JP2001078475A

JP2001078475A - モータ制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JP2001078475A
Application number: JP25180499A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kimoto; 元喜之木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ノイズの混入等によるモータの暴走を防止す
ることが可能な構成のモータ制御装置及び制御方法を提
供する。【解決手段】本発明に係るモータ制御装置は、制御対
象であるモータに付加されたエンコーダの出力信号の周
期Ｔと所定の既定値とを比較し、周期Ｔが所定の既定値
以下であるか否かを示す比較結果信号を出力する周期比
較手段と、比較結果信号に基づき、周期Ｔが所定の既定
値以下である場合にカウントアップし、カウント値が所
定の既定回数に達すると、モータの駆動動作を停止させ
るモータ停止制御信号を出力するカウンタとを備えたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置及
び制御方法に係り、特に、シリアルプリンタのキャリッ
ジを駆動するキャリッジモータの暴走対策に用いられる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】最初に、ＤＣモータ制御装置が用いられ
るインクジェットプリンタの概略構成及び制御方法につ
いて説明する。

【０００３】図３は、インクジェットプリンタの概略構
成を示したブロック図である。

【０００４】図３に示したインクジェットプリンタは、
紙送りを行う紙送りモータ（以下、ＰＦモータともい
う。）１と、紙送りモータ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を制御する直流
電流を出力するＤＣユニット６と、ヘッド９の目詰まり
防止のためのインクの吸い出しを制御するポンプモータ
７と、ポンプモータ７を駆動するポンプモータドライバ
８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エンコーダ
１１用符号板１２と、ＰＦモータ１用のロータリ式エン
コーダ１３と、印刷処理されている紙の終端位置を検出
する紙検出センサ１５と、プリンタ全体の制御を行うＣ
ＰＵ１６と、ＣＰＵ１６に対して周期的に割込み信号を
発生するタイマＩＣ１７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ＡＳＩＣ２０
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ＰＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２
及びＥＥＰＲＯＭ２３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
を搬送する搬送ローラ２７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。

【０００５】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
て紙送りモータドライバ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。

【０００６】図４は、インクジェットプリンタのキャリ
ッジ３周辺の構成を示した斜視図である。

【０００７】図４に示すように、キャリッジ３は、タイ
ミングベルト３１によりプーリ３０を介してキャリッジ
モータ４に接続され、ガイド部材３２に案内されてプラ
テン２５に平行に移動するように駆動される。キャリッ
ジ３の印刷紙に対向する面には、ブラックインクを吐出
するノズル列及びカラーインクを吐出するノズル列を有
する記録ヘッド９が設けられ、各ノズルはインクカート
リッジ３４からインクの供給を受けて印刷紙にインク滴
を吐出して文字や画像を印刷する。

【０００８】また、キャリッジ３の非印字領域には、非
印字時に記録ヘッド９のノズル開口を封止するためのキ
ャッピング装置３５と、図３に示したポンプモータ７を
有するポンプユニット３６とが設けられている。キャリ
ッジ３が印字領域から非印字領域に移動すると、図示し
ないレバーにキャリッジ３が当接して、キャッピング装
置３５が上方に移動し、ヘッド９を封止する。

【０００９】ヘッド９のノズル開口列に目詰まりが生じ
た場合や、カートリッジ３４の交換等を行ってヘッド９
から強制的にインクを吐出する場合は、ヘッド９を封止
した状態でポンプユニット３６を作動させ、ポンプユニ
ット３６からの負圧により、ノズル開口列からインクを
吸い出す。これにより、ノズル開口列の近傍に付着して
いる塵埃や紙粉が洗浄され、さらにはヘッド９内の気泡
がインクとともにキャップ３７に排出される。

【００１０】図５は、キャリッジ３に取付けられたリニ
ア式エンコーダ１１の構成を模式的に示した説明図であ
る。

【００１１】図５に示したエンコーダ１１は、発光ダイ
オード１１ａと、コリメータレンズ１１ｂと、検出処理
部１１ｃとを備えている。検出処理部１１ｃは、複数
（４個）のフォトダイオード１１ｄと、信号処理回路１
１ｅと、２個のコンパレータ１１ｆA，１１ｆBとを有し
ている。

【００１２】発光ダイオード１１ａ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１１ａから
光が発せられる。この光はコリメータレンズ１１ｂによ
り平行光に集光されて符号板１２を通過する。符号板１
２には、所定の間隔（例えば１／１８０インチ）毎にス
リットが設けられている。

【００１３】符号板１２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１１ｄ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
１１ｄから出力される電気信号は信号処理回路１１ｅに
おいて信号処理され、信号処理回路１１ｅから出力され
る信号はコンパレータ１１ｆA，１１ｆB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
１１ｆA，１１ｆBから出力されるパルスＥＮＣ−Ａ，Ｅ
ＮＣ−Ｂがエンコーダ１１の出力となる。

【００１４】図６は、ＣＲモータ正転時及び逆転時にお
けるエンコーダ１１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。

【００１５】図６（ａ），（ｂ）に示すように、ＣＲモ
ータ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。ＣＲモータ４が正転しているとき、即ち、キャリ
ッジ３が主走査方向に移動しているときは、図６（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、ＣＲモータ４が逆転してい
るときは、図６（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４は構成されている。そして、上記パルス
の１周期Ｔは符号板１２のスリット間隔（例えば１／１
８０インチ）に対応し、キャリッジ３が上記スリット間
隔を移動する時間に等しい。

【００１６】一方、ＰＦモータ１用のロータリ式エンコ
ーダ１３は符号板がＰＦモータ１の回転に応じて回転す
る回転円板である以外は、リニア式エンコーダ１１と同
様の構成となっており、２つの出力パルスＥＮＣ−Ａ，
ＥＮＣ−Ｂを出力する。インクジェットプリンタにおい
ては、ＰＦモータ１用のエンコーダ１３の符号板に設け
られている複数のスリットのスリット間隔は１／１８０
インチであり、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。

【００１７】図７は、給紙及び紙検出に関連する部分を
示した透視図である。図７を参照して、図３に示した紙
検出センサ１５の位置について説明する。図７におい
て、プリンタ６０の給紙挿入口６１に挿入された印刷紙
５０は、給紙モータ６３により駆動される給紙ローラ６
４によってプリンタ６０内に送り込まれる。プリンタ６
０内に送り込まれた印刷紙５０の先端が例えば光学式の
紙検出センサ１５により検出される。紙検出センサ１５
によって先端が検出された紙５０は、ＰＦモータ１によ
り駆動される紙送りローラ６５及びフリーローラ６６に
よって紙送りが行われる。

【００１８】続いてキャリッジガイド部材３２に沿って
移動するキャリッジ３に固定された記録ヘッド（図示せ
ず）からインクが滴下されることにより印字が行われ
る。所定の位置まで紙送りが行われると、現在、印字さ
れている印刷紙５０の終端が紙検出センサ１５によって
検出される。印字が終了した印刷紙５０は、ＰＦモータ
１により駆動される歯車６７Ａ，６７Ｂを介して歯車６
７Ｃにより駆動される排紙ローラ６８及びフリーローラ
６９によって排紙口６２から外部に排出される。

【００１９】次に、上述したインクジェットプリンタの
ＣＲモータ４を制御する従来の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
制御方法について説明する。

【００２０】図８は、従来のＤＣモータ制御装置である
ＤＣユニット６の構成を示したブロック図であり、図９
は、ＤＣユニット６により制御されるＣＲモータ４のモ
ータ電流及びモータ速度を示したグラフである。

【００２１】図８に示したＤＣユニット６は、位置演算
部６ａと、減算器６ｂと、目標速度演算部６ｃと、速度
演算部６ｄと、減算器６ｅと、比例要素６ｆと、積分要
素６ｇと、微分要素６ｈと、加算器６ｉと、Ｄ／Ａコン
バータ６ｊと、タイマ６ｋと、加速制御部６ｍとから構
成されている。

【００２２】位置演算部６ａは、エンコーダ１１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、キャリッジ３の位
置を演算する。この計数はＣＲモータ４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」に対応するキャリッジ３の位
置からの移動量を求めることができる。このときエンコ
ーダ１１の解像度は符号板１２のスリットの間隔の１／
４となる。上記スリットの間隔を１／１８０インチとす
れば解像度は１／７２０インチとなる。

【００２３】減算器６ｂは、ＣＰＵ１６から送られてく
る目標位置と、位置演算部６ａによって求められたキャ
リッジ３の実際の位置との位置偏差を演算する。

【００２４】目標速度演算部６ｃは、減算器６ｂの出力
である位置偏差に基づいてキャリッジ３の目標速度を演
算する。この演算は位置偏差にゲインＫPを乗算するこ
とにより行われる。このゲインＫPは位置偏差に応じて
決定され、ゲインＫP の値は図示しないテーブルに格納
されている。このテーブルは例えば図３に示すＰＲＯＭ
２１又はＥＥＰＲＯＭ２３に備えられており、ゲインＫ
PはＣＰＵ１６を介して送られてくる。

【００２５】速度演算部６ｄは、エンコーダ１１の出力
パルスＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂに基づいてキャリッジ３
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１１の出力パルスＥＮＣ−Ａ，Ｅ
ＮＣ−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１２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、例えば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１２
のスリット間隔をλとすればキャリッジの速度はλ／
（４Ｔ）として求められる。尚、ここでは、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。

【００２６】減算器６ｅは、目標速度と、速度演算部６
ｄによって演算されたキャリッジ３の実際の速度との速
度偏差を演算する。

【００２７】比例要素６ｆは、上記速度偏差に定数Ｇｐ
を乗算し、乗算結果を出力する。積分要素６ｇは、速度
偏差に定数Ｇｉを乗じたものを積算する。微分要素６ｈ
は、現在の速度偏差と、１つ前の速度偏差との差に定数
Ｇｄ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の演算は、エンコーダ１１
の出力パルスＥＮＣ−Ａの１周期ごとに、例えば出力パ
ルスＥＮＣ−Ａの立ち上がりエッジに同期して行う。

【００２８】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ＣＲモータ４の駆動電流が、Ｄ／Ａコン
バータ６ｊに送られてアナログ電流に変換される。この
アナログ電圧に基づいて、ドライバ５によりＣＲモータ
４が駆動される。

【００２９】また、タイマ６ｋ及び加速制御部６ｍは、
加速制御に用いられ、比例要素６ｆ、積分要素６ｇ及び
微分要素６ｈを使用するＰＩＤ制御は、加速途中の定速
及び減速制御に用いられる。

【００３０】タイマ６ｋは、ＣＰＵ１６から送られてく
るクロック信号に基づいて所定時間ごとにタイマ割込み
信号を発生する。

【００３１】加速制御部６ｍは、上記タイマ割込信号を
受ける度ごとに所定の電流値（例えば２０ｍＡ）を目標
電流値に積算し、積算結果、即ち加速時におけるＤＣモ
ータ４の目標電流値が、Ｄ／Ａコンバータ６ｊに送られ
る。ＰＩＤ制御の場合と同様に、上記目標電流値はＤ／
Ａコンバータ６ｊによってアナログ電流に変換され、こ
のアナログ電流に基づいて、ドライバ５によりＣＲモー
タ４が駆動される。

【００３２】ドライバ５は、例えば４個のトランジスタ
を備えており、Ｄ／Ａコンバータ６ｊの出力に基づいて
上記トランジスタを各々ＯＮ又はＯＦＦさせることによ
り（ａ）ＣＲモータ４を正転又は逆転させる運転モー
ド、（ｂ）回生ブレーキ運転モード（ショートブレーキ
運転モード、即ち、ＣＲモータの停止を維持するモー
ド）、（ｃ）ＣＲモータを停止させようとするモード、
を行わせることが可能な構成となっている。また、正転
又は逆転させる運転モードのときには上記トランジスタ
のゲートに印加される信号の強さを変えることによりＣ
Ｒモータ４に所望の電流を供給可能な構成となってい
る。

【００３３】次に、図９（ａ），（ｂ）を参照してＤＣ
ユニット６の動作、即ち、従来のＤＣモータ制御方法に
ついて説明する。

【００３４】ＣＲモータ４が停止しているときに、ＣＰ
Ｕ１６からＤＣユニット６へ、ＣＲモータ４を起動させ
る起動指令信号が送られると、加速制御部６ｍから起動
初期電流値Ｉ0がＤ／Ａコンバータ６ｊに送られる。こ
の起動初期電流値Ｉ0は、起動指令信号とともにＣＰＵ
１６から加速制御部６ｍに送られてくる。そしてこの電
流値Ｉ0は、Ｄ／Ａコンバータ６ｊによってアナログ電
圧に変換されてドライバ５に送られ、ドライバ５によっ
てＣＲモータ４が起動開始する（図９（ａ），（ｂ）参
照）。起動指令信号を受信した後、所定の時間ごとにタ
イマ６ｋからタイマ割込信号が発生される。加速制御部
６ｍは、タイマ割込信号を受信する度ごとに、起動初期
電流値Ｉ0に所定の電流値（例えば２０ｍＡ）を積算
し、積算した電流値をＤ／Ａコンバータ６ｊに送る。す
ると、この積算した電流値は、Ｄ／Ａコンバータ６ｊに
よってアナログ電流に変換されてドライバ５に送られ
る。そして、ＣＲモータ４に供給される電流の値が上記
積算した電流値となるように、ドライバ５によってＣＲ
モータが駆動されＣＲモータ４の速度は上昇する（図９
（ｂ）参照）。このためＣＲモータ４に供給される電流
値は、図９（ａ）に示すように階段状になる。尚、この
ときＰＩＤ制御系も動作しているが、Ｄ／Ａコンバータ
６ｊは加速制御部６ｍの出力を選択して取込む。

【００３５】加速制御部６ｍの電流値の積算処理は、積
算した電流値が一定の電流値ＩSとなるまで行われる。
時刻ｔ1において積算した電流値が所定値ＩS となる
と、加速制御部６ｍは積算処理を停止し、Ｄ／Ａコンバ
ータ６ｊに一定の電流値ＩSを供給する。これによりＣ
Ｒモータ４に供給される電流の値が電流値ＩSとなるよ
うにドライバ５によって駆動される（図９（ａ）参
照）。

【００３６】そして、ＣＲモータ４の速度がオーバーシ
ュートするのを防止するために、ＣＲモータ４が所定の
速度Ｖ1になると（時刻ｔ2参照）、ＣＲモータ４に供給
される電流を減小させるように加速制御部６ｍが制御す
る。このときＣＲモータ４の速度は更に上昇するが、Ｃ
Ｒモータ４の速度が所定の速度Ｖcに達すると（図９
（ｂ）の時刻ｔ3参照）、Ｄ／Ａコンバータ６ｊが、Ｐ
ＩＤ制御系の出力、即ち加算器６ｉの出力を選択し、Ｐ
ＩＤ制御が行われる。

【００３７】即ち、目標位置と、エンコーダ１１の出力
から得られる実際の位置との位置偏差に基づいて目標速
度が演算され、この目標速度と、エンコーダ１１の出力
から得られる実際の速度との速度偏差に基づいて、比例
要素６ｆ、積分要素６ｇ及び微分要素６ｈが動作し、各
々比例、積分、及び微分演算が行われ、これらの演算結
果の和に基づいて、ＣＲモータ４の制御が行われる。
尚、上記比例、積分及び微分演算は、例えばエンコーダ
１１の出力パルスＥＮＣ−Ａの立ち上がりエッジに同期
して行われる。これによりＤＣモータ４の速度は所望の
速度Ｖeとなるように制御される。尚、所定の速度Ｖc
は、所望の速度Ｖeの７０〜８０％の値であることが好
ましい。

【００３８】時刻ｔ4からＤＣモータ４は、所望の速度
となるからキャリッジ３も所望の一定の速度Ｖeとな
り、印字処理を行うことが可能となる。

【００３９】印字処理が終了し、キャリッジ３が目標位
置に近づくと（図９（ｂ）の時刻ｔ5参照）、位置偏差
が小さくなるから目標速度も小さくなり、このため速度
偏差、即ち減算器６ｅの出力が負になり、ＤＣモータ４
の減速が行われ、時刻ｔ6に停止する。

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ＤＣモータ制御装置のエンコーダ割込み制御期間におい
ては、図５に示したエンコーダ１１から、図６に示した
ような波形の信号が出力され、このエンコーダ１１の出
力信号に基づいて、図３及び図８に示したＤＣユニット
がＤＣモータであるＣＲモータの制御を行っていた。

【００４１】しかし、上述のような従来のＤＣモータ制
御装置においては、以下のような問題点があった。

【００４２】図１０は、エンコーダ１１の出力信号の一
方の波形を示したタイミングチャートである。

【００４３】図１０に示すように、エンコーダ１１の出
力信号にノイズが混入した場合、出力信号の周期が、本
来の周期Ｔよりも大幅に短い周期Ｔ’として認識される
ことにより、モータが急激に加速して暴走し、キャリッ
ジがプリンタフレームに衝突して破損する等の問題が発
生することがあった。

【００４４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ノイズの混入等によるモータの暴走
を防止することが可能な構成のモータ制御装置及び制御
方法を提供することである。

【００４５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るモータ制御
装置によれば、制御対象であるモータに付加されたエン
コーダの出力信号の周期Ｔと所定の既定値とを比較し、
周期Ｔが所定の既定値以下であるか否かを示す比較結果
信号を出力する周期比較手段と、比較結果信号に基づ
き、周期Ｔが所定の既定値以下である場合にカウントア
ップし、カウント値が所定の既定回数に達すると、モー
タの駆動動作を停止させるモータ停止制御信号を出力す
るカウンタとを備えたことを特徴とする。

【００４６】本発明に係るモータ制御方法によれば、制
御対象であるモータに付加されたエンコーダの出力信号
の周期Ｔと所定の既定値とを比較し、周期Ｔが所定の既
定値以下であるか否かを判断する第１の過程と、周期Ｔ
が所定の既定値以下であった場合の回数をカウントする
第２の過程と、カウントされた回数が所定の既定回数に
達したか否かを判断する第３の過程と、カウントされた
回数が所定の既定回数に達した場合に、モータの駆動動
作を停止させる第４の過程とを備えたことを特徴とす
る。

【００４７】これらの構成により、モータの暴走を停止
又は防止し、キャリッジがプリンタフレームに衝突して
破損する等の問題を回避することができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るモータ制御装
置及び制御方法の実施の形態について、図面を参照しな
がら説明する。

【００４９】図１は、本発明に係るモータ制御装置の実
施の一形態における構成を示したブロック図である。

【００５０】図１に示した本発明に係るモータ制御装置
は、ＤＣユニット６と、ＤＣユニット６に付加されたキ
ャリッジ暴走防止制御ユニット１００とから構成されて
いる。ＤＣユニット６の構成は、図８に示した従来のＤ
Ｃモータ制御装置におけるＤＣユニット６の構成と同様
であり、位置演算部６ａと、減算部６ｂと、目標速度演
算部６ｃと、速度演算部６ｄと、減算器６ｅと、比例要
素６ｆと、積分要素６ｇと、微分要素６ｈと、加算器６
ｉと、Ｄ／Ａコンバータ６ｊと、タイマ６ｋと、加速制
御部６ｍとから構成されている。また、ＤＣモータ４，
ドライバ５，エンコーダ１１も従来のインクジェットプ
リンタにおけるものと同様のものであり、ＤＣモータ４
はＣＲ（キャリッジ）モータである。

【００５１】キャリッジ暴走防止制御ユニット１００
は、エンコーダ１１の出力信号の周期Ｔと所定の既定値
とを比較し、周期Ｔが所定の既定値以下であるか否かを
示す比較結果信号を出力する周期比較部１０１と、比較
結果信号に基づき、エンコーダ１１の出力信号の周期Ｔ
が所定の既定値以下であった場合にカウントアップし、
カウント値が所定の既定回数に達すると、制御対象であ
るモータの駆動動作を停止させるモータ停止制御信号を
出力するカウンタ１０２とから構成されている。

【００５２】周期比較部１０１には、プリンタのＣＰＵ
１６（図３参照）からのクロック信号と、エンコーダ１
１の出力信号とが入力される。周期Ｔの比較対象となる
所定の既定値は、モータが急激に加速して暴走する可能
性を考慮して、予め適当な値をクロック数により設定し
ておく。クロック信号は、分周又は逓倍して用いること
ができる。

【００５３】周期比較部１０１は、クロック信号のクロ
ック数によりエンコーダ１１の出力信号の周期Ｔを計測
して既定値と比較し、周期Ｔが既定値以下であった場合
にはＨ（High）レベルの比較結果信号を出力し、周期Ｔ
が既定値を超えていた場合にはＬ（Low）レベルの比較
結果信号を出力する。周期Ｔの既定値との比較は、エン
コーダ１１の２つの出力信号ＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂの
一方又は双方について行う。

【００５４】但し、周期比較部１００は、上記構成に限
らず、エンコーダ１１の出力信号の周期Ｔが既定値以下
であるか否かを識別することができるものであれば、ど
のような構成のものでもよい。

【００５５】ところで、エンコーダ１１の出力信号にノ
イズが混入して、出力信号の周期が、本来の周期Ｔより
も大幅に短い周期Ｔ’として認識されたとしても、ノイ
ズの混入が一時的なものであり、数パルス程度のノイズ
しか現れなければ、モータが急激に加速して暴走するこ
とはない。また、一時的なノイズはしばしば混入するも
のであり、エンコーダ１１の出力信号の周期Ｔが既定値
以下であることが計測されたとしても、直ちに暴走防止
制御を行わず、周期Ｔが既定値以下であることがある程
度の回数繰り返し計測されたときに初めて暴走防止制御
を行う方が、モータの円滑な制御の観点からも望まし
い。

【００５６】そこで、カウンタ１０２は、比較結果信号
に基づき、計測された周期Ｔが既定値以下であった回数
をカウントする。即ち、周期比較部１０１からＨレベル
の比較結果信号が出力される度ごとに、カウント値をカ
ウントアップする。そして、カウント値が、予め設定さ
れた既定回数に達したときに、モータが暴走していると
判断して、暴走防止制御を行うためにモータ停止制御信
号をドライバ５に対して出力する。ドライバ５は、モー
タ停止制御信号が入力された場合には、Ｄ／Ａコンバー
タから入力される電流値に拘わらず、ＤＣモータ（ＣＲ
モータ）４を停止させる。モータ停止制御信号を出力す
るために予め設定する既定回数は、モータが急激に加速
して暴走する可能性を考慮して、予め適当な回数を設定
しておく。

【００５７】但し、カウンタ１０２のカウント値が既定
回数に達したとしても、長時間にわたって、あるいは、
いくつかの駆動動作にわたって低い頻度で徐々にカウン
トアップされた場合には、モータが急激に加速して暴走
することはない。そこで、カウンタ１０２のカウント値
は、一定時間ごとに、又は、一定条件の下にリセットさ
れるようにしておく。例えば、図１に示すように、ＣＰ
Ｕ１６からのクロック信号と、エンコーダ１１の出力信
号とが、カウンタ１０２に入力されるようにしておく。
そして、クロック信号を用いて時間を計測し、適当な時
間間隔ごとにカウンタ１０２のカウント値を自動的にリ
セットする。あるいは、エンコーダ１１の出力信号を用
いて、エンコーダ１１の逆転が検出されたとき（即ち、
エンコーダ１１の２つの出力信号ＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−
Ｂの位相が逆転したとき）、又は、エンコーダ割込みが
一定時間（例えば５ｍｓ）発生しないとき（即ち、エン
コーダ１１の出力信号ＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂが一定時
間不変であるとき）に、カウンタ１０２のカウント値を
リセットする。また、カウンタ１０２のカウント値が既
定回数に達してモータ停止制御信号が出力された場合に
も、カウント値をリセットする。

【００５８】図２は、本発明に係るモータ制御装置の実
施の一形態における動作、即ち、本発明に係るモータ制
御方法の実施の一形態における手順を示したフローチャ
ートである。図１及び図２を参照して、本発明に係るモ
ータ制御装置の実施の一形態における動作、即ち、本発
明に係るモータ制御方法の実施の一形態における手順に
ついて説明する。

【００５９】モータ制御装置のエンコーダ割込み制御期
間が開始されると、周期比較部１０１は、エンコーダ１
１の出力信号の周期Ｔと所定の既定値との比較を開始
し、周期Ｔが所定の既定値以下であるか否かを判断する
（ステップＳ１）。周期Ｔと所定の既定値との比較は、
エンコーダの２つの出力信号ＥＮＣ−Ａ，ＥＮＣ−Ｂの
一方又は双方について行う。

【００６０】エンコーダ１１の出力信号の周期Ｔと既定
値との比較の結果、周期Ｔが既定値を超えていた場合
は、正常な動作状態であるので、カウンタ１０２のカウ
ント値はカウントアップせずにそのまま保持する（ステ
ップＳ２）。そして、通常通り、エンコーダ割込み処理
を続行しながら（ステップＳ３）、ステップ１に戻って
周期Ｔと既定値との比較も続行し、常に周期Ｔが既定値
を超えていた場合は、エンコーダ割込み処理を正常に終
了する。

【００６１】エンコーダ１１の出力信号の周期Ｔと既定
値との比較の結果、周期Ｔが既定値以下である場合に
は、カウンタ１０２のカウント値を１だけカウントアッ
プする（ステップＳ４）。ここでカウントしたカウント
値は、上述の理由から、一定時間ごとに、又は、一定条
件の下にリセットするとよい。一定条件とは、例えば、
エンコーダ１１の逆転が検出されたとき、又は、エンコ
ーダ割込みが一定時間発生しないとき等である。

【００６２】そして、カウントアップ後のカウント値が
既定回数以上であるかどうかを判断し（ステップＳ
５）、カウント値が既定回数未満であるときは、通常通
り、エンコーダ割込み処理を続行しながら（ステップＳ
３）、ステップ１に戻って周期Ｔと既定値との比較も続
行し、その後もカウント値が既定回数に達しない場合
は、エンコーダ割込み処理を正常に終了する。一方、カ
ウントアップ後のカウント値が既定回数以上であるとき
は、モータが暴走しているものと判断して、カウンタ１
０２からドライバ５にモータ停止制御信号を出力し、ド
ライバ５によるＤＣモータ４の駆動動作を停止させ（ス
テップＳ６）、ロックエラー停止であるものとして、暴
走防止制御の一巡を終了する（ステップＳ７）。その
後、モータの駆動動作を再開するときは、カウント値を
リセットして、本発明に係るモータ制御装置の実施の一
形態における動作、即ち、本発明に係るモータ制御方法
の実施の一形態における手順を最初から行う。

【００６３】以上のような、本発明に係るモータ制御装
置の動作、即ち、本発明に係るモータ制御方法により、
モータの暴走を停止又は防止し、キャリッジがプリンタ
フレームに衝突して破損する等の問題を回避することが
できる。

【００６４】尚、本実施の形態においては、制御対象が
ＤＣモータであるＣＲモータの場合について説明した
が、制御対象が紙送りモータ（ＰＦモータ（ペーパーフ
ィード））やオートシートフィードモータ（ＡＳＦモー
タ）である場合にも、本発明に係るモータ制御装置及び
制御方法の構成を適用することができる。また、制御対
象がＤＣモータである場合のみならず、ステッピングモ
ータである場合にも、本発明に係るモータ制御装置及び
制御方法の構成を適用することができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明に係るモータ制御装置によれば、
エンコーダの出力信号の周期Ｔと所定の既定値とを比較
し、周期Ｔが所定の既定値以下であるか否かを示す比較
結果信号を出力する周期比較手段と、比較結果信号に基
づき、周期Ｔが所定の既定値以下である場合にカウント
アップし、カウント値が所定の既定回数に達すると、制
御対象であるモータの駆動動作を停止させるモータ停止
制御信号を出力するカウンタとを備えたので、モータの
暴走を停止又は防止し、キャリッジがプリンタフレーム
に衝突して破損する等の問題を回避することができる。

【００６６】本発明に係るモータ制御方法によれば、エ
ンコーダの出力信号の周期Ｔと所定の既定値とを比較
し、周期Ｔが所定の既定値以下であるか否かを判断する
第１の過程と、周期Ｔが所定の既定値以下であった場合
の回数をカウントする第２の過程と、カウントされた回
数が所定の既定回数に達したか否かを判断する第３の過
程と、カウントされた回数が所定の既定回数に達した場
合に、制御対象であるモータの駆動動作を停止させる第
４の過程とを備えたので、上記同様の効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータ制御装置の実施の一形態に
おける構成を示したブロック図。

【図２】本発明に係るモータ制御方法の実施の一形態に
おける手順を示したフローチャート。

【図３】インクジェットプリンタの概略構成を示したブ
ロック図。

【図４】インクジェットプリンタのキャリッジ３周辺の
構成を示した斜視図。

【図５】キャリッジ３に取付けられたリニア式エンコー
ダ１１の構成を模式的に示した説明図。

【図６】ＣＲモータ正転時及び逆転時におけるエンコー
ダ１１の２つの出力信号の波形を示したタイミングチャ
ート。

【図７】給紙及び紙検出に関連する部分を示した透視
図。

【図８】従来のＤＣモータ制御装置であるＤＣユニット
６の構成を示したブロック図。

【図９】ＤＣユニット６により制御されるＣＲモータ４
のモータ電流及びモータ速度を示したグラフ。

【図１０】エンコーダ１１の出力信号の一方の波形を示
したタイミングチャート。

【符号の説明】

１紙送りモータ（ＰＦモータ）２紙送りドライバ３キャリッジ４キャリッジモータ（ＣＲモータ）５キャリッジモータドライバ（ＣＲモータドライバ）６ＤＣユニット６ａ位置演算部６ｂ減算器６ｃ目標速度演算手段６ｄ速度演算部６ｅ減算器６ｆ比例要素６ｇ積分要素６ｈ微分要素６ｊＤ／Ａコンバータ７ポンプモータ８ポンプモータドライバ９記録ヘッド１０ヘッドドライバ１１リニア式エンコーダ１２符号板１３エンコーダ（ロータリ式エンコーダ）１５紙検出センサ１６ＣＰＵ１７タイマＩＣ１８ホストコンピュータ１９インタフェース部２０ＡＳＩＣ２１ＰＲＯＭ２２ＲＡＭ２３ＥＥＰＲＯＭ２５プラテン３０プーリ３１タイミングベルト３２キャリッジモータのガイド部材３４インクカートリッジ３５キャッピング装置３６ポンプユニット３７キャップ５０記録紙１００キャリッジ暴走防止制御ユニット１０１周期比較部１０２カウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H550 AA15 BB08 DD06 DD07 EE01 EE08 FF05 FF10 JJ02 JJ03 JJ12 JJ16 JJ18 JJ22 JJ23 LL08 LL51 MM05 5H571 AA20 BB07 EE02 EE06 FF06 FF09 JJ02 JJ03 JJ13 JJ16 JJ18 JJ22 JJ23 LL08 LL43 MM05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象であるモータに付加されたエンコ
ーダの出力信号の周期Ｔと所定の既定値とを比較し、前
記周期Ｔが前記所定の既定値以下であるか否かを示す比
較結果信号を出力する周期比較手段と、前記比較結果信号に基づき、前記周期Ｔが前記所定の既
定値以下である場合にカウントアップし、カウント値が
所定の既定回数に達すると、前記モータの駆動動作を停
止させるモータ停止制御信号を出力するカウンタと、を
備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】前記所定の既定値は、所定のクロック信号
のクロック数により予め設定されたものであり、前記周
期比較手段は、前記所定のクロック信号のクロック数に
より前記周期Ｔを計測して、前記周期Ｔと前記所定の既
定値とを比較するものであることを特徴とする請求項１
に記載のモータ制御装置。
【請求項３】前記周期比較手段は、前記エンコーダの２
つの出力信号の一方又は双方について、前記周期Ｔと前
記所定の既定値とを比較するものであることを特徴とす
る請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】前記カウンタは、前記モータ停止制御信号
を出力したときにカウント値がリセットされるものであ
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
モータ制御装置。
【請求項５】前記カウンタは、所定の時間間隔ごとにカ
ウント値がリセットされるものであることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項６】前記カウンタは、前記エンコーダの逆転が
検出されたときにカウント値がリセットされるものであ
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
モータ制御装置。
【請求項７】前記カウンタは、前記エンコーダの出力信
号が所定の時間不変であったときにカウント値がリセッ
トされるものであることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】前記モータは、ＤＣモータ又はステッピン
グモータであることを特徴とする請求項１乃至７のいず
れかに記載のモータ制御装置。
【請求項９】前記モータは、プリンタのキャリッジモー
タ、紙送りモータ又はオートシートフィードモータのい
ずれかであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
かに記載のモータ制御装置。
【請求項１０】制御対象であるモータに付加されたエン
コーダの出力信号の周期Ｔと所定の既定値とを比較し、
前記周期Ｔが前記所定の既定値以下であるか否かを判断
する第１の過程と、前記周期Ｔが前記所定の既定値以下であった場合の回数
をカウントする第２の過程と、カウントされた前記回数のカウント値が所定の既定回数
に達したか否かを判断する第３の過程と、前記カウント値が前記所定の既定回数に達しない場合
は、前記カウント値をリセットせずに前記第１の過程に
戻り、前記カウント値が所定の既定回数に達した場合
は、前記モータの駆動動作を停止させる第４の過程と、
を備えたことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１１】前記周期Ｔと前記所定の既定値との比較
は、前記エンコーダの２つの出力信号の一方又は双方に
ついて行うことを特徴とする請求項１０に記載のモータ
制御方法。
【請求項１２】前記第４の過程において前記モータの駆
動動作を停止させた後、前記モータの駆動動作を再開す
る場合には、前記カウント値をリセットして、前記第１
の過程に戻ることを特徴とする請求項１０又は１１に記
載のモータ制御方法。
【請求項１３】前記カウント値を、所定の時間間隔ごと
にリセットすることを特徴とする請求項１０乃至１２の
いずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１４】前記カウント値を、前記エンコーダの逆
転が検出されたときにリセットすることを特徴とする請
求項１０乃至１３のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１５】前記カウント値を、前記エンコーダの出
力信号が所定の時間不変であったときにリセットするこ
とを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の
モータ制御方法。
【請求項１６】前記モータは、ＤＣモータ又はステッピ
ングモータであることを特徴とする請求項１０乃至１５
のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１７】前記モータは、プリンタのキャリッジモ
ータ、紙送りモータ又はオートシートフィードモータの
いずれかであることを特徴とする請求項１０乃至１６の
いずれかに記載のモータ制御方法。