JP2011217585A - Control device for electronic apparatus, method of limiting torque output of drive source, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モーターなどの駆動源を備える電子機器の制御装置、電子機器に搭載される駆動源のトルク出力制限方法及び該制御装置を備える電子機器に関する。 The present invention relates to a control device for an electronic device including a drive source such as a motor, a torque output limiting method for a drive source mounted on the electronic device, and an electronic device including the control device.
一般に、モーターなどの駆動源を備える電子機器として、装置内に給送された記録媒体(例えば用紙)にインクなどの記録材を付着させて記録処理を施す記録装置が知られている。このような記録装置は、インクなどの記録材を記録媒体に付着させる記録ヘッドと、記録媒体を所定の搬送方向に給送する給送装置と、該給送装置の駆動源としてモーターとを備えている。 2. Description of the Related Art Generally, a recording apparatus that performs a recording process by attaching a recording material such as ink to a recording medium (for example, paper) fed into the apparatus is known as an electronic apparatus including a drive source such as a motor. Such a recording apparatus includes a recording head that attaches a recording material such as ink to a recording medium, a feeding apparatus that feeds the recording medium in a predetermined conveyance direction, and a motor as a drive source of the feeding apparatus. ing.
モーターから出力されるトルクを取得する方法としては、モーターのトルクを検出するためのトルクセンサーを設け、該トルクセンサーからの検出信号に基づきモーターのトルクを検出する方法が提案されている(特許文献1参照)。 As a method for acquiring the torque output from the motor, a method has been proposed in which a torque sensor for detecting the torque of the motor is provided, and the torque of the motor is detected based on a detection signal from the torque sensor (Patent Literature). 1).
また、近年では、モーターから出力されるトルクと該モーターに流れる電流値との間に比例関係があることに着眼し、モーターに流れる電流値を取得して該電流値に基づきモーターのトルクを算出する方法が提案されている。この方法では、トルクセンサーを設ける必要がない分、部品点数及びコストの低減を図ることが可能であった。 Also, in recent years, focusing on the fact that there is a proportional relationship between the torque output from the motor and the current value flowing through the motor, the current value flowing through the motor is acquired and the motor torque is calculated based on the current value. A method has been proposed. In this method, it is possible to reduce the number of parts and the cost because it is not necessary to provide a torque sensor.
ところで、モーターを備える電子機器では、モーターから出力されるトルクが所定の制限値を超えた場合には、トルクの出力制限制御が行なわれることがある。こうした制御を行なう場合、電子機器では、所定間隔毎にモーターのトルクが取得され、該トルクが所定の制限値を超えたか否かが判定される。ところが、モーターのトルクを該モーターに流れる電流値に基づき算出する方法では、所定間隔毎にモーターのトルクを算出することによる制御負荷が増大する問題があった。 Incidentally, in an electronic device including a motor, torque output restriction control may be performed when the torque output from the motor exceeds a predetermined limit value. When such control is performed, the electronic device acquires the torque of the motor at predetermined intervals, and determines whether the torque exceeds a predetermined limit value. However, the method of calculating the torque of the motor based on the value of the current flowing through the motor has a problem of increasing the control load due to the calculation of the motor torque at predetermined intervals.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御負荷を低減させつつ、駆動源から出力されるトルクの制限制御を適切なタイミングで実行させることができる電子機器の制御装置、駆動源のトルク出力制限方法及び電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device that can execute limit control of torque output from a drive source at an appropriate timing while reducing a control load. It is an object to provide a control device, a torque output limiting method for a drive source, and an electronic apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の電子機器の制御装置は、駆動源を備える電子機器の制御装置であって、前記駆動源に流れる電流値を取得する電流値取得手段と、前記駆動源の目標速度を設定する速度設定手段と、前記駆動源の駆動速度を検出する速度検出手段と、前記速度設定手段によって設定された目標速度と前記速度検出手段によって検出された駆動速度との差分を取得する差分取得手段と、前記電流値取得手段によって取得された電流値に基づき前記駆動源から出力されるトルクを算出するトルク算出手段と、前記トルク算出手段によって算出されたトルクが、設定された差分用トルク制限値を超える場合には、前記駆動源に印加する電圧を低下させる電圧調整手段と、を備え、前記トルク算出手段は、前記差分取得手段によって取得された差分が、設定された差分閾値未満である場合には前記駆動源から出力されるトルクを算出しない。 In order to achieve the above object, a control device for an electronic device according to the present invention is a control device for an electronic device including a drive source, and includes a current value acquisition unit that acquires a current value flowing through the drive source, and the drive source. A speed setting means for setting the target speed, a speed detection means for detecting the drive speed of the drive source, and a difference between the target speed set by the speed setting means and the drive speed detected by the speed detection means. The difference acquisition means to acquire, the torque calculation means for calculating the torque output from the drive source based on the current value acquired by the current value acquisition means, and the torque calculated by the torque calculation means are set. Voltage adjustment means for reducing the voltage applied to the drive source when the torque limit value for difference is exceeded, and the torque calculation means is controlled by the difference acquisition means. Obtained difference is, if it is less than the set difference threshold does not calculate the torque output from the drive source.
上記構成によれば、設定された目標速度と検出された駆動速度との差分が差分閾値以上である場合には、駆動源に流れる電流値に基づき駆動源から出力されるトルクが算出される。そして、算出されたトルクが差分用トルク制限値を超える場合には、駆動源に印加される電圧を低下させて該駆動源から出力されるトルクが制限される。すなわち、駆動源から出力されるトルクの制限制御が適切なタイミングで行なわれる。その一方で、上記差分が差分閾値未満である場合には、駆動源から出力されるトルクが過剰にはなっていないと判断され、駆動源から出力されるトルクが算出されない。すなわち、駆動源から適切な大きさのトルクが出力される場合には、電流値に基づいたトルクの算出が行なわれない。したがって、駆動源から適切な大きさのトルクが出力される場合でも電流値に基づきトルクが算出される場合と比較して、トルクの算出を行なう回数が減少される分、トルクの算出に伴う制御負荷が低減される。したがって、制御負荷を低減させつつ、駆動源から出力されるトルクの制限制御を適切なタイミングで実行させることができる。 According to the above configuration, when the difference between the set target speed and the detected drive speed is greater than or equal to the difference threshold, the torque output from the drive source is calculated based on the current value flowing through the drive source. When the calculated torque exceeds the differential torque limit value, the voltage applied to the drive source is reduced to limit the torque output from the drive source. That is, limit control of torque output from the drive source is performed at an appropriate timing. On the other hand, when the difference is less than the difference threshold, it is determined that the torque output from the drive source is not excessive, and the torque output from the drive source is not calculated. That is, when an appropriate magnitude of torque is output from the drive source, the torque is not calculated based on the current value. Therefore, even when torque of an appropriate magnitude is output from the drive source, the number of times the torque is calculated is reduced compared to the case where the torque is calculated based on the current value. The load is reduced. Therefore, it is possible to execute limit control of the torque output from the drive source at an appropriate timing while reducing the control load.
本発明の電子機器の制御装置は、前記差分閾値を、前記駆動源の駆動速度を上昇させる領域を含む第1制御状態である場合には第1の値に設定する一方、前記第1制御状態の後の制御状態であって且つ前記駆動源の駆動速度を一定とする領域を含む第2制御状態である場合には前記第1の値よりも小さい第2の値に設定する閾値設定手段をさらに備える。 The control apparatus for an electronic device according to the present invention sets the difference threshold value to a first value when the difference threshold is in a first control state including a region where the drive speed of the drive source is increased, while the first control state A threshold setting means for setting a second value smaller than the first value in a second control state including a region in which the drive speed of the drive source is constant. Further prepare.
駆動源の駆動速度を上昇させる場合では、設定された目標速度と検出された駆動速度との差分は、駆動源の駆動速度を定速で維持させる場合と比較して大きくなる。そこで、本発明では、第1制御状態である場合における差分閾値は、第2制御状態である場合と比較して大きな値に設定される。そのため、制御状態に関係なく差分閾値が一定値である場合と比較して、電流値を用いたトルクの算出回数を少なくでき、ひいては制御装置の制御負荷を更に低減させることができる。 In the case of increasing the drive speed of the drive source, the difference between the set target speed and the detected drive speed becomes larger than in the case where the drive speed of the drive source is maintained at a constant speed. Therefore, in the present invention, the difference threshold in the first control state is set to a larger value than in the second control state. Therefore, compared to the case where the difference threshold value is a constant value regardless of the control state, the number of times of calculating torque using the current value can be reduced, and the control load of the control device can be further reduced.
本発明の電子機器の制御装置において、前記電流値取得手段は、前記速度検出手段によって検出される前記駆動源の駆動速度と前記駆動源に印加される電圧とに基づき、前記駆動源に流れる電流値を算出する。 In the control apparatus for an electronic device according to the present invention, the current value acquisition unit is configured to supply a current flowing through the drive source based on a drive speed of the drive source detected by the speed detection unit and a voltage applied to the drive source. Calculate the value.
上記構成によれば、駆動源に流れる電流値は、検出される駆動源の駆動速度と駆動源に印加される電圧とによって算出される。そのため、駆動源に流れる電流値を検出するためのセンサーを別途設ける必要がなく、電子機器の部品点数の低減に貢献できる。 According to the above configuration, the value of the current flowing through the drive source is calculated based on the detected drive speed of the drive source and the voltage applied to the drive source. Therefore, there is no need to separately provide a sensor for detecting the value of the current flowing through the drive source, which can contribute to a reduction in the number of parts of the electronic device.
本発明の電子機器の制御装置は、前記電流値取得手段によって取得された前記駆動源に流れる電流値に基づき、前記駆動源の蓄熱量を算出する蓄熱量算出手段をさらに備え、前記トルク算出手段は、前記蓄熱量算出手段によって算出された蓄熱量が予め設定された蓄熱量閾値以上である場合には前記駆動源から出力されるトルクを算出し、前記電圧調整手段は、前記蓄熱量算出手段によって算出された蓄熱量が予め設定された蓄熱量閾値以上である場合において、前記トルク算出手段によって算出されるトルクが予め設定された蓄熱量用トルク制限値を超えるときには、前記駆動源に印加する電圧を低下させる。 The control apparatus for an electronic device according to the present invention further includes a heat storage amount calculation unit that calculates a heat storage amount of the drive source based on a current value flowing through the drive source acquired by the current value acquisition unit, and the torque calculation unit. Calculates the torque output from the drive source when the heat storage amount calculated by the heat storage amount calculation means is greater than or equal to a preset heat storage amount threshold, and the voltage adjustment means includes the heat storage amount calculation means. Is applied to the drive source when the torque calculated by the torque calculation unit exceeds a preset torque limit value for the heat storage amount. Reduce voltage.
駆動源の蓄熱量が多くなり過ぎると、駆動源の性能が低下したり、駆動源の寿命が短くなったりする可能性がある。そこで、本発明では、駆動源の蓄熱量が蓄熱量閾値以上である場合には、駆動源から出力されるトルクが算出される。そして、算出されたトルクが蓄熱量用トルク制限値を超える場合には、駆動源に印加される電圧を低下させて該駆動源から出力されるトルクが制限される。そのため、駆動源を適切に保護できる。 If the amount of heat stored in the drive source is too large, the performance of the drive source may be reduced, or the life of the drive source may be shortened. Therefore, in the present invention, when the heat storage amount of the drive source is equal to or greater than the heat storage amount threshold, the torque output from the drive source is calculated. When the calculated torque exceeds the heat storage amount torque limit value, the voltage applied to the drive source is reduced to limit the torque output from the drive source. Therefore, the drive source can be properly protected.
本発明の電子機器の制御装置において、前記電圧調整手段は、前記差分用トルク制限値が前記蓄熱量用トルク制限値以上である場合において、前記トルク算出手段によって算出されたトルクが前記蓄熱量用トルク制限値を超えるときには、前記駆動源に印加する電圧を低下させる一方、前記差分用トルク制限値が前記蓄熱量用トルク制限値未満である場合において、前記トルク算出手段によって算出されたトルクが前記差分用トルク制限値を超えるときには、前記駆動源に供給する電力を低下させる。 In the control apparatus for an electronic device according to the present invention, the voltage adjustment unit may be configured such that when the difference torque limit value is equal to or greater than the heat storage amount torque limit value, the torque calculated by the torque calculation unit is the heat storage amount. When the torque limit value is exceeded, the voltage applied to the drive source is reduced, while when the difference torque limit value is less than the heat storage amount torque limit value, the torque calculated by the torque calculation means is When the difference torque limit value is exceeded, the power supplied to the drive source is reduced.
上記構成によれば、各トルク制限値のうち値の小さい方のトルク制限値を基準に、駆動源から出力されるトルクの制限制御が行なわれる。そのため、駆動源の蓄熱量の過多の抑制と、駆動源のトルクの出力過多の抑制とを両立できる。 According to the above configuration, limit control of the torque output from the drive source is performed based on the torque limit value having the smaller value among the torque limit values. Therefore, it is possible to achieve both suppression of excessive heat storage amount of the drive source and suppression of excessive output of torque of the drive source.
本発明の電子機器の制御装置は、前記速度設定手段によって設定される目標速度が複数回連続して同一速度となる場合に、前記駆動源の減速度を算出する減速度算出手段をさらに備え、前記トルク算出手段は、前記減速度算出手段によって算出された減速度が予め設定された減速度閾値以上である場合には、前記電流値取得手段によって取得された電流値に基づき前記駆動源から出力されるトルクを算出する。 The control apparatus for an electronic device according to the present invention further includes deceleration calculation means for calculating the deceleration of the drive source when the target speed set by the speed setting means is the same speed continuously several times. The torque calculation means outputs from the drive source based on the current value acquired by the current value acquisition means when the deceleration calculated by the deceleration calculation means is greater than or equal to a preset deceleration threshold value. The torque to be calculated is calculated.
目標速度が複数回連続して同一速度に設定される場合には、通常、駆動源の減速度が大きくなることはない。そこで、本発明では、目標速度が複数回連続して同一速度に設定される場合において、駆動源の減速度が減速度閾値以上であるときには、駆動源から出力されるトルクの過多が発生している可能性があるため、駆動源に流れる電流値に基づき該駆動源から出力されるトルクが算出される。そして、算出されたトルクが差分用トルク制限値を超える場合には、駆動源に印加される電圧を低下させて該駆動源から出力されるトルクが制限される。したがって、駆動源及び該駆動源からのトルクに基づき駆動する被駆動部を適切に保護できる。 When the target speed is set to the same speed a plurality of times in succession, the deceleration of the drive source usually does not increase. Therefore, in the present invention, when the target speed is set to the same speed continuously a plurality of times, if the deceleration of the drive source is equal to or greater than the deceleration threshold, an excessive torque output from the drive source occurs. Therefore, the torque output from the drive source is calculated based on the value of the current flowing through the drive source. When the calculated torque exceeds the differential torque limit value, the voltage applied to the drive source is reduced to limit the torque output from the drive source. Therefore, it is possible to appropriately protect the drive source and the driven part that is driven based on the torque from the drive source.
本発明の電子機器は、駆動源と、前記駆動源から出力されるトルクによって駆動する被駆動部と、上記電子機器の制御装置と、を備える。
上記構成によれば、駆動源から出力されるトルクが適切に調整される。
The electronic device of the present invention includes a drive source, a driven unit that is driven by torque output from the drive source, and a control device for the electronic device.
According to the above configuration, the torque output from the drive source is appropriately adjusted.
一方、本発明の駆動源のトルク出力制限方法は、電子機器に搭載される駆動源のトルク出力制限方法であって、前記駆動源に流れる電流値を取得させる電流値取得ステップと、前記駆動源の目標速度を設定させる速度設定ステップと、前記駆動源の駆動速度を検出させる速度検出ステップと、前記速度設定ステップで設定した目標速度と前記速度検出ステップで検出した駆動速度との差分を取得させる差分取得ステップと、前記電流値取得ステップで取得した電流値に基づき前記駆動源から出力されるトルクを算出させるトルク算出ステップと、前記トルク算出ステップで算出したトルクが、設定された差分用トルク制限値を超える場合には、前記駆動源に印加する電圧を低下させる電圧調整ステップと、を有し、前記差分取得ステップで取得した差分が、設定された差分閾値未満である場合には、前記トルク算出ステップが行なわれない。 On the other hand, the torque output limiting method for a driving source according to the present invention is a torque output limiting method for a driving source mounted on an electronic device, the current value acquiring step for acquiring a current value flowing through the driving source, and the driving source. A speed setting step for setting the target speed, a speed detecting step for detecting the driving speed of the driving source, and a difference between the target speed set in the speed setting step and the driving speed detected in the speed detecting step. A difference acquisition step; a torque calculation step for calculating torque output from the drive source based on the current value acquired in the current value acquisition step; and the torque calculated in the torque calculation step is a set differential torque limit. A voltage adjusting step for reducing the voltage applied to the drive source when the value exceeds the value, and the difference obtaining step takes Difference that is, if it is less than the set difference threshold value, the torque calculation step is not performed.
上記構成によれば、上記電子機器の制御装置と同等の効果を得ることができる。 According to the said structure, the effect equivalent to the control apparatus of the said electronic device can be acquired.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。なお、以下における本明細書中の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は、図1に矢印で示す前後方向(副走査方向)及び左右方向(主走査方向)、並びに上下方向をそれぞれ示すものとする。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description of the present specification, when referring to “front-rear direction”, “left-right direction”, and “up-down direction”, the front-rear direction (sub-scanning direction) and left-right direction (main scanning) indicated by arrows in FIG. Direction) and the vertical direction.
図1に示すように、電子機器としての記録装置11は、インクジェット式のシリアルタイプのプリンターであって、略矩形箱状をなすフレーム12を備えている。このフレーム12内の下部には、記録媒体としての用紙Pを支持するプラテン13が左右方向に沿って延設されている。このプラテン13上には、図1及び図2に示すように、フレーム12の後面下部に設けられた紙送りモーター(以下、「PFモーター」という。)14を駆動源とする被駆動部としての給送装置(「自動給紙装置」ともいう。)15の駆動に基づき、用紙Pが後方側から前方に向けて給送される。なお、PFモーター14の一例として、ステッピングモーターが挙げられる。
As shown in FIG. 1, a recording apparatus 11 as an electronic device is an ink jet serial type printer, and includes a
給送装置15は、プラテン13の後側に配置される給紙ローラー対30と、プラテン13の前側に配置される排紙ローラー対31とを備えている。これら各ローラー対30,31は、PFモーター14から伝達されるトルクによって回転する駆動ローラー30a,31aと、該駆動ローラー30a,31aの回転に伴って従動的に回転する従動ローラー30b,31bとをそれぞれ有している。なお、図1では、各ローラー対30,31の図示を省略している。
The
PFモーター14の図示しない出力軸には、その出力軸の回転速度、回転位置及び回転方向を検出するためのロータリーエンコーダー32が設けられている。このロータリーエンコーダー32は、PFモーター14の出力軸に固定される円盤状の被検出部材(図示略)と、該被検出部材に対向配置される検出部(図示略)とを備えている。被検出部材は、PFモーター14の出力軸を中心とする周方向に沿って等間隔に配置される多数のスリットを有すると共に、検出部は、周方向において互いに異なる位置に配置される複数(一例として2つ)のセンサー(図示略)を有している。そして、検出部の各センサーからは、PFモーター14の出力軸の回転量に応じたパルス状の検出信号が制御装置40に出力される。
An output shaft (not shown) of the
フレーム12内においてプラテン13の上方には、プラテン13の長手方向(左右方向)と平行な棒状のガイド軸16が設けられている。このガイド軸16には、その軸線方向(左右方向であって、主走査方向)に往復移動可能な状態で被駆動部としてのキャリッジ17が支持されている。
A bar-shaped
フレーム12の後壁内面におけるガイド軸16の両端部と対応する各位置には、駆動プーリー18及び従動プーリー19が回転自在な状態で支持されている。駆動プーリー18にはキャリッジ17を往復移動させる際の駆動源となるキャリッジモーター(以下、「CRモーター」ともいう。)20の出力軸が連結されると共に、これら一対のプーリー18,19間には一部がキャリッジ17に連結された無端状のタイミングベルト21が掛装されている。したがって、キャリッジ17は、ガイド軸16にガイドされながら、CRモーター20から出力されるトルクにより無端状のタイミングベルト21を介して左右方向に移動される。なお、CRモーター20の一例として、ステッピングモーターが挙げられる。
A driving
また、フレーム12内には、後壁内面側に配置され且つ左右方向に延びる被検出用テープ22と、キャリッジ17に設けられる検出部23とを備えるリニアエンコーダー24が設けられている。被検出用テープ22は、左右方向に沿って等間隔に配置される多数のスリットを有すると共に、検出部23は、左右方向において互いに異なる位置に配置される複数(一例として2つ)のセンサー(図示略)を有している。そして、検出部23の各センサーからは、キャリッジ17の移動距離に相当するパルス状の検出信号が制御装置40にそれぞれ出力される。
Further, in the
キャリッジ17の下面側には記録ヘッド25が設けられる一方、キャリッジ17上には記録ヘッド25へ供給するインク(記録材)を貯留する複数のインクカートリッジ26が着脱可能に搭載されている。各インクカートリッジ26には、互いに異なる種類(色)のインクがそれぞれ貯留されている。そして、各インクカートリッジ26内に収容されたインクが図示しない圧電素子の駆動により記録ヘッド25の下面に開口する複数のノズル(図示略)に供給され、該各ノズルからインク滴が用紙Pに吐出されることにより、印刷(記録)が行われる。
A
また、フレーム12内において用紙Pが搬送される印刷領域の右側には、用紙Pが搬送されないホームポジション領域が形成されている。このホームポジション領域には、記録ヘッド25のクリーニングなどの各種メンテナンスを行なうためのメンテナンス装置27が設けられている。
In addition, a home position area where the paper P is not transported is formed on the right side of the print area where the paper P is transported within the
次に、本実施形態の記録装置11の電気的構成について説明する。
図2に示すように、記録装置11は、該記録装置11における各種の制御処理を実行する制御装置40を備えている。この制御装置40には、PFモーター14、CRモーター20、リニアエンコーダー24、記録ヘッド25及びロータリーエンコーダー32などが電気的に接続されている。そして、制御装置40は、各エンコーダー24,32などからの検出信号に基づき、PFモーター14、CRモーター20及び記録ヘッド25などの駆動を個別に制御する。
Next, the electrical configuration of the recording apparatus 11 of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the recording device 11 includes a
また、制御装置40は、デジタルコンピューター41(図2では破線で囲まれた部分)、CR用ドライバー42、PF用ドライバー43及びヘッド用ドライバー44などを備えている。また、デジタルコンピューター41は、図示しないCPU、ROM、RAM、不揮発性のメモリー及びASIC((Application Specific IC(特定用途向けIC))などで構築されている。こうしたデジタルコンピューター41は、ハードウェア及びソフトウェアのうち少なくとも一方により実現される機能部分として、主制御部50、CR制御部51、PF制御部52及びヘッド制御部53を備えている。
The
主制御部50は、CR制御部51、PF制御部52及びヘッド制御部53に対して制御指令を適宜出力する。具体的には、主制御部50は、図示しないホストコンピューター側から図示しないインターフェースを介して印刷指令及び画像情報を受信した場合、該画像情報に基づくラスターデータを生成させる旨の制御指令をヘッド制御部53に出力する。また、主制御部50は、用紙Pの給紙を開始させる旨の制御指令をPF制御部52に出力すると共に、キャリッジ17の移動を開始させる旨の制御指令をCR制御部51に出力する。
The
CR制御部51は、キャリッジ17を移動させる場合に、リニアエンコーダー24からの検出信号に基づきCRモーター20を制御する。すなわち、CR制御部51は、リニアエンコーダー24からの検出信号に基づきキャリッジ17の左右方向における位置、移動速度及び移動方向を算出する。そして、CR制御部51は、算出結果などに基づいた駆動信号をCR用ドライバー42に出力する。すると、CRモーター20の出力軸は、CR用ドライバー42から供給される電力に基づき回転する。
The
なお、CR制御部51は、用紙Pの給送時においても、PFモーター14からの動力伝達経路に設けられた図示しないクラッチの接・断制御を行なうためにCRモーター20を駆動させることもある。
The
ヘッド制御部53は、図示しないホストコンピューターなどから受信した画像データに各種変換処理(解像度変換処理、色変換処理及びハーフトーン処理等)を施してラスターデータを生成する。そして、ヘッド制御部53は、画像データに基づく印刷時には、用紙Pの給送及びキャリッジ17の移動などと連動して記録ヘッド25から各種のインク滴が吐出されるように、生成したラスターデータに基づいた駆動信号をヘッド用ドライバー44に出力する。すると、記録ヘッド25の各ノズルからは、ヘッド用ドライバー44から供給される電力に基づきインク滴が各別に吐出される。
The
次に、本実施形態のPF制御部52について説明する。
図2及ぶ図3に示すように、PF制御部52は、用紙Pの給送を行なう場合に、ロータリーエンコーダー32からの検出信号に基づきPFモーター14を制御する。こうしたPF制御部52は、ハードウェア及びソフトウェアのうち少なくとも一方により実現される機能部分として、回転位置算出部60、目標速度設定部61、目標速度記憶部62、クロック信号発生部63、回転速度算出部64及び第1印加電圧設定部65を備えている。また、PF制御部52は、電流値算出部66、差分算出部67、減速度算出部68、トルク算出部69、蓄熱量算出部70、第2印加電圧設定部71及び信号生成部72をさらに備えている。
Next, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
回転位置算出部60は、ロータリーエンコーダー32から出力されるパルス状の検出信号に基づき、回転開始前の停止位置を基準としたPFモーター14の出力軸の相対的な回転位置(以下、単に「回転位置」ともいう。)を算出する。具体的には、回転位置算出部60は、ロータリーエンコーダー32からのパルス状の検出信号に含まれるパルスの数を計数し、該計数結果に基づき出力軸の回転量及び出力軸の回転位置を算出する。そして、回転位置算出部60は、算出したPFモーター14の出力軸の回転位置に関する情報を第1印加電圧設定部65に出力する。
The rotational
目標速度設定部61は、主制御部50によって設定された用紙Pの搬送量に基づき、目標速度テーブルを構築し、該目標速度テーブルを目標速度記憶部62に記憶させる。すなわち、目標速度設定部61は、図4に示すように、PFモーター14の出力軸の目標速度Vtを次第に高速にする加速領域と、目標速度Vtを一定とする定速領域と、目標速度Vtを次第に低速にする減速領域とを設定する。定速領域は、用紙Pの搬送量が多いほど広めに設定される。そのため、用紙Pの搬送量が非常に少ない場合には、定速領域が設定されずに、加速領域の後に減速領域が設定されることもある。
The target
図3に示すように、目標速度記憶部62は、主制御部50によって用紙Pの搬送量が設定される毎に目標速度テーブルが更新されるように、RAMの一部によって構築されている。
As shown in FIG. 3, the target
クロック信号発生部63は、周期的な信号、即ちクロック信号を生成するクロック発生回路(図示略)を備えている。そして、クロック信号発生部63は、クロック発生回路で生成されたクロック信号を回転速度算出部64に出力する。
The clock
回転速度算出部64は、ロータリーエンコーダー32から出力されるパルス状の検出信号と、クロック信号発生部63から出力されるクロック信号とに基づき、PFモーター14の出力軸の回転速度Vnを算出する。具体的には、回転速度算出部64は、ロータリーエンコーダー32からのパルス状の検出信号におけるパルスの発生周期を、クロック信号に基づき算出する。そして、回転速度算出部64は、算出したパルスの発生周期が短いほど高速となるようにPFモーター14の出力軸の回転速度Vnを算出すると共に、該回転速度Vnに関する情報を第1印加電圧設定部65、電流値算出部66、差分算出部67及び減速度算出部68に出力する。したがって、本実施形態では、クロック信号発生部63及び回転速度算出部64により、PFモーター14の回転速度(駆動速度)Vnを算出する速度検出手段が構成される。
The rotation
第1印加電圧設定部65は、回転位置算出部60から入力されたPFモーター14の出力軸の回転位置に対応した目標速度Vtを、目標速度記憶部62に設定された目標速度テーブルから取得する。一例として、図4に示すように、PFモーター14の出力軸の回転位置が第1位置P1である場合、第1印加電圧設定部65は、目標速度テーブルから第1位置P1に対応する第1速度Vt1を取得し、該第1速度Vt1を目標速度Vtとする。そして、第1印加電圧設定部65は、図3に示すように、設定した目標速度Vtに関する情報を差分算出部67に出力する。したがって、本実施形態では、第1印加電圧設定部65が、PFモーター14の目標速度Vtを設定する目標速度設定手段として機能する。
The first applied
また、第1印加電圧設定部65は、回転速度算出部64から入力されたPFモーター14の出力軸の回転速度Vnと目標速度テーブルから取得した目標速度Vtとに基づき、PFモーター14に印加する電圧(以下、「第1電圧」ともいう。)V1を設定する。すなわち、第1印加電圧設定部65は、目標速度Vtから回転速度Vnを減算した値が大きいほど第1電圧V1を高電圧に設定する。そして、第1印加電圧設定部65は、設定した第1電圧V1に関する情報を第2印加電圧設定部71に出力する。
The first applied
電流値算出部66は、回転速度算出部64から入力されたPFモーター14の出力軸の回転速度Vnと第2印加電圧設定部71から入力されたPFモーター14に実際に印加する電圧(以下、「第2電圧」ともいう。)V2とに基づき、PFモーター14に流れる電流値Iを算出する。すなわち、PFモーター14の出力軸の回転速度Vnが一定である場合には、PFモーター14に印加される第2電圧V2が高圧であるほどPFモーター14から出力されるトルクが大きいため、電流値Iが大きな値とされる。また、PFモーター14に印加される第2電圧V2が一定である場合には、PFモーター14の出力軸の回転速度Vnが高速であるほどPFモーター14から出力されるトルクが小さいため、電流値Iが小さな値とされる。そして、電流値算出部66は、算出した電流値Iに関する情報をトルク算出部69及び蓄熱量算出部70に出力する。したがって、本実施形態では、電流値算出部66が、PFモーター14に流れる電流値Iを取得する電流値取得手段として機能する。
The current
差分算出部67は、第1印加電圧設定部65から入力された目標速度Vtと、回転速度算出部64から入力された回転速度Vnとの差分Vsub(=Vt−Vn)を算出する。そして、差分算出部67は、算出した差分Vsubに関する情報をトルク算出部69に出力する。したがって、本実施形態では、差分算出部67が、差分取得手段として機能する。
The
減速度算出部68は、回転速度算出部64から入力された回転速度Vnに対して時間微分を施し、PFモーター14の出力軸の減速度DVnを取得する。そして、減速度算出部68は、取得した減速度DVnに関する情報をトルク算出部69に出力する。したがって、本実施形態では、減速度算出部68が、減速度算出手段として機能する。
The
トルク算出部69は、差分算出部67から入力された差分Vsub、減速度算出部68から入力された減速度DVn及び第2印加電圧設定部71からのトルク算出指令に基づき、PFモーター14から出力されるトルクTrを算出するか否かを判断する。そして、トルク算出部69は、トルクTrを算出すると判断した場合、電流値算出部66から入力された電流値Iに対して所定のトルク算出用計数を乗算し、該乗算結果をPFモーター14から出力されるトルクTrとする。また、トルク算出部69は、算出したトルクTrに関する情報を第2印加電圧設定部71に出力する。したがって、本実施形態では、トルク算出部69が、トルク算出手段として機能する。
The
蓄熱量算出部70は、電流値算出部66から入力された電流値Iに基づきPFモーター14の蓄熱量Esを所定周期毎に算出する。具体的には、蓄熱量算出部70は、PFモーター14の駆動時には、所定周期に相当する時間(以下、「単位時間」ともいう。)あたりにおけるPFモーター14の発熱量を、電流値算出部66から入力された電流値Iに基づき算出する。一方、蓄熱量算出部70は、PFモーター14の停止時には、単位時間あたりにおけるPFモーター14からの放熱量を算出する。一例として、蓄熱量算出部70は、前回に算出した蓄熱量Esに対して放熱ゲイン(例えば0.1)を乗算し、該乗算結果を単位時間あたりの放熱量とする。そして、蓄熱量算出部70は、PFモーター14の駆動時には、前回に算出した蓄熱量Esに対して、算出した発熱量を加算し、該加算結果を今回のPFモーター14の蓄熱量Esとする。また、蓄熱量算出部70は、PFモーター14の停止時には、前回に算出した蓄熱量Esに対して、算出した放熱量を減算し、該減算結果を今回のPFモーター14の蓄熱量Esとする。そして、蓄熱量算出部70は、算出した蓄熱量Esに関する情報を第2印加電圧設定部71に出力する。したがって、本実施形態では、蓄熱量算出部70が、蓄熱量算出手段として機能する。
The heat storage
第2印加電圧設定部71は、蓄熱量算出部70から入力された蓄熱量Esに基づき、必要に応じてトルク算出指令をトルク算出部69に出力する。また、第2印加電圧設定部71は、第1印加電圧設定部65から入力された第1電圧V1と、トルク算出部69から入力されたトルクTrと、蓄熱量算出部70から入力された蓄熱量Esとに基づき、PFモーター14に実際に印加する第2電圧V2を設定する。そして、第2印加電圧設定部71は、設定した第2電圧V2に関する情報を信号生成部72及び電流値算出部66に出力する。
The second applied
信号生成部72は、図示しないPWM(Pulse Width Modulation)波形生成回路を備えている。そして、信号生成部72は、第2印加電圧設定部71から入力された第2電圧V2に応じた駆動信号(パルス信号)を生成し、該駆動信号をPF用ドライバー43に出力する。その結果、PFモーター14は、駆動信号に応じた態様で駆動する。
The
次に、PF制御部52が実行するPFモーター駆動処理ルーチンについて、図5及び図6に示すフローチャートと、図7に示すタイミングチャートとに基づき説明する。
さて、PFモーター駆動処理ルーチンは、主制御部50から用紙Pの搬送を促す制御指令が入力されると実行される。そして、初めのステップS10では、目標速度設定部61は、用紙Pの搬送量に応じた目標速度テーブル(図4参照)を構築し、該目標速度テーブルを目標速度記憶部62に記憶させる。次のステップS11では、回転位置算出部60は、ロータリーエンコーダー32からのパルス状の検出信号に基づきPFモーター14の出力軸の回転位置Pnを算出する。
Next, the PF motor drive processing routine executed by the
The PF motor drive processing routine is executed when a control command for prompting conveyance of the paper P is input from the
次のステップS12では、第1印加電圧設定部65は、ステップS11で算出されたPFモーター14の出力軸の回転位置(即ち、現時点の回転位置)Pnが目標位置Ptと一致するか否かを判定する。この目標位置Ptとは、今回の制御指令に基づく用紙Pの搬送が完了した時点でPFモーター14の出力軸が本来位置すべき回転位置である。そして、第1印加電圧設定部65は、回転位置Pnが目標位置Ptと一致する場合には、PFモーター14を駆動させる必要がなくなったため、PFモーター駆動処理ルーチンを終了させる一方、回転位置Pnが目標位置Ptと一致しない場合にはその処理が次のステップS13に移行させる。
In the next step S12, the first applied
ステップS13では、回転速度算出部64は、ロータリーエンコーダー32からのパルス状の検出信号に基づきPFモーター14の出力軸の回転速度Vnを算出する。したがって、本実施形態では、ステップS13が、速度検出ステップに相当する。
In step S <b> 13, the rotation
次のステップS14では、第1印加電圧設定部65は、ステップS11で算出された回転位置Pnに応じたPFモーター14の出力軸の目標速度Vtを、ステップS10で構築された目標速度テーブルから取得する。したがって、本実施形態では、ステップS14が、速度設定ステップに相当する。次のステップS15では、第1印加電圧設定部65は、ステップS13で算出された回転速度VnとステップS14で取得された目標速度Vtとに基づき、第1電圧V1を設定する。この第1電圧V1は、回転速度Vnを目標速度Vtに近づけるために必要な電圧である。
In the next step S14, the first applied
次のステップS16では、電流値算出部66は、PFモーター14に印加される第2電圧V2とステップS13で算出された回転速度Vnとに基づき、PFモーター14に流れる電流値Iを算出する。したがって、本実施形態では、ステップS16が、電流値取得ステップに相当する。
In the next step S16, the current
次のステップS17では、蓄熱量算出部70は、ステップS16で算出された電流値Iに基づきPFモーター14の蓄熱量Esを算出する。次のステップS18では、第2印加電圧設定部71は、ステップS17で算出された蓄熱量Esが予め設定された蓄熱量閾値KEs以上であるか否かを判定する。この蓄熱量閾値KEsは、PFモーター14の蓄熱量Esの過多の可能性があるか否かを判断するための基準値であって、モーターの特性に基づき予め設定された値である。そして、第2印加電圧設定部71は、蓄熱量Esが蓄熱量閾値KEs未満である場合にはその処理を後述するステップS20に移行させる一方、蓄熱量Esが蓄熱量閾値KEs以上である場合にはその処理を次のステップS19に移行させる。
In the next step S17, the heat storage
ステップS19では、第2印加電圧設定部71は、蓄熱量用トルク制限値としての第2制限値KTr2を設定すると共に、トルク算出指令をトルク算出部69に出力する。その後、第2印加電圧設定部71は、その処理を後述するステップS21に移行させる。第2制限値KTr2は、PFモーター14が蓄熱過多になった場合に、PFモーター14から出力されるトルクTrを制限するための基準値である。
In step S <b> 19, the second applied
ステップS20では、第2印加電圧設定部71は、第2制限値KTr2の設定を解除し、その後、その処理を次のステップS21に移行させる。なお、第2制限値KTr2が設定されていない場合には、PFモーター14の蓄熱量Esの上昇を抑制させるためのPFモーター14のトルクTrの出力制限が行なわれない。
In step S20, the second applied
ステップS21では、減速度算出部68は、PFモーター14の制御状態が第2制御状態であるか否かを判定する。ここで、図7(a)に示すように、PFモーター14の制御状態は、第1制御状態、第1制御状態の次の第2制御状態及び第2制御状態の次の第3制御状態に分類される。第1制御状態とは、PFモーター14の出力軸の回転速度Vnを加速させるための制御状態であって、目標速度設定部61によって設定された加速領域と、定速領域の初めの一部とを含んでいる。定速領域の初めの一部とは、PFモーター14の出力軸の回転を制御するにあたってオーバーシュート(Overshoot )する部分であって、回転速度Vnが実際には未だ安定していない制御領域である。また、第2制御状態とは、PFモーター14の出力軸の回転速度Vnが実際に安定した制御領域である。そして、第3制御状態とは、PFモーター14の出力軸の回転速度Vnを減速させる制御領域であって、減速領域とほぼ一致する。
In step S21, the
図6に戻り、減速度算出部68は、PFモーター14の制御状態が第2制御状態ではない場合にはその処理を後述するステップS24に移行させる一方、PFモーター14の制御状態が第2制御状態である場合にはその処理を次のステップS22に移行させる。
Returning to FIG. 6, when the control state of the
ステップS22では、減速度算出部68は、ステップS13で算出された回転速度Vnに基づき、PFモーター14の出力軸の減速度DVnを算出する。次のステップS23では、トルク算出部69は、ステップS22で算出された減速度DVnが予め設定された減速度閾値KDVn以上であるか否かを判定する。この減速度閾値KDVnは、定速で駆動しているはずのPFモーター14、PFモーター14から出力されるトルクTrによって駆動する各ローラー対30,31及びPFモーター14からのトルク伝達経路上に異常が発生したか否かを判断するための基準値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。そして、トルク算出部69は、減速度DVnが減速度閾値KDVn以上である場合にはその処理を後述するステップS28に移行させる一方、減速度DVnが減速度閾値KDVn未満である場合にはその処理を次のステップS24に移行させる。
In step S22, the
ステップS24では、差分算出部67は、ステップS14で取得された目標速度VtからステップS13で算出された回転速度Vnを減算し、差分Vsubを取得する。したがって、本実施形態では、ステップS24が、差分取得ステップに相当する。
In step S24, the
次のステップS25では、トルク算出部69は、PFモーター14の制御状態(第1制御状態、第2制御状態、第3制御状態)に応じた差分閾値KVsubを設定する。具体的には、トルク算出部69は、図7(b)に示すように、差分閾値KVsubを、第1制御状態である場合には第1の値KV1に設定する一方、第2制御状態及び第3制御状態である場合には第1の値KV1よりも小さい第2の値KV2に設定する。第1の値KV1及び第2の値KV2は、用紙Pを正常に搬送する場合には差分Vsubが超えないようにそれぞれ設定される。したがって、本実施形態では、トルク算出部69が、閾値設定手段としても機能する。
In the next step S25, the
図6に戻り、ステップS26では、トルク算出部69は、ステップS24で算出された差分VsubがステップS25で設定された差分閾値KVsub以上であるか否かを判定する。そして、トルク算出部69は、差分Vsubが差分閾値KVsub以上である場合にはその処理を後述するステップS28に移行させる一方、差分Vsubが差分閾値KVsub未満である場合にはその処理を次のステップS27に移行させる。
Returning to FIG. 6, in step S <b> 26, the
ステップS27では、トルク算出部69は、第2制限値KTr2が設定されているか否かを判定する。そして、トルク算出部69は、第2制限値KTr2が設定されていない場合(即ち、上記ステップS20が実行された場合)にはその処理を後述するステップS34に移行させる一方、第2制限値KTr2が設定された場合(即ち、上記ステップS19が実行された場合)にはその処理を次のステップS28に移行させる。
In step S27, the
ステップS28では、トルク算出部69は、ステップS16で算出された電流値Iに基づき、PFモーター14から出力されるトルクTrを算出する。したがって、本実施形態では、ステップS28が、トルク算出ステップに相当する。
In step S28, the
次のステップS29では、第2印加電圧設定部71は、PFモーター14の制御状態(第1制御状態、第2制御状態、第3制御状態)に応じた差分用トルク制限値としての第1制限値KTr1を設定する。具体的には、第2印加電圧設定部71は、図7(c)に示すように、第1制限値KTr1を、第1制御状態及び第3制御状態である場合には第2制限値KTr2よりも大きな値に設定する一方、第2制御状態である場合には第2制限値KTr2よりも小さい値に設定する。すなわち、PFモーター14の出力軸が加減速中である場合には、PFモーター14から大きなトルクTrが発生しやすいため、第1制御状態及び第3制御状態の場合の第1制限値KTr1は、第2制御状態の場合の第1制限値KTr1よりも大きな値に設定される。したがって、本実施形態では、第2印加電圧設定部71が、制限値設定手段としても機能する。
In the next step S29, the second applied
図6に戻り、次のステップS30では、第2印加電圧設定部71は、ステップS29で設定された第1制限値KTr1が第2制限値KTr2未満であるか否かを判定する。そして、第2印加電圧設定部71は、第1制限値KTr1が第2制限値KTr2以上である場合にはその処理を後述するステップS32に移行させる一方、第1制限値KTr1が第2制限値KTr2未満である場合にはその処理を次のステップS31に移行させる。
Returning to FIG. 6, in the next step S30, the second applied
ステップS31では、第2印加電圧設定部71は、ステップS28で算出されたトルクTrがステップS29で設定された第1制限値KTr1を超えたか否かを判定する。そして、第2印加電圧設定部71は、トルクTrが第1制限値KTr1以下である場合にはその処理を後述するステップS34に移行させる一方、トルクTrが第1制限値KTr1を超えた場合にはその処理を後述するステップS33に移行させる。
In step S31, the second applied
ステップS32では、第2印加電圧設定部71は、ステップS28で算出されたトルクTrがステップS19で設定された第2制限値KTr2を超えたか否かを判定する。そして、第2印加電圧設定部71は、トルクTrが第2制限値KTr2以下である場合にはその処理を後述するステップS34に移行させる一方、トルクTrが第2制限値KTr2を超えた場合にはその処理を次のステップS33に移行させる。
In step S32, the second applied
ステップS33では、第2印加電圧設定部71は、トルク出力制限制御を行なう。具体的には、第2印加電圧設定部71は、ステップS31の判定処理が実行された場合にはトルクTrが第1制限値KTr1未満となるような電圧が第2電圧V2として設定される。また、第2印加電圧設定部71は、ステップS32の判定処理が実行された場合にはトルクTrが第2制限値KTr2未満となるような電圧が第2電圧V2として設定される。こうして設定された第2電圧V2は、ステップS15で設定された第1電圧V1よりも低電圧である。その後、第2印加電圧設定部71は、その処理を次のステップS34に移行させる。したがって、本実施形態では、第2印加電圧設定部71が、電圧調整手段としても機能する。また、ステップS33が、電圧調整ステップに相当する。
In step S33, the second applied
ステップS34では、信号生成部72は、設定された第2電圧V2に応じた駆動信号を生成し、該駆動信号をPF用ドライバー43に出力する。このとき、ステップS33のトルク出力制限処理が実行されていない場合、第2電圧V2は、ステップS15で設定された第1電圧V1と同一電圧に設定される。その後、信号生成部72は、その処理を前述したステップS11に移行させる。
In step S <b> 34, the
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)用紙Pの搬送時には、該用紙Pを正常に搬送できなくなる所謂紙ジャムが発生することがある。この場合、PFモーター14から出力されたトルクTrに基づき駆動する各ローラー対30,31は、トルクTrが伝達されているにも関わらず、適切に駆動できなくなることがある。すると、各ローラー対30,31、該各ローラー対30,31とPFモーター14とのトルク伝達経路上に配置される各種部材(ギヤなど)及びPFモーター14に多大なる負荷が加わる。そこで、本実施形態では、PFモーター14の駆動時において、設定された目標速度Vtと算出された回転速度Vnとの差分Vsubが差分閾値KVsub以上である場合には、各ローラー対30,31、該各ローラー対30,31とPFモーター14とのトルク伝達経路上に配置される各種部材及びPFモーター14に多大なる負荷が加わる異常状態であると判断する。すると、PFモーター14に流れる電流値Iに基づきPFモーター14から出力されるトルクTrが算出される。そして、算出されたトルクTrが第1制限値KTr1を超えた場合には、PFモーター14に印加される第2電圧V2を低下させて該PFモーター14から出力されるトルクTrが制限される。すなわち、PFモーター14から出力されるトルクTrの制限制御を適切なタイミングで実行できる。したがって、各ローラー対30,31、該各ローラー対30,31とPFモーター14とのトルク伝達経路上に配置される各種部材及びPFモーター14を好適に保護できる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the paper P is transported, a so-called paper jam may occur in which the paper P cannot be transported normally. In this case, each of the roller pairs 30 and 31 that are driven based on the torque Tr output from the
(2)その一方で、差分Vsubが差分閾値KVsub未満である場合には、異常状態ではないと判断され、PFモーター14から出力されるトルクTrが算出されない。すなわち、PFモーター14から適切な大きさのトルクTrが出力される場合には、電流値Iを用いた乗算処理によるトルクTrの算出が行なわれない。ちなみに、トルクTrを算出する乗算処理は、差分Vsubを算出するための減算処理や差分Vsubと差分閾値KVsubとを用いた判定処理と比較して制御負荷が非常に大きい。したがって、差分Vsubの大きさに関係なくトルクTrが算出される場合と比較して、トルクTrを算出する回数が減少される分、PF制御部52の制御負荷を低減させることができる。
(2) On the other hand, when the difference Vsub is less than the difference threshold value KVsub, it is determined that there is no abnormal state, and the torque Tr output from the
(3)第1制御状態である場合における差分Vsubは、第2制御状態や第3制御状態の場合における差分Vsubと比較して大きくなりやすい。そのため、制御状態に関係なく差分閾値KVsubを一定値としたとすると、第1制御状態の場合には、PFモーター14の出力軸の回転を加速させる際に生じた差分Vsubが差分閾値KVsub以上となり、異常状態ではなくてもトルクTrの算出処理が行なわれる可能性がある。また、第2制御状態や第3制御状態の場合には、異常状態となって差分Vsubが大きくなっても該差分Vsubが差分閾値KVsub以上となるまでに時間を要し、トルクTrの算出処理がなかなか行なわれず、トルクTrの出力制限が開始されるタイミングが遅れるおそれがある。
(3) The difference Vsub in the first control state tends to be larger than the difference Vsub in the second control state or the third control state. Therefore, assuming that the difference threshold value KVsub is a constant value regardless of the control state, in the first control state, the difference Vsub generated when accelerating the rotation of the output shaft of the
この点、本実施形態では、第1制御状態である場合における差分閾値KVsubは、第2制御状態や第3制御状態である場合と比較して大きな値に設定される。そのため、制御状態に関係なく差分閾値KVsubが一定値である場合と比較して、電流値Iを用いたトルクTrの算出回数を少なくでき、ひいてはPF制御部52の制御負荷を更に低減させることができる。また、第2制御状態や第3制御状態である場合には、適切なタイミングでトルクTrの出力制限を開始させることができる。
In this regard, in the present embodiment, the difference threshold value KVsub in the first control state is set to a larger value than in the second control state or the third control state. Therefore, compared with the case where the difference threshold value KVsub is a constant value regardless of the control state, the number of times of calculation of the torque Tr using the current value I can be reduced, and the control load of the
(4)本実施形態では、PFモーター14に流れる電流値Iは、検出されるPFモーター14の出力軸の回転速度VnとPFモーター14に印加される第2電圧V2とによって算出される。そのため、PFモーター14に流れる電流値Iを検出するためのセンサーを別途設ける必要がなく、記録装置11の部品点数の低減に貢献できる。
(4) In the present embodiment, the current value I flowing through the
(5)また、トルクTrの算出に用いられる電流値Iは、PFモーター14の蓄熱量Esを算出する際にも用いられる。すなわち、一つのパラメーター(この場合は電流値I)を用いて、複数(本実施形態では2つ)の値(トルクTr及び蓄熱量Es)が算出される。そのため、トルクTr及び蓄熱量Esを別々のパラメーターを用いて算出する場合と比較して、PF制御部52の制御負荷を低減させることができる。
(5) The current value I used for calculating the torque Tr is also used when calculating the heat storage amount Es of the
(6)PFモーター14の蓄熱量Esが多くなり過ぎると、PFモーター14の性能が低下したり、PFモーター14の寿命が短くなったりする可能性がある。そこで、本実施形態では、PFモーター14の蓄熱量Esが蓄熱量閾値KEs以上である場合には、PFモーター14から出力されるトルクTrが算出される。そして、算出されたトルクTrが第2制限値KTr2を超えるときには、トルクTrの出力制限が行なわれる。そのため、PFモーター14の蓄熱量Esの過多を抑制でき、該PFモーター14を適切に保護できる。
(6) If the heat storage amount Es of the
(7)各制限値KTr1,KTr2のうち値の小さい方の制限値(例えば第1制限値KTr1)を基準に、トルクTrの出力制限が行なわれる。そのため、PFモーター14の蓄熱量Esの過多の抑制と、PFモーター14のトルクTrの出力過多の抑制とを両立できる。
(7) Output of torque Tr is limited based on the limit value (for example, first limit value KTr1) having a smaller value among the limit values KTr1 and KTr2. Therefore, it is possible to achieve both suppression of excessive heat storage amount Es of the
(8)目標速度Vtが複数回連続して同一速度に設定される定速領域である場合には、通常、PFモーター14の減速度DVnが大きくなることはない。換言すると、定速領域である場合においてPFモーター14の減速度DVnが大きくなるときには、異常状態になった可能性がある。そこで、本実施形態では、定速領域である場合においてPFモーター14の減速度DVnが減速度閾値KDVn以上であるときには、異常状態になった可能性があるため、差分Vsubの大きさに関係なくPFモーター14から出力されるトルクTrが算出される。そして、算出されたトルクTrが第1制限値KTr1を超える場合には、トルクTrの出力制限が開始される。したがって、各ローラー対30,31、該各ローラー対30,31とPFモーター14とのトルク伝達経路上に配置される各種部材及びPFモーター14を適切に保護できる。
(8) When the target speed Vt is a constant speed region that is set to the same speed continuously a plurality of times, the deceleration DVn of the
(9)本実施形態では、第1制限値KTr1は、制御状態(第1制御状態、第2制御状態、第3制御状態)に応じた値に設定される。そのため、その時点の制御状態に応じた適切なタイミングでトルクTrの出力制限を開始させることができる。 (9) In the present embodiment, the first limit value KTr1 is set to a value according to the control state (first control state, second control state, third control state). Therefore, the output limitation of the torque Tr can be started at an appropriate timing according to the control state at that time.
(10)PFモーター14が適切に保護されるため、記録装置11の製品寿命を長くすることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
(10) Since the
In addition, you may change the said embodiment as follows.
・実施形態において、ステップS21,S22,S23の各処理を省略してもよい。すなわち、第2制御状態である場合における減速度DVnに基づき、トルクTrの算出を開始させるか否かを判定しなくてもよい。 In the embodiment, each process of steps S21, S22, and S23 may be omitted. That is, it is not necessary to determine whether to start calculating the torque Tr based on the deceleration DVn in the case of the second control state.
・第1制御状態における差分Vsubの変化の仕方は、図8(a)に示すように、毎回ほぼ同一である。同様に、第3制御状態における差分Vsubの変化の仕方は、毎回ほぼ同一である。そこで、図8(b)に示すように、PFモーター14の特性に応じた差分Vsubの変化を予め取得しておき、該予め取得された差分Vsubの変化に対して所定のオフセット値Oftを加算し、該加算結果を差分閾値KVsubとしてもよい。このように構成すると、PFモーター14の出力軸の回転位置Pnに応じた最適な差分閾値KVsubを設定することができる。
The way of changing the difference Vsub in the first control state is almost the same every time as shown in FIG. Similarly, the way of changing the difference Vsub in the third control state is almost the same every time. Therefore, as shown in FIG. 8B, a change in the difference Vsub corresponding to the characteristics of the
・実施形態において、差分Vsubが差分閾値KVsub以上となった場合には、各制限値KTr1,KTr2の大小に関係なく、算出されたトルクTrが第1制限値KTr1を超えたことを契機にトルクTrの出力制限を行なってもよい。 In the embodiment, when the difference Vsub is equal to or greater than the difference threshold value KVsub, the torque is triggered when the calculated torque Tr exceeds the first limit value KTr1 regardless of the size of the limit values KTr1 and KTr2. Tr output may be limited.
・実施形態において、第2制限値KTr2が設定された場合には、各制限値KTr1,KTr2の大小に関係なく、算出されたトルクTrが第2制限値KTr2を超えたことを契機にトルクTrの出力制限を行なってもよい。 In the embodiment, when the second limit value KTr2 is set, the torque Tr is triggered when the calculated torque Tr exceeds the second limit value KTr2 regardless of the size of the limit values KTr1 and KTr2. May be limited.
・実施形態において、PFモーター14の蓄熱量Esが蓄熱量閾値Es以上になった場合には、現時点でPFモーター14から出力されるトルクTrの大きさに関係なく、トルクの出力制限を行なってもよい。
In the embodiment, when the heat storage amount Es of the
・実施形態において、PFモーター14に流れる電流値Iを検出するための電流センサーを設けてもよい。このように構成すると、PF制御部52における制御負荷を低減できる。なお、本発明において「取得」とは、算出と、センサーを用いた検出との両方を含んだ概念である。
In the embodiment, a current sensor for detecting the current value I flowing through the
・実施形態において、第3制御状態における差分閾値KVsubを、第1制御状態における差分閾値KVsubよりも小さい値に設定してもよい。
・実施形態において、差分閾値KVsubは、制御状態(第1制御状態、第2制御状態、第3制御状態)に関係なく一定値であってもよい。
In the embodiment, the difference threshold value KVsub in the third control state may be set to a value smaller than the difference threshold value KVsub in the first control state.
In the embodiment, the difference threshold value KVsub may be a constant value regardless of the control state (the first control state, the second control state, and the third control state).
・実施形態において、PFモーター14及びCRモーター20は、直流モーターであってもよい。
・本発明を、CRモーター20のトルク出力制限に具体化してもよい。
In the embodiment, the
The present invention may be embodied to limit the torque output of the
・各実施形態では、記録装置をインクジェット式のシリアルプリンターに具体化したが、インク以外の他の液体(記録材)を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよく、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。 In each embodiment, the recording apparatus is embodied as an ink jet type serial printer. However, a liquid ejecting apparatus that ejects or ejects liquid (recording material) other than ink may be employed. The present invention can be used for various liquid ejecting apparatuses including a liquid ejecting head that ejects the liquid droplets. In addition, a droplet means the state of the liquid discharged from the said liquid ejecting apparatus, and shall also include what pulls a tail in granular shape, tear shape, and thread shape. The liquid here may be any material that can be ejected by the liquid ejecting apparatus. For example, it may be in the state when the substance is in a liquid phase, such as a liquid state with high or low viscosity, sol, gel water, other inorganic solvents, organic solvents, solutions, liquid resins, liquid metals (metal melts ) And a liquid as one state of a substance, as well as a material in which particles of a functional material made of a solid such as a pigment or metal particles are dissolved, dispersed or mixed in a solvent. Further, representative examples of the liquid include ink and liquid crystal as described in the above embodiment. Here, the ink includes general water-based inks and oil-based inks, and various liquid compositions such as gel inks and hot melt inks. As a specific example of the liquid ejecting apparatus, for example, a liquid containing a material such as an electrode material or a color material used for manufacturing a liquid crystal display, an EL (electroluminescence) display, a surface emitting display, or a color filter in a dispersed or dissolved form. It may be a liquid ejecting apparatus for ejecting, a liquid ejecting apparatus for ejecting a bio-organic material used for biochip manufacturing, a liquid ejecting apparatus for ejecting a liquid as a sample used as a precision pipette, a printing apparatus, a microdispenser, or the like. In addition, transparent resin liquids such as UV curable resin to form liquid injection devices that pinpoint lubricant oil onto precision machines such as watches and cameras, and micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements. A liquid ejecting apparatus that ejects a liquid onto the substrate or a liquid ejecting apparatus that ejects an etching solution such as an acid or an alkali to etch the substrate may be employed. The present invention can be applied to any one of these injection devices.
・実施形態において、記録装置は、モーターを備える装置であれば、ドットインパクト式プリンターなどのインパクト式プリンターでもよい。
・実施形態において、電子機器は、モーターを備える装置であれば、記録装置以外の他の任意の装置(例えばスキャナー)などであってもよい。
In the embodiment, the recording device may be an impact printer such as a dot impact printer as long as the recording device is a device including a motor.
In the embodiment, the electronic device may be any device (for example, a scanner) other than the recording device, as long as the device includes a motor.
次に、上記実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)前記差分用トルク制限値を、前記第1制御状態、及び前記第2制御状態の後の制御状態であって且つ前記駆動源の駆動速度が減速する領域を含む第3制御状態である場合には、前記第2制御領域である場合よりも大きな値に設定する制限値設定手段をさらに備える。
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and another embodiment will be added below.
(A) The difference torque limit value is a control state after the first control state and the second control state, and a third control state including a region where the drive speed of the drive source is decelerated. In some cases, the apparatus further includes limit value setting means for setting a larger value than in the case of the second control region.
(ロ)前記速度設定手段は、前記駆動源の駆動によって変位する被駆動部の駆動量に応じて、目標速度を次第に大きくする領域、目標速度を一定とする領域及び目標速度を次第に小さくする領域を設定する。 (B) The speed setting means includes a region where the target speed is gradually increased, a region where the target speed is constant, and a region where the target speed is gradually decreased according to the drive amount of the driven part displaced by driving of the drive source. Set.
(ハ)駆動源を備える電子機器の制御装置であって、
前記駆動源に流れる電流値を取得する電流値取得手段と、
前記駆動源の目標速度を設定する速度設定手段と、
前記駆動源の駆動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度設定手段によって設定される目標速度が複数回連続して同一速度となる場合に、前記駆動源の減速度を算出する減速度算出手段と、
前記電流値取得手段によって取得された電流値に基づき前記駆動源から出力されるトルクを算出するトルク算出手段と、
前記トルク算出手段によって算出されたトルクが、設定された差分用トルク制限値を超えるときには、前記駆動源に印加する電圧を低下させる電圧調整手段と、を備え、
前記トルク算出手段は、前記減速度算出手段によって算出された減速度が予め設定された減速度閾値未満である場合には前記駆動源から出力されるトルクを算出しないことを特徴とする電子機器の制御装置。
(C) A control device for an electronic device including a drive source,
Current value acquisition means for acquiring a current value flowing through the drive source;
Speed setting means for setting a target speed of the drive source;
Speed detecting means for detecting a driving speed of the driving source;
A deceleration calculating means for calculating a deceleration of the drive source when the target speed set by the speed setting means is the same speed continuously several times;
Torque calculating means for calculating torque output from the drive source based on the current value acquired by the current value acquiring means;
Voltage adjustment means for reducing the voltage applied to the drive source when the torque calculated by the torque calculation means exceeds a set differential torque limit value;
The torque calculation means does not calculate the torque output from the drive source when the deceleration calculated by the deceleration calculation means is less than a preset deceleration threshold. Control device.
11…電子機器としての記録装置、14,20…駆動源としてのモーター、15…被駆動部としての給送装置、17…被駆動部としてのキャリッジ、40…制御装置、63…速度検出手段を構成するクロック信号発生部、64…速度検出手段を構成する回転速度算出部、65…速度設定手段としての第1印加電圧設定部、66…電流値取得手段としての電流値算出部、67…差分取得手段としての差分算出部、68…減速度算出手段としての減速度算出部、69…トルク算出手段、閾値設定手段としてのトルク算出部、70…蓄熱量算出手段としての蓄熱量算出部、71…電圧調整手段、制限値設定手段としての第2印加電圧設定部、DVn…減速度、Es…蓄熱量、I…電流値、KDVn…減速度閾値、KEs…蓄熱量閾値、KTr1…差分用トルク制限値としての第1制限値、KTr2…蓄熱量用トルク制限値としての第2制限値、KV1…第1の値、KV2…第2の値、KVsub…差分閾値、Tr…トルク、V1,V2…電圧、Vn…駆動速度としての回転速度、Vsub…差分、Vt…目標速度。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Recording device as electronic equipment, 14, 20 ... Motor as drive source, 15 ... Feeding device as driven part, 17 ... Carriage as driven part, 40 ... Control device, 63 ... Speed detection means A clock signal generating unit constituting 64, a rotational speed calculating unit constituting a speed detecting unit, 65 a first applied voltage setting unit serving as a speed setting unit, 66 a current value calculating unit serving as a current value obtaining unit, and 67 a difference. Difference calculation unit as an acquisition unit, 68 ... Deceleration calculation unit as a deceleration calculation unit, 69 ... Torque calculation unit, Torque calculation unit as a threshold setting unit, 70 ... Heat storage amount calculation unit as a heat storage amount calculation unit, 71 ... Voltage adjusting means, second applied voltage setting section as limit value setting means, DVn ... deceleration, Es ... heat storage amount, I ... current value, KDVn ... deceleration threshold, KEs ... heat storage amount threshold, KTr1 ... difference The first limit value as the torque limit value, KTr2 ... the second limit value as the torque limit value for the heat storage amount, KV1 ... the first value, KV2 ... the second value, KVsub ... the difference threshold value, Tr ... the torque, V1 , V2 ... voltage, Vn ... rotational speed as drive speed, Vsub ... difference, Vt ... target speed.
Claims (8)
前記駆動源に流れる電流値を取得する電流値取得手段と、
前記駆動源の目標速度を設定する速度設定手段と、
前記駆動源の駆動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度設定手段によって設定された目標速度と前記速度検出手段によって検出された駆動速度との差分を取得する差分取得手段と、
前記電流値取得手段によって取得された電流値に基づき前記駆動源から出力されるトルクを算出するトルク算出手段と、
前記トルク算出手段によって算出されたトルクが、設定された差分用トルク制限値を超える場合には、前記駆動源に印加する電圧を低下させる電圧調整手段と、を備え、
前記トルク算出手段は、前記差分取得手段によって取得された差分が、設定された差分閾値未満である場合には前記駆動源から出力されるトルクを算出しないことを特徴とする電子機器の制御装置。 A control device for an electronic device including a drive source,
Current value acquisition means for acquiring a current value flowing through the drive source;
Speed setting means for setting a target speed of the drive source;
Speed detecting means for detecting a driving speed of the driving source;
Difference acquisition means for acquiring a difference between the target speed set by the speed setting means and the drive speed detected by the speed detection means;
Torque calculating means for calculating torque output from the drive source based on the current value acquired by the current value acquiring means;
Voltage adjustment means for reducing the voltage applied to the drive source when the torque calculated by the torque calculation means exceeds a set differential torque limit value;
The electronic device control device, wherein the torque calculation unit does not calculate a torque output from the drive source when the difference acquired by the difference acquisition unit is less than a set difference threshold.
前記トルク算出手段は、前記蓄熱量算出手段によって算出された蓄熱量が予め設定された蓄熱量閾値以上である場合には前記駆動源から出力されるトルクを算出し、
前記電圧調整手段は、前記蓄熱量算出手段によって算出された蓄熱量が予め設定された蓄熱量閾値以上である場合において、前記トルク算出手段によって算出されるトルクが予め設定された蓄熱量用トルク制限値を超えるときには、前記駆動源に印加する電圧を低下させることを特徴とする請求項3に記載の電子機器の制御装置。 A heat storage amount calculating means for calculating a heat storage amount of the drive source based on a current value flowing through the drive source acquired by the current value acquisition means;
The torque calculation means calculates the torque output from the drive source when the heat storage amount calculated by the heat storage amount calculation means is greater than or equal to a preset heat storage amount threshold,
The voltage adjustment unit is configured to set a torque limit for the heat storage amount, in which the torque calculated by the torque calculation unit is preset when the heat storage amount calculated by the heat storage amount calculation unit is equal to or greater than a preset heat storage amount threshold value. The electronic device control device according to claim 3, wherein when the value is exceeded, the voltage applied to the drive source is reduced.
前記差分用トルク制限値が前記蓄熱量用トルク制限値以上である場合において、前記トルク算出手段によって算出されたトルクが前記蓄熱量用トルク制限値を超えるときには、前記駆動源に印加する電圧を低下させる一方、
前記差分用トルク制限値が前記蓄熱量用トルク制限値未満である場合において、前記トルク算出手段によって算出されたトルクが前記差分用トルク制限値を超えるときには、前記駆動源に供給する電力を低下させることを特徴とする請求項4に記載の電子機器の制御装置。 The voltage adjusting means is
When the difference torque limit value is equal to or greater than the heat storage amount torque limit value, the voltage applied to the drive source is reduced when the torque calculated by the torque calculation means exceeds the heat storage amount torque limit value. While letting
When the difference torque limit value is less than the heat storage amount torque limit value, when the torque calculated by the torque calculation unit exceeds the difference torque limit value, the power supplied to the drive source is reduced. The electronic apparatus control device according to claim 4.
前記トルク算出手段は、前記減速度算出手段によって算出された減速度が予め設定された減速度閾値以上である場合には、前記電流値取得手段によって取得された電流値に基づき前記駆動源から出力されるトルクを算出することを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の電子機器の制御装置。 A deceleration calculating means for calculating a deceleration of the drive source when the target speed set by the speed setting means is the same speed continuously several times;
The torque calculation means outputs from the drive source based on the current value acquired by the current value acquisition means when the deceleration calculated by the deceleration calculation means is greater than or equal to a preset deceleration threshold value. The electronic device control apparatus according to claim 1, wherein a torque to be calculated is calculated.
前記駆動源から出力されるトルクによって駆動する被駆動部と、
請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の電子機器の制御装置と、を備えることを特徴とする電子機器。 A driving source;
A driven part driven by torque output from the driving source;
An electronic device comprising: the electronic device control device according to any one of claims 1 to 6.
前記駆動源に流れる電流値を取得させる電流値取得ステップと、
前記駆動源の目標速度を設定させる速度設定ステップと、
前記駆動源の駆動速度を検出させる速度検出ステップと、
前記速度設定ステップで設定した目標速度と前記速度検出ステップで検出した駆動速度との差分を取得させる差分取得ステップと、
前記電流値取得ステップで取得した電流値に基づき前記駆動源から出力されるトルクを算出させるトルク算出ステップと、
前記トルク算出ステップで算出したトルクが、設定された差分用トルク制限値を超える場合には、前記駆動源に印加する電圧を低下させる電圧調整ステップと、を有し、
前記差分取得ステップで取得した差分が、設定された差分閾値未満である場合には、前記トルク算出ステップが行なわれないことを特徴とする駆動源のトルク出力制限方法。 A torque output limiting method for a drive source mounted on an electronic device,
A current value acquisition step of acquiring a current value flowing through the drive source;
A speed setting step for setting a target speed of the drive source;
A speed detecting step for detecting a driving speed of the driving source;
A difference acquisition step for acquiring a difference between the target speed set in the speed setting step and the drive speed detected in the speed detection step;
A torque calculating step for calculating torque output from the drive source based on the current value acquired in the current value acquiring step;
A voltage adjustment step of reducing the voltage applied to the drive source when the torque calculated in the torque calculation step exceeds a set torque limit value for difference,
The torque output limiting method for a drive source, wherein the torque calculation step is not performed when the difference acquired in the difference acquisition step is less than a set difference threshold.
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