JP4715397B2 - モータ制御装置、電子機器およびプリンタ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、モータを駆動するモータ駆動装置へ伝送すべき制御データの生成をCPUなどの制御手段に負荷をかけることなく行うことが可能なモータ制御装置、電子機器およびプリンタ装置を提供することを目的とする。
この好ましい構成によれば、モータの駆動開始指示をトリガーとして、ハードウェア回路によって、生成タイミングの生成および当該生成タイミングに同期した制御データの生成・伝送が行われるため、駆動開始を指示した後は制御手段が他の処理に処理能力を割くことができる。
この好ましい構成によれば、第2バッファメモリには現在の要素データが書き込まれると共に、第1バッファメモリには次の要素データを書き込み可能になるため、制御手段は、ハードウェア回路によって現在の要素データに基づく制御データの生成・伝送が行われている間に次の要素データを生成すれば良く、制御手段の性能が低い場合であっても、制御手段による要素データの生成が間に合わなくなるといった事態を防止することができる。
この望ましい構成によれば、要素データに基づく制御データの生成終了が制御手段に通知されるため、この通知に基づいて制御手段は次の動作制御を速やか、かつ、確実に実行することができる。
さらに、本発明は、記録用紙に印字する記録ヘッドと、前記記録用紙を搬送するための搬送モータと、前記モータを駆動するモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置へ前記搬送モータを制御するための制御データを伝送するモータ制御装置とを備えたプリンタ装置において、前記モータ制御装置は、前記制御データの基となる要素データを前記搬送モータの駆動の1周期分ごとに生成する制御手段と、前記制御手段によって要素データが生成されるごとに格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納された要素データに基づいて前記制御データを生成するハードウェア回路とを有し、前記ハードウェア回路は、1周期分の前記要素データが前記制御手段によって生成され前記記憶手段に格納されるごとに、前記制御データの生成タイミングを生成するタイミング生成手段と、前記生成タイミングに同期して前記要素データに基づいて制御データを生成し前記モータ駆動装置へ伝送する制御データ生成伝送手段と、前記1周期分の制御データの生成終了時に次周期の前記要素データの前記記憶手段への格納許可を前記制御手段に出力する要素データ格納許可手段とを備えることを特徴とする。
図1は本発明の実施の形態に係るモータ制御システム1を示す回路構成図である。この図に示すように、モータ制御システム1は、1または複数のステップモータ12(図示例では2つ)を駆動制御するものであり、ステップモータ12を制御するための制御データを生成して出力するモータ制御装置10と、制御データに基づいてステップモータ12を駆動するモータドライブ素子11とを有している。
図6はASIC22の回路構成を示す図である。前掲図1および図6に示すように、ASIC22は、バッファメモリ30と、タイミング生成回路31と、データ合成回路32とを有している。
バッファメモリ30は、図1に示すように、タイマテーブルバッファ30Aと相テーブルバッファ30Bとを有し、それぞれがアドレスバス23およびデータバス24を介してメモリ21に接続されており、CPU20がメモリ21のデータテーブル21Aに要素データを格納すると、その要素データのうち、タイマテーブルデータ41がタイマテーブルバッファ30Aに格納され、また、相パターンテーブルデータ40が相テーブルバッファ30Bに格納されるようになっている。
相番号カウンタ51は、現在の相パターンテーブルデータ40における相パターンの位置をカウントするカウンタ回路であり、タイムアップパルスが入力されるごとにカウンタ値を「1」ずつインクリメントすると共に、カウンタ値を変更するごとに、データ出力命令を後述するタイマテーブルセレクタ回路53および相テーブルセレクタ回路54に出力する。
タイマテーブルセレクタ回路53は、相番号カウンタ回路51からデータ出力命令が入力されるごとに、相番号カウンタ回路51の現在のカウンタ値に対応するタイマ設定値をタイマテーブルレジスタ55に格納されたタイマテーブルデータ41から読み出してタイマ回路50に出力するものであり、これにより、タイマ回路50にタイマ設定値が設定されて、当該タイマ回路50がタイマ動作を開始する。
なお、タイミング生成回路31が有する図示せぬ制御回路は、バッファメモリ30から相パターンテーブルデータ40およびタイマテーブルデータ41がタイマテーブルレジスタ55および相テーブルレジスタ56に転送された場合に、CPU20に対して、次周期の要素データの作成・設定許可を示す設定許可フラグをデータバス24を介して読み出せる構成となっている。CPU20は、設定許可フラグがHighと認識できた場合、引き続きステップモータ12を駆動するときには、ステップモータ12の運転モード等にしたがって次周期の要素データを作成しメモリ21に格納し、これにより、バッファメモリ30に次周期の要素データが格納されることとなる。すなわち、タイミング生成回路31のタイマテーブル55および相テーブルレジスタ56には現在の周期分の要素データが格納されたときには、バッファメモリ30には次周期分の要素データが格納されることになり、これらタイマテーブル55および相テーブルレジスタ56と、バッファメモリ30とにより、要素データ格納のための、いわゆるダブルバッファが構成されている。
図7は、モータ制御装置10の動作を示すタイミングチャートである。なお、この図においては各信号の非アクティブレベルをHighレベル、アクティブレベルをLowレベルとして示している。
図7に示すように、CPU20からはスタートトリガ信号がアドレスバス23に出力されており、タイミングT1において、CPU20がスタートトリガパルスを出力することでタイミング生成回路31に対してステップモータ12の駆動開始が指示される。
なお、この初期化期間の間に、タイミング生成回路31が有する図示せぬ制御装置は次周期の要素データの設定許可パルスを出力し、CPU20に対して次周期の要素データの設定許可を通知し、これにより、次周期の要素データがメモリ21のデータテーブル21Aに格納され、そしてバッファメモリ30にも格納される。
以後同様にして、相パターンの切替タイミングごとにタイマ回路50がタイムアップパルスを相番号カウンタ回路51に出力することで、当該切替タイミングごとに相パターンデータがデータ合成回路32に出力されて制御データがモータドライブ素子11に出力されることになる。
そしてCPU20は、設定許可フラグがHighと認識できたとき、継続してステップモータ12を駆動する場合には、次周期の要素データを生成してメモリ21のデータテーブル21Aに格納する。このとき、CPU20が、ステップモータ12の運転モードに応じた要素データを生成することで、ステップモータ12の駆動を動的に変更することが可能となる。具体的には、CPU20は、運転モードに応じて励磁方式を1相励磁方式、2相励磁方式および1−2相励磁方式の間で切り替えたり、また、ステップモータ12の回転速度に応じて相パターンの切替タイミングすなわちタイマ設定値を変更したり、また或いは、ステップモータ12の回転トルクに応じて電流値を例えば100mA、200mA、300mA、400mAの間で切り替えるなどする。
例えば、上述した実施の形態では、ステップモータ12を制御する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、DCモータを制御する場合にも適用が可能である。すなわち、DCモータがドライブ素子によって駆動され、このドライブ素子に所定フォーマットの制御データをシリアル伝送することによりDCモータの制御が行なわれる場合にも、本発明を適用することで、CPUに負荷をかけることなく、制御データの合成およびシリアル転送を行なうことが可能となる。
さらに、上述した実施の形態では、データ合成回路32が相パターンデータに基づいて制御データを生成しモータドライブ素子11にシリアル伝送する構成を例示したが、これに限らず、モータドライブ素子11に入力可能な信号がパラレル信号である場合には、データ合成回路32が制御データをパラレル伝送する構成としても良い。
例えば、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを駆動するキャリッジ駆動モータおよび記録用紙を搬送する用紙搬送モータと、これらのキャリッジ駆動モータおよび用紙搬送モータを駆動するモータ駆動装置を備えたプリンタ装置(例えばインクジェットプリンタやラインヘッドプリンタ)にも本発明を適用することが可能である。このようなプリンタ装置にあっては、高速印字を可能にしつつ印字品質を維持するために、記録ヘッドによる印字タイミングと記録用紙の紙送りタイミング、すなわち、キャリッジ駆動モータおよび用紙搬送モータの駆動タイミングを高い精度で制御する必要がある。そこで、本発明をプリンタ装置に適用することで、CPUに依存せずに、キャリッジ駆動モータおよび用紙搬送モータの駆動タイミングを精度良く制御することが可能となる。また、プリンタ装置の印字制御用のCPUとして処理能力や反応速度が低いCPUが用いられている場合、或いは、印字制御用の制御プログラムとしてCPUに対する負荷が大きい制御プログラムが用いられている場合であっても、キャリッジ駆動モータおよび用紙搬送モータの駆動タイミングを精度良く制御することが可能である。
なお、上記プリンタ装置の他にも、例えばコピー機やファクシミリ、スキャナ、モータ駆動によるオートフォーカス機構を備えたカメラ、トレイの自動ローディング機構を有する光学ドライブ装置、産業用ロボットアームなどの電子機器にも本発明を適用することが可能である。
Claims (8)
- 1つ又は複数のモータを駆動するモータ駆動装置へ前記モータを制御するための制御データを伝送するモータ制御装置において、
前記制御データの基となる要素データを前記モータの駆動の1周期分ごとに生成する制御手段と、
前記制御手段によって要素データが生成されるごとに格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納された要素データに基づいて前記制御データを生成するハードウェア回路とを有し、
前記ハードウェア回路は、
1周期分の前記要素データが前記制御手段によって生成され前記記憶手段に格納されるごとに、前記制御データの生成タイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記生成タイミングに同期して前記要素データに基づいて制御データを生成し前記モータ駆動装置へ伝送する制御データ生成伝送手段と、
前記1周期分の制御データの生成終了時に次周期の前記要素データの前記記憶手段への格納許可を前記制御手段に出力する要素データ格納許可手段とを備える
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 前記タイミング生成手段は、前記モータの駆動開始が前記制御手段から指示された場合に、前記生成タイミングの生成を開始することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記要素データには前記生成タイミングを規定するタイマ設定値が含まれ、
前記タイミング生成手段は、前記タイマ設定値に基づいてタイマ動作するタイマ回路と、前記タイマ回路がタイムアップするごとに前記制御データ生成伝送手段に前記要素データを出力するデータ出力手段とを備え、
前記制御データ生成伝送手段は、前記データ出力手段から要素データが入力されるごとに、この要素データに基づいて前記制御データを生成し前記モータ駆動装置へ伝送する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。 - 前記ハードウェア回路は、
前記記憶手段に要素データが格納されるごとに当該要素データが書き込まれる第1バッファメモリと、
前記第1バッファメモリに格納された要素データが転送されて書き込まれ、前記タイミング生成手段によって前記タイミング生成のために参照される第2バッファメモリと、を備え、
前記要素データ格納許可手段は、
前記第1バッファメモリの要素データが前記第2バッファメモリに転送されるごとに次周期の前記要素データの前記記憶手段への格納許可を前記制御手段に出力する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のモータ制御装置。 - 前記ハードウェア回路は、
前記要素データに基づく制御データの生成が終了する場合に、当該終了を前記制御手段に通知する終了通知手段を
更に具備することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のモータ制御装置。 - 前記モータはステップモータであり、前記制御データの基となるデータは、前記ステップモータに印加する電圧の相パターンを規定するデータと、前記相パターンの切り替えタイミングを規定するデータとを含み、前記相パターンの切り替えタイミングを規定するデータに基づいて前記タイミング生成手段が前記生成タイミングを生成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のモータ制御装置。
- 1つ又は複数のモータと、請求項1乃至6のいずれかに記載のモータ制御装置とを備えたことを特徴とする電子機器。
- 記録用紙に印字する記録ヘッドと、前記記録用紙を搬送するための搬送モータと、前記モータを駆動するモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置へ前記搬送モータを制御するための制御データを伝送するモータ制御装置とを備えたプリンタ装置において、
前記モータ制御装置は、
前記制御データの基となる要素データを前記搬送モータの駆動の1周期分ごとに生成する制御手段と、
前記制御手段によって要素データが生成されるごとに格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納された要素データに基づいて前記制御データを生成するハードウェア回路とを有し、
前記ハードウェア回路は、
1周期分の前記要素データが前記制御手段によって生成され前記記憶手段に格納されるごとに、前記制御データの生成タイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記生成タイミングに同期して前記要素データに基づいて制御データを生成し前記モータ駆動装置へ伝送する制御データ生成伝送手段と、
前記1周期分の制御データの生成終了時に次周期の前記要素データの前記記憶手段への格納許可を前記制御手段に出力する要素データ格納許可手段とを備える
ことを特徴とするプリンタ装置。
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JP2001339991A (ja) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Seiko Epson Corp | 駆動機構制御装置及びその制御方法 |
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