JP2000308381A

JP2000308381A - モータの制御方法、モータの制御装置及び当該モータの制御装置を用いたプリンタ

Info

Publication number: JP2000308381A
Application number: JP11375499A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Iketani; 健池谷
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】プリンタの原点出し処理時に、印字ヘッドの
側壁への接触により発生する振動を認識し、印字ヘッド
が側壁以外の間違った位置で停止した場合に原点位置と
把握しないようにする課題があった。【解決手段】印字ヘッドの側壁への接触によって発生
する振動状態であることを示すモータの回転方向の変化
の一定の設定回数を記憶しておき、原点出し処理時にモ
ータの回転方向の変化の回数を計数し、この回数と前記
設定回数とを比較し、設定回数以上になった場合に、モ
ータの駆動を停止させて原点出しを行うプリンタを提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの制御方
法、モータの制御装置及び当該モータの制御装置を用い
たプリンタに関し、特に、ＤＣサーボモータにより駆動
対象物を動作させて、駆動対象物を側壁等の障害物に接
触させて位置決めするのに有用であり、例えば、シリア
ルプリンタの場合では、ＤＣサーボモータによりプラテ
ンに沿って印字ヘッドを移動させ、側壁に接触させるこ
とにより、その接触位置を印字ヘッドの原点として検出
して原点出しを行うのに有用である。

【０００２】

【従来の技術】図６はシリアルプリンタの印字ユニット
構造図、図７は図６で示す印字ヘッド１を移動させるＤ
Ｃサーボモータ制御装置のブロック図、図８はスリット
エンコーダの出力及びアップパルスのタイムチャート、
図９はスリットエンコーダの出力及びダウンパルスのタ
イムチャート、図１０は従来の印字ヘッド原点出し処理
のフローチャートである。

【０００３】図６において、ドライブプーリ６とドリブ
ンプーリ７の間に張設されたベルト４にワイヤドットお
よびその駆動機構を備えた印字ヘッド１が固定され、前
記ドライブプーリ６を介してＤＣサーボモータ２を時計
回りＡ又は反時計回りＢに回転させることによって、印
字ヘッド１をガイドレール３に沿って側壁５の間を図に
おける左右（図中矢印Ｒ−Ｆ方向）に移動させることが
できる。ここで、印字ヘッド１が、図中左（矢印Ｒ方
向）に移動する方向をリバース方向と呼び、図中右（矢
印Ｆ方向）に移動する方向をフォーワード方向と呼ぶこ
とにする。また、図中左側の側壁５面が、ガイドレール
３に沿って移動する印字ヘッド１の原点位置１６と設定
する。

【０００４】図７において、ＤＣサーボモータ２は、モ
ータ駆動回路１４の制御により回転し、ドライブプーリ
６を回転させてドライブプーリ６とドリブンプーリ７の
間に張設されたベルト４に固定した印字ヘッド１を駆動
するとともに、ＤＣサーボモータ２のシャフト２ａに固
定したスリット円盤８を回転させる。そして、スリット
円盤８の回転によって発生させられるスリット変化は、
２相センサから成る光センサ９によって検出される。前
記スリット円盤８および光センサ９によってスリットエ
ンコーダが構成される。該スリットエンコーダの出力
（相ΦＡおよび相ΦＢから成る２相）はエッジ検出回路
１５に入力され、該エッジ検出回路１５はＤＣサーボモ
ータ２の回転方向とスリットエンコーダの出力エッジと
を検出し、図８及び図９に示すように、回転方向ごとに
アップパルス又はダウンパルスを発生させ、アップパル
ス又はダウンパルスを元に予め設定されている周期でＣ
ＰＵ１０に対してＩＰＴを発生させる（以後、スリット
割込みと呼ぶ。）。ポジションカウンタ１２は、エッジ
検出回路１５より出力されるアップ／ダウンパルスをＤ
Ｃサーボモータ２の回転方向によってアップカウントも
しくはダウンカウントし、ＣＰＵ１０はそのカウント値
および回転方向を読み取ることができる。

【０００５】該アップパルス又はダウンパルスはディジ
タルフィルタ１１に送られ、該ディジタルフィルタ１１
は、前記スリットエンコーダの出力とアップパルス又は
ダウンパルスとに基づいてＤＣサーボモータ２の速度を
検出する。そのために、ディジタルフィルタ１１は、各
アップパルス間又は各ダウンパルス間の時間（スリット
エンコーダの出力エッジ間）をベースクロックによって
カウントし、ＤＣサーボモータ２の速度に対応する速度
カウント値Ｔ（単位：１／速度）を発生させる。このと
き、光センサ９の取付け誤差や、光センサ９自身の特性
のばらつき等により発生する歪み成分を可能な限り除去
するために、ディジタルフィルタ１１は、各アップパル
ス又は各ダウンパルスの連続する５回分の速度カウント
値Ｔ₁〜Ｔ₅（添字が小さいほど新しいデータ）に基づ
いて、数１で示すフィルタリング計算によって修正速度
カウント値Ｔ_Mを算出し、修正速度データとしてＣＰＵ
１０に出力する。

【０００６】

【数１】Ｔ_M＝（２×Ｔ₁＋Ｔ₂＋Ｔ₃＋Ｔ₄−Ｔ₅）／４ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１３（もしくはＲＡＭ）内のプロ
グラムにより動作し、印字ヘッド１の位置管理、ＤＣサ
ーボモータ２の速度制御等を行う。ＣＰＵ１０とＲＯＭ
１３とはＡＤバスにより接続している。ＣＰＵ１０は、
印字ヘッド１の進行方向制御（ＤＣサーボモータ２の回
転方向制御）や印字ヘッド１の速度制御（ＤＣサーボモ
ータ２の回転制御のための電圧制御）の指令をモータ駆
動回路１４に対して出力する。また、ＣＰＵ１０の内部
ではタイマにより一定間隔（１０ｍｓ）で割込みを発生
させるようになっている（以後、タイマ割込みと呼
ぶ。）。

【０００７】図１０において、従来の印字ヘッド原点出
し処理を説明する。（１）にメイン処理、（２）にタイ
マ割込み処理、（３）にスリット割込み処理を示す。ま
ず、メイン処理にて割込みを許可し（Ｓ１）、原点位置
１６に印字ヘッド１を移動させるため、ＤＣサーボモー
タ２をリバース方向に一定速度で起動させる（Ｓ２）。
メイン処理では起動後、ＤＣサーボモータ２の制御が終
了するまで、ＤＣサーボモータ２の制御終了の監視を行
い続ける（Ｓ３）。

【０００８】タイマ割込み処理では、印字ヘッド１が原
点側の側壁５へ接触するのをタイマカウンタ値Ａを用い
て監視するため、タイマ割込み処理毎にタイマカウンタ
値Ａを更新する（Ｓ６）。タイマカウンタ値Ａのクリア
はスリット割込み処理でのみ行う（Ｓ９）ため、スリッ
ト割込みが発生しないとタイマカウンタ値Ａは増加しつ
づける。これにより、スリット割込みが発生しない時
間、つまり、印字ヘッド１が停止している時間を測定す
ることができる。タイマカウンタ値ＡがＸ（Ｘは印字ヘ
ッド１が側壁５への接触等により、印字ヘッド１が動作
しなくなったことを判定するための値）と等しくなるま
で監視を続け（Ｓ７）、等しくなった場合は印字ヘッド
１が側壁５に接触したことにより印字ヘッド１が動作し
なくなったと判断し、ＤＣサーボモータ２の制御を終了
する（Ｓ８）。

【０００９】スリット割込み処理では、タイマカウンタ
値Ａのクリアを行う（Ｓ９）。タイマ割込み処理で印字
ヘッド１が側壁５に接触したことを判断すると、メイン
処理でＤＣサーボモータ２の制御終了の監視を終了し、
ポジションカウンタ１２に印字ヘッド１の原点カウンタ
値をセットし（Ｓ４）、割込みを禁止する（Ｓ５）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は、印字ヘッドを側壁に接触させることで原点を検出
しているため、ベルト等の要因により発生する接触時の
振動が長時間続き、スリット割込みが発生し続けた場合
には、原点の検出に時間がかかってしまう問題があり、
動作時間の監視をしているような場合は最悪タイムアウ
トエラーになってしまうという問題がある。

【００１１】また、従来技術は、印字ヘッドが停止した
（スリット割込みが発生しなくなった）原因が原点出し
を行う側壁への接触であることを確認する手段がないた
め、例えば、媒体等に引っかかって印字ヘッドが停止し
た場合でも原点と判断してしまうという問題がある。こ
の場合、原点出し動作以外の動作中は、原点位置とは反
対側の側壁等に接触してモータが動作できなくなるま
で、間違った原点で動作することになってしまう問題が
あり、最悪の場合、間違った位置に印字をしてしまう可
能性がある。

【００１２】本発明は、上記課題を解決し、正確な印字
ヘッドの原点を検出可能なモータの制御方法、モータの
制御装置当該モータの制御装置を用いたプリンタを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、モータの回転方向の変化の回数を計数し、この回数
が、駆動対象物の接触物への接触によって発生する振動
状態であることを示す一定の設定回数以上になった場合
に、モータの駆動を停止させるようにしたことを特徴と
するモータの制御方法を提供する。

【００１４】請求項２に記載の発明は、駆動対象物の接
触物への接触によって発生する振動状態であることを示
すモータの回転方向の変化の一定の設定回数を記憶して
おき、モータの回転方向の変化の回数を計数し、この回
数と前記設定回数とを比較し、設定回数以上になった場
合に、モータの駆動を停止させるようにしたことを構成
上の特徴とするモータの制御装置を提供する。

【００１５】請求項３に記載の発明は、印字ヘッドを側
壁に押し当てて原点出しを行うプリンタにおいて、印字
ヘッドの側壁への接触によって発生する振動状態である
ことを示すモータの回転方向の変化の一定の設定回数を
記憶しておき、原点出し処理時にモータの回転方向の変
化の回数を計数し、この回数と前記設定回数とを比較
し、設定回数以上になった場合に、モータの駆動を停止
させて原点出しを行うモータの制御装置を備えたことを
構成上の特徴とする。

【００１６】以上により、印字ヘッド等の駆動対象物が
側壁等の接触物に接触し、この接触により発生する振動
状態にあると判断することができるため、印字ヘッドの
原点出しが正確に行える。請求項４に記載の発明は、印
字ヘッドを側壁に押し当てて原点出しを行うプリンタに
おいて、原点出し終了後に、印字ヘッドを移動させ、最
大移動量分だけ移動した場合には原点検出が正規の位置
であると判断し、最大移動量分だけ移動できない場合に
は原点検出が正規の位置でないと判断して、原点出しの
確認をするようにしたことを構成上の特徴とする。これ
により、印字ヘッドの原点出しが正確に行える。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。なお、これによりこの発明が限
定されるものではない。また、各実施の形態では、図６
に示すシリアルプリンタの印字ユニット構造図、図８に
示すスリットエンコーダの出力及びアップパルスのタイ
ムチャート、図９に示すスリットエンコーダの出力及び
ダウンパルスのタイムチャートは、従来と同様であり、
これらの構成の説明の詳細は省略し、以下各構成要素を
使用して説明する。

【００１８】第１の実施の形態図１に、ＤＣサーボモータ制御装置のブロック図を示
す。なお、従来と同様の構成要素は、図７の場合と同一
の符号を付して説明を省略する。このＤＣサーボモータ
制御装置には、印字ヘッド１、ＤＣサーボモータ２、ベ
ルト４、ドライブプーリ６、ドリブンプーリ７、スリッ
ト円盤８、光センサ９、ＣＰＵ１０、ディジタルフィル
タ１１、ポジションカウンタ１２、ＲＯＭ１３、モータ
駆動回路１４及びエッジ検出回路１５を表してあり、こ
れらは従来と同様であるので説明を省略する。また、こ
のＤＣサーボモータ制御装置には、前回モータ回転方向
メモリ１７及び方向変化数メモリ１８がＣＰＵ１０に接
続して設けてある。前記前回モータ回転方向メモリ１７
は、スリット割込み処理で使用され、前回のスリット割
込み時のＤＣサーボモータ２の回転方向（以下、前回モ
ータ回転方向という。）を保持しておくメモリである。
前記方向変化数メモリ１８は、スリット割込み処理で使
用され、スリット割込み処理で検出したモータ回転方向
の総変化数を保持しておくメモリである。なお、ＲＯＭ
１３には、後述する第１の実施の形態に特有の印字ヘッ
ド原点出し処理をＣＰＵ１０が実行するプログラムが格
納されているものとする。

【００１９】以下、従来の技術との相違点である印字ヘ
ッド原点出し処理を説明する。図２〜図４に、そのフロ
ーチャートを示す。図２にメイン処理、図３にタイマ割
込み処理、図４にスリット割込み処理を示す。まず、メ
イン処理にて前回モータ回転方向メモリ１７と方向変化
数メモリ１８の初期化を行う（Ｓ１０，Ｓ１１）。次
に、割込みを許可し（Ｓ１２）、原点位置１６に印字ヘ
ッド１を移動させるため、ＤＣサーボモータ２をリバー
ス方向に一定速度で起動させる（Ｓ１３）。ＤＣサーボ
モータ２の制御が終了するまで、ＤＣサーボモータ２の
制御終了の監視を行い続ける（Ｓ１４）。

【００２０】タイマ割込み処理では、印字ヘッド１が原
点側の側壁５へ接触するのをタイマカウンタ値Ａを用い
て監視するため、タイマ割込み処理毎にタイマカウンタ
値Ａを更新する（Ｓ１７）。タイマカウンタ値Ａのクリ
アはスリット割込み処理でのみ行う（Ｓ２０）ため、ス
リット割込みが発生しないとタイマカウンタ値Ａは増加
しつづける。これにより、スリット割込みが発生しない
時間、つまり、印字ヘッド１が停止している時間を測定
することができる。タイマカウンタ値ＡがＸ（Ｘは印字
ヘッド１が側壁５への接触等により、印字ヘッド１が動
作しなくなったことを判定するための値）と等しくなる
まで監視を続け（Ｓ１８）、等しくなった場合は印字ヘ
ッド１が側壁５に接触したことにより印字ヘッド１が動
作しなくなったと判断し、ＤＣサーボモータ２の制御を
終了する（Ｓ１９）。

【００２１】スリット割込み処理では、まず、タイマカ
ウンタ値Ａのクリアを行う（Ｓ２０）。その後に現在の
モータ回転方向をリード（Ｓ２１）し、前回のスリット
割込みでのモータ回転方向と比較する（Ｓ２２）。比較
した結果回転方向が同じであるならばスリット割込み処
理を終了し、そうでなければ方向変化数を更新（Ｓ２
３）し、方向変化数とＹ（印字ヘッドが原点位置１６に
達したことを判定できる最小方向変化数）を比較する
（Ｓ２４）。比較した結果方向変化数がＹ以上であるな
らばモータの制御を終了（Ｓ２５）し、そうでなければ
現在のモータ回転方向を前回モータ回転方向にセットす
る（Ｓ２６）。ここでの処理で、印字ヘッド１が側壁５
の原点位置１６に接触することにより発生する振動状態
にある場合には、方向変化数が振動によって増加してい
くため、この振動状態にあることは更新していく方向変
化数が最小方向変化数Ｙに達することを検知すれば把握
できることを利用している。

【００２２】タイマ割込み処理またはスリット割込み処
理で印字ヘッド１が側壁５に接触したことを判断する
と、メイン処理でＤＣサーボモータ２の制御終了の監視
を終了し、ポジションカウンタ１２に印字ヘッド１の原
点カウンタ値をセットし（Ｓ１５）、割込みを禁止する
（Ｓ１６）。上記第１の実施の形態によると、印字ヘッ
ドの原点検出をスリット割込みが発生しなくなることで
判断する従来技術に加え、振動によるモータの回転方向
の方向変化数を監視して総変化数により印字ヘッドの原
点を検出する条件を加えることで、印字ヘッドの原点出
しで接触したことにより振動した場合でも短時間で原点
を検出することが可能となる。

【００２３】第２の実施の形態以下、従来の技術との相違点である印字ヘッド原点出し
確認処理を説明する。図５に、そのフローチャートを示
す。なお、ここでは、上記第１の実施の形態で説明した
印字ヘッド原点出し処理を想定するが、従来の印字ヘッ
ド原点出し処理の場合も同様であるため説明を省略す
る。図１に示すＲＯＭ１３には、後述する第２の実施の
形態に特有の印字ヘッド原点出し確認処理をＣＰＵ１０
が実行するプログラムが格納されているものとする。

【００２４】まず、上記第１の実施の形態（又は従来の
技術）の印字ヘッド原点出し処理を行う（Ｓ２７）。原
点出し処理終了後、印字ヘッド１を最大移動量分フォー
ワード方向へ移動させる（Ｓ２８）。原点出しが正規の
原点位置１６で検出されていれば途中に媒体等の障害物
がない限り最大移動量分の移動が可能であるため、フォ
ーワード方向への最大移動量分の移動は正常終了となる
（Ｓ３０）。原点出しが正規の原点位置で検出されてい
なければ最大移動量分の移動は不可能であるため、つま
り、最大移動量分だけ移動する前に印字ヘッド１が原点
位置１６とは反対側の側壁５にぶつかってしまうため、
フォーワード方向への最大移動量分の移動は異常終了と
なる（Ｓ３１）。

【００２５】印字ヘッド１の原点出し確認においては、
このフォーワード方向への最大移動量分の移動の動作結
果により判断する。つまり、フォーワード方向への最大
移動量分の移動が正常終了ならば正常とし（Ｓ３０）、
正常終了でなければ異常とする（Ｓ３１）。上記第２の
実施の形態によると、印字ヘッドの原点出し動作後にフ
ォーワード方向への最大移動量分の移動を行うことで、
印字ヘッドの原点出しが正規の位置で検出できたかどう
かを確認することが可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、印
字ヘッド等の駆動対象物が側壁等の接触物に接触し、こ
の接触により発生する振動状態にあると判断することが
できる効果が得られ、プリンタにおいては原点出し時間
を短時間で行うことが可能となり、印字ヘッドの原点出
しが正確に行える効果が得られる。また、原点出し終了
後に印字ヘッドを最大移動量分だけ移動させることによ
り印字ヘッドが側壁に接触したことを認識するようにし
たため、確実に原点出しが行え、間違った位置に印字す
るようなこともなくなる。

【００２７】したがって、従来の技術の課題が解決し、
正確な印字ヘッドの原点を検出可能なモータの制御方
法、モータの制御装置当該モータの制御装置を用いたプ
リンタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のＤＣサーボモータ制御装置
のブロック図

【図２】第１の実施の形態のメイン処理のフローチャー
ト

【図３】第１の実施の形態のタイマ割込み処理のフロー
チャート

【図４】第１の実施の形態のスリット割込み処理のフロ
ーチャート

【図５】第２の実施の形態の印字ヘッド原点出し確認処
理のフローチャート

【図６】シリアルプリンタの印字ユニット構造図

【図７】従来のＤＣサーボモータ制御装置のブロック図

【図８】スリットエンコーダの出力およびアップパルス
のタイムチャート

【図９】スリットエンコーダの出力およびダウンパルス
のタイムチャート

【図１０】従来の印字ヘッド原点出し処理のフローチャ
ート

【符号の説明】

１印字ヘッド２ＤＣサーボモータ３ガイドレール４ベルト５側壁６ドライブプーリ７ドリブンプーリ８スリット円盤９光センサ１０ＣＰＵ１１ディジタルフィルタ１２ポジションカウンタ１３ＲＯＭ１４モータ駆動回路１５エッジ検出回路１６原点位置１７前回モータ回転方向メモリ１８方向変化数メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転方向の変化の回数を計数
し、この回数が、駆動対象物の接触物への接触によって
発生する振動状態であることを示す一定の設定回数以上
になった場合に、モータの駆動を停止させるようにした
ことを特徴とするモータの制御方法。
【請求項２】駆動対象物の接触物への接触によって発
生する振動状態であることを示すモータの回転方向の変
化の一定の設定回数を記憶しておき、モータの回転方向
の変化の回数を計数し、この回数と前記設定回数とを比
較し、設定回数以上になった場合に、モータの駆動を停
止させるようにしたことを特徴とするモータの制御装
置。
【請求項３】印字ヘッドを側壁に押し当てて原点出し
を行うプリンタにおいて、印字ヘッドの側壁への接触によって発生する振動状態で
あることを示すモータの回転方向の変化の一定の設定回
数を記憶しておき、原点出し処理時にモータの回転方向
の変化の回数を計数し、この回数と前記設定回数とを比
較し、設定回数以上になった場合に、モータの駆動を停
止させて原点出しを行うモータの制御装置を備えたこと
を特徴とするプリンタ。
【請求項４】印字ヘッドを側壁に押し当てて原点出し
を行うプリンタにおいて、原点出し終了後に、印字ヘッドを移動させ、最大移動量
分だけ移動した場合には原点検出が正規の位置であると
判断し、最大移動量分だけ移動できない場合には原点検
出が正規の位置でないと判断して、原点出しの確認をす
るようにしたことを特徴とするプリンタ。