JPH04263972A - Ｄｃサーボモータ制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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　
を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Ｐ
ＷＭ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Ｖ
０　は一意に定まる。

【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Ｖ０　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ΔＷ
１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
Ｔｕｐ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
　が大きい程、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)

【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Ｄ
   Ｃ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。