JP4507704B2 - 印刷装置、及びその制御方法 - Google Patents
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Description
このような印刷装置によれば、前記制御量に基づいて前記モータを制御した場合に生じ得る前記可動部の加速度を算出し、その加速度の大きさが所定値を超える場合に、前記制御量を制限する。従って、可動部を駆動するモータに加わる負荷が変動する場合であっても、当該可動部に過大な加速度が生じることを確実に防ぐことができる。
このような印刷装置によれば、前記等速制御と前記不等速制御とのそれぞれに対して最適な所定値を設定することができて、可動部に過大な加速度が生じることをより確実に防ぐことができる。
このような印刷装置によれば、所謂比例制御が行われる。従って、高精度に可動部を制御可能となる。
このような印刷装置によれば、所謂比例積分制御が行われる。従って、より高精度に可動部を制御可能となる。
このような印刷装置によれば、所謂比例積分微分制御が行われる。従って、より高精度に可動部を制御可能となる。
このような印刷装置によれば、過去の制御量と、それによって生じた可動部の加速度実績値との関係を用いて、現時点の制御量に対応する前記可動部の加速度を算出する。従って、前記現時点の制御量を制限するか否かを的確に判定することができる。
このような印刷装置によれば、前記第1時点及び第2時点の制御量と、これらに対応する前記第1の加速度実績値及び第2の加速度実績値に関するデータとは、所定周期で更新されながら記憶されている。よって、常に、更新値を用いて一次補間を行うことができるので、モータに加わる負荷が経時的に変化する場合であっても、現時点の制御量によって生じ得る加速度を高い予測精度で算出可能となる。
このような印刷装置によれば、キャリッジを駆動するためのモータの負荷は、インクの消費に伴って小さくなる。しかし、本発明では、制御量に基づいて前記モータを制御した場合に生じ得る前記キャリッジの加速度を算出し、この加速度に基づいて前記制御量を制限する。従って、上述のようにモータの負荷が小さくなっても、キャリッジに過大な加速度が生じることを防止することができる。
このような印刷装置によれば、既述のほぼ全ての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
まず、図1を参照しつつ、印刷装置の全体構成について説明する。図1は、本発明に係る印刷装置の一実施例としてのインクジェットプリンタ20の主要な構成を示す概略斜視図である。
次に、図2を参照しつつ、プリンタ20の電気的な構成について説明する。図2は、プリンタ20の電気的な構成を示すブロック図である。
次に、図3、及び、図4を参照しつつ、キャリッジモータ60の制御部の構成について説明する。図3は、キャリッジモータ60の制御部の構成を示すブロック図である。図4は、モータ駆動信号Sdrと、キャリッジモータ60の特性との関係を示す説明図である。
QP(j)=△V(j)×Kp ……(1)
QI(j)=QI(j−1)+△V(j)×Ki ……(2)
QD(j)={△V(j)−△V(j−1)}×Kd ……(3)
ΣQ(j)=QP(j)+QI(j)+QD(j) ……(4)
ここで、Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲイン、Kdは微分ゲインである。また、出力QP、QI、QDは、所定の出力周期Δtcで出力され、上記のjは現時点を、またj−1は、前記現時点jよりも前記出力周期Δtcだけ前の前回時点を表している。
次に、図5を参照しつつ印刷ヘッド52による印刷動作の概要について説明する。図5は、印刷動作の概要を説明するための図である。
前述したことから、前記PID出力値ΣQと、キャリッジ50に与えられる駆動力とは比例関係にある。従って、PID出力値ΣQが大きい程、キャリッジ50は大きな駆動力で動かされ、結果としてキャリッジ50の加速度aは大きくなる。但し、この加速度aがあまりにも過大であると、インク滴の吐出を乱す等という悪影響を印刷動作に与えてしまい、高品質な印刷を行えなくなる。
<<<加速度a(j)の予測方法>>>
ステップS220で行われる加速度a(j)の予測は、過去のPID出力実績値と、それによって生じた加速度実績値とを用いて、現時点のPID出力値ΣQ(j)に対して一次補間を行うことによって達成される。
ちなみに上述のようにして求められる加速度a(j)を式で表現すると、次の式(5)のようになる。
a(j)=[(aa−ab)/(ΣQa−ΣQb)]×(ΣQ(j)−ΣQa)+aa
…… (5)
よって、このような加速度a(j)の予測は、前記加速度実績値aa,ab及びPID出力実績値ΣQa,ΣQbを前記EEPROM114に記憶するようにするとともに、前記リミッター回路218に、式(5)を演算するための演算回路を設けることで達成される。
a(j−1)=[V(j)−V(j−1)]/Δtc ……(6)
a(j−2)=[V(j−1)−V(j−2)]/Δtc ……(7)
図6のステップS230で予測された加速度a(j)が、上下限値alimit,―alimitで規定される範囲から外れている場合には、ステップS250へ移行して、PID出力値ΣQ(j)に制限をかけることになる。ここでは、この制限の程度について、その一例を示しつつ説明する。
前述の実施形態に係るリミッター回路218は、図6のステップS230に示すように加速度の上下限値alimit,−alimitを一組しか備えていなかったが、この変形例においては、互いに異なる三組の上下限値alimit,−alimitを備えており、キャリッジ50の速度制御の状態に応じて使い分けるようになっている。すなわち、図5の加速制御期間においてPID出力値ΣQを制限するか否かの判定用に、加速制御用の上下限値alimit,−alimitが用意されており、等速制御期間においては、等速制御用の上下限値alimit,−alimitが、また、減速制御期間においては、減速制御用の上下限値alimit,−alimitが、それぞれに用意されている。
以上、いくつかの実施の形態に基づき本発明に係る印刷装置等を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
34 紙送りローラ、40 プラテン、50 キャリッジ、52 印刷ヘッド、
54 ブラックインクカートリッジ、56 カラーインクカートリッジ、
60 キャリッジモータ、62 牽引ベルト、64 ガイドレール、
70 リニアエンコーダ、72 符号板、74 フォトセンサ、
102 主制御回路、104 CPU、110 ROM、112 RAM、
114 EEPROM、120 インターフェース回路、
130 紙送りモータ駆動回路、140 ヘッド駆動回路、
150 CRモータ駆動回路、152 ベースドライブ回路、
154 DC−DCコンバータ、200 CRモータ制御回路、
202 第1の減算器、204 目標回転速度発生回路、206 第2の減算器、
210 比例要素、212 積分要素、214 微分要素、216 加算器、
220 デューティ回路、218 リミッター回路、230 位置演算回路、
232 速度演算回路
Claims (10)
- モータによって駆動される可動部と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた制御量に基づいて前記モータを制御する制御部とを備えた印刷装置において、
前記制御部は、前記制御量を所定周期で生成し、該制御量が生成される度に、過去の複数の時点における、検出された前記可動部の加速度と制御量との関係に基づいて、生成された前記制御量に対応する加速度であって、前記モータを制御した場合に生じ得る前記可動部の加速度を予測し、
該予測された加速度の大きさが所定値を超える場合に、前記制御量を制限することを特徴とする印刷装置。 - 請求項1に記載の印刷装置において、
前記目標回転速度が一定である等速制御を行う場合と、前記目標回転速度が一定ではない不等速制御を行う場合とで、前記所定値が異なっていることを特徴とする印刷装置。 - 請求項1又は2に記載の印刷装置において、
前記制御部は、前記偏差に比例した第1の制御量を出力する比例部を備え、
前記モータの制御に使用される制御量は、前記第1の制御量であることを特徴とする印刷装置。 - 請求項3に記載の印刷装置において、
前記制御部は、前記偏差を積分した第2の制御量を出力する積分部を備え、
前記モータの制御に使用される制御量は、前記第1の制御量に前記第2の制御量を加えたものであることを特徴とする印刷装置。 - 請求項4に記載の印刷装置において、
前記制御部は、前記偏差を微分した第3の制御量を出力する微分部を備え、
前記モータの制御に使用される制御量は、前記第1及び第2の制御量に前記第3の制御量を加えた値であることを特徴とする印刷装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の印刷装置において、
前記制御部は、前記制御量を所定周期で生成するとともに、
過去の第1時点の制御量によって生じた可動部の第1の加速度実績値と、前記第1時点よりも過去の第2時点の制御量によって生じた可動部の加速度実績値とを用いて一次補間を行うことによって、現時点の制御量に基づいて前記モータを制御した場合に生じ得る可動部の加速度を算出して、前記現時点の制御量を制限するか否かを決めることを特徴とする印刷装置。 - 請求項6に記載の印刷装置において、
前記制御部はメモリを有し、
該メモリは、前記第1時点及び第2時点の制御量と、これらに対応する前記第1の加速度実績値及び第2の加速度実績値に関するデータとを、所定周期で更新しながら記憶していることを特徴とする印刷装置。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の印刷装置において、
前記可動部は、印刷媒体に対して相対移動可能に案内されたキャリッジであり、
該キャリッジには、前記印刷媒体に向けてインクを吐出する印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに供給されるインクを収容したインク容器とを備えていることを特徴とする印刷装置。 - モータによって駆動される可動部と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた制御量に基づいて前記モータを制御する制御部とを備えた印刷装置において、
前記可動部は、印刷媒体に対して相対移動可能に案内されたキャリッジであり、該キャリッジには、前記印刷媒体に向けてインクを吐出する印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに供給されるインクを収容したインク容器とを備えており、
前記制御部は、前記偏差に比例した第1の制御量を出力する比例部と、前記偏差を積分した第2の制御量を出力する積分部と、前記偏差を微分した第3の制御量を出力する微分部とを備え、前記モータの制御に使用される制御量は、前記第1の制御量と前記第2の制御量と前記第3の制御量とを加えたものであり、
前記制御部は、前記制御量を所定周期で発生し、
過去の第1時点の制御量によって生じた可動部の第1の加速度実績値に関するデータと、前記第1時点から所定時間だけ過去の第2時点の制御量によって生じた可動部の第2の加速度実績値に関するデータとを、それぞれの制御量に対応させつつ、所定周期で更新しながら記憶するメモリを有し、
前記制御部は、前記第1時点及び第2時点の制御量と、これらに対応する前記第1の加速度実績値及び第2の加速度実績値に関するデータとを用いて一次補間を行うことによって、現時点の制御量に基づいて前記モータを制御した場合に生じ得る前記可動部の加速度を算出し、
該算出された加速度の大きさが所定値を超える場合に、前記現時点の制御量を制限し、
前記所定値は、前記目標回転速度が一定である等速制御を行う場合と、前記目標回転速度が一定ではない不等速制御を行う場合とで異なっていることを特徴とする印刷装置。 - モータによって駆動される可動部と、前記モータの回転速度と目標回転速度との偏差に応じた制御量に基づいて前記モータを制御する制御部とを備えた印刷装置の制御方法において、
前記制御部は、前記制御量を所定周期で生成し、該制御量が生成される度に、過去の複数の時点における、検出された前記可動部の加速度と制御量との関係に基づいて、生成された前記制御量に対応する加速度であって、前記モータを制御した場合に生じ得る前記可動部の加速度を予測するステップと、
該予測された加速度の大きさが所定値を超える場合に、前記制御量を制限するステップとを備えたことを特徴とする制御方法。
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