JP2006248104A - モータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を増加することにより製造コストを増やすことなく、使用期間中にわたって被駆動体の所定の状態（例えば、キャリッジのホームポジション）を正確に検出するモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】 本発明のモータの制御方法は、キャリッジモータ２６の回転駆動によりキャリッジ１３の動作を制御する際に、キャリッジ１３の通常動作（走査）時におけるキャリッジモータ２６の駆動電流値に対して、キャリッジ１３がホームポジションに位置したことを検出するためのキャリッジモータ２６の駆動電流の閾値を設定し、キャリッジ１３の累積走査数の増加に伴い変化する走査時における駆動電流値の変化に応じて、閾値を変化させる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、被駆動体の通常動作時における直流モータの駆動電流値に対して、被駆動体が所定の状態となったことを検出するための直流モータの駆動電流の閾値を設定することで、被駆動体の所定の状態を検出するモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタに関する。

紙、布、フィルム等の被印刷体に印刷を行う各種のプリンタのなかで、被印刷体にインクを吐出して印刷を行う方式のプリンタは、インクジェットプリンタと呼ばれている。

このようなインクジェットプリンタにおいては、インクを吐出する印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに供給するインクを収容したインク容器とを搭載したキャリッジ（被駆動体）を駆動するモータを制御系によって制御し、キャリッジを移動（走査）させながら印刷ヘッドから被印刷体に向けてインクを吐出して印刷を行うのが一般的である。

したがって、被印刷体に対して高品質の印刷を行うためには、キャリッジを駆動するモータを高精度に制御する必要がある。

そこで、被印刷体に対するインク滴の着弾位置を高精度に決めるために、キャリッジ走査方向の一端側（例えば、１桁側）でキャリッジを待機させる位置、すなわちホームポジションの位置を基準として、キャリッジの移動距離に合わせてインクの吐出を制御することが行われている。

また、モータの回転によってキャリッジが走査方向に駆動されるプリンタ（シリアルプリンタ）では、ＤＣモータ（直流モータ）の回転軸に固定された駆動プーリと、この駆動プーリと対になり弾性的に支持された従動プーリとによってタイミングベルトが所定の張力となるように張られ、このタイミングベルトにキャリッジが取り付けられている。このような構成のプリンタでは、キャリッジがフレームに当接（度当たり）し、ＤＣモータの駆動電流値が所定の電流値（閾値）以上になった時にそれをホームポジションとして検出している。

このように、ホームポジションの検出時には、度当たりして停止したキャリッジの慣性力の作用等で、タイミングベルトに作用する駆動プーリからの伝達トルクが急激に変化したり、停止したキャリッジに対してさらにモータを駆動させたりすることで、タイミングベルトと駆動プーリとの間に緩みが生じて、歯飛び（タイミングベルトの歯とプーリのかみ合い位置がずれること）やベルト外れ等の異常が生じる虞がある。

そのため、ベルト外れ等の異常発生を防止するための手段として、従動プーリの移動量を規制するストッパが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平０５−７４８４８号公報

ところで、モータによりキャリッジ（被駆動体）を通常に走査させる際の駆動電流は、キャリッジの駆動抵抗によって変動する。キャリッジの駆動抵抗は、プリンタの個体差によりばらつきがあり、また、キャリッジの累積駆動量（例えば、走査回数）によっても変化する。そのため、キャリッジのホームポジションを検出するための閾値は、駆動抵抗の様々なばらつきや変動を基準にして設定されており、駆動抵抗が比較的に小さいときには駆動電流が閾値に達する前に上記の歯飛びやベルト外れ等の被駆動側の異常が発生しやすい状況にある。また、異常の発生に至らなくても、駆動抵抗に対して閾値が大きすぎる場合には被駆動側に過大な負荷がかかるまで被駆動体が所定の状態になったことを検出できないため、機器の機械的疲労が蓄積しやすく、寿命を低下させることも考えられる。

また、特許文献１のような機械的手段によりベルト外れ等の異常発生を防止する場合には、部品点数が増加してプリンタの製造コストが増えてしまうため、好ましくない。

そこで、本発明の目的は、部品点数を増加することにより製造コストを増やすことなく、使用期間中にわたって被駆動体の所定の状態（例えば、キャリッジのホームポジション）を正確に検出することのできるモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタを提供することである。

上記課題を解決することのできる本発明に係るモータの制御方法は、直流モータの回転駆動により被駆動体の動作を制御する際に、前記被駆動体の通常動作時における前記直流モータの駆動電流値に対して、前記被駆動体が所定の状態となったことを検出するための前記直流モータの駆動電流の閾値を設定し、前記被駆動体の累積駆動量の増加に伴い変化する前記通常動作時における前記駆動電流値の変化に応じて、前記閾値を変化させることを特徴としている。

このような構成のモータの制御方法によれば、被駆動体の累積駆動量が増加して、被駆動体の駆動抵抗が変化した場合でも、通常動作時の駆動電流値の変化に応じて閾値を変化させることで、被駆動体が所定の状態となったことを常時正確に検出することができる。そして、被駆動側に過大な負荷をかけることを防止できるため、機械的疲労や異常の発生も防いで機器の寿命を向上させることができる。また、機械的手段によって被駆動側の異常発生を防止する必要がなくなり、部品点数を増加することで製造コストを増やすこともない。

また、本発明のモータの制御方法において、前記閾値は、前記通常動作時における前記駆動電流値と被駆動側の異常発生時における過負荷電流値との間に設定されることが好ましい。

このような構成のモータの制御方法によれば、閾値を常時過負荷電流値より低い値に設定して、被駆動側の異常発生を確実に防止することができる。

また、本発明のモータの制御方法において、前記被駆動体は、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッドを備えたキャリッジであって、前記閾値は、前記キャリッジがその走査方向端部のホームポジションに位置したことを検出するための閾値であり、前記キャリッジの前記累積駆動量としての走査数の増加により前記閾値を変化させることが好ましい。

このような構成のモータの制御方法によれば、キャリッジがホームポジションに位置して停止した際に、モータの駆動電流が大きくなり閾値に達してホームポジションとなったことが検出される。キャリッジの駆動抵抗は、キャリッジの走査とともに印刷ヘッドにより吐出されたインクの一部が被印刷体の印刷面に付着せずに微小なインクミストとなり、そのインクミストがキャリッジのガイドレール等に付着して徐々に大きくなるが、キャリッジの走査数の増加により、通常動作時における駆動電流値の変化に応じて閾値を変化させることで、ホームポジションの検出を常時正確に行うことができる。

また、本発明のモータの制御方法において、前記走査数が所定の値に達した時に、前記閾値を変化させることが好ましい。

このような構成のモータの制御方法によれば、キャリッジの走査数が増加して所定の値に達した時に閾値を変化させるため、閾値が段階的に変化することになり、閾値を変更させる処理を簡略化できる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係るモータの制御装置は、直流モータと、当該直流モータの回転駆動により動作する被駆動体と、前記直流モータの回転駆動を制御する制御系とを有するモータの制御装置であって、前記制御系には、前記被駆動体の通常動作時における前記直流モータの駆動電流値に対して、前記被駆動体が所定の状態となったことを検出するための前記直流モータの駆動電流の閾値が設定されており、前記閾値は、前記被駆動体の累積駆動量の増加に伴い変化する前記通常動作時における前記駆動電流値の変化に応じて変化することを特徴としている。

このような構成のモータの制御装置によれば、被駆動体の累積駆動量が増加して、被駆動体の駆動抵抗が変化した場合でも、通常動作時の駆動電流値の変化に応じて閾値が変化することで、被駆動体が所定の状態となったことを常時正確に検出することができる。そして、被駆動側に過大な負荷をかけることを防止できるため、機械的疲労や異常の発生も防いで機器の寿命を向上させることができる。また、機械的手段によって被駆動側の異常発生を防止する必要がなくなり、部品点数を増加することで製造コストを増やすこともない。

また、本発明のモータの制御装置において、前記閾値は、前記通常動作時における前記駆動電流値と被駆動側の異常発生時における過負荷電流値との間に設定されることが好ましい。

このような構成のモータの制御装置によれば、閾値が常時過負荷電流値より低い値に設定され、被駆動側の異常発生を確実に防止することができる。

また、本発明のモータの制御装置において、前記被駆動体は、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッドを備えたキャリッジであることが好ましい。

このような構成のモータの制御装置によれば、キャリッジが所定の状態（例えば、ホームポジションに位置して停止）の際に、モータの駆動電流が大きくなり閾値に達して所定の状態となったことが検出される。キャリッジの駆動抵抗は、キャリッジの走査とともに印刷ヘッドにより吐出されたインクがキャリッジのガイドレール等に付着して徐々に大きくなるが、キャリッジの累積駆動量（例えば、走査数）の増加に伴って、通常動作時における駆動電流値の変化に応じて閾値を変化させることで、キャリッジが所定の状態の検出を常時正確に行うことができる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係るインクジェットプリンタは、上記本発明に係るモータの制御装置を備えていることを特徴としている。

このような構成のインクジェットプリンタによれば、部品点数を増加して製造コストを増やすことなく、キャリッジの累積駆動量の増加に伴ってキャリッジの状態を検出する閾値を変化させて、キャリッジの所定の状態（例えば、ホームポジション）を常時正確に検出することができる。特に、耐久性が高く長期にわたり使用されるプリンタでは、キャリッジの駆動抵抗がその使用期間中に大きく変化することがあるため、閾値を適切に変化させることによりキャリッジの状態検出機能を維持していくことが重要となる。

本発明によれば、部品点数を増加することにより製造コストを増やすことなく、使用期間中にわたって被駆動体の所定の状態（例えば、キャリッジのホームポジション）を正確に検出することのできるモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタを提供することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明に係るモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタの一実施形態を詳細に説明する。
図１は本実施形態のモータ制御方法を実施可能なインクジェットプリンタの主要な構成を示す概略斜視図であり、図２は図１に示したインクジェットプリンタの排紙トレイ及び上部ケースを取り外した状態の斜視図であり、図３は図２に示したキャリッジ走査部分の拡大斜視図である。

本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、フロント給・排紙タイプのプリンタであり、図１に示すように、上部ケース３と下部ケース２とから構成される装置ケース４の前面中央に開口するカセット収容部９に、用紙を積層収容した略箱形の用紙カセット５が着脱自在に挿着されている。
また、用紙カセット５の上面開放部を覆うように、印刷が終了した用紙を受ける排紙トレイ６が設けられている。さらに、装置ケース４の前面左右には、インジケータ等の表示部７や電源スイッチ等の操作部８が配設されている。

装置ケース４の内部には、図２に示すように、紙送りモータ１２により複数の伝達歯車（図示せず）を介して接続された給紙ユニットのピックアップローラによって用紙カセット５から一枚ずつ繰り出される用紙をＵ字状搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、この搬送機構による用紙の搬送方向と直交する方向へ往復移動自在にキャリッジ１３を支持するベルト駆動装置１４と、このキャリッジ１３に搭載されて用紙に記録用インクの微少粒を噴射して印刷を行う印刷ヘッド５２（図４参照）と、その印刷ヘッドに供給する記録用インクを貯留したインクタンク１５，１６と、搬送機構による用紙の搬送速度やキャリッジ１３の移動速度や印刷ヘッドのインク噴射動作等を制御する制御系（図４参照）とが設けられている。

キャリッジ１３は、図２に示すように、用紙幅方向に延在する一対のキャリッジ軸５３により用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、キャリッジモータ２６によって駆動されるタイミングベルト３５に固定されており、タイミングベルト３５の走行に応じて用紙幅方向に往復移動させられる。
このインクジェットプリンタ１は、用紙の搬送方向を副走査方向、キャリッジ１３の移動方向を主走査方向として、キャリッジ１３に搭載された印刷ヘッドからのインク吐出を制御することで、用紙に文字や図形等の画像記録（印刷）を行う。

ベルト駆動装置１４は、図２及び図３に示すように、ブリンタ本体の筐体に固定されるベースフレーム２４と、このベースフレーム２４に配設されたキャリッジモータ（直流モータ）２６により回転駆動される駆動プーリ２８と、この駆動プーリ２８に向かって進退移動自在にベースフレーム２４に対して配設されたプーリホルダ３１と、このプーリホルダ３１に回転自在に支持された従動プーリ３３と、駆動プーリ２８と従動プーリ３３との間に巻き掛けられたタイミングベルト３５と、このタイミングベルト３５上に固定されてタイミングベルト３５の走行に伴い駆動プーリ２８と従動プーリ３３との間を往復移動する被駆動体としてのキャリッジ１３と、を備えている。

次に、図４を参照しつつ、インクジェットプリンタ１の制御系を含むモータの制御装置の電気的な構成について説明する。図４は、インクジェットプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。

インクジェットプリンタ１は、主制御回路１０２と、ＣＰＵ１０４と、主制御回路１０２およびＣＰＵ１０４にバスを介して接続された各種のメモリ（ＲＯＭ１１０、ＲＡＭ１１２、ＥＥＰＲＯＭ１１４）とを備えている。主制御回路１０２には、パーソナルコンピュータなどの外部装置との間で信号の送受信を行うインターフェース回路１２０と、紙送りモータ駆動回路１３０と、ヘッド駆動回路１４０と、ＣＲモータ駆動回路１５０とが接続されている。

紙送りモータ１２は、紙送りモータ駆動回路１３０によって駆動されて搬送ローラ１４を回転させ、これによって用紙Ｐを副走査方向に移動させる。紙送りモータ１２にはロータリエンコーダ３２が設けられており、ロータリエンコーダ３２の出力信号は主制御回路１０２に入力されている。

キャリッジ１３の底面には、複数のノズル（図示せず）を有する印刷ヘッド５２が設けられている。各ノズルは、ヘッド駆動回路１４０によって駆動されて、用紙Ｐ、または紙、布、フィルム等の被印刷体に向けて、インク滴を吐出する。

キャリッジモータ２６は、ＣＲモータ駆動回路１５０によって駆動される。このインクジェットプリンタ１は、キャリッジ１３の主走査方向に沿った位置と速度を検出するためのリニアエンコーダ７０を備えている。このリニアエンコーダ７０は、主走査方向に平行に設けられた直線状の符号板７２と、キャリッジ１３に設けられたフォトセンサ７４とによって構成されている。リニアエンコーダ７０の出力信号は、主制御回路１０２に入力されている。

なお、主制御回路１０２は、３つの駆動回路１３０、１４０、１５０に制御信号をそれぞれ供給する機能を有しており、また、インターフェース回路１２０で受信した各種の印刷コマンドの解読や、印刷データの調整に関する制御、各種のセンサの監視などを実行する機能も有している。一方、ＣＰＵ１０４は、主制御回路１０２を補助するための各種の機能を有しており、例えば各種のメモリの制御などを実行する。

次に、図５及び図６を参照しつつ、キャリッジモータ２６の駆動制御装置の構成について説明する。図５は、キャリッジモータ２６の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。図６は、モータ駆動信号Ｓｄｒと、キャリッジモータ２６の特性との関係を示す説明図である。

キャリッジモータ２６の駆動制御装置は、ＣＲモータ制御回路２００と、ＣＲモータ駆動回路１５０とを含んでいる。なお、ＣＲモータ制御回路２００は、図４に示した主制御回路１０２の一部である。

リニアエンコーダ７０の出力信号Ｓｅｎは、ＣＲモータ制御回路２００内の位置演算回路２３０と速度演算回路２３２とに入力される。これらの回路２３０、２３２は、エンコーダ７０の出力信号Ｓｅｎの図示しないＡ相信号とＢ相信号とに基づいて、キャリッジモータ２６の現行回転位置Ｐｃと現行回転速度Ｖｃとをそれぞれ求める。現行回転位置Ｐｃは目標回転速度発生回路２０４に入力される。目標回転速度発生回路２０４には、回転位置Ｐｃに応じた目標回転速度Ｖｔが予め設定されており、この目標回転位置Ｐｃに応じた目標回転速度Ｖｔを発生する。

減算器２０６は、この目標回転速度Ｖｔと現行回転速度Ｖｃとの偏差ΔＶを求め、この回転速度偏差ΔＶを比例要素（比例手段）２１０と積分要素（積分手段）２１２と微分要素（微分手段）２１４とに入力する。これらの３つの演算要素２１０、２１２、２１４の演算結果ＱＰ、ＱＩ、ＱＤは、加算器２１６で加算されて、加算結果ΣＱが算出される。

各演算要素２１０、２１２、２１４の出力ＱＰ、ＱＩ、ＱＤと、それらの加算結果ΣＱは、例えば以下の式（１）〜（４）で与えられる。

ＱＰ（ｊ）＝ΔＶ（ｊ）×Ｋｐ ・・・（１）
ＱＩ（ｊ）＝ＱＩ（ｊ−１）＋ΔＶ（ｊ）×Ｋｉ ・・・（２）
ＱＤ（ｊ）＝｛ΔＶ（ｊ）−ΔＶ（ｊ−１）｝×Ｋｄ ・・・（３）
ΣＱ（ｊ）＝ＱＰ（ｊ）＋ＱＩ（ｊ）＋ＱＤ（ｊ） ・・・（４）
ここで、ｊは時刻であり、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。

デューティ調整回路２２０は、この加算結果ΣＱ（「ＰＩＤ出力」とも呼ぶ）に応じて、積分要素２１２または目標回転速度発生回路２０４を調整することによって、駆動回路１５０に供給するデューティ信号Ｄｔのレベルを調整する。このデューティ信号Ｄｔは、加算結果ΣＱに比例した信号であり、キャリッジモータ２６のデューティを示す信号である。

ＣＲモータ駆動回路１５０は、トランジスタブリッジで構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ１５４と、ベースドライブ回路１５２とを備えている。ベースドライブ回路１５２は、ＣＲモータ制御回路２００から供給されたデューティ信号Ｄｔに応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４のトランジスタのベースに印加するベース信号を発生する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４は、このベース信号に応じてモータ駆動信号Ｓｄｒを生成してキャリッジモータ２６に供給する。

図６（Ａ）は、モータ駆動信号Ｓｄｒの信号変化を示している。モータ駆動信号Ｓｄｒのデューティは、オンレベルにある期間Ｔｏｎを、駆動信号の１周期Ｔｐで割った値である。なお、本実施の形態では、モータ駆動信号Ｓｄｒのデューティを「キャリッジモータのデューティ」とも呼ぶ。

キャリッジモータ２６としてブラシ付きＤＣモータを使用した場合には、そのトルク／回転数特性は、図６（Ｂ）に示すように、デューティに比例する。ＣＲモータ駆動回路１５０は、駆動信号Ｓｄｒのデューティがデューティ信号Ｄｔに比例するように駆動信号Ｓｄｒを生成する。この結果、キャリッジモータ２６は、ＣＲモータ制御回路２００から与えられるデューティ信号Ｄｔに応じた駆動力を発生してキャリッジ１３を駆動する。すなわち、キャリッジモータ２６の駆動電流値は、このデューティ信号Ｄｔに比例する。

被印刷体に対して高品質な印刷を行うためには、特に、被印刷体に対するインク滴の着弾位置を高精度に決めることが重要であり、インクの吐出を行う位置を正確にする必要がある。そのため、本実施の形態では、リニアエンコーダ７０によるキャリッジ１３の位置検出だけでなく、キャリッジ１３の主走査方向の一端側（例えば、１桁側）でキャリッジを待機させる位置、すなわちホームポジションの位置を基準として、キャリッジ１３の位置制御を行う。

ホームポジションの位置を検出するには、主走査方向の一端側のフレームにキャリッジ１３を当接（度当たり）させ、駆動信号Ｓｄｒに反してキャリッジ１３が停止しているとキャリッジモータ２６の駆動電流値（すなわちデューティ）がその駆動負荷に応じて上昇する。そして、キャリッジモータ２６の駆動電流値が所定の電流値（閾値）以上になったことが検出されると、キャリッジ１３が度当たりして停止していること、すなわちホームポジションで停止している（所定の状態となっている）こととして認識され、その位置がホームポジションとしてＲＡＭ１１２に記憶される。印刷動作開始時には、ホームポジションからの移動量によってインク吐出のタイミングを決めることができる。なお、キャリッジモータ２６の駆動電流値は、ＣＲモータ駆動回路１５０により生成された駆動信号Ｓｄｒのデューティを主制御回路１０２が検出することで検出可能である。また、閾値は、初期設定値としてＲＯＭ１１０に記憶されており、主制御回路１０２によって駆動電流値と比較される。

キャリッジモータ２６の駆動電流値は、キャリッジ１３の駆動負荷によって変化する値であり、駆動負荷は、インクジェットプリンタ１の使用条件によって変化する。インクジェットプリンタ１の使用条件として駆動負荷を変化させる主たる要因は、印刷動作によって吐出される微小のインク滴がミストとなってインクジェットプリンタ１の内部に浮遊し、キャリッジ１３の移動をガイドするキャリッジ軸５３に付着することによって、キャリッジ１３とキャリッジ軸５３との摺動抵抗が増すことである。

このように、キャリッジ１３の駆動負荷はインクジェットプリンタ１の使用期間内で変化するが、ホームポジションを検出するための閾値は、キャリッジ１３の走査時（通常動作時）における駆動電流値に対して所定の値以上に上昇したことを検出するためのものであるため、通常動作時の駆動電流値と閾値との差を一定とすることが好ましい。そのため、本実施の形態では、通常動作時の駆動電流値の変化に応じて、閾値を変化させるようにしている。

閾値の変化は、例えば、駆動電流値の変化を主制御回路１０２によって検出し、その変化に応じてＲＯＭ１１０に記憶された初期の閾値を基準に、ＣＰＵ１０４により演算させ、新規の閾値をＥＥＰＲＯＭ１１４に書き込むことで行われる。そして、ＥＥＰＲＯＭ１１４から読み出した最新の閾値を主制御回路１０２によって駆動電流値と比較する。

次に、図７を参照しつつ、インクジェットプリンタ１の使用期間中においてキャリッジモータ２６の駆動電流値の変化に応じて閾値を変化させる一例を示す。
図７において、通常動作時におけるキャリッジモータ２６の駆動負荷（トルク）及び駆動電流値を破線によって示し、被駆動側の異常発生時におけるキャリッジモータ２６の駆動負荷（トルク）及び駆動電流値を一点鎖線によって示し、通常動作時の変化に応じて階段状に変化する本実施の形態の例における閾値を実線で示し、通常動作時におけるキャリッジモータ２６の駆動電流値に対して、使用期間中にわたって所定の値以上大きくなるように一定値として設定された従来の閾値を二点鎖線によって示している。

通常動作時におけるキャリッジモータ２６の駆動負荷及び駆動電流値（破線）は、キャリッジ１３の走査数に比例して増加しており、この増加傾向に沿って、タイミングベルト３５の歯飛びやベルト外れ等の異常が発生する過負荷状態となる時の駆動負荷及び駆動電流値（一点鎖線）が変化している。

従来の閾値（二点鎖線）は、駆動電流値が最も大きくなる使用期間終了時の駆動電流値よりも大きい一定値として設定されており、この閾値を用いた場合には、比較的に駆動負荷の小さい使用期間初期時に、キャリッジ１３がホームポジションで停止して駆動電流値が上昇すると、閾値に達する前に過負荷電流値を超えてしまい、過負荷状態となってベルト外れ等の異常が発生してしまう。

これに対して、本例の閾値は、通常動作時における駆動電流値より常に大きく、なおかつ異常発生時における過負荷電流値より常に大きくなるように（すなわち常に破線と一点鎖線との間となるように）、通常動作時における駆動電流値の変化に応じて変化している。閾値が常時過負荷電流値より低い値に設定されることで、被駆動側の異常発生を確実に防止することができる。

また、本例の閾値は、キャリッジ走査数がゼロのときの初期値に対して、走査数が所定の値（最初は５０万回、以降５０万回ごと累積）に達したときに、通常動作時における駆動電流値に対して所定の値（本例では５０アンペア）だけ大きくなるように変化し、使用期間内にわたって階段状に変化している。なお、キャリッジ１３の累積走査数は主制御回路１０２によってカウントされ、１回の印刷動作が終了する毎にＥＥＰＲＯＭ１１４に書き込まれ、更新される。
なお、閾値は、累積走査数の増加に拠らず、通常動作時における駆動電流値の連続的な変化に応じて連続的に変化させても良いが、所定の走査数毎に変化させるようにすることで、閾値の演算回数を減らして閾値を変更させる処理を簡略化できる。

以上説明した実施の形態のモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタ１によれば、キャリッジ１３の累積走査数が増加して、キャリッジ１３の駆動抵抗（駆動負荷）が変化した場合でも、通常動作時の駆動電流値の変化に応じて閾値が変化することで、キャリッジ１３がホームポジションに位置したことを使用期間中にわたって常時正確に検出することができる。そして、キャリッジ１３を駆動する被駆動側の駆動プーリ２８やタイミングベルト３５等の構成部材に過大な負荷をかけることを防止できるため、機械的疲労やベルト外れ等の異常の発生も防いで、インクジェットプリンタ１の寿命を向上させることができる。また、機械的手段によって被駆動側の異常発生を防止する必要がなく、部品点数を増加することで製造コストを増やすこともない。

なお、モータの駆動負荷及び駆動電流値は、上記実施の形態で示した積分要素２１２の出力ＱＩに比例するため、キャリッジ１３の走査中における等速移動区間の出力ＱＩの変化に応じて、上記閾値を変化させることもできる。

また、上記実施の形態では、キャリッジのホームポジションを検出する際の制御について説明したが、本発明のモータの制御方法、モータの制御装置、及びインクジェットプリンタは、キャリッジの他の状態を検出することにも応用できる。
例えば、キャリッジの走査時に用紙がキャリッジに引っかかって紙ジャムを発生した際、その発生初期における駆動負荷の増加を閾値により検出してキャリッジの駆動を停止させ、より酷い紙ジャム状態に陥ることを防止する制御を行うことができ、その閾値を通常動作時の駆動電流値の変化に応じて変化させることで、より正確な紙ジャム検出を行うことができる。また、被印刷体に対する印刷ヘッドの距離を最適化するためのキャリッジの上下動作時にも、基準となる上下方向のホームポジションを検出するための閾値を、同様に通常動作時の駆動電流値の変化に応じて変化させることで、過大な駆動負荷を発生させることなく正確なホームポジションの検出を行うことができる。

また、被印刷体として印刷用紙を例にとって説明したが、被印刷体として、フィルム、布、金属薄板等を用いてもよい。
また、インクタンクがキャリッジに搭載されていないオフキャリッジのプリンタを例にとって説明したが、インクタンクがキャリッジに搭載されたオンキャリッジのプリンタであってもよい。

また、上記実施の形態に係るプリンタのほか、コンピュータ本体、ＣＲＴ等の表示装置、マウスやキーボード等の入力装置、フレキシブルドライブ装置、及び、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置を備えたコンピュータシステムも実現可能であり、このようにして実現されたコンピュータシステムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。

上記実施の形態のモータの制御方法及び装置では、インクジェットプリンタを例示したが、被印刷体に対して印刷処理できる印刷装置であれば、これに限られることなく、例えば、レーザプリンタ、ファクシミリ等に適用しても良い。

本実施形態のモータ制御方法を実施可能なインクジェットプリンタの主要な構成を示す概略斜視図である。 図１に示したインクジェットプリンタの排紙トレイ及び上部ケースを取り外した状態の斜視図である。 図２に示したキャリッジ走査部分の拡大斜視図である。 プリンタの電気的な構成を示すブロック図である。 キャリッジモータの駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 モータ駆動信号と、キャリッジモータの特性との関係を示す説明図である。 閾値の変化の一例を示したグラフである。

符号の説明

１：インクジェットプリンタ、１２：紙送りモータ、１３：キャリッジ（被駆動体）、１４：搬送ローラ、２６：キャリッジモータ、２８：駆動プーリ、３２：ロータリエンコーダ、３３：従動プーリ、３５：タイミングベルト、５２：印刷ヘッド、５３：キャリッジ軸、７０：リニアエンコーダ、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、２００：ＣＲモータ制御回路、２１０：比例要素、２１２：積分要素、２１４：微分要素

Claims (8)

1. 直流モータの回転駆動により被駆動体の動作を制御する際に、
   前記被駆動体の通常動作時における前記直流モータの駆動電流値に対して、前記被駆動体が所定の状態となったことを検出するための前記直流モータの駆動電流の閾値を設定し、
   前記被駆動体の累積駆動量の増加に伴い変化する前記通常動作時における前記駆動電流値の変化に応じて、前記閾値を変化させることを特徴とするモータの制御方法。
2. 請求項１に記載のモータの制御方法であって、
   前記閾値は、前記通常動作時における前記駆動電流値と被駆動側の異常発生時における過負荷電流値との間に設定されることを特徴とするモータの制御方法。
3. 請求項１または２に記載のモータの制御方法であって、
   前記被駆動体は、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッドを備えたキャリッジであって、
   前記閾値は、前記キャリッジがその走査方向端部のホームポジションに位置したことを検出するための閾値であり、前記キャリッジの前記累積駆動量としての走査数の増加により前記閾値を変化させることを特徴とするモータの制御方法。
4. 請求項３に記載のモータの制御方法であって、
   前記走査数が所定の値に達した時に、前記閾値を変化させることを特徴とするモータの制御方法。
5. 直流モータと、当該直流モータの回転駆動により動作する被駆動体と、前記直流モータの回転駆動を制御する制御系とを有するモータの制御装置であって、
   前記制御系には、前記被駆動体の通常動作時における前記直流モータの駆動電流値に対して、前記被駆動体が所定の状態となったことを検出するための前記直流モータの駆動電流の閾値が設定されており、
   前記閾値は、前記被駆動体の累積駆動量の増加に伴い変化する前記通常動作時における前記駆動電流値の変化に応じて変化することを特徴とするモータの制御装置。
6. 請求項５に記載のモータの制御装置であって、
   前記閾値は、前記通常動作時における前記駆動電流値と被駆動側の異常発生時における過負荷電流値との間に設定されることを特徴とするモータの制御装置。
7. 請求項５または６に記載のモータの制御装置であって、
   前記被駆動体は、被印刷体にインクを吐出する印刷ヘッドを備えたキャリッジであることを特徴とするモータの制御装置。
8. 請求項７に記載のモータの制御装置を備えていることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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