DE4312375A1

DE4312375A1 - Steuerungselement für einen Blattzuführungsmotor

Info

Publication number: DE4312375A1
Application number: DE4312375A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Shirotori; Katsuhiko Nishizawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2013-04-17
Also published as: DE4312375C2; FR2694461A1; US5291114A; JPH05294022A; GB2266393A; GB2266393B; HK101096A; FR2694461B1; GB9307743D0; JP3287477B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungselement für einen Blattzuführungsmotor, wie er beispielsweise in Druckern und ähnlichem verwendet wird.

Üblicherweise wird in Serialdruckern eine astabile Energieversorgung, wie beispielsweise eine Hauptsekundärwicklung, als Energieversorgungsschaltkreis verwendet. Eine Spannungswellenform, wie beispielsweise die in Fig. 1 gezeigte, wird als die Ausgangsspannung (beispielsweise Sekundärspannung) des Energieversorgungs schaltkreises beobachtet. Bei Beginn eines Druckvorgangs nimmt die Ausgangsspannung von einer anfänglichen Spannung V₀ in unbelastetem Zustand ab, weil der Druckvorgang eine relativ große Energiemenge verbraucht. Am Ende des Druckvorgangs liegt die Ausgangsspannung bei einem Wert V_s, der vergleichsweise niedriger ist, als die Spannung V₀ ohne Belastung.

Ein Blattzuführungsvorgang beginnt praktisch gleichzeitig mit dem Ende des Druckvorgangs. Da der Energieverbrauch während des Blattzuführungsvorgangs viel geringer ist als die Energieversorgungskapazität, kann die Energieversorgung ihr Ausgangsspannungsniveau gemäß der Charakteristik einer exponentiellen Kurve der verwendeten Energieversorgung wiederherstellen. Die wiederhergestellte Spannung stabilisiert sich bei einer Spannung V_e, welche die Differenz zwischen der Spannung V₀ ohne Belastung und dem Spannungsabfall, der durch den Antrieb des Blattzuführungsmotors (beispielsweise 4 Volt, die hauptsächlich durch einen Verlust bei einem Transformator entstehen) entsteht, darstellt. Der während des Druckvorgangs auftretende Spannungsabfall alterniert zyklisch mit der Spannungswiederherstellung (Anstieg) während des Blattzuführungsvorgangs, bis der Druckvorgang endgültig beendet ist.

Der Blattzuführungsvorgang erfordert eine genaue Steuerung der Blattzuführungsmenge sowie ein genaues Motordrehmoment für eine exakte Blattzuführung. Um dies zu erreichen, werden üblicherweise Schrittmotoren eingesetzt, da diese die Blattzuführungsmenge leicht und exakt steuern können. Schrittmotoren haben die Eigenschaft, daß ein konstantes Ausgangsdrehmoment aufrechterhalten werden kann, indem die Drehzahl in Abhängigkeit zu einer Veränderung der Energieversorgungsspannung (falls diese überhaupt auftritt) gesteuert wird.

Ein Serialdrucker, bei dem eine astabile Energieversorgung verwendet wird, muß daher die Drehzahl eines Blattzuführungsschrittmotors steuern. Diese Steuerung wird üblicherweise dadurch erreicht, indem das Intervall zwischen den Antriebsimpulsen, welche zur Steuerung des Schrittmotors verwendet werden, gesteuert werden (d. h. die Impulsfrequenz wird gesteuert). Diese Steuerung erfolgt in Abhängigkeit von der Wiederherstellungskurve der Energieversorgungsausgangs spannung. Der Blattzuführungsvorgang umfaßt jedoch eine Vielzahl von Vorgängen, wie beispielsweise die Beschleunigung des Schrittmotors, den Betrieb des Schrittmotors bei einem konstanten Drehmoment und eine Verlangsamung des Schritt motors. Die Geschwindigkeit des Blattzuführungsschrittmotors muß daher so gesteuert werden, daß die Wiederherstellungskurve der Energieversorgungs ausgangsspannung in bezug auf jeden dieser Vorgänge mit erfaßt wird, so daß die beste Steuerung erreicht wird.

Um eine solche Geschwindigkeitssteuerung zu erhalten, ist ein Verfahren zur Bestimmung einer geeigneten Geschwindigkeit bekannt (d. h. die Bestimmung des Intervalls zwischen den Impulsen, die dem Schrittmotor zugeführt werden), in dem die Ausgangsspannung des Energieversorgungsschaltkreises jedes mal überprüft wird, wenn der Blattzuführungsschrittmotor für einen Vorgang gedreht wird.

Dieses herkömmliche Verfahren ist hervorragend dazu geeignet, eine genaue Drehmomentsteuerung zu erreichen, aber es treten Probleme dahingehend auf, daß die arithmetischen und logischen Schaltkreise des Druckers durch die komplizierte Verarbeitung, wie sie bei der Bestimmung optimaler Geschwindigkeiten auftritt, überlastet werden, wenn die Spannung während jedes Vorgangs überprüft wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und genaue Geschwindigkeitssteuerung eines Blattzuführungsmotors eines Druckers, der eine astabile Energieversorgung verwendet, zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Steuerungselement für einen Blattzuführungsmotor gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Steuerungselements ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drehmoments eines in einem Drucker verwendeten Motors unabhängig von jeder Spannungsänderung in der Energieversorgung des Druckers.

Die Erfindung stellt eine Einrichtung zur Steuerung des Zeitintervalls zwischen den Antriebsimpulsen eines Blattzuführungsschrittmotors des Druckers in Abhängigkeit von der Energieversorgungsspannung während des Blattzuführungs vorgangs zur Verfügung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Steuerungselement für einen Blattzuführungsmotor zur Verwendung in einem Drucker auf, wobei daß Steuerungselement zur Regelung eines Antriebssignals zum Antrieb eines Motors gemäß der Höhe einer Spannung der Druckerenergieversorgung innerhalb des Druckers verwendet wird, wobei das Steuerungselement Mittel aufweist zur Ermittlung einer Energieversorgungsspannung, eine erste Speichereinrichtung zur Speicherung von Information, welche die charakteristische Spannungswiederherstellungskurve der Druckerenergieversorgung darstellt, eine zweite Speichereinrichtung zur Speicherung von Information, welche das Verhältnis zwischen einer Drehzahl des Motors und der Mehrzahl von Spannungen, welche die charakteristische Energieversorgungswiederherstellungskurve ausmachen, darstellt, Mittel zur Bestimmung einer aktuellen Energieversorgungsspannung auf der charakteristischen Wiederherstellungskurve, die in der ersten Speicher einrichtung gespeichert ist, Mittel zum Ablesen der Drehzahl aus der zweiten Speichereinrichtung entsprechend der aktuellen Energieversorgungsspannung bestimmt durch das Mittel zur Bestimmung, sowie Mittel zur Änderung der Geschwindigkeit des Motors gemäß der abgelesenen Drehzahl.

Während des Betriebs wird eine Energieversorgungsspannung zu Beginn des Blattzuführungsvorgangs ermittelt. Aktuelle Energieversorgungsspannungen zu verschiedenen Zeitpunkten während des Blattzuführungsvorgangs werden bestimmt aufgrund der ermittelten Ausgangsspannung der Blattzuführungsenergie versorgung, der Zeit, die seit dem Beginn des Blattzuführungsvorgangs und der in der ersten Speichereinrichtung gespeicherten Information zur Energieversorgungsspannungswiederherstellungskurve vergangen ist. Ein Zeitabstand zwischen den Antriebsimpulsen entsprechend einer der ermittelten aktuellen Energieversorgungsspannungen wird aus der zweiten Speicher einrichtung abgelesen, so daß ein Blattzuführungs schrittmotor, mit einem Impulsantriebssignal gemäß dem abgelesenen Zeitintervall (d. h. einer geeigneten Antriebsimpulsfrequenz) angetrieben wird.

Der vorstehend beschriebene Aspekt sowie weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, das die Ausgangsspannung eines astabilen Druckerenergieversorgungsschaltkreises, der sich auf die Erfindung bezieht, zeigt,

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Konfigura tion einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,

Fig. 3 ein Flußdiagramn, das die allgemeine Verarbeitung eines Mikrocomputers gemäß der Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt,

Fig. 4 ein Flußdiagranm, das den Blattzuführungsvorgang von Fig. 3 zeigt,

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Vorgang der Beschleunigungssteuerung nach Fig. 4 zeigt,

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das den Vorgang der Geschwindigkeitsänderungssteuerung nach Fig. 4 zeigt, und

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das den Vorgang der Verzögerungssteuerung nach Fig. 4 zeigt.

In Fig. 2 unterstützt eine Schreibwalze 1 ein zu bedruckendes Blatt (nicht gezeigt) auf ihrer Oberfläche gemeinsam mit Blattbelastungswalzen 2, 3, welche einen vorbestimmten Druck auf das Blatt ausüben. Die Schreibwalze 1 wird durch einen Blattzuführungsschrittmotor 5 gedreht, um das Blatt vertikal über eine vorbestimmte Entfernung zu bewegen. Der Motor 5 ist mit der Schreibwalze 1 über eine Übertragungseinrichtung 4 verbunden, welche bewirkt, daß sich die Walze 1 in Abhängigkeit von der Drehung des Motors 5 bewegt.

Ein Druckkopf 6 ist auf einem Schlitten 9 befestigt, welcher bewegbar auf den Führungselementen 7, 8 angeordnet ist. Der Schlitten 9 wird durch einen Schrittmotor 11 bewegt, um den Druckkopf 6 quer über die Breite des Blatts zu bewegen. Der Motor 11 ist mit dem Schlitten 9 über einen Synchronriemen 10 verbunden, der bewirkt, daß der Schlitten 9 sich in Abhängigkeit von der Drehung des Motors 11 bewegt.

Der Druckkopf 6, der Schlittenantriebsschrittmotor 11 und der Blattzuführungsschrittmotor 5 sind mit Antriebsschaltkreisen 26, 27, 28 verbunden. Diese Antriebsschaltkreise 26, 27, 28 erhalten Steuersignale von einem Steuerschaltkreis 20.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Steuerschaltkreis 20 einen Mikrocomputer mit den folgenden Elementen auf: Einem Festspeicher (read only memory; ROM) 21; einem Direktzugriffsspeicher (random-access memory; RAM) 22; einem Zentralrechner (central processing unit; CPU) 23; Schnittstellenschaltkreise 24, 25 und einem Zeichengenerator 29. Der ROM 21 speichert Information in Form verschiedener Tabellen (Tabellen 1 bis 4), zusätzlich zu Betriebsprogrammen der CPU 23. Der Schnittstellenschaltkreis 24 erhält Druckinstruktionen von einem nicht gezeigten, externen Host- Rechner, wie beispielsweise einem Personal Computer, und der Schnittstellenschaltkreis 25 gibt Steuersignale aus der CPU 23 an die Antriebsschaltkreise 26, 27, 28 weiter. Der Zeichengenerator 29 wandelt die von dem Host-Rechner mit jeder Druckanweisung erhaltenen Zeichenkodierungsdaten in Bit-Map-Daten oder ähnliches um.

Ein Energieversorgungsschaltkreis 30 versorgt alle Bestandteile des Serialdruckers mit Betriebsenergie. Der Energieversorgungsschaltkreis ist astabil und die Ausgangsspannung des Schaltkreises 30 ändert sich daher mit den sich von Minute zu Minute ändernden Belastungsbedingungen. Die Ausgangsspannung des Stromversorgungsschaltkreises 30 wird in den Steuerschaltkreis 20 eingespeist, während sie abgefragt und mittels eines Analog/Digital-Wandlers (A/D-Wandlers) 31 in digitale Daten umgewandelt wird.

Fig. 3 zeigt den durch die CPU 23 auf den Kontrollschaltkreis 20 ausgeübten, allgemeinen Verarbeitungsfluß gemäß der Erfindung.

Wenn die Energieversorgung des Druckers eingeschaltet wird, wird eine Ausgangsspannung V₀ des Energieversorgungsschalt kreises 30 in "unbelastetem" Zustand durch den A/D-Wandler 31 abgefragt (S1). Die in Fig. 1 gezeigte Spannung V₀ wird im folgenden als "Spannung ohne Belastung" bezeichnet und sie kann einen beliebigen Wert einnehmen, wie beispielsweise 45 Volt. Ein auf den Blattzuführungsmotor als Belastung zurück zuführender, vorbestimmter Spannungsabfall (beispielsweise 4 Volt) wird von der Spannung ohne Belastung V₀ abgezogen und die erhaltene Spannungsdifferenz wird im RAM 22 als voraussichtliche Energieversorgungsausgangsspannung V_e gespeichert (S1). Wenn die Ausgangsspannung während eines nachfolgenden Blattzuführungsvorgangs vollständig wiederhergestellt worden ist, sollte die Ausgangsspannung auf dieses voraussichtliche Spannungsniveau wiederhergestellt sein (siehe Fig. 1). Diese voraussichtliche Ausgangsspannung V_e wird nachfolgend als "wiederhergestellte Spannung" bezeichnet. Die CPU 23 erwartet dann eine Druckanweisung von dem externen Host-Rechner (S2).

Bei Eingang einer Druckanweisung überprüft die CPU 23 (S3), ob der Schlittenantriebsmotor 11, der Blattzuführungsmotor 5 oder der Druckkopf 6 innerhalb der letzten, beispielsweise 500 Millisekunden angetrieben worden ist, was der Zeit entspricht, die erforderlich ist, um die Ausgangsspannung zu stabilisieren, nachdem der Stromversorgungsschaltkreis 30 vom belasteten in den unbelasteten Zustand umgeschaltet worden ist. Wenn keines der Elemente angetrieben worden war, wird ermittelt, daß der Stromversorgungsschaltkreis 30 zu einer gegebenen Zeit in unbelastetem Zustand ist, wobei die Ausgangsspannung stabil ist. In diesem Fall wird die aktuelle Spannung ohne Belastung V₀ durch den A/D-Wandler 31 abgefragt und eine wiederhergestellte Spannung V_e wird wieder in der gleichen Weise wie in Schritt S1 bestimmt, basierend auf der aktuellen Spannung V₀. Ausgehend von dieser Bewertung wird die wiederhergestellte Spannung V_e im RAM 22 geändert (S4). Falls andererseits irgendeines der drei Elemente angetrieben worden war, kann die Ausgangsspannung zu einer bestimmten Zeit nicht als stabil angesehen werden. Daher wird der zuletzt gespeicherte, veranschlagte Wert V_e nicht verändert (d. h. Schritt S4 wird umgangen).

In Schritt S5 wird die erhaltene Druckanweisung dekodiert und ein Druckvorgang wird gemäß den dekodierten Daten für eine einzelne Zeile durchgeführt. Nachdem die Zeile fertiggestellt ist, wird der Blattzuführungsvorgang durchgeführt, um das Blatt um eine Zeile weiterzubewegen (S6). Dann überprüft die CPU 23, ob noch unverarbeitete Druckanweisungen (S2) vorliegen oder nicht, und wenn welche vorliegen, werden die Schritte S3 bis S6 wiederholt.

Die vorstehend beschriebenen Druck- und Blattzuführungs vorgänge werden wechselweise für jede zu druckende Zeile gemäß der von der CPU 23 erhaltenen Druckanweisungen durchgeführt. Wenn zu irgendeiner Zeit der unbelastete Zustand vor dem Beginn eines Druckvorgangs 500 Millisekunden oder länger dauert, wird die letzte Spannung ohne Belastung V₀ vor dem Start des Druckvorgangs abgefragt, um so die wiederhergestellte Spannung V_e zu bestimmen. Wie nachfolgend beschrieben wird, dient die bestimmte, wiederhergestellte Spannung V_e zur Steuerung der Geschwindigkeit des Blattzuführungsmotors 5 während dem Blattzuführungsvorgang (S6).

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das detaillierter den Blattzuführungsvorgang S6 aus Fig. 3 zeigt.

Der Blattzuführungsvorgang ist in 5 Vorgänge unterteilt: Vor der Ausführung (S11); Beschleunigungssteuerung (S12); Geschwindigkeitsänderungssteuerung (S13); Verzögerungs steuerung (S14) und nach der Ausführung (S15). Vor Beginn der Blattzuführung wird ein Vorgang vor der Ausführung (S11) durchgeführt, um den Blattzuführungsmotor 5 genau zu positionieren. Insbesondere wird vor der Änderung der Frequenz des zur Steuerung des Blattzuführungsmotors 5 verwendeten Antriebsimpulssignals der Motor für eine kurze Zeitdauer, beispielsweise 3 Millisekunden, mit der aktuellen Frequenz des Antriebsimpulssignals als Ausgang durch den Motorantriebsschaltkreis 28 mit Energie versorgt.

Nach dem Vorgang vor der Ausführung führt die CPU 23 den Beschleunigungssteuerungsvorgang (S12) durch. Bei der Beschleunigungssteuerung wird eine Ausgangsspannung bei Beginn des Blattzuführungsvorgang bestimmt (im folgenden "Startspannung V₁" genannt, siehe Fig. 1), und es wird das Ausmaß ausgewählt, bis zu welchem der Motor 5 beschleunigt wird. Das Ergebnis davon ist, daß der Blattzuführungsmotor gemäß der Auswahl beschleunigt wird.

Nach der Beschleunigungssteuerung führt die CPU 23 den Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgang (S13) durch.

Bei der Geschwindigkeitsänderungssteuerung wird das Wiederherstellungsniveau der Ausgangsspannung basierend auf der Startspannung V_s bestimmt, so daß ein für eine Blatt zuführung unter dem vorbestimmten Wiederherstellungsniveau notwendiges Drehmoment zur Verfügung gestellt werden kann.

Nach dem Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgang beginnt die CPU 23 mit dem Verzögerungssteuerungsvorgang (S14). Bei der Verzögerungssteuerung wird das Ausmaß, bis zu welchem der Blattzuführungsmotor 5 abgebremst wird, auf der Basis der Ausgangsspannung, welche während des Geschwindigkeits änderungssteuerungsvorgangs bestimmt wird, ausgewählt, und der Blattzuführungsmotor 5 wird gemäß der Auswahl verzögert. Nach dem Verzögerungssteuerungsvorgang wird der Vorgang nach der Ausführung (S15) durchgeführt, um den Blattzuführungsmotor 5 vollständig zum Stillstand zu bringen. Der Vorgang nach der Ausführung sichert ein vollständiges Abstoppen des Blattzuführungsmotors 5 zu, indem der Motor für beispielsweise 20 Millisekunden unter Verwendung der letzten Frequenz des Impulsantriebssignalsausgangs des Antriebsschaltkreises 28 mit Energie versorgt wird. Der Motorantriebsschaltkreis kann jedoch auch wiederholt ein Signal für beispielsweise 2 Millisekunden ausgeben und das Signal für beispielsweise 4 Millisekunden für eine Anzahl von Malen (beispielsweise 4) beenden, anstelle den Motor für 20 Millisekunden mit Energie zu versorgen. Dieses letztgenannte Vorgehen bietet den Vorteil, daß der Blattzuführungsmotor 5 vor Überhitzung geschützt wird.

Sowohl der Beschleunigungssteuerungsvorgang als auch der Verzögerungssteuerungsvorgang wird durch die Anzahl der Schritte, beispielsweise 5, bewirkt, welche die Steuerung des Blattzuführungsmotors 5 unabhängig von der Blattzu führungsentfernung steuern. Somit wird der Geschwindig keitsänderungssteuerungsvorgang durch die Anzahl der Schritte bewirkt, wobei die Anzahl durch Subtrahieren der Anzahl der Schritte sowohl des Beschleunigungssteuerungsvorgangs als auch des Verzögerungssteuerungsvorgangs von der Blatt zuführungsentfernung erhalten wird, d. h. durch N-10, unter der Annahme, daß die Blattzuführungsentfernung gleich N ist.

Wenn jedoch N 10 ist, wird das Blatt mit einer konstanten Geschwindigkeit zugeführt, die dem Zeitintervall zwischen den Impulsen (d. h. der Frequenz) eines Antriebsimpulssignals des Motors 5 entspricht, ohne daß die Vorgänge der Beschleunigungs-, Geschwindigkeitsänderungs- und Verzögerungssteuerung auftreten.

Fig. 5 ist ein Fließdiagramm, das den Beschleunigungssteuerungsvorgang (S12 in Fig. 4) im Detail zeigt.

Eine Startspannung V_s wird durch den A/D-Wandler 31 abgefragt (S21). Dann wird die Startspannung V_s mit einer vorher gespeicherten, wiederhergestellten Spannung V_e verglichen (S22). Wenn V_s < V_e ist, wird die Startspannung V_s auf einen Wert abgeändert, der gleich der wiederhergestellten Spannung V_e ist (S23).

Die CPU 23 hat Zugang zu einer in dem ROM 21 gespeicherten Beschleunigungszeittafel (S24). Die Beschleunigungszeittafel ist in Tabelle 1 gezeigt. In der Beschleunigungszeittafel sind alle möglichen Startspannungen V_s in 4 Bereiche eingeteilt und die Zeitspanne zwischen den Impulsen eines Impulsantriebssignals (ta(1) bis ta(5)) entsprechend den bei dem Beschleunigungssteuerungsvorgang verwendeten 5 Stufen werden auf einer Bereichsbasis definiert. Im Schritt S24 wird das geeignete der Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) entsprechend der in Schritt S21 (oder dem geänderten Schritt S23) abgelesenen Startspannung V_s ausgewählt, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird.

Tabelle 1

Die Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) in jedem Bereich der Beschleunigungszeittafel werden vor Inbetriebnahme des Druckers in der nachfolgend beschriebenen Weise bestimmt.

Wie vorstehend erläutert wurde, wird der Beschleunigungssteuerungsvorgang mit nur 5 Stufen durchgeführt. Da die für die 5 Stufen benötigte Zeitdauer sehr kurz im Vergleich mit der Zeit ist, die benötigt wird, um die Ausgangsspannung wiederherzustellen, ist die wieder hergestellte Ausgangsspannung während dieser Zeitdauer vernachlässigbar. Das heißt, daß die Ausgangsspannung mit der Startspannung V_s während des Beschleunigungs steuerungsvorgangs gleichgesetzt werden kann. Mit der vorgenannten Annahme für die Ausgangsspannung werden die Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) als Grade bestimmt, bis zu welchen der Motor 5 innerhalb der 5stufigen Zeitdauer des Beschleunigungssteuerungsvorgangs beschleunigt werden muß, so daß der Motor 5 bei Beginn des Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgangs auf eine Start geschwindigkeit beschleunigt wird (nachfolgend beschrieben).

Alternativ dazu könnten die Spannungen V_s in Tabelle 1 in kleinere Bereiche aufgeteilt werden, beispielsweise 1 Volt, wie sie bei dem Geschwindigkeitssteuerungsvorgang verwendet werden (nachfolgend beschrieben). Eine solche Alternative erfordert jedoch eine große Speicherkapazität und bringt keinen signifikanten Vorteil. Daher wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform die Startspannung V_s in 4 Bereiche, wie in Tabelle 1 gezeigt, eingeteilt. Dieses Vorgehen ist für die Praxis geeignet und man erhält zufriedenstellende Ergebnisse damit.

Wenn eines der Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) in Schritt S24 abgelesen worden ist, wird ein Stufenzähler m auf 1 gesetzt (S25). Dann werden die Frequenzen des Antriebsimpulssignals des Blattzuführungsmotors geändert (S26) und ein Zeitgeber wird gleichzeitig gestartet, indem der Zeitgeber auf ta(m) gesetzt wird, was dem Zeitintervall einer m-ten Stufe entspricht (S27). Nach Ablauf des von dem Zeitgeber ermittelten Zeitintervalls ta(m) (S28), wird der Stufenzähler m erhöht (S29). Die CPU 23 überprüft dann, ob m = 6 oder nicht ist (S30). Wenn m kleiner als 6 ist, werden die Vorgänge der Schritte S26 bis S30 wiederholt. Entsprechend wird die Phase des Blattzuführungsmotors 5 für jedes der abgelesenen Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) umgeschaltet, wodurch die Geschwindigkeit des Blattzuführungsmotors 5 erhöht wird.

Wenn der Stufenzähler m 6 erreicht hat, wird der Beschleunigungssteuerungsvorgang beendet und der Geschwindigkeitsänderungsvorgang beginnt. Fig. 6 zeigt den Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgang im Detail.

Zuerst überprüft die CPU 23, ob die bei Beginn des Beschleunigungssteuerungsvorgangs (S21) ermittelte Start spannung V_s geringer ist, als die für den Antrieb des Druckers benötigte Spannung, beispielsweise 23 Volt (S41), oder nicht. Wenn V_s < 23 Volt, wird davon ausgegangen, daß die Startspannung V_s = 23 Volt ist (S42).

Angenommen, die Ausgangsspannung V zu einer bestimmten Zeit (nachfolgend als die "aktuelle Spannung" bezeichnet) ist gleich der Startspannung V_s, dann wird ein Zeitintervall t₀ entsprechend einer solchen aktuellen Spannung V aus einer Geschwindigkeitsänderungszeittabelle innerhalb des ROM 21 abgelesen (in Fig. 6 als eine Funktion Tabelle 1 (V) bezeichnet) (S43). Die Geschwindigkeitsänderungszeittabelle ist wie in Tabelle 2 angegeben, in der alle möglichen Spannungen V in Bereichen von 1 Volt zwischen 23 Volt und 46 Volt mit dem Zeitintervall t₀ entsprechend jedem Bereich angegeben sind. Jedes darin angegebene Zeitintervall t₀ ist so ausgewählt, daß eine Motorgeschwindigkeit, welche ein für eine Blattzuführung erforderliches, vorbestimmtes Drehmoment herstellen kann, mit jeder entsprechenden Spannung erreicht werden kann.

V (V)
t₀ (ms)
23 V < 24
2,70
24 V < 25	2,70
25 V < 26	2,70
26 V < 27	2,70
27 V < 28	2,70
28 V < 29	2,51
29 V < 30	2,35
30 V < 31	2,20
31 V < 32	2,07
32 V < 33	1,96
33 V < 34	1,86
34 V < 35	1,77
35 V < 36	1,68
36 V < 37	1,61
37 V < 38	1,54
38 V < 39	1,47
39 V < 40	1,41
40 V < 41	1,36
41 V < 42	1,31
42 V < 43	1,26
43 V < 44	1,22
44 V < 45	1,18
45 V < 46	1,14
46 V	1,11

Dann wird eine Differenz (V_e-V) zwischen der schon erhaltenen, wiederhergestellten Spannung V_e und der aktuellen Spannung V erhalten und eine Zeit Δt entsprechend der Spannungsdifferenz V_e-V wird aus einer Wiederherstellungszeittabelle (in Fig. 6 als eine Funktion "Tabelle 2 (V_e-V" bezeichnet) innerhalb des ROM 21 abgelesen (S43). Die Wiederherstellungszeittabelle ist wie in Tabelle 3 gezeigt, in der alle möglichen Spannungsdifferenzen (V_e-V) in Bereiche von 1 Volt von etwa 0 Volt bis 23 Volt eingeteilt sind, zusammen mit Zeiten Δt (nachfolgend als Einheitswiederherstellungszeit bezeichnet), die benötigt werden, um für entsprechende Spannungen in jedem Bereich 1 Volt an Ausgangsspannung wiederherzustellen. Jeder Zeiteingang Δt wird vor Betriebsbeginn des Druckers auf der Basis einer Zeitkonstanten der bereits identifizierten charakteristischen Ausgangsspannungswiederherstellungskurve und des entsprechenden Spannungsdifferenz-V_e-V-Eingangs bestimmt.

Weiterhin wird eine Zeit (t_int), welche die seit dem Beginn des Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgangs vergangene Zeit darstellt, auf 0 gesetzt (S43).

V_e-V (V)
Δt (ms)
V_e - V 1
62,38
1 < V_e - V 2	38,49
2 < V_e - V 3	25,89
3 < V_e - V 4	20,08
4 < V_e - V 5	16,41
5 < V_e - V 6	13,87
6 < V_e - V 7	12,01
7 < V_e - V 8	10,60
8 < V_e - V 9	9,48
9 < V_e - V 10	8,58
10 < V_e - V 11	7,83
11 < V_e - V 12	7,20
12 < V_e - V 13	6,67
13 < V_e - V 14	6,21
14 < V_e - V 15	5,81
15 < V_e - V 16	5,46
16 < V_e - V 17	5,14
17 < V_e - V 18	4,87
18 < V_e - V 19	4,62
19 < V_e - V 20	4,39
20 < V_e - V 21	4,19
21 < V_e - V 22	4,00
22 < V_e - V	3,83

Dann überprüft die CPU 23, ob die aktuelle Spannung V die wiederhergestellte Spannung V_e erreicht hat oder nicht (S44). Falls dies nicht der Fall ist, überprüft die CPU 23, ob die verstrichene Zeit t_int die Einheitswiederherstellungszeit t erreicht hat oder nicht (S45).

Wenn die vergangene Zeit t_int nicht die aus Tabelle 3 abgelesene Einheitswiederherstellungszeit Δt erreicht hat, ist die aktuelle Spannung V noch nicht wieder auf einem Wert, der 1 Volt höher liegt, als der vorher erhaltene Wert. In diesem Fall wird die vergangene Zeit t_int aktualisiert, indem das Zeitintervall t₀ (S47) hinzugefügt wird, um den Blattzuführungsmotor 5 in Übereinstimmung mit dem Zeitintervall t₀, das vorher aus der Geschwindigkeits änderungszeittabelle (Tabelle 2) abgelesen worden ist, anzutreiben.

Die CPU 23 steuert dann die Frequenzänderung des Antriebsimpulssignals des Motors 5 (S48) und sie aktiviert gleichzeitig den Zeitgeber, indem das Zeitintervall t₀ eingestellt wird. Dann überprüft die CPU 23, ob das Zeitintervall t₀ verstrichen ist oder nicht (S50). Wenn das Zeitintervall t₀ verstrichen ist, wird der Stufenzähler m erhöht (S51). In Schritt S52 überprüft die CPU 23, ob der Stufenzähler m die Stufenzahl N-4 erreicht hat, welche den Schritt am Ende des Geschwindigkeitsänderungsvorgangs darstellt, oder nicht. Falls dies nicht der Fall ist, führt die CPU 23 den Schritt S44, wie oben beschrieben, aus.

Die Frequenzänderung des Antriebsimpulssignals für den Blattzuführungsmotor 5 wird in Übereinstimmung mit dem vorher abgelesenen Zeitintervall t₀ wiederholt, bis die verstrichene Zeit t_int die Einheitswiederherstellungszeit Δt erreicht (S44, S45, S47, S48 bis S52).

Die Tatsache, daß die verstrichene Zeit t_int die Einheitswiederherstellungszeit Δt (S55) erreicht hat, zeigt an, daß die aktuelle Spannung V bis zu einem Wert wiederhergestellt ist, der 1 Volt höher als der vorher erhaltene Wert ist. In diesem Fall führt die CPU 23 den Schritt S46 aus, um ein neues Zeitintervall t₀ auszuwählen, das auf der wiederhergestellten, neuen, aktuellen Spannung V basiert.

In Schritt S46 setzt die CPU 23 die verstrichene Zeit t_int auf 0, aktualisiert die aktuelle Spannung V auf einen Wert, der um 1 Volt höher liegt als der vorhergehende Wert, liest ein neues Zeitintervall t₀ entsprechend der aktualisierten, aktuellen Spannung V aus der Geschwindigkeits änderungszeittabelle (Tabelle 2) ab, berechnet die Spannungsdifferenz V_e-V zwischen der wiederhergestellten Spannung V_e und der aktualisierten, aktuellen Spannung V und liest eine neue Einheitswiederherstellungszeit Δt entsprechend der Spannungsdifferenz aus der Wiederherstellungszeittabelle (Tabelle 3) ab.

Die Frequenzänderung des Antriebsimpulssignals für den Blattzuführungsmotor 5 wird nochmals wiederholt in Übereinstimmung mit dem neu abgelesenen Zeitintervall t₀, bis die verstrichene Zeit t_int die Einheitswiederherstellungszeit Δt erreicht (S44, S45, S47, S48 bis S52).

Der Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgang wird durch Wiederholen der Schritte S44 bis S52 fortgesetzt. Zusammengefaßt umfaßt der Vorgang die folgenden Schritte: Ablesen einer bestimmten Ausgangsspannung, die wiederhergestellt wird, aus einer Wiederherstellungs zeittabelle (Tabelle 3); Ablesen eines Zeitintervalls für ein Antriebsimpulssignal aus der Geschwindigkeitsänderungstabelle (Tabelle 2), das ein für eine Blattzuführung bei der abgelesenen, bestimmten Ausgangsspannung benötigtes, vorbestimmtes Drehmoment erlaubt; und Antreiben des Blattzuführungsmotors 5 unter Verwendung eines Antriebsimpulssignals mit dem abgelesenen Zeitintervall zwischen Impulsen.

Wenn der Schrittzähler m den Schritt mit der Zahl N-4 erreicht (welche das Ende des Geschwindigkeitsänderungs vorgangs darstellt), beginnt die CPU 23 mit dem Verzögerungssteuerungsvorgang.

Fig. 7 zeigt den Verzögerungssteuerungsvorgang (S14) im Detail.

Während des Vorgangs hat die CPU 23 Zugang zu einer Verzögerungszeittabelle in dem ROM 21 (S61). Die Verzögerungszeittabelle ist in Tabelle 4 angegeben. In der Verzögerungszeittabelle sind die möglichen, aktuellen Spannungen V am Ende des Geschwindigkeitsänderungs steuerungsvorgangs (d. h. zu Beginn des Verzögerungs steuerungsvorgangs) in 4 Bereiche mit den Zeitintervallen ta(1) bis ta(5) entsprechend den 5 während des Verzögerungssteuerungsvorgangs durchgeführten Stufen eingeteilt. Im Schritt S61 wird eines der Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) entsprechend der aktuellen, endgültig in Schritt S46 erhaltenen Spannung V ausgewählt.

Tabelle 4

Die Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) in jedem Bereich der Verzögerungszeittabelle werden vor Betriebsbeginn des Druckers in folgender Weise bestimmt. Da die Wiederherstellung der Ausgangsspannung während der Verzögerungssteuerung vernachlässigbar ist, kann die Ausgangsspannung während des Verzögerungssteuerungsvorgangs mit der aktuellen Spannung V am Ende des Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgangs gleichgesetzt werden. Beim Beginn des Verzögerungssteuerungsvorgangs, d. h. am Ende des Geschwindigkeitsänderungssteuerungsvorgangs, weicht die Geschwindigkeit des Blattzuführungsmotors 5 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Spannung zu dieser Zeit ab. Daher erfordert der Verzögerungssteuerungsvorgang, daß der Blattzuführungsmotor 5 verzögert wird, so daß er sich innerhalb von 5 Stufen vom Ende des Geschwindigkeits änderungsvorgangs befindet. Die Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) werden als Grade bestimmt, bis zu welchen der Motor 5 verzögert werden muß, um eine solche Verzögerung zu erreichen. Es sollte angemerkt werden, daß die Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) alternativerweise dadurch ersetzt werden können, indem die möglichen, aktuellen Spannungen V mit je einem Volt auch in der Verzögerungszeittabelle geteilt werden; die in der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform verwendeten 4-Bereichs-Einteilungen sind jedoch praktikabel und zufriedenstellend.

Wenn eines der Zeitintervalle ta(1) bis ta(5) in Schritt S61 abgelesen wird, schaltet die CPU 23 die Frequenz des Antriebsimpulssignals für den Blattzuführungsmotor 5 um (S62), während gleichzeitig der Zeitgeber auf ein Zeitintervall ta(5-N+m) für einen m-ten Schritt (S63) gesetzt wird. Die CPU 23 überprüft dann, ob das Zeitintervall ta(5- N+m) verstrichen ist oder nicht (S64). Wenn die Antwort positiv ist, wird der Stufenzähler m erhöht (S65). Die CPU 23 überprüft dann, ob der Stufenzähler m eine Stufenzahl N+1 erreicht hat, welche am Ende des Blattzuführungsvorgangs (S66) auftritt, oder nicht, und wenn dies nicht der Fall ist, dann wiederholt die CPU 23 die Schritte S62 bis S66. Die Frequenz des Antriebsimpulssignals für den Blattzuführungsmotor 5 wird in Übereinstimmung mit den abgelesenen Zeitintervallen ta(1) bis ta(5) geändert, wodurch der Blattzuführungsmotor 5 verzögert wird.

Wenn der Stufenzähler m die Blattzuführungsendschrittzahl N+1 erreicht hat, beginnt die CPU mit den Vorgängen nach der Ausführung und beendet dann den Blattzuführungsvorgang.

Wie vorstehend erläutert wurde, werden die Zeitintervalle bei den entsprechenden Perioden während der Blattzuführung auf der Basis der aus der Tabelle abgelesenen Daten bestimmt, wobei keine aktuelle Sekundärspannung für jede Frequenzänderung bestimmt wird. Während bei einem herkömmlichen Verfahren, das eine Spannungsbestimmung für jede Frequenzänderung umfaßt, eine komplizierte Verarbeitung notwendig ist, um die Werte zu mitteln, die bei einer wiederholten Bestimmung zur Eliminierung ungenauer, auf Spannungsspitzen zurückführende Spannungsablesungen erhalten werden, ist ein so beschwerliches Vorgehen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall zwischen Impulsen eines Antriebsimpulssignals entsprechend jedem Schritt eines Blattzuführungsmotors mittels einer einfachen Operation bestimmt wird, bei der Daten aus einer in einem Speicher gespeicherten Tabelle abgelesen werden und keine komplizierten Berechnungen durchgeführt werden. Dies führt dazu, daß die Belastung der CPU auf einem Minimum gehalten wird, so daß eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung erreicht werden kann.

Andere Modifikationen und Variationen der Erfindung sind für Fachleute aus der vorstehenden Offenbarung und Lehre ersichtlich. Obwohl nur bestimmte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen vorstehend beschrieben wurden, ist es klar, daß zahlreiche Abweichungen davon durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Steuerungselement für einen Blattzuführungsmotor zur Verwendung in einem Drucker, wobei das Steuerungselement zur Regelung eines Antriebssignals zum Antrieb eines Motors gemäß der Höhe einer Spannung der Druckerenergieversorgung innerhalb des Druckers verwendet wird, wobei das Steuerungselement folgendes aufweist:
Mittel zur Ermittlung einer Energieversorgungsspannung;
eine erste Speichereinrichtung zur Speicherung von Information, welche die charakteristische Spannungswiederherstellungskurve der Druckerenergie versorgung darstellt;
eine zweite Speichereinrichtung zur Speicherung von Information, welche die Beziehung zwischen einer Drehzahl des Motors und einer Mehrzahl von Spannungen, welche die charakteristische Energieversorgungswiederherstellungs kurve des Druckers ausmachen, darstellt;
Mittel zur Bestimmung einer aktuellen Energieversorgungsspannung auf der charakteristischen Wiederherstellungskurve, die in der ersten Speichereinrichtung gespeichert ist;
Mittel zum Lesen der Drehzahl aus der zweiten Speichereinrichtung entsprechend der aktuellen Energieversorgungsspannung bestimmt durch das Bestimmungsmittel; und
Mittel zur Änderung der Geschwindigkeit des Motors gemäß der abgelesenen Drehzahl.

2. Steuerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Änderung ein Motorantriebsschaltkreis ist, der ein Antriebssignal bei verschiedenen Frequenzen in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeitsinformation ausgibt, welche aus der zweiten Speichereinrichtung abgelesen wird, wobei die Drehgeschwindigkeitsinformation die Frequenz des Antriebssignals darstellt, die notwendig ist, um den Motor bei der abgelesenen Drehgeschwindigkeit anzutreiben.

3. Steuerungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Blattzuführungsmotor zur Verwendung während eines Blattzuführungsvorgangs des Druckers ist, wobei der Motorantriebsschaltkreis eine Vielzahl von Impulsen als Antriebsimpulssignal ausgibt, wobei die Impulse bei verschiedenen Zeitintervallen in Übereinstimmung mit der aus der zweiten Speichereinrichtung abgelesenen Drehgeschwindigkeits information ausgegeben werden, wobei die Drehgeschwindigkeitsinformation das Zeitintervall zwischen Impulsen für das Antriebssignal darstellt, wie es benötigt wird, um den Motor bei der abgelesenen Drehgeschwindigkeit anzutreiben, wodurch ein vorbestimmtes Motordrehmoment des Blattzuführungsmotors zur Verwendung während des Blattzuführungsvorgangs erreicht wird.

4. Steuerungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin aufweist:
Mittel zur Bestimmung einer Energieversorgungsspannung in unbelastetem Zustand, die einem Zustand entspricht, bei dem die Energieversorgung nicht mit dem Drucker belastet ist;
Mittel zur Bestimmung einer Energieversorgungsspannung zu einer Wiederherstellungsvervollständigungszeit aus einer ermittelten Energieversorgungsspannung in unbelastetem Zustand, wobei die Wiederherstellungsvervoll ständigungszeit eine Zeit ist, in welcher die Energieversorgungsspannung während des Blattzuführungs vorgangs wiederhergestellt worden ist; und worin
die erste Speichereinrichtung Zeitintervalle speichert, die benötigt werden, um die Energieversorgungsspannung durch eine vorherbestimmte Erhöhung aus der aktuellen Energieversorgungsspannung wiederherzustellen, wobei die Zeitintervalle verschiedenen Spannungsdifferenzen zwischen der Energieversorgungsspannung zu der Wiederher stellungsvervollständigungszeit und der aktuellen Energieversorgungsspannung entsprechen; und worin
die Mittel zur Bestimmung der aktuellen Energieversorgungsspannung umfassen:
Mittel zur Verwendung der zu Beginn eines Blattzuführungsvorgangs bestimmten Spannung als anfänglich angenommene, aktuelle Energieversorgungs spannung;
Mittel zur Berechnung einer Spannungsdifferenz zwischen der vorherbestimmten, aktuellen Energieversorgungs spannung und der Energieversorgungsspannung bei einer Wiederherstellungsvervollständigungszeit und Ablesen des benötigten Wiederherstellungszeitintervalls entsprechend der Spannungsdifferenz aus der ersten Speichereinrichtung;
Mittel zur Bestimmung des Verstreichens des abgelesenen, benötigten Wiederherstellungszeitintervalls, basierend auf der gemessenen Zeit; und
Mittel zur Aktualisierung der bestimmten, aktuellen Energieversorgungsspannung mit einem Wert, zu dem die Spannungszunahme addiert wird, wenn das Verstreichen der benötigten Wiederherstellungszeit ermittelt worden ist.

5. Steuerungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin aufweist:
eine dritte Speichereinrichtung zur Speicherung von Zeitintervallen für eine vorbestimmte Schrittanzahl n1 zur Beschleunigung des Motors; und
eine vierte Speichereinrichtung zur Speicherung von Zeitintervallen für eine vorherbestimmte Schrittanzahl n2 zur Verzögerung des Motors;
wobei das Mittel zur Veränderung Frequenzänderungen des Antriebssignals für die Schrittanzahl n1 in Übereinstimmung mit den Zeitintervallen, die aus der dritten Speichereinrichtung während des Blattzuführungs vorgangs abgelesen werden, durchführt, und worin, wenn eine Blattzuführungsmenge gleich einer Schrittanzahl N ist, das Mittel zur Veränderung Frequenzänderungen des Antriebssignals für die Schrittanzahl N-n1-n2 in Übereinstimmung mit den Zeitintervallen, die von der zweiten Speichereinrichtung abgelesen werden, durchführt und Frequenzänderungen für die Schrittanzahl n2 in Übereinstimmung mit den Zeitintervallen, die aus der vierten Speichereinrichtung abgelesen werden, durchführt.

6. Steuerelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Speichereinrichtung Zeitintervalle für die Schrittanzahl n1 für eine vorbestimmte Beschleunigung speichert, wobei die Zeitintervalle entsprechenden Energieversorgungsspannungen zu Beginn des Blatt zuführungsvorgangs entsprechen,
wobei die vierte Speichereinrichtung Zeitintervalle für die Schrittanzahl n2 für eine vorherbestimmte Verzögerung speichert, wobei die Zeitintervalle entsprechenden Energieversorgungsspannungen entsprechen; und
wobei die Mittel zur Veränderung aus der dritten Speichereinrichtung ein Zeitintervall, das der ermittelten Energieversorgungsspannung zu Beginn des Blattzuführungsvorgangs entspricht und aus der vierten Speichereinrichtung ein Zeitintervall entsprechend der letzten bestimmten, aktuellen Energieversorgungsspannung, ablesen.