JP2009262536A - プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御対象の状態に依存して生じる偏差に対して区間に応じた補正を行うプリンタ装置を提供する。
【解決手段】ゲイン演算部７は、ＰＦモータ１により駆動される制御対象の基準動作モデルに基づいて求められる前記ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数の基準値に対して、ＰＦモータ１によって駆動される制御対象の負荷特性ならびに制御対象の位置情報に応じた目標速度から定められる補正係数および減速区間とそれ以外の区間とに分けてそれぞれ位置に応じて定められる区間における加速減速の状態によって決定される値で定められる補正係数に応じた補正比率を基にして補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に制御対象の変動を補償してモータを制御するプリンタ装置に関する。

プリンタ装置における印刷品質と印刷速度は、装置の性能の示す指標として扱われている。印刷位置を適切に管理して、印刷速度を短縮する技術が特許文献１に示されている。
特許文献１には、プリンタ装置のキャリッジ部を往復して印字する時の駆動制御において、キャリッジ部の移動方向を折り返して印刷を開始させるときに無駄な動作を削減するための手法が示されている。また、特許文献１には、次に印刷を開始するまでの間のキャリッジ部の無駄な移動を削減して、安定して印刷するのに必要とされるキャリッジ部の移動距離を最小とする目標位置を定め、その目標位置にキャリッジ部を適切に停止させて印刷のパフォーマンスを向上させる技術が紹介されている。
このような制御を行うときにモータの特性のばらつきや、モータを動作させる電圧のばらつきは、標準的に見込まれる動作時間に対しての偏差要因となる。これらの偏差を低減させるために、駆動部の特性を測定し、測定結果に基づいてモータへの操作量を補正する必要がある。

特開平６−６４２７５

ところで、プリンタ装置におけるモータに対する制御量は、標準的に見込まれる負荷などに応じて定められる基準補正量に対して、実際の装置の状態によって変動する要求補正量は、構成する部品によるばらつき、機構的なばらつき、環境や経年変化によるばらつきなどを補正するための要求補正量があり、そのときの装置状態による当該要求補正量に応じて補正量を最適化させる処理を行っていた。
この補正は、制御中の加速減速などに関係なく目標とされる速度や負荷の大きさに応じて行われていた。例えば、負荷が標準より大きな条件のときに加速性能を上げるため、制御部からモータに標準より大きな値の加速させる制御量を与えるといったことにより行われていた。また、減速時には標準より大きな値の減速させる制御量を与えるといったことが行われていた。
しかしながら、これらの補正により、より早く速度が低下して、目標停止位置手前で失速が生じたときに停止位置精度が低下する問題があった。
また、負荷が標準より小さい条件のとき必要以上の制御量が、制御部からモータに与えられていた。これにより、目標位置近くで与えた制御量が過剰であると、目標位置で停止できずに行過ぎてしまい、停止位置精度が低下する問題があった。
さらに、上記の目標位置で停止できずに行過ぎてしまうことを防ぐために、全体の制御量を下げる必要があり、これによりパフォーマンスが低下するという問題があった。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、制御対象の状態に依存して生じる偏差に対して区間に応じた補正を行うプリンタ装置を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明は、制御対象の位置を検出する位置検出部と、前記制御対象の速度を検出する速度検出部と、前記制御対象を駆動するモータと、前記モータを制御するＰＩＤ演算部と、前記検出された前記制御対象の位置と目標停止位置との差に基づく位置偏差情報および前記検出された前記制御対象の速度値と速度下限値との差に基づく速度偏差情報から前記モータの停止位置を予測して前記モータを停止させる停止判定部と、を備えるプリンタ装置であって、前記モータにより駆動される前記制御対象の基準動作モデルに基づいて求められる前記ＰＩＤ演算部の演算定数を、前記モータによって駆動される前記制御対象の負荷特性ならびに前記制御対象の前記位置情報に応じた目標速度から定められる補正係数、および減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ前記位置に応じて定められる区間における加速減速の状態によって決定される複数の補正係数を基にして補正するゲイン演算部と、を備えることを特徴とするプリンタ装置である。

このような特徴とすることによって、ゲイン演算部は、モータによって駆動される制御対象の特性と、制御対象の位置に応じた目標速度から定められる補正係数と減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の補正係数に応じてＰＩＤ演算部の演算定数を切換える。このように本発明によれば、プリンタ装置は、制御対象で生じる基準より大きな摩擦負荷などによる影響によって減速区間で生じる失速によって停止位置が乱れる現象を、減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の補正係数を定義して、減速区間と減速区間以外の区間とで異なるＰＩＤ演算部の演算定数で求められる制御量によってモータを駆動して停止判定部による停止位置予測の精度を向上することができるという利点がある。

また、本発明は、上記記載の発明において、前記補正係数に基づいて求められる補正比率は、第１の補正比率と、第２の補正比率と、第３の補正比率からなり、前記ゲイン演算部は、前記モータにより駆動される制御対象の前記負荷特性を予め測定して求められる測定値と前記負荷特性の標準となる基準値との比によって定める第１の補正比率と、前記位置検出部によって検出された前記制御対象の位置情報に基づき決定される目標速度値に応じて予め定められる第２の補正比率と、前記位置に応じて減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の第３の補正比率と、前記制御対象の基準動作モデルに基づいて前記モータによって駆動される制御対象の前記負荷特性の前記基準値と、の積を算出し、算出される積の値を前記ＰＩＤ演算部の補正された前記演算定数に定め、前記ＰＩＤ演算部は、前記定められた前記演算定数に従った制御量を出力することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、ゲイン演算部は、制御対象の基準動作モデルに基づいてモータによって制御対象を駆動させる際の標準的な動作特性と制御対象の負荷特性を予め測定して求める測定値との比によって定める補正比率と、位置検出部によって検出された制御対象の位置情報に基づく目標速度値とに応じて選択される補正比率と、位置に応じて減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の補正比率と、基準となるＰＩＤ演算部の演算定数の積の値をＰＩＤ演算部の演算定数として求める。そして、ＰＩＤ演算部は、求められた演算定数に従った制御量を出力する。このため、プリンタ装置は、制御対象で生じる基準より大きな摩擦負荷などによる影響によって減速区間で生じる失速によって停止位置が乱れる現象を、減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の第３の補正比率を適正な値で定めることにより減速区間で生じる失速現象を回避させることができるという利点がある。

また、本発明は、上記記載の発明において、前記ゲイン演算部は、前記補正比率により求められる前記ＰＩＤ演算部の前記演算定数が、前記ＰＩＤ演算部の比例要素および積分要素のゲインならびに積分要素の初期値を対象とすることを特徴とする。

このような特徴とすることによって、ゲイン演算部は、補正比率により求められるＰＩＤ演算部の定数を前記ＰＩＤ演算部の比例要素と積分要素のゲインと、積分要素の初期値について求める。このため、プリンタ装置は、速度制御を行う制御対象への制御において、速度偏差をなくす制御が行えるという利点がある。

また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第３の補正比率は、減速区間において適用する前記補正比率を基準の値未満の値の補正比率と、減速区間以外において適用する前記補正比率を基準の値以上の値の補正比率とを含むことを特徴とする。

このような特徴とすることによって、複数の第３の補正比率は、加速区間に対して減速区間の補正比率を少なくする。このため、プリンタ装置は、モータに対する減速制御の制御量を少なくするように制御量を補正でき、特に摩擦負荷によって減速区間で生じうる目標停止位置前での失速を防止できるという利点がある。

また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第３の補正比率は、減速区間において適用する前記補正比率を基準の値以上の値の補正比率と、減速区間以外において適用する前記補正比率を基準の値未満の値の補正比率とを含むことを特徴とする。

このような特徴とすることによって、複数の第３の補正比率は、加速区間に対して減速区間の補正比率を多くする。このため、プリンタ装置は、モータに対する減速制御の制御量を多くするように制御量を補正でき、特に摩擦負荷が少なく、所定の制御量で制御したときに生じる目標停止位置を越してしまうオーバーシュートを防止できるという利点がある。
さらに、プリンタ装置は、目標停止位置を越してしまうオーバーシュートを防止するために、全区間における制御量を控える必要があったが、減速区間において適正な減速量を定義することができ、減速区間以外の制御量を増やすことでパフォーマンスをあげることができる。

また、本発明は、上記記載の発明において、前記ゲイン演算部は、前記第３の補正比率は、前記負荷の大きさに応じて前記補正量を決定する補正比率とする。

このような特徴とすることによって、プリンタ装置は、負荷の大きさによって補正比率を適切な値で設定し、負荷の大きさに応じて補正量を設定する。このため、プリンタ装置は、区間に応じた補正を負荷の大きさに応じて設定することができ、特に摩擦負荷によって減速区間で生じうる目標停止位置前での失速や、目標停止位置を越えてしまうオーバーシュートを防止できるという利点がある。

また、本発明は、上記記載の発明において、前記ゲイン演算部は、前記補正比率と前記基準とされる前記演算定数に乗じた値を記憶するテーブルを参照することにより前記ＰＩＤ演算部の前記演算定数を求めることを特徴とする。

このような特徴とすることによって、ゲイン演算部は、補正比率と基準とされる演算定数に乗じた値を記憶するテーブルを参照して、ＰＩＤ演算部の演算定数を求める。このため、プリンタ装置は、ゲイン演算部によって行われる繰り返し演算の回数を低減させることができ、処理効率を向上できるため演算定数の切換間隔を短縮することができ制御の安定性向上に寄与できるという利点がある。

また、本発明は、上記記載の発明において、前記位置検出部は、前記制御対象の回転位置を検出するロータリ式エンコーダと、前記ロータリ式エンコーダから出力されるパルスから回転位置を算出する位置速度演算部と、を備え、前記速度検出部は、前記ロータリ式エンコーダと、前記ロータリ式エンコーダから出力されるパルスから回転速度を算出する速度演算部と、を備えることを特徴とする。

このような特徴とすることによって、プリンタ装置は、制御対象が回転動作を行うときに、ロータリ式エンコーダが出力するパルスを位置速度演算部、速度演算部で回転位置情報、回転速度情報を求められ、制御対象の回転運動の状態を検出する。このため、プリンタ装置は、制御対象の回転運動の状態を検出することによって、回転動作を行う制御対象の制御、例えば給紙動作を行うモータ制御に利用できるという利点がある。

本発明における第１実施形態によるプリンタ装置１００におけるブロックダイアグラムである。 第１実施形態によるプリンタ装置１００におけるブロック図である。 第１実施形態における紙送りローラ６５周辺の構成を示す構成図である。 第１実施形態におけるエンコーダ１３の模式図である。 第１実施形態におけるエンコーダ１３の動作を示すタイミングチャートである。 第１実施形態における動作を示すタイミングチャートである。 第１実施形態における処理を示すフローチャート（その１）である。 第１実施形態における速度補正処理係数を示す設定表である。 第１実施形態における区間補正処理係数を示す設定表である。 第１実施形態における補正量の補正比率設定を示す設定表である。 第１実施形態における処理を示すフローチャート（その２）である。 第２実施形態における区間補正処理係数を示す設定表である。 第２実施形態における補正量の補正比率設定を示す設定表である。

（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態によるプリンタ装置１の概略の内部構成を示すブロック図である。

プリンタ装置１００は、紙送りを行う紙送りモータ（以下、ＰＦモータともいう。）１（モータ）、紙送りモータドライバ（以下、ＰＦモータドライバともいう。）２、エンコーダ１３（ロータリ式エンコーダ）、ＤＣユニット６を備える。
ＰＦモータ１は、輪列などで連動する紙送りローラなどの制御対象を駆動するＤＣモータである。ＰＦモータドライバ２は、入力される制御信号に応じてＰＦモータ１を駆動する電力を制御する複数のトランジスタなどで構成される駆動回路である。エンコーダ１３は、ＰＦモータ１の回転によって駆動される紙送りローラの回転を検出するセンサーである。
ＤＣユニット６は、ＰＦモータ１を駆動する制御機能を備えており、目標位置が入力されると、入力値に応じてＰＦモータ１を制御する。ＤＣユニット６は、位置演算部６ａ、減算器６ｂ、６ｅ、目標速度取得部６ｃ、速度演算部６ｄ、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ、微分要素６ｈ、加算器６ｉ、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路６ｊ、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄ、停止判定部６ｓｔｐ、ゲイン演算部７を備える。
詳細の説明は、後述することとする。

図２を参照し、プリンタ装置１００における上記のＤＣユニット６の位置づけを説明する。この図は、プリンタ装置１００の概略構成を示したブロック図である。

この図に示したプリンタ装置１００は、ＰＦモータ１と、ＰＦ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に直流電流指令値を出力するＣユニット６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のエンコーダ１１用符号板１２と、ＰＦモータ１用のロータリ式のエンコーダ１３と、プリンタ全体の制御を行うＣＰＵ１６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６に対して周期的に割込み信号を発生するタイマーＩＣ（以下、タイマーともいう。）１７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ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２０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ＰＲＯＭ（Programmable Read Only Memory）２１，ＲＡＭ（Random Access Memory）２２及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）２３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を搬送する紙送りローラ６５と、ＣＲモータ４の回転軸に取付けられたプーリ３０と、プーリ３０によって駆動されるタイミングベルト３１とから構成されている。

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ＰＦ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ＰＦモータ１及びＣＲモータ４はいずれもＤＣモータで構成されている。

図３を参照し、ＰＦモータ１の動力で駆動される紙送りローラ６５周辺の構成を示す。この図は、紙送りローラ６５に取付けられたエンコーダ１３と、符号版１４と、ＰＦモータ１と、それらを連動させる歯車を示した構成図である。
ＰＦモータ１の回転は、歯車を介して、紙送りローラ６５と符号板１４とが連動して回転するように組み合わされている。また、符号板１４の動きを検出するエンコーダ１３を介して、紙送りローラ６５の回転位置、回転速度を検出することができ、印刷紙５０の搬送量を検出することができる。

図４は、紙送りローラ６５に取付けられたエンコーダ１３の構成を模式的に示した説明図である。

この図に示したエンコーダ１３は、発光ダイオード１３ａと、コリメータレンズ１３ｂと、検出処理部１３ｃとを備えている。検出処理部１３ｃは、複数（４個）のフォトダイオード１３ｄと、信号処理回路１３ｅと、２個のコンパレータ１３ｆA，１３ｆBとを有し
ている。

発光ダイオード１３ａ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１３ａから光が発せられる。この光はコリメータレンズ１３ｂにより平行光に集光されて符号板１２を通過する。符号板１４には、所定の間隔毎にスリットが設けられている。

符号板１４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１３ｄ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１３ｄから出力される電気信号は信号処理回路１３ｅにおいて信号処理され、信号処理回路１３ｅから出力される信号はコンパレータ１３ｆａ、１３ｆｂ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１３ｆａ、１３ｆｂから出力されるパルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂがエンコーダ１３の出力となる。

図５は、紙送りローラ６５の正転時及び逆転時におけるエンコーダ１３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。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、紙送りローラ６５の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。紙送りローラ６５が正転しているとき、即ち、印刷紙５０を印刷する方向に搬送する方向に紙送りローラ６５が回転しているときは、図５（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、紙送りローラ６５が逆転しているときは、図５（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ようにエンコーダ１３は構成されている。そして、上記パルスの１周期Ｔは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ような構成となっている。

次に、上述したプリンタ装置の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、及び、ＤＣユニット６による制御手順について説明する。

位置演算部６ａは、ロータリ式のエンコーダ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、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、紙送りローラ６５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個のエッジが検出されると「−１」を加算する。パルスＥＮＣ−Ａ及びＥＮＣ−Ｂの各々の周期は符号板１２のスリット間隔に等しく、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」は符号板１２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、計数値が「０」に対応する紙送りローラ６５の回転位置からの移動量を求めることができる。求められた回転位置の情報を現在位置情報記録部に記録する。

このときロータリ式のエンコーダ１３の解像度は符号板１４のスリットの間隔の１／４となる。

減算器６ｂは、ＣＰＵ１６から送られてくる目標回転位置と、位置演算部６ａによって求められた紙送りローラ６５の実際の回転位置との回転位置偏差を演算する。

目標速度取得部６ｃは、減算器６ｂの出力である回転位置偏差に基づいて紙送りローラ６５の目標回転速度を取得する。目標速度取得部６ｃは、ＰＲＯＭ２１に記憶された目標速度テーブル２１ａを参照して、減算器６ｂが出力する回転位置偏差に対応する目標回転速度を取得する。この目標速度テーブル２１ａは、回転位置偏差の各値と、該回転位置偏差の各値に対応する目標回転速度の各値と、の対応関係を規定したルックアップテーブルである。なお、目標速度テーブル２１ａに規定された目標回転速度は、回転位置偏差に応じたゲインＫPを回転位置偏差に乗算することにより得られている。

速度演算部６ｄは、エンコーダ１３の出力パルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂに基づいて紙
送りローラ６５の速度を演算する。この速度は次のようにして求められる。まず、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、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、図示しないタイマカウンタによってカウントする。このカウント値をＴとし、符号板１４のスリット間隔をλとすれば紙送りローラ６５の回転速度はλ／（４Ｔ）として求められる。尚、ここでは、回転速度の演算は、出力パルスＥＮＣ−Ａの１周期、例えば立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでをタイマカウンタによって計測することにより求めている。

減算器６ｅは、目標回転速度と、速度演算部６ｄによって演算された紙送りローラ６５の実際の回転速度との回転速度偏差を演算する。

ＰＩＤ演算部６ｐｉｄは、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ、微分要素６ｈの演算要素と、加算器６ｉを備える。ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの特性は、各演算要素における随時更新される定数によって特性の変更が行われる適応型のＰＩＤ演算を行う。
比例要素６ｆは、上記回転速度偏差に定数ＫＧｐを乗算し、乗算結果を出力する。
積分要素６ｇは、回転速度偏差に定数ＫＧｉを乗じたものを積算する。
微分要素６ｈは、現在の回転速度偏差と、１つ前の回転速度偏差との差に定数ＫＧｄ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の出力は、加算器６ｉにおいて加算される。そして加算結果、即ちＰＦモータ１を駆動する制御量が、ＰＷＭ回路６ｊに送られてＰＦモータドライバ２を介してＰＷＭ変調によってＰＦモータ１を駆動する。この制御量は、ＰＷＭ回路が出力するＰＷＭ−ＤＵＴＹ比で示される値に相当する。このＰＷＭ−ＤＵＴＹ比で変調されたパルスに基づいて、ＰＦモータドライバ２によりＰＦモータ１が駆動される。

ゲイン演算部７は、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの各演算要素が演算に使用する定数を、検出された制御対象の動作状況から補正を行う。
ゲイン演算部７は、ＰＦモータ１の負荷の状況、速度や位置の情報に基づいて、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数の最適化を随時行い演算定数の更新を行う。ＰＩＤ演算部６ｐｉｄを構成する演算要素のなかで演算定数の更新を行う演算要素は、比例要素６ｆと積分要素６ｇのゲインと、積分要素６ｇの積分初期値になる。
ＰＦモータ１の駆動に際して、ＰＩＤ制御部６ｐｉｄ、ＰＷＭ回路６ｊ、ＰＦモータドライバ２、ＰＦモータ１、エンコーダ１３、速度検出部６ｄ、減算器６ｅからなる制御系においてフィードバックループ制御が行われている。この制御系の制御特性を決定するＰＩＤ制御部６ｐｉｄの演算定数は、制御系の標準的な動作特性に基づく基準動作モデルから基準とされる演算定数が予め求められる。
基準動作モデルは、上記のように予め定められた標準的な動作特性によるモデルである。
ゲイン演算部７は、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの補正を行う演算要素の演算定数について、予め求められ基準とされる演算定数に対して動作状況に応じて求められる補正比率によって補正を行い、その結果の演算定数を求める。

停止判定部６ｓｔｐは、現在位置情報記録部に記録された現在の位置情報を参照し、目標到達位置に到達しているかの判定を行う。停止判定部６ｓｔｐは、現在の位置が目標到達位置に到達していると判定するときには、停止判定部６ｓｔｐは、ＰＷＭ回路６ｊにＰＦモータ１の回転を停止させるモータ停止信号を入力する。

停止判定部６ｓｔｐは、現在速度情報記録部に記憶されている現在の速度情報を参照し、現在の速度が速度下限値未満、すなわち失速状態であるかの判定を行う。
停止判定部６ｓｔｐは、現在の速度が速度下限値未満、すなわち失速状態であると判定したときは、ＰＷＭ回路６ｊにＰＦモータ１の回転を停止させるモータ停止信号を入力する。

図６を参照してＰＦモータ１によって印刷紙５０を紙送りするときの速度制御について示す。
図６（ａ）は、エンコーダ１３で回転を検出できる紙送りローラ６５の回転速度変化を表すタイムチャートである。
図６（ｂ）は、図６（ａ）のように回転速度を変化させたときに、従来方式では負荷の大きさの違いによってＰＦモータ１にかける電力の変化を示したタイムチャートである。
図６（ｃ）は、図６（ａ）のように回転速度を変化させたときに、本実施形態において負荷の大きさの違いによってＰＦモータ１にかける電力がどのように変化するかを示したタイムチャートである。

各タイムチャートの横軸は、時間の経過を表す。また、図６（ａ）の縦軸は、回転速度を示している。図６（ｂ）、（ｃ）は、ＰＷＭ回路６ｊが出力するＰＷＭ−ＤＵＴＹを示
す。ＰＷＭ−ＤＵＴＹは、ＰＦモータ１に対する電力供給量を表す数値でもある。

図６（ｂ）、（ｃ）において示されている複数のグラフについて説明する。
グラフＤ１は、ＰＦモータ１にかかる負荷が標準的な条件に近い場合について示している。
グラフＤ２は、ＰＦモータ１にかかる負荷が標準的な条件に比べ大きな値をとるような場合に従来方式で制御したときの出力を示している。
グラフＤ３は、ＰＦモータ１にかかる負荷が標準的な条件に比べ大きな値をとるような場合に従来方式で制御したときの出力を示している。

時間の経過に従って、各波形を説明する。
時刻ｔ１まででは、ＰＦモータ１への電力供給はなく回転が停止し、紙送りを行っていない状態である。
時刻ｔ１で、紙送り制御が開始され、紙送りロータ６５の回転速度が徐々に上がっていく（図６（ａ））。紙送り制御の開始は、ＣＰＵ１６がＤＣユニット６に目標位置入力を行いＰＦモータ１の回転を開始させることにより始められる。
紙送りロータ６５の回転を早くするため、ＰＷＭ−ＤＵＴＹの値は、出力の最大値に到達するまで加速する（図６（ｂ）、（Ｃ））。
時刻ｔ２を過ぎて目標とする回転速度に近づくにつれ、ＰＷＭ−ＤＵＴＹの値は、次第に低下する（図６（ｂ）、（Ｃ））。
時刻ｔ３で目標回転速度に到達する（図６（ａ））と、ＰＷＭ−ＤＵＴＹの値も安定し、一定の値を示すようになる（図６（ｂ）、（Ｃ））。

時刻ｔ４では、目標とする停止場所が近づき、減速を開始させる。紙送り制御における減速の開始は、ＣＰＵ１６がＤＣユニット６減速状態への遷移を指示し、その指示入力にＤＣユニット６が応答することにより始められる。減速指示に応じてＰＦモータ１への制御電力も低下する。
時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間では、ＰＷＭ−ＤＵＴＹが負の値を示している。この期間は、ＰＦモータ１に対して逆転させる電力が送られブレーキを掛けて停止させようとしている状態を示している。
時刻ｔ６を過ぎると、ブレーキの効果で回転速度が低下して、緩やかな回転を続けている状態を示している。
時刻ｔ７で、目標位置に到達し、ＰＦモータ１への電力が遮断され、ＰＦモータ１の回転が止まる。

このような回転速度変化を行ったときに、図６（ｂ）と（ｃ）で示すＰＦモータ１への電力供給が各グラフで異なる点がある。
グラフＤ１とグラフＤ２において、回転速度が加速されている時刻ｔ３までのときに、ＰＦモータ１への最大出力で飽和している点は同じであるが、時刻ｔ３を過ぎて一定の回転速度で回転している場合に、負荷大きさの違いがあって同じ速度で回転させる場合においてもＰＦモータ１に与える電力に違いが出る。すなわち、大きな負荷の条件を示すグラフＤ２の方が標準的な負荷値をとるグラフＤ１より、大きな電力を供給する必要がありＰＷＭ−ＤＵＴＹの値も大きな値をとっている。
ここで、時刻ｔ４以降の減速区間の注目したい、従来方式で制御を行うと負荷の大きなグラフＤ２の方が標準的な負荷を示すグラフＤ１よりもＰＷＭ−ＤＵＴＹの値が大きな負
の値をとることがわかる。これは、ＰＦモータ１に対して、より大きなブレーキがグラフＤ２の条件で発生していることを示している。
グラフＤ２で示される条件では、基本的に負荷が大きい条件であり摩擦力が大きく掛かかっているにもかかわらず大きなブレーキ力が発生し、条件によっては、急激に回転速度が低下し、目標停止位置の手前で停止してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態で示す方式により、上記で発生している大きなブレーキ力を制限して、大きな負荷の条件を示すグラフＤ２のような場合の減速時には、ＰＷＭ−ＤＵＴＹの
値を小さい値とすることで、大きなブレーキ力の発生要因となるＰＷＭ−ＤＵＴＹの値を
大きく負の値に振らすことを防ぐことができる。上記の動作を示したものが図６（ｃ）に示すグラフＤ３になる。
グラフＤ３は、グラフＤ２に比べると、時刻ｔ４以降の減速区間のＰＷＭ−ＤＵＴＹの値が異なり、振幅が小さくなっているのがわかる。
この動作の違いは、減速区間において、ＰＩＤ演算部ｐｉｄで他の区間と異なる演算定数をとることにより可能とすることができる。
以下、実施手順について説明する。

図７を参照して、プリンタ装置１００のＰＩＤ演算による速度制御の初期化処理を示す。
この図は、処理の流れを示すフローチャートである。
ＣＰＵ１６から目標位置を逐次入力し、ＰＦモータ１によって、印刷紙５０の搬送時にかかる負荷を測定する。

まず、速度制御の初期化処理は、主にゲイン演算部７によって行われ、次の定数の設定が行われる。
予め標準的な負荷を想定して、その標準的な負荷の値を基準負荷Ｌ０と規定する。
制御系の特性を決定する定数として、比例要素６ｆの比例ゲイン基準値ＫＧＰ０、積分要素６ｇの積分ゲイン基準値ＫＧＩ０、積分要素６ｇの積分初期値基準値ＴＩｓｔ０についても予め定められ、プリンタ装置１００内部の記憶領域に記憶されているものとする（ステップＳａ１）。

負荷と駆動能力のばらつきの測定は、次のようにして行われる。
ゲイン演算部７は、ＣＰＵ１６から入力される目標位置入力を制御して、一定の速度で搬送するように紙送り制御を行う。ゲイン演算部７はこの搬送状態において、搬送速度がほぼ一定となり安定に動作している区間において、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの積分要素６ｇの出力値が、その速度における負荷の値を示す指標として関係付けることができる。
ゲイン演算部７は、この積分要素６ｇの検出を、上記の搬送状態における区間で複数回行い、その平均値をもって測定負荷の検出値の値として負荷Ｌとする。
また、ゲイン演算部７は、複数の速度においてこの積分要素６ｇからの出力値を検出し、一次補間により未測定の速度での負荷を推定する検出手順を用いている（ステップＳａ２）。

ゲイン演算部７は、上記に示した検出手順により求められた記憶された負荷Ｌを参照して、基準負荷Ｌ０に対する比率を求め、ゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０として定義する。ゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０と負荷Ｌ、基準負荷Ｌ０とは、以下の式に示す関係がある（ステップＳａ３）。

ゲイン補正率：ＡＧＡＩＮ０ ＝ Ｌ ÷ Ｌ０ … （１）

ゲイン演算部７は、上記により求められたゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０を、所定の範囲内に制限させるため、予め定められた下限閾値ＡＧＡＩＮＤと上限閾値ＡＧＡＩＮＵとの間を許容範囲とし、その許容範囲内であるかの判定を行う。
判定された結果が許容範囲であるときには、上記で求められたゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０を採用する（ステップＳａ４）。

判定された結果が、許容範囲内に収まらないと判定された時には、ゲイン演算部７は、
上記の処理により求められたゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０の値を許容範囲内の値とするための制限処理を行う。
ゲイン演算部７が行う制限処理では、得られたゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０の値を上記の判定における基準とした下限閾値ＡＧＡＩＮＤから上限閾値ＡＧＡＩＮＵまでの値に制限する。すなわち、ゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０の値が閾値で定められる範囲を超えたときには、下記式（２）、（３）に示すように下限閾値ＡＧＡＩＮＤまたは上限閾値ＡＧＡＩＮＵの値に置き換えることとする。

ＡＧＡＩＮ０ ＜ ＡＧＡＩＮＤのとき：ＡＧＡＩＮ０ ＝ ＡＧＡＩＮＤ … （２）
ＡＧＡＩＮ０ ≧ ＡＧＡＩＮＵのとき：ＡＧＡＩＮ０ ＝ ＡＧＡＩＮＵ … （３）

ゲイン演算部７は、上記の処理によって求められた値をゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０として採用する（ステップＳａ５）。

ゲイン演算部７は、回転速度情報に基づいて行う補正において、速度に応じて予め定められた補正係数ｎについて速度補正処理係数テーブルを参照して求め、得られたゲイン補正率ＡＧＡＩＮ０に補正係数ｎを乗じて規格化（１２８で除する）した値をゲイン補正率ＡＧＡＩＮＳとして定義する。

ＡＧＡＩＮＳ ＝ ＡＧＡＩＮ０ × ｎ ／ １２８ … （４）

この定義を式で表すと上記の式（４）になる（ステップＳａ６）。

ゲイン演算部７は、回転位置情報に基づいて行う補正において、位置に応じて予め定められた補正係数ｗについて区間補正処理係数テーブルを参照して求め、得られたゲイン補正率ＡＧＡＩＮＳに補正係数ｗを乗じて規格化（１２８で除する）した値をゲイン補正率ＡＧＡＩＮとして定義する。

ＡＧＡＩＮ ＝ ＡＧＡＩＮＳ × ｗ ／ １２８ … （５）

この定義を式で表すと上記の式（５）になる（ステップＳａ７）。

ゲイン演算部７は、ＰＩＤ処理部６ｐｉｄの比例要素６ｆに設定される比例定数の基準値である比例ゲイン基準値ＫＧＰ０に得られたゲイン補正率ＡＧＡＩＮを乗じて、比例ゲインＫＧＰをもとめ、比例ゲインテーブル記憶部に記録する。
ゲイン演算部７は、ＰＩＤ処理部６ｐｉｄの積分要素６ｇに設定される比例定数の基準値である積分ゲイン基準値ＫＧＩ０に得られたゲイン補正率ＡＧＡＩＮを乗じて、積分ゲインＫＧＩをもとめ、積分ゲインテーブル記憶部に記録する。
ゲイン演算部７は、ＰＩＤ処理部６ｐｉｄの積分要素６ｇに設定される積分初期値の基準値である積分初期値基準値ＴＩｓｔ０に得られたゲイン補正率ＡＧＡＩＮを乗じて、積分初期値ＴＩｓｔをもとめ、積分初期値ＴＩｓｔテーブル記憶部に記録する。
それぞれを式で表すと下式（６）、（７）、（８）に示すようになる（ステップＳａ８）。

ＫＧＰ ＝ ＫＧＰ０ × ＡＧＡＩＮ … （６）
ＫＧＩ ＝ ＫＧＩ０ × ＡＧＡＩＮ … （７）
ＴＩｓｔ ＝ ＴＩｓｔ０ × ＡＧＡＩＮ … （８）

図８を参照し、ステップＳａで示した速度補正処理係数テーブルについて説明する。
この図は、所定の回転速度を示す速度モードと、速度補正処理係数ｎとのデータ構成およびデータ例を示す概略図である。
図示するように、速度補正処理係数テーブルは、行と列からなる２次元の表示形式のデータであり、速度モードと速度モードに応じた速度補正処理係数ｎの項目の列を有している。図に示すテーブルの各行は、速度モードごとに存在する。
速度モードの列で示す値の単位は、速度を示す「ｉｐｓ」で表され、紙送りローラ６５によって搬送される印刷紙５０の搬送速度を示している。「ｉｐｓ」は、（インチ（１インチ＝約２５．４ｍｍ））÷(秒)に相当する。
速度補正処理係数ｎの値は、１２８で除して規格化されるので、この図で示される値が１２８のときは標準の値で、１２８より大きな値をとるときにはゲインが大きくなる補正を行うことになる。逆に１２８より小さな値をとるときにはゲインが小さくなる補正を行うことになる。
なお、印刷紙５０の搬送速度と、紙送りローラ６５の回転速度の関係は、印刷紙５０が紙送りローラ６５に密着して搬送されるため、次式（９）で示される線形関係にある。

（印刷紙５０の搬送速度）
＝（紙送りローラ６５の回転速度）×（紙送りローラ６５の半径） … （９）

図９を参照し、ステップＳａ７で示した区間補正処理係数テーブルについて説明する。
この図は、所定の回転速度を示す速度モードと、区間補正処理係数ｗとのデータ構成およびデータ例を示す概略図である。
図示するように、区間補正処理係数テーブルは、行と列からなる２次元の表示形式のデータであり、速度モードと速度モードに応じた区間補正処理係数ｗについて区間ごとに列を有している。図に示すテーブルの各行は、速度モードごとに存在する。
「加速１」〜「加速４」は、加速させる場所であること示し、「定速」は速度を一定に保つ区間を示し、「減速１」〜「減速５」は、減速させる場所であることをそれぞれ示す。

速度モード列で示す値の単位は、「ｉｐｓ」で表され、紙送りローラ６５によって搬送される印刷紙の搬送速度を示している。「ｉｐｓ」は、（インチ（１インチ＝約２５．４ｍｍ））÷(秒)に相当する。
区間補正処理係数ｗの値は、１２８で除して規格化されるので、この図で示される値が１２８のときは標準の値で、１２８より大きな値をとるときにはゲインが大きくなる補正を行うことになる。逆に１２８より小さな値をとるときにはゲインが小さくなる補正を行うことになる。
図に示されるように、区間ごとに区間補正係数ｗの設定が行えるテーブルが用意され、減速区間に示された６０〜１００の値が、ＰＩＤ演算の演算定数を小さくする補正が行われ、制御量が削減されることを示している。

図１０を参照して、以上の処理により作成された比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルの例をまとめて示す。
図１０は、負荷の大きさと、補正比率を決定する条件と、前述の初期化処理によって作成された比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルのデータ構成およびデータ例を示す概略図である。
図１０に示すように、比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルは、行と列からなる２次元の表示形式のデータであり、ＡＧＡＩＮ０、速度モード、速度補正、区間補正、比例ゲイン、積分ゲイン、積分初期値の各項目の列を有している。図１０に示すテーブルの各行は、ＡＧＡＩＮ０、速度モード、速度補正、区間補正の組み合わせごとに存在する。

図１０に示す例では、負荷の値が負荷による補正の範囲を超えて、ＡＧＡＩＮの値が上限値ＡＧＡＩＮＵとなったときの各テーブルである。ここで、ＡＧＡＩＮＵの値は、標準的な値を１００％としたときの、１２０％の値で制限することとして説明する。
速度補正ｎ、区間補正ｗの値は、前述の速度補正処理係数テーブル、区間補正処理係数テーブルに示された値となる。
また、比例要素６ｆの比例ゲイン基準値ＫＧＰ０、積分要素６ｇの積分ゲイン基準値ＫＧＩ０、積分要素６ｇの積分初期値基準値ＴＩｓｔ０の値は予め定められるので、各テーブルには上記の予め定められた数値をもとに計算された値によって各数値が記載される。例えば、速度モードが３０のときに、定速区間のように区間補正処理係数ｗの値が１２８であるが、定速区間のように区間補正処理係数ｗの値が６０となるときには、求められるＰＩＤ演算係数に対する補正比率が、１．４から０．６６と大幅に小さくなっていることがわかる。

続いて、図１１を参照して、ＰＦモータ１を駆動させながら行う制御系の特性を補正する処理について示す。
図１１は、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数の更新を行い、さらにＰＦモータ１を駆動させる処理について示すフローチャートである。

まず、位置演算部６ａは、エンコーダ１３が出力する情報に基づいて定められた演算処理により紙送りローラ６５の回転位置情報を検出し、現在位置情報記憶部に記録する（ステップＳｂ１）。

停止判定部６ｓｔｐは、現在位置情報記録部に記録された現在の位置情報を参照し、目標到達位置に到達しているかの判定を行う（ステップＳｂ２）。

停止判定部６ｓｔｐは、現在の位置が目標到達位置に到達していると判定するときには、停止判定部６ｓｔｐは、ＰＷＭ回路６ｊにＰＦモータ１の回転を停止させるモータ停止信号を入力する。モータ停止信号が入力されたＰＷＭ回路６ｊは、ＰＦモータドライバ２を経由してＰＦモータ１を停止させる制御信号をＰＦモータ１に入力し、ＰＦモータ１を停止させる（ステップＳｂ３）。

停止判定部６ｓｔｐは、現在の位置が目標到達位置に到達していると判定しないときには、速度演算部６ｄは、エンコーダ１３が出力する情報に基づいて定められた演算処理により紙送りローラ６５の速度情報を検出し、現在速度情報記憶部に記録する（ステップＳｂ４）。

停止判定部６ｓｔｐは、現在速度情報記録部に記録された現在の速度情報を参照し、現在の速度が速度下限値未満、すなわち失速状態であるかの判定を行う（ステップＳｂ５）。

停止判定部６ｓｔｐは、現在の速度が速度下限値未満、すなわち失速状態であると判定したときは、停止判定部６ｓｔｐＰＷＭ回路６ｊにＰＦモータ１の回転を停止させるモータ停止信号を入力する。モータ停止信号が入力されたＰＷＭ回路６ｊは、ＰＦモータドライバ２を経由してＰＦモータ１を停止させる制御信号をＰＦモータ１に入力し、ＰＦモータ１を停止させる（ステップＳｂ７）。

停止判定部６ｓｔｐは、現在の速度が速度下限値以上、すなわち失速状態であると判定しなかったときは、現在位置情報記憶部を参照し、現在の位置情報を得る。
得られた現在の位置情報に基づいて速度モードテーブルを参照し、現在の速度モードの値、すなわち目標速度を得る。
現在の速度モードの値に基づいて、比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルの各テーブルを参照し、比例要素６ｆは比例ゲインの値から、積分要素６ｇは積分ゲインと積分初期値の値から、微分要素６ｈは予め定められた微分ゲインの演算定数の値からそれぞれ入力された偏差情報との演算を行って演算結果を出力する。
加算器６ｉは、それぞれ出力された値の平均値をＰＩＤ演算出力値として出力する（ステップＳｂ８）。

ＰＷＭ回路６ｊは、入力されたＰＩＤ出力演算値に応じてＰＦモータ１を回転させる電力をＰＷＭ変調によって制御量の調整を行ってＰＦモータ１を駆動するドライブ回路２の制御信号を出力する（ステップＳｂ９）。

ＣＰＵ１６は、タイマー１７からの定期的な割り込み処理がかかるまで、ステップＳｂ９のＰＷＭ回路６ｊの状態を継続して、同じＰＷＭ−ＤＵＴＹでＰＦモータドライバ２を介して、ＰＦモータ１の回転を行わせる。
タイマー１７からの割り込み処理が発生すると、位置情報の検出処理、すなわちステップＳｂ１に処理を移すことになる。

以上、説明した動作により、区間ごとに設定できる区間補正比率を新たに用いることで減速時の失速などを防ぐことができるようになる。

このようなプリンタ装置１００によれば、ゲイン演算部７は、ＰＦモータ１によって駆動される制御対象の特性と、制御対象の位置に応じた目標速度から定められる補正係数と減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の補正係数に応じてＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数を切換える。これにより、プリンタ装置１００は、制御対象で生じる基準より大きな摩擦負荷などによる影響によって減速区間で生じる失速によって停止位置が乱れる現象を、減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の補正係数を定義して、減速区間と減速区間以外の区間とで異なるＰＩＤ演算部の演算定数で求められる制御量によってモータを駆動して停止判定部６ｓｔｐによる停止位置予測の精度を向上することができる。

また、ゲイン演算部７は、ＰＦモータ１によって駆動される制御対象の特性と、制御対象の位置に応じた目標速度から定められる補正係数と減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の補正係数に応じてＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数を切換える。これにより、プリンタ装置１００は、制御対象で生じる基準より大きな摩擦負荷などによる影響によって減速区間で生じる失速によって停止位置が乱れる現象を、減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の補正係数を定義して、減速区間と減速区間以外の区間とで異なるＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数で求められる制御量によってＰＦモータ１を駆動して停止位置精度を向上することができる。

また、ゲイン演算部７は、補正比率により求められるＰＩＤ演算部６ｐｉｄの定数をＰＩＤ演算部６ｐｉｄの比例要素６ｆと積分要素６ｇのゲインと、積分要素６ｇの初期値について求める。これにより、プリンタ装置１００は、速度制御を行う制御対象への制御において、速度偏差をなくす制御が行える。

また、プリンタ装置１００は、位置に応じて定められる区間によって区別される動作に応じて決定する補正比率において、加速区間に対して減速区間の補正比率を少なくする。これにより、プリンタ装置１００は、ＰＦモータ１に対する減速制御の制御量を少なくするように制御量を補正でき、特に摩擦負荷によって減速区間で生じうる目標停止位置前での失速を防止できる。

また、プリンタ装置１００は、位置に応じて定められる区間によって区別される動作に応じて決定する補正比率において、加速区間に対して減速区間の補正比率を多くする。このため、プリンタ装置１００は、ＰＦモータ１に対する減速制御の制御量を多くするように制御量を補正でき、特に摩擦負荷が少なく、所定の制御量で制御したときに生じる目標停止位置を越してしまうオーバーシュートを防止できるという利点がある。
さらに、プリンタ装置１００は、目標停止位置を越してしまうオーバーシュートを防止するために、全区間における制御量を控える必要があったが、減速区間において適正な減速量を定義することができ、減速区間以外の制御量を増やすことでパフォーマンスをあげることができる。

また、ゲイン演算部７は、補正比率と基準とされる演算定数に乗じた値を記憶するテーブルを参照して、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数を求める。これにより、プリンタ装置１００は、ゲイン演算部７によって行われる繰り返し演算の回数を低減させることができ、処理効率を向上できるため演算定数の切換間隔を短縮することができ制御の安定性向上に寄与できる。

また、制御対象が回転動作を行うときに、エンコーダ１３が出力するパルスを位置演算部６ａ、速度演算部６ｄで回転位置情報、回転速度情報を求められ、制御対象の回転運動の状態を検出する。これにより、プリンタ装置１００は、回転動作を行う制御対象、例えば給紙動作を行うＰＦモータ１の制御に利用できる。

（第２実施形態）
第１実施形態に示した実施形態では、減速区間におけるＰＦモータ１にかかる負荷の値が標準的な値に比べ無視できないような影響を与えるほど大きい条件の際に区間に応じて補正率を切り換えることが停止制度の向上に有効としていた。
第２実施形態に示す実施形態では、減速区間におけるＰＦモータ１にかかる負荷の値が標準値に比べ無視できないような影響を与えるほど小さい条件の際に区間に応じて補正率を切り換えることが停止制度の向上に有効とするものである。
第１の実施形態に示した手順を基にして第２実施形態の条件についても説明することができる。第１実施形態と同じ手順となる内容については、第１実施形態の説明を参照することとし、異なる部分についての説明を行う。

第１実施形態では、区間補正係数の値として用いられる速度モードと区間との条件で決められるｗの値は、予め定められた１つの値として説明した。
第２実施形態では、区間補正係数の値として用いられる速度モードと区間との条件で決められるｗの値は、予め定められた複数の値をとることとする。
ここでは、速度モードと区間との条件で決められるｗの値は、負荷の値に応じて切り換えて利用することとして、２種類の値をとるものとして説明する。

図１２を参照し、負荷の大きさに応じて切り換える区間補正処理係数テーブルについて示す。
これにより、図９で示した区間補正処理係数テーブルが、２種類用意されることになる。用意された２種類用意された区間補正処理係数テーブルが、この図に示されている。
図１２(ａ)に示したテーブルは、図９で先に示された負荷が大きい条件と同じものであり、説明は図９を参照することとする。
図１２（ｂ）は、負荷が軽い条件での区間補正処理係数テーブルになる。
区間補正処理係数テーブルの構成は、先に示した図９での説明と同じなので省略する。
ここで、図１２（ａ）の条件と異なるのは、減速区間における区間補正処理係数ｗの値が、図１２（ａ）の場合と逆に１２８より大きな値を採用されている点である。
これにより、負荷が小さい条件、すなわち摩擦力による減速が期待し難い条件であれば、減速区間では積極的に減速させる制御量を出力できることになる。
全区間を区別なくゲイン補正を大きくしてしまうと、加速区間での行き過ぎや、定速区間における不安定な動作が発生するおそれがある。
図１２（ｂ）に示すような区間補正処理係数ｗの値を採用することで、そのような動作を避けることができ、減速区間においても安定して行える効果が得られる。

図１３を参照し、負荷の大きさに応じて切り換える区間補正処理係数ｗを用いたときの補正比率設定に関する比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルの例をまとめて示す。
図１３は、負荷の大きさと、補正比率を決定する条件と、前述の初期化処理によって作成された比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルのデータ構成およびデータ例を示す概略図である。
図１３に示すように、まとめて表した比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルは、行と列からなる２次元の表示形式のデータであり、ＡＧＡＩＮ０、速度モード、速度補正、区間補正、比例ゲイン、積分ゲイン、積分初期値の各項目の列を有している。図に示すテーブルの各行は、ＡＧＡＩＮ０、速度モード、速度補正、区間補正の組み合わせごとに存在する。

図１３に示す例では、負荷Ｌの値が想定される変動範囲に対応できるように、ＡＧＡＩＮ０の値を下限値のＡＧＡＩＮＤから上限値のＡＧＡＩＮＵまでまとめて設定されている。
この範囲で示されるいずれかのＡＧＡＩＮ０の値にかかる部分が抽出され、演算定数の補正比率として用いられる。
ここで、ＡＧＡＩＮ０の上限値となるＡＧＡＩＮＵでは、区間補正処理係数ｗの値は、６０〜１００と標準の１２８の値をとるように設定されている。また、ＡＧＡＩＮ０の下
限値となるＡＧＡＩＮＤでは、区間補正処理係数ｗの値は、標準の１２８と１５０〜２００の値をとるように設定されている。
図１３によって、例えば負荷Ｌの値において標準負荷Ｌ０の値を閾値として、区間補正処理係数ｗを負荷Ｌの値に応じて切り換えることができ、各区間の動作に応じた応答特性を区間補正処理係数ｗの値の選択により行えることを示している。
この図によって示された比例ゲインテーブル、積分ゲインテーブル、積分初期値テーブルにおける比例ゲイン、積分ゲイン、積分初期値の値を、ゲイン演算部７が行う検出周期に合わせて、ＰＩＤ演算部ｐｉｄの演算要素の演算定数を変更することができる。

このようなプリンタ装置１００によれば、さらに、位置に応じて定められる区間によって区別される動作に応じて決定する補正比率において、加速区間に対して減速区間の補正比率を多くする。このため、プリンタ装置１００は、ＰＦモータ１に対する減速制御の制御量を多くするように制御量を補正でき、特に摩擦負荷が少なく、所定の制御量で制御したときに生じる目標停止位置を越してしまうオーバーシュートを防止できるという利点がある。
さらに、プリンタ装置１００は、目標停止位置を越してしまうオーバーシュートを防止するために、全区間における制御量を控える必要があったが、減速区間において適正な減速量を定義することができ、減速区間以外の制御量を増やすことでパフォーマンスをあげることができる。

また、ゲイン演算部７は、補正比率と基準とされる演算定数に乗じた値を記憶するテーブルを参照して、ＰＩＤ演算部６ｐｉｄの演算定数を求める。これにより、プリンタ装置１００は、ゲイン演算部７によって行われる繰り返し演算の回数を低減させることができ、処理効率を向上できるため演算定数の切換間隔を短縮することができ制御の安定性向上に寄与できる。

なお、以上で示した区間数は、一実施形態として示したものであり、さらに区間分割数を多くすることにより、切換時のゲイン変動の幅を少なくすることも可能となる。

なお、上記に示した実施形態では、プリンタ装置１００における紙送り機能を中心として説明を行ったが、印字機能に関係するキャリッジ部のＣＲモータ４の制御においても応用することができ、折り返し点における減速制御などに適用することができる。

なお、減速区間での区間補正を行うことにより、加速区間でのゲインを適正化したり、加速区間においても区間補正を行ったりすることにより、制御目標に対して行き過ぎることなく安定に目標値に収束させる制御が行えるようになる。
また、目標値に対する行き過ぎが発生することがなければ、目標近くになるまでの間のゲインをあげることができるので、動作速度を上げることができるようになる。

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。本発明のプリント装置における実施形態で示した定数には、他の値の定数を使用することができ、区間補正などの説明で区間を分けた分割数についても特に限定されるものではない。

１ ＰＦモータ、２ ＰＦモータドライバ、１３ エンコーダ、６ ＤＣユニット、６ｐｉｄ ＰＩＤ演算部、６ａ 位置演算部、６ｂ、６ｅ 減算器、６ｃ 目標速度取得部、６ｄ速度演算部、６ｆ 比例要素、６ｇ 積分要素、６ｈ 微分要素、６ｉ 加算器、６ｊ ＰＷＭ回路、６ｓｔｐ 停止判定部、７ ゲイン演算部

Claims (8)

1. 制御対象の位置を検出する位置検出部と、前記制御対象の速度を検出する速度検出部と、前記制御対象を駆動するモータと、前記モータを制御するＰＩＤ演算部と、前記検出された前記制御対象の位置と目標停止位置との差に基づく位置偏差情報および前記検出された前記制御対象の速度値と速度下限値との差に基づく速度偏差情報から前記モータの停止位置を予測して前記モータを停止させる停止判定部と、を備えるプリンタ装置であって、
   前記モータにより駆動される前記制御対象の基準動作モデルに基づいて求められる前記ＰＩＤ演算部の演算定数を、前記モータによって駆動される前記制御対象の負荷特性ならびに前記制御対象の前記位置情報に応じた目標速度から定められる補正係数、および減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ前記位置に応じて定められる区間における加速減速の状態によって決定される複数の補正係数を基にして補正するゲイン演算部と、
   を備えることを特徴とするプリンタ装置。
2. 前記補正係数に基づいて求められる補正比率は、第１の補正比率と、第２の補正比率と、第３の補正比率からなり、
   前記ゲイン演算部は、
   前記モータにより駆動される制御対象の前記負荷特性を予め測定して求められる測定値と前記負荷特性の標準となる基準値との比によって定める第１の補正比率と、
   前記位置検出部によって検出された前記制御対象の位置情報に基づき決定される目標速度値に応じて予め定められる第２の補正比率と、
   前記位置に応じて減速区間と減速区間以外の区間とに分けてそれぞれ異なる値で定められる複数の第３の補正比率と、
   前記制御対象の基準動作モデルに基づいて前記モータによって駆動される制御対象の前記負荷特性の前記基準値と、
   の積を算出し、算出される積の値を前記ＰＩＤ演算部の補正された前記演算定数に定め、
   前記ＰＩＤ演算部は、
   前記定められた前記演算定数に従った制御量を出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。
3. 前記ゲイン演算部は、
   前記補正比率により求められる前記ＰＩＤ演算部の前記演算定数が、前記ＰＩＤ演算部の比例要素および積分要素のゲインならびに積分要素の初期値を対象とする
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタ装置。
4. 前記複数の第３の補正比率は、減速区間において適用する前記補正比率を基準の値未満の値の補正比率と、減速区間以外において適用する前記補正比率を基準の値以上の値の補正比率とを含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプリンタ装置。
5. 前記複数の第３の補正比率は、減速区間において適用する前記補正比率を基準の値以上の値の補正比率と、減速区間以外において適用する前記補正比率を基準の値未満の値の補正比率とを含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプリンタ装置。
6. 前記ゲイン演算部は、
   前記第３の補正比率は、前記負荷の大きさに応じて前記補正量を決定する補正比率とすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプリンタ装置。
7. 前記ゲイン演算部は、
   前記補正比率と前記基準とされる前記演算定数に乗じた値を記憶するテーブルを参照することにより前記ＰＩＤ演算部の前記演算定数を求める
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプリンタ装置。
8. 前記位置検出部は、
   前記制御対象の回転位置を検出するロータリ式エンコーダと、
   前記ロータリ式エンコーダから出力されるパルスから回転位置を算出する位置速度演算部と、を備え、
   前記速度検出部は、
   前記ロータリ式エンコーダと、
   前記ロータリ式エンコーダから出力されるパルスから回転速度を算出する速度演算部と、
   を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプリンタ装置。

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