JP4006567B2 - ステッピング・モータ制御装置、及び制御方法 - Google Patents
ステッピング・モータ制御装置、及び制御方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置、ステッピング・モータ制御方法、該ステッピング・モータ制御装置を備えたインクジェット式記録装置等の記録装置、及びステッピング・モータ制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピング・モータの駆動制御方式の一つとして、公知の技術であるチョッパー制御は、ステッピング・モータを定電流駆動させて回転制御する制御方式である。チョッパー制御は、電流出力を規則的な時間間隔で断続することによって、任意の定電流を得る制御方式である。チョッパー制御に限らず、ステッピング・モータの駆動制御回路は、市販のステッピング・モータ駆動制御用ＩＣを使用して駆動制御回路を構成するのが一般的である。そして、一般的にチョッパー制御によるステッピング・モータ駆動用ＩＣは、出力電流のチョッピング電流の電流減衰モードであるディケイ設定が可能な構成となっている。
【０００３】
ディケイ設定には、電流出力のパルス波形の上側と下側の両側をチョッピングして、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないファーストディケイ設定と、電流出力のパルス波形の上側のみチョッピングして、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるスローディケイ設定と、ファーストディケイ設定とスローディケイ設定との両方のチョッピング動作を混合して、その中間程度にチョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるミックスディケイ設定とがある。
【０００４】
ファーストディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないので、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御が可能である。一方、スローディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるので、応答性が悪く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御はできない。つまり、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせることによって、応答性は悪くなり、ステッピング・モータの回転制御における加速及び減速回転制御特性が低下していくことになる。
【０００５】
例えば、インクジェット式記録装置等の記録装置において、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを主走査方向に駆動制御するキャリッジ駆動用モータとして、ステッピング・モータが広く採用されている。この、キャリッジ駆動用モータは、一主走査パス毎に加速回転、定速回転、減速回転、回転停止を繰り返して、キャリッジを主走査方向に往復動させる如く回転制御される。キャリッジを高速に往復動させることによって、記録実行のスループットは向上するので、チョッピング電流波形のディケイ設定は、可能な限り出力電流の応答性が良いディケイ設定であることが望ましいといえる。
【０００６】
ところで、ファーストディケイ設定やミックスディケイ設定のチョッピング電流によって、ステッピング・モータをホールド制御すると、チョッピングによる耳障りな発信音が発生する。これは、チョッピング電流波形の微少な電流変動により生じるもので、この電流変動の量が多いほど、発信音は大きくなる。そして、このチョッピング電流波形の電流変動の量は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないファーストディケイ設定時が最も大きく、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるほど小さくなる。したがって、ファーストディケイ設定時には、大きな発信音が発生し、スローディケイ設定時には、ほとんど聞こえないほど小さな発信音になる。
【０００７】
つまり、ファーストディケイ設定にすると、加速及び減速特性は向上するものの、ホールド制御時に耳障りな発信音が発生する。そして、スローディケイ設定にすると、加速及び減速性能は低下するものの、ホールド制御時に耳障りな発信音が発生しない。
【０００８】
このように、ディケイ設定による加速及び減速特性の向上に伴って、ホールド制御時の耳障りな発信音が増加する。そのため、従来ディケイ設定は、仕様上必要とされる加速及び減速性能が得られる範囲内で、可能な限りチョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせたミックスディケイ設定に設定されており、それによって、仕様上必要とされる加速及び減速性能を得つつ、ホールド制御時の耳障りな発信音を可能な限り小さくしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年のインクジェット式記録装置においては、より高品位な記録画質とともに、より高速に記録実行可能であることも要求されつつある。そのため、より急な加速及び減速回転制御が可能なファーストディケイ設定のステッピング・モータ制御によって、より高速にキャリッジを駆動する必要が生じてくる。しかしながら、上述したように、ファーストディケイ設定においては、ホールド制御時に大きな発信音が発生し、ユーザーに不快感を与える虞がある。
【００１０】
そのため、従来は、ホールド制御時の耳障りな発信音を小さくするために、ミックスディケイ設定に設定せざるを得なかったので、キャリッジ駆動速度の高速化にはおのずと限界があった。しかも、ミックスディケイ設定におけるホールド制御時の発信音は、ファーストディケイ設定のそれと比較して小さいものの、人間の耳に聞こえる大きさの音であり、特に静かな使用環境においては、ユーザーが耳障りな音として感じる虞がある。また、場合によっては、仕様上必要とされる加速及び減速性能を得るべく、ホールド制御時の発信音に目をつぶって、やむなくファーストディケイ設定を選択していたのが現状であった。
【００１１】
本願発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、ファーストディケイ設定のみ、又はミックスディケイ設定のみによる従来のステッピング・モータ制御と比較して、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくしたステッピング・モータ制御を可能にすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行する手段と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手段とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置である。
【００１３】
前述した通り、ファーストディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないので、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御が可能である。一方、スローディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の微少な電流変動が小さいので、ステッピング・モータのホールド制御時に、ほとんど聞こえないほど小さな発信音しか発生しない。
【００１４】
したがって、回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行するので、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えてホールド制御を実行するので、ホールド制御時の発信音をほとんど聞こえないほど小さい。
【００１５】
これにより、本願請求項１に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によれば、ファーストディケイ設定の回転制御によって、より急な加速及び減速回転制御を可能にしつつ、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくすることが可能になる。
【００１６】
本願請求項２に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行する手段と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手段とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置である。
【００１７】
ミックスディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域において、チョッピング電流波形を全く鈍らせないファーストディケイ設定領域と、チョッピング電流波形を鈍らせるスローディケイ設定領域とがある。この、ファーストディケイ設定領域とスローディケイ設定領域との比率は、任意に設定が可能である。したがって、ファーストディケイ設定領域の比率が高くなれば、ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となり、スローディケイ設定領域の比率が高くなれば、スローディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となる。
【００１８】
そのため、ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流は、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、ファーストディケイ設定に近い、急な加速及び減速回転制御が可能となる。よって、ミックスディケイ設定の出力電流でも、チョッピング電流波形の電流減衰領域のファーストディケイ設定領域の比率を高くすることで、急な加速及び減速回転制御は可能である。一方、スローディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の微少な電流変動が小さいので、ステッピング・モータのホールド制御時に、ほとんど聞こえないほど小さな発信音しか発生しない。
【００１９】
したがって、回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行するので、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えてホールド制御を実行するので、ホールド制御時の発信音をほとんど聞こえないほど小さい。
【００２０】
これにより、本願請求項２に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によれば、ミックスディケイ設定の回転制御によって、より急な加速及び減速回転制御を可能にしつつ、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくすることが可能になる。
【００２１】
本願請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記ステッピング・モータは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に駆動制御する、記録装置に備えられたキャリッジ駆動用モータである、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置である。
【００２２】
記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復動させ、記録紙にインクを吐出して記録を行う記録装置においては、より高速にキャリッジを主走査方向に往復動させることによって、記録実行のスループットを向上させることができる。また、このような記録装置は、ほとんどの場合、一般家庭やオフィス等で使用されるので、記録実行に際して低騒音であることが望まれる。
【００２３】
本願請求項３に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によれば、記録装置のキャリッジ駆動用モータを、請求項１又は２に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によって制御することで、より高速にキャリッジを主走査方向に往復動させることが可能となり、記録装置の記録実行のスループットが向上する。そして、それとともに、ステッピング・モータのホールド制御によって、キャリッジが停止しているホールド制御時の発信音を小さくすることができるので、記録実行に際して低騒音な記録装置が可能になるという作用効果が得られる。
【００２４】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のステッピング・モータ制御装置を備えた記録装置である。
本願請求項４に記載の発明に係る記録装置によれば、記録装置において、前述した本願請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明による作用効果を得ることができる。
【００２５】
本願請求項５に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御方法であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行し、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御方法である。本願請求項５に記載の発明に係るステッピング・モータ制御方法によれば、前述した本願請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
本願請求項６に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御方法であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行し、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御方法である。本願請求項６に記載の発明に係るステッピング・モータ制御方法によれば、前述した本願請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
本願請求項７に記載の発明は、ステッピング・モータを、チョッパー制御によって駆動制御するステッピング・モータ制御手順をコンピュータに実行させるステッピング・モータ制御プログラムであって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行する手順と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手順とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御プログラムである。
【００２８】
本願請求項７に記載の発明に係るステッピング・モータ制御プログラムによると、前述した本願請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、ステッピング・モータ制御プログラムを実行することができる任意のステッピング・モータ制御装置に、前述した本願請求項１に記載の発明と同様の作用効果をもたらすことができる。
【００２９】
本願請求項８に記載の発明は、ステッピング・モータを、チョッパー制御によって駆動制御するステッピング・モータ制御手順をコンピュータに実行させるステッピング・モータ制御プログラムであって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行する手順と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手順とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御プログラムである。
【００３０】
本願請求項８に記載の発明に係るステッピング・モータ制御プログラムによると、前述した本願請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、ステッピング・モータ制御プログラムを実行することができる任意のステッピング・モータ制御装置に、前述した本願請求項２に記載の発明と同様の作用効果をもたらすことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明に係る記録装置の一実施の形態を示した概略の平面図であり、図２はその側面図である。
【００３２】
記録装置５０には、記録紙Ｐに記録を実行する記録手段として、キャリッジガイド軸５１に軸支され、主走査方向Ｘに移動するキャリッジ６１が設けられている。キャリッジ６１は、図示していない無端ベルトを介して、回転駆動力により主走査方向に駆動制御される。キャリッジ６１には、記録紙Ｐにインクを吐出して記録を行う記録ヘッド６２が搭載されている。記録ヘッド６２と対向して、記録ヘッド６２のヘッド面と記録紙Ｐとのギャップを規定するプラテン５２が設けられている。そして、キャリッジ６１を主走査方向Ｘに搬送し、キャリッジ６１とプラテン５２の間に記録紙Ｐを副走査方向Ｙに間欠的に搬送しながら、記録ヘッド６２が記録紙Ｐにインクを吐出することで記録紙Ｐに記録が行われる。
【００３３】
給紙トレイ５８は、例えば普通紙やフォト紙等の記録紙Ｐを給紙可能な構成となっており、記録紙Ｐを自動給紙するためのＡＳＦ（オート・シート・フィーダー）が設けられている。ＡＳＦは、給紙トレイに設けられた２つの給紙ローラ５７及び図示してない分離パッドを有する自動給紙機構である。給紙ローラ５７は、回転駆動力により回転制御され、側面視Ｄ形の外形形状を有している。
【００３４】
この２つの給紙ローラ５７の１つは、給紙トレイ５８の一方側に配置され、もう１つの給紙ローラ５７は、記録紙ガイド５９に取り付けられており、記録紙ガイド５９は、記録紙Ｐの幅に合わせて符号Ａで示した矢印の方向に摺動可能に給紙トレイ５８に設けられている。そして、給紙ローラ５７の回転駆動力と、分離パッドの摩擦抵抗により、給紙トレイ５８に置かれた複数の記録紙Ｐを給紙する際に、複数の記録紙Ｐが一度に給紙されることなく、１枚ずつ正確に自動給紙される。
【００３５】
そして、ＡＳＦにより自動給紙された記録紙Ｐは、給紙ローラ５７より副走査方向Ｙの下流側に配設された記録紙搬送手段により、記録実行領域側となる副走査方向Ｙの下流側に向けて、所定の紙送り量で間欠的に搬送される。
【００３６】
記録紙Ｐを副走査方向Ｙに間欠的に搬送する記録紙搬送手段として、紙送り駆動ローラ５３と紙送り従動ローラ５４が設けられている。紙送り駆動ローラ５３は、回転駆動力により回転制御され、紙送り駆動ローラ５３の回転により、記録紙Ｐは副走査方向Ｙに搬送される。紙送り従動ローラ５４は、複数設けられており、それぞれ個々に紙送り駆動ローラ５３に付勢され、記録紙Ｐが紙送り駆動ローラ５３の回転により搬送される際に、記録紙Ｐに接しながら記録紙Ｐの搬送に従動して回転する。
【００３７】
紙送り駆動ローラ５３の表面には、高摩擦抵抗を有する皮膜が施されている。紙送り従動ローラ５４によって、紙送り駆動ローラ５３の表面に押しつけられた記録紙Ｐは、その表面の摩擦抵抗によって紙送り駆動ローラ５３の表面に密着し、紙送り駆動ローラ５３の回転によって副走査方向に搬送される。
【００３８】
また、給紙ローラ５７と紙送り駆動ローラ５３との間には、従来技術において公知の技術による紙検出器６３が配設されている。紙検出器６３は、立位姿勢への自己復帰習性が付与され、かつ記録紙搬送方向にのみ回動し得るよう記録紙Ｐの搬送経路内に突出する状態で枢支されたレバーを有し、このレバーの先端が記録紙Ｐに押されることでレバーが回動し、それによって記録紙Ｐが検出される構成を成す検出器である。紙検出器６３は、給紙ローラ５７より給紙された記録紙Ｐの始端位置、及び終端位置を検出し、その検出位置に合わせて記録領域が決定され、記録が実行される。
【００３９】
一方、記録された記録紙Ｐを排紙する手段として、排紙駆動ローラ５５と排紙従動ローラ５６が設けられている。排紙駆動ローラ５５は、回転駆動力により回転制御され、排紙駆動ローラ５５の回転により、記録紙Ｐは副走査方向Ｙに排紙される。排紙従動ローラ５６は、周囲に複数の歯を有し、各歯の先端が記録紙Ｐの記録面に点接触するように鋭角的に尖っている歯付きローラになっている。複数の排紙従動ローラ５６は、それぞれ個々に排紙駆動ローラ５５に付勢され、記録紙Ｐが排紙駆動ローラ５５の回転により排紙される際に、記録紙Ｐに接して記録紙Ｐの排紙に従動して回転する。
【００４０】
そして、給紙ローラ５７や紙送り駆動ローラ５３、および排紙駆動ローラ５５を回転駆動する図示していない回転駆動力、並びにキャリッジ６１を主走査方向に駆動する図示していない回転駆動力は、ステッピング・モータであり制御部１によって回転制御される。
【００４１】
図３は、本願発明に係るインクジェット記録装置５０のブロック図である。 制御部１は各種記録処理の制御を行う。制御部１において、中央演算処理装置ＭＰＵ２４では各種処理の演算処理が行われる。ＲＯＭ２１には、ＭＰＵ１１の演算処理に必要なソフトウェア・プログラム及びデータがあらかじめ記憶されている。ＲＡＭ２２は、ソフトウェア・プログラムの一時的な記憶領域、ＭＰＵ２４の作業領域等として使用される。また、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体２３には、ＭＰＵ２４における演算処理結果の所定のデータが格納され、インクジェット記録装置５０の電源断の間においても該データを保持する構成となっている。
【００４２】
さらに、制御部１は、外部装置とのインターフェース機能を有するインターフェース部２７を介して、図示していないパーソナルコンピューター等の情報処理装置と接続され、情報処理装置との間において、各種情報やデータの入出力が可能な構成となっている。そして、Ｉ／Ｏ２５は、ＭＰＵ２４における演算処理結果に基づいて、入出力部２６を介して各種モータ制御部３１や記録ヘッドドライバ３３に対して出力制御を行い、かつ各種センサー３２からの入力情報等を入力する。
【００４３】
各種モータ制御部３１は、給紙ローラ５７や紙送り駆動ローラ５３、および排紙駆動ローラ５５を回転駆動する図示していない回転駆動力、並びにキャリッジ６１を主走査方向に駆動する図示していない回転駆動力であるステッピング・モータを回転駆動するステッピング・モータ駆動回路であり、制御部１によって回転駆動制御される。記録ヘッドドライバ３３は、記録紙に記録処理を行う記録ヘッド６２に接続され、記録ヘッド６２に対して記録処理の制御を行うドライバである。また、各種センサー３２は、インクジェット記録装置５０の各種状態情報を検出し、入出力部２６を介してＩ／Ｏ２５に出力する。
【００４４】
図４は、各種モータ制御部３１の一つであるキャリッジモータ制御部の構成を示したブロック図である。
キャリッジ駆動用モータ制御部３１１は、本願発明に係るステッピング・モータ制御装置としてのモータ制御回路１４と、モータドライバとしてのモータ駆動回路１５とで構成されている。モータ制御回路１４は、入出力部２６を介して、制御部１からの制御データを入力し、シリアルデータ伝送手順によって、デジタル制御信号をモータ駆動回路１５に対して出力する。モータ制御回路１４は、信号パルスとしてクロックを、モータ駆動回路１５に対して出力する。モータ駆動回路１５は、モータ制御回路１４から出力されるデジタル制御信号とクロックを、電力信号パルスに変換してステッピング・モータであるキャリッジ駆動用モータ８１をチョッパー制御によって回転駆動する。尚、モータ駆動回路１５は、当該実施の形態においては、ステッピング・モータ駆動用ＩＣで構成されている。
【００４５】
図５は、モータ駆動回路１５にモータ制御回路１４から入力するシリアル伝送データと、それに対するモータ駆動回路１５の出力を示したものである。
キャリッジ駆動用モータ８１は、Ａ相とＢ相の２つの巻き線を有する２相ステッピング・モータである。図５において、ＩＡ１〜ＩＡ４は、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定する。したがって、このＩＡ１〜ＩＡ４のデータを連続的に変化させることによって、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを連続的に上昇、又は下降させることができる。ＤＥ１は、Ａ相に出力するチョッピング電流のディケイ設定を指定する。当該実施の形態においては、０を指定するとファーストディケイ設定、１を指定するとスローディケイ設定になる。尚、モータ駆動回路１５を構成しているステッピング・モータ駆動用ＩＣには、図示していないＭＤ端子が設けられており、ＤＥ１及びＤＥ２で０を指定し、このＭＤ端子に所定の電圧を印可することによって、ミックスディケイ設定にすることが可能である。そして、このＭＤ端子への印可電圧の電圧値によって、ファーストディケイ設定領域とスローディケイ設定領域の比率を設定することができる。
【００４６】
ＰＨ１は、出力端子Ａ又はＡ−（Ａバー）のどちらにチョッピング電流を出力するかを選択する出力モードを指定する。当該実施の形態においては、出力モードは、ＰＨ１を０に指定すると出力端子Ａが、１を指定すると出力端子Ａ−の出力モードがＬ（ロー）になり、出力モードがＬになっている出力端子からチョッピング電流が出力される。また、Ａ相のＩＡ１〜ＩＡ４と同様に、Ｂ相のＩＢ１〜ＩＢ４は、Ｂ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定する。そして、Ａ相のＤＥ１及びＰＨ１と同様に、ＤＥ２及びＰＨ２は、Ｂ相のディケイ設定及びＢ相の出力モードを指定する。尚、同図において、＊は、０又は１どちらでもよいことを示している。
【００４７】
キャリッジ駆動用モータ８１は、Ａ相とＢ相の２相が異なる電流出力比Ｉｏｕｔの電流値で励磁されている。そして、Ａ相及びＢ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを、ステートＮｏ．０〜Ｎｏ．３１に示した如く、それぞれ連続的に上昇、又は下降させ、Ａ相及びＢ相の２相の電流バランスを遷移させることによって、キャリッジ駆動用モータ８１は回転する。
【００４８】
図６は、図５におけるステートＮｏ．とＢ相の電流出力比Ｉｏｕｔとの関係をグラフに示したものである。
図示した如く、電流出力比Ｉｏｕｔを遷移させるにあたって、モータ駆動回路１５は、出力する電流をスイッチング制御して一定の電流値を得る、周知のチョッパー制御（定電流制御）によって出力電流値の遷移を実現している。スイッチング、つまり出力する電流のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことによって、電力パルスを発生させ、ＯＮ時間とＯＦＦ時間をコントロールすることで、ステッピング・モータのＡ相及びＢ相を励磁する電流値の上昇及び下降、並びに定電流を実現している。符号Ｃで示した領域においては、出力電流はＯＮ状態で、電流値は上昇する。符号Ｄで示した領域においては、出力電流はＯＦＦ状態で、電流値は下降する。そして、符号Ｅで示した領域においては、出力電流はスイッチング制御によって、定電流が維持される。
【００４９】
図７は、図６の符号Ｆで示した部分を拡大して示したものであり、ファーストディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
前述した通り、ファーストディケイ設定の出力電流は、電流出力のパルス波形の上側と下側の両側をチョッピングするので、図示の如く、チョッピング電流波形の電流減衰領域が全く鈍っていない。そのため、ファーストディケイ設定の出力電流は、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御が可能である反面、符号ａで示したチョッピング電流波形の電流変動幅が大きいので、ステッピング・モータのホールド制御時に耳障りな発信音が発生する。
【００５０】
図８は、図６の符号Ｆで示した部分を拡大して示したものであり、スローディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
前述した通り、スローディケイ設定の出力電流は、電流出力のパルス波形の上側のみチョッピングするので、図示の如く、チョッピング電流波形の電流減衰領域が鈍っている。そのため、スローディケイ設定の出力電流は、応答性が悪く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御はできない反面、符号ａで示したチョッピング電流波形の電流変動幅が小さいので、ステッピング・モータのホールド制御時の発信音は、ほとんど聞こえないほど小さい。
【００５１】
当該実施の形態において、本願発明に係るステッピング・モータ制御装置としてのモータ制御回路１４は、回転制御時にディケイ設定をファーストディケイ設定にして、モータ駆動回路１５によって回転駆動されるキャリッジ駆動用モータ８１に対して回転制御を実行する。また、ホールド制御時には、ディケイ設定をスローディケイ設定に切り換えて、モータ駆動回路１５によって回転駆動されるキャリッジ駆動用モータ８１に対してホールド制御を実行する。
【００５２】
つまり、具体的には、記録紙Ｐに対して記録実行中にキャリッジ６２を主走査方向に往復動させる時は、図５に示したモータ駆動回路１５に出力するシリアル伝送データにおいて、ＤＥ１及びＤＥ２に０を指定した状態（ファーストディケイ設定）で、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＡ１〜ＩＡ４、及びＢ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＢ１〜ＩＢ４の値を連続的に上昇又は下降させる。そして、異なる電流値で励磁されているＡ相及びＢ相の２相の電流バランスを遷移させることによって、キャリッジ駆動用モータ８１を回転させる。
【００５３】
また、キャリッジ６２をホームポジション等で停止させた状態を維持する時は、図５に示したモータ駆動回路１５に出力するシリアル伝送データにおいて、ＤＥ１及びＤＥ２に１を指定した状態（スローディケイ設定）で、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＡ１〜ＩＡ４、及びＢ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＢ１〜ＩＢ４の値を一定の値に維持する。そして、異なる電流値で励磁されているＡ相及びＢ相の２相の電流バランスを維持することによって、キャリッジ駆動用モータ８１をホールド制御する。
【００５４】
このように、モータ制御回路１４は、回転制御時とホールド制御時とで、チョッピング電流波形のディケイ設定を切り換えて、キャリッジ駆動用モータ８１を駆動制御することが可能な構成を有している。したがって、キャリッジ６２（図１）を主走査方向に往復動させる際には、キャリッジ駆動用モータ８１を、ファーストディケイ設定のチョッピング電流にて回転制御することで、キャリッジ６２をより高速に往復動させることが可能となる。また、キャリッジ６２を停止させてホールド制御する際には、キャリッジ駆動用モータ８１を、スローディケイ設定のチョッピング電流にてホールド制御することで、ホールド制御時に発生する発信音を、ほとんど聞こえないほど小さくできる。
【００５５】
また、他の実施の形態としては、上述した一実施の形態において、キャリッジ６２を主走査方向に往復動させる際に、キャリッジ駆動用モータ８１を、ミックスディケイ設定のチョッピング電流にて回転制御するものが挙げられる。
【００５６】
図９は、図６の符号Ｆで示した部分を拡大して示したものであり、ミックスディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
前述した通り、ミックスディケイ設定の出力電流は、ファーストディケイ設定とスローディケイ設定との両方のチョッピング動作を混合して、図示の如く、その中間程度にチョッピング電流波形の電流減衰領域が鈍っている。ミックスディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域において、符号Ｅ１で示したチョッピング電流波形を全く鈍らせないファーストディケイ設定領域と、符号Ｅ２で示したチョッピング電流波形を鈍らせるスローディケイ設定領域とがある。この、ファーストディケイ設定領域Ｅ１とスローディケイ設定領域Ｅ２との比率は、任意に設定が可能である。
【００５７】
したがって、ファーストディケイ設定領域Ｅ１の比率が高くなれば、ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となり、スローディケイ設定領域Ｅ２の比率が高くなれば、スローディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となる。ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流は、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、ファーストディケイ設定に近い、急な加速及び減速回転制御が可能となる。
【００５８】
このようにして、ミックスディケイ設定の出力電流でも、チョッピング電流波形の電流減衰領域のファーストディケイ設定領域の比率を高くすることで、急な加速及び減速回転制御は可能であるので、当該実施の形態においても本願発明の作用効果を得ることが可能である。
【００５９】
また、上述した実施の形態では、モータ制御回路１４について、ハードウェア回路として説明したが、モータ制御回路１４をマイクロコンピュータ等のソフトウェア・プログラムを実行する装置として構成し、前述したモータ制御回路１４の制御処理をソフトウェア・プログラムとして構成することもできる。また、この場合に、このソフトウェア・プログラムをフロッピィ・ディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録しておくこともできる。
【００６０】
さらに、インクジェット式記録装置５０に搭載されたキャリッジ駆動用モータ以外のステッピング・モータの制御においても本願発明の実施は可能であり、本願発明による作用効果を得ることができるものである。
【００６１】
尚、本願発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００６２】
【発明の効果】
本願発明によれば、ファーストディケイ設定のみ、又はミックスディケイ設定のみによる従来のステッピング・モータ制御と比較して、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくしたステッピング・モータ制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る記録装置の一実施の形態を示した概略の平面図である。
【図２】本願発明に係る記録装置の一実施の形態を示した概略の側面図である。
【図３】本願発明に係るインクジェット記録装置のブロック図である。
【図４】本願発明に係るインクジェット記録装置の各種モータ制御部の一つであるキャリッジモータ制御部の構成を示したブロック図である。
【図５】本願発明に係るキャリッジモータ制御部においてモータ駆動回路１５がモータ制御回路１４から入力するシリアルデータと、それに対するモータ駆動回路１５の出力を示したものである。
【図６】図５におけるステートＮｏ．とＢ相の電流出力比Ｉｏｕｔとの関係をグラフに示したものである。
【図７】図６のグラフにおいて、チョッピング電流波形部分を拡大して示したものであり、ファーストディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
【図８】図６のグラフにおいて、チョッピング電流波形部分を拡大して示したものであり、スローディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
【図９】図６のグラフにおいて、チョッピング電流波形部分を拡大して示したものであり、ミックスディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
【符号の説明】
１ 制御部
１４ モータ制御回路
１５ モータ駆動回路
３１ 各種モータ制御部
５０ インクジェット式記録装置
６２ キャリッジ
８１ キャリッジ駆動用モータ
３１１ キャリッジ駆動用モータ制御部
【発明の属する技術分野】
本願発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置、ステッピング・モータ制御方法、該ステッピング・モータ制御装置を備えたインクジェット式記録装置等の記録装置、及びステッピング・モータ制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピング・モータの駆動制御方式の一つとして、公知の技術であるチョッパー制御は、ステッピング・モータを定電流駆動させて回転制御する制御方式である。チョッパー制御は、電流出力を規則的な時間間隔で断続することによって、任意の定電流を得る制御方式である。チョッパー制御に限らず、ステッピング・モータの駆動制御回路は、市販のステッピング・モータ駆動制御用ＩＣを使用して駆動制御回路を構成するのが一般的である。そして、一般的にチョッパー制御によるステッピング・モータ駆動用ＩＣは、出力電流のチョッピング電流の電流減衰モードであるディケイ設定が可能な構成となっている。
【０００３】
ディケイ設定には、電流出力のパルス波形の上側と下側の両側をチョッピングして、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないファーストディケイ設定と、電流出力のパルス波形の上側のみチョッピングして、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるスローディケイ設定と、ファーストディケイ設定とスローディケイ設定との両方のチョッピング動作を混合して、その中間程度にチョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるミックスディケイ設定とがある。
【０００４】
ファーストディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないので、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御が可能である。一方、スローディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるので、応答性が悪く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御はできない。つまり、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせることによって、応答性は悪くなり、ステッピング・モータの回転制御における加速及び減速回転制御特性が低下していくことになる。
【０００５】
例えば、インクジェット式記録装置等の記録装置において、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを主走査方向に駆動制御するキャリッジ駆動用モータとして、ステッピング・モータが広く採用されている。この、キャリッジ駆動用モータは、一主走査パス毎に加速回転、定速回転、減速回転、回転停止を繰り返して、キャリッジを主走査方向に往復動させる如く回転制御される。キャリッジを高速に往復動させることによって、記録実行のスループットは向上するので、チョッピング電流波形のディケイ設定は、可能な限り出力電流の応答性が良いディケイ設定であることが望ましいといえる。
【０００６】
ところで、ファーストディケイ設定やミックスディケイ設定のチョッピング電流によって、ステッピング・モータをホールド制御すると、チョッピングによる耳障りな発信音が発生する。これは、チョッピング電流波形の微少な電流変動により生じるもので、この電流変動の量が多いほど、発信音は大きくなる。そして、このチョッピング電流波形の電流変動の量は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないファーストディケイ設定時が最も大きく、チョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせるほど小さくなる。したがって、ファーストディケイ設定時には、大きな発信音が発生し、スローディケイ設定時には、ほとんど聞こえないほど小さな発信音になる。
【０００７】
つまり、ファーストディケイ設定にすると、加速及び減速特性は向上するものの、ホールド制御時に耳障りな発信音が発生する。そして、スローディケイ設定にすると、加速及び減速性能は低下するものの、ホールド制御時に耳障りな発信音が発生しない。
【０００８】
このように、ディケイ設定による加速及び減速特性の向上に伴って、ホールド制御時の耳障りな発信音が増加する。そのため、従来ディケイ設定は、仕様上必要とされる加速及び減速性能が得られる範囲内で、可能な限りチョッピング電流波形の電流減衰領域を鈍らせたミックスディケイ設定に設定されており、それによって、仕様上必要とされる加速及び減速性能を得つつ、ホールド制御時の耳障りな発信音を可能な限り小さくしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年のインクジェット式記録装置においては、より高品位な記録画質とともに、より高速に記録実行可能であることも要求されつつある。そのため、より急な加速及び減速回転制御が可能なファーストディケイ設定のステッピング・モータ制御によって、より高速にキャリッジを駆動する必要が生じてくる。しかしながら、上述したように、ファーストディケイ設定においては、ホールド制御時に大きな発信音が発生し、ユーザーに不快感を与える虞がある。
【００１０】
そのため、従来は、ホールド制御時の耳障りな発信音を小さくするために、ミックスディケイ設定に設定せざるを得なかったので、キャリッジ駆動速度の高速化にはおのずと限界があった。しかも、ミックスディケイ設定におけるホールド制御時の発信音は、ファーストディケイ設定のそれと比較して小さいものの、人間の耳に聞こえる大きさの音であり、特に静かな使用環境においては、ユーザーが耳障りな音として感じる虞がある。また、場合によっては、仕様上必要とされる加速及び減速性能を得るべく、ホールド制御時の発信音に目をつぶって、やむなくファーストディケイ設定を選択していたのが現状であった。
【００１１】
本願発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、ファーストディケイ設定のみ、又はミックスディケイ設定のみによる従来のステッピング・モータ制御と比較して、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくしたステッピング・モータ制御を可能にすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行する手段と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手段とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置である。
【００１３】
前述した通り、ファーストディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域を全く鈍らせないので、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御が可能である。一方、スローディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の微少な電流変動が小さいので、ステッピング・モータのホールド制御時に、ほとんど聞こえないほど小さな発信音しか発生しない。
【００１４】
したがって、回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行するので、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えてホールド制御を実行するので、ホールド制御時の発信音をほとんど聞こえないほど小さい。
【００１５】
これにより、本願請求項１に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によれば、ファーストディケイ設定の回転制御によって、より急な加速及び減速回転制御を可能にしつつ、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくすることが可能になる。
【００１６】
本願請求項２に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行する手段と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手段とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置である。
【００１７】
ミックスディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域において、チョッピング電流波形を全く鈍らせないファーストディケイ設定領域と、チョッピング電流波形を鈍らせるスローディケイ設定領域とがある。この、ファーストディケイ設定領域とスローディケイ設定領域との比率は、任意に設定が可能である。したがって、ファーストディケイ設定領域の比率が高くなれば、ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となり、スローディケイ設定領域の比率が高くなれば、スローディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となる。
【００１８】
そのため、ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流は、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、ファーストディケイ設定に近い、急な加速及び減速回転制御が可能となる。よって、ミックスディケイ設定の出力電流でも、チョッピング電流波形の電流減衰領域のファーストディケイ設定領域の比率を高くすることで、急な加速及び減速回転制御は可能である。一方、スローディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の微少な電流変動が小さいので、ステッピング・モータのホールド制御時に、ほとんど聞こえないほど小さな発信音しか発生しない。
【００１９】
したがって、回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行するので、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えてホールド制御を実行するので、ホールド制御時の発信音をほとんど聞こえないほど小さい。
【００２０】
これにより、本願請求項２に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によれば、ミックスディケイ設定の回転制御によって、より急な加速及び減速回転制御を可能にしつつ、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくすることが可能になる。
【００２１】
本願請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記ステッピング・モータは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に駆動制御する、記録装置に備えられたキャリッジ駆動用モータである、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置である。
【００２２】
記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復動させ、記録紙にインクを吐出して記録を行う記録装置においては、より高速にキャリッジを主走査方向に往復動させることによって、記録実行のスループットを向上させることができる。また、このような記録装置は、ほとんどの場合、一般家庭やオフィス等で使用されるので、記録実行に際して低騒音であることが望まれる。
【００２３】
本願請求項３に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によれば、記録装置のキャリッジ駆動用モータを、請求項１又は２に記載の発明に係るステッピング・モータ制御装置によって制御することで、より高速にキャリッジを主走査方向に往復動させることが可能となり、記録装置の記録実行のスループットが向上する。そして、それとともに、ステッピング・モータのホールド制御によって、キャリッジが停止しているホールド制御時の発信音を小さくすることができるので、記録実行に際して低騒音な記録装置が可能になるという作用効果が得られる。
【００２４】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のステッピング・モータ制御装置を備えた記録装置である。
本願請求項４に記載の発明に係る記録装置によれば、記録装置において、前述した本願請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明による作用効果を得ることができる。
【００２５】
本願請求項５に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御方法であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行し、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御方法である。本願請求項５に記載の発明に係るステッピング・モータ制御方法によれば、前述した本願請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
本願請求項６に記載の発明は、チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御方法であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行し、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御方法である。本願請求項６に記載の発明に係るステッピング・モータ制御方法によれば、前述した本願請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
本願請求項７に記載の発明は、ステッピング・モータを、チョッパー制御によって駆動制御するステッピング・モータ制御手順をコンピュータに実行させるステッピング・モータ制御プログラムであって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行する手順と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手順とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御プログラムである。
【００２８】
本願請求項７に記載の発明に係るステッピング・モータ制御プログラムによると、前述した本願請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、ステッピング・モータ制御プログラムを実行することができる任意のステッピング・モータ制御装置に、前述した本願請求項１に記載の発明と同様の作用効果をもたらすことができる。
【００２９】
本願請求項８に記載の発明は、ステッピング・モータを、チョッパー制御によって駆動制御するステッピング・モータ制御手順をコンピュータに実行させるステッピング・モータ制御プログラムであって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行する手順と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手順とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御プログラムである。
【００３０】
本願請求項８に記載の発明に係るステッピング・モータ制御プログラムによると、前述した本願請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、ステッピング・モータ制御プログラムを実行することができる任意のステッピング・モータ制御装置に、前述した本願請求項２に記載の発明と同様の作用効果をもたらすことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明に係る記録装置の一実施の形態を示した概略の平面図であり、図２はその側面図である。
【００３２】
記録装置５０には、記録紙Ｐに記録を実行する記録手段として、キャリッジガイド軸５１に軸支され、主走査方向Ｘに移動するキャリッジ６１が設けられている。キャリッジ６１は、図示していない無端ベルトを介して、回転駆動力により主走査方向に駆動制御される。キャリッジ６１には、記録紙Ｐにインクを吐出して記録を行う記録ヘッド６２が搭載されている。記録ヘッド６２と対向して、記録ヘッド６２のヘッド面と記録紙Ｐとのギャップを規定するプラテン５２が設けられている。そして、キャリッジ６１を主走査方向Ｘに搬送し、キャリッジ６１とプラテン５２の間に記録紙Ｐを副走査方向Ｙに間欠的に搬送しながら、記録ヘッド６２が記録紙Ｐにインクを吐出することで記録紙Ｐに記録が行われる。
【００３３】
給紙トレイ５８は、例えば普通紙やフォト紙等の記録紙Ｐを給紙可能な構成となっており、記録紙Ｐを自動給紙するためのＡＳＦ（オート・シート・フィーダー）が設けられている。ＡＳＦは、給紙トレイに設けられた２つの給紙ローラ５７及び図示してない分離パッドを有する自動給紙機構である。給紙ローラ５７は、回転駆動力により回転制御され、側面視Ｄ形の外形形状を有している。
【００３４】
この２つの給紙ローラ５７の１つは、給紙トレイ５８の一方側に配置され、もう１つの給紙ローラ５７は、記録紙ガイド５９に取り付けられており、記録紙ガイド５９は、記録紙Ｐの幅に合わせて符号Ａで示した矢印の方向に摺動可能に給紙トレイ５８に設けられている。そして、給紙ローラ５７の回転駆動力と、分離パッドの摩擦抵抗により、給紙トレイ５８に置かれた複数の記録紙Ｐを給紙する際に、複数の記録紙Ｐが一度に給紙されることなく、１枚ずつ正確に自動給紙される。
【００３５】
そして、ＡＳＦにより自動給紙された記録紙Ｐは、給紙ローラ５７より副走査方向Ｙの下流側に配設された記録紙搬送手段により、記録実行領域側となる副走査方向Ｙの下流側に向けて、所定の紙送り量で間欠的に搬送される。
【００３６】
記録紙Ｐを副走査方向Ｙに間欠的に搬送する記録紙搬送手段として、紙送り駆動ローラ５３と紙送り従動ローラ５４が設けられている。紙送り駆動ローラ５３は、回転駆動力により回転制御され、紙送り駆動ローラ５３の回転により、記録紙Ｐは副走査方向Ｙに搬送される。紙送り従動ローラ５４は、複数設けられており、それぞれ個々に紙送り駆動ローラ５３に付勢され、記録紙Ｐが紙送り駆動ローラ５３の回転により搬送される際に、記録紙Ｐに接しながら記録紙Ｐの搬送に従動して回転する。
【００３７】
紙送り駆動ローラ５３の表面には、高摩擦抵抗を有する皮膜が施されている。紙送り従動ローラ５４によって、紙送り駆動ローラ５３の表面に押しつけられた記録紙Ｐは、その表面の摩擦抵抗によって紙送り駆動ローラ５３の表面に密着し、紙送り駆動ローラ５３の回転によって副走査方向に搬送される。
【００３８】
また、給紙ローラ５７と紙送り駆動ローラ５３との間には、従来技術において公知の技術による紙検出器６３が配設されている。紙検出器６３は、立位姿勢への自己復帰習性が付与され、かつ記録紙搬送方向にのみ回動し得るよう記録紙Ｐの搬送経路内に突出する状態で枢支されたレバーを有し、このレバーの先端が記録紙Ｐに押されることでレバーが回動し、それによって記録紙Ｐが検出される構成を成す検出器である。紙検出器６３は、給紙ローラ５７より給紙された記録紙Ｐの始端位置、及び終端位置を検出し、その検出位置に合わせて記録領域が決定され、記録が実行される。
【００３９】
一方、記録された記録紙Ｐを排紙する手段として、排紙駆動ローラ５５と排紙従動ローラ５６が設けられている。排紙駆動ローラ５５は、回転駆動力により回転制御され、排紙駆動ローラ５５の回転により、記録紙Ｐは副走査方向Ｙに排紙される。排紙従動ローラ５６は、周囲に複数の歯を有し、各歯の先端が記録紙Ｐの記録面に点接触するように鋭角的に尖っている歯付きローラになっている。複数の排紙従動ローラ５６は、それぞれ個々に排紙駆動ローラ５５に付勢され、記録紙Ｐが排紙駆動ローラ５５の回転により排紙される際に、記録紙Ｐに接して記録紙Ｐの排紙に従動して回転する。
【００４０】
そして、給紙ローラ５７や紙送り駆動ローラ５３、および排紙駆動ローラ５５を回転駆動する図示していない回転駆動力、並びにキャリッジ６１を主走査方向に駆動する図示していない回転駆動力は、ステッピング・モータであり制御部１によって回転制御される。
【００４１】
図３は、本願発明に係るインクジェット記録装置５０のブロック図である。 制御部１は各種記録処理の制御を行う。制御部１において、中央演算処理装置ＭＰＵ２４では各種処理の演算処理が行われる。ＲＯＭ２１には、ＭＰＵ１１の演算処理に必要なソフトウェア・プログラム及びデータがあらかじめ記憶されている。ＲＡＭ２２は、ソフトウェア・プログラムの一時的な記憶領域、ＭＰＵ２４の作業領域等として使用される。また、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体２３には、ＭＰＵ２４における演算処理結果の所定のデータが格納され、インクジェット記録装置５０の電源断の間においても該データを保持する構成となっている。
【００４２】
さらに、制御部１は、外部装置とのインターフェース機能を有するインターフェース部２７を介して、図示していないパーソナルコンピューター等の情報処理装置と接続され、情報処理装置との間において、各種情報やデータの入出力が可能な構成となっている。そして、Ｉ／Ｏ２５は、ＭＰＵ２４における演算処理結果に基づいて、入出力部２６を介して各種モータ制御部３１や記録ヘッドドライバ３３に対して出力制御を行い、かつ各種センサー３２からの入力情報等を入力する。
【００４３】
各種モータ制御部３１は、給紙ローラ５７や紙送り駆動ローラ５３、および排紙駆動ローラ５５を回転駆動する図示していない回転駆動力、並びにキャリッジ６１を主走査方向に駆動する図示していない回転駆動力であるステッピング・モータを回転駆動するステッピング・モータ駆動回路であり、制御部１によって回転駆動制御される。記録ヘッドドライバ３３は、記録紙に記録処理を行う記録ヘッド６２に接続され、記録ヘッド６２に対して記録処理の制御を行うドライバである。また、各種センサー３２は、インクジェット記録装置５０の各種状態情報を検出し、入出力部２６を介してＩ／Ｏ２５に出力する。
【００４４】
図４は、各種モータ制御部３１の一つであるキャリッジモータ制御部の構成を示したブロック図である。
キャリッジ駆動用モータ制御部３１１は、本願発明に係るステッピング・モータ制御装置としてのモータ制御回路１４と、モータドライバとしてのモータ駆動回路１５とで構成されている。モータ制御回路１４は、入出力部２６を介して、制御部１からの制御データを入力し、シリアルデータ伝送手順によって、デジタル制御信号をモータ駆動回路１５に対して出力する。モータ制御回路１４は、信号パルスとしてクロックを、モータ駆動回路１５に対して出力する。モータ駆動回路１５は、モータ制御回路１４から出力されるデジタル制御信号とクロックを、電力信号パルスに変換してステッピング・モータであるキャリッジ駆動用モータ８１をチョッパー制御によって回転駆動する。尚、モータ駆動回路１５は、当該実施の形態においては、ステッピング・モータ駆動用ＩＣで構成されている。
【００４５】
図５は、モータ駆動回路１５にモータ制御回路１４から入力するシリアル伝送データと、それに対するモータ駆動回路１５の出力を示したものである。
キャリッジ駆動用モータ８１は、Ａ相とＢ相の２つの巻き線を有する２相ステッピング・モータである。図５において、ＩＡ１〜ＩＡ４は、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定する。したがって、このＩＡ１〜ＩＡ４のデータを連続的に変化させることによって、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを連続的に上昇、又は下降させることができる。ＤＥ１は、Ａ相に出力するチョッピング電流のディケイ設定を指定する。当該実施の形態においては、０を指定するとファーストディケイ設定、１を指定するとスローディケイ設定になる。尚、モータ駆動回路１５を構成しているステッピング・モータ駆動用ＩＣには、図示していないＭＤ端子が設けられており、ＤＥ１及びＤＥ２で０を指定し、このＭＤ端子に所定の電圧を印可することによって、ミックスディケイ設定にすることが可能である。そして、このＭＤ端子への印可電圧の電圧値によって、ファーストディケイ設定領域とスローディケイ設定領域の比率を設定することができる。
【００４６】
ＰＨ１は、出力端子Ａ又はＡ−（Ａバー）のどちらにチョッピング電流を出力するかを選択する出力モードを指定する。当該実施の形態においては、出力モードは、ＰＨ１を０に指定すると出力端子Ａが、１を指定すると出力端子Ａ−の出力モードがＬ（ロー）になり、出力モードがＬになっている出力端子からチョッピング電流が出力される。また、Ａ相のＩＡ１〜ＩＡ４と同様に、Ｂ相のＩＢ１〜ＩＢ４は、Ｂ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定する。そして、Ａ相のＤＥ１及びＰＨ１と同様に、ＤＥ２及びＰＨ２は、Ｂ相のディケイ設定及びＢ相の出力モードを指定する。尚、同図において、＊は、０又は１どちらでもよいことを示している。
【００４７】
キャリッジ駆動用モータ８１は、Ａ相とＢ相の２相が異なる電流出力比Ｉｏｕｔの電流値で励磁されている。そして、Ａ相及びＢ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを、ステートＮｏ．０〜Ｎｏ．３１に示した如く、それぞれ連続的に上昇、又は下降させ、Ａ相及びＢ相の２相の電流バランスを遷移させることによって、キャリッジ駆動用モータ８１は回転する。
【００４８】
図６は、図５におけるステートＮｏ．とＢ相の電流出力比Ｉｏｕｔとの関係をグラフに示したものである。
図示した如く、電流出力比Ｉｏｕｔを遷移させるにあたって、モータ駆動回路１５は、出力する電流をスイッチング制御して一定の電流値を得る、周知のチョッパー制御（定電流制御）によって出力電流値の遷移を実現している。スイッチング、つまり出力する電流のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことによって、電力パルスを発生させ、ＯＮ時間とＯＦＦ時間をコントロールすることで、ステッピング・モータのＡ相及びＢ相を励磁する電流値の上昇及び下降、並びに定電流を実現している。符号Ｃで示した領域においては、出力電流はＯＮ状態で、電流値は上昇する。符号Ｄで示した領域においては、出力電流はＯＦＦ状態で、電流値は下降する。そして、符号Ｅで示した領域においては、出力電流はスイッチング制御によって、定電流が維持される。
【００４９】
図７は、図６の符号Ｆで示した部分を拡大して示したものであり、ファーストディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
前述した通り、ファーストディケイ設定の出力電流は、電流出力のパルス波形の上側と下側の両側をチョッピングするので、図示の如く、チョッピング電流波形の電流減衰領域が全く鈍っていない。そのため、ファーストディケイ設定の出力電流は、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御が可能である反面、符号ａで示したチョッピング電流波形の電流変動幅が大きいので、ステッピング・モータのホールド制御時に耳障りな発信音が発生する。
【００５０】
図８は、図６の符号Ｆで示した部分を拡大して示したものであり、スローディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
前述した通り、スローディケイ設定の出力電流は、電流出力のパルス波形の上側のみチョッピングするので、図示の如く、チョッピング電流波形の電流減衰領域が鈍っている。そのため、スローディケイ設定の出力電流は、応答性が悪く、ステッピング・モータの回転制御において、急な加速及び減速回転制御はできない反面、符号ａで示したチョッピング電流波形の電流変動幅が小さいので、ステッピング・モータのホールド制御時の発信音は、ほとんど聞こえないほど小さい。
【００５１】
当該実施の形態において、本願発明に係るステッピング・モータ制御装置としてのモータ制御回路１４は、回転制御時にディケイ設定をファーストディケイ設定にして、モータ駆動回路１５によって回転駆動されるキャリッジ駆動用モータ８１に対して回転制御を実行する。また、ホールド制御時には、ディケイ設定をスローディケイ設定に切り換えて、モータ駆動回路１５によって回転駆動されるキャリッジ駆動用モータ８１に対してホールド制御を実行する。
【００５２】
つまり、具体的には、記録紙Ｐに対して記録実行中にキャリッジ６２を主走査方向に往復動させる時は、図５に示したモータ駆動回路１５に出力するシリアル伝送データにおいて、ＤＥ１及びＤＥ２に０を指定した状態（ファーストディケイ設定）で、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＡ１〜ＩＡ４、及びＢ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＢ１〜ＩＢ４の値を連続的に上昇又は下降させる。そして、異なる電流値で励磁されているＡ相及びＢ相の２相の電流バランスを遷移させることによって、キャリッジ駆動用モータ８１を回転させる。
【００５３】
また、キャリッジ６２をホームポジション等で停止させた状態を維持する時は、図５に示したモータ駆動回路１５に出力するシリアル伝送データにおいて、ＤＥ１及びＤＥ２に１を指定した状態（スローディケイ設定）で、Ａ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＡ１〜ＩＡ４、及びＢ相に出力するチョッピング電流の電流出力比Ｉｏｕｔを指定するＩＢ１〜ＩＢ４の値を一定の値に維持する。そして、異なる電流値で励磁されているＡ相及びＢ相の２相の電流バランスを維持することによって、キャリッジ駆動用モータ８１をホールド制御する。
【００５４】
このように、モータ制御回路１４は、回転制御時とホールド制御時とで、チョッピング電流波形のディケイ設定を切り換えて、キャリッジ駆動用モータ８１を駆動制御することが可能な構成を有している。したがって、キャリッジ６２（図１）を主走査方向に往復動させる際には、キャリッジ駆動用モータ８１を、ファーストディケイ設定のチョッピング電流にて回転制御することで、キャリッジ６２をより高速に往復動させることが可能となる。また、キャリッジ６２を停止させてホールド制御する際には、キャリッジ駆動用モータ８１を、スローディケイ設定のチョッピング電流にてホールド制御することで、ホールド制御時に発生する発信音を、ほとんど聞こえないほど小さくできる。
【００５５】
また、他の実施の形態としては、上述した一実施の形態において、キャリッジ６２を主走査方向に往復動させる際に、キャリッジ駆動用モータ８１を、ミックスディケイ設定のチョッピング電流にて回転制御するものが挙げられる。
【００５６】
図９は、図６の符号Ｆで示した部分を拡大して示したものであり、ミックスディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
前述した通り、ミックスディケイ設定の出力電流は、ファーストディケイ設定とスローディケイ設定との両方のチョッピング動作を混合して、図示の如く、その中間程度にチョッピング電流波形の電流減衰領域が鈍っている。ミックスディケイ設定の出力電流は、チョッピング電流波形の電流減衰領域において、符号Ｅ１で示したチョッピング電流波形を全く鈍らせないファーストディケイ設定領域と、符号Ｅ２で示したチョッピング電流波形を鈍らせるスローディケイ設定領域とがある。この、ファーストディケイ設定領域Ｅ１とスローディケイ設定領域Ｅ２との比率は、任意に設定が可能である。
【００５７】
したがって、ファーストディケイ設定領域Ｅ１の比率が高くなれば、ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となり、スローディケイ設定領域Ｅ２の比率が高くなれば、スローディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流となる。ファーストディケイ設定に近いミックスディケイ設定の出力電流は、応答性が良く、ステッピング・モータの回転制御において、ファーストディケイ設定に近い、急な加速及び減速回転制御が可能となる。
【００５８】
このようにして、ミックスディケイ設定の出力電流でも、チョッピング電流波形の電流減衰領域のファーストディケイ設定領域の比率を高くすることで、急な加速及び減速回転制御は可能であるので、当該実施の形態においても本願発明の作用効果を得ることが可能である。
【００５９】
また、上述した実施の形態では、モータ制御回路１４について、ハードウェア回路として説明したが、モータ制御回路１４をマイクロコンピュータ等のソフトウェア・プログラムを実行する装置として構成し、前述したモータ制御回路１４の制御処理をソフトウェア・プログラムとして構成することもできる。また、この場合に、このソフトウェア・プログラムをフロッピィ・ディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録しておくこともできる。
【００６０】
さらに、インクジェット式記録装置５０に搭載されたキャリッジ駆動用モータ以外のステッピング・モータの制御においても本願発明の実施は可能であり、本願発明による作用効果を得ることができるものである。
【００６１】
尚、本願発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００６２】
【発明の効果】
本願発明によれば、ファーストディケイ設定のみ、又はミックスディケイ設定のみによる従来のステッピング・モータ制御と比較して、より急な加速及び減速回転制御が可能であるとともに、ホールド制御時にステッピング・モータから発生する耳障りな発信音を人間の耳に聞こえないレベルまで小さくしたステッピング・モータ制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る記録装置の一実施の形態を示した概略の平面図である。
【図２】本願発明に係る記録装置の一実施の形態を示した概略の側面図である。
【図３】本願発明に係るインクジェット記録装置のブロック図である。
【図４】本願発明に係るインクジェット記録装置の各種モータ制御部の一つであるキャリッジモータ制御部の構成を示したブロック図である。
【図５】本願発明に係るキャリッジモータ制御部においてモータ駆動回路１５がモータ制御回路１４から入力するシリアルデータと、それに対するモータ駆動回路１５の出力を示したものである。
【図６】図５におけるステートＮｏ．とＢ相の電流出力比Ｉｏｕｔとの関係をグラフに示したものである。
【図７】図６のグラフにおいて、チョッピング電流波形部分を拡大して示したものであり、ファーストディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
【図８】図６のグラフにおいて、チョッピング電流波形部分を拡大して示したものであり、スローディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
【図９】図６のグラフにおいて、チョッピング電流波形部分を拡大して示したものであり、ミックスディケイ設定時のチョッピング電流波形を示したものである。
【符号の説明】
１ 制御部
１４ モータ制御回路
１５ モータ駆動回路
３１ 各種モータ制御部
５０ インクジェット式記録装置
６２ キャリッジ
８１ キャリッジ駆動用モータ
３１１ キャリッジ駆動用モータ制御部
Claims (8)
- チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行する手段と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手段とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置。
- チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御装置であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行する手段と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手段とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置。
- 請求項１又は２において、前記ステッピング・モータは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に駆動制御する、記録装置に備えられたキャリッジ駆動用モータである、ことを特徴としたステッピング・モータ制御装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載のステッピング・モータ制御装置を備えた記録装置。
- チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御方法であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行し、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御方法。
- チョッパー制御によって、ステッピング・モータを駆動制御するステッピング・モータ制御方法であって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行し、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御方法。
- ステッピング・モータを、チョッパー制御によって駆動制御するステッピング・モータ制御手順をコンピュータに実行させるステッピング・モータ制御プログラムであって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をファーストディケイに設定して回転制御を実行する手順と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手順とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御プログラム。
- ステッピング・モータを、チョッパー制御によって駆動制御するステッピング・モータ制御手順をコンピュータに実行させるステッピング・モータ制御プログラムであって、前記ステッピング・モータの回転制御時には、チョッピング電流のディケイ設定をミックスディケイに設定して回転制御を実行する手順と、前記ステッピング・モータの停止位置を維持する制御時には、前記チョッピング電流のディケイ設定をスローディケイに切り換えて、停止位置を維持する制御を実行する手順とを有する、ことを特徴としたステッピング・モータ制御プログラム。
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