プリンタの制御装置
【課題】複数のモータが駆動源として存在する駆動制御系において、コギングトルクリップルの影響を抑制し、速度変動等の影響を受け難いプリンタの制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】第１のモータ、第２のモータのそれぞれのコギングトルクリップルを抑制する補正値を加算した第１のフィードフォワード制御系と第２のフィードフォワード制御系とを設け、フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択する。
【解決手段】第１のモータ、第２のモータのそれぞれのコギングトルクリップルを抑制する補正値を加算した第１のフィードフォワード制御系と第２のフィードフォワード制御系とを設け、フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドから被記録材にインクを吐出して記録するインクジェットプリンタに関し、特に、モータ駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを、記録紙等の記録媒体の搬送方向に直交する幅方向に移動し、記録媒体表面に記録を行ういわゆるシリアル型画像プリンタである。シリアル型画像プリンタでは、記録媒体の搬送とキャリッジ走査とによる記録とを交互に繰り返し、記録媒体全体に画像記録を行う。
【０００３】
これらの駆動手段としては、高精度化と低騒音化とを両立させるために、ＤＣモータとエンコーダとを用いたフィードバック制御系が主流である。記録媒体の搬送を行う駆動手段では、停止精度の確保が重要視され、停止前速度の低速化と、停止前外乱トルクの除去（停止寸前の低速運転の安定化）とが必要不可欠である。一定した充分に遅い速度でモータの電源をＯＦＦすることによって、モータが回転を始めてから停止するまでの時間である制定時間とモータの停止精度とを安定させることができる。キャリッジ走査を行う駆動手段において、インク着弾位置を安定化することによって高画質化するために、走査時の速度変動の安定化が重視される。
【０００４】
このような駆動手段において、大きい周期をもつトルク変動に関して、一般的に知られているＰＩＤ制御に代表されるフィードバック制御によって、外乱トルクを除去する。しかし、上記フィードバック制御によって解決できる周波数を超えているので、モータコギング周期に代表されるトルク変動を制御することができないという問題がある。
【０００５】
キャリッジ駆動系におけるコギングトルクリップルの影響を解消するための手段として、次の手段が知られている。つまり、トルク変動を打ち消す方向に印加する電圧を補正する手段と、この結果となる速度変動量からインク吐出を行うタイミングの補正値を求め、ヘッド駆動を行う手段とが知られている（たとえば、特許文献１参照）。電圧での補正と、吐出補正とを組み合わせることによって、良好な画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５６２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
駆動源として、２つのキャリッジモータが設けられ、ベルトを介して、キャリッジに動力が伝達される。プラテン上で、キャリッジが往復動作を繰り返し、記録媒体へ画像形成する。キャリッジの状態がリニアスケールで検出され、上記２つのキャリッジモータへの指令値を算出するフィードバック制御系を構成する。このような構成の場合、駆動源となるモータが複数存在するので、各コギングトルクリップルが重畳することが考えられる。つまり、単独モータでのトルク変動の２倍のトルク変動が起きることが考えられ、その際の印刷物への影響は、容易に想像できる。
【０００８】
従来例において、複数のモータが存在しているので、コギングトルクリップルの発生位置の組み合わせが無限に存在し、搬送誤差への影響を受けない状態とを相関付けることが困難である。
【０００９】
特許文献１記載の発明では、単独モータでの動作を考えたものであり、複数モータでの条件とは異なる。
【００１０】
本発明は、複数のモータが駆動源として存在する駆動制御系において、コギングトルクリップルの影響を抑制し、速度変動等の影響を受け難いプリンタの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のプリンタの制御装置は、制御対象の位置、速度情報を検出する状態検出器と、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量を演算する制御器と、上記操作量を入力する第１の駆動源、第２の駆動源とを具備し、上記第１の駆動源が発生した発生トルクと上記第２の駆動源が発生した発生トルクとを合算した合算トルクに基づいて上記制御対象を駆動するプリンタの制御装置であって、上記第２の駆動源の動力を遮断する動力遮断器と、上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断した状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第１の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の補正推定値を推定する第１の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第１の補正値推定器が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、上記第１の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量を算出する第１のコギングトルク補正器とを含む第１のフィードフォワード制御系と、上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断しない状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第２の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第２の補正推定値を推定する第２の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第２の補正値推定器が推定した上記第２の補正推定値とに基づいて、上記第２の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第２の補正量を算出する第２のコギングトルク補正器とを含む第２のフィードフォワード制御系と、上記位置、速度情報に基づいて、フィードバックをかけるフィードバック制御系とを有し、上記フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のモータが駆動源として存在する駆動制御系において、コギングトルクリップルの影響を抑制し、速度変動等の影響を受け難いという効果を奏する。したがって、安価なモータを複数個組み合わせることによって、駆動力を確保した駆動系を実現することができ、ユーザに訴求力の高い製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例であるインクジェットプリンタＰＲ１を示す。
【図２】インクジェットプリンタＰＲ１の制御構成を説明する図である。
【図３】プリンタコントローラ４０６の詳細構成を説明するブロック図である。
【図４】コギングトルクリップルの影響を抑制した駆動系を実現する図である。
【図５】コギングトルクリップルの影響を抑制した駆動系を実現する図である。
【図６】コギングトルクリップルの補正に関する概念を示す図である。
【図７】コギングトルクリップル補正値を算出するフローチャートである。
【図８】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図９】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１０】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１１】駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【図１２】駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【図１３】連結切り替えを示すブロック図である。
【図１４】コギングトルクリップル補正値を算出するフローチャートである。
【図１５】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１６】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１７】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明を実施するための形態は、次の実施例である。
【００１５】
図１は、本発明の実施例であるインクジェットプリンタＰＲ１の概略斜視図である。
【００１６】
インクジェットプリンタＰＲ１は、インクタンクが着脱可能なインクジェットヘッドを搭載したシリアル式インクジェットプリンタである。つまり、インクジェットプリンタＰＲ１は、記録媒体を間欠搬送しつつインクジェットヘッドを搭載したキャリッジを往復走査し、画像を形成するインクジェットプリンタである。なお、実施例は、記録媒体の行方向に走査しない長尺な記録ヘッドを持ついわゆるラインプリンタにも適用できる。
【００１７】
プリンタのシャーシ１１４に、キャリッジ１０２を主走査方向に摺動自在に案内するガイドシャフト１０３が固定されている。キャリッジ１０２には、インクタンクを着脱可能なカートリッジタイプの記録ヘッド１０１が交換可能に装着されている。キャリッジ１０２の一部には、キャリッジ駆動伝達手段であるベルト１０４が係合し、ガイドシャフト１０３に沿った配置で、キャリッジ駆動手段である駆動モータ１０５の回転軸とプーリにベルト１０４を掛け回してある。これによって、駆動モータ１０５を駆動することによって、記録ヘッド１０１を搭載したキャリッジ１０２が主走査方向に移動可能である。
【００１８】
記録用紙１１５は、給紙ベース１０６上から供給されたシート部材（記録媒体）であり、記録用紙１１５を、上記主走査方向と交差する方向に搬送し、好ましくは直交する方向に搬送する。プラテン１１２上で、記録用紙１１５を記録ヘッド１０１と対面させる搬送ローラ１１０が、シャーシ１１４に回転可能に取り付けられている。ピンチローラ１１１が搬送ローラ１１０と従動回転し、ピンチローラばね（不図示）によって搬送ローラ１１０に押圧されている状態で、ピンチローラ１１１が配置されている。搬送ローラ１１０の軸端には、搬送ローラギア１０９が取り付けられている。搬送ローラギア１０９には、ＤＣモータである搬送用モータ１０７の回転軸に取り付けられているモータギア１０８が噛み合っている。
【００１９】
また、搬送ローラ１１０の軸部には、コードホイール１１６が圧入して取り付けられ、コードホイール１１６の周辺部には、エンコーダセンサ１１７が配置されている。
【００２０】
なお、記録ヘッド１０１としては、液体に熱エネルギを付与したときの膜沸騰を利用して、ノズルから液滴を吐出する形態の他に、薄膜素子に電気信号を入力し、上記薄膜素子を微小変位させ、ノズルから液体を吐出させる形態のものを適用することができる。
【００２１】
このようなプリンタの記録待機中に、記録用紙１１５は、給紙ベース１０６に重ねられ（スタックされ）、記録開始時に、給紙ローラ（不図示）が、記録用紙１１５を装置内部へ給紙する。
【００２２】
給紙された記録用紙１１５を搬送するために、ＤＣモータである搬送用モータ１０７の駆動力によって、駆動伝達手段であるギア列（モータギア１０８、搬送ローラギア１０９）を介して、搬送ローラ１１０を回転させる。そして、搬送ローラ１１０とこれと従動回転するピンチローラ１１１とによって挟持された記録用紙１１５は、適切な送り量だけ搬送される。ここで、搬送ローラ１１０の軸端のコードホイール（ロータリエンコーダフィルム）１１６上のスリット（不図示）を、エンコーダセンサ１１７が検知し、カウントすることによって、記録用紙１１５の搬送量が管理される。そして、キャリッジ１０２を走査しながら、プラテン１１２に押し付けられている記録用紙１１５へ、画像情報に基づいて記録ヘッド１０１からインク滴を吐出させることによって、１行分の記録が行われる。
【００２３】
このようなキャリッジ走査と用紙の間欠搬送とを交互に繰り返すことによって、記録用紙１１５に所望の画像が形成される。画像形成終了後に、排紙ローラ１１３が排紙し、記録動作が完了する。なお、「記録」は、文字、図形の他に、意味を持たない単なる線図の形成を意味する。
【００２４】
図２は、図１に示すインクジェットプリンタＰＲ１の制御構成を説明するブロック図である。
【００２５】
インクジェットプリンタＰＲ１のプリンタ制御用のＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記憶されているプリンタ制御プログラムやプリンタエミュレーション、記録フォントを利用して、印刷処理を制御する。ＲＡＭ４０３は、記録のための展開データ、ホストからの受信データを蓄えている。モータドライバ４０５は、モータを駆動し、プリンタコントローラ４０６は、ＲＡＭ４０３のアクセス制御やホスト装置とのデータのやりとりや、モータドライバへの制御信号送出を行う。また、温度センサ４０７は、サーミスタ等で構成され、インクジェットプリンタＰＲ１の温度を検知する。
【００２６】
ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２内の制御プログラムによって、本体のメカ的／電気的制御を行う。また、ＣＰＵ４０１は、ホスト装置からインクジェットプリンタＰＲ１へ送られてくるエミュレーションコマンド等の情報を、プリンタコントローラ４０６内のＩ／Ｏデータレジスタから読み出す。そして、コマンドに対応した制御を、プリンタコントローラ４０６内のＩ／Ｏレジスタ、Ｉ／Ｏポートに書き込み、読み出しする。
【００２７】
図３は、図２に示すプリンタコントローラ４０６の詳細構成を説明するブロック図である。図２に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付してある。
【００２８】
Ｉ／Ｏデータレジスタ５０１は、ホストとのコマンドレベルで、データをやり取りする。受信バッファコントローラ５０２は、Ｉ／Ｏデータレジスタ５０１からの受信データを、ＲＡＭ４０３に直接書き込む。印刷バッファコントローラ５０３は、記録時に、ＲＡＭ４０３の記録データバッファから記録データを読み出し、記録ヘッド１０１にデータを送出する。メモリコントローラ５０４は、ＲＡＭ４０３に対して、３方向のメモリアクセスを制御する。プリントシーケンスコントローラ５０５は、プリントシーケンスをコントロールする。ホストインタフェース２３１は、ホストとの通信を司る。
【００２９】
図４は、コギングトルクリップルの影響を抑制したインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００を示す図である。
【００３０】
インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、ＰＩＤ演算器１６と、コギングトルクリップル補正部ＴＡ１０と、制御対象１４と、エンコーダ１５と、加算器Ａ３と、動力遮断器３１と、第１の補正値推定器ＥＳ１と、第２の補正値推定器ＥＳ２とを有する。つまり、インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２と、フィードバック制御系ＦＢＣとを有する。
【００３１】
制御対象１４がシート部材を挟持して搬送する搬送ローラである場合、モータＭＴ１、ＭＴ２は、上記搬送ローラを駆動させるモータである。制御対象１４がキャリッジである場合、モータＭＴ１、ＭＴ２は、上記キャリッジを駆動させるモータである。モータＭＴ１、モータＭＴ２の駆動力を上記搬送ローラに伝達する駆動伝達手段が設けられている。エンコーダ１５は、上記搬送ローラの位置、速度を検出する状態検出器である。動力遮断器３１は、モータＭＴ２の動力を遮断する。
【００３２】
なお、図４に示すインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００、図５に示すインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００における制御対象は、図１に示すキャリッジ１０２、搬送ローラ１１０の双方であり、搬送ローラ１１０に限定されない。制御対象が搬送ローラである場合には、図１に示す搬送用モータ１０７が２個存在するメカ構成であり、制御対象がキャリッジである場合には、図１に示す駆動モータ１０５が２個存在するメカ構成である。
【００３３】
第１の補正値推定器ＥＳ１は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断した状態で、位置、速度情報３２に基づいて、モータＭＴ１のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の補正推定値を推定する。つまり、第１の補正値推定器ＥＳ１は、制御対象を第１の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理を実行する。また、第１の補正値推定器ＥＳ１は、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダの位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理を実行する。なお、上記第１の一定速度は、モータが単独でも動作可能な範囲である動作速度である。
【００３４】
第２の補正値推定器ＥＳ２は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、位置、速度情報３２に基づいて、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すための第２の補正推定値を推定する。つまり、第２の補正値推定器ＥＳ２は、制御対象を第２の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理を実現する。また、第２の補正値推定器ＥＳ２は、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダ位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理を実現する。なお、上記第２の一定速度は、モータが単独でも動作可能な範囲となる動作速度である第１の一定速度と同等の速度、または、モータが２個で動作可能な範囲となる第３の一定速度である。
【００３５】
上記第１の一定速度と上記第２の一定速度は、シート部材搬送装置、キャリッジの停止する直前の微低速度領域に相当する速度である。また、１周期３６０度に相当する制御対象を駆動する距離は、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離、または１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離をキャリッジ、搬送ローラの走査範囲から数箇所を選択した距離である。または、１周期３６０度に相当する制御対象を駆動する距離は、１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離の倍数でキャリッジ、搬送ローラの走査範囲で動作可能な最大領域となる距離である。そして、上記第１の一定速度は、メカ初期化動作時にキャリッジ、搬送ローラが動作する低速度である。上記第２の一定速度は、記録媒体への印字を行う印字速度、記録媒体を搬送する搬送速度である。
【００３６】
第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１は、第１の補正値推定器ＥＳ１と、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１とを含む。第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第１の補正値推定器ＥＳ１が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、第１の補正量２８を算出する。第１の補正量２８は、モータＭＴ１のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である。
【００３７】
第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２は、第２の補正値推定器ＥＳ２と、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２とを含む。第２のコギングトルク補正器ＴＡ２は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第２の補正値推定器ＥＳ２が推定した第２の補正推定値とに基づいて、第２の補正量３０を算出する。第２の補正量３０は、モータＭＴ２のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である。
【００３８】
フィードバック制御系ＦＢＣは、位置、速度情報３２に基づいて、フィードバックをかける。
【００３９】
なお、フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２との組み合わせを第１の組み合わせとする。フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１との組み合わせを第２の組み合わせとする。フィードバック制御系ＦＢＣと第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２との組み合わせを第３の組み合わせとする。そして、インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、上記第１の組み合わせと上記第２の組み合わせと上記第３の組み合わせとのいずれかを選択する。
【００４０】
また、エンコーダ１５の代わりに、エンコーダ１５以外の状態検出器を設けるようにしてもよい。ＰＩＤ演算器１６の代わりに、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量１７を演算する他の制御器を設けるようにしてもよい。さらに、モータＭＴ１、ＭＴ２の代わりに、モータ以外の駆動源を設けるようにしてもよい。また、モータ角度情報２６は、状態検出器が検出した状態情報である。
【００４１】
また、１周期３６０度に相当する制御対象１４の駆動距離は、モータのコギングトルク変動１周期分の駆動距離、または、モータのコギングトルク変動１周期分の駆動距離と搬送ローラ１回転分の駆動距離との最小公倍数からなる距離である。
【００４２】
図６は、コギングトルクリップルの補正に関する概念を示す図である。
【００４３】
図６（１）は、モータが発生したトルクを示す図である。図６（２）は、モータへ入力する操作量を示す図である。なお、モータへ入力する操作量として、ＰＷＭ駆動方式が一般的に使用される。
【００４４】
図６の横軸は、モータ１回転分の角度情報であり、図６（１）の縦軸は、発生したトルク値であり、図６（２）の縦軸は、ＰＷＭのＤｕｔｙ［％］である。図６中の指令ＰＷＭ（細実線）は、一定値で指令を出したときの状態であり、この場合、モータ全角度に５０％Ｄｕｔｙ命令を送っている。望むべきトルク特性は、図６（１）に示す理想トルク（太実線）であるが、実際には、コギングトルクリップルの影響から、実際トルク（細実線）のようなトルク特性になる。
【００４５】
モータ角度で２５°、１５０°、２７５°近傍が、トルクの最も発生する場所であり、９０°、２１５°、３３０°近傍が、トルクの最も減少する領域である。この、実際トルク（細実線）のトルク変動量を計測し、モータ角度に依存したトルク変動が相殺されるように、操作量を補正した特性が、補正ＰＷＭ（細点線）である。
【００４６】
モータ角度で、２５°、１５０°、２７５°近傍では、操作量を減少し、９０°、２１５°、３３０°近傍では、操作量を増加する傾向に補正することによって、実際に発生するトルクは、補正トルク（細点線）の状態である。
【００４７】
図４に示す駆動系１００と図５に示す駆動系２００とでは、コギングトルクリップル補正の適用方式が異なる。すなわち、補正値を反映させるモータの対象が異なる。つまり、図４に示す駆動系１００では、駆動系に配置される２つのモータＭＴ１、ＭＴ２の双方に補正値を反映することによって、制御対象に伝達される合算トルクでのトルクリップルを抑制する。これに対して、図５に示す駆動系２００では、モータＭＴ１にのみ補正値を反映することによって、制御対象に伝達される合算トルクでのトルクリップルを抑制する。
【００４８】
次に、図４に示す駆動系１００について説明する。
【００４９】
制御対象１４の動作目標値として、制御指令値１３が決められる。制御対象の状態を、エンコーダ１５が計測し、位置、速度情報３２が、ＰＩＤ演算器１６に入力される。ＰＩＤ演算器１６では、制御指令値１３と位置、速度情報３２との偏差量に基づいて、ＰＩＤ演算を行い、次命令として、操作量１７を出力する。操作量１７は、モータＭＴ１、モータＭＴ２のそれぞれに入力され、それぞれ、発生トルク１９、発生トルク２１を出力する。発生トルク１９と発生トルク２１とが、メカ機構に連結され、この合算トルク２２が、制御対象１４に加えられる。上記一連の処理が、フィードバック制御系ＦＢＣであり、このフィードバック制御を随時行うことによって、制御対象１４を動作仕様に従い制御駆動する。
【００５０】
第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第１の補正値推定器ＥＳ１が推定した第１の補正推定値とに基づいて、モータＭＴ１のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量２８を算出する。つまり、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、エンコーダ１５から得られるモータ角度情報２６から、現在状態でのモータ角度を確認し、この確認した角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第１の補正量２８を算出する。加算器Ａ１が操作量１７に第１の補正量２８を加算し、この加算値が、モータドライバ２８ｄを介してモータＭＴ１に入力される。制御対象１４の誤差状態から、随時値を修正するのではなく、モータ角度によって一意に決定される補正値を加える。この制御ループが第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１である。
【００５１】
第２のコギングトルク補正器ＴＡ２は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第２の補正値推定器ＥＳ２が推定した第２の補正推定値とに基づいて、モータＭＴ２のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第２の補正量３０を算出する。つまり、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２は、エンコーダ１５から得られたモータ角度情報２６に基づいて、現在状態でのモータ角度を確認し、その角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第２の補正量３０を算出する。加算器Ａ２が操作量１７に第２の補正量３０を加算し，この加算値が、モータドライバ３０ｄを介してモータＭＴ２に入力される。この制御ループが、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２である。
【００５２】
図７は、コギングトルクリップル補正値を算出する動作を示すフローチャートである。
【００５３】
モータＭＴ２への動力が、動力遮断器３１によって遮断され、図７において説明する補正値算出フローチャートを実行する。
【００５４】
コギングトルクリップル補正部ＴＡ１０は、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１と第２のコギングトルク補正器ＴＡ２とによって一連の処理が実行される部分である。インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、フィードバック制御系ＦＢＣと、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２とを併用する。したがって、制御対象１４に対して、２つのモータが存在する駆動制御系においても、コギングトルクリップルを抑制し、安定した駆動が可能である。
【００５５】
図４に示す制御ブロック図によってコギングトルクリップル補正を適正に行うためには、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２での第１の第１の補正量２８、第２の補正量３０の算出演算のパラメータを同定する必要がある。
【００５６】
図８、図９、図１０は、フローチャートの中で、モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【００５７】
図８（１）、図９（１）、図１０（１）は、モータが発生したトルクを示す図であり、図８（２）、図９（２）、図１０（２）は、モータへ入力する操作量を示す図である。
【００５８】
図８〜図１０における横軸は、モータ１回転分の角度情報であり、図８（１）、図９（１）、図１０（１）の縦軸が、発生したトルク値であり、図８（２）、図９（２）、図１０（２）の縦軸が、ＰＷＭのＤｕｔｙ［％］である。操作量として５０％Ｄｕｔｙが指定される場合を考える。
【００５９】
図８、図９、図１０に示すモータＭＴ１、ＭＴ２は、それぞれ図４に示すモータＭＴ１、モータＭＴ２に相当する。
【００６０】
図８は、調整を開始する前の状態を示す図である。モータＭＴ１のＰＷＭ（実線）、モータＭＴ２のＰＷＭ（点線）の双方に、一定の５０％Ｄｕｔｙが加わっている状態である。しかし、実際に発生しているトルクは、コギングトルクリップルの影響によって変動する。つまり、双方とも、モータ角度で２５°、１５０°、２７５°近傍が、最もトルクが発生する領域であり、９０°、２１５°、３３０°近傍が、トルクが最も減少する領域である。２つのモータが似たようなトルク変動特性を持っているので、合算トルク（太線）は、単独モータと比較すると、倍増したトルク変動特性をもつ。
【００６１】
図７に示すＳ１で、動力遮断器３１を用いて、モータＭＴ２への動力を遮断する。Ｓ１で、制御系におけるモータＭＴ２からのコギングトルクリップルの影響が削除されるので、モータＭＴ１のコギングトルクリップルに関してのみの補正値を算出することができる。ただし、もともと２つのモータによる合算トルクで駆動することを想定している駆動系であり、片方の出力がなくなるので、動作可能な範囲に制限がかかる。このために、Ｓ２で、単独モータでの動作可能な範囲での低速度領域で、補正値検出のための目標動作速度（低速度）Ｖ１を定める。
【００６２】
Ｓ３で、目標動作速度（低速度）Ｖ１で制御系を駆動させ、モータＭＴ１単独でのトルク特性を確認する。Ｓ４で、モータＭＴ１が補正を加える必要がない程度にコギングトルクリップルに優れたモータであれば、後述のＳ９に処理を移行する。補正が必要であれば、Ｓ５に遷移し、モータ角度におけるトルク補正を行うために、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１に、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１を設定する。
【００６３】
なお、上記補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断した状態で、モータＭＴ１のコギングトルクリップルを打ち消すためのモータＭＴ１の補正値である。上記補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１を検出する場合、速度情報からコギングトルクリップルに起因した速度変動成分を検出し、モータＭＴ１へのＰＷＭＤＵＴＹ値を変化させつつ、その速度変動が最小になる値を検出する。この速度変動が最小である値が、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１である。
【００６４】
Ｓ６で、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２を有効にした状態で、モータＭＴ１を、目標動作速度（低速度）Ｖ１で駆動する。Ｓ７で、補正結果を確認し、適正に行われていれば、Ｓ８で、モータＭＴ１への補正を開始し、Ｓ９で、モータＭＴ２への動力遮断を解除する。これによって、モータＭＴ１に対する補正を終了する。Ｓ７で調整エラーであると判断されれば、Ｓ５に戻り、設定値を変更し、再度補正確認する。ここまでが、モータＭＴ１を対象とする補正値を算出する動作である。
【００６５】
図９は、Ｓ９でモータＭＴ２への動力を復帰した場合における発生トルクの様子を示す図である。
【００６６】
モータＭＴ１のＰＷＭが、図８に示す場合では、５０％Ｄｕｔｙ固定であるが、コギングトルクリップルの逆位相になるように補正されている。モータＭＴ１のトルクは、図８に示す場合と比較すると、トルク変動が抑制された状態に変化し、合算トルクの変動量も、図８に示す場合の半分程度に抑えられている。
【００６７】
Ｓ１０で、モータが２個状態における補正値検出のための目標速度を決定する。この速度は、補正の対象となる速度領域に依存する。具体的には、搬送ローラ駆動系に関して、停止直前の低速度領域での速度変動を安定化するので、停止精度の向上を図ることが目的である。このために、補正速度は、低速度領域に設定される。この場合、モータ単独でも動作可能な速度になることが考えられ、目標動作速度（低速度）Ｖ１を、補正領域速度に設定し、モータＭＴ１、モータＭＴ２の双方の補正値検出速度に適用することが望ましい。この処理が、Ｓ１２である。
【００６８】
図１１は、Ｓ１２（検出速度を目標動作速度（低速度）Ｖ１に設定した場合）における駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【００６９】
図１１において、横軸は、時間を示し、縦軸は、速度を示す。駆動速度波形は、加速、定速、減速を経て、目標値に到達する。補正対象領域は、停止直前の丸で囲まれている可動領域である。これに対して、図１１中、左の矢印は、モータが１つである場合における可動領域と、モータが２個である場合における可動領域とを示す。どちらの可動領域でも、図１１中、丸で囲まれている可動領域を動かすことが可能であるので、補正値検出を、全て丸で囲まれている可動領域の低速度で行う。
【００７０】
キャリッジ駆動系に関しては、印字中の速度変動の安定化が目的である。この場合、モータ２つを合算して初めて実現できるような速度になることが多く、印字速度に相当する目標動作速度（高速度）Ｖ２を設定する。この処理が、Ｓ１１である。
【００７１】
図１２は、駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【００７２】
図１２において、横軸は、時間を示し、縦軸は、速度を示している。駆動速度波形は、加速、定速、減速を経て目標値に到達する。補正対象領域は、インク吐出を行う定速領域（丸で囲まれている部分）である。
【００７３】
これに対して、モータが１つでの可動領域、２個での可動領域を、図１２中、左の矢印が示している。補正対象領域は、モータ２個でしか動作できない領域である。このために、モータを単独で駆動した場合は、低速度で動作し、２個のモータを駆動した場合は、丸で囲まれている領域の高速度で動作するように使い分ける。ただし、キャリッジ駆動系においても、図１１に示すやり方で補正値を検出し、速度依存分の変換係数を加味する方法も考えられる。
【００７４】
Ｓ１１またはＳ１２で決定された設定速度によって、Ｓ１３で、制御系を駆動し、モータＭＴ２でのトルク特性を確認する。なお、これまでのステップによって、モータＭＴ１でのコギングトルクリップルは抑制されている。
【００７５】
Ｓ１４で、モータＭＴ２が補正を加える必要がない程度にコギングトルクリップルに優れたモータであれば、調整終了に遷移する。補正が必要であれば、Ｓ１５に遷移し、モータ角度におけるトルク補正を行うために、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２に、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ２を設定する。
【００７６】
補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ２は、動力遮断器３１の動力遮断を解除し、モータＭＴ１とＭＴ２との合計トルクが合算トルク２２である状態で、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すためのモータＭＴ２の補正値を求めるパラメータである。この際の合算トルク２２では、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１によって、モータＭＴ１のコギングトルクリップルの影響を無視できる。
【００７７】
Ｓ１６で、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２を有効にした状態でモータＭＴ１とＭＴ２とを設定速度（Ｖ１またはＶ２）で駆動させる。Ｓ１７で、補正結果を確認し、補正が適正に行われていれば、調整を終了する。調整エラーであると判断されれば、Ｓ１５に戻り、設定値を変更し、再度、補正を確認する。
【００７８】
図１０は、調整終了段階での発生トルクの様子を示す図である。
【００７９】
モータＭＴ１のＰＷＭは、図８のままで補正済み状態である。モータＭＴ２のＰＷＭは、図８、図９では、５０％Ｄｕｔｙ固定であるが、コギングトルクリップルの逆位相になるように補正されている。モータＭＴ２のトルクも、図８に示す場合と比較すると、トルク変動が抑制された状態に変化し、合算トルクで見た場合、トルク変動は、ほぼ抑制されている。
【００８０】
また、Ｓ１におけるモータＭＴ２への動力遮断については、いくつかの手段が考えられる。
【００８１】
図１３は、コギングトルクリップル補正部ＴＡ３０を示すブロック図である。
【００８２】
図１３に示すコギングトルクリップル補正部ＴＡ３０は、図４に示すコギングトルクリップル補正部ＴＡ１０において、手段の異なる動力遮断器（切り替え器３８）を付加した場合を示す図である。
【００８３】
動力遮断器３１は、モータＭＴ２から制御対象１４までの動力の伝達経路をメカ構成から遮断する方式を採用したものである。これに対して、切り替え器３８は、モータＭＴ２の直前で動力を遮断し、モータＭＴ２への電気的な結線を遮断する方式を採用したものである。切り替え器３８は、操作量１７上に位置し、モータＭＴ２に入力される操作量を０にすることによってソフト的に動力遮断する方式を採用したものである。これらの方式の中から、構成上適切なものを選択し、モータＭＴ１の補正値算出を実行する。図１３に示す構成のうちで、図４に示す符号と同じ符合に対応する構成は、同義のものである。
【００８４】
上記実施例において、フィードバック制御系ＦＢＣと第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２との組合せが、モータＭＴ２のみに補正値を入れる組合せである。この組み合わせは、図４に示す実施例で、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１の制御を使用しない発明に相当する。つまり、モータＭＴ１のトルクリップル特性が優秀であり、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１の補正を必要としない場合には、図４に示す例で、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１の制御を実行しない。
【００８５】
図５は、２つのモータのうちの片方に補正を実行するインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００を示すブロック図である。
【００８６】
なお、図５に示す構成のうちで、図４に示す符号と同じ符合に対応する構成は、同義のものである。インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００において、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１と第３のコギングトルク補正器ＴＡ３とは、コギングトルクリップル補正をモータＭＴ１に加える。
【００８７】
インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００は、第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３を有する。第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３は、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３と、加算器Ａ４と有する。
【００８８】
第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断した状態で、エンコーダ１５からのモータ角度情報２６に基づいて、現在状態でのモータ角度を確認する。そして、確認したこの角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第１の補正量２８を算出する。これによって、モータＭＴ１のトルク変動特性を抑制する。
【００８９】
第３のコギングトルク補正器ＴＡ３は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、エンコーダ１５からのモータ角度情報２６と、第３の補正値推定器ＥＳ３が推定した第３の補正推定値とに基づいて、現在状態でのモータ角度を確認する。そして、確認したこの角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第３の補正量３５を算出する。これによって、モータＭＴ２のトルク変動特性を抑制する。
【００９０】
つまり、第３の補正値推定器ＥＳ３は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、エンコーダ１５が検出した位置、速度情報に基づいて、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すための第３の補正推定値を推定する。第３のコギングトルク補正器ＴＡ３は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報と第３の補正値推定器３が推定した第３の補正推定値とに基づいて、モータＭＴ２のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第３の補正量３５を算出する。この算出された補正量３５をモータＭＴ１に与える。
【００９１】
フィードバック制御系ＦＢＣは、位置、速度情報３２に基づいて、フィードバックをかける。
【００９２】
そして、インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００は、次の第１の組み合わせ、第２の組み合わせ、第３の組み合わせのいずれかを選択する。上記第１の組み合わせは、フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３との組み合わせである。上記第２の組み合わせは、フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１との組み合わせである。上記第３の組み合わせは、フィードバック制御系ＦＢＣと第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３との組み合わせである。
【００９３】
操作量１７に第１の補正量２８と第３の補正量３５とを加算したものが、モータＭＴ１に入力される。この一連の制御ループが、第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３である。コギングトルクリップル補正部ＴＡ２０が、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３の一連の処理を実行する。
【００９４】
フィードバック制御系ＦＢＣと第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３とを併用することによって、制御対象１４に対して、２つのモータが存在するような駆動制御系においても、コギングトルクリップルを抑制し、安定した駆動が可能である。
【００９５】
図５に示す制御ブロック図によって、コギングトルクリップルを適正に補正するためには、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１による第１の補正量２８、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３による第３の補正量３５の算出演算のパラメータを同定する必要がある。
【００９６】
図４に示す動力遮断器３１の位置がいくつか考えられる。図１３は、図４をベースとして、その変更可能性の例を示す図である。したがって、図１３に示す例は、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２が対象となる制御系である。
【００９７】
図１４は、コギングトルクリップル補正値を算出するフローチャートである。
【００９８】
図１５、図１６、図１７は、モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。図１５（１）、図１６（１）、図１７（１）は、モータが発生したトルクを示す図である。図１５（２）、図１６（２）、図１７（２）は、モータへ入力する操作量を示す図である。図１５、図１６、図１７の横軸は、モータが１回転した場合における角度情報を示し、図１５（１）、図１６（１）、図１７（１）の縦軸は、発生したトルク値を示し、図１５（２）、図１６（２）、図１７（２）の縦軸は、ＰＷＭのＤｕｔｙ［％］を示す。操作量として５０％Ｄｕｔｙが指定される場合を考える。図１５、図１６、図１７に示すモータＭＴ１、ＭＴ２は、図４に示すモータＭＴ１、ＭＴ２に相当する。
【００９９】
図１５は、調整を開始する前の状態を示す図であり、図８に示す状態と同じ状態である。図１４に示すＳ１〜Ｓ１２の処理は、図７に示す処理と同じである。
【０１００】
図１６は、Ｓ９で、終了時における発生トルクの様子を示す図である。この発生トルクの様子も、図９と同じである。
【０１０１】
Ｓ１１またはＳ１２で決定された設定速度によって、Ｓ１８で、制御系を駆動し、モータＭＴ２でのトルク特性を確認する。なお、これまでのステップによって、モータＭＴ１でのコギングトルクリップルは抑制されている。Ｓ１９で、モータＭＴ２が補正を加える必要がない程度にコギングトルクリップルに優れたモータであれば、調整終了に遷移する。Ｓ１９で補正が必要であると判断されると、Ｓ２０で、モータ角度におけるトルク補正を行うために、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３に、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３を設定する。
【０１０２】
なお、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すためのモータ補正値である。発生トルク１９には、モータＭＴ２のトルクリップルに相当するトルク変動成分が含まれるが、合算トルク２２においては、そのトルク変動成分と、モータＭＴ２のトルクリップルとが相殺し合う。なお、モータＭＴ１のトルクリップルは、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１によって除去される。したがって、最終的に制御対象に伝達されるトルク成分に着目すると、モータＭＴ１、モータＭＴ２のトルクリップル成分は除去される。
【０１０３】
補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３を検出する場合、速度情報からモータＭＴ２のコギングトルクリップルに起因した速度変動成分を検出し、モータＭＴ１へのＰＷＭＤＵＴＹ値を変化させつつ、モータＭＴ２起因の速度変動が最小になる値を検出する。この速度変動が最小である値が、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３である。
【０１０４】
モータＭＴ１の出力だけ見た場合には、故意に発生させたトルクリップルが存在するが、そのトルクリップルは、ＭＴ２のトルクリップルと干渉しあい、相殺できるので、合算トルク２２では、トルクリップルが存在しなくなる。
【０１０５】
Ｓ２１で、第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３を有効にした状態で、モータＭＴ１とモータＭＴ２とを設定速度（Ｖ１またはＶ２）によって駆動する。Ｓ２２で、補正結果を確認し、適正に補正されていれば、調整を終了する。調整エラーであると判断されれば、Ｓ２０に戻り、設定値を変更し、補正を再度確認する。
【０１０６】
図１７は、調整終了段階における発生トルクの様子を示す図である。
【０１０７】
モータＭＴ１のＰＷＭは、図１６に示すモータＭＴ１に対する補正値に加え、モータＭＴ２の逆位相に相当する補正が加えられる。モータＭＴ２のＰＷＭは、固定値のままである。モータＭＴ１のトルクは、図１６に示すトルク変動が抑制された状態から、モータＭＴ２のトルクの逆位相となる状態に変化している。モータＭＴ１のトルクとモータＭＴ２のトルクとを加算した合算トルク（太線）では、トルク変動が相殺され、最終的に制御対象１４に入力されるトルクに関して、変動がほぼ抑制されている。
【０１０８】
制御対象１４に対して、２つのモータが存在する場合の補正手段として、図４に示す駆動系１００と図５に示す駆動系２００とのいずれかを選択して実行するので、コギングトルクリップルを抑制し、しかも、良好な動作特性を実現することができる。なお、機能をプリンタに搭載する前に、図４に示す補正手段を選択するか、または、図５に示す補正手段を選択するかを決定する。
【０１０９】
上記選択する場合、駆動系を構成する諸々の条件に応じて、適切な方を選択する。たとえば、図１３に示すキャリッジ駆動系であり、しかも、振動の伝達経路を考えた場合、図４に示す補正方法を選択することが望ましい。また、補正対象となる周波数が高ければ、その周波数に応じた補正値の反映速度を求めることが考えられ、この場合、ＣＰＵ占有率が少なくなると推測される図５に示す方が適していると思われる。また、補正値の反映手段が、ソフト上での指定のみではなく、ＡＳＩＣなどを用いた電気ハード構成によって補正を実行する手段も考えられる。これらの条件などから、制御対象１４となる駆動系に適切な方式を選択し、コギングトルクリップルの抑制を実現する。また、上記実施例において、３個以上の駆動源を持つ系についても、補正対象を駆動源の数だけ増やすことによって、対応できる。
【符号の説明】
【０１１０】
ＰＲ１…インクジェットプリンタ、
１００、２００…インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系、
ＭＴ１、ＭＴ２…モータ、
１４…制御対象、
３１…動力遮断器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドから被記録材にインクを吐出して記録するインクジェットプリンタに関し、特に、モータ駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを、記録紙等の記録媒体の搬送方向に直交する幅方向に移動し、記録媒体表面に記録を行ういわゆるシリアル型画像プリンタである。シリアル型画像プリンタでは、記録媒体の搬送とキャリッジ走査とによる記録とを交互に繰り返し、記録媒体全体に画像記録を行う。
【０００３】
これらの駆動手段としては、高精度化と低騒音化とを両立させるために、ＤＣモータとエンコーダとを用いたフィードバック制御系が主流である。記録媒体の搬送を行う駆動手段では、停止精度の確保が重要視され、停止前速度の低速化と、停止前外乱トルクの除去（停止寸前の低速運転の安定化）とが必要不可欠である。一定した充分に遅い速度でモータの電源をＯＦＦすることによって、モータが回転を始めてから停止するまでの時間である制定時間とモータの停止精度とを安定させることができる。キャリッジ走査を行う駆動手段において、インク着弾位置を安定化することによって高画質化するために、走査時の速度変動の安定化が重視される。
【０００４】
このような駆動手段において、大きい周期をもつトルク変動に関して、一般的に知られているＰＩＤ制御に代表されるフィードバック制御によって、外乱トルクを除去する。しかし、上記フィードバック制御によって解決できる周波数を超えているので、モータコギング周期に代表されるトルク変動を制御することができないという問題がある。
【０００５】
キャリッジ駆動系におけるコギングトルクリップルの影響を解消するための手段として、次の手段が知られている。つまり、トルク変動を打ち消す方向に印加する電圧を補正する手段と、この結果となる速度変動量からインク吐出を行うタイミングの補正値を求め、ヘッド駆動を行う手段とが知られている（たとえば、特許文献１参照）。電圧での補正と、吐出補正とを組み合わせることによって、良好な画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５６２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
駆動源として、２つのキャリッジモータが設けられ、ベルトを介して、キャリッジに動力が伝達される。プラテン上で、キャリッジが往復動作を繰り返し、記録媒体へ画像形成する。キャリッジの状態がリニアスケールで検出され、上記２つのキャリッジモータへの指令値を算出するフィードバック制御系を構成する。このような構成の場合、駆動源となるモータが複数存在するので、各コギングトルクリップルが重畳することが考えられる。つまり、単独モータでのトルク変動の２倍のトルク変動が起きることが考えられ、その際の印刷物への影響は、容易に想像できる。
【０００８】
従来例において、複数のモータが存在しているので、コギングトルクリップルの発生位置の組み合わせが無限に存在し、搬送誤差への影響を受けない状態とを相関付けることが困難である。
【０００９】
特許文献１記載の発明では、単独モータでの動作を考えたものであり、複数モータでの条件とは異なる。
【００１０】
本発明は、複数のモータが駆動源として存在する駆動制御系において、コギングトルクリップルの影響を抑制し、速度変動等の影響を受け難いプリンタの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のプリンタの制御装置は、制御対象の位置、速度情報を検出する状態検出器と、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量を演算する制御器と、上記操作量を入力する第１の駆動源、第２の駆動源とを具備し、上記第１の駆動源が発生した発生トルクと上記第２の駆動源が発生した発生トルクとを合算した合算トルクに基づいて上記制御対象を駆動するプリンタの制御装置であって、上記第２の駆動源の動力を遮断する動力遮断器と、上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断した状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第１の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の補正推定値を推定する第１の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第１の補正値推定器が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、上記第１の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量を算出する第１のコギングトルク補正器とを含む第１のフィードフォワード制御系と、上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断しない状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第２の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第２の補正推定値を推定する第２の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第２の補正値推定器が推定した上記第２の補正推定値とに基づいて、上記第２の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第２の補正量を算出する第２のコギングトルク補正器とを含む第２のフィードフォワード制御系と、上記位置、速度情報に基づいて、フィードバックをかけるフィードバック制御系とを有し、上記フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のモータが駆動源として存在する駆動制御系において、コギングトルクリップルの影響を抑制し、速度変動等の影響を受け難いという効果を奏する。したがって、安価なモータを複数個組み合わせることによって、駆動力を確保した駆動系を実現することができ、ユーザに訴求力の高い製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例であるインクジェットプリンタＰＲ１を示す。
【図２】インクジェットプリンタＰＲ１の制御構成を説明する図である。
【図３】プリンタコントローラ４０６の詳細構成を説明するブロック図である。
【図４】コギングトルクリップルの影響を抑制した駆動系を実現する図である。
【図５】コギングトルクリップルの影響を抑制した駆動系を実現する図である。
【図６】コギングトルクリップルの補正に関する概念を示す図である。
【図７】コギングトルクリップル補正値を算出するフローチャートである。
【図８】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図９】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１０】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１１】駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【図１２】駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【図１３】連結切り替えを示すブロック図である。
【図１４】コギングトルクリップル補正値を算出するフローチャートである。
【図１５】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１６】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【図１７】モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明を実施するための形態は、次の実施例である。
【００１５】
図１は、本発明の実施例であるインクジェットプリンタＰＲ１の概略斜視図である。
【００１６】
インクジェットプリンタＰＲ１は、インクタンクが着脱可能なインクジェットヘッドを搭載したシリアル式インクジェットプリンタである。つまり、インクジェットプリンタＰＲ１は、記録媒体を間欠搬送しつつインクジェットヘッドを搭載したキャリッジを往復走査し、画像を形成するインクジェットプリンタである。なお、実施例は、記録媒体の行方向に走査しない長尺な記録ヘッドを持ついわゆるラインプリンタにも適用できる。
【００１７】
プリンタのシャーシ１１４に、キャリッジ１０２を主走査方向に摺動自在に案内するガイドシャフト１０３が固定されている。キャリッジ１０２には、インクタンクを着脱可能なカートリッジタイプの記録ヘッド１０１が交換可能に装着されている。キャリッジ１０２の一部には、キャリッジ駆動伝達手段であるベルト１０４が係合し、ガイドシャフト１０３に沿った配置で、キャリッジ駆動手段である駆動モータ１０５の回転軸とプーリにベルト１０４を掛け回してある。これによって、駆動モータ１０５を駆動することによって、記録ヘッド１０１を搭載したキャリッジ１０２が主走査方向に移動可能である。
【００１８】
記録用紙１１５は、給紙ベース１０６上から供給されたシート部材（記録媒体）であり、記録用紙１１５を、上記主走査方向と交差する方向に搬送し、好ましくは直交する方向に搬送する。プラテン１１２上で、記録用紙１１５を記録ヘッド１０１と対面させる搬送ローラ１１０が、シャーシ１１４に回転可能に取り付けられている。ピンチローラ１１１が搬送ローラ１１０と従動回転し、ピンチローラばね（不図示）によって搬送ローラ１１０に押圧されている状態で、ピンチローラ１１１が配置されている。搬送ローラ１１０の軸端には、搬送ローラギア１０９が取り付けられている。搬送ローラギア１０９には、ＤＣモータである搬送用モータ１０７の回転軸に取り付けられているモータギア１０８が噛み合っている。
【００１９】
また、搬送ローラ１１０の軸部には、コードホイール１１６が圧入して取り付けられ、コードホイール１１６の周辺部には、エンコーダセンサ１１７が配置されている。
【００２０】
なお、記録ヘッド１０１としては、液体に熱エネルギを付与したときの膜沸騰を利用して、ノズルから液滴を吐出する形態の他に、薄膜素子に電気信号を入力し、上記薄膜素子を微小変位させ、ノズルから液体を吐出させる形態のものを適用することができる。
【００２１】
このようなプリンタの記録待機中に、記録用紙１１５は、給紙ベース１０６に重ねられ（スタックされ）、記録開始時に、給紙ローラ（不図示）が、記録用紙１１５を装置内部へ給紙する。
【００２２】
給紙された記録用紙１１５を搬送するために、ＤＣモータである搬送用モータ１０７の駆動力によって、駆動伝達手段であるギア列（モータギア１０８、搬送ローラギア１０９）を介して、搬送ローラ１１０を回転させる。そして、搬送ローラ１１０とこれと従動回転するピンチローラ１１１とによって挟持された記録用紙１１５は、適切な送り量だけ搬送される。ここで、搬送ローラ１１０の軸端のコードホイール（ロータリエンコーダフィルム）１１６上のスリット（不図示）を、エンコーダセンサ１１７が検知し、カウントすることによって、記録用紙１１５の搬送量が管理される。そして、キャリッジ１０２を走査しながら、プラテン１１２に押し付けられている記録用紙１１５へ、画像情報に基づいて記録ヘッド１０１からインク滴を吐出させることによって、１行分の記録が行われる。
【００２３】
このようなキャリッジ走査と用紙の間欠搬送とを交互に繰り返すことによって、記録用紙１１５に所望の画像が形成される。画像形成終了後に、排紙ローラ１１３が排紙し、記録動作が完了する。なお、「記録」は、文字、図形の他に、意味を持たない単なる線図の形成を意味する。
【００２４】
図２は、図１に示すインクジェットプリンタＰＲ１の制御構成を説明するブロック図である。
【００２５】
インクジェットプリンタＰＲ１のプリンタ制御用のＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記憶されているプリンタ制御プログラムやプリンタエミュレーション、記録フォントを利用して、印刷処理を制御する。ＲＡＭ４０３は、記録のための展開データ、ホストからの受信データを蓄えている。モータドライバ４０５は、モータを駆動し、プリンタコントローラ４０６は、ＲＡＭ４０３のアクセス制御やホスト装置とのデータのやりとりや、モータドライバへの制御信号送出を行う。また、温度センサ４０７は、サーミスタ等で構成され、インクジェットプリンタＰＲ１の温度を検知する。
【００２６】
ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２内の制御プログラムによって、本体のメカ的／電気的制御を行う。また、ＣＰＵ４０１は、ホスト装置からインクジェットプリンタＰＲ１へ送られてくるエミュレーションコマンド等の情報を、プリンタコントローラ４０６内のＩ／Ｏデータレジスタから読み出す。そして、コマンドに対応した制御を、プリンタコントローラ４０６内のＩ／Ｏレジスタ、Ｉ／Ｏポートに書き込み、読み出しする。
【００２７】
図３は、図２に示すプリンタコントローラ４０６の詳細構成を説明するブロック図である。図２に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付してある。
【００２８】
Ｉ／Ｏデータレジスタ５０１は、ホストとのコマンドレベルで、データをやり取りする。受信バッファコントローラ５０２は、Ｉ／Ｏデータレジスタ５０１からの受信データを、ＲＡＭ４０３に直接書き込む。印刷バッファコントローラ５０３は、記録時に、ＲＡＭ４０３の記録データバッファから記録データを読み出し、記録ヘッド１０１にデータを送出する。メモリコントローラ５０４は、ＲＡＭ４０３に対して、３方向のメモリアクセスを制御する。プリントシーケンスコントローラ５０５は、プリントシーケンスをコントロールする。ホストインタフェース２３１は、ホストとの通信を司る。
【００２９】
図４は、コギングトルクリップルの影響を抑制したインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００を示す図である。
【００３０】
インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、ＰＩＤ演算器１６と、コギングトルクリップル補正部ＴＡ１０と、制御対象１４と、エンコーダ１５と、加算器Ａ３と、動力遮断器３１と、第１の補正値推定器ＥＳ１と、第２の補正値推定器ＥＳ２とを有する。つまり、インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２と、フィードバック制御系ＦＢＣとを有する。
【００３１】
制御対象１４がシート部材を挟持して搬送する搬送ローラである場合、モータＭＴ１、ＭＴ２は、上記搬送ローラを駆動させるモータである。制御対象１４がキャリッジである場合、モータＭＴ１、ＭＴ２は、上記キャリッジを駆動させるモータである。モータＭＴ１、モータＭＴ２の駆動力を上記搬送ローラに伝達する駆動伝達手段が設けられている。エンコーダ１５は、上記搬送ローラの位置、速度を検出する状態検出器である。動力遮断器３１は、モータＭＴ２の動力を遮断する。
【００３２】
なお、図４に示すインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００、図５に示すインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００における制御対象は、図１に示すキャリッジ１０２、搬送ローラ１１０の双方であり、搬送ローラ１１０に限定されない。制御対象が搬送ローラである場合には、図１に示す搬送用モータ１０７が２個存在するメカ構成であり、制御対象がキャリッジである場合には、図１に示す駆動モータ１０５が２個存在するメカ構成である。
【００３３】
第１の補正値推定器ＥＳ１は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断した状態で、位置、速度情報３２に基づいて、モータＭＴ１のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の補正推定値を推定する。つまり、第１の補正値推定器ＥＳ１は、制御対象を第１の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理を実行する。また、第１の補正値推定器ＥＳ１は、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダの位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理を実行する。なお、上記第１の一定速度は、モータが単独でも動作可能な範囲である動作速度である。
【００３４】
第２の補正値推定器ＥＳ２は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、位置、速度情報３２に基づいて、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すための第２の補正推定値を推定する。つまり、第２の補正値推定器ＥＳ２は、制御対象を第２の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理を実現する。また、第２の補正値推定器ＥＳ２は、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダ位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理を実現する。なお、上記第２の一定速度は、モータが単独でも動作可能な範囲となる動作速度である第１の一定速度と同等の速度、または、モータが２個で動作可能な範囲となる第３の一定速度である。
【００３５】
上記第１の一定速度と上記第２の一定速度は、シート部材搬送装置、キャリッジの停止する直前の微低速度領域に相当する速度である。また、１周期３６０度に相当する制御対象を駆動する距離は、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離、または１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離をキャリッジ、搬送ローラの走査範囲から数箇所を選択した距離である。または、１周期３６０度に相当する制御対象を駆動する距離は、１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離の倍数でキャリッジ、搬送ローラの走査範囲で動作可能な最大領域となる距離である。そして、上記第１の一定速度は、メカ初期化動作時にキャリッジ、搬送ローラが動作する低速度である。上記第２の一定速度は、記録媒体への印字を行う印字速度、記録媒体を搬送する搬送速度である。
【００３６】
第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１は、第１の補正値推定器ＥＳ１と、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１とを含む。第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第１の補正値推定器ＥＳ１が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、第１の補正量２８を算出する。第１の補正量２８は、モータＭＴ１のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である。
【００３７】
第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２は、第２の補正値推定器ＥＳ２と、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２とを含む。第２のコギングトルク補正器ＴＡ２は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第２の補正値推定器ＥＳ２が推定した第２の補正推定値とに基づいて、第２の補正量３０を算出する。第２の補正量３０は、モータＭＴ２のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である。
【００３８】
フィードバック制御系ＦＢＣは、位置、速度情報３２に基づいて、フィードバックをかける。
【００３９】
なお、フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２との組み合わせを第１の組み合わせとする。フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１との組み合わせを第２の組み合わせとする。フィードバック制御系ＦＢＣと第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２との組み合わせを第３の組み合わせとする。そして、インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、上記第１の組み合わせと上記第２の組み合わせと上記第３の組み合わせとのいずれかを選択する。
【００４０】
また、エンコーダ１５の代わりに、エンコーダ１５以外の状態検出器を設けるようにしてもよい。ＰＩＤ演算器１６の代わりに、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量１７を演算する他の制御器を設けるようにしてもよい。さらに、モータＭＴ１、ＭＴ２の代わりに、モータ以外の駆動源を設けるようにしてもよい。また、モータ角度情報２６は、状態検出器が検出した状態情報である。
【００４１】
また、１周期３６０度に相当する制御対象１４の駆動距離は、モータのコギングトルク変動１周期分の駆動距離、または、モータのコギングトルク変動１周期分の駆動距離と搬送ローラ１回転分の駆動距離との最小公倍数からなる距離である。
【００４２】
図６は、コギングトルクリップルの補正に関する概念を示す図である。
【００４３】
図６（１）は、モータが発生したトルクを示す図である。図６（２）は、モータへ入力する操作量を示す図である。なお、モータへ入力する操作量として、ＰＷＭ駆動方式が一般的に使用される。
【００４４】
図６の横軸は、モータ１回転分の角度情報であり、図６（１）の縦軸は、発生したトルク値であり、図６（２）の縦軸は、ＰＷＭのＤｕｔｙ［％］である。図６中の指令ＰＷＭ（細実線）は、一定値で指令を出したときの状態であり、この場合、モータ全角度に５０％Ｄｕｔｙ命令を送っている。望むべきトルク特性は、図６（１）に示す理想トルク（太実線）であるが、実際には、コギングトルクリップルの影響から、実際トルク（細実線）のようなトルク特性になる。
【００４５】
モータ角度で２５°、１５０°、２７５°近傍が、トルクの最も発生する場所であり、９０°、２１５°、３３０°近傍が、トルクの最も減少する領域である。この、実際トルク（細実線）のトルク変動量を計測し、モータ角度に依存したトルク変動が相殺されるように、操作量を補正した特性が、補正ＰＷＭ（細点線）である。
【００４６】
モータ角度で、２５°、１５０°、２７５°近傍では、操作量を減少し、９０°、２１５°、３３０°近傍では、操作量を増加する傾向に補正することによって、実際に発生するトルクは、補正トルク（細点線）の状態である。
【００４７】
図４に示す駆動系１００と図５に示す駆動系２００とでは、コギングトルクリップル補正の適用方式が異なる。すなわち、補正値を反映させるモータの対象が異なる。つまり、図４に示す駆動系１００では、駆動系に配置される２つのモータＭＴ１、ＭＴ２の双方に補正値を反映することによって、制御対象に伝達される合算トルクでのトルクリップルを抑制する。これに対して、図５に示す駆動系２００では、モータＭＴ１にのみ補正値を反映することによって、制御対象に伝達される合算トルクでのトルクリップルを抑制する。
【００４８】
次に、図４に示す駆動系１００について説明する。
【００４９】
制御対象１４の動作目標値として、制御指令値１３が決められる。制御対象の状態を、エンコーダ１５が計測し、位置、速度情報３２が、ＰＩＤ演算器１６に入力される。ＰＩＤ演算器１６では、制御指令値１３と位置、速度情報３２との偏差量に基づいて、ＰＩＤ演算を行い、次命令として、操作量１７を出力する。操作量１７は、モータＭＴ１、モータＭＴ２のそれぞれに入力され、それぞれ、発生トルク１９、発生トルク２１を出力する。発生トルク１９と発生トルク２１とが、メカ機構に連結され、この合算トルク２２が、制御対象１４に加えられる。上記一連の処理が、フィードバック制御系ＦＢＣであり、このフィードバック制御を随時行うことによって、制御対象１４を動作仕様に従い制御駆動する。
【００５０】
第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第１の補正値推定器ＥＳ１が推定した第１の補正推定値とに基づいて、モータＭＴ１のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量２８を算出する。つまり、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、エンコーダ１５から得られるモータ角度情報２６から、現在状態でのモータ角度を確認し、この確認した角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第１の補正量２８を算出する。加算器Ａ１が操作量１７に第１の補正量２８を加算し、この加算値が、モータドライバ２８ｄを介してモータＭＴ１に入力される。制御対象１４の誤差状態から、随時値を修正するのではなく、モータ角度によって一意に決定される補正値を加える。この制御ループが第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１である。
【００５１】
第２のコギングトルク補正器ＴＡ２は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報２６と第２の補正値推定器ＥＳ２が推定した第２の補正推定値とに基づいて、モータＭＴ２のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第２の補正量３０を算出する。つまり、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２は、エンコーダ１５から得られたモータ角度情報２６に基づいて、現在状態でのモータ角度を確認し、その角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第２の補正量３０を算出する。加算器Ａ２が操作量１７に第２の補正量３０を加算し，この加算値が、モータドライバ３０ｄを介してモータＭＴ２に入力される。この制御ループが、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２である。
【００５２】
図７は、コギングトルクリップル補正値を算出する動作を示すフローチャートである。
【００５３】
モータＭＴ２への動力が、動力遮断器３１によって遮断され、図７において説明する補正値算出フローチャートを実行する。
【００５４】
コギングトルクリップル補正部ＴＡ１０は、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１と第２のコギングトルク補正器ＴＡ２とによって一連の処理が実行される部分である。インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系１００は、フィードバック制御系ＦＢＣと、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２とを併用する。したがって、制御対象１４に対して、２つのモータが存在する駆動制御系においても、コギングトルクリップルを抑制し、安定した駆動が可能である。
【００５５】
図４に示す制御ブロック図によってコギングトルクリップル補正を適正に行うためには、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２での第１の第１の補正量２８、第２の補正量３０の算出演算のパラメータを同定する必要がある。
【００５６】
図８、図９、図１０は、フローチャートの中で、モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。
【００５７】
図８（１）、図９（１）、図１０（１）は、モータが発生したトルクを示す図であり、図８（２）、図９（２）、図１０（２）は、モータへ入力する操作量を示す図である。
【００５８】
図８〜図１０における横軸は、モータ１回転分の角度情報であり、図８（１）、図９（１）、図１０（１）の縦軸が、発生したトルク値であり、図８（２）、図９（２）、図１０（２）の縦軸が、ＰＷＭのＤｕｔｙ［％］である。操作量として５０％Ｄｕｔｙが指定される場合を考える。
【００５９】
図８、図９、図１０に示すモータＭＴ１、ＭＴ２は、それぞれ図４に示すモータＭＴ１、モータＭＴ２に相当する。
【００６０】
図８は、調整を開始する前の状態を示す図である。モータＭＴ１のＰＷＭ（実線）、モータＭＴ２のＰＷＭ（点線）の双方に、一定の５０％Ｄｕｔｙが加わっている状態である。しかし、実際に発生しているトルクは、コギングトルクリップルの影響によって変動する。つまり、双方とも、モータ角度で２５°、１５０°、２７５°近傍が、最もトルクが発生する領域であり、９０°、２１５°、３３０°近傍が、トルクが最も減少する領域である。２つのモータが似たようなトルク変動特性を持っているので、合算トルク（太線）は、単独モータと比較すると、倍増したトルク変動特性をもつ。
【００６１】
図７に示すＳ１で、動力遮断器３１を用いて、モータＭＴ２への動力を遮断する。Ｓ１で、制御系におけるモータＭＴ２からのコギングトルクリップルの影響が削除されるので、モータＭＴ１のコギングトルクリップルに関してのみの補正値を算出することができる。ただし、もともと２つのモータによる合算トルクで駆動することを想定している駆動系であり、片方の出力がなくなるので、動作可能な範囲に制限がかかる。このために、Ｓ２で、単独モータでの動作可能な範囲での低速度領域で、補正値検出のための目標動作速度（低速度）Ｖ１を定める。
【００６２】
Ｓ３で、目標動作速度（低速度）Ｖ１で制御系を駆動させ、モータＭＴ１単独でのトルク特性を確認する。Ｓ４で、モータＭＴ１が補正を加える必要がない程度にコギングトルクリップルに優れたモータであれば、後述のＳ９に処理を移行する。補正が必要であれば、Ｓ５に遷移し、モータ角度におけるトルク補正を行うために、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１に、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１を設定する。
【００６３】
なお、上記補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断した状態で、モータＭＴ１のコギングトルクリップルを打ち消すためのモータＭＴ１の補正値である。上記補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１を検出する場合、速度情報からコギングトルクリップルに起因した速度変動成分を検出し、モータＭＴ１へのＰＷＭＤＵＴＹ値を変化させつつ、その速度変動が最小になる値を検出する。この速度変動が最小である値が、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ１である。
【００６４】
Ｓ６で、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２を有効にした状態で、モータＭＴ１を、目標動作速度（低速度）Ｖ１で駆動する。Ｓ７で、補正結果を確認し、適正に行われていれば、Ｓ８で、モータＭＴ１への補正を開始し、Ｓ９で、モータＭＴ２への動力遮断を解除する。これによって、モータＭＴ１に対する補正を終了する。Ｓ７で調整エラーであると判断されれば、Ｓ５に戻り、設定値を変更し、再度補正確認する。ここまでが、モータＭＴ１を対象とする補正値を算出する動作である。
【００６５】
図９は、Ｓ９でモータＭＴ２への動力を復帰した場合における発生トルクの様子を示す図である。
【００６６】
モータＭＴ１のＰＷＭが、図８に示す場合では、５０％Ｄｕｔｙ固定であるが、コギングトルクリップルの逆位相になるように補正されている。モータＭＴ１のトルクは、図８に示す場合と比較すると、トルク変動が抑制された状態に変化し、合算トルクの変動量も、図８に示す場合の半分程度に抑えられている。
【００６７】
Ｓ１０で、モータが２個状態における補正値検出のための目標速度を決定する。この速度は、補正の対象となる速度領域に依存する。具体的には、搬送ローラ駆動系に関して、停止直前の低速度領域での速度変動を安定化するので、停止精度の向上を図ることが目的である。このために、補正速度は、低速度領域に設定される。この場合、モータ単独でも動作可能な速度になることが考えられ、目標動作速度（低速度）Ｖ１を、補正領域速度に設定し、モータＭＴ１、モータＭＴ２の双方の補正値検出速度に適用することが望ましい。この処理が、Ｓ１２である。
【００６８】
図１１は、Ｓ１２（検出速度を目標動作速度（低速度）Ｖ１に設定した場合）における駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【００６９】
図１１において、横軸は、時間を示し、縦軸は、速度を示す。駆動速度波形は、加速、定速、減速を経て、目標値に到達する。補正対象領域は、停止直前の丸で囲まれている可動領域である。これに対して、図１１中、左の矢印は、モータが１つである場合における可動領域と、モータが２個である場合における可動領域とを示す。どちらの可動領域でも、図１１中、丸で囲まれている可動領域を動かすことが可能であるので、補正値検出を、全て丸で囲まれている可動領域の低速度で行う。
【００７０】
キャリッジ駆動系に関しては、印字中の速度変動の安定化が目的である。この場合、モータ２つを合算して初めて実現できるような速度になることが多く、印字速度に相当する目標動作速度（高速度）Ｖ２を設定する。この処理が、Ｓ１１である。
【００７１】
図１２は、駆動波形と補正対象領域との関係を示す図である。
【００７２】
図１２において、横軸は、時間を示し、縦軸は、速度を示している。駆動速度波形は、加速、定速、減速を経て目標値に到達する。補正対象領域は、インク吐出を行う定速領域（丸で囲まれている部分）である。
【００７３】
これに対して、モータが１つでの可動領域、２個での可動領域を、図１２中、左の矢印が示している。補正対象領域は、モータ２個でしか動作できない領域である。このために、モータを単独で駆動した場合は、低速度で動作し、２個のモータを駆動した場合は、丸で囲まれている領域の高速度で動作するように使い分ける。ただし、キャリッジ駆動系においても、図１１に示すやり方で補正値を検出し、速度依存分の変換係数を加味する方法も考えられる。
【００７４】
Ｓ１１またはＳ１２で決定された設定速度によって、Ｓ１３で、制御系を駆動し、モータＭＴ２でのトルク特性を確認する。なお、これまでのステップによって、モータＭＴ１でのコギングトルクリップルは抑制されている。
【００７５】
Ｓ１４で、モータＭＴ２が補正を加える必要がない程度にコギングトルクリップルに優れたモータであれば、調整終了に遷移する。補正が必要であれば、Ｓ１５に遷移し、モータ角度におけるトルク補正を行うために、第２のコギングトルク補正器ＴＡ２に、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ２を設定する。
【００７６】
補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ２は、動力遮断器３１の動力遮断を解除し、モータＭＴ１とＭＴ２との合計トルクが合算トルク２２である状態で、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すためのモータＭＴ２の補正値を求めるパラメータである。この際の合算トルク２２では、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１によって、モータＭＴ１のコギングトルクリップルの影響を無視できる。
【００７７】
Ｓ１６で、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２を有効にした状態でモータＭＴ１とＭＴ２とを設定速度（Ｖ１またはＶ２）で駆動させる。Ｓ１７で、補正結果を確認し、補正が適正に行われていれば、調整を終了する。調整エラーであると判断されれば、Ｓ１５に戻り、設定値を変更し、再度、補正を確認する。
【００７８】
図１０は、調整終了段階での発生トルクの様子を示す図である。
【００７９】
モータＭＴ１のＰＷＭは、図８のままで補正済み状態である。モータＭＴ２のＰＷＭは、図８、図９では、５０％Ｄｕｔｙ固定であるが、コギングトルクリップルの逆位相になるように補正されている。モータＭＴ２のトルクも、図８に示す場合と比較すると、トルク変動が抑制された状態に変化し、合算トルクで見た場合、トルク変動は、ほぼ抑制されている。
【００８０】
また、Ｓ１におけるモータＭＴ２への動力遮断については、いくつかの手段が考えられる。
【００８１】
図１３は、コギングトルクリップル補正部ＴＡ３０を示すブロック図である。
【００８２】
図１３に示すコギングトルクリップル補正部ＴＡ３０は、図４に示すコギングトルクリップル補正部ＴＡ１０において、手段の異なる動力遮断器（切り替え器３８）を付加した場合を示す図である。
【００８３】
動力遮断器３１は、モータＭＴ２から制御対象１４までの動力の伝達経路をメカ構成から遮断する方式を採用したものである。これに対して、切り替え器３８は、モータＭＴ２の直前で動力を遮断し、モータＭＴ２への電気的な結線を遮断する方式を採用したものである。切り替え器３８は、操作量１７上に位置し、モータＭＴ２に入力される操作量を０にすることによってソフト的に動力遮断する方式を採用したものである。これらの方式の中から、構成上適切なものを選択し、モータＭＴ１の補正値算出を実行する。図１３に示す構成のうちで、図４に示す符号と同じ符合に対応する構成は、同義のものである。
【００８４】
上記実施例において、フィードバック制御系ＦＢＣと第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２との組合せが、モータＭＴ２のみに補正値を入れる組合せである。この組み合わせは、図４に示す実施例で、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１の制御を使用しない発明に相当する。つまり、モータＭＴ１のトルクリップル特性が優秀であり、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１の補正を必要としない場合には、図４に示す例で、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１の制御を実行しない。
【００８５】
図５は、２つのモータのうちの片方に補正を実行するインクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００を示すブロック図である。
【００８６】
なお、図５に示す構成のうちで、図４に示す符号と同じ符合に対応する構成は、同義のものである。インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００において、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１と第３のコギングトルク補正器ＴＡ３とは、コギングトルクリップル補正をモータＭＴ１に加える。
【００８７】
インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００は、第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３を有する。第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３は、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３と、加算器Ａ４と有する。
【００８８】
第１のコギングトルク補正器ＴＡ１は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断した状態で、エンコーダ１５からのモータ角度情報２６に基づいて、現在状態でのモータ角度を確認する。そして、確認したこの角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第１の補正量２８を算出する。これによって、モータＭＴ１のトルク変動特性を抑制する。
【００８９】
第３のコギングトルク補正器ＴＡ３は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、エンコーダ１５からのモータ角度情報２６と、第３の補正値推定器ＥＳ３が推定した第３の補正推定値とに基づいて、現在状態でのモータ角度を確認する。そして、確認したこの角度に応じて、コギングトルクリップルを抑制する第３の補正量３５を算出する。これによって、モータＭＴ２のトルク変動特性を抑制する。
【００９０】
つまり、第３の補正値推定器ＥＳ３は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、エンコーダ１５が検出した位置、速度情報に基づいて、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すための第３の補正推定値を推定する。第３のコギングトルク補正器ＴＡ３は、エンコーダ１５が検出したモータ角度情報と第３の補正値推定器３が推定した第３の補正推定値とに基づいて、モータＭＴ２のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第３の補正量３５を算出する。この算出された補正量３５をモータＭＴ１に与える。
【００９１】
フィードバック制御系ＦＢＣは、位置、速度情報３２に基づいて、フィードバックをかける。
【００９２】
そして、インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系２００は、次の第１の組み合わせ、第２の組み合わせ、第３の組み合わせのいずれかを選択する。上記第１の組み合わせは、フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１と第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３との組み合わせである。上記第２の組み合わせは、フィードバック制御系ＦＢＣと第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１との組み合わせである。上記第３の組み合わせは、フィードバック制御系ＦＢＣと第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３との組み合わせである。
【００９３】
操作量１７に第１の補正量２８と第３の補正量３５とを加算したものが、モータＭＴ１に入力される。この一連の制御ループが、第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３である。コギングトルクリップル補正部ＴＡ２０が、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３の一連の処理を実行する。
【００９４】
フィードバック制御系ＦＢＣと第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３とを併用することによって、制御対象１４に対して、２つのモータが存在するような駆動制御系においても、コギングトルクリップルを抑制し、安定した駆動が可能である。
【００９５】
図５に示す制御ブロック図によって、コギングトルクリップルを適正に補正するためには、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１による第１の補正量２８、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３による第３の補正量３５の算出演算のパラメータを同定する必要がある。
【００９６】
図４に示す動力遮断器３１の位置がいくつか考えられる。図１３は、図４をベースとして、その変更可能性の例を示す図である。したがって、図１３に示す例は、第１のフィードフォワード制御系ＦＦＣ１、第２のフィードフォワード制御系ＦＦＣ２が対象となる制御系である。
【００９７】
図１４は、コギングトルクリップル補正値を算出するフローチャートである。
【００９８】
図１５、図１６、図１７は、モータＭＴ１、モータＭＴ２で発生するトルクを示す図である。図１５（１）、図１６（１）、図１７（１）は、モータが発生したトルクを示す図である。図１５（２）、図１６（２）、図１７（２）は、モータへ入力する操作量を示す図である。図１５、図１６、図１７の横軸は、モータが１回転した場合における角度情報を示し、図１５（１）、図１６（１）、図１７（１）の縦軸は、発生したトルク値を示し、図１５（２）、図１６（２）、図１７（２）の縦軸は、ＰＷＭのＤｕｔｙ［％］を示す。操作量として５０％Ｄｕｔｙが指定される場合を考える。図１５、図１６、図１７に示すモータＭＴ１、ＭＴ２は、図４に示すモータＭＴ１、ＭＴ２に相当する。
【００９９】
図１５は、調整を開始する前の状態を示す図であり、図８に示す状態と同じ状態である。図１４に示すＳ１〜Ｓ１２の処理は、図７に示す処理と同じである。
【０１００】
図１６は、Ｓ９で、終了時における発生トルクの様子を示す図である。この発生トルクの様子も、図９と同じである。
【０１０１】
Ｓ１１またはＳ１２で決定された設定速度によって、Ｓ１８で、制御系を駆動し、モータＭＴ２でのトルク特性を確認する。なお、これまでのステップによって、モータＭＴ１でのコギングトルクリップルは抑制されている。Ｓ１９で、モータＭＴ２が補正を加える必要がない程度にコギングトルクリップルに優れたモータであれば、調整終了に遷移する。Ｓ１９で補正が必要であると判断されると、Ｓ２０で、モータ角度におけるトルク補正を行うために、第３のコギングトルク補正器ＴＡ３に、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３を設定する。
【０１０２】
なお、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３は、動力遮断器３１がモータＭＴ２の動力を遮断しない状態で、モータＭＴ２のコギングトルクリップルを打ち消すためのモータ補正値である。発生トルク１９には、モータＭＴ２のトルクリップルに相当するトルク変動成分が含まれるが、合算トルク２２においては、そのトルク変動成分と、モータＭＴ２のトルクリップルとが相殺し合う。なお、モータＭＴ１のトルクリップルは、第１のコギングトルク補正器ＴＡ１によって除去される。したがって、最終的に制御対象に伝達されるトルク成分に着目すると、モータＭＴ１、モータＭＴ２のトルクリップル成分は除去される。
【０１０３】
補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３を検出する場合、速度情報からモータＭＴ２のコギングトルクリップルに起因した速度変動成分を検出し、モータＭＴ１へのＰＷＭＤＵＴＹ値を変化させつつ、モータＭＴ２起因の速度変動が最小になる値を検出する。この速度変動が最小である値が、補正値算出演算パラメータＡＤＵＳＴ３である。
【０１０４】
モータＭＴ１の出力だけ見た場合には、故意に発生させたトルクリップルが存在するが、そのトルクリップルは、ＭＴ２のトルクリップルと干渉しあい、相殺できるので、合算トルク２２では、トルクリップルが存在しなくなる。
【０１０５】
Ｓ２１で、第３のフィードフォワード制御系ＦＦＣ３を有効にした状態で、モータＭＴ１とモータＭＴ２とを設定速度（Ｖ１またはＶ２）によって駆動する。Ｓ２２で、補正結果を確認し、適正に補正されていれば、調整を終了する。調整エラーであると判断されれば、Ｓ２０に戻り、設定値を変更し、補正を再度確認する。
【０１０６】
図１７は、調整終了段階における発生トルクの様子を示す図である。
【０１０７】
モータＭＴ１のＰＷＭは、図１６に示すモータＭＴ１に対する補正値に加え、モータＭＴ２の逆位相に相当する補正が加えられる。モータＭＴ２のＰＷＭは、固定値のままである。モータＭＴ１のトルクは、図１６に示すトルク変動が抑制された状態から、モータＭＴ２のトルクの逆位相となる状態に変化している。モータＭＴ１のトルクとモータＭＴ２のトルクとを加算した合算トルク（太線）では、トルク変動が相殺され、最終的に制御対象１４に入力されるトルクに関して、変動がほぼ抑制されている。
【０１０８】
制御対象１４に対して、２つのモータが存在する場合の補正手段として、図４に示す駆動系１００と図５に示す駆動系２００とのいずれかを選択して実行するので、コギングトルクリップルを抑制し、しかも、良好な動作特性を実現することができる。なお、機能をプリンタに搭載する前に、図４に示す補正手段を選択するか、または、図５に示す補正手段を選択するかを決定する。
【０１０９】
上記選択する場合、駆動系を構成する諸々の条件に応じて、適切な方を選択する。たとえば、図１３に示すキャリッジ駆動系であり、しかも、振動の伝達経路を考えた場合、図４に示す補正方法を選択することが望ましい。また、補正対象となる周波数が高ければ、その周波数に応じた補正値の反映速度を求めることが考えられ、この場合、ＣＰＵ占有率が少なくなると推測される図５に示す方が適していると思われる。また、補正値の反映手段が、ソフト上での指定のみではなく、ＡＳＩＣなどを用いた電気ハード構成によって補正を実行する手段も考えられる。これらの条件などから、制御対象１４となる駆動系に適切な方式を選択し、コギングトルクリップルの抑制を実現する。また、上記実施例において、３個以上の駆動源を持つ系についても、補正対象を駆動源の数だけ増やすことによって、対応できる。
【符号の説明】
【０１１０】
ＰＲ１…インクジェットプリンタ、
１００、２００…インクジェットプリンタＰＲ１の駆動系、
ＭＴ１、ＭＴ２…モータ、
１４…制御対象、
３１…動力遮断器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の位置、速度情報を検出する状態検出器と、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量を演算する制御器と、上記操作量を入力する第１の駆動源、第２の駆動源とを具備し、上記第１の駆動源が発生した発生トルクと上記第２の駆動源が発生した発生トルクとを合算した合算トルクに基づいて上記制御対象を駆動するプリンタの制御装置であって、
上記第２の駆動源の動力を遮断する動力遮断器と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断した状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第１の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の補正推定値を推定する第１の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第１の補正値推定器が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、上記第１の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量を算出する第１のコギングトルク補正器とを含む第１のフィードフォワード制御系と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断しない状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第２の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第２の補正推定値を推定する第２の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第２の補正値推定器が推定した上記第２の補正推定値とに基づいて、上記第２の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第２の補正量を算出する第２のコギングトルク補正器とを含む第２のフィードフォワード制御系と；
上記位置、速度情報に基づいて、フィードバックをかけるフィードバック制御系と；
を有し、上記フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択することを特徴とするプリンタの制御装置。
【請求項２】
制御対象の位置、速度情報を検出する状態検出器と、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量を演算する制御器と、上記操作量を入力する第１の駆動源、第２の駆動源とを具備し、上記第１の駆動源が発生した発生トルクと上記第２の駆動源が発生した発生トルクとを合算した合算トルクに基づいて上記制御対象を駆動するプリンタの制御装置であって、
上記第２の駆動源の動力を遮断する動力遮断器と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断した状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第１の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の駆動源の第１の補正推定値を推定する第１の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第１の補正値推定器が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、上記第１の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量を算出する第１のコギングトルク補正器とを含む第１のフィードフォワード制御系と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断しない状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第２の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の駆動源の第３の補正推定値を推定する第３の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第３の補正値推定器が推定した上記第３の補正推定値とに基づいて、上記第２の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第３の補正量を算出し、第１の駆動源に与える第３のコギングトルク補正器とを含む第３のフィードフォワード制御系と；
上記位置、速度情報に基づいて、フィードバックをかけるフィードバック制御系と；
を有し、上記フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第３のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第３のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択することを特徴とするプリンタの制御装置。
【請求項３】
上記動力遮断器は、上記第２の駆動源へ入力される操作量を０にすることによってソフト的に遮断する方式と、上記第２の駆動源への電気的な結線を遮断する方式と、上記第２の駆動源から制御対象までの伝達経路をメカ構成から遮断する方式とのいずれかの方式を選択して動力を遮断する手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項４】
上記第１の補正値推定器は、制御対象を第１の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理と、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダの位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理とを実行する手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項５】
上記第１の一定速度は、駆動源が単独でも動作可能な範囲である動作速度であることを特徴とする請求項４に記載のプリンタの制御装置。
【請求項６】
上記第２の補正値推定器は、制御対象を第２の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理と、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダの位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理とを実現する手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項７】
上記第２の一定速度は、駆動源が単独でも動作可能な範囲となる動作速度である第１の一定速度と同等の速度、または、駆動源が２個で動作可能な範囲となる第３の一定速度であることを特徴とする請求項６に記載のプリンタの制御装置。
【請求項８】
上記制御対象は、シート部材を挟持して搬送する搬送ローラであり、上記駆動源は、モータであり、
上記搬送ローラを駆動させる上記モータの駆動力を上記搬送ローラに伝達する駆動伝達手段と、上記搬送ローラの位置、速度を検出する状態検出器とが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項９】
１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離は、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離、または、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離と搬送ローラ１回転分の駆動距離との最小公倍数からなる距離であることを特徴とする請求項８に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１０】
上記第１の一定速度と第２の一定速度は、シート部材搬送装置の停止する直前の微低速度領域に相当する速度であることを特徴とする請求項８に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１１】
上記制御対象は、記録ヘッドを搭載したキャリッジと、上記第１の駆動源、上記第２の駆動源の駆動力を上記キャリッジに伝達する駆動伝達手段とであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１２】
上記プリンタの制御装置における１周期３６０度に相当する制御対象を駆動する距離は、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離、１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離をキャリッジの走査範囲から数箇所を選択した距離、または、１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離の倍数でキャリッジの走査範囲で動作可能な最大領域となる距離であることを特徴とする請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１３】
上記プリンタの制御装置における第１の一定速度は、メカ初期化動作時にキャリッジが動作する低速度であることを特徴とする請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１４】
上記プリンタの制御装置における第２の一定速度は、記録媒体への印字を行う印字速度であることを特徴とする請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１５】
上記プリンタは、記録媒体を間欠搬送しつつインクジェットヘッドを搭載したキャリッジを往復走査し、画像を形成するシリアル式インクジェットプリンタであることを特徴とする請求項８または請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１】
制御対象の位置、速度情報を検出する状態検出器と、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量を演算する制御器と、上記操作量を入力する第１の駆動源、第２の駆動源とを具備し、上記第１の駆動源が発生した発生トルクと上記第２の駆動源が発生した発生トルクとを合算した合算トルクに基づいて上記制御対象を駆動するプリンタの制御装置であって、
上記第２の駆動源の動力を遮断する動力遮断器と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断した状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第１の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の補正推定値を推定する第１の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第１の補正値推定器が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、上記第１の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量を算出する第１のコギングトルク補正器とを含む第１のフィードフォワード制御系と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断しない状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第２の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第２の補正推定値を推定する第２の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第２の補正値推定器が推定した上記第２の補正推定値とに基づいて、上記第２の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第２の補正量を算出する第２のコギングトルク補正器とを含む第２のフィードフォワード制御系と；
上記位置、速度情報に基づいて、フィードバックをかけるフィードバック制御系と；
を有し、上記フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第２のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択することを特徴とするプリンタの制御装置。
【請求項２】
制御対象の位置、速度情報を検出する状態検出器と、制御指令値と上記制御対象の位置、速度情報との差分値である操作量を演算する制御器と、上記操作量を入力する第１の駆動源、第２の駆動源とを具備し、上記第１の駆動源が発生した発生トルクと上記第２の駆動源が発生した発生トルクとを合算した合算トルクに基づいて上記制御対象を駆動するプリンタの制御装置であって、
上記第２の駆動源の動力を遮断する動力遮断器と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断した状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第１の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の駆動源の第１の補正推定値を推定する第１の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第１の補正値推定器が推定した上記第１の補正推定値とに基づいて、上記第１の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第１の補正量を算出する第１のコギングトルク補正器とを含む第１のフィードフォワード制御系と；
上記動力遮断器が上記第２の駆動源の動力を遮断しない状態で、上記位置、速度情報に基づいて、上記第２の駆動源のコギングトルクリップルを打ち消すための第１の駆動源の第３の補正推定値を推定する第３の補正値推定器と、上記状態検出器が検出したモータ角度情報と上記第３の補正値推定器が推定した上記第３の補正推定値とに基づいて、上記第２の駆動源のモータトルクリップルを相殺し得るモータ操作量である第３の補正量を算出し、第１の駆動源に与える第３のコギングトルク補正器とを含む第３のフィードフォワード制御系と；
上記位置、速度情報に基づいて、フィードバックをかけるフィードバック制御系と；
を有し、上記フィードバック制御系と上記第１のフィードフォワード制御系と上記第３のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と第１のフィードフォワード制御系との組み合わせと、上記フィードバック制御系と上記第３のフィードフォワード制御系との組み合わせとのいずれかを選択することを特徴とするプリンタの制御装置。
【請求項３】
上記動力遮断器は、上記第２の駆動源へ入力される操作量を０にすることによってソフト的に遮断する方式と、上記第２の駆動源への電気的な結線を遮断する方式と、上記第２の駆動源から制御対象までの伝達経路をメカ構成から遮断する方式とのいずれかの方式を選択して動力を遮断する手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項４】
上記第１の補正値推定器は、制御対象を第１の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理と、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダの位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理とを実行する手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項５】
上記第１の一定速度は、駆動源が単独でも動作可能な範囲である動作速度であることを特徴とする請求項４に記載のプリンタの制御装置。
【請求項６】
上記第２の補正値推定器は、制御対象を第２の一定速度で駆動させるフィードバック制御処理と、上記フィードバック制御処理で、エンコーダを含む状態検出器によって検出されたエンコーダの位置毎での制御対象の実際の駆動速度を、１周期３６０度単位で解析して補正値とする処理とを実現する手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項７】
上記第２の一定速度は、駆動源が単独でも動作可能な範囲となる動作速度である第１の一定速度と同等の速度、または、駆動源が２個で動作可能な範囲となる第３の一定速度であることを特徴とする請求項６に記載のプリンタの制御装置。
【請求項８】
上記制御対象は、シート部材を挟持して搬送する搬送ローラであり、上記駆動源は、モータであり、
上記搬送ローラを駆動させる上記モータの駆動力を上記搬送ローラに伝達する駆動伝達手段と、上記搬送ローラの位置、速度を検出する状態検出器とが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項９】
１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離は、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離、または、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離と搬送ローラ１回転分の駆動距離との最小公倍数からなる距離であることを特徴とする請求項８に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１０】
上記第１の一定速度と第２の一定速度は、シート部材搬送装置の停止する直前の微低速度領域に相当する速度であることを特徴とする請求項８に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１１】
上記制御対象は、記録ヘッドを搭載したキャリッジと、上記第１の駆動源、上記第２の駆動源の駆動力を上記キャリッジに伝達する駆動伝達手段とであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１２】
上記プリンタの制御装置における１周期３６０度に相当する制御対象を駆動する距離は、駆動源のコギングトルク変動１周期分の駆動距離、１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離をキャリッジの走査範囲から数箇所を選択した距離、または、１周期３６０度に相当する制御対象の駆動距離の倍数でキャリッジの走査範囲で動作可能な最大領域となる距離であることを特徴とする請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１３】
上記プリンタの制御装置における第１の一定速度は、メカ初期化動作時にキャリッジが動作する低速度であることを特徴とする請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１４】
上記プリンタの制御装置における第２の一定速度は、記録媒体への印字を行う印字速度であることを特徴とする請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【請求項１５】
上記プリンタは、記録媒体を間欠搬送しつつインクジェットヘッドを搭載したキャリッジを往復走査し、画像を形成するシリアル式インクジェットプリンタであることを特徴とする請求項８または請求項１１に記載のプリンタの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１３５０７３（Ｐ２０１２−１３５０７３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８２６８３（Ｐ２０１０−２８２６８３）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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