JP2009234015A - Motor control device, printer and motor control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ制御装置、プリンタおよびモータ制御方法に関するものである。 The present invention relates to a motor control device, a printer, and a motor control method.
インクジェット式のプリンタにおいては、印刷媒体を搬送するための搬送駆動ローラ、給送カセットから最上位の印刷用紙Pを印刷部位に送り込むためのピックアップローラ等を具備している。これらは、DCモータ等のモータ(前者をPFモータ、後者をASFモータとする。)により駆動させられる。これらモータの駆動制御は、PWM方式を用いたPID制御が用いられることが多い。このPID制御では、目標速度と実際の速度との間の速度偏差(速度差)を算出し、その偏差に基づいて比例要素、積分要素および微分要素の計算を行う。それによって、所定の速度テーブルに沿うように、モータの制御値(Duty比)を決定している(特許文献1参照)。 Ink jet printers include a conveyance drive roller for conveying a print medium, a pickup roller for feeding the uppermost printing paper P from a feeding cassette to a printing site, and the like. These are driven by a motor such as a DC motor (the former is a PF motor and the latter is an ASF motor). For the drive control of these motors, PID control using a PWM system is often used. In this PID control, a speed deviation (speed difference) between the target speed and the actual speed is calculated, and a proportional element, an integral element, and a differential element are calculated based on the deviation. Thereby, the control value (Duty ratio) of the motor is determined so as to follow a predetermined speed table (see Patent Document 1).
一般に、プリンタを長期に亘って使用すると、グリスの劣化、ミストの付着、その他種々の理由によって、各種の摩擦部位(回転部位、摺動部位等)での負荷が増大する傾向がある。このように、メカ的な負荷が増大すると、所定の速度テーブルに沿わせたモータの回転速度とするべく、Duty比が増大させられる。しかしながら、メカ的な負荷が大きく上昇すると、Duty比は最大の値に近いにも拘わらず、速度テーブルに追従できなくなる、という状態が発生する。 In general, when a printer is used for a long period of time, the load on various frictional parts (rotating parts, sliding parts, etc.) tends to increase due to grease deterioration, mist adhesion, and various other reasons. As described above, when the mechanical load increases, the duty ratio is increased so as to obtain the rotation speed of the motor according to a predetermined speed table. However, when the mechanical load increases greatly, a state occurs in which the duty ratio cannot be followed even though the duty ratio is close to the maximum value.
このような、速度テーブルに追従できない状態が続くと、印刷媒体の停止精度が悪化すると共に、駆動時間が目標値よりも大幅に長くなってしまう。その結果、最終的には、フェイタルエラーであるとプリンタ側で判断され、当該プリンタが停止してしまう、という事態も生じかねない。 If such a state in which the speed table cannot be followed continues, the print medium stop accuracy deteriorates and the drive time becomes significantly longer than the target value. As a result, the printer may eventually determine that a fatal error has occurred, and the printer may stop.
また、メカ的な負荷の増大により、PFモータが所定の速度テーブルに追従できない状態が発生すると、ASFモータによる印刷媒体の送り量の方が大きくなる。それにより、印刷媒体に弛みが生じ、当該印刷媒体が印刷ヘッドと接触してしまう、という問題も発生する。 Further, when a state in which the PF motor cannot follow a predetermined speed table occurs due to an increase in mechanical load, the amount of print medium fed by the ASF motor becomes larger. As a result, a problem arises in that the print medium is loosened and the print medium comes into contact with the print head.
本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、メカ的な負荷が増大した場合でも、印刷媒体の搬送精度を確保することが可能であると共に、2つのモータ間の搬送速度の逆転が生じるのを防止可能なモータ制御装置、プリンタおよびモータ制御方法を提供しよう、とするものである。 The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the object of the present invention is to ensure the printing medium conveyance accuracy even when the mechanical load increases, and between the two motors. An object of the present invention is to provide a motor control device, a printer, and a motor control method capable of preventing the reverse of the conveyance speed.
上記課題を解決するために、本発明は、被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータと、モータの駆動速度を算出する速度算出手段と、搬送ステップ毎のモータの目標速度に関する第1速度テーブル、およびこの第1速度テーブルよりも低い目標速度に関する第2速度テーブルを記憶させるための記憶部と、第1速度テーブルまたは第2速度テーブルのいずれかの目標速度と、駆動速度とに基づいて、モータをフィードバック制御するモータ制御手段と、第1速度テーブルに基づきモータが駆動される場合に、モータの駆動速度が所定時間だけ目標時間を下回る遅延状態であるか否かを判定する判定手段と、遅延状態であると判定された場合、第2速度テーブルに基づく駆動を選択するテーブル選択手段と、を具備するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a motor that provides a driving force for transporting an object to be transported, a speed calculation unit that calculates a driving speed of the motor, and a first speed table relating to a target speed of the motor for each transport step. And a storage unit for storing a second speed table related to a target speed lower than the first speed table, a target speed of either the first speed table or the second speed table, and a driving speed, Motor control means for feedback-controlling the motor, and determination means for determining whether or not the motor drive speed is in a delay state below the target time for a predetermined time when the motor is driven based on the first speed table; And a table selection unit that selects driving based on the second speed table when it is determined that the state is a delay state.
このように構成する場合、モータの駆動速度が所定時間だけ目標時間を下回る遅延状態であると判断される場合、テーブル選択手段で第2速度テーブルに基づく駆動へと、変更される。このため、メカ的な負荷が大きく上昇する等により、モータに加わる負荷が大きく、第1速度テーブルに追従できない遅延状態が生じる場合でも、第2速度テーブルに追従させることが可能となる。それにより、遅延状態が継続することにより生じる、被搬送物の搬送精度(停止精度)が悪化したり、駆動時間が目標値よりも大幅に長くなってしまう、という問題が発生するのを防止可能となる。 In such a configuration, when it is determined that the motor driving speed is in a delay state that is less than the target time for a predetermined time, the table selection unit changes the driving to the driving based on the second speed table. For this reason, even when a mechanical load increases greatly and the load applied to the motor is large and a delay state in which the first speed table cannot be followed occurs, it is possible to follow the second speed table. As a result, it is possible to prevent problems such as deterioration of the conveyance accuracy (stop accuracy) of the object to be conveyed and the driving time being significantly longer than the target value, which occurs due to the delay state continuing. It becomes.
また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、判定手段では、第1速度テーブルにおける加速領域において遅延状態であるか否かの判定を行うものである。 In another invention, in addition to the above-described invention, the determination means determines whether or not the acceleration region in the first speed table is in a delay state.
上述の場合、それぞれの搬送ステップ毎に、加速領域は絶対に存在するものの、速度が遅い場合には、定速領域は存在しない。加えて、減速領域は目標停止位置等の関係で速度がバラ付く場合がある。そのため、加速領域において遅延状態に該当するか否か判断すれば、遅延状態に該当するか否かの判断を確実に行うことが可能となる。 In the above-described case, an acceleration region is absolutely present for each transport step, but when the speed is low, there is no constant speed region. In addition, the speed of the deceleration region may vary depending on the target stop position and the like. Therefore, if it is determined whether or not it corresponds to the delay state in the acceleration region, it is possible to reliably determine whether or not it corresponds to the delay state.
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、モータ制御手段は、所定周期毎にPID計算を行ってPID制御を行い、所定時間は、記憶部に記憶されていると共にPID計算の回数に関するPID回数閾値としたものである。 Furthermore, in another invention, in addition to the above-described invention, the motor control means performs PID control by performing PID calculation for each predetermined cycle, and the predetermined time is stored in the storage unit and the number of PID calculations. The PID count threshold is used.
このように構成する場合、PID計算の回数をカウントすることで、加速領域の経過に要する時間を計測することが可能となる。そのため、遅延状態に該当するか否かを判断可能となる。 In such a configuration, it is possible to measure the time required for the acceleration region to elapse by counting the number of PID calculations. Therefore, it can be determined whether or not the delay state is met.
また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、2以上の値に設定されている所定の閾値回数だけ連続する搬送ステップで遅延状態が生じたと判定手段で判断される場合に、テーブル選択手段で第2速度テーブルを選択するものである。 In another invention, in addition to the above-described invention, the table selection may be performed when it is determined by the determination means that a delay state has occurred in a transport step that continues for a predetermined threshold number of times set to a value of 2 or more. The second speed table is selected by means.
このように構成する場合、ある搬送ステップにおいて偶発的に遅延情報が発せられる場合に、自動的に第2速度テーブルで駆動されるのを防止することが可能となり、第2速度テーブルでの駆動が頻発するのを防止可能となる。それにより、モータ駆動の信頼性を高めることが可能となる。 In this configuration, when delay information is accidentally issued in a certain transport step, it is possible to prevent the second speed table from being automatically driven, and the second speed table can be driven. It is possible to prevent frequent occurrence. Thereby, it is possible to improve the reliability of motor driving.
さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、被搬送物は、モータと、このモータよりも搬送の上流側に位置する上流側モータとによって搬送されると共に、上流側モータの駆動速度を算出する上流側速度算出手段と、第1速度テーブルまたは第2速度テーブルのいずれかの目標速度、および駆動速度に基づいて、上流側モータをフィードバック制御する上流側モータ制御手段と、を備え、判定部では、上流側モータにおける駆動速度がモータの駆動速度を上回った場合に、遅延状態であると判断するものである。 Furthermore, in another invention, in addition to each of the above-described inventions, the object to be conveyed is conveyed by a motor and an upstream motor located upstream of the motor and driven by the upstream motor. An upstream speed calculating means for calculating a speed, and an upstream motor control means for performing feedback control of the upstream motor based on the target speed of either the first speed table or the second speed table and the driving speed. The determination unit determines that the state is a delay state when the drive speed of the upstream motor exceeds the drive speed of the motor.
このように構成する場合、上流側モータの駆動速度がモータの駆動速度を上回る場合にも、第2速度テーブルでモータが制御駆動させられ、加えて上流側モータも第2速度テーブルで制御駆動させられる。そのため、被搬送物がモータと上流側モータとの間で弛んでしまう、といった不具合が発生するのを防止可能となる。 In such a configuration, even when the drive speed of the upstream motor exceeds the drive speed of the motor, the motor is controlled and driven by the second speed table, and in addition, the upstream motor is also controlled and driven by the second speed table. It is done. For this reason, it is possible to prevent a problem that the conveyed object is loosened between the motor and the upstream motor.
また、他の発明は、上述の各発明に関わるモータ制御装置を備え、被搬送物は、インクカートリッジから供給に基づくインクが印刷ヘッドから吐出される印刷媒体であり、テーブル選択手段は、電源オフのタイミング、またはインクカートリッジの交換のタイミングで、第2速度テーブルに基づく駆動の選択から、第1速度テーブルに基づく駆動の選択へと変更するものである。 In addition, another invention includes a motor control device related to each of the above-described inventions, the transported object is a print medium on which ink based on supply from an ink cartridge is ejected from a print head, and the table selection unit is turned off. At this time, or at the timing of ink cartridge replacement, the drive selection based on the second speed table is changed to the drive selection based on the first speed table.
このように構成する場合、プリンタにおいて、メカ的な負荷が大きく上昇する等により、モータに加わる負荷が大きく、第1速度テーブルに追従できない遅延状態が生じる場合でも、第2速度テーブルに追従させることが可能となる。それにより、遅延状態が継続することにより生じる、被搬送物の搬送精度(停止精度)が悪化したり、駆動時間が目標値よりも大幅に長くなってしまう、という問題が発生するのを防止可能となる。加えて、テーブル選択手段では、電源オフのタイミング、またはインクカートリッジの交換のタイミングで第2速度テーブルに基づく駆動から、第1速度テーブルに基づく駆動へと選択を変更するので、当該タイミングでモータの駆動速度を速めることが可能となる。 In such a configuration, even when a delay occurs in which the load applied to the motor is large and cannot follow the first speed table due to a large increase in mechanical load in the printer, the printer follows the second speed table. Is possible. As a result, it is possible to prevent problems such as deterioration of the conveyance accuracy (stop accuracy) of the object to be conveyed and the driving time being significantly longer than the target value, which occurs due to the delay state continuing. It becomes. In addition, the table selection means changes the selection from the driving based on the second speed table to the driving based on the first speed table at the power-off timing or the ink cartridge replacement timing. It becomes possible to increase the driving speed.
さらに、他の発明は、被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータの駆動速度を算出する速度算出工程と、モータを駆動させると共に、搬送ステップ毎のモータの目標速度に関する第1速度テーブルに基づきモータをフィードバック制御させるモータ制御工程と、モータの駆動速度が所定時間だけ目標時間を下回る遅延状態であるか否かを判定する判定工程と、遅延状態であると判定された場合、第1速度テーブルよりも低い目標速度に関する第2速度テーブルに基づく駆動を選択するテーブル選択工程と、を具備するものである。 Furthermore, another invention is based on a speed calculation step for calculating a driving speed of a motor that gives a driving force for transporting the object to be transported, a first speed table for driving the motor, and a target speed of the motor for each transport step. A motor control step for feedback-controlling the motor, a determination step for determining whether or not the motor drive speed is below a target time for a predetermined time, and a first speed table when the delay state is determined. A table selection step of selecting driving based on a second speed table relating to a lower target speed.
このように構成する場合、モータの駆動速度が所定時間だけ目標時間を下回る遅延状態であると判断される場合、テーブル選択手段で第2速度テーブルに基づく駆動へと、変更される。このため、メカ的な負荷が大きく上昇する等により、モータに加わる負荷が大きく、第1速度テーブルに追従できない遅延状態が生じる場合でも、第2速度テーブルに追従させることが可能となる。それにより、遅延状態が継続することにより生じる、被搬送物の搬送精度(停止精度)が悪化したり、駆動時間が目標値よりも大幅に長くなってしまう、という問題が発生するのを防止可能となる。 In such a configuration, when it is determined that the motor driving speed is in a delay state that is less than the target time for a predetermined time, the table selection unit changes the driving to the driving based on the second speed table. For this reason, even when a mechanical load increases greatly and the load applied to the motor is large and a delay state in which the first speed table cannot be followed occurs, it is possible to follow the second speed table. As a result, it is possible to prevent problems such as deterioration of the conveyance accuracy (stop accuracy) of the object to be conveyed and the driving time being significantly longer than the target value, which occurs due to the delay state continuing. It becomes.
以下、本発明の一実施の形態に係るモータ制御装置(主として制御部100)を備えるプリンタ10および駆動制御方法について、図1から図6に基づいて説明する。なお、本実施の形態のプリンタ10は、インクジェット式のプリンタであるが、かかるインクジェット式プリンタは、インクを吐出して印刷可能な装置であれば、いかなる吐出方法を採用した装置でも良い。
Hereinafter, a
また、以下の説明においては、下方側とは、プリンタ10が設置される側を指し、上方側とは、設置される側から離間する側を指す。また、印刷媒体Pが供給される側を給送側(後端側)、印刷媒体Pが排出される側を排紙側(手前側)として説明する。
In the following description, the lower side refers to the side where the
<プリンタ10の概略構成>
図1に示すように、プリンタ10は、不図示の筐体部と、キャリッジ駆動機構20と、用紙搬送機構30と、リア給送機構40と、PFエンコーダ50と、ASFエンコーダ60と、制御部100と、を主要な構成要素としている。
<Schematic Configuration of
As shown in FIG. 1, the
これらのうち、キャリッジ駆動機構20は、キャリッジ21と、キャリッジモータ(CRモータ22)と、ベルト23と、歯車プーリ24、従動プーリ25およびキャリッジ軸26を備えている。キャリッジ21は、各色のインクカートリッジ27を搭載可能としている。また、図1および図2に示すように、キャリッジ21の下面には、インク滴を吐出可能な印刷ヘッド28が設けられている。また、ベルト23は、無端ベルトであり、その一部がキャリッジ21の背面に固定されている。このベルト23は、歯車プーリ24と従動プーリ25とによって張設されている。
Among these, the
なお、本実施の形態の印刷ヘッド28は、ピエゾ素子を用いたピエゾ駆動方式となっている。しかしながら、印刷ヘッド28は、ピエゾ素子を用いたピエゾ駆動方式に限られず、例えばインクをヒータで加熱し、発生する泡の力を利用するヒータ方式、磁歪素子を用いる磁歪方式、ミストを電界で制御するミスト方式等を採用しても良い。
The
図1等に示すように、用紙搬送機構30は、被搬送物としての印刷媒体P等を搬送するための、モータおよび搬送モータとしてのPFモータ31(モータに対応)、印刷媒体Pを搬送/挟持するためのPFローラ対32が設けられている。PFローラ対32には、PFモータ31の駆動により回転させられるPF駆動ローラ32aと、不図示のバネによる付勢力を受けてPF駆動ローラ32aに付勢されるPF従動ローラ32bとが存在する。
As shown in FIG. 1 and the like, the
また、PFローラ対32の排紙側には、プラテン33および上述の印刷ヘッド28が上下に対向する様に配設されている。プラテン33は、載置部に対応すると共に、PFローラ対32によって印刷ヘッド28の下へ搬送されてくる印刷媒体Pを、下方側から支持する。また、プラテン33よりも排紙側には、上述のPFローラ対32と同様の、排紙ローラ対34が設けられている。排紙ローラ対34のうち、排紙駆動ローラ34aには、PF駆動ローラ32aと共に、PFモータ31からの駆動力が伝達される。なお、CRモータ22、PFモータ31および後述するASFモータ42は、DCモータとなっている。
On the paper discharge side of the
図1および図2に示すように、リア給送機構40は、ホッパ41と、ASFモータ42と、給送ローラ43と、リタードローラ44とを備えている。ホッパ41は、印刷媒体Pの下方側を載置する部分である。ホッパ41は、ホッパバネ(図示省略)の付勢力を受け、上端側の回動支点41aを支点として揺動可能に設けられており、かかる揺動により、印刷媒体Pを給送ローラ43に圧接/離間させる動作が実現される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、ASFモータ42(上流側モータに対応)は、給送ローラ43を回転させるための駆動力を与えるモータである。給送ローラ43は、ホッパ41によって押し上げられた印刷媒体Pと接触しつつ回転することにより、接触している最上位の印刷媒体Pを下流側へ給送する。リタードローラ44は、給送ローラ43に対して進退可能に設けられると共に、トルクリミッタ機構によって所定の回転抵抗が与えられている。それにより、給送ローラ43とリタードローラ44との間に複数枚の印刷媒体Pが介在する場合、回転抵抗の方が重なっている印刷媒体Pの間の摩擦力よりも大きいため、リタードローラ44は停止したままとなり、次位以降の印刷媒体Pの重送が防止される。しかしながら、給送ローラ43とリタードローラ44との間に、印刷媒体Pが1枚のみ介在する場合、リタードローラ44は給送ローラ43に対して従動回転し、印刷媒体Pは下流側に送られる。
The ASF motor 42 (corresponding to the upstream motor) is a motor that provides a driving force for rotating the feeding
また、図1に示すように、PFエンコーダ50は、PFモータ31の回転速度を検出するものであり、円盤状スケール51と、ロータリセンサ52と、を具備している。円盤状スケール51は、PFモータ31によって回転させられるが、回転の周方向に沿って一定の間隔毎に、光を透過させる透光部と、光の透過を遮断する遮光部とを有している。また、ロータリセンサ52は、不図示の発光素子と、同じく不図示の受光素子とを主要な構成要素としている光学式のセンサである。このうち、受光素子からは、互いに90度だけ位相のずれているA相およびB相のパルス信号が、後述するASIC104に向けて出力される。
As shown in FIG. 1, the
ASFエンコーダ60は、ASFモータ42の回転速度を検出するものであり、円盤状スケール61と、ロータリセンサ62と、を具備している。なお、ASFエンコーダ60は、PFエンコーダ50と同様の構成であるため、その説明は省略する。
The ASF encoder 60 detects the rotational speed of the
なお、プリンタ10は、その他、キャリッジ21の移動距離等を算出するリニアエンコーダ70、印刷媒体Pの幅を検出する紙幅検出センサ、印刷ヘッド28とプラテン33との間の距離を検出するギャップ検出センサ等、その他のセンサを備えている。
The
<制御部の構成>
次に、制御部100について、図3等に基づいて説明する。制御部100は、各種の制御を行う部分である。この制御部100は、上述のロータリセンサ52,62、不図示の紙幅検出センサ、不図示のギャップ検出センサ、プリンタ10の電源をオン/オフする電源スイッチ等の各出力信号が入力される。
<Configuration of control unit>
Next, the
図3に示すように、制御部100は、CPU(Central Processing Unit )101、メモリ102、インタフェース103、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)104、バス105、タイマ106、PFモータドライバ107、ASFモータドライバ108を有する。なお、制御部100は、請求項でいう、速度算出手段(主としてPF速度演算部121)、記憶部(メモリ102)、モータ制御手段、判定手段(主としてPIDカウント部112、連続数カウント部113、主制御部110)、テーブル選択手段(主として主制御部110)、上流側速度算出手段(主としてASF速度演算部122)、上流側モータ制御手段にそれぞれ相当するものである。
As shown in FIG. 3, the
CPU101は、メモリ102に格納されている制御プログラムに従って動作する。メモリ102はRAMおよびROMを有し、ROMには制御プログラムが予め記憶されている。CPU101が制御プログラムを実行することにより、主制御部110、PID計算部111、PIDカウント部112、連続数カウント部113、速度比較部114が実現される。
The
これらのうち、主制御部110は、モータの制御の全般を司る部分であり、PID計算の実行を指示したり、連続数カウント部113において後述する制限回数に到達した場合、または速度比較部114においてASFモータ42の方が回転速度が速いと判断された場合に、速度テーブルを変更する等の指令を行う部分である。
Of these, the
また、PID計算部111は、PID計算の実行が指示された場合、主制御部110で指定された速度テーブルに基づいて、タイマ106に基づく所定のタイミング毎に、PID制御のためのPID計算を実行する。
When PID calculation is instructed, the
また、PIDカウント部112は、PID計算が為された回数(PID割り込み回数)をカウントする部分である。ここで、本実施の形態では、図4における第1速度テーブル102aのうち、加速領域において、PID計算の回数(PID割り込み回数)のカウントを行うようにしている。これは、それぞれの搬送ステップ毎には、加速領域は絶対に存在するものの、速度が遅い場合には、定速領域は存在しない。加えて、減速領域は目標停止位置等の関係で速度がバラ付く場合がある。そのため、第1速度テーブル102aのうち、加速領域においてのみ、PIDカウント部112でPID計算の回数をカウントするようにしている。
The
また、PIDカウント部112においては、メモリ102から受け渡されるPID回数閾値102c(所定時間に対応)にカウント値が到達した場合、遅延速度となっている旨の情報(遅延情報;遅延状態の一部に対応)を連続数カウント部113に受け渡し、以後、その搬送ステップにおけるPID計算のカウントは行わない。また、新たな搬送ステップにおいてカウントを開始する場合、およびPIDカウント部112におけるカウント値がカウント閾値102cに到達しない場合、当該PIDカウント部112においては、カウント値がゼロにリセットされる。なお、PID回数閾値102cは、例えば500回といった大きな値となっている。
Further, in the
また、連続数カウント部113は、搬送ステップの情報とPIDカウント部112から遅延情報が受け渡される部分であり、連続する搬送ステップにおける、遅延情報の受け渡し回数をカウントする部分である。そして、遅延情報が受け渡される回数が、速度制限閾値102d(所定の閾値に対応)に到達すると、速度制限条件(遅延状態に対応)を満たした旨の情報を主制御部110に受け渡す。なお、搬送ステップの情報が受け渡され、かつ遅延情報が受け渡されると、連続数カウント部113において、カウントUPされるが、搬送ステップの情報が受け渡されても、遅延情報が受け渡されない場合(その搬送ステップにおいて遅延情報が発生しない場合)、カウント値はゼロにリセットされる。
The continuous
速度比較部114は、PFモータ31の回転速度(紙送り速度)と、ASFモータ42の回転速度(紙送り速度)とを比較する。この比較において、ASFモータ42の回転速度の方が、PFモータ31の回転速度よりも速いと判断される場合、その旨の情報を主制御部110に受け渡す。
The
メモリ102には、第1速度テーブル102a、第2速度テーブル102b、PID回数閾値102c、速度制限閾値102dがそれぞれ記憶されている。これらのうち、第1速度テーブル102aは、PFモータ31が速度制限に到達していない状態における、通常の速度テーブルである。上述のPID計算部111は、この第1速度テーブル102aに基づいて、PID制御を実行する。また、第2速度テーブル102bは、PFモータ31が速度制限に到達した状態における、速度テーブルである。当該第2速度テーブル102bに基づいてPFモータ31を駆動させる場合、上述の第1速度テーブル102aでの駆動よりも速度が低くなる。
The
また、PID回数閾値102cは、加速領域におけるPID計算の回数が、遅延情報の出力となるか否かを判定するための閾値である。すなわち、PID計算は、所定のPID周期(所定周期に対応)毎に実行されるので、加速領域においてPID割り込み回数が多い場合には、PFモータ31の回転速度が遅い状態となり、その状態を判定するための閾値が、PID回数閾値102cとなっている。また、速度制限閾値102dは、遅延情報の受信回数が所定の制限回数に到達したか否かを判定するための閾値である。ここで、速度制限閾値102dは、2以上の値となっている。これは、遅延情報を1回だけ受信する場合、その搬送ステップにおいて偶発的に遅延情報が発せられた場合も考えられるため、2回以上の値を閾値としている。
The
また、インタフェース103は、制御部100とコンピュータ130とを電気的に接続し、これらの間で情報の送受信を可能とするために、信号形式等を変換する機能を有している。ASIC104は、PF速度演算部121、ASF速度演算部122、PFモータ制御部123およびASFモータ制御部124を有する。
The
このASIC104において、PF速度演算部121、ASF速度演算部122は、それぞれロータリセンサ52,62から出力されるENC信号のエッジ間の周期を計測し、この周期計測に基づいて、PFモータ31、ASFモータ42の回転速度をそれぞれ算出する。また、PFモータ制御部123、ASFモータ制御部124は、それぞれCPU101からの制御指令に基づいて、PFモータ31、ASFモータ42を制御するための制御信号をそれぞれ出力する。本実施の形態では、PFモータ制御部123およびASFモータ制御部124は、PFモータ31、ASFモータ42の回転量に応じたDuty比のPWM(Pulse Width Modulation)信号をそれぞれ出力する。
In the
また、タイマ106は、不図示のクロック信号をカウントすることで計時する。そして、このカウントにより、予め設定されている時間に到達すると、CPU101に対して、割り込み信号を出力する。 The
PFモータドライバ107、ASFモータドライバ108は、それぞれPFモータ制御部123、ASFモータ制御部124からの制御信号に基づいて、所定のDuty比に対応するパルス電圧を、PFモータ31およびASFモータ42にそれぞれ出力する。
The
<モータの駆動制御について(1)>
以上のような構成のプリンタ10において、モータ制御を行う場合について、図5の動作フローに基づいて、以下に説明する。
<About motor drive control (1)>
A case where the motor control is performed in the
プリンタ10の電源オン中に、例えば印刷の実行等に際して、CPU101からPFモータ31に駆動指令が発せられると、当該PFモータ31は、図4に示すような第1速度テーブル102aに従って、駆動させられる(S01)。それにより、PID計算部111では、加速領域において、PID計算が実行される(S02)。それによって、PFモータ31は、目標速度と現在速度との間の速度偏差ΔVに基づく、PID制御により制御駆動させられ、PFモータ31は、図4に示す第1速度テーブル102aに収束するように制御させられる。ここで、PFモータ31に加わる負荷が大きい場合、速度偏差ΔVの値が大きくなるため、PID計算部111から出力される制御指令値は、Duty比を大きくするものとなる。
If the
しかしながら、プリンタ10のメカ的な負荷が大きいと、図4において一点鎖線で示されるように、Duty比が最大となっているにも拘わらず、PFモータ31が第1速度テーブル102aに追従できない事態が生じる。ここで、PID計算は、所定のPID周期毎に到来するので、PID計算の回数に基づけば、加速領域の終了までの間に要する時間を算出できる。そこで、CPU101においては、加速領域におけるPID計算の回数が、PID回数閾値102cに到達したか否かを判断する(S03)。
However, when the mechanical load of the
上述の判断において、PID計算の回数がPID回数閾値102cに到達したと判断される場合(Yesの場合)、メカ的な負荷が大きく、図4における一点鎖線の状態に対応する。その場合、PIDカウント部112は、連続数カウント部113に向けて、遅延情報を出力する(S04)。それにより、連続数カウント部113では、遅延情報の入力回数のカウントを行う。
In the above determination, when it is determined that the number of PID calculations has reached the
続いて、連続数カウント部113におけるカウント値が、速度制限閾値102dに到達したか否かを判断する(S05)。上述したように、連続数カウント部113では、次の搬送ステップにおいて遅延情報が入力されないと、連続数カウント部113におけるカウント値をゼロにリセットする。そのため、連続数カウント部113におけるカウント値が速度制限閾値102dに到達する状態は、ある特定の搬送ステップにおいて第1速度テーブル102aに追従できないのみならず、それと連続する搬送ステップにおいても第1速度テーブル102aに追従できない状態に対応する。
Subsequently, it is determined whether or not the count value in the continuous
そのため、上述のS05において、速度制限閾値102dに到達したと判断される場合(Yesの場合)、連続数カウント部113は、主制御部110に速度制限条件を満たした旨の情報を受け渡す(S06)。すると、主制御部110では、次の搬送ステップから、速度制限モードでPFモータ31を駆動させる(S07)。すなわち、PFモータ31は、第2速度テーブル102bに収束するように、駆動させられる。
Therefore, when it is determined in S05 described above that the speed limit threshold value 102d has been reached (in the case of Yes), the continuous
なお、上述のS03でPID計算回数がPID回数閾値に到達していないと判断される場合(Noの場合)、およびS05で遅延情報のカウント値が、速度制限閾値102dに到達していないと判断される場合(Noの場合)、後述するS09に進行する。 If it is determined in S03 that the number of PID calculations has not reached the PID number threshold (in the case of No), it is determined in S05 that the delay information count value has not reached the speed limit threshold 102d. If yes (No), the process proceeds to S09 described below.
また、本実施の形態では、主制御部110は、速度制限モードの解除条件を満たすか否かを判断している(S08)。ここで、本実施の形態における解除条件とは、プリンタ10の電源を新たにオンとする場合、インクカートリッジ27を交換する場合が対応している。そして、解除条件を満たしていると判断される場合(Yesの場合)、速度制限モードを解除する(S09)。なお、解除条件を満たしていないと判断される場合(Noの場合)、速度制限モードは解除されず、そのままとなる。
In the present embodiment,
<モータの駆動制御について(2)>
続いて、本発明における、他のモータ制御に関して、図6に基づいて説明する。なお、図6の動作フローは、図5の動作フローに対して、多くの部分が共通している。しかしながら、図6のフローでは、新たなステップとして、速度比較部114においてASFモータ42の駆動速度が、PFモータ31の駆動速度を上回っているか否かを判断している(S10)。この判断は、PFモータ31が第1速度テーブル102aに追従できない状態が発生し、ASFモータ42による印刷媒体Pの送り量の方が大きくなり、印刷媒体Pに弛みが生じるのを防止するために設けられている。
<About motor drive control (2)>
Next, another motor control in the present invention will be described with reference to FIG. Note that the operation flow of FIG. 6 has many parts in common with the operation flow of FIG. However, in the flow of FIG. 6, as a new step, the
なお、上述のS10で、ASFモータ42の駆動速度が、PFモータ31の駆動速度を上回っていると判断される場合(Yesの場合)、上述したS06に進行し、主制御部110に速度制限条件を満たした旨の出力が為される。また、S10で、ASFモータ42の駆動速度が、PFモータ31の駆動速度を上回っていないと判断される場合(Noの場合)、上述したS09に進行し、第1速度テーブル102aに基づいて駆動される。
When it is determined in S10 described above that the driving speed of the
<本発明による効果>
上述のような構成のプリンタ10によると、PFモータ31において速度制限条件を満たすと判断される場合、第2速度テーブル102bに基づく駆動へと変更される。このため、メカ的な負荷が大きく上昇する等により、PFモータ31に加わる負荷が大きく、第1速度テーブル102aに追従できない遅延状態が生じる場合でも、第2速度テーブル102bに追従させることが可能となる。それにより、遅延状態が継続することにより生じる、印刷媒体Pの搬送精度(停止精度)が悪化したり、駆動時間が目標値よりも大幅に長くなってしまう、という問題が発生するのを防止可能となる。
<Effects of the present invention>
According to the
また、第1速度テーブル102aの加速領域において遅延状態に該当するか否か判断している。ここで、それぞれの搬送ステップ毎に、加速領域は絶対に存在するものの、速度が遅い場合には、定速領域は存在しない。加えて、減速領域は目標停止位置等の関係で速度がバラ付く場合がある。そのため、加速領域において遅延状態に該当するか否か判断すれば、PFモータ31が速度制限条件に該当するか否かの判断を確実に行うことが可能となる。
Further, it is determined whether or not a delay state is satisfied in the acceleration region of the first speed table 102a. Here, although the acceleration region absolutely exists for each conveyance step, there is no constant speed region when the speed is low. In addition, the speed of the deceleration region may vary depending on the target stop position and the like. Therefore, if it is determined whether or not the acceleration state corresponds to the delay state, it is possible to reliably determine whether or not the
さらに、PIDカウント部112でPID計算の回数をカウントすることで、加速領域の経過に要する時間を計測することが可能となる。そのため、遅延状態に該当するか否かを容易に判断可能となる。
Furthermore, by counting the number of PID calculations by the
また、連続数カウント部113で遅延情報をカウントすることにより、ある搬送ステップにおいて偶発的に遅延情報が発せられた場合に、自動的に第2速度テーブル102bで駆動されるのを防止することが可能となる。それにより、第2速度テーブル102bでの駆動が頻発するのを防止可能となり、PFモータ31の駆動の信頼性を高めることが可能となる。
Further, by counting the delay information by the continuous
さらに、速度比較部114では、ASFモータ42の駆動速度がPFモータ31の駆動速度を上回る場合にも、第2速度テーブル102bによって、PFモータ31およびASFモータ42が制御駆動させられる。そのため、印刷媒体PがPFモータ31とASFモータ42との間で弛んでしまい、当該印刷媒体Pが印刷ヘッド28に接触する、といった不具合が発生するのを防止可能となる。
Furthermore, in the
また、本実施の形態では、プリンタ10の電源オフのタイミング、またはインクカートリッジ27の交換のタイミングで、第2速度テーブル102bに基づく駆動から、第1速度テーブル102aに基づく駆動へと選択を変更するので、当該タイミングでPFモータ31の駆動速度を速めることが可能となる。
In this embodiment, the selection is changed from driving based on the second speed table 102b to driving based on the first speed table 102a at the timing of turning off the power of the
<変形例>
以上、本発明の一実施の形態について述べたが、本発明は、種々変形可能である。以下、それについて述べる。
<Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified. This will be described below.
上述の実施の形態では、PFモータ31、ASFモータ42として、DCモータを用いる場合について説明している。しかしながら、これらのモータは、DCモータには限られず、例えばモータの騒音がさほど問題とならない場合には、ステッピングモータを用いるようにしても良い。また、同期モータなどのAC(交流)モータとしても良い。
In the above-described embodiment, the case where a DC motor is used as the
また、上述の実施の形態おける制御部100は、回路的またはソフト的に実現されていても良い。また、制御部100は、種々の周辺機器が組み込まれた1チップマイコン等を組み合わせて、構成するようにしても良い。
In addition, the
また、上述の実施の形態では、印刷媒体Pを被搬送物としている。しかしながら、被搬送物は、印刷媒体Pには限られず、例えば、各種の製造装置におけるワークを被搬送物としても良い。 In the above-described embodiment, the print medium P is a transported object. However, the object to be conveyed is not limited to the print medium P. For example, a workpiece in various manufacturing apparatuses may be the object to be conveyed.
また、上述の実施の形態においては、インクジェット方式のプリンタ10にモータ制御装置が設けられている場合を例示して説明している。しかしながら、モータ制御装置は、プリンタ10に設ける場合には限られず、スキャナ装置、コピー装置、各種記録装置等に本発明のモータ制御装置を適用するようにしても良い。また、プリンタとしては、流体を噴射可能なものであれば、インクジェット方式のプリンタ10には限られない。例えば、ジェルジェット方式のプリンタ、トナー方式のプリンタ、ドットインパクト方式のプリンタ等、種々のプリンタに対して、本発明を適用することが可能である。また、上述の実施の形態におけるプリンタ10は、プリンタ機能以外の機能(スキャナ機能、コピー機能等)を備える構成のような、複合的な機器の一部であっても良い。
In the above-described embodiment, the case where the motor control device is provided in the
さらに、上述の実施の形態では、第1速度テーブル102aの加速領域においては、PID制御のみについて説明している。しかしながら、PFモータ31の動き出しは、PID制御には限られず、オープン制御としても良い。さらに、フィードバック制御としては、PID制御には限られず、PI制御、P制御等、種々のフィードバック制御に本発明を適用することが可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, only PID control is described in the acceleration region of the first speed table 102a. However, the movement of the
10…プリンタ、20…キャリッジ駆動機構、30…用紙搬送機構、31…PFモータ(モータに対応)、40…リア給送機構、42…ASFモータ(上流側モータに対応)、50…PFエンコーダ、60…ASFエンコーダ、100…制御部、101…CPU、102…メモリ(記憶部に対応)、104…ASIC、106…タイマ、110…主制御部、111…PID計算部、112…PIDカウント部、113…連続数カウント部、114…速度比較部、121PF速度演算部、122…ASF速度演算部、123…PFモータ制御部、124…ASFモータ制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記モータの駆動速度を算出する速度算出手段と、
搬送ステップ毎の上記モータの目標速度に関する第1速度テーブル、およびこの第1速度テーブルよりも低い目標速度に関する第2速度テーブルを記憶させるための記憶部と、
上記第1速度テーブルまたは上記第2速度テーブルのいずれかの目標速度と、上記駆動速度とに基づいて、上記モータをフィードバック制御するモータ制御手段と、
上記第1速度テーブルに基づき上記モータが駆動される場合に、上記モータの上記駆動速度が所定時間だけ上記目標時間を下回る遅延状態であるか否かを判定する判定手段と、
上記遅延状態であると判定された場合、上記第2速度テーブルに基づく駆動を選択するテーブル選択手段と、
を具備することを特徴とするモータ制御装置。 A motor for providing a driving force for conveying the object to be conveyed;
Speed calculating means for calculating the driving speed of the motor;
A storage unit for storing a first speed table related to the target speed of the motor for each conveyance step and a second speed table related to a target speed lower than the first speed table;
Motor control means for feedback-controlling the motor based on the target speed of either the first speed table or the second speed table and the driving speed;
Determining means for determining whether or not the driving speed of the motor is in a delay state below the target time for a predetermined time when the motor is driven based on the first speed table;
A table selection unit that selects driving based on the second speed table when it is determined that the delay state is present;
A motor control device comprising:
前記所定時間は、記憶部に記憶されていると共に上記PID計算の回数に関するPID回数閾値である、
ことを特徴とする請求項2記載のモータ制御装置。 The motor control means performs PID control by performing PID calculation every predetermined period,
The predetermined time is stored in the storage unit and is a PID number threshold relating to the number of PID calculations.
The motor control device according to claim 2.
上記上流側モータの駆動速度を算出する上流側速度算出手段と、
上記第1速度テーブルまたは上記第2速度テーブルのいずれかの目標速度、および上記駆動速度に基づいて、上記上流側モータをフィードバック制御する上流側モータ制御手段と、
を備え、
前記判定部では、上記上流側モータにおける駆動速度が前記モータの駆動速度を上回った場合に、前記遅延状態であると判断する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 The transported object is transported by the motor and an upstream motor located upstream of the motor, and
Upstream speed calculating means for calculating the driving speed of the upstream motor;
Upstream motor control means for feedback-controlling the upstream motor based on the target speed of either the first speed table or the second speed table and the driving speed;
With
In the determination unit, when the drive speed in the upstream motor exceeds the drive speed of the motor, it is determined that the delay state is present.
The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is a motor control device.
前記被搬送物は、インクカートリッジから供給に基づくインクが印刷ヘッドから吐出される印刷媒体であり、
前記テーブル選択手段は、電源オフのタイミング、または上記インクカートリッジの交換のタイミングで、前記第2速度テーブルに基づく駆動の選択から、前記第1速度テーブルに基づく駆動の選択へと変更する、
ことを特徴とするプリンタ。 While comprising the motor control device according to any one of claims 1 to 5,
The transported object is a print medium on which ink based on supply from an ink cartridge is ejected from a print head,
The table selection means changes from drive selection based on the second speed table to drive selection based on the first speed table at power-off timing or ink cartridge replacement timing.
A printer characterized by that.
上記モータを駆動させると共に、搬送ステップ毎の上記モータの目標速度に関する第1速度テーブルに基づき上記モータをフィードバック制御させるモータ制御工程と、
上記モータの上記駆動速度が所定時間だけ上記目標時間を下回る遅延状態であるか否かを判定する判定工程と、
上記遅延状態であると判定された場合、上記第1速度テーブルよりも低い目標速度に関する第2速度テーブルに基づく駆動を選択するテーブル選択工程と、
を具備することを特徴とするモータ制御方法。 A speed calculating step for calculating a driving speed of a motor that applies a driving force for transporting the object to be transported;
A motor control step of driving the motor and feedback-controlling the motor based on a first speed table relating to a target speed of the motor for each conveyance step;
A determination step of determining whether or not the driving speed of the motor is in a delay state below the target time by a predetermined time;
A table selection step of selecting driving based on a second speed table related to a target speed lower than the first speed table when it is determined that the delay state is present;
A motor control method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008082857A JP2009234015A (en) | 2008-03-27 | 2008-03-27 | Motor control device, printer and motor control method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013227106A (en) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Brother Industries Ltd | Conveyance device |
-
2008
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Cited By (2)
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US8983652B2 (en) | 2012-04-24 | 2015-03-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Transporting apparatus |
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