專利名稱：打印機用馬達的控制裝置和控制方法以及記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及打印機用馬達控制裝置和控制方法以及記錄控制程序的記錄媒體，尤其是用于控制驅(qū)動串行打印機滑動架馬達速度的控制。
通常，在噴墨打印機等的串行打印機中，在印刷紙上記錄頭掃描進行印字。該記錄頭固定在滑動架上，與滑動架一起移動。而且該滑動架通過DC馬達驅(qū)動，其驅(qū)動方式如下所示。
首先，通過固定在DC馬達的轉(zhuǎn)軸上的滑輪以及與該滑輪相對的從動輪，拉緊定時傳動帶以便形成預(yù)定的張力，把上述滑動架安裝在該定時傳動帶上。由此，通過DC馬達的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動，以便使滑動架在主掃描方向移動。
在上述滑動架定速運動時，即DC馬達定速轉(zhuǎn)動時，進行印字。
按照傳統(tǒng)方式，要使DC馬達定速的速度控制是根據(jù)目標速度和測出的實際速度之間的速度偏差通過PID控制來實現(xiàn)的。
不過，DC馬達通常如圖13所示包含轉(zhuǎn)子210和定子220。定子210由磁軛210a和磁極210b構(gòu)成。轉(zhuǎn)子220由形成電磁鐵的磁極的突起部220a和在該突起部220a的基部纏繞的線圈220b構(gòu)成，通過整流子230以及電刷240的運動一次次切換上述電磁鐵的極性。因此在DC馬達上有轉(zhuǎn)矩變動，如果令DC馬達的相數(shù)(線圈個數(shù)即突起部220a的基部個數(shù))為P，則在DC馬達旋轉(zhuǎn)一圈期間該轉(zhuǎn)矩變動發(fā)生2P次。在圖13，DC馬達的相數(shù)為3相。
因此，在滑動架驅(qū)動中應(yīng)用DC馬達的串行打印機，通過DC馬達的轉(zhuǎn)矩變動引起滑動架的速度(即DC馬達的速度)變動，在印字的點間產(chǎn)生波動(偏差)，不能進行高精細的印字。
本發(fā)明是考慮了以上的因素作成的，其目的是提供盡可能抑制打印機用馬達的速度變動的打印機用馬達的控制裝置和控制方法以及記錄打印機用馬達控制程序的記錄媒體。
本發(fā)明的打印機用馬達的控制裝置的特征為包含在預(yù)定的周期tv檢測打印機用馬達的速度的速度檢測單元；至少用由該速度檢測單元檢測的最新的檢測速度和比這檢測速度的檢測時間早，在前述馬達速度變動的大約半個周期前的n(≥2)個前檢測的檢測速度，演算它們的平均速度的平均速度演算單元；根據(jù)前述馬達的目標速度和作為前述平均速度演算單元的輸出的平均速度之間的速度偏差，控制前述馬達速度的速度控制單元。
設(shè)前述馬達的速度變動的周期為Tv，其構(gòu)成最好是這樣，以便在前述平均速度演算中用的數(shù)n滿足Tv／(2Tv)-2≤n＜Tv(2tv)+2最好前述平均速度演算單元求出從最新檢測速度到K(n＞k≥0)個前的檢測速度為止的K+1個檢測速度和從n個前到n+k個前為止的k+1個檢測速度的平均速度。
最好前述速度控制單元包含根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差工作的微分單元。
前述速度控制單元包含根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差工作的比例單元也行。
前述速度檢測單元這樣構(gòu)成，以便包含按照前述馬達的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生輸出脈沖的編碼器；根據(jù)該編碼器的輸出脈沖在該輸出脈沖周期演算前述馬達速度的速度演算單元也行。
前述馬達是噴墨打印機的滑動架馬達，前述編碼器的構(gòu)成是這樣，以便經(jīng)安裝在前述滑動架馬達轉(zhuǎn)軸上的滑輪以及由滑輪驅(qū)動的定時傳動帶，由前述滑動架馬達驅(qū)動的滑動架的移動，產(chǎn)生輸出脈沖。
在令前述編碼器的編碼板的狹縫間隔為λ，前述滑輪節(jié)圓長為L，前述馬達的相數(shù)為P時，則最好n滿足L／(4Pλ)≤n＜L／(4Pλ)+2前述速度控制單元的構(gòu)成包含根據(jù)前述編碼器的輸出脈沖以第2預(yù)定周期演算前述馬達速度的第2速度演算單元；至少用由該第2速度演算單元演算的最新演算速度和m(m≥2)個前演算的演算速度來演算平均速度的第2平均速度演算單元；根據(jù)前述目標速度和前述第2平均速度演算單元的輸出之間的速度偏差動作的第2微分元件。
再有，前述馬達是DC馬達也行。
此外，本發(fā)明的打印機用馬達的控制方法的特征為，包含以預(yù)定周期Tv檢測馬達速度的檢測步驟；至少用最新的檢測速度和比這檢測速度的檢測時間早、在前述馬達速度變動的大約半個周期前的n(n≥2)個前檢測的檢測速度，演算它們的平均速度的步驟；根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差去控制前述馬達的步驟。
在上述控制方法中，如果令前述馬達的速度變動周期為Tv，則在前述平均速度的演算中所用的n應(yīng)滿足Tv／(2tv)-2≤n＜(2tv)+2。
控制前述馬達速度的步驟最好根據(jù)前述速度偏差和按照該速度偏差動作的微分元件的輸出之和進行控制。
此外，本發(fā)明的記錄媒體最好至少包含以預(yù)定周期tv檢測馬達速度的檢測程序；至少用最新的檢測速度和比這檢測速度的檢測時間早、在前述馬達速度變動的大約半個周期前的n(n≥2)個前檢測的檢測速度，演算它們的平均速度的程序；根據(jù)前述目標速度和前速平均速度之間的速度偏差去控制前述馬達速度的程序。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明的打印機用馬達控制裝置的第1實施例構(gòu)成的圖。
圖2是說明第1實施例效果的速度變動的圖。
圖3是CR馬達的速度變動的波形圖。
圖4是說明滑動架的驅(qū)動的示意圖。
圖5是表示本發(fā)明的打印機用馬達控制裝置的第2實施例構(gòu)成的方框圖。
圖6是表示噴墨打印機的概略構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖7是表示滑動架周邊構(gòu)成的軸側(cè)圖。
圖8是表示線性編碼器構(gòu)成的示意圖。
圖9是編碼器的輸出脈沖的波形圖。
圖10是說明紙檢測傳感器位置的打印機概略的軸側(cè)圖。
圖11是表示噴墨打印機的一般速度控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖12是說明圖11所示的速度控制裝置動作的波形圖。
圖13是表示DC馬達的一般構(gòu)成的示意圖。
圖14是表示本發(fā)明打印機用馬達的控制方法的控制程序的流程圖。
圖15是表示用記錄本發(fā)明印刷控制程序的記錄媒體的計算機系統(tǒng)一例的軸側(cè)圖。
圖16是表示用記錄本發(fā)明印刷控制程序的記錄媒體的計算機系統(tǒng)一例的方框圖。
以下參照


本發(fā)明的實施例。
首先對用本發(fā)明的打印機用控制裝置的噴墨打印機的概略構(gòu)成及其控制予以說明。圖6表示該噴墨打印機的概略構(gòu)成。
該噴墨打印機包含進行送紙的送紙馬達(以下也稱為PF馬達)1；驅(qū)動該送紙馬達的送紙馬達驅(qū)動器2；滑動架3；驅(qū)動該滑動架的滑動架馬達(以下也稱為CR馬達)4；驅(qū)動該滑動架馬達4的CR馬達驅(qū)動器5；DC單元6；為防止堵塞控制油墨吸出的泵馬達7；驅(qū)動該泵馬達的泵馬達驅(qū)動器8；固定在滑動架3上向印刷紙排出油墨的記錄頭9；驅(qū)動控制該記錄頭的頭驅(qū)動器10；固定在滑動架3上的線性編碼器11；按預(yù)定間隔形成隙縫的編碼板12；PF馬達1用的旋轉(zhuǎn)式編碼器13；檢測印刷處理紙的終端位置的紙檢測傳感器15；實現(xiàn)整個打印機控制的CPU16；對CPU16周期地產(chǎn)生中斷信號的定時器IC17；與主計算機18之間進行數(shù)據(jù)接收發(fā)送的接口單元(以下也稱為IF)19；根據(jù)從主計算機18經(jīng)IF19傳輸?shù)挠∽中畔?，控制印字分辯率或記錄頭9的驅(qū)動波形等的ASIC20；作為ASIC20及CPU16的作業(yè)區(qū)以及程序存儲區(qū)用的PROM21；RAM22及EEPROM23；支持印刷中的紙50的印字壓板25；通過PF馬達驅(qū)動，運送印刷紙50的運送滾筒27；安裝在CR馬達4的轉(zhuǎn)軸上的滑輪30；通過滑輪30驅(qū)動的定時傳送帶31。
DC單元6根據(jù)由CPU16傳送的控制指令及編碼器11，13的輸出，控制驅(qū)動送紙馬達驅(qū)動器2及CR馬達驅(qū)動器5。此外，送紙馬達1及CR馬達4都由DC馬達構(gòu)成。
圖7表示該噴墨打印機的滑動架3的周邊構(gòu)成。
滑動架3通過定時傳動帶31經(jīng)滑輪30與滑動架馬達4連接，在導(dǎo)軌構(gòu)件31上導(dǎo)向驅(qū)動，以便與印字壓板25平行移動。在與滑動架3的印刷紙的對置面上設(shè)置由噴出黑油墨的噴咀組以及噴出彩色油墨的噴咀組構(gòu)成的記錄頭9，各噴咀接受由油墨過濾盒34的油墨供給，在印刷紙上噴出墨滴，印出文字或圖像。
此外在滑動架3的非印字區(qū)，設(shè)置在非印字時用于封住記錄頭9的噴咀開口的壓蓋裝置35和具有圖6所示的泵馬達7的泵單元36。如果滑動架3從印字區(qū)移動到非印字區(qū)，則未圖示的操作桿密接，后蓋裝置35向上方移動，封住記錄頭9。
在記錄頭9的噴咀開口組上產(chǎn)生堵塞時，或在更換過濾盒34等從記錄頭9強制地噴出油墨時，在封住記錄頭9的狀態(tài)下使泵單元工作，通過泵單元36產(chǎn)生的負壓，吸出從噴咀開口組來的油墨。因此，洗凈附著在噴咀開口組近傍的塵?；蚣埿?，接著記錄頭9的氣泡和油墨一起從隙縫37排出。
以下圖8表示安裝在滑動架3上的線性式編碼器11的構(gòu)成。該編碼器11包含發(fā)光二極管11a，準直透鏡11b，檢測處理單元11c。該檢測處理單元11c具有多個(4個)光電二極管11d，信號處理電路11e，2個比較器11fA，11fB。
如果在發(fā)光二極管11a的兩端經(jīng)電阻加電壓Vcc，則由發(fā)光二極管11a發(fā)出光。該光通過準直透鏡11b平行地通過編碼板12。編碼板12上按照每相隔預(yù)定間隔(例如1／180時(=1／180×2．54cm))設(shè)置一隙縫構(gòu)成。
通過該編碼板12的平行光通過未圖示的固定隙縫，入射到光電二極管11d，變換成電信號。從4只光電二級管11d輸出的電信號在信號處理電路11e進行信號處理。從該信號處理電路11e輸出的信號在比較器11fA，11fB內(nèi)進行比較，比較結(jié)果作為脈沖輸出。從比較器11fA，11fB輸出的脈沖ENC-A，ENC-B構(gòu)成編碼器11的輸出。
脈沖ENC-A和ENC-B的相位只相差90°。構(gòu)成編碼器11，以便在CR馬達4正轉(zhuǎn)，亦即滑動架3在主掃描方向移動時，如圖9(a)所示，脈沖ENC-A也只比脈沖ENC-B相位超前90°。在CR馬達反轉(zhuǎn)時，如圖9(b)所示，脈沖ENC-A也只比脈沖ENC-B的相位延遲90°。而且，上述脈沖的1個周期對應(yīng)編碼板12的隙縫間隔(例如1／100時(=1／180×2．54cm))，與滑動架3移動上述隙縫間隔的時間相等。
另一方面，除了PF馬達1用的旋轉(zhuǎn)式編碼器13的編碼板按照PF馬達1的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的旋圍盤之外，其它部件與線性式編碼器11構(gòu)成相同。在噴墨打印機中，在PF馬達1用的編碼器13的編碼板上設(shè)置的多個隙縫的隙縫間隔為1／180時(=1／180×2．54cm)，如果PF馬達1只旋轉(zhuǎn)上述1個隙縫間隔，則只送紙1／1440時(=1／1440×2．54cm)。
以下參照圖10說明圖6所示的紙檢測傳感器的位置。在圖10，在打印機60的供紙插入口61插入的紙50通過由供紙馬達63驅(qū)動的供紙滾筒64送入打印機60內(nèi)。送入打印機60內(nèi)的紙的前端通過例如光學式的紙檢測傳感器15檢測。通過該紙檢測傳感器15檢測前端的紙50通過由PF馬達1驅(qū)動的供紙滾筒65以及從動滾筒66進行紙張傳送。
接著從固定在沿著滑動架導(dǎo)桿32移動的滑動架3上的記錄頭(未圖示)滴下油墨進行印字。而且一旦送紙到達預(yù)定的位置，則現(xiàn)在正在印字的紙50的終端通過紙檢測傳感器15檢出。而且通過由PF馬達驅(qū)動的齒輪67a，經(jīng)齒輪67b，去驅(qū)動齒輪67c，因此使排紙滾筒68以及從動滾筒69旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，印字終了的紙50從排紙口向外部排出。
以下以CR馬達4作為例子參照圖11及圖12說明由圖6所示的DC單元6進行的DC馬達的速度控制。
DC單元6包含位置演算單元6a；減法器6b；目標速度演算單元6c，速度演算單元6d；減法器6e；比例單元6f；積分單元6g；微分單元6h；加法器6i；D／A變換器6j；計時器6K；加速控制單元6m。
位置演算單元6a檢測編碼器11的輸出脈沖ENC-A，ENC-B的各上升沿、下降沿，對檢測的沿的個數(shù)進行計數(shù)，根據(jù)這個計數(shù)值，演算滑動架3的位置。如果當馬達正轉(zhuǎn)時這計數(shù)檢出1個沿，則加「+1」，如果在馬達反轉(zhuǎn)時，檢出1個沿，則加「-1」。脈沖ENC-A及ENC-B的各周期等于譯碼牌12的隙縫間隔，并且脈沖ENC-A和脈沖ENC-B的相位只相差90°。因此，上述計數(shù)的數(shù)值「1」對應(yīng)于編碼板12的隙縫間隔的1／4。因此，如果對上述計數(shù)值乘以隙縫間隔的1／4，則可以求出滑動架3從對應(yīng)計數(shù)值「0」的位置開始的移動量。這時編碼器11的分辯率為編碼板12的隙縫間隔的1／4。如果取上述隙縫間隔數(shù)為1／180時(=1／180×2．54cm)，則分辯率為1／720時(=1／720×2．54cm)。
減法器6b演算由CPU16輸出的目標位置和通過位置演算單元6a求出的滑動架3的實際位置之間的位置偏差。
目標速度演算部6c根據(jù)減法器6b的輸出的位置偏差，演算滑動架3的目標速度。該演算通過對位置偏差乘以增益Kp進行。這個增益Kp根據(jù)位置偏差決定。再有，把這個增益Kp值儲存在未圖示的表內(nèi)也行。
速度演算單元6d根據(jù)編碼器11的輸出脈沖ENC-A，ENC-B演算滑動架3的速度。這個速度如下求出。首先檢測編碼器11的輸出脈沖ENC-A，ENC-B的各上升沿和下降沿，例如通過定時計數(shù)器對于與編碼板12的隙縫間隔的1／4對應(yīng)的沿間的時間間隔進行計數(shù)。如果令這計數(shù)值為T，編碼板12的隙縫間隔為λ，則滑動架的速度作為λ／(4T)求出。再有，在本實施例，速度的演算通過對輸出脈沖ENC-A的1個周期，例如從上升沿到下一個上升沿計數(shù)進行計量求出。
減法器6e演算目標速度和由速度演算單元演算的滑動架3的實際速度之間的速度偏差。
比例單元6f對上述速度偏差乘以常數(shù)Gp，輸出相乘的結(jié)果。積分單元6g對速度偏差乘常數(shù)Gi的結(jié)果求積。微分單元6h把現(xiàn)在的速度偏差和一個前的速度偏差之間的差乘常數(shù)Gd，輸出相乘結(jié)果。比例單元6f，積分單元6g以及微分單元6h的演算對編碼器11的輸出脈沖ENC-A的每一周期，例如輸出脈沖ENC-A的上升沿同步進行。
比例單元6f，積分單元6g，以及微分單6h的輸出在加法器6i內(nèi)相加。而且相加結(jié)果，即CR馬達4的驅(qū)動電流傳送到D／A變換器6j，變換成模擬電流。根據(jù)這模擬電流由驅(qū)動器5驅(qū)動CR馬達4。
此外，定時器6k及加速控制單元6m用于加速控制，使用比例單元6f，積分單元6g以及微分單元6h的PID控制用于加速途中的定速以及減速控制。
定時器6k根據(jù)從CPU傳送的時鐘信號，每隔一定時間產(chǎn)生定時中斷信號。
加速控制單元6m在每次接收定時中斷信號時，把預(yù)定的電流值(例如20mA)累積成目標電流值，把累積結(jié)果即加速時的DC馬達4的目標電流值傳送到D／A變換器6j。與PID控制的情況一樣，上述目標電流值由D／A變換器6j變換成模擬電流，根據(jù)該模擬電流由驅(qū)動器5驅(qū)動CR馬達。
驅(qū)動器5包含例如4只晶體管，根據(jù)D／A變換器6j的輸出，通過對上述晶體管的分別接通或斷開可以實現(xiàn)以下模式(a)使CR馬達4正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式，(b)再生制動運轉(zhuǎn)模式(短時制動運轉(zhuǎn)模式，即維持CR馬達停止的模式，)(c)要CR馬達停止的模式。
以下參照圖12(a)，(b)說明DC單元6的動作。如果在CR馬達4停止時，由CPU16發(fā)送起動CR馬達4的起動指令信號給DC單元6，則從加速控制單元6m來的起動初始電流值I傳送給D／A變換器6j，該起動初始電流值Io與起動指令信號一起從CPU16傳送到加速控制單元6m。而且該電流值Io通過D／A變換器6j變換為模擬電流，傳送到驅(qū)動器5，通過該驅(qū)動器5，CR馬達4開始起動(參照圖12(a)，(b))。
接受起動指令后，每隔預(yù)定時間由定時器6K產(chǎn)生中斷信號。加速控制單元6m在每次接收定時器中斷信號時，在起動初始電流值累積預(yù)定的電流值(例如20mA)，累積的電流值傳送到D／A變換器6j。這樣一來，該累積的電流值通過D／A變換器6j變換為模擬電流，并傳送到驅(qū)動器5。而且，由驅(qū)動器5驅(qū)動CR馬達，CR馬達4的速度上升，以便提供給CR馬達的電流值形成上述累積的電流值(參照圖12(b))。因此，提供給CR馬達的電流值如圖12(a)所示呈階梯狀。
這時PID控制系統(tǒng)也正在運作，但是D／A變換器6j選擇加速控制單元6m的輸出而輸入。
加速控制部6m的電流值的累積處理，一直進行到累積的電流值形成一定的電流值Is為止。如果在時刻t1累積的電流值形成預(yù)定值Is，則加速控制單元6m停止累積處理，提供一定的電流值Is給變換器6j。通過驅(qū)動器5驅(qū)動，以便因此使提供給CD馬達4的電流值變成電流值Is。(參照圖12(a))。
而且，為了防止CR馬達4超速，如果CR馬達4變成預(yù)定的速度V1(參照時間t2)，則控制加速控制單元6m，以便減小提供給CR馬達4的電流。這時CR馬達4的速度進一步上升，然而如果CR馬達4的速度達到預(yù)定的速度Vc(參照圖12(b)的時刻t3)則D／A變換器6j選擇PID控制系統(tǒng)的輸出，即加法器6j的輸出，進行PID控制。
即根據(jù)目標位置與和由編碼器11的輸出得到的實際位置之間的位置偏差演算目標速度，根據(jù)該目標速度和由編碼器11的輸出得到的實際速度之間的速度偏差，比例單元6f，積分單元6g以及微分單元6h運作，各自進行比例、積分以及微分演算，根據(jù)這些演算結(jié)果的和，實現(xiàn)CR馬達4的控制。再有，上述比例，積分，微分演算與例如編碼器11的輸出脈沖ENC-A的上升沿同步進行。因此，控制DC馬達4的速度，以便成為所希望的速度Ve。最好預(yù)定的速度Vc為希望的速度Ve的70-80％的值。
從時刻t4開始，DC馬達4達到希望的速度Ve開始，可以進行印字處理。而且印字處理終了，一旦滑動架3接近目標位置(參照圖12(b)的時刻t5)，實現(xiàn)DC馬達4的減速，在時刻t6停止。(第1實施例)以下圖1表示本發(fā)明的打印機用馬達控制裝置的第1實施例的構(gòu)成。本實施例的控制裝置包含用于噴墨打印機的、由DC馬達構(gòu)成的滑動架馬達4的控制的DC單元80。該DC單元80的構(gòu)成是在圖11說明的DC單元6中把速度演算單元6d更換成平均速度測量單元90的同時重新設(shè)置減法器96。
平均速度測量單元90包含速度演算單元91，存儲器92和平均速度演算單元93。速度演算單元91與圖11說明的速度演算單元6d相同構(gòu)成，根據(jù)編碼器11的輸出，演算CR馬達的速度，即滑動架3的速度。
該演算與編碼器11的輸出脈沖ENC-A的上升沿同步進行。
存儲器92通過速度演算單元91演算、儲存從1個前的演算結(jié)果到n(n≥1)個前的演算結(jié)果為止的n個速度數(shù)據(jù)。而且，通過平均速度演算單元93讀出n個速度數(shù)據(jù)之后，代替上述n個前的演算速度，儲存由速度演算單元91演算的最新的速度。
平均速度演算單元93演算由速度演算單元91演算的最新速度數(shù)據(jù)和儲存在存儲器92內(nèi)的n個前的速度數(shù)據(jù)兩個速度數(shù)據(jù)的速度數(shù)據(jù)平均值，即平均速度。
減法器6e演算目標速度演算單元6c輸出的目標速度和由速度演算單元91演算的最新速度兩者的速度偏差，傳送給積分單元6g。
減法器96演算作為目標速度演算單元6c輸出的目標速度和由平均速度演算單元93輸出的平均速度之間的速度偏差，并傳送給比例單元6f及微分單元6h。
比例單元6f對減法器96的輸出乘以常數(shù)Gp，把乘法結(jié)果傳送給加法器6i。積分單元6g對減法器6e的輸出乘以常數(shù)Gi進行累積，并把累積結(jié)果傳送給加法器6i。微分單元6h對現(xiàn)在的速度偏差和1個前的速度偏差之間的差乘以常數(shù)Gd，把相乘結(jié)果傳送給加法器6i。此外，比例單元6f積分單元6g以及微分單元6h的演算與編碼器11的輸出脈沖ENC-A上升沿同步進行。
比例單元6f，積分單元6g以及微分單元6h的輸出在加法器6i內(nèi)相加。而且相加結(jié)果，即上述速度偏差成為零的CR馬達4的驅(qū)動電流傳送給D／A變換器6j，變換成模擬電流。根據(jù)該模擬電流由驅(qū)動器5驅(qū)動CR馬達。
在本實施例，如果令CR馬達4的速度變動周期為Tv，速度演算單元91的速度演算周期為tv，則平均速度演算中用的數(shù)n形成與Tv／(2tv)相近的值。這樣一來，通過令n取與Tv／(2tv)相近的值，可以盡可能抑制CR馬達4速度變動。
參照圖2及圖3說明這個事實。在本實施例，令CR馬達4的極數(shù)為4，安裝在該CR馬達4的轉(zhuǎn)軸上，驅(qū)動定時傳動帶31的滑輪30的有效直徑長度(即節(jié)圓直徑)L為26mm，編碼器11的編碼板12的隙縫間隙λ為1／180時(=0．14mm)。這時因為CR馬達4的速度變動在每旋轉(zhuǎn)1次時產(chǎn)生10次，即在滑動架3移動26mm期間產(chǎn)生10次。所以速度變動的周期Tv與滑動輪3只移動2．6mm(=26mm／(2×5)的時間相等。
另一方面，速度演算單元91的演算周期tv與編碼器11的輸出脈沖ENC-A的周期，即滑動架3與只移動編碼板12的隙縫間隔(=0．14mm)的時間相等。
因此，在CR馬達4速度變動1周期期間，Tv／tv=18．4(=2．6mm／0．14mm)次的速度演算在速度演算單元91內(nèi)進行。
在如上所述的條件下，令CR馬達4的轉(zhuǎn)軸的速度以預(yù)定速度Ve為中心，作正弦波狀變動，以平均速度演算單元93用于平均速度演算的數(shù)n作參量，圖2表示本實施例的平均速度演算單元輸出的狀態(tài)。再有，在圖2只對速度變動部分規(guī)一化表示。
在圖2，圖g1表示n=0的情況下，即平均速度演算單元93的輸出與速度演算單元91的輸出一致時的速度變化狀態(tài)，圖g2表示n=7的情況下，即最新的演算速度和7個前的演算速度之間的平均速度變動狀態(tài)，圖g3表示n=8的情況下，即最新的演算速度和8個前的演算速度之間的平均速度時速度變動狀態(tài)，圖g4表示n=9的情況下，即最后的演算速度與9個前的演算速度之間的平均速度的速度變動狀態(tài)，圖g5表示n=10的情況下，最后的演算速度和10個前的演算速度之間的平均速度的速度變動狀態(tài)，圖g6表示n=11情況下，最后的演算速度和11個前的演算速度之間的平均速度的速度變動狀態(tài)。
從這圖2所示的演算結(jié)果所看到的，在n=9時，即n與Tv／(2tv)(=9．2)相近的值時，速度變動最小。這是考慮到因為如圖3所示，如果速度演算單元91的演算周期tv和數(shù)n之積ntv約為CR馬達4的速度變動的周期Tv的大約一半，則由平均速度演算單元93演算的平均速度大體與零相近，因此，速度的變動變化變小。
因此，如果這樣構(gòu)成，以便在平均速度演算中用的數(shù)n滿足Tv／(2tv)-2≤n＜Tv／(2tv)+2則可以盡可能抑制速度變動。
實際上如圖4所示，因為由CR馬達4驅(qū)動的滑輪30和該滑輪30的從動輪30a張緊定時傳動帶31，以便具有張力，所以CR馬達4的速度變動滯后傳送給滑動架3。因此，如圖2所看到的，可以考慮與其用n=9的狀況，速度變動也有一些變大，不如應(yīng)用相位超前的n=10的情況，可以更有效地抑制CR馬達4的速度變動。
因此，如果令編碼器11的編碼板12的隙縫間隔為λ，滑輪30的節(jié)園長(有效直徑)為L，CR馬達4的相數(shù)為P，則在平均速度的演算中用的數(shù)n最好滿足L／(4Pλ)≤n＜L／(4Pλ)+2。如果CR馬達4的速度變動周期為Tv，速度演算單元91的演算周期為tv，則有L／(4Pλ)=(L／2P)／(2λ)=Tv／(2tv)。
正如以上說明所示，如果采用本實施例，可以盡可能抑制CR馬達的速度變動。
在上述實施例，作為目標速度和平均速度之間的偏差的速度偏差輸入比例單元6f以及微分單元6h，把上述速度偏差只輸入微分單元6h，而把目標速度和速度演算單元輸出之間的速度偏差輸入比例單元6f以及積分單元6g也可以獲得同樣的效果。此外，把目標速度和平均速度之間的速度偏差輸入到比例單元6f，積分單元6g，微分單元6h的全體也可以獲得同樣的效果。
位置演算單元6a對編碼器11的輸出脈沖ENC-A，ENC-B的上升沿、下降沿進行計數(shù)，對計數(shù)值乘以編碼器11的編碼板12的隙縫間隔，未乘隙縫間隔，輸出脈沖ENC-A，ENC-B的上升沿、下降沿進行計數(shù)，以此輸出也行。這時目標位置也用脈沖數(shù)表示，速度演算單元91的輸出也成為編碼器11的輸出脈沖ENC-A的周期的倒數(shù)，平均速度演算單元93應(yīng)對輸出脈沖ENC-A的周期倒數(shù)的平均值進行演算并輸出。
此外，在上述第1實施例，平均速度演算單元93對最新的演算速度和n個前的演算速度的平均速度進行演算，對從最新的演算速度到K(n＞K≥1)個前的演算速度為止的K+1個的演算速度數(shù)據(jù)和從n個前到n+k個前為止的K+1個的演算速度數(shù)據(jù)求平均值(平均速度)也行。這種情況下，把從1個前的演算速度到n+k個前的演算速度為止的n+k個演算速度數(shù)據(jù)應(yīng)儲存在存儲器92內(nèi)。通過這樣的構(gòu)成，可以盡可能抑制噪聲的影響。
此外，構(gòu)成平均速度演算單元93，以便包含從最新的演算速度到n-1個前的演算速度為止的n個演算速度數(shù)據(jù)之中選擇的上述最新的演算速度的m(n-1≥m≥2)個的演算速度數(shù)據(jù)，和從n個前到2n-1個前為止的n個演算速度數(shù)據(jù)中選擇的、與上述m個演算速度數(shù)據(jù)對應(yīng)的m個演算速度數(shù)據(jù)兩者的平均值也行。在這里，與最新的演算速度數(shù)據(jù)對應(yīng)的演算速度數(shù)據(jù)是n個前的演算速度數(shù)據(jù)，與K(n-1≥K≥1)個前的演算速度數(shù)據(jù)對應(yīng)的演算速度數(shù)據(jù)是n+k個前的演算速度數(shù)據(jù)。
此外，在上述實施例，令CR馬達4的相數(shù)為P，滑輪30的有效長度為L=πD(D為節(jié)圓直徑)，CR馬達4的速度變動周期為Tv，速度演算單元91的演算周期為tv，編碼器11的隙縫間隔為λ，則選擇在平均速度的演算中應(yīng)用的數(shù)n為與下式相近的值Tv／(2tv)=L／(4Pλ)=πD／(4Pλ)把n固定在預(yù)定值，使滑輪30的節(jié)圓直徑D滿足上述關(guān)系的值也行。
在噴墨打印機中，滑動架3的速度受到(a)上述CR馬達4的速度變動、b)通過定時傳動帶31影響的速度變動、c)通過滑輪影響的速度變動。因此，不僅可抑制馬達4的速度變動，而且有必要也抑制由于其它因素引起的速度變動。在以下第2實施例說明有可能抑制由于其它因素引起的速度變動。(第2實施例)圖5表示本發(fā)明打印機用馬達控制裝置的第2實施例的構(gòu)成。該第2實施例的控制裝置是用于噴墨打印機的CR馬達的速度控制的、在圖1所示的第1實施例的控制裝置中用DC單元80被置換成DC單元80A而構(gòu)成。該DC單元80A是在圖1所示的DC單元80中新加入平均速度量測單元90A，減法器97以及微分單元98。
平均速度量測單元90A具有與平均速度量測單元90大體相同的構(gòu)成，包含速度演算單元91A，存儲器92A和平均速度演算單元93A。
速度演算單元91A具有與速度演算單元91同一構(gòu)成、根據(jù)編碼器11的輸出脈沖ENC-A演算CR馬達4的速度、即滑動架3的速度。這個演算與編碼器11的輸出脈沖ENC-A的上升沿同步進行。
存儲器92A儲存由速度演算單元91A演算的、從1個前的演算結(jié)果到m(m≥2)個前的演算結(jié)果為止的m個速度數(shù)據(jù)。而且，由平均速度演算單元93A讀出m個前的數(shù)據(jù)后，代替儲存上述m個前的演算速度，而儲存由速度演算單元91A演算的最新演算速度。
平均速度演算單元93A演算由速度演算單元91A演算的最新速度數(shù)據(jù)和m個前的演算速度兩者的平均值(平均速度)，把演算結(jié)果傳送給減法器97。
減法器97演算作為目標速度演算手段6c輸出的目標速度和作為平均速度演算單元93A輸出的平均速度兩者的速度偏差，并把演算結(jié)果傳送給微分單元98。
微分單元98對最新速度偏差和1個前的速度偏差之間的差乘以常數(shù)GdA，把相乘結(jié)果傳送給加法器6i。
而且，比例單元6f、積分單元6g、微分單元6h以及微分單元98的輸出之和在加法器6i內(nèi)演算。這個加法器6i的輸出，即速度偏差為零時的CR馬達4的驅(qū)動電流傳送給D／A變換器，變換為模擬電流。根據(jù)該模擬電流，由驅(qū)動器5驅(qū)動CR馬達4。
在本實施例，如果令CR馬達4的速度變動以外應(yīng)抑制的速度變動的周期為TvA，速度演算單元91A的演算周期為tvA，則在平均速度的演算中用的數(shù)m便形成與TVA／(2tVA)相近的值。
如以上所說明的，本第2實施例的控制裝置可以抑制CR馬達4的速度變動的同時，也可以抑制除此之外的因素產(chǎn)生的速度變動。
在第2實施例，速度演算單元91A的演算周期是編碼器11的輸出脈沖ENC-A的周期，而在應(yīng)抑制的速度變動也比CR馬達的速度變動的周期短時，使編碼器的輸出脈沖ENC-A及輸出脈沖ENC-B各自的上升沿及下降沿同步，進行速度演算單元91A的演算或根據(jù)更高分辯率的編碼器的輸出的脈沖進行演算也行。
在上述第2實施例，平均速度演算單元93A演算最新的演算速度和m個前的演算速度之間的平均速度，求出從最新的演算速度到K(m＞K≥1)個前的演算速度為止的K+1個演算速度數(shù)據(jù)和從m個前到m+K個前為止的K+1個的演算速度數(shù)據(jù)之間的平均值(平均速度)也行。在這種情況下，應(yīng)把從1個前的演算速度到m+K個前的演算速度為止的m+K個演算速度數(shù)據(jù)儲存在存儲器92內(nèi)。
在上述第1以及第2實施例，有關(guān)DC馬達的說明，不必說當然也可以用于AC馬達。(第3實施例)。
以下參照附圖14說明本發(fā)明的第3實施例。該第3實施例是有關(guān)打印機用馬達的控制方法，圖14表示其控制程序。
首先對打印機用馬達，例如在預(yù)定的周期tv內(nèi)檢測并儲存滑動架馬達的速度(參照圖14的步驟F1)。其次，至少用最新的檢測速度和比這檢測速度的檢測時間早上述馬達的速度變動的大約半個周期前的n(n≥2)個前檢測的檢測速度，演算其平均速度(參照圖14的步驟F2)。接著根據(jù)上述目標速度和上述平均速度之間的速度偏差控制上述馬達的速度(參照圖14的步驟F3)。
如果采用如上所述構(gòu)成的本實施例的控制方法，則在演算的平均速度中由于除去了速度變動的影響，所以，根據(jù)上述目標速度和上述平均速度之間的速度偏差控制的方式可以盡可能抑制速度變動。
采取以下構(gòu)成演算上述平均速度的步驟也行，即求出從最新的檢測速度到K(n＞K≥0)個前的檢測速度為止的K+1個的檢測速度和從n個前到n+K個為止的K+1個檢測速度之間的平均速度。
此外，采取以下構(gòu)成控制上述馬達速度的步驟也行，即根據(jù)上述速度偏差和按照該速度偏差動作的微分單元的輸出之和進行控制。(第4實施例)以下參照圖15及圖16說明本發(fā)明的第4實施例。本實施例是記錄打印機用馬達的控制程序的記錄媒體。圖15及圖16是表示記錄本實施例的印刷控制程序的記錄媒體用的計算機系統(tǒng)130一例的軸側(cè)圖及方框圖。
在圖15，計算機系統(tǒng)130配備有包含CPU的計算機主體131，例如CRT等顯示裝置132，鍵盤和鼠標等的輸入裝置133，進行印刷的打印機134。
計算機主體131包含如圖16所示，由RAM構(gòu)成的內(nèi)部存儲器135，可以內(nèi)藏或外裝的存儲單元136，作為存儲單元136裝載了軟性的或塑性軟盤(FD)的驅(qū)動器137，CD-EOM驅(qū)動器138，硬盤驅(qū)動器(HD)單元139。如圖15所示，作為在這些存儲單元136中應(yīng)用的記錄媒體140，應(yīng)用插入FD驅(qū)動器137的插槽使用的軟性軟盤或塑性軟盤(FD)141，在CD-ROM驅(qū)動器138內(nèi)用的CD-ROM142等。
如圖15及圖16所示，考慮FD141及CD-ROM142作為一般計算機系統(tǒng)內(nèi)用的記錄媒體140，但因為本實施例，尤其涉及打印機134用的馬達控制程序的，所以作為內(nèi)藏在打印機134內(nèi)的非易失性存儲器的ROM芯片143內(nèi)記錄本發(fā)明的控制程序也行。此外，不必說即使作為記錄媒體用FD，CD-ROM，MO(磁光)盤，DVD(數(shù)字通用盤)，其它的光記錄盤，卡存儲器，磁帶等也行。
本實施例的記錄媒體140是這樣構(gòu)成也行，以便包含圖14所示的控制程序的步驟F1~F3。即本實施例的記錄媒體140是這樣構(gòu)成也行，以便至少包含以下程序以預(yù)定的周期tv檢測馬達速度的檢測程序；至少用最新檢測速度和比該檢測速度的檢測時間早、在前述馬達的速度變動的大約半周期前的n(n≥2)個前檢測的檢測速度演算其平均速度的程序；根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差控制前述馬達速度的程序；如上所述，如果采用本發(fā)明，則可以盡可能抑制打印機馬達的速度變動。
權(quán)利要求
1．一種打印機用馬達的控制裝置，其特征為，它包含以預(yù)定的周期(tv)檢測打印機用馬達速度的速度檢測單元；至少用由該速度檢測單元檢測的最新檢測速度和比該檢測速度的檢測時間早，作為在前述馬達速度變動的大約半個周期前的n(≥2)個前檢測的檢測速度，演算它們的平均速度的平均速度演算單元；根據(jù)前述馬達的目標速度和前述平均速度演算單元輸出的平均速度之間的速度偏差控制前述馬達速度的速度控制單元。
2．根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，其構(gòu)成是這樣的，以便在令前述馬達的速度變動周期為Tv時，則在前述平均速度演算中用的數(shù)n滿足Tv／(2tv)-2≤n＜Tv／(2tv)+2
3．根據(jù)前述權(quán)利要求2所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，前述平均速度演算單元求出從最新的檢測速度到K(n＞k≥0)個前的檢測速度為止的k+1個檢出速度和從n個前到n+k個前為止的k+1個檢測速度的平均速度。
4．根據(jù)前述權(quán)利要求3所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，前述速度控制單元包含根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差工作的微分單元。
5．根據(jù)前述權(quán)利要求4所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，前述速度控制單元包含根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差工作的比例單元。
6．根據(jù)前述權(quán)利要求5所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，前述速度檢測單元包含根據(jù)前述馬達的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生輸出脈沖的編碼器和根據(jù)該編碼器的輸出脈沖，以該輸出脈沖的周期，演算前述馬達的速度的速度演算單元。
7．根據(jù)前述權(quán)利要求6所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，前述馬達是噴墨打印機的滑動架馬達，前述編碼器是這樣構(gòu)成的，以便經(jīng)安裝在前述滑動架馬達轉(zhuǎn)軸上的滑輪以及由該滑輪驅(qū)動的定時傳動帶，根據(jù)由前述滑動架馬達驅(qū)動的滑動架的移動產(chǎn)生輸出脈沖。
8．根據(jù)前述權(quán)利要求7所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，在令前述編碼器的編碼板的隙縫間隔為λ，前述滑輪的節(jié)圓長為L，前述馬達的相數(shù)為P時，n滿足L／(4pλ)≤n＜L／(4pλ)+2
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，前述速度控制單元還包含根據(jù)前述編碼器的輸出脈沖，以第2預(yù)定周期演算前述馬達速度的第2速度演算單元。至少用由該第2速度演算單元演算的最新演算速度和m(m≥2)個前演算的演算速度，計算它們的平均速度的第2平均速度演算單元，根據(jù)前述目標速度和前述第2平均速度演算單元的輸出之間的速度偏差工作的第2微分單元。
10．根據(jù)權(quán)利要求的1所述的打印機用馬達的控制裝置，其特征為，前述馬達是DC馬達。
11．一種打印機用馬達的控制方法，其特征為，包含以下步驟以預(yù)定的周期tv檢測馬達速度的步驟，至少用最新的檢測速度和比該檢測速度的檢測時間早、作為在前述馬達速度變動的大約半個周期前的n(n≥2)個前檢測的檢測速度，演算它們的平均速度的步驟，根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差，控制前述馬達速度的步驟。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的打印機用馬達的控制方法，其特征為，如果令前述馬達的速度變動周期為Tv，則在前述平均速度的演算中用的數(shù)n滿足Tv／(2tv)-2≤n＜Tv／(2tv)+2
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的打印機用馬達的控制方法，其特征為，演算前述平均速度的步驟求出由最新檢測速度到k(n＞k≥0)個前的檢測速度為止的k+1個檢測速度和從n個前到n+k個為止的k+1個檢測速度的平均速度。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的打印機用馬達的控制方法，其特征為，控制前述馬達速度的步驟，根據(jù)前述速度偏差和根據(jù)該速度偏差工作的微分單元的輸出之和進行控制。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的打印機用馬達的控制方法，其特征為，檢測前述馬達速度的步驟，具有根據(jù)按前述馬達的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生輸出脈沖的編碼器的輸出脈沖，以該脈沖周期演算前述馬達的速度的步驟。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的打印機用馬達的控制方法，其特征為，前述馬達是噴墨打印機的滑動架馬達。
17．根據(jù)前述權(quán)利要求11所述的打印機用馬達的控制方法，其特征為，前述馬達是DC馬達。
18．一種記錄由計算機控制打印機用馬達控制程序的記錄媒體，其特征為；它包含以下程序，以預(yù)定的周期tv檢測馬達速度的程序，至少用最新的檢測速度和比該測速度的檢測周期早、在前述馬達速度變動的大約半周期前的n(≥2)個前檢測的檢測速度，演算平均速度的程序。根據(jù)前述目標速度和前述平均速度之間的速度偏差，控制前述馬達速度的程序。
全文摘要
可以盡可能控制打印機用馬達的速度變動。它包含:以預(yù)定的周期t
文檔編號B41J19/18GK1282015SQ001219
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月26日
發(fā)明者五十嵐人志, 吉田昌敬 申請人:精工愛普生株式會社