JP4447891B2 - Ｄｃモータ制御装置および記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＣモータ制御装置とおよび記録装置に関するものである。

近年、プリンタにおいて、画像品位の向上と共に、稼動音の低下が望まれている。特に、記録時の騒音発生源の少ないインクジェット記録装置においては、記録ヘッドを走査するための駆動手段として、ＤＣモータとリニアエンコーダを使用し、低騒音化を実現している。

今日では、これに加え、用紙搬送用の駆動手段としてもＤＣモータとロータリエンコーダが採用されつつある。低騒音化に関してはＤＣモータを採用するだけで効果が期待できるが、高精度な搬送を行うためには高度な停止制御技術と機械精度が必要となる。

ＤＣモータの停止方法（停止制御）は、基本的には目標停止位置にローラの回転がたどり着いた時にＤＣモータのトルクをゼロにして惰性で停止させる手法が一般的である。

また、上記の手法以外にも、目標停止位置より所定距離手前の位置での速度情報から目標停止位置に到達する手前の所定位置に到達すると予想される所定時間経過後にモータへの通電遮断を行うことにより停止する方法が提案されている。
特開２００１−２５１８７８号公報

しかしながら、目標停止位置でＤＣモータのトルクをゼロにした場合、ＤＣモータのトルクを伝達する為のベルトやギアなどのトルク伝達手段（トルク伝達部材）が変形することにより停止の際の外乱（力）が発生する。以後、この力（外乱）のことを「弾性変形チャージ力」と呼び説明する。この弾性変形チャージ力は被駆動体の駆動方向と逆方向のトルクとして発生する。この弾性変形チャージ力により、目標停止位置でＤＣモータのトルクをゼロにすると被駆動体が移動し、停止位置での位置ずれが起こる。

図１１はその説明図である。Ｅｎはエンコーダーの信号に基づく位置信号である。例えば、矢印ＭＶ１は、搬送手段によって搬送される被記録媒体の先端位置が、Ｅｎのタイミングで停止処理がなされ、位置Ｐｎで停止する（ここで、説明を簡単にするために、停止処理がなされて停止するまで、移動する距離は０とする）。しかし、この弾性変形チャージ力により、距離ｄだけ移動して位置Ｐｎ−１で停止する（矢印ＭＶ２）。

このため、低速度でサーボ駆動時に目標停止位置または目標停止位置の手前でモータへの通電遮断を実行すると、弾性変形チャージ力などにより停止位置がずれ、停止精度が悪くなっていた。

上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明のＤＣモータ制御装置は、ＤＣモータと、前記ＤＣモータからトルクを伝達するトルク伝達部材を含み、前記ＤＣモータから駆動トルクを受けて被駆動体を所定方向に移動させ、前記ＤＣモータのトルクをゼロにする際に前記トルク伝達部材の変形に基づくトルクにより前記被駆動体を前記所定方向と逆向きに移動させる移動手段と、前記被駆動体の移動に伴って、周期的にパルス信号を出力するエンコーダー手段と、前記パルス信号の時間間隔に基づき前記被駆動体の速度情報と位置情報を取得する情報取得手段と、目標停止位置を含む位置プロファイルと前記情報取得手段により取得された前記速度情報と前記位置情報とに基づき、前記ＤＣモータを制御する制御手段と、前記移動手段による前記逆向きの移動による前記被駆動体の停止位置のずれ量を算出する算出手段と、前記目標停止位置を通過してから前記ＤＣモータのトルクをゼロにする停止処理を行うべきタイミングを前記ずれ量に基づいて決定する決定手段とを備え、前記制御手段は、前記決定手段により決定されたタイミングに基づき、前記停止処理を行うことを特徴とする。

本発明の記録装置は、記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行う記録装置であって、ＤＣモータと、前記ＤＣモータからトルクを伝達するトルク伝達部材を含み、前記ＤＣモータから駆動トルクを受けて被記録媒体を所定方向に移動させ、ＤＣモータのトルクをゼロにする際に前記トルク伝達部材の変形に基づくトルクにより前記被記録媒体を前記所定方向と逆向きに移動させる搬送手段と、
前記搬送手段の動作に伴って、周期的にパルス信号を出力するエンコーダー手段と、前記パルス信号の時間間隔に基づき前記搬送手段の速度情報と位置情報を取得する情報取得手段と、停止目標位置を含む位置プロファイルと前記情報取得手段により取得された前記速度情報と前記位置情報とに基づき、前記ＤＣモータを制御する制御手段と、前記搬送手段による前記逆向きの移動による前記被記録媒体の停止位置のずれ量を算出する算出手段と、前記停止目標位置を通過してから前記ＤＣモータのトルクをゼロにする停止処理を行うべきタイミングを前記ずれ量に基づいて決定する決定手段とを備え、前記制御手段は、前記決定手段により決定されたタイミングに基づき、前記停止処理を行うことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、弾性変形チャージ力などのような、停止時に発生する力を考慮して停止処理を行うことができ、停止精度を向上させることができる。

（実施形態の共通部分の説明）
図１は、以下に説明する実施の形態において、共通に用いられる記録装置の斜視図である。図２は用紙搬送駆動系の側面図である。

記録装置は、（Ａ）自動給紙部、（Ｂ）送紙部、（Ｃ）排紙部、（Ｄ）キャリッジ部、（Ｅ）クリーニング部からなっている。そこで、これらを項目に分けて概略を順次述べる。

（Ａ）自動給紙部
自動給紙部は記録紙Ｐを積載する圧板１と記録紙Ｐを給紙する給送ローラ（不図示）がベース２に取り付けられた構成を有する。前記の圧板１には、可動サイドガイド３が移動可能に設けられて、記録紙Ｐの積載位置を規制している。圧板１はベース２に結合された軸を中心に回転可能で、圧板バネ（不図示）により給送ローラに付勢される。

記録紙Ｐは給紙モータ２８の駆動力により、給紙ローラと分離ローラ（不図示）から構成されるニップ部に搬送される。送られた記録紙Ｐはこのニップ部で分離され、最上位の記録紙Ｐのみが搬送される。

（Ｂ）送紙部
送紙部は記録紙Ｐを搬送する搬送ローラ４と用紙位置センサ（不図示）を有している。搬送ローラ４には従動するピンチローラ５が当接して設けられている。ピンチローラ５はピンチローラガイド６に保持され、ピンチローラバネ（不図示）で付勢されることで搬送ローラ４に圧接され、それによって記録紙Ｐの搬送力を生み出している。さらに、搬送ローラ４の記録紙搬送方向における下流側には、画像情報に基づいて画像を形成するヘッドカートリッジ７が設けられている。

ＬＦエンコーダセンサ２８がＬＦエンコーダセンサホルダ２９に固定され、これがシャーシ１２に取り付けられている。また、ＬＦモータ２５の駆動力はＬＦタイミングベルト３０を介して搬送ローラ４に圧入固定された搬送ローラギア２７に伝達される。このＬＦエンコーダセンサ２８により搬送ローラ４に挿入され搬送ローラギア２７に固定されたＬＦエンコーダスケール２６のライン数を読み取ることで得られる搬送ローラ４の回転量（速度）情報からフィードバック制御を行い、ＤＣモータであるＬＦモーター２５を回転制御して記録紙Ｐが搬送される。送紙部に送られた記録紙Ｐは、ピンチローラガイド６およびペーパーガイド（不図示）に案内されて、搬送ローラ４とピンチローラ５とのローラ対に送られる。この時、用紙位置センサが搬送されてきた記録紙Ｐの先端を検知して、これにより記録紙Ｐの印字位置を求めている。また、印字時には、記録紙Ｐはローラ対４、５が回転することで、プラテン８上を搬送される。

（Ｃ）キャリッジ部
キャリッジ部は、ヘッドカートリッジ７を取り付けるキャリッジ９を有している。そしてキャリッジ９は、記録紙Ｐの搬送方向に対して直角方向に往復走査させるためのガイド軸１０およびキャリッジ９の上部後端を保持して記録ヘッド７と記録紙Ｐとの隙間を維持するガイドレール１１によって支持されている。なお、これらガイド軸１０およびガイドレール１１は、シャーシ１２に取り付けられている。

キャリッジ９はシャーシ１２に取り付けられたＤＣモータであるキャリッジモータ１３によってタイミングベルト１４を介して駆動される。このタイミングベルト１４は、アイドルプーリ１５によって張設、支持されている。さらに、キャリッジ９には、電気基板１６からヘッドカートリッジ７へヘッド信号を伝えるためのフレキシブルケーブル１７が備えられている。また、キャリッジ９にはキャリッジの位置を検出するリニアエンコーダ（不図示）が搭載されており、シャーシ１２に取り付けられたリニアスケール１８のライン数を読み取ることにより、キャリッジ９の位置を検出することができる。このリニアエンコーダの信号は、フレキシブルケーブル１７を介して、電気基板１６に伝えられ処理される。

上記構成において、記録紙Ｐに画像形成する時は、画像形成する行位置（記録紙Ｐの搬送方向の位置）にローラ対４、５が記録紙Ｐを搬送するとともに、キャリッジモータ１３と、リニアエンコーダを使用したフィードバック制御により、キャリッジ９を画像形成する列位置（記録紙Ｐの搬送方向と垂直な位置）に移動させて、ヘッドカートリッジ７を画像形成位置に対向させる。その後、電気基板１６からの信号により、ヘッドカートリッジ７が記録紙Ｐに向けてインクを吐出して画像が形成される。

（Ｄ）排紙部
排紙部は、排紙ローラ１９に従動して回転可能なように拍車（不図示）が排紙ローラ１９に当接されている。排紙ローラ１９には、搬送ローラギア２７からの駆動が排紙伝達ギア３１、排紙ローラギア２０を介して伝達される。以上の構成によって、駆動されキャリッジ部で画像形成された記録紙Ｐは、排紙ローラ１９と拍車とのニップに挟まれて搬送され、不図示の排紙トレー等に排出される。

（Ｅ）クリーニング部
クリーニング部は、ヘッドカートリッジ７のクリーニングを行なうポンプ２４とヘッドカートリッジ７の乾燥を抑えるためのキャップ２１、ヘッドカートリッジ７のフェイス面を清掃するワイパー２２、および駆動源であるＰＧモータ２３から構成されている。

図３は、図２に示したプリンタの制御構成を説明するブロック図である。図において、４０１はプリンタ装置のプリンタ制御用のＣＰＵで、ＲＯＭ４０２に記憶されたプリンタ制御プログラムやプリンタエミュレーション、印字フォントを利用して印刷処理を制御する。

４０３はＲＡＭで、印字のための展開データ、ホストからの受信データを蓄える。４０４はプリンタヘッド、４０５はモータを駆動するモータドライバ、４０６はプリンタコントローラで、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。モータドライバ４０５で駆動する駆動源がＤＣモータの場合、図示されていないディジタルエンコーダーからの信号を基にプリンタコントローラ４０６は駆動源の速度情報および位置情報を取得し、この情報に基づいてモータドライバ４０５を制御して駆動源をサーボコントロールする。４０７はサーミスタ等で構成される温度センサで、プリンタ装置の温度を検知する。

ＣＰＵ４０１はＲＯＭ４０２内の制御プログラムにより本体のメカ的／電気的制御を行いつつ、ホスト装置からプリンタ装置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し、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、読み出しを行う。

図４は、図３に示した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り、図３と同一のものには同一の符号を付してある。

図において、５０１はＩ／Ｏレジスタで、ホストとのコマンドレベルでのデータのやり取りを行う。５０２は受信バッファコントローラで、レジスタから受信データをＲＡＭ４０３に直接書き込む。

５０３は印刷バッファコントローラで、印字時にはＲＡＭの記録データバッファから記録データを読み出し、プリンタヘッド４０４に対してデータの送出を行う。５０４はメモリコントローラで、ＲＡＭ４０３に対して３方向のメモリアクセスを制御する。５０５はプリントシーケンスコントローラで、プリントシーケンスをコントロールする。２３１はホストインターフェースで、ホストとの通信を司る。

図５は、ＤＣモータの制御に使用されるディジタルエンコーダーの動作原理を示す図である。図示されたディジタルエンコーダーは光学式エンコーダであり、ＬＥＤ７０１が発生した光のうちコードホイール７０２を通過した光をディテクタ７０３で検出して信号を発生するように構成されている。

コードホイール７０２には、光を透過する部分７０４と光を透過しない部分７０５とが決められた間隔で交互に配置されている。ディテクタ７０３には複数のフォトダイオード７０６，７０７，７０８，７０９が決められた間隔で配置さており、各フォトダイオード７０６，７０７，７０８，７０９で検出された光を基に電気信号Ａ ７１０、電気信号＊Ａ ７１１、電気信号Ｂ ７１２、電気信号＊Ｂ ７１３に変換して出力し、出力された電気信号７１０，７１１，７１２，７１３は、コンパレーター７１４，７１５に入力されて差動出力の矩形波形チャネルＡ７１６及びチャネルＢ７１７として出力される。

一般的にチャネルＡ７１６とチャネルＢ７１７の信号は位相差９０度で、矩形波のパルス数はコードホイール７０２のスリット数、矩形波の周波数はスリットの移動速度と相関関係がある。つまり、矩形波のパルス数をカウントすることにより駆動体の位置情報、矩形波の周期を測定することにより駆動体の速度情報を得ることができる。

ディジタルエンコーダーから出力される信号には、様々な原因によりノイズが発生する可能性がある。このノイズの影響を無くす為に、一般的にディジタルエンコーダーから出力された信号を、デジタルＬＰＦ（ローパスフィルタ）を通して使用する。

ここで、位置情報および速度情報の取得タイミングとしては、チャネルＡ７１６またはチャネルＢ７１７の片側信号の同一エッジ間、チャネルＡ７１６またはチャネルＢ７１７の片側信号の異なるエッジ間、チャネルＡ７１６とチャネルＢ７１７の全てのエッジ間など様々な方法が考えられる。つまり、位置情報と速度情報の取得タイミングは必ずしも一致するとは限らない。

図６は一般的なＤＣモータの位置制御系を説明する模式図であり、位置サーボをかける場合の手法について示している。ＤＣモータは、ＰＩＤコントロールあるいは古典制御と呼ばれる手法で制御されており、以下その手順を説明する。

まず、制御対象に与えたい目標位置は、６００１の理想位置プロファイルという形で与える。本実施例の装置においては、これは該当する時刻においてラインフィードモータによって搬送された紙が到達しているべき絶対位置に該当する。時刻の進行とともに、この位置情報は変化していく。この理想位置プロファイルに対して追値制御を行うことで、本実施例装置の駆動は遂行される。

装置には６００５のエンコーダセンサが具備されており、モータの物理的な回転を検知する。６００９のエンコーダ位置情報変換手段は、エンコーダセンサが検知したスリット数を加算して絶対位置情報を得る手段であり、６００６のエンコーダ速度情報変換手段はエンコーダセンサの信号と、プリンタに内蔵された時計から、現在のラインフィードモータの駆動速度を算出する手段である。

６００１の理想位置プロファイルから、６００９の位置情報変換手段により得られた実際の物理的位置を減算した数値を、目標位置に対して足りない位置誤差として、６００２以降の位置サーボのフィードバック処理に受け渡す。６００２は位置サーボのメジャーループであり、一般的には比例項Ｐに関する計算を行う手段が知られている。

６００２における演算の結果としては、速度指令値が出力される。この速度指令値が、６００３以降の速度サーボのフィードバック処理に受け渡される。速度サーボのマイナーループは、比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄに対する演算を行うＰＩＤ演算により行う手段が一般的である。

本実施例の装置においては、速度指令値の非線形な変化が発生した場合の追従性を改善し、なおかつ追値制御時の微分演算の弊害を防ぐために、一般に微分先行形と呼ばれる手法を示しており、６００６で得られたエンコーダ速度情報は、６００２で得られた速度指令値との差を取る前に、６００７の微分演算を通される。この手法自体は本発案の主題となるものではなく、制御対象の系の特性によっては、６００３において該微分演算を行えば充分なものもある。

速度サーボのマイナーループにおいては、速度指令値からエンコーダ速度情報を減算した数値を、目標速度に対して足りない速度誤差として、６００３のＰＩ演算回路に受け渡し、その時点でＤＣモータに与えるべきエネルギーを、ＰＩ演算と呼ばれる手法で算出する。それを受けたモータドライバ回路は、例えばモータ印加電圧は一定として、印加電圧のパルス幅を変化させる手段（以下「ＰＷＭ（Ｐｕｌｅｓ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御」と呼ぶ）を用い、印加電圧のＤｕｔｙを変化させて、電流値を調節し、６００４のＤＣモータに与えるエネルギーを調節し、速度制御を行う。

電流値を印可されて回転するＤＣモータは、６００８の外乱による影響を受けながら物理的な回転を行い、その出力が６００５のエンコーダセンサにより検知される。

図７は一般的なＤＣモータの速度制御系を説明する模式図であり、速度サーボをかける場合の手法について示している。ＤＣモータは、ＰＩＤコントロールあるいは古典制御と呼ばれる手法で制御されており、以下その手順を説明する。

まず、制御対象に与えたい目標速度は、７００１の理想速度プロファイルという形で与える。例えばシート部材搬送装置においては、該当する時刻においてラインフィードモータにより紙を搬送すべき理想速度であり、該当する時刻における速度指令値ということになる。時刻の進行とともに、この速度情報は変化していく。この理想速度プロファイルに対して追値制御を行うことで駆動は遂行される。

速度サーボにおいては、比例項Ｐ、積分項Ｉ、微分項Ｄに対する演算を行うＰＩＤ演算により行う手段が一般的である。本実施例装置においては、速度指令値の非線形な変化が発生した場合の追従性を改善し、なおかつ追値制御時の微分演算の弊害を防ぐために、一般に微分先行形と呼ばれる手法を示しており、６００６で得られたエンコーダ速度情報は、７００１で得られた速度指令値との差を取る前に、７００３の微分演算を通される。この手法自体は本発案の主題となるものではなく、制御対象の系の特性によっては、７００２において該微分演算を行えば充分なものもある。

速度サーボにおいては、速度指令値からエンコーダ速度情報を減算した数値を、目標速度に対して足りない速度誤差として、７００２のＰＩ演算回路に受け渡し、その時点でＤＣモータに与えるべきエネルギーを、ＰＩ演算と呼ばれる手法で算出する。それを受けたモータドライバ回路は、例えばＰＷＭ制御を用い、出力のＯＮ／ＯＦＦまたはトルク発生方向のＤｕｔｙを変化させて、６００４のＤＣモータが発生する平均トルクを調節し、速度制御を行う。

ＤＣモータは、６００８の外乱による影響を受けながら物理的な回転を行い、その出力が６００５のエンコーダセンサにより検知される。例えば、一般的な前記送紙部の紙送り制御では、ＤＣモータ駆動後の加速制御領域、定速制御領域、減速制御領域では前記位置サーボで制御し、目標位置近傍での位置決め制御領域では前記速度サーボで規定速度になるように制御する。そして被駆動体が目標停止位置に到達したらＤＣモータのトルクをゼロにして停止する。しかし、目標停止位置でトルクをゼロにすると前記弾性変形チャージ力などにより若干位置が戻ってしまう。

従って、以下に述べる第１の実施の形態では、若干であるが、被駆動体が、逆の向きに移動し、その結果の停止位置が戻ることを考慮して、戻る量だけ進ませてからトルクをゼロにする。

（第１の実施形態）
図８に第１実施の形態の制御フローを示す。図１２（Ａ）は、本実施の形態での、移動体の移動を説明する図である。Ｅｎはエンコーダーの信号に基づく位置信号である。矢印ＭＶ３は、搬送手段によって搬送される被記録媒体の先端位置が、Ｅｎのタイミングから距離ｄ移動した後停止処理がなされる。その結果、位置Ｐｎ＋１で停止する（ここで、説明を簡単にするために、停止処理がなされて停止するまで、移動する距離は０とする）。そして、弾性変形チャージ力により、距離ｄだけ移動して位置Ｐｎで停止する（矢印ＭＶ４）。

この処理を図８を用いて説明する。ＤＣモータ駆動開始（ｓ８０１）後、加速領域内（ｓ８０２）では、加速領域のパラメータによる位置サーボ（ｓ８０３）を実施する。加速領域から定速領域に移動したら（ｓ８０４）、定速領域のパラメータで位置サーボ（ｓ８０５）を実施する。定速領域から減速領域に移動したら（ｓ８０６）、減速領域のパラメータで位置サーボ（ｓ８０７）を実施する。

その後、減速制御領域から目標停止位置近傍の規定された位置に到達したら（ｓ８０６）、速度サーボ（ｓ８０８）に切り替り、所定の速度を維持する。ここで、各サーボ制御は、規定されたサーボ周期毎に実施され、サーボ周期に達していない場合にはスルーされる。更に、速度情報を基に目標停止位置からの遅延時間（Ｄｅｌａｙ時間）の演算（ｓ８０９）を実施する。

ここでの演算は、弾性変形チャージ力により戻る距離（ｄ）と移動速度から距離移動する時間を算出する。この移動速度は、停止位置Ｐｎよりも所定の距離より手前の速度情報を用いる。これにより、動作毎に速度がばらついた場合でも、正確に遅延時間を算出できる。

遅延（Ｄｅｌａｙ）開始位置である目標とする停止位置Ｐｎに到達（ｓ８１０）したら、Ｄｅｌａｙ時間を数えるカウンターをスタート（ｓ８１１）させる。

そして、Ｄｅｌａｙ時間の経過を判定（ｓ８１２）して、Ｄｅｌａｙ時間が経過していない場合は、目標停止位置に対して所定距離だけ離れた位置Ｐｎ＋２に到達していないことを判定する（ｓ８１３）。図１２では、位置Ｐｎ＋２に到達していれば、信号Ｅｎ＋１の入力があったかを調べる。

もし、位置Ｐｎ＋２に到達していなければ（ｓ８１３でＮ）、時間カウントの基準クロック信号に伴いＤｅｌａｙカウンターをカウントアップ（ｓ８１４）する。一方、位置Ｐｎ＋２に到達していれば（ｓ８１３でＹ）、オーバーランしたことを示す信号を出力する（オーバーランしたことを示すフラグを予め決められたメモリ領域に設定しても構わない）（ｓ８１５）。その後、ＤＣモータにトルクをゼロとする処理を行う（ｓ８１６）。

なお、Ｄｅｌａｙ時間が経過した場合（ｓ８１２でＹ）には、ＤＣモータにトルクをゼロとする処理を行う（ｓ８１６）。Ｄｅｌａｙカウンターをリセット（ｓ８１７）して、制御を終了（ｓ８１８）する。

図９は、図８の速度サーボ（ｓ８０８）とＤｅｌａｙ時間の演算（ｓ８０９）を詳細に説明する為のフローチャートである。

図９では、Ｄｅｌａｙ時間の行う前の最新の速度情報とモータのコギングに基づいた戻り量ｄを用いてＤｅｌａｙ時間を算出している。

目標停止位置近傍の速度サーボ領域に達したら（ｓ９０１）、速度情報を取得するタイミングであるか判定（ｓ９０２）を行う。ディジタルエンコーダーの場合、エンコーダ信号のエッジが発生しないと速度情報を確定できない為、離散的に速度情報が確定する。速度情報の取得タイミングの場合（ｓ９０２でＹ）には、速度情報を取得（ｓ９０３する）。その後、サーボ周期の判定（ｓ９０４）を実施する。サーボは通常ある定められた間隔（例えば１ｍｓｅｃ）毎に実施される。

このサーボ周期毎に予め取得した最新の速度情報（更新された速度情報）に基づいて、サーボ演算（ｓ９０５）を行う。このサーボ演算の結果に従ってＤＣモータのトルク制御信号をコントロールする。その後、コギング位相の判定（ｓ９０６）を実施する。

コギングの位相判定方法としては、所定の一定速度（低い速度）でサーボ制御を実施し、モータ１周期分の速度情報を位置情報と対応して取得する。取得した位置情報と速度情報から周期的な速度の変動を解析することにより、モータ１周期内でのコギング位相特性がわかり、この情報を基にコギング位相の判定（ｓ９０６）を実施する。コギング位相の判定（ｓ９０６）の結果や先の処理で求められている速度情報（ｓ９０３）により戻り量ｄを算出する（ｓ９０７）。

この戻り量ｄの算出の方法としては、予めコギング位相についての情報や速度情報に基づく戻り量ｄについてテーブルを不揮発性メモリに格納し、コギング位相の情報と速度情報から戻り量ｄについての情報を取得する。もちろん、この他にどちらか一方の情報のみをパラメータとしたテーブルを不揮発性メモリに格納し、戻り量ｄについての情報を取得しても構わない。その後、Ｄｅｌａｙ時間ｔを演算（ｓ９０８）して処理を終了する。この処理の後は、図８のＤｅｌａｙ開始位置の判定（ｓ８１０）へ進む。

なお、コギング位相の判定（ｓ９０６）については、予め目標停止位置がわかっているので、比較的停止精度が良いシステムでは、モータ駆動を開始する前に行うこともできる。この場合には、図９の制御フローでスキップさせることができる。また、コギングの影響を無視できる場合についても、図９の制御フローでスキップすればよい。

以上のように、弾性変形チャージ力などのような、停止時に発生する力を考慮して意処理を行うので、停止精度が向上する。

（第２実施の形態）
図１０に第２実施の形態の制御フローを示す。第１の実施の形態での処理を共通する部分は説明を省略し、異なる処理について説明をする。

ＤＣモータ駆動開始（ｓ８０１）後、第１の実施の形態で説明したように、速度サーボ処理（ｓ８０８）までフローに沿って処理がなされる。

ｓ１００９では、速度情報とコギング位相情報に基づいて、目標とする停止位置での停止維持トルク（停止位置トルク）の大きさを算出する。この停止維持トルクの大きさは、弾性変形チャージ力などにより移動しようとする力を打ち消す（バランスを取る）程度の微弱なトルク量である。

このトルク量は、目標停止位置での速度およびコギング位相などにより変化する。このため、予め速度情報やコギング位相情報をパラメータとしたトルク量についてのテーブルをメモリ（例えば、不揮発性メモリ）に格納しておく。そして、速度情報やコギング位相の情報に基づいて対応するトルク値をメモリから読み出す。

その後、目標停止位置の判定（ｓ１０１０）を行い、目標停止位置に到達した時、算出した停止維持トルク（停止位置トルク）を出力するように、制御信号をモータ（あるいはモータ制御回路）に出力する。この処理により、所望の停止位置において、弾性変形チャージ力とバランスがとれていれば、停止状態を維持する（所望の停止位置から動かない）。

そして、所定のタイミングになったことを示す処理終了フラグを確認する（ｓ１０１２）。この所定のタイミングは、他の動作の終了タイミングや開始タイミングである。具体的な例としては、シリアルタイプのプリンターの搬送手段の停止処理に適用した場合では、キャリッジの主走査動作の停止タイミングであるとか、キャリッジの主走査動作における記録ヘッドのインク吐出の終了タイミングなどがあげられる。

終了フラグが立っていない場合（ｓ１０１２でＮ）は、停止状態を維持しているかの確認をする。このために、目標停止位置に対して予め規定されている位置に到達していないの判定（ｓ８１３）を実施する。これは、第１の実施の形態で示した処理と同じである。

つまり、装置の状態によっては、算出した停止維持トルク（停止位置トルク）よりも、弾性変形チャージ力の方が小さい場合、停止状態を維持できず、移動するはずである。この場合、信号信号Ｅｎ＋１が入力されるかの処理を行う。

終了フラグが立っていれば（ｓ１０１２でＮ）、ＤＣモータトルクゼロ（ｓ８１６）に移行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、モータを停止した際、弾性変形チャージ力を打ち消す力を出力し、停止状態を維持することができ、停止精度の向上を実現することが可能になる。

（第３実施の形態）
図１２（Ｂ）は、第３実施の形態での、移動体の移動を説明する図である。第１実施の形態の動作と異なるのは、目標とする停止位置Ｐｍが、エンコーダーの信号に基づく位置信号ＥｎとＥｎ＋１の間に位置している場合である。このため、ｓ８０９におけるＤｅｌａｙ時間の算出内容が異なるだけであるので、図８の制御フローが適用できる。

このＤｅｌａｙ時間の算出処理において、所望の停止位置ＰｍとＰｎの距離ｄ２を求め、この値ｄ２と弾性変形チャージ力により戻る距離ｄとを加算してｄ３を求める。

このｄ３を算出することで、矢印ＭＶ５で示すように、停止位置Ｐｎ＋１で停止させることができる。その後、弾性変形チャージ力により矢印ＭＶ６に移動し、目標とする停止位置Ｐｍで停止させることができる。

以上のように、弾性変形チャージ力などのような、停止時に発生する力を考慮したて意処理を行うのことができ、さらに、エンコーダーの信号の解像度より高い解像度で停止させることができるので、停止精度をよりいっそう向上させることができる。

（その他の実施の形態）
なお、弾性変形チャージ力により移動する距離（戻り量）ｄを補正するための、速度の算出方法として、上述した方法に限定するものではない。例えば、速度サーボの制御パラメータである速度値（速度サーボ領域での目標速度）を用いる。これにより、動作毎に速度のばらつきが小さい場合には、動作毎（例えば、搬送動作毎）に演算を行う必要がないので、モータ制御の負荷を軽減することができる。

また、弾性変形チャージ力により移動する距離（戻り量）ｄは、一定の値として扱っているが、装置の状態に基づいて算出する変数（パラメータ）であっても構わない。例えば、移動体である被記録媒体と搬送路との摩擦係数等の情報によって、弾性変形チャージ力により移動する距離（戻り量）ｄを算出しても構わない。例えば、搬送手段が搬送する被記録媒体の種類や大きさに基づいて算出する。あるいは、搬送手段のモータや伝達手段（ギヤ）のコギングについての情報による。例えば、コギングの周期や大きさなどが挙げられる。この他、メカ的な周期的な外乱の影響を考慮してもよいし、上述したこれらの要因を組み合わせても構わない。

なお、記録ヘッドを用いた記録装置において、記録用紙などの被記録媒体を搬送する搬送手段の制御について説明したが、例えば、原稿の画像を読み取るための画像入力装置に適用しても良い。

また、被記録媒体の搬送について説明したが、記録装置に限定するものではなく、例えば、検査装置などの電子機器や電子装置において、ステージなどの移動体を移動させる制御に適用しても構わない。

記録装置の全体構成を示す斜視図 用紙搬送駆動系の側面図 プリンタの制御構成を説明するブロック図 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 ディジタルエンコーダーのモデル図 ＤＣモータの位置制御系を説明する模式図 ＤＣモータの速度制御系を説明する模式図 第１の実施形態を説明するフローチャート 速度サーボおよびＤｅｌａｙ時間演算の詳細を説明するフローチャート 第２の実施形態を説明するフローチャート 従来の技術における停止位置についての説明図 第１の実施形態と第３の実施例の停止位置についての説明図

符号の説明

４ 搬送ローラ
５ ピンチローラ
６ ピンチローラガイド
７ 記録ヘッド
８ プラテン
９ キャリッジ
１０ ガイド軸
１１ ガイドレール
１３ キャリッジモータ
１４ タイミングベルト
１５ アイドルプーリ
１６ 電気基板
１７ フレキシブルケーブル
１８ リニアスケール
１９ 排紙ローラ
２０ 排紙ローラギア
２５ ＬＦモータ
２６ ＬＦエンコーダスケール
２７ 搬送ローラギア
２８ ＬＦエンコーダセンサ
２９ ＬＦエンコーダセンホルダ
３０ ＬＦタイミングベルト
３１ 排紙伝達ギア
２３１ ホストインターフェース
４０１ プリンタ装置のプリンタ制御用のＣＰＵ
４０２ ＲＯＭ
４０３ ＲＡＭ
４０５ モータを駆動するモータドライバ
４０６ プリンタコントローラ
４０７ サーミスタ等で構成される温度センサ
５０１ Ｉ／Ｏレジスタ
５０２ 受信バッファコントローラ
５０３ 印刷バッファコントローラ
５０４ メモリコントローラ
５０５ プリントシーケンスコントローラ
６００１ 理想位置プロファイル
６００５ エンコーダセンサ
６００９ エンコーダ位置情報変換手段
６００６ エンコーダ速度情報変換手段
６００２ 位置サーボのメジャーループ
６００３ ＰＩ演算
６００７ 微分演算
６００４ ＤＣモータに与えるエネルギー
６００８ 外乱
７００１ 理想速度プロファイル
７００２ ＰＩ演算
７００３ 微分演算

Claims (7)

1. ＤＣモータと、
   前記ＤＣモータからトルクを伝達するトルク伝達部材を含み、前記ＤＣモータから駆動トルクを受けて被駆動体を所定方向に移動させ、前記ＤＣモータのトルクをゼロにする際に前記トルク伝達部材の変形に基づくトルクにより前記被駆動体を前記所定方向と逆向きに移動させる移動手段と、
   前記被駆動体の移動に伴って、周期的にパルス信号を出力するエンコーダー手段と、
   前記パルス信号の時間間隔に基づき前記被駆動体の速度情報と位置情報を取得する情報取得手段と、
   目標停止位置を含む位置プロファイルと前記情報取得手段により取得された前記速度情報と前記位置情報とに基づき、前記ＤＣモータを制御する制御手段と、
   前記移動手段による前記逆向きの移動による前記被駆動体の停止位置のずれ量を算出する算出手段と、
   前記目標停止位置を通過してから前記ＤＣモータのトルクをゼロにする停止処理を行うべきタイミングを前記ずれ量に基づいて決定する決定手段とを備え、
   前記制御手段は、前記決定手段により決定されたタイミングに基づき、前記停止処理を行うことを特徴とするＤＣモータ制御装置。
2. 前記情報取得手段により、予め取得した速度情報に基づいて、前記ずれ量に対応する距離を移動するのに要する時間を算出する時間算出手段と、前記目標停止位置に対応するタイミングから前記ずれ量に対応する距離を移動するのに要する時間をカウントするカウント手段とを備え、前記制御手段は、前記カウント手段のカウントに基づいて前記停止処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータ制御装置。
3. 前記時間算出手段は、前記移動手段のメカ的な周期外乱に対する位相、前記停止処理を行うべきタイミングより所定時間前の速度情報、前記制御手段の速度パラメータ、移動条件による負荷変化のうち少なくとも１つに基づいて算出を行うことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータ制御装置。
4. 前記移動手段のメカ的な周期外乱は、前記ＤＣモータのコギングに基づくものであることを特徴とする請求項３に記載のＤＣモータ制御装置。
5. 前記カウント手段によるカウント中に、前記被駆動体が所定距離を移動したことを前記エンコーダー手段により検知し、前記エンコーダー手段が検知した場合、前記制御手段は、前記停止処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のＤＣモータ制御装置。
6. 記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   ＤＣモータと、
   前記ＤＣモータからトルクを伝達するトルク伝達部材を含み、前記ＤＣモータから駆動トルクを受けて被記録媒体を所定方向に移動させ、ＤＣモータのトルクをゼロにする際に前記トルク伝達部材の変形に基づくトルクにより前記被記録媒体を前記所定方向と逆向きに移動させる搬送手段と、
   前記搬送手段の動作に伴って、周期的にパルス信号を出力するエンコーダー手段と、
   前記パルス信号の時間間隔に基づき前記搬送手段の速度情報と位置情報を取得する情報取得手段と、
   停止目標位置を含む位置プロファイルと前記情報取得手段により取得された前記速度情報と前記位置情報とに基づき、前記ＤＣモータを制御する制御手段と、
   前記搬送手段による前記逆向きの移動による前記被記録媒体の停止位置のずれ量を算出する算出手段と、
   前記停止目標位置を通過してから前記ＤＣモータのトルクをゼロにする停止処理を行うべきタイミングを前記ずれ量に基づいて決定する決定手段とを備え、
   前記制御手段は、前記決定手段により決定されたタイミングに基づき、前記停止処理を行うことを特徴とする記録装置。
7. 前記記録装置は、更に、前記被記録媒体を搬送する搬送路を備え、
   前記算出手段は、更に、前記被記録媒体と前記搬送路との摩擦係数の情報に基づいて算出することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。

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