JPH08258282A - Ink jet recording apparatus - Google Patents

Ink jet recording apparatus

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Publication number
JPH08258282A
JPH08258282A JP6615195A JP6615195A JPH08258282A JP H08258282 A JPH08258282 A JP H08258282A JP 6615195 A JP6615195 A JP 6615195A JP 6615195 A JP6615195 A JP 6615195A JP H08258282 A JPH08258282 A JP H08258282A
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JP
Japan
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motor
ink
voltage
constant
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP6615195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyasu Sugiyama
克保 杉山
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Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Graphic Communication Systems Inc
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Publication date
Application filed by Matsushita Graphic Communication Systems Inc filed Critical Matsushita Graphic Communication Systems Inc
Priority to JP6615195A priority Critical patent/JPH08258282A/en
Publication of JPH08258282A publication Critical patent/JPH08258282A/en
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Abstract

PURPOSE: To detect an amt. of ink at the time of the running of a carriage at a constant speed or the deceleration/acceleration thereof by operating the amt. of the ink in an ink tank at a time of inspection from the voltage and current in a standard state of a DC motor, the amt. of ink and the voltage and current of the motor at a time of inspection. CONSTITUTION: A control part 1 performs the control of the whole and a motor control part 2 generates the waveform controlling a DC motor 3 allowing a carriage to run to supply power to the DC motor 3. A voltage source 4 is the drive power supply of the DC motor 3. A differential amplifier 5 detects the difference between the terminal voltage of the DC motor 3 and reference voltage and a reference power supply 6 applies reference voltage to the differential amplifier 5 and an amplifier 7 amplifies the output of the differential amplifier 5 to n-times. An A/D converter 8 converts an analogue signal to a digital signal. Power is supplied to the DC motor 3 to rotate the motor. The motor control part 2 rotates the motor slowly at the beginning and rotates the same at a constant speed finally.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、プリン
タ等に用いられるインクジェット記録装置に係わり、特
にインクの量を測定するインクジェット記録装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus used in facsimiles, printers and the like, and more particularly to an ink jet recording apparatus for measuring the amount of ink.

【0002】[0002]

【従来の技術】図14はインクジェット記録装置の一例
を示す図である。同図に示すようにインクジェット式の
記録装置は、着脱式のカセット101と、カセット10
1に納められた記録紙102と記録紙102を1枚ずつ
くり出すピックアップローラ103と、繰り出された記
録紙102を搬送する送りローラ104と、送りローラ
104を回転させる送りモータ105と、記録紙102
を送りローラ104に押しつける第1ピンチローラ10
6と、記録位置で記録紙102が浮き上がらないように
する第2ピンチローラ107と、送りモータ105の回
転伝達を切り換えるギヤボックス108と、搬送される
記録紙102の先端を検出する位置センサ109と、複
数のインク吐出ノズルとインクタンクを持つキャリッジ
110と、このキャリッジ110を記録紙102を横切
る方向(この方向を主走査方向という)に移動させるた
めに設けられたガイドシャフト111と、ガイドシャフ
ト111に沿って往復移動させるベルト112と、ベル
ト112を正逆転させるキャリッジモータ113と、キ
ャリッジ110に設けられてキャリッジ110の初期位
置を検出するキャリッジセンサ114(被検出部材は本
図には図示されていない)と、キャリッジ110の初期
位置に設けられてノズルのクリーニングおよびキャッピ
ングを行うクリーニング部115と、記録が終了した記
録紙102を互いの間に挟持して運送する第1搬送ロー
ラ116及び第1押さえローラ117並びに第2搬送ロ
ーラ118及び第2押さえローラ119と、記録紙10
2を案内する第1記録紙ガイド120、第2記録紙ガイ
ド121及び第3記録紙ガイド122と、各センサ10
9,114からの信号を受けるとともに各モータ10
5,113及びキャリッジ110の駆動を制御する制御
回路部123と含んで構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 14 is a diagram showing an example of an ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 1, the ink jet type recording apparatus includes a removable cassette 101 and a cassette 10.
The recording paper 102 stored in 1 and a pickup roller 103 for feeding the recording paper 102 one by one, a feed roller 104 for conveying the fed recording paper 102, a feed motor 105 for rotating the feed roller 104, and the recording paper 102.
First pinch roller 10 for pressing the feed roller 104 against the feed roller 104
6, a second pinch roller 107 for preventing the recording paper 102 from floating at the recording position, a gear box 108 for switching the rotation transmission of the feed motor 105, and a position sensor 109 for detecting the leading end of the conveyed recording paper 102. A carriage 110 having a plurality of ink ejection nozzles and an ink tank, a guide shaft 111 provided for moving the carriage 110 in a direction traversing the recording paper 102 (this direction is referred to as a main scanning direction), and a guide shaft 111. A belt 112 that reciprocates along the carriage 112, a carriage motor 113 that rotates the belt 112 forward and backward, and a carriage sensor 114 that is provided on the carriage 110 and detects an initial position of the carriage 110 (a detected member is shown in this figure). Is not provided) and is provided in the initial position of the carriage 110 A cleaning unit 115 for cleaning and capping the paper, a first conveying roller 116 and a first pressing roller 117 for nipping and carrying the recording paper 102 on which recording has been completed, a second conveying roller 118 and a second pressing roller. Roller 119 and recording paper 10
The first recording paper guide 120, the second recording paper guide 121, and the third recording paper guide 122 which guide the second sensor 10, and the respective sensors 10
Each motor 10 receives signals from 9, 114
5, 113 and the control circuit section 123 for controlling the drive of the carriage 110.

【0003】キャリッジ110はインクを蓄える容器や
インクの有無を検出する装置が設けられている。図15
はこの1例を示す図である。同図において、131はイ
ンクを蓄えるインクカートリッジ、132はインクを吐
出する多数のノズルを有する吐出ヘッド、133は吐出
ヘッド132の下部に設けられ、通過するインク滴13
5を照射する発光ダイオード、134は発光ダイオード
133の照射光を受光してインク滴135を検出するフ
ォトトランジスタである。
The carriage 110 is provided with a container for storing ink and a device for detecting the presence or absence of ink. FIG.
Is a diagram showing an example of this. In the figure, 131 is an ink cartridge that stores ink, 132 is an ejection head having a large number of nozzles that eject ink, 133 is provided below the ejection head 132, and ink droplets 13 that pass through
5 is a light emitting diode that emits light, and 134 is a phototransistor that receives the light emitted from the light emitting diode 133 to detect ink droplets 135.

【0004】インクの検出は、まず吐出ヘッド132か
ら任意のタイミングで1ノズルずつインク滴135を吐
出させる。これが発光ダイオード133とフォトトラン
ジスタ134の間を通過するときのフォトトランジスタ
134の出力の変化を調べる。図16はインク滴135
がないときフォトトランジスタ134が出力する連続信
号を示し、図17はインク滴135の通過により発光ダ
イオード133からの光が遮光され、フォトトランジス
タ134の出力が変化した状態を示す。
To detect ink, first, an ink droplet 135 is ejected from the ejection head 132 one nozzle at a time. The change in the output of the phototransistor 134 as it passes between the light emitting diode 133 and the phototransistor 134 is examined. FIG. 16 shows an ink droplet 135
17 shows a continuous signal output from the phototransistor 134 when there is no light, and FIG. 17 shows a state in which the light from the light emitting diode 133 is blocked by the passage of the ink droplet 135 and the output of the phototransistor 134 changes.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の方法では
次のような欠点があった。 吐出ノズルがなんらかの原因でインクがつまったとき
にインクなしと判断される。つまりインクづまりとイン
クなしが区別できない。 実際の吐出ノズルの各ノズル配置は図18(A),
(B)に示すようにある幅、長さをもって構成されてい
るので、ノズル位置に対する発光ダイオード133とフ
ォトトランジスタ134の位置合わせが困難で、正しい
位置合わせでないとインク滴を検出できない。 上述の方法ではインクがあるかないかしか検出でき
ず、現在インクがどの程度あるかということが検出でき
ない。
However, the above method has the following drawbacks. When the ejection nozzle is clogged with ink for some reason, it is determined that there is no ink. That is, it is not possible to distinguish between ink clogging and no ink. The nozzle arrangement of the actual discharge nozzles is shown in FIG.
As shown in (B), since it is configured with a certain width and length, it is difficult to align the light emitting diode 133 and the phototransistor 134 with the nozzle position, and ink droplets cannot be detected unless they are aligned correctly. The above method can detect only whether or not ink is present, and cannot detect how much ink is present.

【0006】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、キャリッジに存在するインク量を検出できる装
置を提供することを目的とする。詳しくはインク量の検
出に当たり、キャリッジが一定速度で走行時にインク量
を検出できる装置を提供することを目的とする。またキ
ャリッジが減速時にインク量を検出できる装置を提供す
ることを目的とする。またキャリッジが加速中にインク
量を検出できる装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of detecting the amount of ink present in a carriage. More specifically, it is an object of the present invention to provide an apparatus capable of detecting the ink amount when the carriage is traveling at a constant speed when detecting the ink amount. Another object of the present invention is to provide a device that can detect the amount of ink when the carriage decelerates. Another object of the present invention is to provide a device that can detect the amount of ink while the carriage is accelerating.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1の発明では、記録媒体に画像を記録する記録ヘ
ッドとこの記録ヘッドにインクを供給するインクタンク
を搭載したキャリッジと、該キャリッジを主走査方向に
往復動させる直流モータと、該直流モータを所定の回転
速度で回転させる定速回路と、該定速度回路における前
記直流モータの電圧を計測する電圧計測手段と、前記イ
ンクタンクのインク量が所定量あるときを基準状態と
し、基準状態の直流モータの電圧または電流およびイン
ク量と、検査時の直流モータの電圧または電流とから検
査時のインクタンクのインク量を演算する演算手段とを
具備する。
In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, a carriage equipped with a recording head for recording an image on a recording medium and an ink tank for supplying ink to the recording head, and the carriage. A DC motor that reciprocates in the main scanning direction, a constant speed circuit that rotates the DC motor at a predetermined rotation speed, a voltage measuring unit that measures the voltage of the DC motor in the constant speed circuit, and an ink tank A calculation means for calculating the ink amount of the ink tank at the time of inspection from the voltage or current and the ink amount of the DC motor in the reference state and the voltage or current of the DC motor at the time of inspection, when the predetermined amount of ink is used as the reference state. And.

【0008】請求項2の発明では、前記定速回路は前記
直流モータを4辺の一辺に設けたブリッジ回路をコレク
タに接続し、ブリッジ回路の同電位となる2点の内直流
モータ側を差動アンプの+側入力に、他を−側入力と
し、その出力をベースに入力し、エミッタに電源を接続
するPNP型トランジスタよりなる。
According to another aspect of the present invention, in the constant speed circuit, a bridge circuit provided with the DC motor on one side of four sides is connected to a collector, and two points of the DC circuit on the side of the DC circuit having the same potential are connected to each other. It is composed of a PNP type transistor in which the positive side input of the dynamic amplifier is the other side negative input, the output is input to the base, and the power source is connected to the emitter.

【0009】請求項3の発明では、記録媒体に画像を記
録する記録ヘッドとこの記録ヘッドにインクを供給する
インクタンクを搭載したキャリッジと、該キャリッジを
主走査方向に往復動させる直流モータと、該直流モータ
に第1抵抗値と第2抵抗値を切り換え可能にしてブレー
キ抵抗を接続する抵抗回路と、該直流モータが前記ブレ
ーキ抵抗で減速中、抵抗値に応じた一定電流をブレーキ
抵抗に流し一定ブレーキトルクを発生する定電流回路
と、前記直流モータが所定の第1回転速度より所定の第
2回転速度となる減速時間を測定する計時手段と、ブレ
ーキ抵抗が第1抵抗値における第1減速時間と第2抵抗
値における第2減速時間とから減速中の第1角速度変化
と第2角速度変化を求め、各ブレーキ抵抗値における一
定ブレーキトルクを用いて直流モータの運動方程式より
負荷慣性モーメントを求め、インクが所定量入ったとき
の負荷慣性モーメントと対比してインク量を演算する演
算手段とを具備する。
According to another aspect of the present invention, a recording head for recording an image on a recording medium, a carriage equipped with an ink tank for supplying ink to the recording head, a DC motor for reciprocating the carriage in the main scanning direction, A resistance circuit for connecting a brake resistance to the DC motor so that the first resistance value and the second resistance value can be switched, and a constant current according to the resistance value is applied to the brake resistance while the DC motor is decelerating by the brake resistance. A constant current circuit for generating a constant brake torque, a clocking means for measuring a deceleration time for the DC motor to reach a predetermined second rotation speed from a predetermined first rotation speed, and a first deceleration at a brake resistance having a first resistance value. The first angular velocity change and the second angular velocity change during deceleration are obtained from the time and the second deceleration time at the second resistance value, and the constant brake torque at each brake resistance value is obtained. There calculated the moment of inertia from equations of motion for the DC motor, the ink comprises a calculating means for calculating the amount of ink in comparison with the load moment of inertia upon entering a predetermined amount.

【0010】請求項4の発明では、前記定電流回路は前
記抵抗回路をエミッタに接続し、前記直流モータをコレ
クタに接続し、定電圧電源をベースに接続したNPN型
トランジスタよりなる。
According to another aspect of the present invention, the constant current circuit comprises an NPN transistor having the resistor circuit connected to the emitter, the DC motor connected to the collector, and the constant voltage power supply connected to the base.

【0011】請求項5の発明では、記録媒体に画像を記
録する記録ヘッドとこの記録ヘッドにインクを供給する
インクタンクを搭載したキャリッジと、該キャリッジを
主走査方向に往復動させる直流モータと、該直流モータ
に第1電圧と第2電圧を切り換え可能にして印加する電
圧印加回路と、該直流モータが前記電圧印加回路の電圧
で加速中電圧に応じた一定電流を直流モータに流し一定
モータトルクを発生させる定トルク回路と、前記直流モ
ータが所定の回転速度になる迄の加速時間を測定する計
時手段と、電源電圧が第1電圧における第1加速時間と
第2電圧における第2加速時間から加速中の第1角速度
変化と第2角速度変化を求め、各電圧における一定のモ
ータトルクを用いて直流モータの運動方程式より負荷慣
性モーメントを求め、インクが所定量入ったときの負荷
慣性モーメントと対比してインク量を演算する演算手段
とを具備する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a recording head for recording an image on a recording medium, a carriage having an ink tank for supplying ink to the recording head, and a DC motor for reciprocating the carriage in the main scanning direction. A voltage application circuit for switching the first voltage and the second voltage to the DC motor and applying the voltage, and a constant current according to the voltage during acceleration of the voltage applied by the DC motor to the DC motor. A constant torque circuit for generating a voltage, a time measuring means for measuring an acceleration time until the DC motor reaches a predetermined rotation speed, and a first acceleration time at a first voltage and a second acceleration time at a second voltage as a power supply voltage. The first angular velocity change and the second angular velocity change during acceleration are obtained, and the load inertia moment is obtained from the equation of motion of the DC motor using the constant motor torque at each voltage. , Ink and a calculating means for calculating the amount of ink in comparison with the load moment of inertia upon entering a predetermined amount.

【0012】請求項6の発明では、前記定トルク回路
は、前記直流モータを4辺の一辺に設けたブリッジ回路
をエミッタに接続し、ブリッジ回路の同電位となる2点
を第1差動アンプの入力とし、第1差動アンプの増幅率
により出力を直流モータの逆起電力の電圧にしてこの電
圧を負入力側、一定電圧源を正入力側とする第2差動ア
ンプを設けてその出力をベースに入力するNPN型トラ
ンジスタよりなる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the constant torque circuit, a bridge circuit in which the DC motor is provided on one side of four sides is connected to an emitter, and two points having the same potential of the bridge circuit are connected to a first differential amplifier. And a second differential amplifier in which the output is set to the voltage of the counter electromotive force of the DC motor by the amplification factor of the first differential amplifier and this voltage is set to the negative input side and the constant voltage source is set to the positive input side. It is composed of an NPN type transistor whose output is input to the base.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の発明では、キャリッジを定速度で走
行させるために直流モータに加わる電圧がインクの量に
応じて変動する。インク量が所定量あるときの基準状態
と検査時の2状態における直流モータの電圧差は、モー
タ回転数一定の条件(定速度条件)で負荷トルクの2状
態の差に比例し、2状態のインクの重量の差は2状態の
負荷トルク差に比例する。これにより2状態の電圧差を
求めることにより2状態のインク量の差が得られ、基準
状態のインク重量から検査状態のインク重量がわかる。
According to the first aspect of the invention, the voltage applied to the DC motor for moving the carriage at a constant speed varies depending on the amount of ink. The voltage difference of the DC motor between the reference state when the ink amount is a predetermined amount and the two states at the time of inspection is proportional to the difference between the two states of the load torque under a constant motor rotation speed condition (constant speed condition). The difference in ink weight is proportional to the load torque difference between the two states. As a result, the difference between the ink amounts in the two states is obtained by obtaining the voltage difference between the two states, and the ink weight in the inspection state can be known from the ink weight in the reference state.

【0014】また、直流モータの電圧差を電流差として
もよい。直流モータの負荷トルクは直流モータの電流に
比例するので、基準状態と検査時の2状態の電流差は2
状態のインク重量差に比例する。これによりキャリッジ
を定速度で走行させた場合の直流モータの電流を測定す
ることによりインク重量を得ることができる。
Further, the voltage difference of the DC motor may be the current difference. Since the load torque of the DC motor is proportional to the current of the DC motor, the current difference between the reference state and the two states during inspection is 2
It is proportional to the ink weight difference of the state. Thus, the ink weight can be obtained by measuring the current of the DC motor when the carriage is traveling at a constant speed.

【0015】請求項2の発明によれば、請求項1の定速
回路は、直流モータの回転が上昇しようとするとブリッ
ジのバランスが崩れ差動アンプの出力が+となり、直流
モータに加わるトランジスタの出力を減少させ、回転数
が降下すると差動アンプの出力が−となりトランジスタ
の出力を増加させる。これにより直流モータは定速回転
する。
According to the second aspect of the present invention, in the constant speed circuit of the first aspect, when the rotation of the DC motor is increased, the balance of the bridge is lost and the output of the differential amplifier becomes +, so that When the output is reduced and the rotation speed drops, the output of the differential amplifier becomes negative and the output of the transistor increases. This causes the DC motor to rotate at a constant speed.

【0016】請求項3の発明によれば、ブレーキ抵抗値
に応じて一定のブレーキ電流が流れる定電流回路を設け
る。これによりブレーキ抵抗値を決定すると所定の第1
回転数から所定の第2回転数までの減速時間が負荷の慣
性モーメントの大きさに応じて変化する。直流モータの
減速時の運動方程式は概略次のように表される。 T+TL=(JM+JL)/g*(dw/dt)…(1) ここで、 T:ブレーキ抵抗が発生するトルク TL:負荷トルク JM:モータ自身の慣性モーメント JL:負荷慣性モーメント(キャリッジ110の慣性モ
ーメント) g:重力加速度 dw/dt:モータの角速度の時間に対する変化率
According to the invention of claim 3, a constant current circuit is provided in which a constant brake current flows according to the brake resistance value. When the brake resistance value is determined by this, the predetermined first
The deceleration time from the rotation speed to the predetermined second rotation speed changes according to the magnitude of the moment of inertia of the load. The equation of motion during deceleration of the DC motor is roughly expressed as follows. T + TL = (JM + JL) / g * (dw / dt) (1) Where, T: Torque generated by brake resistance TL: Load torque JM: Moment of inertia of motor itself JL: Moment of inertia of load (inertia moment of carriage 110) ) G: Gravitational acceleration dw / dt: Rate of change of motor angular velocity with time

【0017】(1)式においてTは定電流回路により一
定値となる。するとTL,JM,JL,gは運動中は一
定値なので、dw/dtも一定値、つまり一定加速度と
なり角速度wと時間tの関係は直線となる。ブレーキ抵
抗が第1抵抗のときのブレーキトルクT1,第2抵抗値
のときのブレーキトルクT2,所定の第1回転速度N0
より所定の第2回転速度N1まで減速する時間をブレー
キトルクT1のときはt1,ブレーキトルクT2のとき
はt2とし、各ブレーキトルクのときのdw/dtをΔ
w1,Δw2とすると、 T1+TL=(JM+JL)/g*Δw1…(2) T2+TL=(JM+JL)/g*Δw2…(3) (3)式より(2)式を引き算すると T2−T1=(JM+JL)/g*(Δw2−Δw1)…(4) ∴JL=(T2−T1)*g/(Δw2−Δw1)−JM…(5) ここで、 Δw2=(2π*(N0−N1)*60)/t2…(6) Δw1=(2π*(N0−N1)*60)/t1…(7) (wの単位をrad/s,回転数の単位をr.p.mと
した場合)
In the equation (1), T has a constant value due to the constant current circuit. Then, since TL, JM, JL, and g are constant values during the movement, dw / dt is also a constant value, that is, constant acceleration, and the relationship between the angular velocity w and the time t is a straight line. Brake torque T1 when the brake resistance is the first resistance, brake torque T2 when the brake resistance is the second resistance value, and a predetermined first rotation speed N0
The time required to decelerate to a predetermined second rotation speed N1 is t1 for the brake torque T1 and t2 for the brake torque T2, and dw / dt for each brake torque is Δ.
Let w1 and Δw2 be: T1 + TL = (JM + JL) / g * Δw1 ... (2) T2 + TL = (JM + JL) / g * Δw2 ... (3) Subtracting the expression (2) from the expression (3) gives T2-T1 = (JM + JL). ) / G * (Δw2-Δw1) ... (4) ∴JL = (T2-T1) * g / (Δw2-Δw1) -JM ... (5) where Δw2 = (2π * (N0-N1) * 60 ) / T2 ... (6) Δw1 = (2π * (N0-N1) * 60) / t1 ... (7) (when the unit of w is rad / s and the unit of rotation speed is r.pm).

【0018】JMは直流モータ固有の値であり、T2,
T1はブレーキ抵抗値によって決まった値であるので、
(5)式よりキャリッジの慣性モーメントが求められ
る。この慣性モーメントをインクが所定量入ったときの
キャリッジの慣性モーメントと対比することによりキャ
リッジのインク量がわかる。
JM is a value peculiar to the DC motor, and T2,
Since T1 is a value determined by the brake resistance value,
The moment of inertia of the carriage can be obtained from the equation (5). By comparing this moment of inertia with the moment of inertia of the carriage when a predetermined amount of ink has entered, the amount of ink in the carriage can be known.

【0019】請求項4の発明によれば、請求項3の定電
流回路はブレーキ抵抗をエミッタ端子の負荷とし、定電
圧電源をベースに接続してエミッタフォロアを形成して
いるので、ブレーキ抵抗に流れる電流はほぼ定電流とな
る。
According to the invention of claim 4, in the constant current circuit of claim 3, the brake resistor is used as the load of the emitter terminal and the constant voltage power source is connected to the base to form the emitter follower. The flowing current is almost constant.

【0020】請求項5の発明によれば、直流モータに加
える電圧に応じて一定の電流が直流モータに流れ、一定
のモータトルクを発生する定トルク回路を設ける。これ
により印加電圧を決定すると、所定の回転速度Nまで加
速する時間が負荷の慣性モーメントの大きさに応じて変
化する。直流モータの加速時の運動方程式は概略次のよ
うに表される。 T−TL=(JM+JL)/g*(dw/dt)…(8) ここにおいて T:直流モータの発生するトルク 他の符号の意味は(1)式と同じである。(1)式と
(8)式の相違はTLの符号が異なっている点である。
(8)式においてモータの発生するトルクは定トルク回
路によって印加電圧によって一定の値となるように制御
される。その結果TL,JM,JL,gは運動中一定値
なのでdw/dtは一定値となり角速度wと時間tの関
係は直線となる。
According to the fifth aspect of the present invention, a constant torque circuit is provided which generates a constant motor torque by causing a constant current to flow in the DC motor according to the voltage applied to the DC motor. When the applied voltage is determined by this, the time to accelerate to the predetermined rotation speed N changes according to the magnitude of the moment of inertia of the load. The equation of motion during acceleration of the DC motor is roughly expressed as follows. T-TL = (JM + JL) / g * (dw / dt) (8) Here, T: torque generated by the DC motor The meanings of the other symbols are the same as those in the equation (1). The difference between the expressions (1) and (8) is that the sign of TL is different.
In equation (8), the torque generated by the motor is controlled by the constant torque circuit so as to have a constant value by the applied voltage. As a result, TL, JM, JL, and g are constant values during the movement, so that dw / dt is a constant value and the relationship between the angular velocity w and the time t is a straight line.

【0021】直流モータへの印加電圧E1,E2により
発生したモータトルクT1,T2の時の、所定回転数N
までの立ち上がり時間t1,t2を求める。これにより
各トルク時のdw/dtをΔw1,Δw2とすれば、 T1−TL=(JM+JL)/g*Δw1…(9) T2−TL=(JM+JL)/g*Δw2…(10) (10)式より(9)式を引き算すると T2−T1=(JM+JL)/g*(Δw2−Δw1)…(11) ∴JL=(T2−T1)*g/(Δw2−Δw1)−JM…(12) ここで、 Δw2=(2π*N*60)/t2…(13) Δw1=(2π*N*60)/t1…(14) (wの単位をrad/s,回転数の単位をr.p.mと
した場合)
Predetermined rotation speed N at motor torques T1 and T2 generated by applied voltages E1 and E2 to the DC motor.
Rise times t1 and t2 are calculated. As a result, assuming that dw / dt at each torque is Δw1 and Δw2, T1-TL = (JM + JL) / g * Δw1 ... (9) T2-TL = (JM + JL) / g * Δw2 ... (10) (10) Subtracting the expression (9) from the expression, T2-T1 = (JM + JL) / g * (Δw2-Δw1) ... (11) ∴JL = (T2-T1) * g / (Δw2-Δw1) -JM ... (12) Here, Δw2 = (2π * N * 60) / t2 (13) Δw1 = (2π * N * 60) / t1 (14) (The unit of w is rad / s and the unit of rotation speed is r.p.) .M)

【0022】(12)式においてJMは直流モータ固有
の値であり、T2,T1は印加電圧E2,E1よって一
定の値として定トルク回路から算出できる。これにより
(12)式よりキャリッジの慣性モーメントが求められ
る。この慣性モーメントをインクが所定量入ったときの
キャリッジの慣性モーメントと対比することにより、キ
ャリッジのインク量がわかる。
In the equation (12), JM is a value peculiar to the DC motor, and T2 and T1 can be calculated from the constant torque circuit as constant values according to the applied voltages E2 and E1. As a result, the moment of inertia of the carriage can be obtained from the equation (12). By comparing this moment of inertia with the moment of inertia of the carriage when a predetermined amount of ink has entered, the amount of ink in the carriage can be known.

【0023】請求項6の発明によれば、定トルク回路
は、ブリッジ回路の同電位となる2点を第1差動アンプ
に入力し、第1アンプの増幅率を所定の値に設定すると
その出力は直流モータの逆起電力−Ecとなる。この電
圧を第2差動アンプの負入力側にし、正入力側に一定電
圧源を入力すると第2差動アンプの出力は一定電圧Eと
逆起電力Ecの和E+Ecとなり、この電圧がトランジ
スタのベースよりエミッタ端子に接続されたブリッジ回
路に加わり、ブリッジ回路の駆動電圧Esとなる。ブリ
ッジ回路のモータに流れる電流Iaは、ブリッジのモー
タ側の全抵抗Rで駆動電圧Esとモータの逆起電力−E
cの和を割った値となるので次のようにIaは定電圧E
に比例した値となり、Eが一定値なのでIaも一定値と
なる。 Ia=(Es−Ec)/R=(E+Ec−Ec)/R=E/R…(15) モータトルクTはこのモータ電流Iaに比例する故に直
流モータへの印加電圧をEとすればEよりモータトルク
Tを算出することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, in the constant torque circuit, two points having the same potential of the bridge circuit are input to the first differential amplifier, and the amplification factor of the first amplifier is set to a predetermined value. The output is the back electromotive force −Ec of the DC motor. When this voltage is set to the negative input side of the second differential amplifier and a constant voltage source is input to the positive input side, the output of the second differential amplifier becomes the sum E + Ec of the constant voltage E and the counter electromotive force Ec, and this voltage is applied to the transistor. The voltage is applied from the base to the bridge circuit connected to the emitter terminal and becomes the drive voltage Es of the bridge circuit. The current Ia flowing through the motor in the bridge circuit is the total resistance R on the motor side of the bridge, and the drive voltage Es and the counter electromotive force −E
Since it is a value obtained by dividing the sum of c, Ia is a constant voltage E as follows.
Since E is a constant value, Ia is also a constant value. Ia = (Es-Ec) / R = (E + Ec-Ec) / R = E / R (15) Since the motor torque T is proportional to this motor current Ia, if the voltage applied to the DC motor is E, then E The motor torque T can be calculated.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。第1実施は、一定速度でキャリッジ110を走行
させる直流モータの電圧からインクの重量を算出する装
置である。図1は第1実施例の構成を示すブロック図で
ある。制御部1は全体の制御を行い、モータ制御部2は
キャリッジ110を走行させる直流モータ3(図14で
キャリッジモータ113に該当する)を制御する波形を
発生し直流モータ3に電力を供給する。電圧源4は直流
モータ3の駆動電源である。差動アンプ5は直流モータ
3の端子電圧と基準電圧との差分を検出し、基準電源6
は差動アンプ5に基準電圧を印加する。アンプ7は差動
アンプ5の出力をn倍に増幅する。ADコンバータ8は
アナログ信号をデジタル信号に変換する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The first embodiment is an apparatus that calculates the weight of ink from the voltage of a DC motor that drives the carriage 110 at a constant speed. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment. The control unit 1 controls the whole, and the motor control unit 2 generates a waveform for controlling the DC motor 3 (corresponding to the carriage motor 113 in FIG. 14) that drives the carriage 110 and supplies electric power to the DC motor 3. The voltage source 4 is a drive power source for the DC motor 3. The differential amplifier 5 detects the difference between the terminal voltage of the DC motor 3 and the reference voltage, and the reference power source 6
Applies a reference voltage to the differential amplifier 5. The amplifier 7 amplifies the output of the differential amplifier 5 by n times. The AD converter 8 converts an analog signal into a digital signal.

【0025】次に動作を説明する。まず制御部1からモ
ータ制御部2へSTART信号が出力され、直流モータ
3に電力が供給されてモータが回転する。モータ制御部
2では始めはゆっくりで、最終的には定速回転するよう
に制御する。図2は直流モータ3の回転速度を示す図で
回転数と時間との関係を示す。
Next, the operation will be described. First, a START signal is output from the control unit 1 to the motor control unit 2 and electric power is supplied to the DC motor 3 to rotate the motor. The motor control unit 2 controls so that the motor control unit 2 starts slowly and finally rotates at a constant speed. FIG. 2 is a diagram showing the rotation speed of the DC motor 3 and shows the relationship between the rotation speed and time.

【0026】図3はモータ制御部2に設けられた定速回
路を示す。本回路は、PNP型トランジスタ9のコレク
タにブリッジ回路が接続され、ブリッジの等電位となる
点の電圧を差動アンプ10に入力し、その出力をベース
に入力した構成となっている。ブリッジ回路は、R1,
R2,R3および直流モータの内部抵抗raで構成され
る。直流モータ3はブリッジの一辺を構成し、逆起電力
Ecを発生する。トランジスタ9のエミッタには図1の
電圧源4の電圧がVsとして印加されている。
FIG. 3 shows a constant speed circuit provided in the motor controller 2. In this circuit, a bridge circuit is connected to the collector of the PNP transistor 9, the voltage at the point where the bridge has an equal potential is input to the differential amplifier 10, and the output thereof is input to the base. The bridge circuit is R1,
It is composed of R2, R3 and the internal resistance ra of the DC motor. The DC motor 3 constitutes one side of the bridge and generates a counter electromotive force Ec. The voltage of the voltage source 4 of FIG. 1 is applied as Vs to the emitter of the transistor 9.

【0027】この回路で、なんらかの原因で直流モータ
3の回転数が上昇しようとすると逆起電力Ecが大きく
なりブリッジのバランスが崩れ、差動アンプ10の出力
が+になりトランジスタ9のコレクタ電圧を低下させる
方向に働き、直流モータ3の電圧が下がり、回転数が下
がるので、定速回転になる。なんらかの原因で回転数が
下ったときは逆の作用によりコレクタ電圧が上昇し、回
転数が上がり定速回転を保持する。
In this circuit, if the number of rotations of the DC motor 3 is increased for some reason, the counter electromotive force Ec becomes large and the balance of the bridge is lost, the output of the differential amplifier 10 becomes +, and the collector voltage of the transistor 9 is changed. It works in a decreasing direction, the voltage of the DC motor 3 decreases, and the number of rotations decreases, so that the rotation speed becomes constant. When the rotation speed decreases for some reason, the collector voltage rises due to the opposite action, and the rotation speed increases, maintaining constant speed rotation.

【0028】定速回転になると直流モータ3の端子電圧
は回転数と負荷トルク(直流モータ3の発生するトル
ク)により決まるある値に安定する。この理由は後述す
る。この安定した電圧から差動アンプ5を用いて基準電
源6の基準電圧を引算する。この基準電圧として、イン
クカートリッジ131内のインクが空の場合の直流モー
タ3の端子電圧をあらかじめ測定して、その電圧を設定
しておく。以下、理由は後述するが次のようになる。こ
れによりある負荷の時の差動アンプ5の出力は、インク
カートリッジ131内のインクがある程度ある場合(そ
の負荷の時のインクの状態)とインクカートリッジ13
1のインクが空の場合の差に比例した電圧となる。この
電圧差をアンプ7でn倍する。このnの値はインクカー
トリッジ131にインクが100%満たされている場合
の電圧差がADコンバータ8のフル入力レンジになるよ
うに設定しておく。以上の動作によりこのADコンバー
タの出力はインクカートリッジ131内のインクの重量
に比例した値になるので、制御部1はこれによりインク
の残量を100%時に対する割合として知ることができ
る。
At constant speed rotation, the terminal voltage of the DC motor 3 stabilizes at a certain value determined by the rotation speed and the load torque (torque generated by the DC motor 3). The reason for this will be described later. The reference voltage of the reference power supply 6 is subtracted from this stable voltage using the differential amplifier 5. As this reference voltage, the terminal voltage of the DC motor 3 when the ink in the ink cartridge 131 is empty is measured in advance and the voltage is set. The reason will be described below, but the reason is as follows. As a result, the output of the differential amplifier 5 under a certain load is obtained when the ink in the ink cartridge 131 is present to some extent (the state of the ink under that load).
The voltage is proportional to the difference when the first ink is empty. This voltage difference is multiplied by n by the amplifier 7. The value of n is set so that the voltage difference when the ink cartridge 131 is completely filled with ink is the full input range of the AD converter 8. By the above operation, the output of the AD converter becomes a value proportional to the weight of the ink in the ink cartridge 131, so that the control unit 1 can know the remaining amount of the ink as a ratio with respect to 100%.

【0029】次に差動アンプ5における電圧差がインク
の重量に比例する理由について説明する。直流モータ3
の端子電圧は次の式で表される。 E=I*R+Ec…(16) ただし E:モータ端子電圧 I:モータに流れる電流 R:モータの内部抵抗 Ec:モータが回転している時に発生する逆起電力 ここでEcはモータの回転数をNとすると Ec=Kn*N(Knは比例定数)…(17) で表されるので、回転数が一定になるように制御すれば
この値は一定値になる。
Next, the reason why the voltage difference in the differential amplifier 5 is proportional to the weight of ink will be described. DC motor 3
The terminal voltage of is expressed by the following equation. E = I * R + Ec (16) However, E: Motor terminal voltage I: Current flowing in the motor R: Internal resistance of the motor Ec: Back electromotive force generated when the motor is rotating Here, Ec is the rotation speed of the motor If N, then Ec = Kn * N (Kn is a proportional constant) (17), so this value will be a constant value if the rotation speed is controlled to be constant.

【0030】また負荷(直流モータ)のトルクをTとす
れば T=Ki*Iで表され、(Kiは比例定数)これにより
電流Iは I=T/Ki…(18) となるので電流は負荷トルクの大きさに比例する。(1
7),(18)を(16)に代入すれば E=Kn*N+T/Ki…(19)
When the torque of the load (DC motor) is T, it is expressed by T = Ki * I, (Ki is a proportional constant), and the current I becomes I = T / Ki (18). Proportional to the magnitude of load torque. (1
Substituting (7) and (18) into (16), E = Kn * N + T / Ki ... (19)

【0031】ここでインクカートリッジ131が空の時
の電圧をE1、トルクをT1とする。またある程度イン
クがカートリッジ131にある場合の電圧をE2,トル
クT2とすると E1=Kn*N+T1/Ki…(20) E2=Kn*N+T2/Ki…(21) (21)式から(20)式を引き算すると次の式とな
る。 E2−E1=(T2−T1)/Ki…(22) となり電圧差は負荷トルク差に比例する。
Here, the voltage when the ink cartridge 131 is empty is E1, and the torque is T1. Further, assuming that the voltage when the ink is in the cartridge 131 to some extent is E2 and the torque T2, E1 = Kn * N + T1 / Ki ... (20) E2 = Kn * N + T2 / Ki ... (21) From equation (21), equation (20) is changed to Subtracting gives the following formula. E2-E1 = (T2-T1) / Ki ... (22) and the voltage difference is proportional to the load torque difference.

【0032】トルクTは概略以下の式で表される。 T=K(F+μ(Wk+W))…(23) ここで T:モータを回転させるのに必要なトルク K:ギヤ比等により決まる定数 μ:機構系により決まる摩擦係数 F:機構系により決まる、モータ軸の円周方向に系を動
かそうとする力(0の場合もある) Wk:インクカートリッジ、ヘッドその他の合計の重量 W:インクの重量
The torque T is generally expressed by the following equation. T = K (F + μ (Wk + W)) (23) where T: Torque required to rotate the motor K: Constant determined by gear ratio etc. μ: Friction coefficient determined by mechanical system F: Motor determined by mechanical system Force to move the system in the circumferential direction of the shaft (may be 0) Wk: total weight of ink cartridge, head, etc. W: weight of ink

【0033】よってインクが空の時のトルクT1及びあ
る程度ある場合のトルクT2はインクの重量をWiとし
て次式で表される。 T1=K(F+μ(Wk+0))…(24) T2=K(F+μ(Wk+Wi))…(25) ∴T2−T1=K*μ*Wi…(26) トルクの差はインクの重量Wiに比例するので(22)
式より電圧差E2−E1もインクの重量に比例すること
になる。
Therefore, the torque T1 when the ink is empty and the torque T2 when there is a certain amount of ink are represented by the following equations, where Wi is the weight of the ink. T1 = K (F + μ (Wk + 0)) ... (24) T2 = K (F + μ (Wk + Wi)) ... (25) ∴T2-T1 = K * μ * Wi ... (26) The torque difference is proportional to the ink weight Wi. Because (22)
From the equation, the voltage difference E2-E1 is also proportional to the weight of the ink.

【0034】この電圧差E2−E1をインクが100%
ある場合の電圧をEfとし、空の電圧E1との電圧差E
f−E1で割ると、(E2−E1)/(Ef−E1)*
100はインクのある程度ある量の100%時に対する
割合を表す。なお、制御部1は各電圧をADコンバータ
8の出力値としてデジタル値で受取り、上記を計算す
る。
The voltage difference E2-E1 is 100%
Let Ef be the voltage in some cases, and the voltage difference E from the empty voltage E1.
When divided by f-E1, (E2-E1) / (Ef-E1) *
100 represents the ratio of a certain amount of ink to 100% time. The control unit 1 receives each voltage as an output value of the AD converter 8 as a digital value and calculates the above.

【0035】またインクが100%の時のトルクTf及
びある程度ある場合のトルクT2はインクの重量を10
0%の場合Wf,ある程度の場合Wiとして次式で表さ
れる。 Tf=K(F+μ(Wk+Wf))…(27) T2=K(F+μ(Wk+Wi))…(28) ∴T2−Tf=K*μ*(Wi−Wf)…(29) トルク差はインクの重量差に比例するので、(22)式
より電圧差E2−Efもインクの重量差に比例すること
になる。この値をインクが空の場合と100%の場合の
電圧差E1−Efで割ると、 (1−(Ef−E2)/(Ef−E1))*100…(30) はインクのある程度ある量と100%の量との割合を表
す。ただしこの場合はEfが最大値になるので図1の差
動アンプ5はB−A処理を行うようにしておく。以上に
より現在のインクの量を100%インクがある場合の比
として求めることができる。
Further, the torque Tf when the ink is 100% and the torque T2 when there is a certain amount of ink are 10 times the weight of the ink.
Wf is represented by 0%, and Wi is represented by Wi in some cases, and is represented by the following equation. Tf = K (F + μ (Wk + Wf)) ... (27) T2 = K (F + μ (Wk + Wi)) ... (28) ∴T2-Tf = K * μ * (Wi-Wf) ... (29) Torque difference is ink weight Since it is proportional to the difference, the voltage difference E2-Ef is also proportional to the ink weight difference from the equation (22). If this value is divided by the voltage difference E1-Ef when the ink is empty and when it is 100%, (1- (Ef-E2) / (Ef-E1)) * 100 ... (30) is a certain amount of ink. And the amount of 100%. However, in this case, Ef becomes the maximum value, so the differential amplifier 5 in FIG. From the above, the current amount of ink can be obtained as a ratio when 100% ink is present.

【0036】以上の説明はインクの量を求める状態の直
流モータ3の電圧と、インクの量が100%の場合や空
の場合の直流モータ3の電圧との電圧差からインクの量
を求めたが、(16)式から明らかなように直流モータ
3の電圧差は電流差に比例する。故に直流モータ3の電
流差をとってもインク量を求めることができる。
In the above description, the ink amount is obtained from the voltage difference between the voltage of the DC motor 3 in the state where the ink amount is obtained and the voltage of the DC motor 3 when the ink amount is 100% or empty. However, as is clear from the equation (16), the voltage difference of the DC motor 3 is proportional to the current difference. Therefore, the ink amount can be obtained by taking the current difference of the DC motor 3.

【0037】次に第2実施例を説明する。本実施例はブ
レーキ抵抗により減速中の直流モータが、定常の回転速
度から所定の回転速度まで減速するときインクの量によ
りこの減速時間に差が出るので、この減速時間を計測す
ることによりインク量を算出する。
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, when the DC motor that is decelerating due to the brake resistance decelerates from the steady rotation speed to the predetermined rotation speed, the deceleration time varies depending on the amount of ink. To calculate.

【0038】図4は第2実施例の構成を示すブロック図
である。制御部21は全体を制御し、モータ制御部22
はモータ駆動用の信号を発生する。この信号に基づきド
ライバ回路23は直流モータ24に電力を供給する。直
流モータ24はインクおよびこのインクを吐出するノズ
ルを有するキャリッジ110を走行させる。エンコーダ
25は直流モータ24の回転状態をパルス信号列に変換
する。電圧源26は直流モータ24を駆動するモータド
ライバ23に電力を供給する。スイッチ27は直流モー
タ24をモータドライバ23とブレーキ抵抗に切り換え
る。スイッチ28は抵抗29を単独とするか抵抗30と
直列にするかを選択する。抵抗29,抵抗30は直流モ
ータ24を制動停止させるブレーキ抵抗である。スイッ
チ31は抵抗29,抵抗30に定電流を流す動作をさせ
る場合と、通常のブレーキ動作を行う場合とを切り換え
る。電圧源32は抵抗29,抵抗30に定電流を流す電
流を決めるもので、NPN型のトランジスタ33は定電
流を流す働きをする。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment. The control unit 21 controls the whole, and the motor control unit 22
Generates a signal for driving the motor. Based on this signal, the driver circuit 23 supplies electric power to the DC motor 24. The DC motor 24 runs a carriage 110 having ink and nozzles for ejecting this ink. The encoder 25 converts the rotation state of the DC motor 24 into a pulse signal train. The voltage source 26 supplies electric power to the motor driver 23 that drives the DC motor 24. The switch 27 switches the DC motor 24 between the motor driver 23 and the brake resistor. Switch 28 selects whether resistor 29 is alone or in series with resistor 30. The resistors 29 and 30 are brake resistors for stopping the braking of the DC motor 24. The switch 31 switches between a case where a constant current flows through the resistors 29 and 30, and a case where a normal braking operation is performed. The voltage source 32 determines a current for flowing a constant current through the resistors 29 and 30, and the NPN transistor 33 functions to flow a constant current.

【0039】フリップフロップ34はエンコーダ25の
信号に同期してカウンタ35を動作させ、カウンタ35
はエンコーダ25のパルス幅をカウントし、直流モータ
24の回転数のデータを作成する。ラッチ36はカウン
タ35の出力を一時保持する。コンパレータ37はカウ
ンタ35の出力と基準値18とを比較する。基準値18
は直流モータ24の基準の回転数に対応した基準値であ
る。カウンタ39は直流モータ24が定速度から基準の
回転数に低下するまで、つまりコンパレータ37が動作
するまでの通算時間をカウントする。アンドゲート40
はカウンタ39の動作停止タイミングを制御するゲート
である。
The flip-flop 34 operates the counter 35 in synchronization with the signal of the encoder 25, and the counter 35
Counts the pulse width of the encoder 25 and creates data on the number of revolutions of the DC motor 24. The latch 36 temporarily holds the output of the counter 35. The comparator 37 compares the output of the counter 35 with the reference value 18. Reference value 18
Is a reference value corresponding to the reference rotation speed of the DC motor 24. The counter 39 counts the total time until the DC motor 24 decreases from the constant speed to the reference number of revolutions, that is, until the comparator 37 operates. AND gate 40
Is a gate for controlling the operation stop timing of the counter 39.

【0040】図5は図4に示すブロック図の動作を示す
タイムチャートである。本チャートにより動作を説明す
る。まず制御部21からモータ制御部22へSTART
1信号が出力され、モータドライバ23を経由して直流
モータ24に電力が供給され、直流モータ24が回転す
る。この時スイッチ27の接点及びスイッチ31の接点
は図で左側に倒れている。またSTART2信号はOF
Fになっている。通常はこの状態で記録動作を行い、停
止させる時にはスイッチ27を右側に倒して抵抗29,
抵抗30でブレーキをかけて停止させる。インク残量検
知動作を行う場合はスタート時点あるいは記録中の適当
な時点でスイッチ31を右側に倒しておく。次に1ペー
ジ記録終了時など適当なタイミングでスイッチ27を右
側に倒し、抵抗29+抵抗30でブレーキをかけ強制停
止する。この時点ではスイッチ31は右側に倒れている
ので直流モータ24、電圧源32、トランジスタ33、
抵抗29,30によりエミッタフォロアが形成されてい
る。よって抵抗29,30に流れる電流は、ほぼ定電流
になる。
FIG. 5 is a time chart showing the operation of the block diagram shown in FIG. The operation will be described with reference to this chart. First, from the control unit 21 to the motor control unit 22, START
One signal is output, power is supplied to the DC motor 24 via the motor driver 23, and the DC motor 24 rotates. At this time, the contact of the switch 27 and the contact of the switch 31 are tilted to the left side in the figure. Also, the START2 signal is OF
It is F. Normally, the recording operation is performed in this state, and when stopped, the switch 27 is tilted to the right and the resistor 29,
Resistor 30 brakes and stops. When performing the remaining ink amount detecting operation, the switch 31 is tilted to the right at the start time or an appropriate time during recording. Next, the switch 27 is tilted to the right at an appropriate timing such as when one-page recording is completed, and the resistor 29 and the resistor 30 apply a brake to forcibly stop. At this point, the switch 31 is tilted to the right, so the DC motor 24, the voltage source 32, the transistor 33,
An emitter follower is formed by the resistors 29 and 30. Therefore, the current flowing through the resistors 29 and 30 is almost constant.

【0041】強制停止を開始すると同時に、制御部21
はSTART1信号をOFFにしてSTART2信号を
ONにすると、基準回転数に低下するまでの通算時間を
計数するカウンタ39が動作を開始する。フリップフロ
ップ34はエンコーダ信号の立ち上がりに同期してカウ
ンタ35を動作させ、LOWの区間でクリアさせるとい
う動作を繰り返す。このカウンタ35の出力はエンコー
ダ信号の立ち下がりでラッチ36により一時保持され、
コンパレータ37で基準値38と比較される。制御部2
1は適当なタイミングでSTART3信号を出力してモ
ータの回転数が基準回転数まで下がるのを待つ。
At the same time when the forced stop is started, the control unit 21
When the START1 signal is turned off and the START2 signal is turned on, the counter 39 that counts the total time until the reference speed is reduced starts to operate. The flip-flop 34 repeats the operation of operating the counter 35 in synchronization with the rising edge of the encoder signal and clearing it in the LOW section. The output of the counter 35 is temporarily held by the latch 36 at the fall of the encoder signal,
The comparator 37 compares it with the reference value 38. Control unit 2
1 outputs the START3 signal at an appropriate timing and waits for the rotation speed of the motor to drop to the reference rotation speed.

【0042】直流モータ24の回転数は最初は高いの
で、図5のエンコーダ信号のHIGH区間tは小さく、
カウンタ35の入力クロックをより少なくカウントする
ので、カウンタ35のカウンタ出力<基準値38となっ
ているが、基準回転数N以下の低速になると、カウンタ
35の出力>=基準値38となる。その時点でコンパレ
ータ37は、その結果を制御部21へ、A>=B信号に
より通知するとともに、アンドゲート40を経由してカ
ウンタ39の通算時間カウントを停止させる。
Since the rotation speed of the DC motor 24 is initially high, the HIGH section t of the encoder signal in FIG. 5 is small,
Since the input clock of the counter 35 is counted less, the counter output of the counter 35 is <reference value 38, but when the speed is lower than the reference rotation speed N, the output of the counter 35> = reference value 38. At that time, the comparator 37 notifies the control unit 21 of the result by the A> = B signal and stops counting the total time of the counter 39 via the AND gate 40.

【0043】制御部21はカウンタ39の出力D1を読
みだし、ブレーキ抵抗がR1(=抵抗29+抵抗30)
の時の、モータ停止動作を開始してから基準回転数Nに
下降するまでの通算時間をt1=D1/(カウンタ39
のクロック周波数f)で計算する。次に再度スイッチ2
7を左へ倒して直流モータ24をスタートし、上記の動
作を繰り返す。この時スイッチ28を閉じておく。この
動作よりブレーキ抵抗R2(=抵抗29のみ)の時のモ
ータ停止動作を開始してから基準回転数Nへ到達するま
での時間t2が得られる。このt1,t2およびR1,
R2の値より次に説明する方法で負荷の慣性モーメント
JLを計算し、次にインクの重量の割合を推定する。
The control unit 21 reads the output D1 of the counter 39 and the brake resistance is R1 (= resistance 29 + resistance 30).
At the time of, the total time from the start of the motor stop operation to the decrease to the reference rotation speed N is t1 = D1 / (counter 39
The clock frequency f) is calculated. Then switch 2 again
7 is tilted to the left to start the DC motor 24, and the above operation is repeated. At this time, the switch 28 is closed. From this operation, the time t2 from the start of the motor stop operation for the brake resistance R2 (= only the resistance 29) to the arrival of the reference rotation speed N is obtained. This t1, t2 and R1,
The load inertia moment JL is calculated from the value of R2 by the method described below, and then the ratio of the weight of the ink is estimated.

【0044】ブレーキ抵抗による減速時の負荷の慣性モ
ーメントJLの算出については「作用」の項で説明した
が、さらに詳しく説明する。ブレーキ抵抗により減速中
の運動方程式は概略(1)式で表される。(1)式にお
いてTはスイッチ27,28,31,抵抗29,30,
電圧源32,トランジスタ33によって構成される定電
流回路によって一定値となる。その理由は後述する。す
るとTL,JM,JL,gは運動中一定なのでdw/d
tも一定となり角速度w時間tの関係は図6のaに示す
ように直線となる。なお、ブレーキ抵抗が固定抵抗の場
合、つまり定電流回路を用いない場合bに示すように1
次遅れ特性となる。理由は後述する。
The calculation of the load inertia moment JL at the time of deceleration by the brake resistance has been described in the section "Operation", but will be described in more detail. The equation of motion during deceleration due to the brake resistance is roughly expressed by equation (1). In the equation (1), T is a switch 27, 28, 31, a resistor 29, 30,
The constant value is obtained by the constant current circuit composed of the voltage source 32 and the transistor 33. The reason will be described later. Then TL, JM, JL, g are constant during exercise, so dw / d
t also becomes constant, and the relationship of the angular velocity w time t becomes a straight line as shown in a of FIG. When the brake resistance is a fixed resistance, that is, when the constant current circuit is not used, 1
It has the next-delay characteristic. The reason will be described later.

【0045】ブレーキ抵抗がR1(抵抗29+抵抗3
0)のとき発生する一定値のブレーキトルクをT1,R
2(抵抗29)のとき発生する一定値のブレーキトルク
をT2とし、それぞれのブレーキ抵抗時の、定速運転時
の回転数から基準回転数Nまで低下する時間t1,t2
を求める。図7はt1,t2と角速度との関係を示す図
で、定速度運転時の角速度w0から基準回転数Nの時の
角速度w1まで減速する時間を示し、ブレーキ抵抗R1
の場合は、t1,R2の場合はt2となる。この場合負
荷(インクの量)は同じ値とする。これにより各トルク
時のdw/dtをΔw1,Δw2とすれば(2)〜
(7)式が得られる。(5)式においてgは重力加速度
で定数であり、JMは直流モータ24の固有の値で、カ
タログなどより求められる。ブレーキトルクT1,T2
については後述する方法により算出する。(5)式にブ
レーキトルクT1,T2を代入すればその時の負荷(そ
の時のインク量の状態の負荷)の慣性モーメントJLが
求められる。なお、T1,T2と2回測定する理由は動
作環境により変わる可能性があり、また実測して正確な
値を求めなければならない負荷トルクTLを計算式から
排除し、精度を上げるためである。
The brake resistance is R1 (resistance 29 + resistance 3
0), the constant braking torque generated at T1, R
When the braking torque of a constant value generated when the resistance is 2 (resistance 29) is T2, the times t1 and t2 during which the braking speed decreases from the rotation speed during constant speed operation to the reference rotation speed N at each brake resistance.
Ask for. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between t1 and t2 and the angular velocity, showing the time required to decelerate from the angular velocity w0 at the constant speed operation to the angular velocity w1 at the reference rotational speed N, and the brake resistance R1.
In the case of, it becomes t1, and in the case of R2, it becomes t2. In this case, the load (amount of ink) has the same value. Thus, if dw / dt at each torque is Δw1 and Δw2, (2)-
Expression (7) is obtained. In the equation (5), g is a gravitational acceleration and is a constant, and JM is a value specific to the DC motor 24 and is obtained from a catalog or the like. Brake torque T1, T2
Is calculated by the method described later. By substituting the brake torques T1 and T2 into the equation (5), the inertia moment JL of the load at that time (the load in the state of the ink amount at that time) can be obtained. The reason for measuring twice, T1 and T2, may be changed depending on the operating environment, and is to eliminate the load torque TL, which has to be actually measured to obtain an accurate value, from the calculation formula to improve accuracy.

【0046】次にこのようにして求めた負荷の慣性モー
メントJLよりインクの重量を推定する方法を説明す
る。負荷の慣性モーメントJLはインクカートリッジに
インクが100%ある場合の慣性モーメントJf,イン
クがない時の慣性モーメントJe,およびある程度イン
クがある検査時の慣性モーメントJxを上述の方法で求
めておく。ここで慣性モーメントJはその時のインクの
重量とインクカートリッジおよびノズル等のキャリッジ
110の重量の和に比例するので、比例定数をK,キャ
リッジ110の重量をMk,インクの重量を100%時
If,検査時Ixとすれば次式が成立する。
Next, a method for estimating the weight of the ink from the load inertia moment JL thus obtained will be described. As the load inertia moment JL, the inertia moment Jf when ink is 100% in the ink cartridge, the inertia moment Je when there is no ink, and the inertia moment Jx when there is ink to some extent are obtained by the above method. Since the moment of inertia J is proportional to the sum of the weight of the ink at that time and the weight of the carriage 110 such as the ink cartridge and the nozzle, the proportional constant is K, the weight of the carriage 110 is Mk, the weight of the ink is 100% If, and If Ix at the time of inspection, the following formula is established.

【0047】Jf=K(Mk+If)…(31) Je=KMk …(32) Jx=K(Mk+Ix)…(33) ∴If=(Jf−Je)/K…(34) Ix=(Jx−Je)/K…(35) ここで検査時のインクの重量の、100%インクがある
場合の重量に対する割合は次式で求められる。 Ix/If=(Jx−Je)/(Jf−Je)…(36) 故に(36)式より検査時のインクの重量をインクが1
00%ある場合に対する比として求めることができる。
Jf = K (Mk + If) (31) Je = KMk (32) Jx = K (Mk + Ix) (33) ∴If = (Jf-Je) / K ... (34) Ix = (Jx-Je) ) / K (35) Here, the ratio of the weight of the ink at the time of inspection to the weight when 100% ink is present is obtained by the following formula. Ix / If = (Jx−Je) / (Jf−Je) (36) Therefore, from the formula (36), the weight of the ink at the time of inspection is 1
It can be calculated as a ratio with respect to the case where it is 00%.

【0048】次にブレーキ抵抗が発生するトルクTを一
定にする制御について説明する。直流モータ24がブレ
ーキを動作しながら停止に向かっている状態では次の関
係式が成立する。 Ec=Ia*(ra+R)…(37) ただし Ia:モータに流れている電流 ra:モータの巻線抵抗 R:ブレーキ抵抗値 Ecモータの逆起電力
Next, the control for keeping the torque T generated by the brake resistance constant will be described. The following relational expression holds when the DC motor 24 is moving toward the stop while operating the brake. Ec = Ia * (ra + R) (37) However, Ia: Current flowing in the motor ra: Winding resistance of the motor R: Brake resistance value Ec Back electromotive force of the motor

【0049】ここでモータの発生するブレーキトルクT
は比例定数をKiとして T=Ki*Ia…(38) と書ける。(Kiはモータの固有の値) また逆起電力をEc,回転数をN,比例定数をKnとし
て Ec=Kn*Nと書ける。(Knはモータの固有値) また角速度wは回転数Nに比例するので、w=Kw*N
とするとIa=Ec/(R+ra)=Kn*Kw*w/
(R+ra)となるので(38)式よりモータの発生す
るトルクは角速度wに比例することになる。この場合時
間tと角速度wのグラフは、図6の曲線bのように“1
次遅れ特性”になる。これに対して本発明ではブレーキ
抵抗に流れる電流を一定値に制御することにより結果と
してブレーキトルクを一定値にする。
Here, the brake torque T generated by the motor
Can be written as T = Ki * Ia ... (38) where Ki is the proportional constant. (Ki is a unique value of the motor) Further, it is possible to write Ec = Kn * N where Ec is the counter electromotive force, N is the number of revolutions, and Kn is the proportional constant. (Kn is an eigenvalue of the motor) Since the angular velocity w is proportional to the rotation speed N, w = Kw * N
Then, Ia = Ec / (R + ra) = Kn * Kw * w /
Since it becomes (R + ra), the torque generated by the motor is proportional to the angular velocity w from the equation (38). In this case, the graph of the time t and the angular velocity w is "1" as shown by the curve b in FIG.
Second-order lag characteristic. ”On the other hand, in the present invention, the current flowing through the brake resistor is controlled to a constant value, and as a result, the brake torque is maintained at a constant value.

【0050】図8は図4に示すスイッチ27,28,3
1,抵抗29,30,電圧源32,トランジスタ33に
より構成される定電流回路の動作を説明する図である。
RはR1(抵抗29+抵抗30)またはR2(抵抗2
9)を表す。この場合負荷抵抗Rに流れる電流をIR,
トランジスタのベースエミッタ間電圧をVBEとする
と、IR=(E−VBE)/Rで表されるので、E>>
VBEならばIR≒E/Rとなり、トランジスタ33の
コレクタ電圧V+にかかわらず一定値となる。よってブ
レーキトルクも(38)式より一定になる。以上により
ブレーキ抵抗を用いて減速時にインク量の測定をするこ
とができる。
FIG. 8 shows the switches 27, 28 and 3 shown in FIG.
It is a figure explaining operation | movement of the constant current circuit comprised by 1, resistance 29, 30, voltage source 32, and transistor 33.
R is R1 (resistor 29 + resistor 30) or R2 (resistor 2
9) is represented. In this case, the current flowing through the load resistance R is IR,
When the base-emitter voltage of the transistor is VBE, IR = (E-VBE) / R, so E >>
If VBE, IR≈E / R, which is a constant value regardless of the collector voltage V + of the transistor 33. Therefore, the brake torque also becomes constant according to the equation (38). As described above, it is possible to measure the ink amount during deceleration using the brake resistance.

【0051】次に第3実施例を説明する。本実施例は加
速中の直流モータが所定の速度になるまでの時間を求
め、この時間からインク量を算出するものである。この
時間はインク量が一定の場合、印加する電圧により変わ
る。直流モータの発生するトルクを一定にする場合、印
加電圧とこの時間とが比例するので、この関係を直流モ
ータの運動式に用いてインク量を算出する。
Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, the time required for the accelerating DC motor to reach a predetermined speed is calculated, and the ink amount is calculated from this time. This time varies depending on the applied voltage when the ink amount is constant. When the torque generated by the DC motor is kept constant, the applied voltage is proportional to this time. Therefore, this relationship is used in the kinetic equation of the DC motor to calculate the ink amount.

【0052】図9は第3実施例の構成を示すブロック図
である。制御部51はシステム全体を制御し、モータ制
御部52は直流モータ54の駆動用の電源をモータドラ
イバ53に供給する。直流モータ54は、インク、吐出
ノズルを有するキャリッジ110を主走査方向に往復さ
せる。エンコーダ55は直流モータ54の回転状態をパ
ルス信号列に変換する。電源56は電圧Eaを発生する
基準電圧源、電源57は電圧Ebを発生する基準電圧源
である。スイッチ58は電圧Ea,電圧Ea+Ebを切
り換えて直流モータ54に印加する。電源59はモータ
制御部52の電源でモータドライバ53の駆動用電力を
供給する。フリップフロップ60はカウンタ61が計数
するエンコーダ55のパルス幅を指定する。カウンタ6
1はエンコーダ55のパルス幅を計数し直流モータ54
の回転速度データを得る。ラッチ62はカウンタ61の
出力を一時保持する。コンパレータ63はラッチ16の
値と基準値18と比較する。基準値18は直流モータ5
4の基準回転数に対応した値で、この回転数になったと
きインクの量を算出する。カウンタ65はSTART1
信号によって動作開始し、直流モータ54がスタートし
てからコンパレータ63が作動するまでの通算の時間を
カウントする。つまり基準の回転数まで加速する時間を
カウントしている。アンドゲート66はカウンタ65を
停止させるタイミングを制御する。
FIG. 9 is a block diagram showing the structure of the third embodiment. The control unit 51 controls the entire system, and the motor control unit 52 supplies power for driving the DC motor 54 to the motor driver 53. The DC motor 54 reciprocates the carriage 110 having ink and ejection nozzles in the main scanning direction. The encoder 55 converts the rotation state of the DC motor 54 into a pulse signal train. The power supply 56 is a reference voltage source that generates the voltage Ea, and the power supply 57 is a reference voltage source that generates the voltage Eb. The switch 58 switches between the voltage Ea and the voltage Ea + Eb and applies it to the DC motor 54. The power supply 59 is a power supply for the motor control unit 52 and supplies driving power for the motor driver 53. The flip-flop 60 specifies the pulse width of the encoder 55 counted by the counter 61. Counter 6
1 counts the pulse width of the encoder 55 and calculates the DC motor 54
To get the rotation speed data. The latch 62 temporarily holds the output of the counter 61. The comparator 63 compares the value of the latch 16 with the reference value 18. Reference value 18 is DC motor 5
With the value corresponding to the reference rotation speed of 4, the ink amount is calculated when this rotation speed is reached. Counter 65 is START1
The operation is started by the signal, and the total time from the start of the DC motor 54 to the operation of the comparator 63 is counted. That is, the time for accelerating to the standard number of revolutions is counted. The AND gate 66 controls the timing of stopping the counter 65.

【0053】図10は図9のブロック図の動作を示すタ
イムチャートである。まず制御部51からモータ制御部
52へSTART1信号が出力され、モータドライバ5
3を経由して直流モータ54に電力が供給されてモータ
が回転する。この時、モータドライバ53の中では、後
述するように直流モータ54の発生するトルクが一定値
になるように制御される。この時スイッチ58は左側の
接点が閉じていて右側の接点が開いている。つまり電圧
が低い状態で直流モータ54を動作させる。また直流モ
ータ54を動作させるのと同時に、カウンタ65および
フリップフロップ60をスタートさせる。フリップフロ
ップ60はエンコーダ信号の立ち上がりに同期してカウ
ンタ61をACTIVEにするので、カウンタ61はエ
ンコーダ信号がHIGH区間CK入力をカウントし、L
OWの区間クリアされるという動作を繰り返す。
FIG. 10 is a time chart showing the operation of the block diagram of FIG. First, the START1 signal is output from the control unit 51 to the motor control unit 52, and the motor driver 5
Electric power is supplied to the DC motor 54 via 3 to rotate the motor. At this time, in the motor driver 53, the torque generated by the DC motor 54 is controlled to have a constant value, as will be described later. At this time, the switch 58 has the left contact closed and the right contact opened. That is, the DC motor 54 is operated in a low voltage state. At the same time that the DC motor 54 is operated, the counter 65 and the flip-flop 60 are started. Since the flip-flop 60 sets the counter 61 to ACTIVE in synchronization with the rising edge of the encoder signal, the counter 61 counts the CK input during the HIGH section of the encoder signal,
The operation of clearing the OW section is repeated.

【0054】このカウンタ61の出力はエンコーダ信号
の立ち下がりでラッチ62にラッチされ、コンパレータ
63で基準値64と比較される。制御部51は適当なタ
イミングでSTART2信号を出力して、直流モータ5
4の回転数が基準回転数まで上がるのを待つ。直流モー
タ54の回転数は最初は低いので、図10のエンコーダ
信号のHIGH区間tは大きく、カウンタ61のクロッ
クをより多くカウントするので、カウンタ61のカウン
タ出力>基準値64となっているが、基準回転数N以上
の高速になると、カウンタ61のカウンタ出力<=基準
値64となる。その時点でコンパレータ63はその結果
を制御部51へ、A<=B信号により通知するととも
に、アンドゲート66を経由してカウンタ65の通算時
間のカウントを停止させる。
The output of the counter 61 is latched by the latch 62 at the trailing edge of the encoder signal and compared with the reference value 64 by the comparator 63. The control unit 51 outputs the START2 signal at an appropriate timing, and the DC motor 5
Wait for the 4 rpm to rise to the reference rpm. Since the rotation speed of the DC motor 54 is low at first, the HIGH section t of the encoder signal in FIG. 10 is large and the clock of the counter 61 is counted more, so that the counter output of the counter 61> reference value 64, When the speed becomes higher than the reference number of revolutions N, the counter output of the counter 61 <= the reference value 64. At that time, the comparator 63 notifies the control unit 51 of the result by an A <= B signal and stops counting the total time of the counter 65 via the AND gate 66.

【0055】制御部51はカウンタ65の出力D1を読
み出し、モータ動作電圧E1(=Ea)の時のモータが
スタートしてから、基準回転数Nに上昇するまでの通算
時間をt1=D1/(カウンタ65のクロック周波数
f)で計算する。
The control unit 51 reads the output D1 of the counter 65, and the total time from the start of the motor at the motor operating voltage E1 (= Ea) to the increase to the reference rotation speed N is t1 = D1 / ( Calculation is performed using the clock frequency f) of the counter 65.

【0056】次に一旦直流モータ54を停止して、スイ
ッチ58の左側の接点を開いて右側の接点を閉じ、上記
の動作を繰り返す。この動作によりモータ動作電圧E2
(=Ea+Eb)の時のモータが回転を初めてから基準
回転数Nへ到達するまでの時間t2が得られる。このt
1,t2および電圧Ea,Ebより次に説明する方法で
負荷の慣性モーメントJLを計算し、これを用いてイン
クの重量の割合を推定する。
Next, the DC motor 54 is once stopped, the contact on the left side of the switch 58 is opened and the contact on the right side is closed, and the above operation is repeated. By this operation, the motor operating voltage E2
When (= Ea + Eb), the time t2 from when the motor starts rotating to when it reaches the reference rotation speed N is obtained. This t
1, t2 and the voltages Ea, Eb are used to calculate the load inertia moment JL by the method described below, and this is used to estimate the ink weight ratio.

【0057】負荷の慣性モーメントJLについては「作
用」の請求項6の項で説明したが、さらに詳しく説明す
る。直流モータの加速中の運動方程式は概略(8)式で
表される。ここで直流モータ54の発生するトルクT
は、後述する定トルク回路によって印加電圧に応じて一
定値となるように制御される。つまり印加電圧がE1で
あればトルクはT1,E2であればT2で表される一定
値となり、電圧が決まればトルクは決まってしまう。こ
のように制御されると加速度dw/dtは図11のaで
示すように直線となる。図11は直流モータ54の角速
度wの時間tによる変化を示したもので、一定の電圧を
印加した場合、モータトルクTを一定に保った場合、a
のように直線となり、このような制御しない通常の場合
は曲線bとなる。これは1次遅れ特性を示す。また高い
電圧を印加した場合はcのようにかなり直線に近くな
る。
The moment of inertia JL of the load has been described in the section of "Operation", but will be described in more detail. The equation of motion during acceleration of the DC motor is roughly expressed by equation (8). Here, the torque T generated by the DC motor 54
Is controlled by a constant torque circuit described later so as to have a constant value according to the applied voltage. That is, if the applied voltage is E1, the torque is a constant value represented by T1 if it is E1, and if it is E2, the torque is fixed if the voltage is determined. When controlled in this way, the acceleration dw / dt becomes a straight line as indicated by a in FIG. FIG. 11 shows a change in the angular velocity w of the DC motor 54 with time t. When a constant voltage is applied and the motor torque T is kept constant, a
As shown in the above, the curve becomes a straight line, and in the normal case where such control is not performed, the curve becomes a curve b. This shows a first-order lag characteristic. Further, when a high voltage is applied, it becomes substantially straight as shown by c.

【0058】電圧E1,E2により発生した、モータト
ルクT1,T2の時の、基準回転数Nまでの立ち上がり
時間t1,t2を求める。図12はこの関係を示す。角
速度w0は基準回転数Nの時の角速度である。各トルク
の時のdw/dtをΔw1,Δw2とすると(9)〜
(14)式が得られ、gは重力加速度であり、JMは直
流モータ54の固有の値である。
The rising times t1 and t2 up to the reference rotational speed N when the motor torques T1 and T2 are generated by the voltages E1 and E2 are obtained. FIG. 12 shows this relationship. The angular velocity w0 is the angular velocity at the reference rotation speed N. If dw / dt at each torque is Δw1 and Δw2, (9)-
Equation (14) is obtained, g is the gravitational acceleration, and JM is a value specific to the DC motor 54.

【0059】モータの発生するトルクT2,T1は、比
例定数をKiとして T=Ki*Ia…(39) ここでKiはモータ固有の値である。Iaは直流モータ
54の電流で、後述する定トルク回路により次式で表さ
れる。 Ia=E/(R3+ra)…(40) ここでEは印加電圧、R3は定トルク回路内のブリッジ
の一辺の抵抗、raは直流モータ54の巻線抵抗であ
り、R3,raは定数である。このIaを(39)式に
代入すると、次式が得られる。 T=Ki*E/(R3+ra)…(41) (41)式に直流モータ54に印加した電圧E2,E1
を代入すれば、その時のトルクT2,T1を計算できる
ので(12)式より負荷の慣性モーメントJLを求める
ことができる。なお、T2,T1と2回測定する理由は
減速時のインク量算出の場合と同じで、負荷トルクTL
を計算式から排除して精度を上げるためである。
The torques T2 and T1 generated by the motor are T = Ki * Ia (39) where Ki is a proportional constant and Ki is a value peculiar to the motor. Ia is a current of the DC motor 54 and is represented by the following equation by a constant torque circuit described later. Ia = E / (R3 + ra) (40) where E is the applied voltage, R3 is the resistance of one side of the bridge in the constant torque circuit, ra is the winding resistance of the DC motor 54, and R3 and ra are constants. . Substituting this Ia into the equation (39), the following equation is obtained. T = Ki * E / (R3 + ra) (41) The voltages E2 and E1 applied to the DC motor 54 according to the equation (41).
By substituting for, the torques T2, T1 at that time can be calculated, and therefore the inertia moment JL of the load can be obtained from the equation (12). The reason for measuring T2 and T1 twice is the same as the case of calculating the ink amount during deceleration.
This is because the precision is eliminated by excluding from the formula.

【0060】次にこの慣性モーメントJLからインク量
を求める計算方法は、第2実施例で説明した方法と全く
同じである。つまり本実施例でも(31)〜(36)式
が成立し、(36)式から検査時のインクの重量をイン
クが100%ある場合に対する比として求めることがで
きる。
Next, the method of calculating the ink amount from the moment of inertia JL is exactly the same as the method described in the second embodiment. That is, also in the present embodiment, the expressions (31) to (36) are established, and the weight of the ink at the time of the inspection can be calculated from the expression (36) as a ratio with respect to the case where the ink is 100%.

【0061】次に定トルク回路について説明する。図1
3はモータドライバ53内に設けられた定トルク回路の
一例を示す。同図において ra:直流モータ54の巻線抵抗 Ec:直流モータの逆起電力 AMP1:ゲイン(R3+ra)/R3の差動アンプ AMP2:ゲイン1の差動アンプ Tr:NPN型トランジスタ Vs:図9の電源59より印加される電圧 R1,R2,R3:ブリッジの抵抗
Next, the constant torque circuit will be described. FIG.
Reference numeral 3 shows an example of a constant torque circuit provided in the motor driver 53. In the figure, ra: winding resistance of the DC motor 54 Ec: back electromotive force of the DC motor AMP1: gain (R3 + ra) / R3 differential amplifier AMP2: gain 1 differential amplifier Tr: NPN transistor Vs: FIG. Voltage applied from power supply 59 R1, R2, R3: Bridge resistance

【0062】図13でR1,R2とR3,raはブリッ
ジを形成していてR1:R2=R3:raとなってい
る。よってモータが回転していない時、Vb=VaでA
MP1の出力は0であり、AMP2の出力はEである。
この電圧がブリッジに加わりEsとなる。モータが回転
している時にモータに流れる電流Iaは Ia=(Es−Ec)/(R3+ra)…(42) でありモータの発生トルクを一定にするためにはこのI
aを一定にすればよい。
In FIG. 13, R1, R2 and R3, ra form a bridge, and R1: R2 = R3: ra. Therefore, when the motor is not rotating, A when Vb = Va
The output of MP1 is 0 and the output of AMP2 is E.
This voltage is applied to the bridge and becomes Es. The current Ia flowing through the motor while the motor is rotating is Ia = (Es-Ec) / (R3 + ra) ... (42), and this I is required to keep the torque generated by the motor constant.
It is sufficient to make a constant.

【0063】モータが回転している時AMP1の入力電
圧は、 Va=Es*R2/(R1+R2) Vb=Es−R3*Ia =Es−R3*(Es−Ec)/(R3+ra) =(ra*Es+R3*Ec)/(R3+ra) ここでブリッジの条件より R2/(R1+R2)=ra/(R3+ra) であるから Vb−Va=R3*Ec/(R3+ra)…(43) となりモータの起電力に比例する。この電圧をAMP1
で(R3+ra)/R3倍すればAMP2の入力は+側
がEで−側がEcとなりブリッジ回路の駆動電圧Esは
常にE+Ecに保たれる。よって(42)のIaは Ia=(E+Ec−Ec)/(R3+ra)=E/(R3+ra)…(40) と一定になりトルクも一定になる。
When the motor is rotating, the input voltage of AMP1 is: Va = Es * R2 / (R1 + R2) Vb = Es-R3 * Ia = Es-R3 * (Es-Ec) / (R3 + ra) = (ra * Es + R3 * Ec) / (R3 + ra) Here, from the bridge condition, R2 / (R1 + R2) = ra / (R3 + ra), so Vb−Va = R3 * Ec / (R3 + ra) (43) and proportional to the motor electromotive force. To do. This voltage is AMP1
By multiplying (R3 + ra) / R3, the input of AMP2 becomes E on the + side and Ec on the − side, and the drive voltage Es of the bridge circuit is always kept at E + Ec. Therefore, Ia of (42) becomes constant as Ia = (E + Ec−Ec) / (R3 + ra) = E / (R3 + ra) (40), and the torque becomes constant.

【0064】なおトルクを一定にする方法を用いない時
は時間tと角速度wの関係は図11のbのように1次遅
れ特性になるが、高い電圧で回転させればcのように特
性はほぼ直線とみなせる。またbのような通常動作でも
ほぼ直線とみなせる部分もあるので、その部分を用いて
dw/dtの検出は可能である。
When the method of keeping the torque constant is not used, the relationship between the time t and the angular velocity w has a first-order lag characteristic as shown in FIG. 11b, but when rotated at a high voltage, it has a characteristic like c. Can be regarded as a straight line. Also, since there is a portion such as b that can be regarded as a substantially straight line even in the normal operation, dw / dt can be detected using that portion.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明
は、インクタンクを有するキャリッジを駆動する直流モ
ータを定速度で駆動する場合の電圧値よりインク量を検
出する。またブレーキ抵抗で減速中所定速度まで減速す
る時間からインク量を検出する。さらに所定速度まで加
速する時間からインク量を検出する。このようにインク
量をいつでも検出することができるので、インク不足に
より記録が中断することを防止でき、またインクの補給
時期も知ることができる。
As is apparent from the above description, the present invention detects the ink amount from the voltage value when the DC motor for driving the carriage having the ink tank is driven at a constant speed. In addition, the amount of ink is detected from the time during which the brake resistance decelerates to a predetermined speed during deceleration. Further, the amount of ink is detected from the time it takes to accelerate to a predetermined speed. In this way, the amount of ink can be detected at any time, so it is possible to prevent recording from being interrupted due to a shortage of ink, and it is also possible to know when ink should be replenished.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment.

【図2】第1実施例の直流モータの回転数と時間の関係
を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between the number of revolutions of the DC motor of the first embodiment and time.

【図3】第1実施例の定速回路図FIG. 3 is a constant speed circuit diagram of the first embodiment.

【図4】第2実施例の構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment.

【図5】第2実施例のタイムチャートFIG. 5 is a time chart of the second embodiment.

【図6】各状態における角速度の時間変化を示す図FIG. 6 is a diagram showing a temporal change in angular velocity in each state.

【図7】第2実施例の角速度の時間変化率の求め方を説
明する図
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of obtaining a time change rate of angular velocity according to a second embodiment.

【図8】第2実施例の定電流回路を説明する図FIG. 8 is a diagram illustrating a constant current circuit according to a second embodiment.

【図9】第3実施例の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment.

【図10】第3実施例のタイムチャートFIG. 10 is a time chart of the third embodiment.

【図11】各状態における角速度と時間との関係を示す
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between angular velocity and time in each state.

【図12】第3実施例の角速度と時間との関係を示す図FIG. 12 is a diagram showing a relationship between angular velocity and time according to the third embodiment.

【図13】第3実施例の定トルク回路図FIG. 13 is a constant torque circuit diagram of the third embodiment.

【図14】インクジェット記録装置の一例を示す図FIG. 14 is a diagram showing an example of an inkjet recording apparatus.

【図15】キャリッジの構成とインク検出方法を説明す
る図
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a carriage and an ink detection method.

【図16】インクが通過しない時のトランジスタの出力
を示す図
FIG. 16 is a diagram showing the output of a transistor when ink does not pass through.

【図17】インク通過時のトランジスタの出力を示す図FIG. 17 is a diagram showing an output of a transistor when ink passes.

【図18】ノズル配置を示す図FIG. 18 is a diagram showing a nozzle arrangement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御部 2 モータ制御部 3 直流モータ 5 差動アンプ 21 制御部 22 モータ制御部 23 モータドライバ 24 直流モータ 25 エンコーダ 29,30 抵抗 33 トランジスタ 34 フリップフロップ 35,39 カウンタ 37 コンパレータ 51 制御部 52 モータ制御部 53 モータドライバ 54 直流モータ 55 エンコーダ 60 フリップフロップ 61,65 カウンタ 63 コンパレータ 1 Control Unit 2 Motor Control Unit 3 DC Motor 5 Differential Amplifier 21 Control Unit 22 Motor Control Unit 23 Motor Driver 24 DC Motor 25 Encoder 29, 30 Resistor 33 Transistor 34 Flip Flop 35, 39 Counter 37 Comparator 51 Control Unit 52 Motor Control Part 53 Motor driver 54 DC motor 55 Encoder 60 Flip-flop 61,65 Counter 63 Comparator

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと
この記録ヘッドにインクを供給するインクタンクを搭載
したキャリッジと、該キャリッジを主走査方向に往復動
させる直流モータと、該直流モータを所定の回転速度で
回転させる定速回路と、該定速度回路における前記直流
モータの電圧を計測する電圧計測手段と、前記インクタ
ンクのインク量が所定量あるときを基準状態とし、基準
状態の直流モータの電圧または電流およびインク量と、
検査時の直流モータの電圧または電流とから検査時のイ
ンクタンクのインク量を演算する演算手段とを具備する
インクジェット記録装置。
1. A recording head for recording an image on a recording medium, a carriage having an ink tank for supplying ink to the recording head, a DC motor for reciprocating the carriage in the main scanning direction, and a predetermined DC motor. Constant speed circuit for rotating at a rotational speed of, a voltage measuring means for measuring the voltage of the DC motor in the constant speed circuit, and a DC motor in the reference state when the ink amount in the ink tank is a predetermined amount as a reference state. Voltage or current and ink amount of
An ink jet recording apparatus comprising: a calculation unit that calculates the ink amount of an ink tank at the time of inspection from the voltage or current of a DC motor at the time of inspection.
【請求項2】 前記定速回路は前記直流モータを4辺の
一辺に設けたブリッジ回路をコレクタに接続し、ブリッ
ジ回路の同電位となる2点の内直流モータ側を差動アン
プの+側入力に、他を−側入力とし、その出力をベース
に入力し、エミッタに電源を接続するPNP型トランジ
スタよりなることを特徴とする請求項1記載のインクジ
ェット記録装置。
2. The constant speed circuit has a bridge circuit, in which the DC motor is provided on one side of four sides, connected to a collector, and two points of the DC circuit having the same potential of the bridge circuit are connected to the + side of the differential amplifier. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus comprises a PNP type transistor in which the other is used as the negative input, the output is input to the base, and the power source is connected to the emitter.
【請求項3】 記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと
この記録ヘッドにインクを供給するインクタンクを搭載
したキャリッジと、該キャリッジを主走査方向に往復動
させる直流モータと、該直流モータに第1抵抗値と第2
抵抗値を切り換え可能にしてブレーキ抵抗を接続する抵
抗回路と、該直流モータが前記ブレーキ抵抗で減速中、
抵抗値に応じた一定電流をブレーキ抵抗に流し一定ブレ
ーキトルクを発生する定電流回路と、前記直流モータが
所定の第1回転速度より所定の第2回転速度となる減速
時間を測定する計時手段と、ブレーキ抵抗が第1抵抗値
における第1減速時間と第2抵抗値における第2減速時
間とから減速中の第1角速度変化と第2角速度変化を求
め、各ブレーキ抵抗値における一定ブレーキトルクを用
いて直流モータの運動方程式より負荷慣性モーメントを
求め、インクが所定量入ったときの負荷慣性モーメント
と対比してインク量を演算する演算手段とを具備するイ
ンクジェット記録装置。
3. A recording head for recording an image on a recording medium, a carriage on which an ink tank for supplying ink to the recording head is mounted, a DC motor for reciprocating the carriage in the main scanning direction, and a DC motor for the DC motor. 1 resistance and 2nd
A resistance circuit that connects the brake resistance so that the resistance value can be switched, and the DC motor is decelerating by the brake resistance,
A constant current circuit for supplying a constant current according to the resistance value to the brake resistor to generate a constant brake torque; and a time measuring means for measuring a deceleration time at which the DC motor becomes a predetermined second rotation speed from a predetermined first rotation speed. , A first angular velocity change and a second angular velocity change during deceleration are obtained from the first deceleration time of the brake resistance at the first resistance value and the second deceleration time of the second resistance value, and a constant brake torque at each brake resistance value is used. An ink jet recording apparatus comprising a calculation means for calculating a load inertia moment from a motion equation of a direct current motor and calculating an ink amount in comparison with a load inertia moment when a predetermined amount of ink enters.
【請求項4】 前記定電流回路は前記抵抗回路をエミッ
タに接続し、前記直流モータをコレクタに接続し、定電
圧電源をベースに接続したNPN型トランジスタよりな
ることを特徴とする請求項3記載のインクジェット記録
装置。
4. The constant current circuit comprises an NPN transistor in which the resistor circuit is connected to the emitter, the DC motor is connected to the collector, and a constant voltage power supply is connected to the base. Inkjet recording device.
【請求項5】 記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと
この記録ヘッドにインクを供給するインクタンクを搭載
したキャリッジと、該キャリッジを主走査方向に往復動
させる直流モータと、該直流モータに第1電圧と第2電
圧を切り換え可能にして印加する電圧印加回路と、該直
流モータが前記電圧印加回路の電圧で加速中電圧に応じ
た一定電流を直流モータに流し一定モータトルクを発生
させる定トルク回路と、前記直流モータが所定の回転速
度になる迄の加速時間を測定する計時手段と、電源電圧
が第1電圧における第1加速時間と第2電圧における第
2加速時間から加速中の第1角速度変化と第2角速度変
化を求め、各電圧における一定のモータトルクを用いて
直流モータの運動方程式より負荷慣性モーメントを求
め、インクが所定量入ったときの負荷慣性モーメントと
対比してインク量を演算する演算手段とを具備するイン
クジェット記録装置。
5. A recording head for recording an image on a recording medium, a carriage equipped with an ink tank for supplying ink to the recording head, a DC motor for reciprocating the carriage in the main scanning direction, and a DC motor for the DC motor. A voltage applying circuit for switching between the first voltage and the second voltage and applying the voltage, and a constant torque for generating a constant motor torque by causing the DC motor to flow a constant current corresponding to the accelerating voltage with the voltage of the voltage applying circuit. A circuit, a clocking means for measuring an acceleration time until the DC motor reaches a predetermined rotation speed, and a first acceleration time from a first acceleration time at a first voltage and a second acceleration time at a second voltage when a power supply voltage is being accelerated. The change in the angular velocity and the change in the second angular velocity are obtained, the load inertia moment is obtained from the equation of motion of the DC motor using the constant motor torque at each voltage, and the predetermined amount of ink is applied. An ink jet recording apparatus comprising: a calculation unit that calculates an ink amount in comparison with a load moment of inertia.
【請求項6】 前記定トルク回路は、前記直流モータを
4辺の一辺に設けたブリッジ回路をエミッタに接続し、
ブリッジ回路の同電位となる2点を第1差動アンプの入
力とし、第1差動アンプの増幅率により出力を直流モー
タの逆起電力の電圧にしてこの電圧を負入力側、一定電
圧源を正入力側とする第2差動アンプを設けてその出力
をベースに入力するNPN型トランジスタよりなること
を特徴とする請求項5記載のインクジェット記録装置。
6. The constant torque circuit connects a bridge circuit, in which the DC motor is provided on one side of four sides, to an emitter,
The two points having the same potential of the bridge circuit are used as the input of the first differential amplifier, and the output is set to the voltage of the counter electromotive force of the DC motor according to the amplification factor of the first differential amplifier. 6. An ink jet recording apparatus according to claim 5, further comprising a second differential amplifier having a positive input side as a positive input side, and an NPN type transistor having an output thereof as a base input.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189897A (en) * 2007-04-16 2007-07-26 Hitachi Ltd Method for controlling ac motor

Cited By (2)

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JP4501955B2 (en) * 2007-04-16 2010-07-14 株式会社日立製作所 AC motor control method

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