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直流电动机控制装置和直流电动机控制方法

摘要

本发明提供一种即使在电源电压降低的情况下,仍进行正确的旋转控制的直流电动机控制装置和方法。输出表示所检测到的直流电动机的旋转数的旋转数检测信号。在上述旋转次数检测信号所表示的检测到的直流电动机的旋转数到达预定的旋转数的场合,进行用于以施加制动的方式使上述直流电动机停止旋转的停止控制。

著录项

  • 公开/公告号CN1258959A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2000-07-05

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 精工爱普生株式会社;

    申请/专利号CN99128101.2

  • 发明设计人 佐藤茂美;大塚信敏;高坂善太;

    申请日1999-12-24

  • 分类号H02P3/00;H02P3/08;

  • 代理机构72001 中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人叶恺东

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-17 13:33:50

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-12-11

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H02P3/00 授权公告日:20020911 终止日期:20171224 申请日:19991224

    专利权的终止

  • 2002-09-11

    授权

    授权

  • 2001-06-06

    实质审查请求的生效

    实质审查请求的生效

  • 2000-07-05

    公开

    公开

说明书

本发明涉及直流电动机控制装置和直流电动机控制方法,本发明特别涉及下述直流电动机控制装置和直流电动机控制方法,该装置和方法在打印机中、对驱动进行打印头的清洁用的抽吸泵的直流电动机进行控制。

人们知道,在喷墨打印装置中,在交换用于存储墨的墨盒后,要确实进行打印动作,并且确实应使墨盛满打印头内部、并自动地进行清洁动作。

该清洁动作指的是为了防止打印头的喷嘴堵塞、将墨流路内部的气泡去除,而在设置于打印头的喷嘴的非打印区域中的封盖内、从墨盒内的墨筒抽吸墨。

在进行这样的清洁动作的场合,通过封盖密封打印头,使其处于密封状态,通过抽吸泵、使由打印头和封盖形成的间隙内部处于负压状态。由此,从打印头将墨抽吸到封盖一侧而进行清洁。

但是,在上述已有的喷墨打印装置中,采用的是步进电动机,其作为用于驱动抽吸泵的电动机,应进行正确的旋转量控制,即进行抽吸量的正确控制。

然而,在设想电池驱动的场合,如果电池电压低于规定的可驱动电压,则处于失调状态,即无法进行控制。其结果是,具有无法对抽吸量进行正确控制的问题。

本发明的第1目的在于提供一种直流电动机控制装置,其即使在电源电压降低的情况下,仍可进行正确的旋转控制。

本发明的第2目的在于提供一种直流电动机控制方法,该方法即使在电源电压降低的情况下,仍可进行正确的旋转控制。

为了实现上述第1目的,本发明的第1形式在于提供一种对直流电动机的旋转进行控制的直流电动机控制装置,其包括:

检测机构,其对直流电动机的旋转进行检测,输出表示检测到的直流电动机的旋转数的检测信号;

电动机停止控制机构,其在上述检测信号所表示的检测到的直流电动机的旋转次数到达规定数的场合,进行用于以施加制动的方式使上述直流电动机停止旋转的停止控制。

为了实现本发明的第1目的,本发明的第2形式在于提供一种对直流电动机的旋转进行控制的直流电动机控制装置,其包括:

检测机构,其对上述直流电动机的旋转进行检测并输出脉冲信号,该脉冲信号具有对应于所检测的旋转数的数量的脉冲数;

判断机构,其对上述脉冲信号中的脉冲计数是否等于基准计数进行判断;

驱动电流控制机构,其通过对上述驱动电流的脉冲幅度进行调制控制,对流过上述直流电动机的驱动电流进行控制;

电动机停止控制机构,其在上述脉冲的计数等于上述基准计数时,通过上述驱动电流控制机构,进行用于以施加制动的方式使上述直流电动机停止旋转的停止控制。

最好,在上述直流电动机从停止状态变为旋转状态时,从上述直流电动机开始旋转直至上述脉冲的计数到达初始计数为止,上述驱动电流控制机构使脉冲幅度保持最大,并使上述驱动电流保持在最大驱动电流。

最好,上述旋转数检测机构由旋转编码器构成,上述脉冲信号具有相当于上述直流电动机的旋转1次或多个的脉冲。

最好,上述直流电动机控制装置包括:旋转速度检测机构,其测定从由上述脉冲信号中的一个电平变为另一个电平的信号转变时间、至由上述一个电平变为另一个电平的下一次的信号转变时间的时间间隔,并检测上述直流电动机的旋转速度;旋转速度比较机构,其将通过上述旋转速度检测机构检测到的直流电动机的旋转速度与基准旋转速度进行比较;上述驱动电流控制机构根据上述比较结果,对上述驱动电流进行控制。

最好,上述直流电动机控制装置包括基准旋转速度数据存储机构,其存储表示上述基准旋转速度的基准旋转速度数据。

最好,上述基准旋转速度数据存储机构包括:正向基准旋转速度数据存储机构,其存储上述直流电动机的正向用基准旋转速度数据;反向基准旋转速度数据存储机构,其存储上述直流电动机的反向用基准旋转速度数据。

最好,上述直流电动机停止控制机构包括:制动时间存储机构,其预先存储作为施加上述制动的时间的制动时间;驱动电流供给停止机构,其在经过上述制动时间之后,停止向直流电动机供给驱动电流。

为了实现第2目的,本发明的第3形式在于提供一种对直流电动机的旋转进行控制的方法,其包括下述步骤:

检测直流电动机的旋转,输出表示所检测到的直流电动机的旋转数的检测信号;

在上述检测信号所表示的检测到的直流电动机的旋转数到达规定数的场合,进行下述停止控制,该停止控制用于以施加制动的方式使上述直流电动机停止旋转。

为了实现第2目的,本发明的第4形式在于提供一种对直流电动机的旋转进行控制的方法,其包括下述步骤:

检测直流电动机的旋转并输出脉冲信号,该脉冲信号具有对应于所检测的旋转数的脉冲数;

判断上述脉冲信号的脉冲计数是否等于基准计数;

通过对上述驱动电流的脉冲幅度进行调制控制,对流过直流电动机的驱动电流进行控制;

在上述脉冲的计数等于基准计数时,进行下述停止控制,该停止控制用于以施加制动的方式使上述直流电动机停止旋转。

最好,对上述驱动电流进行控制的步骤是这样的,在上述直流电动机从停止状态变为旋转状态时,从上述直流电动机开始旋转直至上述脉冲的计数到达初始计数为止,使脉冲幅度保持最大,并使上述驱动电流保持在最大驱动电流。

最好,上述直流电动机包括产生脉冲信号的旋转编码器,上述脉冲信号具有相当于直流电动机旋转1次或多个的脉冲。

最好,上述方法还包括下述步骤:测定从由上述脉冲信号中的一个电平变为另一个电平的信号转变时间,至由上述一个电平变为另一个电平的下一次的信号转变时间的时间间隔,检测上述直流电动机的旋转速度;将检测到的直流电动机的旋转速度与基准旋转速度进行比较;上述对驱动电流进行控制的步骤包括根据上述比较的结果对上述驱动电流进行控制。

最好,进行停止控制的步骤包括下述步骤:预先存储作为施加上述制动的时间的制动时间;在经过上述制动时间之后,停止向直流电动机供给驱动电流。

通过基于附图的下面的具体描述,更加容易知道本发明的上述和其它目的、特征和优点。

图1为表示包括实施例的直流电动机控制装置的喷墨打印设备的示意结构的图;

图2为表示图1的喷墨打印设备中的打印机构的周边的透视图;

图3为表示图1的喷墨打印设备中的封盖装置周边的示意结构图;

图4为表示实施例的直流电动机控制装置的结构的示意结构方框图;

图5为图4的直流电动机驱动控制电路的示意结构方框图;

图6为图5的直流电动机驱动器输入端子控制部的示意结构方框图;

图7为图4的直流电动机驱动器的示意电路结构图;

图8为图4中的编码器的结构说明图;

图9为正向旋转指定时的直流电动机控制装置的动作时序图;

图10为编码器输出信号ME与泵马达脉冲幅度控制信号PMPWM的关系说明图;

图11为用于说明直流电动机驱动器中的控制输入端子的信号电平与驱动电流输出端子的信号电平的关系的表;

图12为反向旋转指定时的直流电动机控制装置中的动作时序图;

图13为处于正向旋转状态的停止指定时的动作时序图;

图14为处于反向旋转状态的停止指定时的动作时序图。

下面参照附图,对本发明的优选实施例进行描述。

图1表示包括本发明的一个实施例的直流电动机控制装置的喷墨打印设备的主要部分的示意结构。

喷墨打印设备100包括包括:带状打印媒体1,其作为打印对象,呈卷状;传送辊2,其用于提供传送带状打印媒体1用的传送力;压辊3,其与传送辊2相对设置,在传送带状打印媒体1时、推压带状打印媒体;滑架4,其用于沿与带状打印媒体的传送方向相垂直的方向驱动后面将要描述的打印头22;保持传送辊5,其在通过打印头22进行打印时,以规定的拉力保持带状打印媒体;切割器6,其用于切断打印完的带状打印媒体1;压辊7,其与保持传送辊5相对设置,其用于在带状打印媒体1传送时、推压带状打印媒体。

在上述场合,作为带状打印媒体1,采用比如具有在内面侧由剥离纸覆盖的粘接层的打印媒体,但是也可为不具有粘接层和剥离纸的带状层片。

下面参照图2,对喷墨打印设备100的打印机构周边的结构进行描述。

如图2所示,滑架4以可沿导向部件26方向移动的方式支承。另外,该滑架4通过同步皮带20与滑架驱动电动机21连接,如果滑架驱动电动机21旋转,则上述滑架4可随着同步皮带20的移动,沿图中二个箭头所示的方向(图1中的纸面垂直方向)移动。通过上述结构,滑架4可位于压纸卷筒5上方的区域,并在包括相对带状打印媒体1进行打印的打印区域,以及该打印区域的图中右侧的非打印区域移动。

在与滑架4中的打印媒体1相对的面上,设置有打印头(喷墨打印头)22,该打印头22包括成排的喷墨用的喷嘴开口。另外,在滑架4中设置有墨盒23,墨盒23向打印头23供给墨,上述墨通过压电元件或发热元件等而受压,该墨从打印头22中的成排的喷嘴喷嘴开口排出,由此可进行打印等操作。

在滑架4的可移动的区域中的图中右端侧的非打印区域,设置有封盖装置(封盖部件)24。

图3为封盖装置周边的示意结构图。

封盖装置24包括封盖部24A,该封盖部24A将设置有墨盒23的打印头22中的成排的喷嘴开口密封,在电源关闭时等的场合,上述滑架4设置于封盖装置24的上方,上述打印头22中的成排的喷嘴开口通过上述封盖装置24密封、而处于密封状态。

另外,即使在对封盖装置24进行清洁的情况下,滑架4设置在封盖装置24的上方,上述打印头22中的成排的喷嘴开口通过上述封盖装置24密封,而处于密封状态,借助通过管40A与封盖部24A连接的泵(抽吸泵)25,在密封打印头22中的成排的喷嘴开口时,使该泵25在封盖装置24内部产生负压作用,从而将打印头22内部的墨抽吸到封盖24一侧。

此外,在未密封打印头22中的成排喷嘴开口时,即在打开成排的喷嘴开口时,通过使泵25在管40A内部产生负压作用,从而可抽引残留于封盖装置24内部的墨(称为“空抽吸”)。

在封盖部24A中开设有墨抽吸用的墨排出口41和空气导入口43,该墨排出口41通过管40A与泵25连通,该空气导入口43通过管40B与阀门42连通。

对上述阀42进行控制,以便在通过封盖装置24将打印头22中的成排的喷嘴开口密封,使其处于密封状态后,在该开口处于打开状态时,将空气慢慢送入由封盖部24A和打印头22形成的空隙内。

将直流电动机25M作为驱动源使滑轮44旋转,随着滑轮44的旋转运动,连续地使柔性管40A发生压力变形,由此,泵25抽吸墨,将墨送出到废墨吸收体45一侧。由于滑轮44的旋转量,即直流电动机25M的旋转数与墨吸引量成比例关系,从而该泵25容易对墨抽吸量进行控制。

在上面的描述中,该泵25采用所谓的管泵,但是,也可采用活塞泵、波纹状泵等抽吸泵。

下面参照图4对喷墨打印设备100中的直流电动机控制系统的结构进行描述。

喷墨打印设备100中的直流电动机控制系统包括:对控制系统整体进行控制的控制器50,该控制器50具有ROM50A和RAM50B,该ROM50A用于存储控制程序和数据,该RAM50B用于临时存储各种数据;系统时钟发生电路51,其用于向直流电动机控制系统提供系统时钟CLK;直流电动机驱动控制电路52,其用于在控制器50的控制下,对后面将要描述的直流电动机驱动器53进行控制;直流电动机驱动器53,其实际上对直流电动机25M进行驱动;编码器54,其检测直流马达25M的旋转状态,输出编码输出信号ME。

在这里,在具体的结构描述之前,对通过控制器50,写入直流电动机驱动控制电路52中的数据D进行具体说明。

数据D的种类包括下面的7种。另外,写入地址A的值和数据位长度为一个实例,其不限于此。

①正向旋转直流电动机速度数据

·用于设定直流电动机25M的正向旋转方向的旋转速度;

·写入地址A=FF0030h(相当于后面将要描述的正向旋转直流电动机速度寄存器65。另外,h表示16进制);

·数据位长度16位;

·设定与用于比较从编码器输出信号ME开始至下一次开始的时间的比较时间相对应的值X。

更具体地说,在比较基准时间=800(nsec)(已经预先设定比较基准时间)的场合,设定比较时间=800×X(nsec)。

②反向旋转直流电动机速度数据

·用于设定直流电动机25M的反向旋转方向的旋转速度;

·写入地址A=FF0032h(相当于后面将要描述的反向旋转直流电动机速度寄存器66);

·数据位长度16位;

·设定与用于比较从编码器输出信号ME开始至下一次开始的时间的比较时间相对应的值X。

更具体地说,在比较基准时间=800(nsec)(已经预先设定比较基准时间)的场合,设定比较时间=800×X(nsec)。

③制动时反向脉冲时间数据

·用于在按照与编码器输出信号ME的规定次数的脉冲相对应的规定的旋转次数使直流电动机25M旋转的场合,设定输出使直流电动机25M停止用的制动脉冲的时间;

·写入地址A=FF0034h(相当于后面将要描述的制动时反向脉冲设定寄存器62);

·数据位长度16位;

·设定与反向脉冲制动时间相对应的值X。

更具体地说,在反向脉冲制动基准时间=819.2(μsec)(已经预先设定反向脉冲制动基准时间)的场合,反向脉冲制动时间=819.2×X(μsec)。

④PWM+控制量数据

·用于在对直流电动机25M进行脉冲幅度调制控制时,在实际的直流电动机25M的旋转速度小于目标速度的场合,设定增加旋转速度用的脉冲幅度增加量;

·写入地址A=FF0038h(相当于后面将要描述的PWM+控制量寄存器63);

·数据位长度16位;

·设定与脉冲幅度增加量相对应的值PWM+。

更具体地说,相当于脉冲幅度的时间Tpwm由下述式表示。

         Tpwm=(PWM+)×100(nsec)

⑤PWM-控制量数据

·用于在对直流电动机25M进行脉冲幅度调制控制时,在实际的直流电动机25M的旋转速度大于目标速度的场合,设定减小旋转速度用的脉冲幅度减少量;

·写入地址A=FF003Ah(相对于后面将要描述的PWM-控制量寄存器64);

·数据位长度16位;

·设定与脉冲幅度减少量相对应的值PWM-。

更具体地说,相当于脉冲幅度的时间Tpwm由下述式表示。

         Tpwm=(PWM-)×100(nsec)

⑥动作期间数据

·用于在按照与编码器输出信号ME的规定次数的脉冲相对应的规定旋转次数使直流电动机25M旋转时,设定到进行停止控制时的直流电动机25M的动作期间;

·写入地址A=FF003Ch(相对于后面将要描述的电动机动作期间设定寄存器67);

·数据位长度16位;

设定与编码器输出信号ME的所定数的脉冲相对应的编码器输出信号ME的开始时间的计数;

如果通过后面将要描述的旋转方向数据指定旋转方向,则开始编码器输出信号ME的开始时间的计算,但是如果该计数到达与动作期间数据相对应的计数,则进行停止控制。

保持此值、直至替换数据。

⑦旋转方向数据

·用于设定直流电动机25M的旋转动作模式和旋转方向;

·写入地址A=FF0036h(相当于后面将要描述的旋转方向指定寄存器61);

·数据位长度16位。但是,实际上所使用的只是最后3位。

·根据该最后3位的值,在下面列出旋转动作模式和旋转方向。其中,第1位(=LSB)为b0,第2位为b1,第3位为b2。

值=0(b2=0、b1=0、b0=0):占空正向旋转模式;

值=1(b2=0、b1=0、b0=1):占空反向旋转模式;

值=2(b2=0、b1=1、b0=0):停止(旋转停止);

值=4(b2=1、b1=0、b0=0):正向旋转模式;

值=5(b2=1、b1=0、b0=1):反向旋转模式;

在此场合,占空正向(反向)旋转模式指对应于后面将要描述的泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM中的占空率、进行旋转控制的动作模式。

下面对直流电动机驱动控制电路52的结构进行描述。

图5表示直流电动机驱动控制电路的内部方框图;

直流电动机驱动控制电路52包括:旋转方向指定寄存器61,其存储旋转方向数据;制动时反向脉冲设定寄存器62,其存储制动时的反向脉冲时间数据;PWM+控制量寄存器63,其存储PWM+控制量数据;PWM-控制量寄存器64,其存储PWM-控制量数据;正向旋转直流电动机速度寄存器65,其存储正向旋转直流电动机速度数据;反向旋转直流电动机速度寄存器66,其存储反向旋转直流电动机速度数据;电动机动作期间设定寄存器67,其存储动作期间数据;电动机速度检测计数器68,其根据系统时钟CLK和编码器输出信号ME,进行对应于直流电动机的实际旋转速度的电动机速度检测计数并存储电动机速度检测数据。

另外,直流电动机驱动控制电路52还包括:电动机动作期间检测计数器69,其根据编码器输出信号ME的开始时间,进行对应于直流电动机的实际动作期间的动作期间检测计数、并存储动作期间检测数据;PWM周期产生电路70,其根据系统时钟CLK,产生脉冲幅度调制(PWM)周期,输出相当于后面将要描述的PWM设定寄存器75中的数据闩锁时间的闩锁信号DLT;第1选择器71,其根据存储于旋转方向指定寄存器中的旋转方向数据,有选择地输出存储于正向旋转直流电动机速度寄存器中的正向旋转直流电动机速度数据、或存储于反向旋转电动机速度寄存器中的反向旋转直流电动机速度数据中的一个。

此外,直流电动机控制电路52还包括:第1比较电路72,其对第1选择器71中的输出数据(=正向旋转直流电动机速度数据或反向旋转直流电动机速度数据)和电动机速度检测计数数据进行比较,判断哪个较大,输出PWM控制量选择数据SEL;第2选择器73,其根据PWM控制量选择数据SEL,有选择地输出存储于PWM+控制量寄存器63中的PWM+控制量数据、或存储于PWM-控制量寄存器64中的PWM-控制量数据中的一个;第2比较电路74,其对存储于电动机动作期间设定寄存器67中的动作期间数据和存储于数据动作期间检测计数器69中的动作期间检测计数数据进行比较,如果动作期间数据与动作期间检测计数数据保持一致,输出用于进行停止控制的停止控制信号STP。

再有,直流电动机控制电路52还包括:PWM设定寄存器75,其按照对应于闩锁信号DLT的时间,锁闭从第2选择器73有选择地输出的PWM+控制量数据、或PWM-控制量数据,产生并保持泵电动机数据脉冲幅度控制信号PWM;直流电动机驱动器输入端子控制部76,其根据存储于旋转方向指定寄存器61中的旋转方向数据和由PWM设定寄存器75输出的泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM、产生并输出泵电动机正向旋转控制信号PWCF、或泵电动机反向旋转控制信号PMCR,进行直流电动机25M的旋转控制,并且根据停止控制信号STP和存储于制动时反向脉冲设定寄存器62中的制动时反向脉冲时间数据、产生并输出泵电动机正向旋转控制信号PWCF、或泵电动机反向旋转控制信号PMCR,进行直流电动机25M的停止控制;直流电动机动作结束中断部77,其在直流电动机驱动器输入端子控制部76的控制下,产生并输出直流电动机动作结束中断信号nINIT;地址解码器78,其对所输入的写入地址数据A进行解码。

在此场合,如果通过旋转方向数据,指定正向旋转或反向旋转,则泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持“H”电平,直至编码器输出信号ME下降3次,直流电动机25M启动之后,通过参照编码器输出信号ME的旋转速度监测器,进行PWM控制。进行该PWM控制时的PWM的频率比如为9.76(kHz)(102.4(μsec)周期)。

图6为表示直流电动机驱动器输入端子控制部76的示意结构方框图。

直流电动机驱动器输入端子控制部76包括OR电路81,其将泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM输入到其中一个输入端子中,将旋转方向数据的第3位b2(如果为0,进行占空旋转指定)输入到另一输入端子中,输出逻辑和信号SOR;NOT电路82,其输入旋转方向数据的第1位b0(如果为0,进行正向旋转方向指定),将数据反转,输出反转位数据/B0;第1AND电路83,其将反转位数据/B0输入到其中一个端子,将逻辑和信号SOR输入到另一端子中,获取反转位数据/B0与逻辑和信号SOR的逻辑积,输出泵电动机正向旋转控制信号PMCF;第2AND电路84,其将旋转方向数据第1位b0输入到其中一个端子中,将逻辑和信号SOR输入到另一端子中,获取旋转方向数据的第1位b0与逻辑和信号SOR的逻辑积,输出泵电动机反向旋转控制信号PMCR。

图7为直流电动机驱动器53的示意电路结构图。

直流电动机驱动器53包括:用作开关元件的三极管Q1~Q4;控制器85,其这样进行控制,即将三极管Q1和三极管Q4作为一组,将三极管Q2和三极管Q3作为另一组,使构成任何一组的三极管同时处于导通状态,使构成另一组的三极管同时处于截止状态,由此通过驱动电流输出端子OUT1A、OUT2A,将驱动电流输出给直流电动机25M;热中断电路86,其在直流电动机驱动器53处于过热状态的场合,按照停止直流电动机25M的驱动的方式,中断驱动电流;反电动势吸收用的二极管D1~D4。

图8为图4中的编码器的结构说明图。

编码器54包括:电阻器91,其一端接地GND;LED92,其一端与电阻器91中的另一端连接,其另一端与电源VCC连接,射出用于检测泵电动机的旋转速度用的检测光LROT;带槽板93,其与泵电动机的旋转轴连接,随旋转轴的旋转而转动;电阻器94,其一端与电源VCC连接;光检测器95,其一端与电阻器94的另一端连接,其另一端接地GND,接受检测光LROT,产生并输出编码器输出信号ME。

下面对直流电动机控制装置中的直流电动机的PWM控制动作进行描述。

首先对正向旋转指定时的动作进行描述。

图9表示正向旋转指定时的动作时序图;

在此场合,通过控制器50,在直流电动机驱动控制电路52的制动时的反向脉冲设定寄存器62中预先设定制动时反向脉冲时间数据,通过控制器50,在PWM+控制量寄存器63中预先设定PWM+控制量数据,通过控制器50在PWM-控制量寄存器64中预先设定PWM-控制量数据,通过控制器50在正向旋转直流电动机速度寄存器65中预先设定正向旋转速度数据,通过控制器50在反向旋转直流电动机速度寄存器66中预先设定反向旋转直流电动机速度数据,通过控制器50在电动机动作期间设定寄存器67中预先设定动作期间数据。此外,编码器输出信号ME在初始状态,为“L”电平。

首先,控制器50对直流电动机驱动控制电路52、输出对应于正向旋转方向中的旋转方向数据的数据D(=4)和对应于旋转方向指定寄存器61的写入地址A(=上述例的场合,A=FF0036h)。

接着,控制器50在对应于系统时钟CLK的时间的时刻t1,将写入信号WRITE转变为“L”电平。

由此,直流电动机驱动控制电路52将对应于正向旋转方向的旋转方向数据的数据D写入旋转方向指定寄存器61中。

因此,在时刻t2,直流电动机驱动器输入端子控制部76根据对应于存储于旋转方向指定寄存器61中的正向旋转方向的旋转方向数据,以及由PWM设定寄存器75输出的“H”电平的泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM,使泵电动机正向旋转控制信号PMCF为“H”电平。在此场合,泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM按照下述方式形成,该方式为:从直流电动机25M开始旋转起,至编码器输出信号ME(脉冲信号)中的脉冲次数为预定的规定旋转次数(在图12中,为3次),使脉冲幅度保持最大,使驱动电流保持在最大驱动电流。其原因是:加速直流电动机25M的驱动开始时的电动机旋转速度的上升。

更具体地说,在直流电动机驱动器输入端子控制部76中的OR电路81中,泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM输入到其中一个输入端子,但是,用于输入旋转方向数据的第3位b2(=1;正向旋转电动机)的OR电路81经常输出“H”电平的逻辑和信号SOR。

由此,NOT电路82输入旋转方向数据的第1位b0(=0),并将数据反转、输出反转位数据/B0(=“H”电平)。

其结果是,第1AND电路83获取“H”电平的反正位数据/B0与“H”电平的逻辑和信号SOR的逻辑积,使泵电动机正向旋转控制信号PMCF为“H”电平。

其结果是,由于直流电动机驱动器53的控制输入端子IN1A为“H”电平,控制输入端子IN2A为“L”电平,控制器85通过控制信号CSW,使三极管Q1和三极管Q4处于导通状态、三极管Q2三极管Q3处于截止状态(参照图11),驱动电流按照电源VS→驱动电流输出端子OUT1A→直流电动机25M→驱动电流输出端子OUT2A→接地GND的顺序流动,直流电动机25M开始正向旋转动作,随着该正向旋转动作,编码器54输出编码器输出信号ME。

更具体地说,随着直流电动机25M的旋转轴的旋转,带槽板93开始旋转。

由此,通过LED92射出的检测光LROT按照对应于直流电动机25M的旋转速度的周期,到达光检测器95、或被隔断。

光检测器95接受通过带槽板93中的槽而到达的检测光LROT,产生编码器输出信号ME,将其输出给电动机速度检测计数器68和电动机动作期间检测计数器69。

在这些动作的同时,第1选择器71根据相当于存储于旋转方向指定寄存器61中的正向旋转方向的旋转方向数据,有选择地将存储于正向旋转直流电动机速度寄存器65中的正向旋转直流电动机速度数据输出给第1比较电路72。

此外,电动机速度检测计数器68根据系统时钟CLK和编码器输出信号ME,进行对应于直流电动机的实际的旋转速度的电动机速度检测计数,存储电动机速度检测计数数据,将其输出给第1比较电路72。

另外,第1比较电路72对作为第1选择器71的输出数据的正向旋转直流电动机速度数据和电动机速度检测计数数据进行比较,判断哪个大,将PWM控制量选择数据SEL输出给第2选择器73。

第2选择器73根据PWM控制量选择数据SEL,有选择地输出存储于PWM+控制量寄存器63中的PWM+控制量数据、或存储于PWM-控制量寄存器64中的PWM-控制量数据中的一个。

更具体地说,如图10所示,对从编码器输出信号ME的开始至下一次开始的时间Y、以及相当于设定于正向旋转直流电动机速度寄存器65中的值X的比较时间X’进行比较,在Y≥X’的场合,第2选择器73有选择地将存储于PWM+控制量寄存器63中的PWM+控制量数据输出给PWM设定寄存器75。

另外,在Y<X’的场合,第2选择器73有选择地地将存储于PWM-控制量寄存器63中的PWM-控制量数据输出给PWM设定寄存器75。

此时,PWM周期发生电路70根据系统时钟CLK、产生脉冲幅度调制(PWM)周期,将相当于PWM设定寄存器75中的数据闩锁时间的闩锁信号DLT输出给PWM设定寄存器75。

其结果是,PWM设定寄存器75在对应于闩锁信号DLT的数据闩锁时间,获取第2选择器73有选择地输出的PWM+控制量数据、或PWM-控制量数据。

PWM设定寄存器75根据获取的PWM+控制量数据或PWM-控制量数据,采用预定的基准“H”电平期间(在下面实例中为100(nsec)),通过下述式计算泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM中的“H”电平期间tPMPWM,作为泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持,

即,将

tPMPWM=(PWM+控制量数据的值)×100(nsec)

tPMPWM=(PWM-控制量数据的值)×100(nsec)

作为泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持,将其输出给直流电动机驱动器输入端子控制部76。

其结果是,在时刻t2,泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM为“H”电平。

在该泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM为“H”电平的同时,电动机动作期间检测计数器69根据编码器输出信号ME的开始时间,进行对应于直流电动机的实际的动作期间的动作期间检测计数,存储动作期间检测计数数据,将动作期间检测计数数据输出给第2比较电路74。

由此,第2比较电路74对存储于电动机动作期间设定寄存器67中的的动作期间数据和存储于电动机动作期间检测计数器69中的动作期间检测计数数据进行比较。

接着,在时刻t3,当动作期间数据与动作期间检测计数数据保持一致时,第2比较电路74将用于进行停止控制的停止控制信号STP输出给直流电动机驱动器输入端子控制部76。

直流电动机驱动器输入端子控制部76根据存储于停止控制信号STP,以及存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据,使泵电动机正向旋转控制信号PMCF为“L”电平,使泵电动机反向旋转控制信号PMCR为“H”电平。

其结果是,直流电动机驱动器53中的控制输入端子IN1A为“L”电平,控制输入端子IN2A为“H”电平(参照图11),控制器85通过控制信号CSW,使三极管Q1和三极管Q4处于截止状态、使三极管Q2和三极管Q3处于导通状态,驱动电流按照电源VS→驱动电流输出端子OUT2A→直流电动机25M→驱动电流输出端子OUT1A→接地GND的顺序流动,直流电动机25M开始反向旋转动作。

另外,只是在对应于存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据的时间(反向脉冲制动时间)、使直流电动机沿反旋转方向驱动,在时刻t4,停止向泵电动机25M供给驱动电流。

此外,在反向脉冲制动时间中(时刻t3~t4),泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持在“H”电平状态,在经过时刻t4之后,变为“L”电平。

还有,直流电动机动作结束中断部77在直流电动机驱动器输入端子控制部76的控制下,产生直流电动机动作结束中断信号nINIT、将其输出给控制器50,并将泵电动机25M的动作结束的情况通知给控制器50,结束直流电动机控制系统的正向旋转控制动作。

下面对反向旋转指定时的动作进行描述。

图12为反向旋转指定时的直流电动机控制装置中的动作时序图。

同样在该场合,制动时的反向脉冲时间数据通过控制器50预先设定于直流电动机驱动控制电路52中的制动时的反向脉冲设定寄存器62中,PWM+控制量数据通过控制器50预先设定于PWM+控制量寄存器63中,PWM-控制量数据通过控制器50预先设定于PWM-控制量寄存器64中,正向旋转直流电动机速度数据通过控制器50预先设定于正向旋转直流电动机速度寄存器65中,反向旋转直流电动机速度数据通过控制器50预先设定于反向旋转直流电动机速度寄存器66中,动作期间数据通过控制器50预先设定于电动机动作期间设定寄存器67中,还有,在初始状态,编码器输出信号ME为“L”电平。

首先,控制器50向直流电动机驱动控制电路52、输出对应于反向旋转方向的旋转方向数据的数据D(=5)和对应于旋转方向指定寄存器61的写入地址A(=上述实例的场合,A=FF0036h)。

接着,控制器50在对应于系统时钟CLK的时间的时刻t1,将写入信息WRITE转变为“L”电平。

由此,直流电动机驱动控制电路52将对应于反向旋转方向的旋转方向数据的数据D写入旋转方向指定寄存器61中。

由此,在时刻t2,直流电动机驱动器输入端子控制部76根据对应于存储于旋转方向指定寄存器61中的反向旋转方向的旋转方向数据、以及由PWM设定寄存器75输出的“H”电平的泵电动机幅度控制信号PWM,使泵电动机反向旋转控制信号PMCR为“H”电平。在此场合,泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM按照下述方式形成,该方式为:从直流电动机25M开始旋转起,至编码器输出信号ME(脉冲信号)的脉冲计数到达预定的规定初始旋转数(在图12中,为3次),使脉冲幅度保持最大,驱动电流保持在最大驱动电流。其原因是:加速直流电动机25M的驱动开始时的电动机旋转速度的上升。

更具体地说,在直流电动机驱动器输入端子控制部76中的OR电路81中,泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM输入到其中一个输入端子,但是用于输入旋转方向数据的第3位b2(=0;反向旋转电动机)的OR电路81经常输出“H”电平的逻辑和信号SOR。

另一方面,NOT电路82输入旋转方向数据的第1位b0(=1),并使数据反转、输出反转位数据/B0(=“L”电平)。

其结果是,第2AND电路84获取“H”电平的反转位数据/B0与“H”电平的逻辑和信号SOR的逻辑积,使泵电动机反向旋转控制信号PMCR为“H”电平。

其结果是,直流电动机驱动器53的控制输入端子IN1A为“L”电平,控制输入端子IN2A为“H”电平,控制器85通过控制信号CSW,使三极管Q1和三极管Q4处于截止状态、使三极管Q2和三极管Q3处于导通状态(参照图11),驱动电流按照电源VS→驱动电流输出端子OUT2A→直流电动机25M→驱动电流输出端子OUT1A→接地GND的顺序流动,直流电动机25M开始反向旋转动作,随着该反向旋转动作,编码器54输出编码器输出信号ME。

更具体地说,随着直流电动机25M的旋转轴的旋转,带槽板93开始旋转。

由此,通过LED92射出的检测光LROT按照对应于直流电动机25M的旋转速度的周期,到达光检测器95、或被中断。

光检测器95接受通过带槽板93中的槽而到达的检测光LROT,产生编码器输出信号ME,将其输出给电动机速度检测计数器68和电动机动作期间检测计数器69。

在这些动作的同时,第1旋转器71根据相当于存储于旋转方向指定寄存器61中的反向旋转方向的旋转方向数据,有选择地将存储于反向旋转直流电动机速度寄存器66中的反向旋转直流电动机速度数据输出给第1比较电路72。

另外,电动机速度测定计数器68根据系统时钟CLK和编码器输出信号ME,进行对应于直流电动机的实际的旋转速度的电动机速度检测计数,存储电动机速度检测计数数据,输出给第1比较电路72。

之后,第1比较电路72对作为第1旋转器71的输出数据的反向旋转直流电动机速度数据和电动机速度检测计数数据进行比较,判断哪个较大,将PWM控制量选择数据SEL输出给第2选择器73。

第2选择器73根据PWM控制量数据数据SEL,有选择地输出存储于PWM+控制量寄存器63中的PWM+控制量数据、或存储于PWM-控制量寄存器64中的PWM-控制量数据中的一个。

更具体地说,如图10所示,对从编码器输出信号ME的开始至下一次开始的时间Y、以及相当于设定于反向旋转直流电动机速度寄存器65中的值X的比较时间X’进行比较,在Y≥X’的场合,第2选择器73有选择地将存储于PWM+控制量寄存器63中的PWM+控制量数据输出给PWM设定寄存器75。

另外,在Y<X’的场合,第2选择器73有选择地地将存储于PWM-控制量寄存器64中的PWM-控制量数据输出给PWM设定寄存器75。

此时,PWM周期发生电路70根据系统时钟CLK、产生脉冲幅度调制(PWM)周期,将相当于PWM设定寄存器75中的数据闩锁时间的闩锁信号DLT输出给设定寄存器75。

其结果是,PWM设定寄存器75在对应于闩锁信号DLT的数据闩锁时间,获取第2选择器73有选择地输出的PWM+控制量数据、或PWM-控制量数据。

PWM设定寄存器根据获取的PWM+控制量数据或PWM-控制量数据,采用预定的基准“H”电平期间(在下面实例中为100(nsec)),通过下述式计算泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM的“H”电平期间tPMPWM,作为泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持。

即,将

tPMPWM=(PWM+控制量数据的值)×100(nsec)

tPMPWM=(PWM-控制量数据的值)×100(nsec)

作为泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持,将其输出给直流电动机驱动器输入端子控制部76。

其结果是,在时刻t2,泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM为“H”电平。

在该泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM为“H”电平的同时,电动机动作期间检测计数器69根据编码器输出信号ME的开始时间,进行对应于直流电动机的实际的动作期间的动作期间检测计数,存储动作期间检测计数数据,将动作期间检测计数数据输出给第2比较电路74。

由此,第2比较电路74对存储于电动机动作期间设定寄存器67中的的动作期间数据和存储于电动机动作期间检测计数器69中的动作期间检测计数数据进行比较。

接着,在时刻t3,当动作期间数据与动作期间检测计数数据保持一致时,第2比较电路74将用于进行停止控制的停止控制信号STP输出给直流电动机驱动器输入端子控制部76。

直流电动机驱动器输入端子控制部76根据停止控制信号STP、以及存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据,使泵电动机反向旋转控制信号PMCR为“L”电平,使泵电动机正向旋转控制信号PMCF为“H”电平。

其结果是,直流电动机驱动器53中的控制输入端子IN1A为“L”电平,控制输入端子IN2A为“H”电平(参照图11),控制器85通过控制信号CSW,使三极管Q1和三极管Q4处于截止状态、使三极管Q2和三极管Q3处于导通状态,驱动电流按照电源VS→驱动电流输出端子OUT1A→直流电动机25M→驱动电流输出端子OUT2A→接地GND的顺序流动,直流电动机25M开始正向旋转动作。

另外,只是在对应于存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据的时间(反向脉冲制动时间)、使直流电动机沿正旋转方向驱动,在时刻t4,停止向泵电动机25M供给驱动电流。

此外,在反向脉冲制动时间中(时刻t3~t4),泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持在“H”电平状态,在经过时刻t4之后,变为“L”电平。

还有,直流电动机动作结束中断部77在直流电动机驱动器输入端子控制部76的控制下,产生直流电动机动作结束中断信号nINIT、将其输出给控制器50,并将泵电动机25M的动作结束的情况通知给控制器50,结束直流电动机控制系统的反向旋转控制动作。

下面对在正向旋转动作或反向旋转动作时,强制地使直流电动机25M停止的停止指定时的动作进行描述。

首先对在正向旋转动作中进行停止指定的场合的动作进行描述。

图13表示在正向旋转动作中进行停止指定的场合的动作时序图。

在此场合,在直流电动机驱动控制电路52中的制动时的反向脉冲设定寄存器62中,预先通过控制器50设定制动时的反向脉冲时间数据。

首先,控制器50向直流电动机驱动控制电路52、输出对应于正向旋转方向的旋转方向数据的数据D(=3)和对应于旋转方向指定寄存器61的写入地址A(=上述的实例的场合,A=FF0036h)。

接着,控制器50在对应于系统时钟CLK的时间的时刻t1,将写入信号WRITE转变为“L”电平。

由此,直流电动机驱动控制电路52将对应于停止指定的旋转方向数据的数据D写入旋转方向指定寄存器61中。

因此,在时刻t2,直流电动机驱动器输入端子控制部76根据存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据,使泵电动机正向旋转控制信号PMCF为“L”电平、使泵电动机反向旋转控制信号PMCR为“H”电平。

其结果是,直流电动机驱动器53的控制输入端子IN1A为“L”电平,控制输入端子IN2A为“H”电平(参照图11),控制器83通过控制信号CSW,使三极管Q1和三极管Q4处于截止状态、使三极管Q2和三极管Q3处于导通状态,驱动电流按照电源VS→驱动电流输出端子OUT2A→直流电动机25M→驱动电流输出端子OUT1A→接地GND的顺序流动,直流电动机25M开始反向旋转动作。

另外,只是在对应于存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据的时间(反向脉冲制动时间)、使直流电动机沿反向旋转方向驱动,在时刻t3,停止向泵电动机25M供给驱动电流。

此外,在反向脉冲制动时间中(时刻t2~t3),泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持在“H”电平状态,在经过时刻t3之后,变为“L”电平。

还有,直流电动机动作结束中断部77在直流电动机驱动器输入端子控制部76的控制下,产生直流电动机动作结束中断信号nINIT、将其输出给控制器50,并将泵电动机25M的停止控制动作结束的情况通知给控制器50,结束直流电动机控制系统的正向旋转时的停止控制动作。

下面对在反向旋转动作中,进行停止指定的场合的动作进行描述。

图14表示在反向旋转动作中进行停止指定的场合的动作时序图。

在此场合,在直流电动机驱动控制电路52中的制动时的反向脉冲设定寄存器62中,预先通过控制器50设定制动时的反向脉冲时间数据。

首先,控制器50向直流电动机驱动控制电路52、输出对应于正向旋转反向的旋转反向数据的数据(D=3)和对应于旋转反向指定寄存器61的写入地址A(=上述实例的场合,A=FF0036h)。

接着,控制器50在对应于系统时钟CLK的时间的时刻t1,将写入信号WRITE转变为“L”电平。

由此,直流电动机驱动控制电路52将对应于停止指定的旋转方向数据的数据D写入旋转方向指定寄存器61中。

此外,在时刻t2,直流电动机驱动器输入端子控制部76根据存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据,使泵电动机反向旋转控制信号PMCR为“L”电平、使泵电动机正向旋转控制信号PMCF为“H”电平。

其结果是,直流电动机驱动53中的控制输入端子IN1A为“H”电平,控制输入端子IN2A为“L”电平(参照图11),控制器85通过控制信号CSW,使三极管Q1和三极管Q4处于截止状态、使三极管Q2和三极管Q3处于导通状态,驱动电流按照电源VS→驱动电流输出端子OUT1A→直流电动机25M→驱动电流输出端子OUT2A→接地GND的顺序流动,直流电动机25M开始正向旋转动作。

另外,只是在对应于存储于制动时的反向脉冲设定寄存器62中的制动时的反向脉冲时间数据的时间(反向脉冲制动时间)、使直流电动机沿正向旋转方向驱动,在时刻t3,停止向泵电动机25M供给驱动电流。

此外,在反向脉冲制动时间中(时刻t2~t3),泵电动机脉冲幅度控制信号PMPWM保持在“H”电平状态,在经过时刻t3之后,变为“L”电平。

还有,直流电动机动作结束中断部77在直流电动机驱动器输入端子控制部76的控制下,产生直流电动机动作结束中断信号nINIT,将其输出给控制器50,并将泵电动机25M的停止控制动作结束的情况通知给控制器50,直结束流电动机控制系统的反向旋转时的停止控制动作。

按照上述描述方式,如果写入对应于停止指定的旋转方向指定数据,则直流电动机驱动控制电路52在与电动机动作期间检测计数器69的内容(=值)无关的情况下,进行停止控制。

因此,控制器50仅仅写入停止命令,直流电动机驱动控制电路52单独对直流电动机25M施加一定时间的反向脉冲,之后可进行中断驱动电流的动作,可简化用作控制器50的CPU、微处理器等的控制。

还有,在直流电动机25M不进行旋转动作的场合,在控制器50写入停止指定的旋转方向指定数据的情况下,直流电动机驱动控制电路52在与上述情况无关的情况下,直接通过直流电动机动作结束中断部77,将直流电动机动作结束中断信号nINIT输出给控制器50、并结束处理。

如果按照上述描述方式,实现本实施例,由于采用对实际的电动机的旋转量进行控制的结构,这样便使用直流电动机,以代替价格较高、电源电压较低的步进电动机,即使在以同步进电动机相同的精度下、进行电源电压可更低的电池驱动的情况下,仍可进行正确的旋转控制。

第1变换实例

上述描述是针对打印媒体适合用于采用带状打印媒体的标记打印机的场合进行的,但是本发明不限于此,本发明还适合用于下述类型的喷墨打印装置,该装置对A4或B5尺寸的纸进行打印。

第2变换实例

另外,可适合用于下述喷墨方式的打印装置,该装置采用压力控制方式或热控制方式等公知的各种打印方式。

第3变换实例

上面的描述是针对直流电动机25M根据控制确实动作的场合进行的,但是也可在指定正向旋转动作或反向旋转动作之后、例如约1秒钟编码器54的输出即编码器输出信号ME的信号电平不变化的场合判断为电动机锁定。

另外,如果按照下述方式构成,则可防止误动作引起的装置的损坏,该方式为:将错误标记设定为比如“1”,再次通过控制器50接受旋转反向数据的写入,清除该标记。

第4变换实例

上面的描述是针对直流电动机控制装置适合用于喷墨打印装置的场合进行的,但是本发明不限于此,本发明还适合用于旋转量控制必须正确地进行的其它装置,虽然所设定的电池驱动的电源电压有可能会降低。

第5变换实例

上面的描述是针对下述结构进行的,在该结构中,作为编码器54的输出的编码器输出信号ME直接输入到电动机速度检测计数器68、电动机动作期间检测计数器69等的后边的电路中,但是为了防止编码器输出信号ME的波动,也可对编码器输出信号ME进行多次取样,仅仅在于该多次的取样中、信号电平的变化在规定的范围内(在没有实效地变化的信号电平范围内)的场合,将该信号输出给后边的电路。

如果按照下述方式构成,可以很容易地防止上述波动,该方式为:比如,可将编码器输出信号ME在3.2(μsec)(50(nsec)×26)的取样时间、电平未发生2次变化的条件下,输入到后边的电路中。

根据本发明,即使在电源电压降低的情况下,仍可按照与步进电动机相同的精度进行直流电动机的旋转量控制,并可形成低成本的系统结构,在象在电池驱动的场合那样,在预计电源电压降低的装置中,可进行正确的旋转控制。

上面对本发明的优选实施例进行了描述,本领域的普通技术人员容易理解,在不离开本发明的实质和范围的情况下,可进行各种变换。

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