前記可動部材の移動方向を複数に区分した領域毎に設定され、
   前記判断手段は、前記駆動制御手段による制御の効果を上記領域毎に判断し、
   前記更新する手段は、前記パラメータを上記領域毎に更新する
   ことを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の可動部材の駆動制御装置において、
   前記判断手段は、前記駆動制御手段による制御がある場合の前記可動部材の振動の測定値が前記駆動制御手段による制御がない場合の前記可動部材の振動の測定値より大きい場合には、上記駆動制御手段による制御の効果が無いと判断する
   ことを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
5. 請求項４記載の可動部材の駆動制御装置において、
   前記判断手段は、前記駆動制御手段による制御がない場合の前記可動部材の振動の測定値と前記駆動制御手段による制御がある場合の前記可動部材の振動の測定値との差があらかじめ定められた基準値より小さい場合には、上記駆動制御手段による制御の効果が小さいと判断する
   ことを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
6. 請求項４記載の可動部材の駆動制御装置において、
   前記判断手段は、前記駆動制御手段による制御がある場合の前記可動部材の振動の測定値があらかじめ定められた限界値より大きい場合には、前記駆動制御手段による制御の効果が無いと判断する
   ことを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
7. 請求項１から５のいずれか１項記載の可動部材の駆動制御装置において、
   前記判断手段は、起動時に、前記駆動制御手段による制御がある場合とない場合との前記可動部材の振動を測定する
   ことを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
8. 請求項１から５のいずれか１項記載の可動部材の駆動制御装置において、
   前記判断手段は、前記駆動制御手段による制御がないときの前記可動部材の振動をあらかじめ測定しておき、その測定値と、前記駆動制御手段による制御がある場合に測定された前記可動部材の振動の測定値とを比較する
   ことを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項記載の可動部材の駆動制御装置において、前記可動部材は印刷ヘッドが設けられた印刷装置のキャリッジであることを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
10. 可動部材を駆動する駆動手段と、
    上記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
    上記可動部材の動作を制御する制御部と
    を有する可動部材の駆動制御装置において、
    上記制御部は、
    上記位置検出手段の検出した上記可動部材の位置に応じて上記駆動手段の駆動を制御するアクティブダンパ制御を行い、
    このアクティブダンパ制御がある場合とない場合とで上記可動部材の振動を測定して比較してアクティブダンパ制御の効果を判断し、
    アクティブダンパ制御の効果が無い、または小さいと判断された場合には、アクティブダンパ制御に利用するパラメータを更新する
    ことを特徴とする可動部材の駆動制御装置。
11. 印刷ヘッドが設けられたキャリッジを駆動するモータと、
    上記キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、
    上記位置検出手段の検出した上記キャリッジの位置に応じて上記モータの駆動を制御する駆動制御手段と、
    上記駆動制御手段による制御がある場合とない場合とで上記キャリッジの振動を測定して比較し、上記駆動制御手段による制御の効果を判断する判断手段と
    を有することを特徴とする印刷装置。
12. 可動部材の駆動をその駆動位置に応じて制御する可動部材の駆動制御方法において、
    上記制御がある場合とない場合とで上記可動部材の振動を測定して比較し、上記制御の効果を判断する
    ことを特徴とする可動部材の駆動制御方法。

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