JP3302429B2 - 記録装置駆動用パルスモータの駆動方法 - Google Patents
記録装置駆動用パルスモータの駆動方法Info
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- JP3302429B2 JP3302429B2 JP3219393A JP3219393A JP3302429B2 JP 3302429 B2 JP3302429 B2 JP 3302429B2 JP 3219393 A JP3219393 A JP 3219393A JP 3219393 A JP3219393 A JP 3219393A JP 3302429 B2 JP3302429 B2 JP 3302429B2
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- driving
- frequency
- noise
- motor
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Handling Of Sheets (AREA)
- Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリンタのパルスモー
タの駆動方法、より詳細にはパルスモータの騒音を低減
することができる駆動方法に関する。
タの駆動方法、より詳細にはパルスモータの騒音を低減
することができる駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプリンタのパルスモータ制御方法
には、モータが所定の回転速度に達した後、その回転速
度を維持するものがあった。
には、モータが所定の回転速度に達した後、その回転速
度を維持するものがあった。
【０００３】例えばパルスモータでキャリッジを移動さ
せるプリンタについて、特開平４−１３５７７０号公報
では加速後の印字領域においてモータを定速駆動してい
た。
せるプリンタについて、特開平４−１３５７７０号公報
では加速後の印字領域においてモータを定速駆動してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では駆動時間の大半を占める定速駆動時に単一の周期
でパルスモータの相切り換えを行うため、相切り換え周
期の逆数の周波数に騒音の大きなピークがあった。特に
プリンタのキャリッジモータ駆動は、定速時の相切り換
え周波数が１〜３ｋＨＺ程度であるが、これは人間の耳
にとって最も感度の良い周波数帯域であるため深刻な問
題となっていた。
術では駆動時間の大半を占める定速駆動時に単一の周期
でパルスモータの相切り換えを行うため、相切り換え周
期の逆数の周波数に騒音の大きなピークがあった。特に
プリンタのキャリッジモータ駆動は、定速時の相切り換
え周波数が１〜３ｋＨＺ程度であるが、これは人間の耳
にとって最も感度の良い周波数帯域であるため深刻な問
題となっていた。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するための
もので、その目的はパルスモータが所定回転速度に達し
た後の騒音を軽減するようにパルスモータ制御を行うこ
とにある。
もので、その目的はパルスモータが所定回転速度に達し
た後の騒音を軽減するようにパルスモータ制御を行うこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような諜題を達成す
るために本発明においては、パルスモータを駆動周波数
ｆｏのパルス信号により定常速度で駆動する際に、前記
パルスモータの速度が所定の変動幅で、かつ所定の周期
で変動するように前記パルス信号の出力周期を周波数変
調するようにした。
るために本発明においては、パルスモータを駆動周波数
ｆｏのパルス信号により定常速度で駆動する際に、前記
パルスモータの速度が所定の変動幅で、かつ所定の周期
で変動するように前記パルス信号の出力周期を周波数変
調するようにした。
【０００７】
【作用】パルスモータを周波数ｆｏで駆動すると、ｆｏ
を基本周波数としてその高調波を伴った騒音を発生す
る。この時の基本周波数成分の大きさＰは、騒音の振幅
をＰｏ、時間をｔとすれば、
を基本周波数としてその高調波を伴った騒音を発生す
る。この時の基本周波数成分の大きさＰは、騒音の振幅
をＰｏ、時間をｔとすれば、
【０００８】
【数１】
【０００９】で表され、これに対し、駆動周波数をｆｏ
を中心として周期１／ｆｓ、変調幅Δｆで変調しながら
モータを駆動すると、言わゆる周波数変調が起こり、基
本周波数成分の大きさＰｆは、
を中心として周期１／ｆｓ、変調幅Δｆで変調しながら
モータを駆動すると、言わゆる周波数変調が起こり、基
本周波数成分の大きさＰｆは、
【００１０】
【数２】
【００１１】となる。
【００１２】ここで、変調指数ｍ＝Δｆ／ｆｓとし、第
１種ベッセル関数Ｊｎ（ｍ）を用いる公知の展開方法に
よると上式は、
１種ベッセル関数Ｊｎ（ｍ）を用いる公知の展開方法に
よると上式は、
【００１３】
【数３】
【００１４】と変形される。
【００１５】これよりパルスモータの駆動周波数を周波
数変調すれば、基本周波数ｆｏの騒音をｆｏを中心に周
波数ｆｓ間隔で発生する大きさＰｏ＊Ｊｎ（ｍ）の騒音
に分散される。これにより、特定周波数に集中していた
ピーク値が減少して全体の騒音レベルを下げることがで
きる。変調指数ｍと各周波数成分の大きさの関係は図４
に示す第１種ベッセル関数のグラフにより示される。
数変調すれば、基本周波数ｆｏの騒音をｆｏを中心に周
波数ｆｓ間隔で発生する大きさＰｏ＊Ｊｎ（ｍ）の騒音
に分散される。これにより、特定周波数に集中していた
ピーク値が減少して全体の騒音レベルを下げることがで
きる。変調指数ｍと各周波数成分の大きさの関係は図４
に示す第１種ベッセル関数のグラフにより示される。
【００１６】
【実施例】図１は本発明を利用したプリンタの構成を示
す斜視図である。パルスモータ１５の軸上に取り付けら
れた駆動プーリ９と受動プーリ１１の間にベルト１０が
張られている。ベルト１０にはガイド軸１３に通された
キャリッジ１２が取り付けられ、パルスモータ１５の回
転方向によりガイド軸１３にそって左右に移動する。キ
ャリッジ１２には印字ヘッド１４が搭載され、キャリッ
ジ１２の動きに応じて図示しない印字紙に印字を行う。
印字ヘッド１４の例として、インパクトワイヤー方式、
サーマル方式、インクジェット方式等が考えられるが、
本発明では印字方式は特に限定されるものではない。
す斜視図である。パルスモータ１５の軸上に取り付けら
れた駆動プーリ９と受動プーリ１１の間にベルト１０が
張られている。ベルト１０にはガイド軸１３に通された
キャリッジ１２が取り付けられ、パルスモータ１５の回
転方向によりガイド軸１３にそって左右に移動する。キ
ャリッジ１２には印字ヘッド１４が搭載され、キャリッ
ジ１２の動きに応じて図示しない印字紙に印字を行う。
印字ヘッド１４の例として、インパクトワイヤー方式、
サーマル方式、インクジェット方式等が考えられるが、
本発明では印字方式は特に限定されるものではない。
【００１７】図２は図１に示すパルスモータ１５の駆動
回路構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１、カウンタ
２、メモリ３がアドレスバス４、データバス５によりつ
ながっている。また、カウンタ２のボロー信号は信号線
６によりＣＰＵ１の割り込み端子に入力されている。さ
らに、一端を電源Ｖ＋につながれたパルスモータコイル
７の各相は、トランジスタ８を介してグランドに接地さ
れ、トランジスタ８のベース端子は抵抗１６を介してＣ
ＰＵ１に接続されている。
回路構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１、カウンタ
２、メモリ３がアドレスバス４、データバス５によりつ
ながっている。また、カウンタ２のボロー信号は信号線
６によりＣＰＵ１の割り込み端子に入力されている。さ
らに、一端を電源Ｖ＋につながれたパルスモータコイル
７の各相は、トランジスタ８を介してグランドに接地さ
れ、トランジスタ８のベース端子は抵抗１６を介してＣ
ＰＵ１に接続されている。
【００１８】図３は本発明の実施例の動作を示すタイミ
ングチャートである。加速期間において、キャリッジ１
２を所定の速度に立ち上げるためにパルスモータ１５の
駆動周波数ｆを逐次高くしていく。具体的には、加速時
間列を記憶したメモリ３内の加速テーブルから１発目の
相切り換え時間データを呼び出してカウンタ２にセット
する。カウンタ２は相切り換え時間経過したところでＣ
ＰＵ１に対して信号線６を介してボロー信号を出力す
る。ＣＰＵ１はボロー信号を割り込み信号として受取る
と、メモリ３から次の相切り換え時間データを呼び出し
て再びカウンタ２にセットする。この作業を加速パルス
数だけ繰り返すことにより、パルスモータ１５は所定の
印字回転速度ｆｏに達する。
ングチャートである。加速期間において、キャリッジ１
２を所定の速度に立ち上げるためにパルスモータ１５の
駆動周波数ｆを逐次高くしていく。具体的には、加速時
間列を記憶したメモリ３内の加速テーブルから１発目の
相切り換え時間データを呼び出してカウンタ２にセット
する。カウンタ２は相切り換え時間経過したところでＣ
ＰＵ１に対して信号線６を介してボロー信号を出力す
る。ＣＰＵ１はボロー信号を割り込み信号として受取る
と、メモリ３から次の相切り換え時間データを呼び出し
て再びカウンタ２にセットする。この作業を加速パルス
数だけ繰り返すことにより、パルスモータ１５は所定の
印字回転速度ｆｏに達する。
【００１９】加速期間が終了すると、ＣＰＵ１はメモリ
３内に記憶された印字期間中の相切り換えデータ列を前
述の加速領域と同様な方法で逐次呼び出してカウンタ２
にセットする。印字期間中の相切り換えデータ列は、図
３に示すように周波数ｆｏを中心として周期１／ｆｓで
変調幅Δｆだけ振れるように設定してある。この時、変
調指数ｍ＝２となるようにｆｓ、Δｆの値を決めれば、
図４の第１種ベッセル関数のグラフより第１次の係数Ｊ
１（２）が最大となる。この時、基本周波数の騒音の大
きさを示す第０次の係数Ｊ０（ｍ）は定速駆動時の０．
３倍に減少する。また、騒音の大きさとして第１次の係
数Ｊ１（２）を持った周波数はｆｏ−ｆｓ、ｆｏ＋ｆｓ
の２つが存在するが、第１種ベッセル関数の性質より
３内に記憶された印字期間中の相切り換えデータ列を前
述の加速領域と同様な方法で逐次呼び出してカウンタ２
にセットする。印字期間中の相切り換えデータ列は、図
３に示すように周波数ｆｏを中心として周期１／ｆｓで
変調幅Δｆだけ振れるように設定してある。この時、変
調指数ｍ＝２となるようにｆｓ、Δｆの値を決めれば、
図４の第１種ベッセル関数のグラフより第１次の係数Ｊ
１（２）が最大となる。この時、基本周波数の騒音の大
きさを示す第０次の係数Ｊ０（ｍ）は定速駆動時の０．
３倍に減少する。また、騒音の大きさとして第１次の係
数Ｊ１（２）を持った周波数はｆｏ−ｆｓ、ｆｏ＋ｆｓ
の２つが存在するが、第１種ベッセル関数の性質より
【００２０】
【数４】
【００２１】であるから、ｆｏ−ｆｓとｆｏ＋ｆｓの騒
音の振幅は符号が反転する。すなわち、変調指数ｍ＝２
とすれば、従来問題となっていた基本駆動周波数成分の
騒音が約３分の１に軽減されるとともに、次に問題とな
る第１種ベッセル関数の第１次成分を、ｆｏ−ｆｓとｆ
ｏ＋ｆｓがほぼ同一の周波数であることから実質的に互
いに打ち消すことができ、全体の騒音レベルを大幅に減
少させることができる。例えば、駆動中心周波数ｆｏが
２２００（Ｈｚ）の時にｆｓ＝５０（Ｈｚ）、Δｆ＝１
００（Ｈｚ）となるように変調の一周期分を設定した図
５のテーブルを用いると、図６のように定速駆動時に４
０ｄＢであった騒音のピーク値は図７のように３６ｄＢ
に下がった。なお、図５テーブにおいてＮｏ４２相切り
換え時間データをセットした後は、再びＮｏ１データに
戻って所定の印字桁数分のパルスモータ１５の駆動を行
う。
音の振幅は符号が反転する。すなわち、変調指数ｍ＝２
とすれば、従来問題となっていた基本駆動周波数成分の
騒音が約３分の１に軽減されるとともに、次に問題とな
る第１種ベッセル関数の第１次成分を、ｆｏ−ｆｓとｆ
ｏ＋ｆｓがほぼ同一の周波数であることから実質的に互
いに打ち消すことができ、全体の騒音レベルを大幅に減
少させることができる。例えば、駆動中心周波数ｆｏが
２２００（Ｈｚ）の時にｆｓ＝５０（Ｈｚ）、Δｆ＝１
００（Ｈｚ）となるように変調の一周期分を設定した図
５のテーブルを用いると、図６のように定速駆動時に４
０ｄＢであった騒音のピーク値は図７のように３６ｄＢ
に下がった。なお、図５テーブにおいてＮｏ４２相切り
換え時間データをセットした後は、再びＮｏ１データに
戻って所定の印字桁数分のパルスモータ１５の駆動を行
う。
【００２２】前述の同一の次数成分の反対振幅による打
ち消し効果は、数式６より奇数次数の時のみ有効である
が、変調指数ｍ＞２．５では第２次の係数Ｊ２（ｍ）が
第１の係数Ｊ１（ｍ）よりも大きくなるため打ち消し効
果は小さくなる。また、変調指数ｍ＜１では、第０次の
係数Ｊ０（ｍ）がほとんど変わらないので、やはり全体
の騒音軽減効果は小さい。したがって、パルスモータ駆
動による騒音を減少させるためには変調指数ｍの設定範
囲を
ち消し効果は、数式６より奇数次数の時のみ有効である
が、変調指数ｍ＞２．５では第２次の係数Ｊ２（ｍ）が
第１の係数Ｊ１（ｍ）よりも大きくなるため打ち消し効
果は小さくなる。また、変調指数ｍ＜１では、第０次の
係数Ｊ０（ｍ）がほとんど変わらないので、やはり全体
の騒音軽減効果は小さい。したがって、パルスモータ駆
動による騒音を減少させるためには変調指数ｍの設定範
囲を
【００２３】
【数５】
【００２４】とする必要がある。
【００２５】また、所定の印字回転速度ｆｏに対して変
調幅Δｆを大きくし過ぎるとキャリッジ１２の速度変動
も大きくなる。この結果、印字ヘッド１４に対する印字
信号発生タイミングの補正が必要になるのみでなく、印
字ヘッド１４に必要以上の高速応答性を求めることにな
り実用的でない。一般に許される印字品質より、変調幅
Δｆの許容範囲は所定印字回転速度ｆｏの１０％以下で
あるから
調幅Δｆを大きくし過ぎるとキャリッジ１２の速度変動
も大きくなる。この結果、印字ヘッド１４に対する印字
信号発生タイミングの補正が必要になるのみでなく、印
字ヘッド１４に必要以上の高速応答性を求めることにな
り実用的でない。一般に許される印字品質より、変調幅
Δｆの許容範囲は所定印字回転速度ｆｏの１０％以下で
あるから
【００２６】
【数６】
【００２７】を満足する必要がある。
【００２８】所定の印字を終了したならば、メモリ３内
に記憶された減速テーブルを前述の加速期間と同様の制
御により逐次呼び出して減速期間の制御を行い、パルス
モータ１５を停止させる。
に記憶された減速テーブルを前述の加速期間と同様の制
御により逐次呼び出して減速期間の制御を行い、パルス
モータ１５を停止させる。
【００２９】なお、ここでは本発明の効果をキャリッジ
駆動制御を例に出して説明したが、紙送りモータ等、他
の用途に用いるパルスモータ制御でも同様な効果を有す
る。
駆動制御を例に出して説明したが、紙送りモータ等、他
の用途に用いるパルスモータ制御でも同様な効果を有す
る。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
パルスモータを駆動周波数ｆｏのパルス信号により定常
速度で駆動する際に、所定の変動幅で、かつ所定の周期
で変動するようにパルス信号の出力周期を周波数変調す
るので、パルスモータから発生する騒音を大幅に減少さ
せることができ、記録装置の静粛化を図ることができ
る。
パルスモータを駆動周波数ｆｏのパルス信号により定常
速度で駆動する際に、所定の変動幅で、かつ所定の周期
で変動するようにパルス信号の出力周期を周波数変調す
るので、パルスモータから発生する騒音を大幅に減少さ
せることができ、記録装置の静粛化を図ることができ
る。
【図１】本発明を利用したプリンタの構成を示す図。
【図２】本発明のパルスモータの駆動回路の構成を示す
図。
図。
【図３】本発明の実施例の動作を示すタイミングチャー
ト。
ト。
【図４】本発明の作用を説明する第１種ベッセル関数の
図。
図。
【図５】本発明の実施例に用いるパルスモータ相切り換
え時間データテーブル図。
え時間データテーブル図。
【図６】従来技術によるモータ駆動騒音の周波数特性
図。
図。
【図７】本発明の効果を説明するモータ駆動周波数特性
図。
図。
１ ＣＰＵ ２ カウンタ ３ メモリ ４ アドレスバス ５ データバス ６ 信号線 ７ パルスモータコイル ８ トランジスタ ９ 駆動プーリ １０ ベルト １１ 受動プーリ １２ キャリッジ １３ ガイド軸 １４ 印字ヘッド １５ パルスモータ １６ 抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 パルスモータを駆動周波数ｆｏのパルス
信号により定常速度で駆動する際に、所定の変動幅で、
かつ所定の周期で変動するように前記パルス信号の出力
周期を周波数変調することを特徴とする記録装置駆動用
パルスモータの駆動方法。 - 【請求項２】 前記所定の変動幅をΔｆ、所定の周期を
１／ｆｓとしたとき、 １．０≦Δｆ／ｆｓ≦２．５ であり、かつ Δｆ≦ｆｏ／１０ の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の記
録装置駆動用パルスモータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219393A JP3302429B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 記録装置駆動用パルスモータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219393A JP3302429B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 記録装置駆動用パルスモータの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245590A JPH06245590A (ja) | 1994-09-02 |
| JP3302429B2 true JP3302429B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=12352072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219393A Expired - Lifetime JP3302429B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 記録装置駆動用パルスモータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3302429B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9616678B2 (en) * | 2013-12-27 | 2017-04-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control device and printer device |
| JP6329504B2 (ja) * | 2015-03-17 | 2018-05-23 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法 |
| JP6450256B2 (ja) * | 2015-05-11 | 2019-01-09 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ駆動制御装置 |
| JP7484121B2 (ja) * | 2019-10-09 | 2024-05-16 | コニカミノルタ株式会社 | モーター駆動装置、画像形成装置および励磁周波数制御方法 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP3219393A patent/JP3302429B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06245590A (ja) | 1994-09-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010207 |
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