JP2580394B2 - Dcサ―ボモ―タ制御方式 - Google Patents

Dcサ―ボモ―タ制御方式

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JP2580394B2
JP2580394B2 JP3025810A JP2581091A JP2580394B2 JP 2580394 B2 JP2580394 B2 JP 2580394B2 JP 3025810 A JP3025810 A JP 3025810A JP 2581091 A JP2581091 A JP 2581091A JP 2580394 B2 JP2580394 B2 JP 2580394B2
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tup
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applied voltage
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大 山岸
正剛 牧
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、DCサーボモータ制御
方式に関し、特に、プリンタのヘッドのキャリアを駆動
するDCサーボモータの立ち上げ時の安定制御を行うD
Cサーボモータ制御方式に関する。
【0002】プリンタの印字ヘッドを搭載したキャリア
の駆動手段(CRモータ)として、例えば、DC(直
流)サーボモータが用いられる。このDCサーボモータ
は、プリンタのCPU(中央処理装置)によって、定速
で駆動するように制御され、この定速駆動時に印字を行
うようにされる。
【0003】
【従来の技術】図5は、DCサーボモータの速度特性
(V−t特性)を示すグラフである。図示の如く、DC
サーボモータは、目標速度での定速運転が可能である。
この定速運転の期間は、プリンタのキャリアが定速で移
動するので、印字の期間として用いられる。
【0004】ところで、モータの始動から定速運転の開
始まで、即ち、目標速度に達するまでに、ある時間を必
要とする。この時間のうち、特に、モータ始動から、目
標速度より少し(所定速度だけ)遅い速度である制御切
り替え速度に達するまでの時間を、立ち上げ時間とい
い、Tupで表す。目標速度の時の印加電圧は一定で予
め求まるが、始動時からこの電圧を印加したのでは立ち
上げ時間Tupが長くなってしまう。そこで、立ち上げ
時間Tupにおいては、この電圧より大きな電圧を印加
して、立ち上げ時間Tupの短縮を図っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図6は、従来技術の問
題点説明図であり、DCサーボモータへの印加電圧の時
間変化を示している。図示の如く、始動時には電圧V0
から次第に電圧が印加され、立ち上げ時間Tupの少し
前から次第に低い電圧とされ、立ち上げ時間Tup以降
は一定の電圧が印加される。始動時の電圧V0 は固定で
ある。
【0006】このような制御により立ち上げ時間Tup
は短くなるが、図中の破線a及びbで示す如く、立ち上
げ時間Tupがばらつく場合がある。これは、電圧V0
が固定であるのに対して、プリンタの部品のばらつき、
DCサーボモータ自体のばらつき、DCサーボモータの
負荷のばらつき、DCサーボモータの温度上昇による一
定電圧印加時のトルクの低下等が存在するためである。
破線aの場合は、これらの原因により、立ち上げ時間T
upが大きくなった場合を示し、破線bの場合は小さく
なった場合を示す。
【0007】従って、従来は、DCサーボモータの始動
から目標速度に達するまでの時間がばらつく結果、印字
を開始できる時間がばらつくという問題があった。ま
た、目標速度に達した時点までに印字ヘッド(キャリ
ア)が移動した距離がばらつく結果、印字開始の位置の
調整が煩雑になるという問題があった。
【0008】本発明は、始動から目標速度に達するまで
の時間を安定にしたDCサーボモータ制御方式を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図であり、本発明によるプリンタを示す。このプリンタ
は、例えば、ヘッドを搭載したキャリアを駆動するため
に、DCサーボモータ1を有する。DCサーボモータ1
は、DCサーボモータ駆動回路3により駆動され,ま
た、処理装置4によりDCサーボモータ駆動回路3を介
して制御される。特に、DCサーボモータ1の立ち上り
は、処理装置4に設けられた立ち上げ制御部5により制
御される。DCサーボモータ1の速度は、その速度検出
手段であるエンコーダ2により検出される。エンコーダ
2の検出出力は、DCサーボモータ駆動回路3を介して
処理装置4に送られる。タイマ6は、エンコーダ2の検
出出力によって、DCサーボモータ1の始動から所定速
度に達するまでの時間を求めるために用いられる。
【0010】
【作用】 立ち上げ制御部5は、エンコーダ2の検出
出力により、タイマ6を用いて、実際にDCサーボモー
タ1が始動された際に、その始動から所定速度に達する
までの時間を求めておく。そして、再びDCサーボモー
タ1の始動を行う場合、この求めておいた時間と、予め
設定された基準時間との差を求める。そして、この差に
応じてDCサーボモータの始動時の印加電圧V0 を求
め、この印加電圧V0 により始動する。
【0011】従って、印加電圧V0 は、従来の如く固定
ではなく、直前(前回)にDCサーボモータ1を始動し
て計測した時間に依って定まる。即ち、前述した種々の
ばらつき等を考慮して補正したものとなる。これによ
り、DCサーボモータ1の始動から所定速度に達するま
での時間を一定にでき、従って、キャリアの移動距離を
も一定にできる。この結果、DCサーボモータ1の安定
な立ち上げ制御が可能となり、印字開始時間のばらつき
がなくなり、印字開始位置の調整も容易となる。
【0012】
【実施例】図1において、処理装置4は、CPU(中央
処理装置)とメモリとからなり、プリンタ全体を制御す
る。メモリは、プログラム格納用のROM(読み出し専
用メモリ)と、データ格納用のRAM(読み出し/書き
込みメモリ)とを含む。ROMには、立ち上げ制御部5
を構成するプログラムが存在する。RAMには、タイマ
6、Tup格納領域7、基準Tup格納領域8が設けら
れる。
【0013】処理装置4の特に立ち上げ制御部5には、
エンコーダ2の検出出力、即ち、DCサーボモータ1の
速度が供給される。立ち上げ制御部5は、DCサーボモ
ータ1の始動と同時にタイマ6をスタートさせ、その後
所定間隔でカウントアップし、前記検出出力からDCサ
ーボモータ1の速度が所定速度に達したことを知るとタ
イマ6をストップする。これにより、DCサーボモータ
1の始動から所定速度に達するまでの時間が求まる。こ
の時間は、Tup格納領域7に格納され、次回のDCサ
ーボモータ1の始動の際にその始動時の印加電圧V0
求めるために用いられる。
【0014】ここで、所定速度は、予め定められてお
り、印字の際の速度である目標速度(定速)より少し遅
い速度とされる。目標速度に達するまでは立ち上げ制御
部5による立ち上げ制御が行われ、その後は一定電圧を
印加することによる定速運転が行われる。
【0015】立ち上げ制御部5は、DCサーボモータ1
の始動の際に、Tup格納領域7に格納された値(前回
のTup)と、基準Tup格納領域8に格納された値
(基準のTup)との差を求める。基準のTupは、予
め設定された基準時間であり、印加電圧V0 の基準値に
対応する。立ち上げ制御部5は、この求めた差を用い
て、印加電圧V0 の基準値をどの程度補正すればよいか
を求める(補正量を求める)。そして、基準値と補正量
とから、今回の始動の際の印加電圧V0 を求める。従っ
て、今回の始動は、この求めた印加電圧V0 からとされ
る。
【0016】立ち上げ制御部5は、印加電圧V0 を決定
すると、この値に応じたパルス幅のPWM(パルス幅変
調)電圧波形の信号を、DCサーボモータ駆動回路3に
送出する。このPWM波形の例を図2に示す。このPW
M波形の信号の送出開始により、DCサーボモータ1が
起動される。
【0017】図2において、前述の補正量が「0」であ
る場合、パルス幅Wの電圧波形の信号がDCサーボモー
タ駆動回路3に供給される。パルス幅Wの信号は、印加
電圧V0 の基準値に対応する。即ち、1周期Tにおける
PWM電圧波形の平均値が、印加電圧V0 を定める。こ
の平均値は、図から明らかなように、パルス幅Wに依存
する。従って、パルス幅がWであれば、印加電圧V0
一意に定まる。
【0018】このような信号の送出のために、立ち上げ
制御部5は、補正量から印加電圧V 0 に対応するパルス
幅Wを所定の式に従って算出する。この式は、予め、制
御プログラムの一部として与えられる。なお、パルス幅
Wの時の印加電圧V0 の値(印加電圧V0 の基準値)
は、例えば、従来の固定されていた印加電圧V0 と等し
い値とされる。
【0019】前述の補正量が正の値、即ち、前回のTu
pが基準のTupよりも大きい場合(「aの場合」とい
う)、印加電圧V0 の値を大きくする必要がある。そこ
で、図2の「aの場合」に示す如く、パルス幅がΔW1
だけ広くされる。ΔW1の値は、前回のTupと基準の
Tupとの差に依存して定まる。即ち、差が大きけれ
ば、ΔW1も大きくされる。パルス幅を広くしたことに
より、印加電圧V0 は大きくなり、今回のTupは小さ
くなる方向に動き、基準のTupに近づく。
【0020】逆に、補正量が負の値、即ち、前回のTu
pが基準のTupよりも小さい場合(「bの場合」とい
う)、印加電圧V0 の値を小さくするため、図2の「b
の場合」に示す如く、パルス幅がΔW2だけ狭くされ
る。これにより、印加電圧V0 は小さくなり、今回のT
upは大きくなる方向に動き、基準のTupに近づく。
【0021】図3は、DCサーボモータ1の印加電圧の
時間変化を示し、図6と対比されるべきものである。図
6において、実線は印加電圧V0 がその基準値であった
場合を示し、破線a及びbは、各々、前述のaの場合及
びbの場合を示す。本実施例においては、図示の如く、
印加電圧は、いずれの場合も始動から一定時間は一定の
傾きで大きくされる。従って、始動時の印加電圧V0
大きい程、到達する電圧も大きくなる。その後、印加電
圧は、定速運転時の定電圧値に向けて減圧される。この
減圧時の傾きは、図示の如く異なる。そして、いずれの
場合も、同一の時刻に定速運転となり、目標速度に達
し、これを維持する。従って、目標速度及び制御切り替
え速度に達するまでの時間は、一定に保たれている。
【0022】ここで、前述の如く、PWM電圧波形の信
号は、立ち上げ制御部5が形成する。この信号は、印加
電圧を図3の如くにするために、最初のパルス幅から一
定時間は一定幅ずつ広くされ、次に、各々の場合に応じ
た幅ずつ狭くされ、最後は、定速運転のために予め定ま
ったパルス幅とされる。このような信号に基づいて、D
Cサーボモータ駆動回路3が、パルス幅に応じた印加電
圧を形成し、DCサーボモータ1に印加する。
【0023】図4は、DCサーボモータ制御処理フロー
である。ステップ1において、DCサーボモータ1の始
動が必要となると、立ち上げ制御部5が、Tup格納領
域7及び基準Tup格納領域8を参照し、前回の始動時
のTupと基準のTupとの差を求める。ステップ2に
おいて、立ち上げ制御部5が、求めた差に応じて、印加
電圧V0 の基準値の補正量を算出し、ステップ3におい
て、印加電圧の基準値と補正量とから今回の始動時の印
加電圧V0 を決定する。
【0024】ステップ4において、立ち上げ制御部5
が、DCサーボモータ駆動回路3に対して、決定した印
加電圧V0 に対応するパルス幅のPWM電圧波形の信号
を送り、DCサーボモータ1を起動する。この後、図3
に示した印加電圧の制御のために、立ち上げ制御部5
が、前述の如くパルス幅を制御する。
【0025】ステップ5において、立ち上げ制御部5
が、次回の始動のために、今回の始動時の実際のTup
を求める。即ち、ステップ4のDCサーボモータ1の起
動によりタイマ6をスタートさせ、所定の速度に達する
とタイマ6をストップさせる。これにより、今回の始動
の際の立ち上り時間Tupが実測により求まる。この値
は、Tup格納領域7に格納される。この値は、次回の
始動のために、その直前の始動時におけるモータの温度
上昇等の影響を補正するものとなる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プリンタのヘッドのキャリアを駆動するDCサーボモー
タの立ち上げ時の安定制御を行うDCサーボモータ制御
において、始動時の印加電圧を前回の始動時の立ち上げ
時間に応じて可変とすることにより、DCサーボモータ
の温度上昇等の立ち上げ時間への影響を無視できる程度
に少なくすることができるので、立ち上げ時間及びそれ
までのキャリアの移動距離を一定に保つことができ、印
字開始までの時間を一定にし印字開始の位置の調整を容
易なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】PWM電圧波形の例を示す図である。
【図3】印加電圧の時間変化を示す図である。
【図4】DCサーボモータ制御処理フローである。
【図5】速度特性を示す図である。
【図6】従来技術の問題点説明図である。
【符号の説明】
1 DCサーボモータ 2 エンコーダ 3 DCサーボモータ駆動回路 4 処理装置 5 立ち上げ制御部 6 タイマ 7 Tup格納領域 8 基準Tup格納領域

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DCサーボモータ(1)と、これを駆動
    するDCサーボモータ駆動回路(3)と、前記DCサー
    ボモータ(1)を前記DCサーボモータ駆動回路(3)
    を介して制御する処理装置(4)とを備えたプリンタに
    おいて、前記DCサーボモータ(1)の速度を検出する
    手段(2)と、前記検出手段(2)により、前記DCサ
    ーボモータ(1)の始動から所定速度に達するまでの時
    間を求めるためのタイマ(6)と、前記DCサーボモー
    タ(1)の立ち上りを制御する立ち上げ制御部(5)と
    を設け、前記立ち上げ制御部(5)が、前記タイマ
    (6)を用いて前記時間を求め、当該求めた時間と予め
    設定された基準時間との差を求め、当該差に応じて前記
    DCサーボモータ(1)の始動時の印加電圧を求めるこ
    とを特徴とするDCサーボモータ制御方式。
  2. 【請求項2】 前回に始動された際に求めた前記時間を
    用いて今回の始動のための前記差を求め、これに応じて
    今回の始動のための前記印加電圧を求め、当該印加電圧
    により前記DCサーボモータ(1)を始動し、この始動
    の際に次回の始動のために前記時間を求めることを特徴
    とする請求項1に記載のDCサーボモータ制御方式。
JP3025810A 1991-02-20 1991-02-20 Dcサ―ボモ―タ制御方式 Expired - Lifetime JP2580394B2 (ja)

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