JP5987124B2 - モータ制御装置及びプリンタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録紙搬送駆動源にステッピングモータを用いるプリンタ装置において、印画濃度ムラを抑制する技術に関する。特に、ステッピングモータの励磁相一周期（電気角周期）内の速度変動に起因する濃度ムラを抑制することができるモータ制御装置、プリンタ装置に関する。

従来、印刷装置における用紙搬送の駆動源としてステッピングモータが広く用いられている。用紙搬送にステッピングモータを用いる印刷装置では、このステッピングモータの速度変動が、印画濃度ムラのひとつの要因となる。

ステッピングモータの各励磁相間には出力トルクのばらつきが必ずあり、このばらつきによりステッピングモータには励磁相一周期の周波数成分に相当する固有の速度変動が存在している。この速度変動は微小なものであるが、近年のプリント速度の高速化に伴い、用紙搬送の微小な速度変動が印画ムラとして顕著に現れるようになった。

図１１は、ステッピングモータの励磁相一周期に相当する印画ムラレベルを示すグラフである。
図１１では、用紙搬送駆動源にトルクばらつきのある２相ステッピングモータを用いた昇華型熱転写プリンタを用いている。この昇華型熱転写プリンタは、ステッピングモータを８ステップで励磁相一周期となる１−２相励磁方式で、駆動パルス周波数１４４０Ｈｚで駆動し、画像を印画する。そして、印画した結果をスキャナで読取り、用紙搬送方向の読取データをフーリエ解析して、周波数を横軸に、印画ムラレベルを示す振幅スペクトルを縦軸に示したグラフである。図１１に示すように、励磁相一周期である１８０Ｈｚで印画ムラのピークレベルが現れていることがわかる。

このような印画ムラを低減するため、印刷装置に用いるステッピングモータには出力トルクのばらつきが小さいモータ個体を選定するなどして、ステッピングモータの出力トルクのばらつきが要因となる印画ムラが極力発生しないようにしていた。しかし、モータ個体の選定には、コストが高くなるという問題があった。

そこで、用紙搬送の微小な速度変動を低減する方法として、モータ軸や負荷軸にダンパーやフライホイールを取り付けて回転を滑らかにする手法が知られている。また、ステッピングモータ固有の速度変動の内、励磁相一周期内の周波数成分である速度変動に対応させて励磁相に印加されている正弦波状の電流を各励磁相一周期ごとに繰り返し変動させて、ステッピングモータの速度変動を低減させる方法がある（特許文献１参照）。

特開平０３−１３９１９７号公報

しかしながら、ダンパーやフライホイールを用いる方法は、取り付けスペースが必要になるなど、装置小型化の面では不利となるとともに、装置コストも高くなるという課題がある。
また、特許文献１に開示された方法では、簡単な電気的方法で速度変動を低減できるとされているが、励磁相一周期内の周波数成分である速度変動を具体的に測定、検出する手段、及び各励磁相に対する具体的な速度補正方法については何ら開示されていない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、用紙搬送駆動源にステッピングモータを用いる熱転写プリンタ装置において、トルク変動が比較的大きなステッピングモータを用いた場合でも、簡易な方法で速度変動を低減することを目的とする。

本発明に係るモータ制御装置は、一定周波数の駆動パルスを入力して駆動するステッピングモータを制御するモータ制御装置において、
前記ステッピングモータに入力する駆動パルスの周波数を変調する駆動パルス変調部を備え、
前記駆動パルス変調部は、
前記ステッピングモータの励磁相一周期内における駆動パルスの周波数が、前記ステッピングモータの振動が最大となる励磁位相から、前記励磁相一周期の１／８周期前の励磁位相までの間において前記一定周波数よりも低くなるように変調し、かつ、前記一定周波数よりも低くした励磁位相から１／２周期後の励磁位相において前記一定周波数よりも高くなるように、前記一定周波数の駆動パルスの周波数を変調することを特徴とする。

本発明に係るモータ制御装置によれば、ステッピングモータの励磁相一周期における駆動パルスの周波数が、前記ステッピングモータの振動が最大となる励磁位相から、前記励磁相一周期の１／８周期手前の励磁位相までの間において前記一定周波数よりも低くなるように変調し、かつ、前記一定周波数よりも低くした励磁位相から１／２周期後の励磁位相において前記一定周波数よりも高くなるように変調するので、トルク変動が比較的大きなステッピングモータを用いた場合でも、簡易な方法で速度変動を低減することができる。

実施の形態１に係るプリンタの機構構成図である。 実施の形態１に係るプリンタ制御装置のブロック構成を示す図である。 、実施の形態１に係るプリンタ制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係るプリンタ制御装置の制御によるプリンタの印画動作工程（印画動作処理）の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１における印画動作工程時の駆動周波数設定部による駆動パルス周波数設定工程（処理、動作）の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係るステッピングモータのステータとロータの位置関係を説明する概略図である。 実施の形態１のプリンタにおけるステッピングモータの励磁相一周期内の駆動パルス周波数を示す図である。 実施の形態１において変調駆動パルス周波数が最大となるモータ励磁位相位置と印画ムラレベル比の関係を示す図である。 実施の形態２に係る変調パルス数設定部による最大変調パルス数設定工程（方式、処理、動作）を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るプリンタ制御装置のステッピングモータの励磁相一周期に相当する印画ムラレベルを示すグラフである。 ステッピングモータの励磁相一周期に相当する印画ムラレベルを示すグラフである。

以下の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るプリンタ１０の機構構成図である。
図１において、プリンタ１０（プリンタ装置）は、例えば、昇華型熱転写方式の熱転写プリンタ装置である。

図１に示すように、プリンタ１０は、機構部として、インクシート３０、インクシート供給リール４１、インクシート巻取りリール４２、サーマルヘッド５０、プラテンローラ６０、グリップローラ７１、ピンチローラ７２、記録紙切断部８０、排紙ローラ９０、ステッピングモータ１００、プリンタ制御装置１９０を備える。また、プリンタ１０は、記録用紙としてロール紙である記録紙２０を用いる。

インクシート３０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラーインク層及びオーバープリント層（ＯＰ）を備える。インクシート３０は、インクシート供給リール４１により供給され、インクシート巻取りリール４２により巻き取られる。
サーマルヘッド５０及びプラテンローラ６０は、インクシート３０の記録に用いられる。サーマルヘッド５０は、主走査方向に複数の発熱素子を有するもので、図示しない駆動手段により、プラテンローラ６０に対して接圧及び退避できるように構成されている。

グリップローラ７１及びピンチローラ７２は、記録紙２０の搬送に用いられる。グリップローラ７１は、記録紙２０を一定速度で送る。ピンチローラ７２は、グリップローラ７１に対向して配置される。
ステッピングモータ１００は、一定周波数の駆動パルスを入力して駆動することにより、グリップローラ７１を駆動する。ステッピングモータ１００は、図示しない減速機構を介してグリップローラ７１を回転駆動する。

記録紙切断部８０は、印画終了後の記録紙２０を切断する。
排紙ローラ９０は、切断された記録紙２をプリンタ１の外部に排出する。

プリンタ制御装置１９０は、プリンタ１０の各機構部を制御する。プリンタ１０の制御とは、例えば、後述するプリンタ１０の印画前動作、印画動作などを制御することである。

図２は、本実施の形態に係るプリンタ制御装置１９０のブロック構成を示す図である。
図２を用いて、プリンタ制御装置１９０のブロック構成について説明する。

図２に示すように、プリンタ制御装置１９０は、駆動周波数設定部１１０、メモリ１２０、データ処理部１３０、制御部１４０、サーマルヘッド駆動部１５０、記録紙切断機構駆動部１６０、インクシート搬送駆動部１７０、ステッピングモータ駆動部１８０を備える。

駆動周波数設定部１１０は、ステッピングモータ１００の駆動パルス周波数を設定し、設定した駆動パルス周波数の駆動パルスを出力する。駆動周波数設定部１１０は、本実施の形態におけるモータ制御装置の一例である。
駆動周波数設定部１１０は、変調パルス数設定部１１１、駆動パルス変調部１１２、モータ励磁相検出部１１３、駆動パルス出力部１１４、最大変調パルス数記憶部１１１ａを備える。

変調パルス数設定部１１１は、ステッピングモータ１００の駆動パルス周波数の最大変調パルス数ｐを設定し、最大変調パルス数記憶部１１１ａに記憶する。最大変調パルス数ｐとは、ステッピングモータ１００に入力される駆動パルスの周波数の最大値及び最小値を算出する際に用いられる。変調パルス数設定部１１１は、変調数設定部の一例である。

駆動パルス変調部１１２は、ステッピングモータ１００の駆動パルスの周波数の変調を行う。
モータ励磁相検出部１１３は、ステッピングモータ１００の励磁相を検出する。
駆動パルス出力部１１４は、ステッピングモータ１００の駆動パルスを出力する。

プリンタ制御装置１９０の各構成部の動作の詳細については後述する。

図３は、本実施の形態に係るプリンタ制御装置１９０のハードウェア構成の一例を示す図である。
プリンタ制御装置１９０はコンピュータを備え、プリンタ制御装置１９０の各要素をプログラムで実現することができる。
プリンタ制御装置１９０のハードウェア構成としては、バスに、演算装置９０１、外部記憶装置９０２、主記憶装置９０３、通信装置９０４、入出力装置９０５が接続されている。

演算装置９０１は、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）である。
外部記憶装置９０２は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ、ハードディスク装置である。メモリ１２０は、外部記憶装置９０２の一例である。
主記憶装置９０３は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）である。

通信装置９０４は、例えば通信ボード等であり、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）等に接続されている。通信装置９０４は、ＬＡＮに限らず、ＩＰ−ＶＰＮ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ・Ｐｒｏｔｏｃｏｌ・Ｖｉｒｔｕａｌ・Ｐｒｉｖａｔｅ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）、広域ＬＡＮ、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ・Ｔｒａｎｓｆｅｒ・Ｍｏｄｅ）ネットワークといったＷＡＮ（Ｗｉｄｅ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）、あるいは、インターネットに接続されていても構わない。ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットは、ネットワークの一例である。

入出力装置９０５は、例えばキーボード、ディスプレイ装置等である。その他、タッチパネル、タッチパッド、トラックボール、ペンタブレット、あるいは、その他のポインティングデバイスが用いられてもよい。ディスプレイ装置は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ・ＣｒｙＳＴａｌ・Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ・Ｒａｙ・Ｔｕｂｅ）、あるいは、その他の表示装置でもよい。

プログラムは、通常は外部記憶装置９０２に記憶されており、主記憶装置９０３にロードされた状態で、順次演算装置９０１に読み込まれ、実行される。
プログラムは、図２に示す「〜部」として説明している機能を実現するプログラムである。
更に、外部記憶装置９０２にはオペレーティングシステム（ＯＳ）も記憶されており、ＯＳの少なくとも一部が主記憶装置９０３にロードされ、演算装置９０１はＯＳを実行しながら、図１に示す「〜部」の機能を実現するプログラムを実行する。
また、アプリケーションプログラムも外部記憶装置９０２に記憶されており、主記憶装置９０３にロードされた状態で、順次演算装置９０１により実行される。

次に、図１及び図２を用いて、プリンタ制御装置１９０の制御によるプリンタ１０の印画動作の概要について説明する。

印画前の状態では、インクシート３０は、サーマルヘッド５０とプラテンローラ６０の間を通るように配置される。また、記録紙２０は、インクシート３０とプラテンローラ６０の間を通り、グリップローラ７１とピンチローラ７２に挟み込まれた状態にある。

制御部１４０により印画動作開始信号が出されると、グリップローラ７１を駆動して、図示しない位置検出手段により記録紙２０のプリント位置決めなどを行う印画前動作工程（処理）が行われる。
次に、サーマルヘッド５０は、図示しない駆動手段により、インクシート３０と記録紙２０とを密着させるように、プラテンローラ６０に対して圧接される。そして、駆動周波数設定部１１０から出力される駆動パルス信号にしたがって、ステッピングモータ駆動部１８０を介してステッピングモータ１００が駆動される。

入力画像データはメモリ１２０に記憶され、データ処理部１３０により印刷用データに変換される。
次に、制御部１４０は、サーマルヘッド駆動部１５０、ステッピングモータ駆動部１８０、記録紙切断機構駆動部１６０及びインクシート搬送駆動部１７０を制御して、印画動作を行う。

印画動作が開始されると、グリップローラ７１は記録紙２０の印画方向（図１のＡ方向）への搬送を開始し、それと同時にサーマルヘッド５０は記録紙２０にＹ色の印画を開始する。このとき、サーマルヘッド駆動部１５０はデータ処理部１３０から出力された印刷データに基づいてサーマルヘッド５０を駆動させ、サーマルヘッド５０はインクシート３０のインクを記録紙２０上に１ラインずつ印画する。インクシート巻取りリール４２は印画されたインクシート３０を巻き取る。

Ｙ色印画終了後、図示しない駆動手段によりサーマルヘッド５０を退避させ、グリップローラ７１は記録紙２０を排紙方向（図１のＢ方向）に向かって印画開始位置まで搬送する。この動作をスウィングバック（ＳＢ）という。また、インクシート巻取りリール４２は、図示しない検出手段により、Ｙ色の印画を終えたインクシート３０におけるＭ色先頭位置を検出する。そして、インクシート巻取りリール４２は、Ｍ色の先頭位置が印画開始位置であるＭ色先頭位置に一致するまでインクシート３０を巻き取る。

以降、Ｙ色印画動作と同様に、サーマルヘッド５０をプラテンローラ６０に圧接し、グリップローラ７１が記録紙２０の印画方向（図１Ａ方向）への搬送を開始し、サーマルヘッド５０がＭ色の印画を開始する。Ｍ色印画終了後は、Ｙ色印画終了後と同様の動作を行い、グリップローラ７１が記録紙２０を印画開始位置まで搬送し、Ｙ色、Ｍ色印画と同様の印画動作によりサーマルヘッド５０はＣ色の印画とＯＰの転写とを行う。

Ｙ，Ｍ，Ｃ色のカラー印画およびＯＰの転写終了後、図示しない駆動手段によりサーマルヘッド５０を退避させ、グリップローラ７１は記録紙２０を排紙方向（図１のＢ方向）へ搬送する。記録紙２０の印画先頭位置が搬送経路上の記録紙切断部８０に到達すると、グリップローラ７１は駆動停止し、記録紙切断部８０は記録紙２０を主走査方向に切断し、排紙ローラ９０は切断された記録紙２０をプリンタ１０の外へ排出する。

図４は、本実施の形態に係るプリンタ制御装置１９０の制御によるプリンタ１０の印画動作工程（処理）を示すフローチャートである。
図４を用いて、プリンタ制御装置１９０の制御によるプリンタ１０の印画動作工程（処理）について説明する。

印画動作工程が開始すると、ステップＳＴ１において、駆動周波数設定部１１０は、駆動パルス信号をステッピングモータ駆動部１８０に出力する。ステッピングモータ駆動部１８０は、ステッピングモータ１００を励磁し、プリンタ１０において上述した印画前動作工程が実行される。なお、ステップＳＴ１におけるステッピングモータ１００の最初の励磁相は、印画動作毎に常に同じになるように設定されている。
ステップＳＴ２において、モータ励磁相検出部１１３は、ステップＳＴ１の印画前動作工程と同時に、駆動周波数設定部１１０から出力されるパルス数のカウントを開始する。このモータ励磁相検出部１１３によるパルス数のカウントは、全印画動作工程が終了するまで続けられる。
なお、ステップＳＴ１における印画前動作工程のステッピングモータ１００は、制御部１４０から送られる予め定められた周波数で、かつ、制御部１４０から送られる予め定められたパルス数分だけ駆動される。

ステップＳＴ３において、駆動周波数設定部１１０は、ステップＳＴ１の印画前動作工程終了後に、駆動パルス周波数設定工程（処理）を実行する。駆動周波数設定部１１０は、駆動パルス周波数設定工程において、駆動パルス周波数の変調動作を実行する。

図５は、本実施の形態における印画動作工程時の駆動周波数設定部１１０による駆動パルス周波数設定工程（処理、動作）を示すフローチャートである。
図５を用いて、プリンタ制御装置１９０のモータ制御方法における駆動パルス周波数設定工程（処理）、パルス変調工程（処理）（ＳＴ２３）について説明する。

ステップＳＴ２０において、駆動周波数設定部１１０は、制御部１４０から送られる次の工程の駆動パルス周波数情報を受信する。
ステップＳＴ２１において、駆動周波数設定部１１０は、次の工程が印画モードか否かを処理装置により判定する。

次の工程が印画モードの場合（ステップＳＴ２１でＹｅｓ）、ステップＳＴ２２に進む。
次の工程が印画モードではない場合（ステップＳＴ２１でＮｏ）、ステップＳＴ２４ａに進む。
ステップＳＴ２４ａにおいて、駆動周波数設定部１１０は、制御部１４０から送られた次の工程の駆動パルス周波数情報に示された駆動パルス（変調していない駆動パルス）を、制御部１４０で予め指定されたパルス数だけ出力し、処理を終了する。

ステップＳＴ２２において、モータ励磁相検出部１１３は、パルス数取得工程を実行する。パルス数取得工程では、モータ励磁相検出部１１３は、パルスカウント工程（ステップＳＴ２）でカウントされた、印画前動作工程（ステップＳＴ１）終了後のパルス数を取得する。モータ励磁相検出部１１３は、取得したパルス数に基づいて、ステッピングモータ１００の次の励磁相を検出する。

ステップＳＴ２３において、駆動パルス変調部１１２は、パルス変調工程を実行する。パルス変調工程において、駆動パルス変調部１１２は、モータ励磁相検出部１１３により検出された励磁相に合わせたパルス周波数の変調を実行する。

ステップＳＴ２４において、駆動パルス出力部１１４は、駆動パルス変調部１１２により変調された駆動パルスを、制御部１４０で予め指定されたパルス数出力する（駆動パルス出力工程）。

ここで、図６及び図７を用いて、駆動周波数設定部１１０による駆動パルス周波数設定工程（処理、動作）（ステップＳＴ２３）の詳細について説明する。
図６は、本実施の形態に係るステッピングモータ１００のステータ１０２とロータ１０１の位置関係を説明する概略図である。

まず、図６を用いて、ステッピングモータ１００の励磁位相とステータ１０２とロータ１０１の位置関係について説明する。
図６は、２相ステッピングモータ１００を１−２相励磁した場合のステータ１０２とロータ１０１との小歯の概略位置関係を示す図である。
図６に示すように、ステッピングモータ１００は、（１）の（第１ステップ）から（８）の（第８ステップ）までの８つのステップで励磁相一周期となるように駆動する。
図６において、ステータ１０２とロータ１０１と間の矢印は互いに引き合う力を示す。ロータ１０１の小歯Ｒ１が一歯分（ステータ１０２の小歯Ｓ１からＳ２分）移動するまでが励磁相一周期となる。ロータ１０１は（１）から（８）の８ステップで一歯分移動する。

励磁直後のロータ１０１とステータ１０２の小歯は相対しており、互いに引き合う位置で静止している（図６の（１））。図６の（１）では、ロータ１０１の小歯Ｒ１とステータ１０２の小歯Ｓ１とが相対している。
ここで、ステッピングモータ軸に矢印Ｃ方向に外力を加えると、（１）の位置に戻そうとする方向にトルクが発生し、トルクと外力とが釣り合った位置で静止する（図６の（２））。
さらに外力を加えていくと、ロータ１０１が不安定な位置（図６の（５））を通り、次のロータ１０１とステータ１０２の小歯が相対する位置まで移動する（図６の（８））。図６の（８）の直後（図６の（１）に相当）には、ロータ１０１の小歯Ｒ１とステータ１０２の小歯Ｓ２とが相対することになる。

ロータ１０１が回転駆動されるとき、図６の（１）の位置ではステータ１０２とロータ１０１とが互いに引き合う力が強いため、ロータ１０１の回転速度が若干遅くなる。
また、図６の（５）の位置では、ステータ１０２とロータ１０１とは半ピッチずれた状態であり、ロータ１０１の小歯Ｒ１はステータ１０２の小歯Ｓ１，Ｓ２のどちらとも引き合う不安定な状態となっており、少しでも外力の大きい方へロータ１０１は回転しやすくなっている。
よって、ロータ１０１が回転駆動されるとき、ロータ１０１の回転方向Ｃに外力が働いているため、図６の（５）の位置ではロータ１０１の回転速度は若干速くなる。

以上のように、励磁相一周期内では微小な速度変動が生じており、前記速度変動が印画ムラの要因となっている。通常、印画動作中はステッピングモータ１００の駆動パルス周波数は一定周波数である。そこで、前記速度変動を低減するには、ステッピングモータ１００に与える駆動パルス周波数を、ロータ１０１の回転速度が遅くなる位置では高く、また、回転速度が速くなる位置では低くすればよい。しかしながら前記微小な速度変動が生じる励磁相を特定することは困難である。そこで、発明者らは前記速度変動が生じる励磁相を特定するための検討を行った結果、前記速度変動が生じる励磁相とステッピングモータの振動との間に高い相関があることがわかった。

具体的には、ステッピングモータの振動が最大となる励磁位相から、励磁相一周期の１／８周期手前の励磁位相までの間に対する駆動パルス周波数を低く（例えば、一定周波数よりも低く）、また、前記駆動パルス周波数を低くした励磁位相から１／２周期後の励磁位相に対する駆動パルス周波数が高く（例えば、一定周波数よりも高く）なるように、前記一定の駆動パルス周波数を変調することで、印画ムラを抑制できることがわかった。

図７は、本実施の形態に係るステッピングモータ１００の励磁相一周期における駆動パルスの周波数の変化を示す図である。
図７では、変調前の一定周波数駆動におけるステッピングモータ１００の励磁相一周期の振動波形３００と、励磁相一周期内の変調前と変調後の駆動パルス周波数を示している。変調後の駆動パルス周波数は、前記振動波形３００を基に変調したものである。図７の（１）〜（８）は励磁位相を示す。ステッピングモータ１００の振動波形３００は、予め加速度ピックアップなどの検出器を用いて測定しておく。
図７において、変調前の一定周波数をＮとし、変調後の駆動パルスの周波数が一定周波数Ｎから変調される最大の値を最大変調パルス数ｐとする。最大変調パルス数ｐは、変調パルス数設定部１１１により、最大変調パルス数記憶部１１１ａにあらかじめ記憶されている。あるいは、変調パルス数設定部１１１により、最適な最大変調パルス数が算出され、最大変調パルス数記憶部１１１ａに記憶されてもよい。

変調前の駆動パルス周波数２１０は、ＮＨｚ（ヘルツ）（一定周波数の一例）で一定であるものとする。
変調後の駆動パルス周波数２２０は、振動波形３００が最大となる励磁位相（２）の励磁タイミングで駆動パルス周波数が（Ｎ−ｐ）Ｈｚ、励磁位相（２）から１／２周期後の励磁位相（６）の励磁タイミングで駆動パルス周波数が（Ｎ＋ｐ）Ｈｚとなるように、励磁相一周期内において駆動パルスの周波数の変化が正弦波状になるように、元の駆動パルス周波数（Ｎ）が変調される。
図７に示す駆動パルス周波数２２０のように変調することによって、励磁相一周期内の速度変動は見かけ上ＮＨｚとなる。

ＳＴ２２において、モータ励磁相検出部１１３は、カウントしたパルス数に基づいて、励磁位相が図７の（１）〜（８）のどの位置にあるかを検出する。
駆動パルス変調部１１２は、モータ励磁相検出部１１３が検出した位置に合わせて、駆動パルスを変調する。

ＳＴ２３において、駆動パルス変調部１１２は、図７に示すように、ステッピングモータ１００の励磁相一周期における駆動パルスの周波数が、ステッピングモータ１００の振動波形３００が最大となる励磁位相（２）で最小値となり、かつ、周波数が最小値となる励磁位相（２）から１／２周期遅れた位相（６）において最大値となるように、一定周波数ＮＨｚを変調する。前記駆動パルス周波数が最小値となるように変調する励磁位相は、振動波形３００が最大となる励磁位相から１／８周期前の励磁位相までの間にあればよい。
例えば、駆動パルス変調部１１２は、ステッピングモータ１００の励磁相一周期における駆動パルスの周波数が、励磁位相（２）と、励磁位相（２）の１／８周期前の励磁位相（１）との範囲内で最小値となり、かつ、周波数が最小値となる位相から励磁相一周期の１／２周期遅れた位相において最大値となるように、一定周波数ＮＨｚを変調してもよい。

また、駆動パルス変調部１１２は、変調後のパルス周波数（変調パルス周波数）の最大値（Ｎ＋ｐ）と最小値（Ｎ−ｐ）との平均値が、変調前の周波数（Ｎ）と同じであり、ステッピングモータ１００の励磁相一周期内において駆動パルスの周波数の変化が正弦波状になるように変調する。

上記のようにして変調された駆動パルスは、駆動パルス出力工程（ステップＳＴ２４）において、駆動パルス出力部１１４から、制御部１４０で予め指定されたパルス数が出力される。

次に、図４に戻り、プリンタ制御装置１９０の制御によるプリンタ１０の印画動作工程についての説明を続ける。
ステップＳＴ４（Ｙ色印画工程）において、プリンタ１０は、記録紙２０にＹ色を印画する。
ステップＳＴ４（Ｙ色印画工程）の終了後、ステップＳＴ５において、再び駆動パルス周波数設定工程（図５参照）が実行される。

ここで、図５に戻り、ステップＳＴ５における駆動パルス周波数設定工程の動作の概要について説明する。
図５のステップＳＴ２０において、駆動周波数設定部１１０には、制御部１４０から、記録紙２０を巻き戻すスウィングバック（ＳＢ）動作（図４のステップＳＴ６）に必要な駆動パルス数と駆動パルス周波数情報とが設定される。
次の工程が印画モードか否かを判定する（図５のステップＳＴ２１）。印画モードではないのでパルス変調は行われず、駆動パルスは制御部１４０から送られた駆動パルス周波数、駆動パルス数分だけステッピングモータ駆動部１８０に出力される（ステップＳＴ２４ａ）。

図４に戻り、ステップＳＴ６〜ＳＴ１８までの説明を続ける。
ステップＳＴ６において、スウィングバック工程（動作）が行われる。
スウィングバック工程（ステップＳＴ６）終了後、ＳＴ７において、Ｍ色印画のための駆動パルス周波数設定工程（駆動パルス変調）が実行される。ここでの駆動パルス周波数設定工程は、ステップＳＴ３の駆動パルス周波数設定工程と同様である。簡単にステップＳＴ７の駆動パルス周波数設定工程の動作の概略を説明する。Ｍ色印画前のパルスカウント数から励磁相を検出し、図７の励磁位相（２）で駆動パルス周波数が（Ｎ−ｐ）Ｈｚ、励磁位相（２）から１／２周期後の励磁位相（６）の励磁タイミングで駆動パルス周波数が（Ｎ＋ｐ）Ｈｚとなるように励磁相一周期内で元の駆動パルスを正弦波状に変調する。

Ｍ色印画（ステップＳＴ８）終了後からＣ色印画終了後まで、すなわち、ステップＳＴ９からステップＳＴ１２までの動作は、ステップＳＴ５からステップＳＴ８までの動作と同様であるため説明を省略する。また、ステップＳＴ１３，ＳＴ１４の動作は、ステップＳＴ５，ＳＴ６の動作とそれぞれ同様であるため説明を省略する。

ステップＳＴ１５、ステップＳＴ１７の駆動パルス周波数設定工程では、駆動パルス周波数変調は行わず、制御部１４０から送られるそれぞれの次の工程（ＯＰ転写工程、排紙工程）に定められた駆動パルス周波数と駆動パルス数がステッピングモータ駆動部１８０に送られ、ステッピングモータ１００が駆動される。
ＳＴ１７において、プリンタ１０は、ＯＰの転写を行う。
ＳＴ１８において、プリンタ１０は、印画された記録紙２０を排紙する。
以上で、プリンタ制御装置１９０の制御によるプリンタ１０の印画動作工程（処理）についての説明を終了する。

以上のように、プリンタ制御装置１９０の駆動パルス変調部１１２は、印画動作工程時のみに駆動パルス変調工程を実行する。
画像形成動作時である印画モード（印画動作工程）以外の動作において駆動パルス周波数を変調しない理由は、印画モード以外の動作では多少の速度変動があってもプリント画質には影響がないためである。また、印画動作工程全体（ステップＳＴ１〜ステップＳＴ１８）の所要時間を短くするために、印画モード以外の動作では、印画モード時よりもステッピングモータ１００を高速駆動（高周波駆動）する必要があり、高周波駆動条件で駆動パルス周波数を変調をするとステッピングモータ１００が脱調するなどの動作不具合が発生する可能性がある。そのため印画モード以外の動作では駆動パルス周波数を変調しない方が好ましい。
なお、印画モード以外の動作であっても駆動パルス周波数を変調しても構わない。

なお、本実施の形態では、ステッピングモータ１００の励磁相一周期内の振動波形３００が最大となる励磁相（図７の（２））で駆動パルス周波数が最少となるように正弦波状に変調した、また、このとき、変調後の駆動パルス周波数が最大となる励磁位相は、駆動パルス周波数が最少となる励磁位相（図７の（２））から１／２周期遅れた位置（図７の（６））となる。

しかし、駆動パルス周波数が最小となる励磁位相は、ステッピングモータ１００の励磁相一周期内の振動波形３００が最大となる励磁位相（図７の（２））から１／８周期前の位置（図７の（１））でもよい。この場合、変調後の駆動パルス周波数が最大となる励磁位相は駆動パルス周波数が最小となる励磁位相（図７の（１））から１／２周期遅れた位置（図７の（５））となる。

図８は、本実施の形態において変調駆動パルス周波数が最小となるモータ励磁位相位置と印画ムラレベル比の関係を示す図である。図８では、駆動パルス周波数が最小／最大変調となる励磁位相と、その際の印画ムラレベルの関係を求める実験を行った結果を示している。
図８のグラフにおいて、グラフ横軸はモータの励磁位相であり、軸の数字は図７の（１）〜（８）に相当する。グラフ縦軸は印画ムラレベルの比を表し、レベル比１は駆動パルス周波数を変調する前の印画ムラレベルを示す。

図８において、実線２３０は駆動パルス周波数が最小となる励磁相位置、点線２４０は駆動パルス周波数が最大となる励磁相位置を示す。
図８に示すように、印画ムラレベル比が小さくなるのは、駆動パルス周波数が最小となる励磁相位置が（１）と（２）である。
これにより、ステッピングモータの励磁相一周期における駆動パルスの周波数が、励磁相一周期内のステッピングモータの振動が最大となる励磁位相と、前記ステッピングモータの振動が最大となる励磁位相から１／８周期手前の励磁位相との範囲内で最小値となるように変調すれば、印画ムラレベルを効果的に低減することができることがわかる。

言い換えると、駆動パルス変調部１１２は、ステッピングモータ１００の励磁相一周期における励磁位相と振動測定値の関係から求めた振動が最大となる励磁位相を記憶しておき、前記振動が最大となる励磁位相から１／８周期手前までの励磁位相との範囲内で、励磁相一周期内の駆動パルスが最小値となり、かつ、前記駆動パルスが最小値になる励磁位相から１／２周期後の励磁位相の励磁相一周期内の駆動パルスが最大値となるように、前記一定周波数を変調することが望ましい。

本実施の形態では、励磁相一周期が８ステップとなるステッピングモータについて説明したが、例えば、励磁相一周期が１６ステップ、３２ステップとなるステッピングモータについても本実施の形態は適用することができる。

また、本実施の形態では、モータ励磁相の検出方法として、出力パルス数をカウントする方法を用いたが、モータ各相の電流を測定することによって、励磁相を検出してもよい。

以上のように、本実施の形態に係るプリンタ１０によれば、用紙搬送駆動源のステッピングモータ１００の励磁相一周期内の微小な速度変動を、駆動周波数設定部１１０によって励磁相一周期内の駆動パルス周波数をステッピングモータ１００の励磁相に合わせて変調することにより低減することができる。また、このように速度変動を低減することにより、ステッピングモータ１００の励磁相一周期の周波数に相当する印画ムラを簡単な方法で低減することができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点について説明する。
本実施の形態では、実施の形態１で説明した構成部と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１では、最大変調パルス数ｐは、変調パルス数設定部１１１により、予め設定されているとした。
ステッピングモータ１００の励磁相一周期内の速度変動はモータ個体によってばらつきがある。そのため、最大変調パルス数ｐはステッピングモータ１００の個体別に設定することが好ましい。
したがって、本実施の形態に係るプリンタ１０では、まず最大変調パルス数設定方式によりステッピングモータ１００の個体別に最適な最大変調パルス数ｐを設定し、その後、印画動作工程を実行するものとする。印画動作工程、駆動パルス周波数設定工程については、実施の形態１で説明したものと同一であるため、説明を省略する場合がある。

本実施の形態では、より好適な最大変調パルス数ｐを求める最大変調パルス数設定方式について説明する。
ここでは、変調パルス数設定部１１１が、最大変調パルス数設定方式を実行するものとする。なお、他の構成部が最大変調パルス数設定方式を実行するとしてもよい。

図９は、本実施の形態に係る変調パルス数設定部１１１による最大変調パルス数設定工程（方式、処理、動作）を示すフローチャートである。
最大変調パルス数設定工程においては、実施の形態１と同じく、最大変調パルス数をｐとし、駆動周波数設定部１１０に設定されている変調前の駆動パルス周波数をＮとする。

最大変調パルス数設定工程が開始されると、ステップＳＴ１１０ａにおいて、変調パルス数設定部１１１は、最大変調パルス数ｐに０を初期値として設定する。

ステップＳＴ１１０において、プリント濃度データ入力工程が実行される。
まず、ユーザによりステッピングモータ１００がプリンタ１０に装着され、設定駆動パルス周波数ＮＨｚでテストプリントパターンが印画される。テストプリントパターンは、印画ムラを検出しやすいようなハーフトーンのベタパターンなどが好ましい。そして、ユーザによりテストプリントパターンがスキャナで読み取られる。変調パルス数設定部１１１は、スキャナにより読み取られた濃度データ（輝度データ）を入力する。

ステップＳＴ１２０において、変調パルス数設定部１１１は、入力した濃度データを、処理装置によりフーリエ解析し、図１１に示すよう周波数と振幅スペクトルの関係を求め、励磁相一周期に相当する周波数における印画ムラレベル（印画ムラ周波数ともいう）を算出する。

ステップＳＴ１３０において、変調パルス数設定部１１１は、ステップＳＴ１２０で求めた印画ムラレベルが、予め定められた印画ムラレベルの規定値を越えるか否かを判断する。
印画ムラレベルが規定値以下の場合（ＳＴ１３０でＹｅｓ）、ステッピングモータ１００は速度変動が規定値以下の個体であることを意味するので、変調パルス数設定部１１１は、現在の最大変調パルス数ｐが好適であると判断し、処理を終了する。最大変調パルス数ｐが初期値０の場合は、印画モードにおいて駆動パルス周波数の変調を行う必要がないことを意味する。

印画ムラレベルが規定値を超える場合（ＳＴ１３０でＮｏ）、変調パルス数設定部１１１は、最大変調パルス数ｐに任意の値を設定する（ステップＳＴ１４０）。設定する変調パルス（任意の値）は、ステッピングモータの特性及び設定駆動パルス数Ｎの値にも依存するが、およそ設定駆動パルス周波数Ｎの０．４％〜２％程度が望ましい。この場合、最大変調パルス数ｐの限界値は設定駆動パルス周波数Ｎの２％程度となる。

ステップＳＴ１５０において、変調パルス数設定部１１１は、最大変調パルス数ｐが限界値（閾値）を越えているか否かを判断する。
最大変調パルス数ｐが限界値を越える場合（ＳＴ１５０でＹｅｓ）、そのモータ個体の速度変動は大き過ぎて低減できないことを意味するので、変調パルス数設定部１１１は、別のモータへの交換を通知するモータ交換通知を表示装置などに出力する（ＳＴ１７０）。変調パルス数設定部１１１は、モータ交換通知部の一例である。

ユーザは、プリンタ１０の表示装置にモータ交換通知が出力されると、別のモータに交換する。その後、ＳＴ１１０に戻り、次のテストプリントパターンの濃度データを入力する。すなわち、変調パルス数設定部１１１は、別のモータを用いた場合のテストプリントパターンの濃度データを入力し、最大変調パルス数ｐの設定工程を再び実行する。

最大変調パルス数ｐが限界値以下の場合（ＳＴ１５０でＮｏ）、駆動パルス変調部１１２は、ステップＳＴ１４０で設定した最大変調パルス数ｐに基づいて、印画モードにおいて図５に示す駆動パルス周波数設定工程でパルス変調を行い（ステップＳＴ１６０）、ＳＴ１１０に戻り、次のテストプリントパターンの濃度データを入力する。すなわち、変調パルス数設定部１１１は、ステップＳＴ１４０で設定した最大変調パルス数ｐを用いた場合のテストプリントパターンの濃度データを入力し、最大変調パルス数ｐの設定工程を再び実行する。

最大変調パルス数設定工程では、ステップＳＴ１１０〜ステップＳＴ１７０の工程を、印画ムラレベルが規定値以下になるまで繰り返す。または、最大変調パルス数が限界値を越えるまで繰り返すとしてもよい。変調パルス数設定部１１１は、印画ムラレベルが規定値以下となった場合の値を最大変調パルス数ｐとする。最大変調パルス数ｐが限界値を越えた場合は、そのモータ個体の速度変動は大き過ぎて低減できないと判定し、別のモータに交換して（ステップＳＴ１７０）、プリント濃度データ入力工程（ステップＳＴ１１０）以下の工程を繰り返す。

また、上記の最大変調パルス数設定工程では、プリント濃度データを入力してから、パルス変調工程（ＳＴ１６０）あるいはモータ交換指示出力工程（ＳＴ１７０）まで、変調パルス数設定部により自動的に処理が実行されるものとした。しかし、例えば、プリンタ１０のユーザ（あるいはメンテナンス作業員）が、図９に示すテストプリントから印画ムラレベル判定工程（ステップＳＴ１１０からステップＳＴ１３０までの工程）を行い、プリンタ１０に設けられた図示しない操作パネルや外部入力装置から、最大変調パルス数ｐを適宜変更するようにしてもよい。

ここで、プリンタ１０が複数の印画速度モードを持つ場合は、変調パルス数設定部１１１は、各印画速度モードの設定駆動パルス周波数に応じて最大変調パルス数ｐを設定する。そして、駆動パルス変調部１１２は、制御部１４０から送られる印画速度モードに応じた最大変調パルス数ｐを用いて変調動作を行うようにしても良い。

また、プリンタ１０が一定の枚数を印画したら、図９に示す最大変調パルス数設定工程を実行するとしても良い。例えば、プリンタ１０が一定の枚数を印画したら、プリンタ１０のユーザ（あるいはメンテナンス作業員）が、図９に示すテストプリントから印画ムラレベル判定工程（ステップＳＴ１１０からステップＳＴ１３０までの工程）を行い、プリンタ１０に設けられた図示しない操作パネルや外部入力装置から、最大変調パルス数ｐを適宜変更するようにしてもよい。これにより、モータの励磁相一周期内の速度変動が経時変化によって劣化しても、最適な変調パルス数を設定することができる。

図１０は、本実施の形態に係るプリンタ制御装置１９０のステッピングモータ１００の励磁相一周期に相当する印画ムラレベルを示すグラフである。
図１０は、図９に示す最大変調パルス数設定工程により最大変調パルス数ｐを最適な値に設定したプリンタ１０（昇華型熱転写プリンタ）によって、２相ステッピングモータを１−２相励磁、１４４０Ｈｚで駆動して画像を印画した結果をスキャナで読取り、印画ムラレベルを測定した結果である。図１１と比較すると、１８０Ｈｚの印画ムラレベルが低減されていることがわかる。このように、ステッピングモータ１００の駆動パルス周波数を変調することにより、図１１に示す駆動パルス変調前の印画ムラレベルと比較して、駆動パルス変調後の印画ムラレベルを低減することができる。

また、本実施の形態の熱転写プリンタ１によれば、ステッピングモータ個体別に、変調パルス数ｐを設定可能に構成したので、ステッピングモータの製造ばらつきにより励磁相一周期内の速度変動に個体差が生じても、適切な変調パルス数を設定することができるので、ステッピングモータの励磁相一周期の周波数に相当する印画ムラを低減することができる。

上記実施の形態１〜２の説明では、「変調パルス数設定部」、「駆動パルス変調部」、「モータ励磁相検出部」、「駆動パルス出力部」がそれぞれ独立した機能ブロックとしてプリンタ制御装置１９０を構成している。しかし、これに限られるわけではなく、例えば、「変調パルス数設定部」と、「駆動パルス変調部」とをひとつの機能ブロックで実現し、「モータ励磁相検出部」と、「駆動パルス出力部」とをひとつの機能ブロックで実現しても良い。あるいは、これらの機能ブロックを、他のどのような組み合わせで情報処理装置１００１を構成しても構わない。
なお、以上の実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態の２つを組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０ プリンタ、２０ 記録紙、３０ インクシート、４１ インクシート供給リール、４２ インクシート巻取りリール、５０ サーマルヘッド、６０ プラテンローラ、７１ グリップローラ、７２ ピンチローラ、８０ 記録紙切断部、９０ 排紙ローラ、１００ ステッピングモータ、１０１ ロータ、１０２ ステータ、１１０ 駆動周波数設定部、１１１ 変調パルス数設定部、１１１ａ 最大変調パルス数記憶部、１１２ 駆動パルス変調部、１１３ モータ励磁相検出部、１１４ 駆動パルス出力部、１２０ メモリ、１３０ データ処理部、１４０ 制御部、１５０ サーマルヘッド駆動部、１６０ 記録紙切断機構駆動部、１７０ インクシート搬送駆動部、１８０ ステッピングモータ駆動部、１９０ プリンタ制御装置、９０１ 演算装置、９０２ 外部記憶装置、９０３ 主記憶装置、９０４ 通信装置、９０５ 入出力装置。

Claims (8)

1. 一定周波数の駆動パルスを入力して駆動するステッピングモータを制御するモータ制御装置において、
   前記ステッピングモータに入力する駆動パルスの周波数を変調する駆動パルス変調部を備え、
   前記駆動パルス変調部は、
   前記ステッピングモータの励磁相一周期内における駆動パルスの周波数が、前記ステッピングモータの振動が最大となる励磁位相から、前記励磁相一周期の１／８周期前の励磁位相までの間において前記一定周波数よりも低くなるように変調し、かつ、前記一定周波数よりも低くした励磁位相から１／２周期後の励磁位相において前記一定周波数よりも高くなるように、前記一定周波数の駆動パルスの周波数を変調することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記駆動パルス変調部は、
   前記ステッピングモータの励磁相一周期内における駆動パルスの周波数が、前記ステッピングモータの振動が最大となる励磁位相から、前記励磁相一周期の１／８周期前の励磁位相までの間において前記励磁相一周期内で最小値となり、かつ、前記最大となる励磁位相から１／２周期後の励磁位相において前記励磁相一周期内で最大値となるように変調することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記駆動パルス変調部は、
   前記最大値と前記最小値との平均値が、前記一定周波数と同一となるように変調することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記駆動パルス変調部は、
   変調後の前記励磁相一周期における駆動パルスの周波数の変化が正弦波状になるように変調することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ制御装置。
5. 記録紙に印画するプリンタ装置において、
   請求項１〜４のいずれかに記載のモータ制御装置を備えるとともに、前記モータ制御装置により制御されるステッピングモータを、前記記録紙の搬送駆動源として備えるプリンタ装置。
6. 前記駆動パルス変調部は、
   前記記録紙に印画する印画動作時のみに、前記一定周波数を変調することを特徴とする請求項５に記載のプリンタ装置。
7. 前記モータ制御装置は、
   前記記録紙に印画した印画結果における前記ステッピングモータの励磁相一周期に相当する印画ムラレベルに基づいて、前記駆動パルスの周波数の最大変調数を設定する変調数設定部を備えることを特徴とする請求項５または６に記載のプリンタ装置。
8. 前記変調数設定部は、前記最大変調数が閾値を越えた場合に、前記ステッピングモータの交換を通知するモータ交換通知を出力することを特徴とする請求項７に記載のプリンタ装置。

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