JP2011041375A - モータ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャリッジの異常速度が検出された場合、キャリッジをその走査域の一端側から駆動させて異常速度が検知されたときの位置と他端側から駆動させて異常速度が検知されたときの位置を検出し、各位置の間を補償区間(汚れ区間)に設定する。補償区間設定後のキャリッジ駆動時は、補償区間に入る前の演算タイミング毎に、その演算タイミングでの検出速度等に基づいて演算された操作量(通常操作量Ua)を予め記憶されているノミナル操作量Unで除算することにより補償係数αを算出する。補償区間内では、演算タイミング毎に、ノミナル操作量Unに補償係数α(補償区間に入る直前に算出されたもの)を乗じて補償操作量Ucを算出し、これを通常操作量Uaに代えて制御に用いる。
【選択図】図8
Description
(1)インクジェットプリンタの構成
図1に、本実施形態のインクジェットプリンタ1の電気的構成を示す。インクジェットプリンタ1は、用紙P(図2参照)への画像形成を行うものであり、用紙Pへインク液滴を吐出する記録ヘッド11と、この記録ヘッド11が搭載されたキャリッジ12と、このキャリッジ12を主走査方向(用紙Pが搬送される副走査方向と直交する方向)へ往復駆動させるための駆動源であるキャリッジ(CR)モータ13と、キャリッジ12の駆動状態(位置や速度、移動方向等)を検出するためのCRリニアエンコーダ14と、記録ヘッド11を駆動してインク液滴を吐出させるための記録ヘッドドライバ15と、CRモータ13を駆動するためのCRモータドライバ16と、これら各ドライバ15,16を介して記録ヘッド11やCRモータ13の駆動を制御するASIC2と、を備えている。
ここで、インクジェットプリンタ1における、キャリッジ12、CRモータ13、及びCRリニアエンコーダ14等からなる画像形成機構の具体的構成について、図2を用いて説明する。図2に示すように、インクジェットプリンタ1の画像形成機構においては、用紙Pの幅方向(主走査方向)にガイド軸41が設置され、このガイド軸41に、記録ヘッド11を搭載したキャリッジ12が挿通されている。
(2)リニアスケールの汚れによる検出速度の変動について
図4に、リニアスケール46に汚れが付着している例と、その場合にキャリッジ12を定速駆動させたときのエンコーダ信号及びこのエンコーダ信号に基づいて検出される検出速度の例を示す。なお、図4に示す検出速度は、同図中、リニアスケール46に対してキャリッジ12が右方向に移動している場合の検出結果である。
次に、ASIC2にて行われるキャリッジ駆動処理を、図5を用いて説明する。図5のキャリッジ駆動処理は、ASIC2において主にCRリニアエンコーダ処理部34(特に補償制御情報設定部36)及びCRモータ制御部32にて行われる。
そして、S220にて、その算出した汚れカウント値nに基づき、異常速度の原因がリニアスケール46の汚れによるものか否かを判断する。具体的には、汚れカウント値nが0ではない場合は、異常速度がリニアスケール46の汚れに起因するもの判断する。逆に、汚れカウント値nが0である場合は、リニアスケール46の汚れとは別の原因で異常速度が検知されたものと判断する。
(第1カウント値ka + 第2カウント値Kb) ・・・(2)
この汚れ区間幅mは、図7に示すように、2つの汚れ71,72を含む汚れ区間の幅であり、換言すれば、この汚れ区間内において仮に汚れ71,72がなかったならばカウントされたであろうカウント値を意味するものである。
汚れ区間内実カウント値z = 異常時全カウント値M −
(第1カウント値ka + 第2カウント値Kb) ・・・(3)
なお、汚れ区間幅mは、上記式(2)以外にも、上記式(3)で得られた汚れ区間内実カウント値zに汚れカウント値nを加算することによっても算出できる。そのため、S230の汚れ区間幅mの算出に先立ってまずS250の汚れ区間内実カウント値zの算出を行い、その後に、m=z+nの演算により汚れ区間幅mを算出するようにしてもよい。
(4)実施形態の効果等
以上説明した本実施形態のインクジェットプリンタ1によれば、補償区間内において、汚れ等に起因して生じる検出速度の変動の影響がCRモータ13の制御に反映されてしまうのを防止でき、キャリッジ12を安定して駆動させることができる。そのため、リニアスケール45に汚れ等が付着していても、その影響を抑えてキャリッジ12を高精度に制御でき、高品質の画像を形成することができる。
上記実施形態では、補償係数αとして、補償区間に入る直前の演算タイミングにおける通常操作量Uaとノミナル操作量Unとの比率を用いたが、補償係数αの算出方法はこれに限定されず、例えば、補償区間に入る前の複数の演算タイミングにおける上記比率の平均値を補償係数αとしてもよい。複数の比率の平均値を補償係数αとることで、ノイズ等の影響が抑制された適切な補償操作量Ucを得ることができる。
Claims (14)
- 予め設定された移動経路上をモータにより駆動される被駆動体の移動量に応じてパルス状のエンコーダ信号を出力するリニアエンコーダと、
前記リニアエンコーダからの前記エンコーダ信号をカウントし、該カウント値に基づいて前記被駆動体の速度及び位置を検出する駆動状態検出手段と、
所定の演算タイミング毎に、前記駆動状態検出手段により検出された速度に基づいて前記モータを制御するための操作量を演算して該モータへ出力する操作量演算手段と、
を備えたモータ制御装置であって、
前記駆動状態検出手段により検出された速度が予め設定された速度正常範囲から外れた異常速度であるか否かを検知する異常速度検知手段と、
前記異常速度検知手段によって前記異常速度が検知された場合に、まず前記被駆動体を前記移動経路の一端から駆動させてその駆動開始から前記異常速度検知手段により前記異常速度が検知されるまでの前記エンコーダ信号をカウントすることにより第1カウント値kaを計測し、さらに前記被駆動体を前記移動経路の他端から駆動させてその駆動開始から前記異常速度検知手段により前記異常速度が検知されるまでの前記エンコーダ信号をカウントすることにより第2カウント値kbを計測して、該各カウント値ka,kbに対応した位置の間を補償区間として検出する補償区間検出手段と、
当該モータ制御装置における制御対象のノミナルモデルに対する前記操作量であるノミナル操作量が前記演算タイミング毎に記憶されているノミナル操作量記憶手段と、
前記補償区間検出手段により前記補償区間が検出された後の前記被駆動体の駆動の際、前記駆動状態検出手段により検出された位置に基づいて前記被駆動体が前記補償区間に入ったかどうかを判断する補償区間判断手段と、
前記補償区間判断手段により前記被駆動体が前記補償区間に入ったと判断されている間、前記演算タイミング毎に、前記ノミナル操作量記憶手段に記憶されている前記ノミナル操作量に基づいて予め決められた演算により補償操作量を生成し、その補償操作量を前記操作量演算手段による前記操作量に代えて前記モータへ出力する、操作量補償手段と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記補償区間判断手段により前記被駆動体が前記補償区間に入ったと判断される前の、一または複数の前記演算タイミングにおける、前記操作量演算手段により演算された前記操作量である実操作量と前記ノミナル操作量記憶手段に記憶されている前記ノミナル操作量とに基づいて、前記ノミナル操作量を前記補償操作量に換算するための、前記ノミナル操作量と前記実操作量との関係を表す補償情報を生成する補償情報生成手段を備え、
前記操作量補償手段は、前記補償操作量の生成を、前記演算タイミング毎に、その演算タイミングにおける前記ノミナル操作量を前記補償情報を用いて前記補償操作量に換算することにより行う
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項2に記載のモータ制御装置であって、
前記補償情報生成手段は、前記補償区間判断手段により前記被駆動体が前記補償区間に入ったと判断される直前の前記演算タイミングにおける前記実操作量と前記ノミナル操作量との比率を前記補償情報として生成し、
前記操作量補償手段は、前記補償情報生成手段により生成された前記比率に従って前記ノミナル操作量を前記補償操作量に換算する
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項2に記載のモータ制御装置であって、
前記補償情報生成手段は、前記補償区間判断手段により前記被駆動体が前記補償区間に入ったと判断される前の複数の前記演算タイミング毎に前記実操作量と前記ノミナル操作量との比率を演算して、その演算した各比率の平均値を前記補償情報として生成し、
前記操作量補償手段は、前記補償情報生成手段により生成された前記平均値に従って前記ノミナル操作量を前記補償操作量に換算する
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項2〜請求項4の何れか1項に記載のモータ制御装置であって、
前記補償情報生成手段は、前記被駆動体の駆動開始後、予め設定された補償情報生成開始条件が成立した場合に、前記補償情報の生成を開始する
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のモータ制御装置であって、
前記操作量演算手段は、前記被駆動体が前記補償区間から出た後の最初の前記演算タイミングにおける前記操作量として、前記補償区間から出る前に該補償区間内において前記操作量補償手段によって最後に演算された前記補償操作量を用いる
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のモータ制御装置であって、
前記異常速度検知手段によって前記異常速度が検知された場合に、前記被駆動体を前記移動経路の一端から他端までの全領域を駆動させ、該駆動中の前記エンコーダ信号をカウントすることにより異常時全カウント値Mを計測する異常時全カウント値計測手段と、
前記第1カウント値kaと前記第2カウント値kbの和を前記異常時全カウント値Mから減算することにより補償区間内実カウント値zを演算する補償区間内実カウント値演算手段を備え、
前記操作量補償手段は、補償区間判断手段により前記補償区間に入ったと判断された場合、該入った後の前記駆動状態検出手段によるカウント値及び前記補償区間内実カウント値zに基づいて該補償区間の終了位置を検出し、該終了位置が検出されるまで前記補償操作量を出力する
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項7に記載のモータ制御装置であって、
前記リニアエンコーダが正常である場合に前記被駆動体を前記移動経路の一端から他端までの全領域を駆動させたときの、該駆動中の前記エンコーダ信号のカウント値であるノミナルカウント値Nが予め記憶されているノミナルカウント値記憶手段と、
前記異常速度検知手段によって前記異常速度が検知された場合に、前記異常時全カウント値計測手段により計測された前記異常時全カウント値Mを前記ノミナルカウント値Nから減算することにより、異常時カウント誤差nを演算する異常時カウント誤差演算手段と、
前記補償区間検出手段により前記補償区間が検出された後の前記被駆動体の駆動の際、前記被駆動体が前記補償区間から出たときに、前記駆動状態検出手段によるカウント中のカウント値を、前記補償区間から出たときのカウント値に前記異常時カウント誤差nを加算した値に修正する修正手段と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項8に記載のモータ制御装置であって、
前記操作量補償手段は、前記異常時カウント誤差nが0ではない場合に、前記補償操作量を出力する
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項8又は請求項9に記載のモータ制御装置であって、
前記異常時カウント誤差演算手段によって前記異常時カウント誤差nが0と演算された場合に該演算結果に基づく予め決められた報知を行う第1報知手段を備えている
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項8〜請求項10の何れか1項に記載のモータ制御装置であって、
前記第1カウント値kaと前記第2カウント値kbの和を前記ノミナルカウント値Nから減算することにより、前記補償区間において前記駆動状態検出手段により本来カウントされるべきカウント値である補償区間幅mを演算する補償区間幅演算手段と、
前記補償区間幅演算手段により演算された前記補償区間幅mが、予め設定した補償区間幅閾値より大きいか否かを判断する補償区間幅判断手段と、
を備え、
前記操作量補償手段は、前記補償区間幅判断手段により前記補償区間幅mが前記補償区間幅閾値以下と判断された場合に、前記補償操作量を出力する
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項11に記載のモータ制御装置であって、
前記補償区間幅判断手段により前記補償区間幅mが前記補償区間幅閾値より大きいと判断された場合に該判断結果に基づく予め決められた報知を行う第2報知手段を備えている
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項12の何れか1項に記載のモータ制御装置であって、
前記補償区間検出手段により前記補償区間が検出された後の前記被駆動体の駆動の際、前記被駆動体が前記補償区間に入る前に前記異常速度検知手段によって前記異常速度が検知された場合に、前記補償区間の開始位置を、現在検出されている位置よりも予め決められた量だけ前の位置へ更新する更新手段を備えている
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜請求項13の何れか1項に記載のモータ制御装置と、
インクを吐出することにより被記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、
前記被駆動体としての、前記記録ヘッドを搭載したキャリッジと、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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