專利名稱：電機(jī)驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)的驅(qū)動裝置，它通過根據(jù)無刷DC電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)等的轉(zhuǎn)子的位置，對激磁相進(jìn)行切換而進(jìn)行換流控制，從而對電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，特別涉及利用位置檢測器對電機(jī)的驅(qū)動對象進(jìn)行位置檢測從而對電機(jī)進(jìn)行換流控制的電機(jī)驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
作為象無刷DC電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子中使用永久磁鐵，檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的技術(shù)，一直以來，利用產(chǎn)生在定子繞組的開相(無通電相)中的反電動勢電壓。即檢測出從激磁線圈得到的反電動勢電壓，將檢測出的反電動勢電壓求出與中性點(diǎn)電壓相交叉的過零點(diǎn)，檢測出轉(zhuǎn)子的位置。此時的換流控制例如通過從所述過零點(diǎn)將相位移位30度的點(diǎn)上進(jìn)行換流動作而實(shí)現(xiàn)的。
因此，當(dāng)電機(jī)停止時無法得到來自激磁線圈的反電動勢電壓，不能進(jìn)行無傳感器驅(qū)動，因此在從電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)到進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的啟動時，進(jìn)行強(qiáng)制換流從而強(qiáng)制驅(qū)動轉(zhuǎn)子，由此從激磁線圈得到所定值以上的反電動勢電壓之后，換到無傳感器驅(qū)動。
對于所述電機(jī)的無傳感器控制，已知的方法有通過在電機(jī)中設(shè)置霍耳元件來檢測轉(zhuǎn)子的位置，從而驅(qū)動電機(jī)。
但是，因?yàn)樵诨诜措妱觿蓦妷哼M(jìn)行無傳感器控制的情況下，無法進(jìn)行所述的低速控制，在反復(fù)進(jìn)行停止、啟動的驅(qū)動控制時效果不佳。而且，通過使用霍耳元件的控制方法，雖然也可進(jìn)行低速控制，但因轉(zhuǎn)子磁極的磁極分布幅度的不均勻、霍耳元件的設(shè)置位置不均勻等作為換流時序的誤差影響控制的精確度，反電動勢電壓在可檢測的速度范圍內(nèi)的動作，基于反電動勢電壓的無傳感器控制因不含所述誤差而呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài)，希望有一種驅(qū)動方法，在低速下也能進(jìn)行控制，且能更精確地控制電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種即使在低速下也能確實(shí)進(jìn)行控制，且可對電機(jī)進(jìn)行高精確度的驅(qū)動控制的電機(jī)驅(qū)動裝置。
本發(fā)明第一方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，具有隨著電機(jī)的驅(qū)動對象的移動而輸出脈沖信號的位置檢測器；以及根據(jù)來自該位置檢測器的脈沖信號對所述電機(jī)進(jìn)行換流控制的換流控制手段。
在本發(fā)明第一方面中，例如從設(shè)置在電機(jī)的驅(qū)動對象中的位置檢測器等隨著驅(qū)動對象的移動的而輸出脈沖信號，基于該脈沖信號進(jìn)行電機(jī)的換流控制。因?yàn)轵?qū)動對象被電機(jī)所驅(qū)動，驅(qū)動對象的移動量與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量成比例，可從驅(qū)動對象的移動狀況檢測出電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀況，即可檢測出轉(zhuǎn)子的位置。由此，通過基于來自位置檢測器的檢測信號進(jìn)行電機(jī)的換流控制，即使電機(jī)在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域也可確實(shí)地檢測出換流時序。
本發(fā)明第二方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，具有隨著電機(jī)的驅(qū)動對象的移動而輸出脈沖信號并且在所述電機(jī)的每一換流區(qū)間至少可輸出1個以上脈沖的位置檢測器；以所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子位于初始位置時的狀態(tài)為基準(zhǔn)，基于所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?qū)碜运鑫恢脵z測器的脈沖進(jìn)行加法或減法運(yùn)算的計(jì)數(shù)手段；對規(guī)定換流時序的換流圖形進(jìn)行存儲的存儲手段，所述換流時序是根據(jù)所述電機(jī)的每一換流區(qū)間的脈沖數(shù)而設(shè)定的；以及當(dāng)所述計(jì)算手段的計(jì)算值與所述換流圖形存儲手段所存儲的換流圖形相一致時，進(jìn)行所述電機(jī)的換流的換流控制手段。
在本發(fā)明第二方面中，通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而令驅(qū)動對象移動，例如來自設(shè)置在該驅(qū)動對象中的位置檢測器的脈沖信號的脈沖相應(yīng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)該計(jì)算值以電機(jī)的轉(zhuǎn)子與換流時序相應(yīng)的位置為基準(zhǔn)，計(jì)算值與換流圖形存儲手段中所存儲的換流圖形一致時進(jìn)行電機(jī)的換流，因?yàn)樗鰮Q流圖形是基于預(yù)先檢測的每一換流區(qū)間所接收的脈沖信號數(shù)而設(shè)定的，所以通過當(dāng)所述計(jì)算值與換流圖形一致時進(jìn)行換流，可在確切的換流時序中進(jìn)行換流。
本發(fā)明第三方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中，所述換流圖形將每一換流區(qū)間的區(qū)間脈沖數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算直到所述區(qū)間脈沖數(shù)的和為整數(shù)，將每次加法計(jì)算所得到的區(qū)間脈沖數(shù)的和從小數(shù)點(diǎn)以后進(jìn)行四舍五入取整數(shù)值，將該整數(shù)值按上升順序排列，根據(jù)該值串所設(shè)定的換流時序值串構(gòu)成所述換流圖形；所述換流控制手段是將所述換流時序值按所述換流圖形中的換流時序值的排列順序反復(fù)進(jìn)行切換，每當(dāng)所述換流時序值與所述計(jì)算值一致時即進(jìn)行換流。
在本發(fā)明第三方面中，在將每一換流區(qū)間的區(qū)間脈沖數(shù)按順序進(jìn)行加法計(jì)算時，換流圖形由所述和為整數(shù)值之前的加法計(jì)算次數(shù)的數(shù)值串構(gòu)成。因?yàn)樗鰠^(qū)間脈沖數(shù)為每一換流區(qū)間的脈沖數(shù)，故每當(dāng)計(jì)算值與區(qū)間脈沖數(shù)一致時進(jìn)行換流較好，如在區(qū)間脈沖數(shù)不是整數(shù)時，則基于區(qū)間脈沖數(shù)的換流時序與基于計(jì)算值的實(shí)際換流時序錯位。
在此，當(dāng)多次對區(qū)間脈沖數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算得到整數(shù)值時，因?yàn)榈玫秸麛?shù)值時基于區(qū)間脈沖數(shù)而確定的換流時序與相應(yīng)轉(zhuǎn)子的位置而確定的真的換流時序相一致，所以在該時刻不發(fā)生錯位。從而，當(dāng)對該區(qū)間脈沖數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算時以得到整數(shù)值的次數(shù)為一個循環(huán)，在該一個循環(huán)內(nèi)，將基于區(qū)間脈沖數(shù)的各換流時序中的區(qū)間脈沖數(shù)的和從小數(shù)點(diǎn)以后四舍五入用整數(shù)值表示，例如將所述四舍五入的近似值作為換流時序值，將按上升順序排列的數(shù)值串或近似的整數(shù)值之間的差作為換流時序值，將按加法計(jì)算次數(shù)的上升順序排列的數(shù)值串作為換流圖形。于是，按換流圖形的排列順序?qū)Q流時序依次進(jìn)行切換，如每當(dāng)各換流時序值與計(jì)算值相一致時進(jìn)行換流，則基于區(qū)間脈沖數(shù)的換流時序與基于計(jì)算值的換流時序之間的錯位，在進(jìn)行一循環(huán)換流的時刻，即基于構(gòu)成換流圖形的各換流時序值進(jìn)行一次換流的時刻為零。由此，在每次進(jìn)行換流時不累計(jì)誤差。
本發(fā)明第四方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，具有隨著電機(jī)驅(qū)動對象的移動而輸出脈沖信號并且在所述電機(jī)的每一換流區(qū)間至少可輸出1個以上脈沖的位置檢測器；將預(yù)先檢測出的所述電機(jī)每一換流區(qū)間的、來自所述位置檢測器的區(qū)間脈沖數(shù)的倒數(shù)作為換流常數(shù)進(jìn)行存儲的換流常數(shù)存儲手段；以及以所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子位于初始位置時的狀態(tài)為基準(zhǔn)，每次從所述位置檢測器接收脈沖信號時，將所述換流常數(shù)存儲手段所存儲的換流常數(shù)基于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行加法或減法計(jì)算，當(dāng)該換流常數(shù)的累積值為整數(shù)時或所述累積值的整數(shù)部分變化時或所述累積值的符號變化時，對所述電機(jī)進(jìn)行換流的換流控制手段。
本發(fā)明第五方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中所述換流常數(shù)為用使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定量時應(yīng)接收的脈沖數(shù)的設(shè)計(jì)值除以使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所述量時必需的換流次數(shù)所得到的值。
本發(fā)明第六方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中所述換流常數(shù)為用使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定量時接收的脈沖數(shù)的測量值除以使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所述量時必須的換流次數(shù)所得到的值。
本發(fā)明第七方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中所述換流常數(shù)為用使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一次時接收的脈沖數(shù)的測量值除以使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一次時必須的換流次數(shù)所得到的值。
本發(fā)明第八方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，當(dāng)所述換流常數(shù)為T，其小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)為n，所述驅(qū)動對象的移動量為L，所述位置檢測器的分辨率(驅(qū)動對象的移動量/脈沖數(shù))為B，根據(jù)所述脈沖信號而推測的所述轉(zhuǎn)子的推測位置與轉(zhuǎn)子實(shí)際位置之間的偏差允許值以電角度表示為σ，一次換流的電角度為F時，下述關(guān)系成立(T+(L/B)*(5/10n+1))*F＜σ)。
本發(fā)明第九方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中所述驅(qū)動對象為噴墨打印機(jī)的噴墨頭，所述換流常數(shù)的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)為4至8位。
在本發(fā)明第四至第九方面中，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)而使驅(qū)動對象移動，隨著該移動從位置檢測器輸出脈沖信號，以電機(jī)的轉(zhuǎn)子相應(yīng)換流時序位置而位于初始位置時為基準(zhǔn)，相應(yīng)每次輸入脈沖時的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，對換流常數(shù)在順時針旋轉(zhuǎn)時進(jìn)行加法計(jì)算、逆時針旋轉(zhuǎn)時進(jìn)行減法計(jì)算。
在此，換流常數(shù)為電機(jī)的每一換流區(qū)間的、來自位置檢測器的脈沖數(shù)的倒數(shù)，為小數(shù)點(diǎn)以后的值。從而，當(dāng)換流常數(shù)的累積值的整數(shù)部分變化時，或累積值為含有零的整數(shù)值時，或累積值的符號發(fā)生變化時，即正值變?yōu)樨?fù)值時或相反時，形成換流時序，在該換流時序中進(jìn)行換流可在確切的時序中進(jìn)行換流。
并且，所述換流常數(shù)可用使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定量時應(yīng)接收的脈沖數(shù)的設(shè)計(jì)值除以使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所述量時必需的換流次數(shù)所得到的值 簡單地計(jì)算出來。在使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定量時測量實(shí)際接收的脈沖數(shù)，如基于此算出換流常數(shù)，可相應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動力的實(shí)際傳輸特性設(shè)定換流常數(shù)。特別是如測量轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時接收的脈沖數(shù)，基于此算出換流常數(shù)，則由電機(jī)內(nèi)部零件尺寸誤差所產(chǎn)生的各換流時序的參差不齊，可得到全部均勻化的換流常數(shù)，能防止換流時序誤差的累積。
另外，換流常數(shù)T在其小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)為n，驅(qū)動對象的移動量為L，位置檢測器的分辨率(驅(qū)動對象的移動量/脈沖數(shù))為B，根據(jù)所述脈沖信號而推測的所述轉(zhuǎn)子的推測位置與轉(zhuǎn)子實(shí)際位置之間的偏差允許值以電角度表示為σ，一次換流的電角度為F時，設(shè)定為滿足下述關(guān)系(T+(L/B)*(5/10n+1))*F＜σ)。因此，即使驅(qū)動對象的移動量或位置檢測器的分辨率等各變數(shù)發(fā)生變化時，也可進(jìn)行滿足允許值σ的換流控制。
特別是當(dāng)所述驅(qū)動對象為噴墨打印機(jī)的噴墨頭時，換流常數(shù)的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)設(shè)定為4至8位，則可適用于幾乎所有用紙尺寸的打印機(jī)。
本發(fā)明第十方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中在根據(jù)本發(fā)明第四至第九方面之一所述的電機(jī)驅(qū)動裝置中所述換流控制手段在對所述換流常數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算時，每當(dāng)所述換流常數(shù)的累積值為1或1以上時，從所述累積值減1，在對所述換流常數(shù)進(jìn)行減法計(jì)算時，當(dāng)所述累積值為0或0以下時，向所述累積值加1。
本發(fā)明第十一方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中所述換流控制手段在所述換流常數(shù)的小數(shù)點(diǎn)以后的位數(shù)為m時，將所述換流常數(shù)乘以10m作為位數(shù)m的換流值，當(dāng)所述換流常數(shù)的累積值的高階側(cè)第m+1位發(fā)生變化時或所述累積值為零時或所述累積值的符號變化時，進(jìn)行換流。
本發(fā)明第十二方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中所述換流控制手段對于所述換流常數(shù)的累積值，每當(dāng)其高階側(cè)第m+1位發(fā)生變化時，即從所述累積值減去10m，并且當(dāng)所述累積值為0或0以下時，向所述累積值加10m。
在本發(fā)明第十方面中，所述換流控制手段在對換流常數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算時，每當(dāng)累積值為1以上時從換流常數(shù)減1，反之在對換流常數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算時，每當(dāng)累積值在0以下時向累積值加1，因此可避免換流常數(shù)的累積值的位數(shù)增加。
在本發(fā)明第十一方面中，所述換流控制手段在換流常數(shù)的小數(shù)點(diǎn)以后的位數(shù)為m時，將所述換流常數(shù)乘以10m作為整數(shù)值，因此可簡化為只有整數(shù)值的計(jì)算。
并且，此時也可每當(dāng)換流常數(shù)的高階側(cè)第m+1位發(fā)生變化時，從所述累積值減去10m，相反每當(dāng)所述累積值為0以下時，向所述累積值加10m，由此可避免換流常數(shù)的累積值的位數(shù)增加。
下面參照


本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖1為適用于本發(fā)明的無刷電機(jī)的驅(qū)動裝置的大致結(jié)構(gòu)圖。
圖2為顯示換流控制處理的處理順序的流程圖。
圖3為顯示第1實(shí)施例中換流零點(diǎn)設(shè)定處理的處理順序的流程圖。
圖4為顯示圖2的換流處理中的啟動處理的處理順序流程圖。
圖5為顯示第1實(shí)施例中的換流計(jì)算處理的處理順序的流程圖。
圖6為顯示第2實(shí)施例中的換流零點(diǎn)設(shè)定處理的處理順序的流程圖。
圖7為顯示第2實(shí)施例中的換流計(jì)算處理的處理順序的流程圖。
圖8為驅(qū)動作為驅(qū)動對象的托架時的大致結(jié)構(gòu)圖。
圖9為顯示第3實(shí)施例的換流零點(diǎn)設(shè)定處理的處理順序的流程圖。
圖10為第3實(shí)施例中的換流計(jì)算處理的處理順序的流程圖。
圖11為第4實(shí)施例中的換流零點(diǎn)設(shè)定處理的處理順序的流程圖。
圖12為第4實(shí)施例中的換流計(jì)算處理的處理順序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
具體而言，無刷電機(jī)1為U相、V相、W相三個定子繞組星形互連的三相無刷電機(jī)，驅(qū)動裝置10具有換流器11，該換流器11的各輸出端子與無刷電機(jī)1的U相-W相的各端子相連。換流器11例如具備電源一側(cè)的晶體管及接地一側(cè)的晶體管相連接的組與U相-W相相對應(yīng)的三組眾所周知的結(jié)構(gòu)，換流器11中含有的總共6個晶體管的開、關(guān)由換流控制回路12所供給的換流信號所控制，由此無刷電機(jī)1的各相按順序地被激磁從而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
所述無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)軸借助未圖示的例如齒輪機(jī)構(gòu)與打印機(jī)的送紙機(jī)構(gòu)相連，通過對無刷電機(jī)1進(jìn)行驅(qū)動控制，無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)力借助齒輪機(jī)構(gòu)被傳送到構(gòu)成所述送紙機(jī)構(gòu)的送紙用旋轉(zhuǎn)軸，從而進(jìn)行送紙控制。在所述送紙用旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有用于檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的例如旋轉(zhuǎn)編碼器等位置檢測器15。
該位置檢測器15輸出相位不同的A相和B相兩種脈沖信號，從所述兩種信號的相位關(guān)系可檢測出旋轉(zhuǎn)方向。另外，該位置檢測器15具有可在無刷電機(jī)1的一換流區(qū)間產(chǎn)生多個脈沖的分辨率。
所述換流控制回路12由例如微型計(jì)算機(jī)、用于存儲后述的換流脈沖數(shù)串P等的ROM等存儲裝置構(gòu)成，輸入來自所述位置檢測器15的兩種脈沖信號。換流控制回路12基于來自所述位置檢測器15的兩種脈沖信號檢測出無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向，同時檢測出脈沖信號的邊緣(以下稱為脈沖邊緣)，基于該脈沖邊緣、相應(yīng)旋轉(zhuǎn)方向計(jì)算脈沖數(shù)，在所述無刷電機(jī)1順時針旋轉(zhuǎn)，通過送紙機(jī)構(gòu)向送紙方向驅(qū)動時，對脈沖進(jìn)行加法計(jì)算，相反當(dāng)無刷電機(jī)向逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，對脈沖進(jìn)行減法計(jì)算，基于該脈沖的計(jì)數(shù)和置于所定存儲區(qū)域的所述換流脈沖數(shù)串P，確定所述無刷電機(jī)1的換流時序。
并且，所述換流控制回路12在換流器11的未圖示的各晶體管中，具有對應(yīng)處于開啟狀態(tài)的晶體管的組合進(jìn)行數(shù)值化管理的所謂換流模式的變數(shù)，將與該換流模式一對一相對應(yīng)的換流信號輸出到換流器11中。該換流信號由個別控制換流器11中的各晶體管的開、關(guān)的信號串構(gòu)成，應(yīng)使無刷電機(jī)1向來自未圖示的主裝置的指令信號所指示的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，使換流模式與所述換流時序同步、切換到適當(dāng)?shù)闹怠Ｍㄟ^向換流器11輸出相應(yīng)于該換流模式的換流信號，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行無刷電機(jī)1的定子繞組U相-W相的激磁切換，可實(shí)現(xiàn)無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)。并且，換流控制回路12與眾所周知的無刷電機(jī)中的驅(qū)動控制處理一樣，基于來自位置檢測器15的脈沖信號實(shí)時測量送紙用旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度或旋轉(zhuǎn)角度，將例如PWM信號等控制信號與所述換流信號重疊，從而對送紙用旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度或旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行控制。
所述換流脈沖數(shù)串P按下述方式設(shè)定。即，例如檢測出換流器11的各相的反電動勢電壓的中間電壓，根據(jù)在從此中間電壓錯開30度的位置，用作為換流時序等眾所周知的方法使無刷電機(jī)1驅(qū)動，例如在多個換流區(qū)間計(jì)算來自位置檢測器15的脈沖數(shù)，通過用換流區(qū)間數(shù)除以該脈沖數(shù)，算出一換流區(qū)間的、來自位置檢測器15的脈沖數(shù)，即區(qū)間脈沖數(shù)M。
在此，在5換流區(qū)間的脈沖數(shù)為102時，區(qū)間脈沖數(shù)M用分?jǐn)?shù)(此時為102/5＝20.4)表示。在這種情況下，因?yàn)閰^(qū)間脈沖數(shù)M為20.4，如表1的換流位置實(shí)值所示，真的換流時序?yàn)闊o刷電機(jī)1的轉(zhuǎn)子從位于換流時序的初始狀態(tài)的脈沖數(shù)到20.4、40.8、61.2、81.6、......、的時刻。


但是，因?yàn)槊}沖信號的積累值為整數(shù)，所以將累積值與真的換流時序即換流位置實(shí)值之間的誤差最小的整數(shù)值設(shè)定為從小數(shù)點(diǎn)以后四舍五入求出的表示換流時序的延遲信號數(shù)，將各換流時序中的延遲信號數(shù)的差設(shè)定為換流間信號數(shù)?？傊?，在第1次換流時序中，換流位置實(shí)值為脈沖信號的累積值達(dá)到“20.4”的時刻，距此最近的整數(shù)值為“20”所以延遲信號數(shù)設(shè)定為“20”，此時，換流位置實(shí)值與延遲信號數(shù)之間的誤差為“-0.4”。同樣，因?yàn)樵诘?次的換流時序中換流位置實(shí)值為脈沖信號的累積值達(dá)到“40.8”的時刻，所以延遲信號數(shù)設(shè)定在“41”，其誤差為“+0.2”，第1次和第2次的換流間信號數(shù)為“21”。第3次和第4次的換流時序同樣設(shè)定。在第5次換流時序的情況下，因?yàn)閾Q流位置實(shí)值是“102”為整數(shù)，將其作為延遲信號數(shù)而設(shè)定，換流間信號數(shù)為“20”，在第5次的換流時序中延遲信號數(shù)與換流位置實(shí)值之間的誤差為“±0”。
接下來，在第6次換流時序中，因換流位置實(shí)際值為“122.4”，延遲信號為“122”，換流間信號數(shù)為“20”，其誤差為“-0.4”，所數(shù)換流間信號數(shù)及其誤差與所述第1次同樣。之后，與所述第2次以后同樣，換流間信號數(shù)反復(fù)“21、20、21、20”。從而，將從第1次換流時序到換流位置實(shí)值與延遲信號數(shù)之間的誤差為零的第5次換流時序的換流間信號數(shù)構(gòu)成的數(shù)串“20、21、20、21”設(shè)定為換流脈沖數(shù)串P。將其存儲在所定的存儲區(qū)域內(nèi)。例如由所述驅(qū)動裝置10、無刷電機(jī)1和作為無刷電機(jī)1的驅(qū)動對象而設(shè)在送紙機(jī)構(gòu)中的位置檢測器15組成的系統(tǒng)在出廠時預(yù)先設(shè)定換流脈沖數(shù)串P，將其存儲在所定的存儲區(qū)域內(nèi)。
下面，參照換流控制回路12的處理順序的流程圖說明所述第1
在換流控制回路12中，啟動后即如圖2所示開始換流控制處理，首先，在步驟S101進(jìn)行設(shè)定換流零點(diǎn)的處理，設(shè)定用于檢測換流時序的、作為基準(zhǔn)的換流零點(diǎn)。具體地說，如圖3所示，先在步驟S201進(jìn)行初步處理，與公知的處理一樣，引入初期激磁，使無刷電機(jī)1的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
然后，如果基于在預(yù)定時間內(nèi)是否沒有檢測出脈沖邊緣，檢測出轉(zhuǎn)子停止在引入位置則移到步驟S202。在該步驟基于來自主裝置的、指示無刷電機(jī)1啟動時的旋轉(zhuǎn)方向的指示信號，判別無刷電機(jī)1的啟動方向。當(dāng)旋轉(zhuǎn)指示方向?yàn)轫槙r針方向，移到步驟S203，將計(jì)數(shù)C設(shè)定為C＝0，同時，將用于特別確定nMAX個換流信號數(shù)Pn的變數(shù)n設(shè)定為n＝1，換流信號數(shù)Pn由預(yù)先設(shè)定的置于所定的存儲區(qū)域內(nèi)的所述換流脈沖數(shù)串P構(gòu)成。相反，在來自主裝置的旋轉(zhuǎn)指示方向?yàn)槟鏁r針方向時，從步驟S202移到步驟S204，將計(jì)數(shù)C設(shè)定為C＝PnMAX，將用于特別設(shè)定所述換流間信號數(shù)Pn的變數(shù)n設(shè)定為n＝nMAX。由此結(jié)束換流零點(diǎn)設(shè)定處理。另外，所述PnMAX表示換流脈沖數(shù)串P的末尾的換流間信號數(shù)，即n為nMAX時的換流間信號數(shù)。
如此結(jié)束圖2的步驟S101中的換流零點(diǎn)設(shè)定處理，輸入來自主裝置的、指示無刷電機(jī)1啟動的啟動指令，則從步驟S101移到步驟S102，實(shí)行圖4的啟動處理。
在該啟動處理中，首先，在步驟S301中判定主裝置所指示的旋轉(zhuǎn)方向，為順時針方向時移到步驟S302，進(jìn)行與應(yīng)該向順時針方向啟動的換流模式切換一次相等的順時針旋轉(zhuǎn)時的啟動處理。當(dāng)旋轉(zhuǎn)指示方向?yàn)槟鏁r針方向時，從步驟S301移到步驟S303，進(jìn)行與應(yīng)該向逆時針方向啟動的換流模式切換一次相等的逆時針旋轉(zhuǎn)時的啟動處理。由此結(jié)束啟動處理。
與切換的換流模式相對應(yīng)的激磁相借助換流器11被激磁，此時，通過所述旋轉(zhuǎn)速度控制等控制換流信號，無刷電機(jī)1一旋轉(zhuǎn)，則該旋轉(zhuǎn)力借助未圖示的齒輪機(jī)構(gòu)傳送到送紙機(jī)構(gòu)，送紙機(jī)構(gòu)被驅(qū)動從而進(jìn)行送紙。
如隨著送紙機(jī)構(gòu)的驅(qū)動從位置檢測器15輸出脈沖信號，則在換流控制回路12中進(jìn)行脈沖信號的脈沖邊緣檢測，在圖2的步驟S104，當(dāng)檢測出脈沖邊緣時移到步驟S105進(jìn)行換流計(jì)算處理，之后移到步驟S106。如在步驟S104沒有檢測出脈沖邊緣則移到步驟S106。
在所述步驟S105的換流計(jì)算處理按照圖5所示的處理順序進(jìn)行。
首先，在步驟S211，根據(jù)來自位置檢測器15的兩種脈沖信號判別無刷電機(jī)1是順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)判定無刷電機(jī)1是順時針旋轉(zhuǎn)時移到步驟S212，計(jì)數(shù)C只增加“1”，然后，移到步驟S213，參照預(yù)先存放于所定存儲區(qū)域的換流脈沖數(shù)串P，判別其第n次換流間信號數(shù)Pn是否與計(jì)數(shù)C一致。
例如，當(dāng)n＝1時，因?yàn)閾Q流間信號數(shù)P1從所述表1變?yōu)椤?0”，故結(jié)束換流計(jì)算處理，返回圖2。之后，當(dāng)無刷電機(jī)1向順時針方向旋轉(zhuǎn)時，每次檢測出脈沖邊緣即從步驟S211經(jīng)步驟S212移到步驟S213，計(jì)數(shù)每次增加“1”。當(dāng)計(jì)數(shù)C達(dá)到換流間信號數(shù)P1＝20時，從步驟S213移到步驟S214，向順時針方向切換換流模式。由此切換勵磁相，無刷電機(jī)1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
接著移到步驟S215，當(dāng)變數(shù)n與表示構(gòu)成換流脈沖數(shù)串P的換流間信號數(shù)的數(shù)nMAX相等時，移到步驟S216，當(dāng)變數(shù)n回復(fù)到n＝1后，移到步驟S218，當(dāng)變數(shù)n不是n＝nMAX時移到步驟S217，變數(shù)n只增加“1”，之后移到步驟S218，。在步驟S218計(jì)數(shù)C回復(fù)到C＝0后結(jié)束換流計(jì)算處理，回到圖2。
如此，在無刷電機(jī)1進(jìn)行順時針旋轉(zhuǎn)期間，每檢測出脈沖信號的邊緣即向計(jì)數(shù)加“1”，每當(dāng)計(jì)數(shù)C與換流間信號數(shù)Pn，即P1(＝20)，P2(＝21)，P3(＝20)，P4(＝21)，P5(＝20)一致時，進(jìn)行換流模式的切換。于是，換流脈沖數(shù)串P的最后的換流間信號數(shù)P5之后再回到p1，通過如此反復(fù)操作，從換流間信號數(shù)Pn的排列順序的開始按順序切換Pn的值。在計(jì)數(shù)C為該換流間信號數(shù)Pn時進(jìn)行換流模式的切換。
例如為了對送紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，順時針旋轉(zhuǎn)的無刷電機(jī)1從該狀態(tài)停止后，從主裝置輸入使無刷電機(jī)1逆時針旋轉(zhuǎn)的啟動指令脈沖，則在無刷電機(jī)1停止的狀態(tài)下，由于沒有檢測出脈沖邊緣，故重復(fù)步驟S102，S104，S106的處理，保持不進(jìn)行換流計(jì)算處理的狀態(tài)，等待來自主裝置的指令信號。如從主裝置輸入啟動指令，則從步驟S102移到步驟S103，進(jìn)行圖4所示的啟動處理。在這種情況下，因?yàn)樾D(zhuǎn)指示方向?yàn)槟鏁r針方向，所以從步驟S301移到步驟S303，切換換向模式一次以使無刷電機(jī)1向逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
如此使無刷電機(jī)1逆時針旋轉(zhuǎn)，如檢測出脈沖邊緣則從步驟S104移到步驟S105，進(jìn)行圖5的換流計(jì)算處理。因?yàn)闊o刷電機(jī)1是逆時針旋轉(zhuǎn)，故從步驟S211移到步驟S221，計(jì)數(shù)只衰減“1”。
接下來，移到步驟S222，判別計(jì)數(shù)C是否為C＝0，如不是C＝0則結(jié)束換流計(jì)算處理回到圖2。當(dāng)C＝0時移到步驟S223，將作為換流時序的換流模式切換至反方向。然后，移到步驟S224，當(dāng)變數(shù)n為n＝0時移到步驟S225，設(shè)定n＝nMAX后移到步驟S227。當(dāng)變數(shù)n不是n＝0時移到步驟S226，n只衰減“1”之后移到步驟S227。在步驟S227設(shè)定計(jì)數(shù)C為C＝Pn后，結(jié)束換流計(jì)算處理回到圖2。
這樣，在無刷電機(jī)1逆旋轉(zhuǎn)期間，每檢測出脈沖邊緣即向計(jì)數(shù)增加“1”，在計(jì)數(shù)C達(dá)到C＝0時進(jìn)行換流模式的切換，變數(shù)n每次衰減“1”，將計(jì)數(shù)C設(shè)定為C＝Pn。與順時針旋轉(zhuǎn)時相反，按換流間信號數(shù)Pn的排列順序從后面開始切換Pn的值。
于是，當(dāng)從主裝置通知結(jié)束對無刷電機(jī)1的驅(qū)動，即圖2的換流控制處理停止時，在步驟S106將其檢測出并結(jié)束處理。
在此，因?yàn)橐粨Q流區(qū)間的脈沖數(shù)即區(qū)間脈沖數(shù)M為“20.4”，所以每當(dāng)計(jì)數(shù)C達(dá)到“20”時開始換流的情況下，真的換流時序?yàn)橛?jì)數(shù)C在“20.4”時的位置。每一次的換流的時序都快“0.4”，所以將每次換流早的時序相加就會與真的換流時序相差很大，慢慢地?fù)Q流時序提早，不久就會發(fā)生誤操作。相反，在每當(dāng)計(jì)數(shù)C達(dá)到“21”時開始換流的情況下，每一次的換流時序都慢“0.2”，將每次慢的值相加誤差會很大，慢慢地?fù)Q流時序就晚了，就會引起誤操作。
但是，如上述表1所示，在每個換流時序?qū)^(qū)間脈沖數(shù)M進(jìn)行加法計(jì)算時，將其累積值變?yōu)檎麛?shù)值的期間作為1次循環(huán)，在該期間的各換流時序中，為了與真的換流時序的區(qū)間脈沖數(shù)M的累積值的誤差為最小，設(shè)定換流間信號數(shù)。所以經(jīng)過1次循環(huán)時的真的換流時序位置與實(shí)際的換流時序之間的誤差一定為零。進(jìn)而，為了在1次循環(huán)內(nèi)的各換流時序與真的換流時序位置之間的誤差最小，設(shè)定1次循環(huán)內(nèi)的換流間信號數(shù)。所以每次換流時不對誤差進(jìn)行加法計(jì)算，誤差經(jīng)常為脈沖計(jì)數(shù)的一半以下?？蓪⒄`差控制在最小。
此時，利用位置檢測器15的檢測信號進(jìn)行換流控制的同時，進(jìn)行送紙速度控制或送紙量控制等，所以沒有必要專門設(shè)置換流控制用的位置檢測器，可減少驅(qū)動裝置10的結(jié)構(gòu)部件。
因?yàn)榛趤碜晕恢脵z測器15的脈沖信號檢測出換流時序，所以如從位置檢測器輸出脈沖信號可進(jìn)行換流控制。由此，在如現(xiàn)有技術(shù)的那樣基于反電動勢電力電壓進(jìn)行換流控制時，如無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)速度不在一定程度以上則無法檢測出反電動勢電力電壓，無法進(jìn)行換流控制，而在本發(fā)明中基于來自位置檢測器15的脈沖信號進(jìn)行換流控制，與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)，即使在低速下也可進(jìn)行換流控制。
即使一旦無刷電機(jī)1處于停止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)榛诿}沖信號進(jìn)行換流時序的檢測，所以如存儲了脈沖數(shù)，在無刷電機(jī)1再次開始旋轉(zhuǎn)時，可從脈沖數(shù)直接確定通電相位。進(jìn)而，因即使在低速下也能檢測出換流時序，與停止或旋轉(zhuǎn)開始時無關(guān)，可通過確切的時序進(jìn)行換流控制。
另外，在所述第1實(shí)施方案中，雖對5換流區(qū)間的脈沖數(shù)為“102”，區(qū)間脈沖數(shù)M為“20.4”的情況進(jìn)行了說明但不限于此。例如，一換流區(qū)間的脈沖數(shù)(區(qū)間脈沖數(shù))511/25＝20.44時，同樣如表1那樣設(shè)定換流間信號數(shù)，真的換流時序與延遲信號數(shù)的誤差第25次換流時為零，所以每25次換流誤差變?yōu)榱悖瑩Q流脈沖數(shù)串P由25個換流間信號數(shù)構(gòu)成。即如果是可用分?jǐn)?shù)表示的區(qū)間脈沖數(shù)M，如進(jìn)行與不可約分?jǐn)?shù)的分母的值相同次數(shù)的換流，則真的換流時序與延遲信號數(shù)的誤差為零，所以本發(fā)明可適用于能用分?jǐn)?shù)表示的區(qū)間脈沖數(shù)M。
在所述第一實(shí)施方案中，針對延遲信號數(shù)之差由換流間信號數(shù)構(gòu)成的情況對換流脈沖數(shù)序列P作了敘述，但并不限于此，也可由延遲信號數(shù)構(gòu)成換流脈沖數(shù)序列P。在這種情況下，每當(dāng)計(jì)數(shù)C與各延遲信號數(shù)一致時進(jìn)行換流，當(dāng)計(jì)數(shù)C增加時，在延遲信號數(shù)為最大值時將計(jì)數(shù)C更新設(shè)定為零，反之當(dāng)計(jì)數(shù)減少時，當(dāng)計(jì)數(shù)C為零時將計(jì)數(shù)C更新設(shè)定為延遲信號數(shù)的最大值。
在此。圖2的步驟S105處理對應(yīng)計(jì)算手段，所述換流控制回路12的未圖示的存儲裝置對應(yīng)換流圖形存儲手段，圖5的換流計(jì)算處理對應(yīng)換流控制手段。
接下來，對本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在所述第1實(shí)施方式中，對用分?jǐn)?shù)表示區(qū)間脈沖數(shù)M的情況進(jìn)行了說明，在第2實(shí)施方式中，對用整數(shù)表示區(qū)間脈沖數(shù)M的情況進(jìn)行說明。
另外，無刷電機(jī)1的驅(qū)動裝置10的全部結(jié)構(gòu)與所述第1實(shí)施方式相同，在換流控制處理中，因?yàn)槌瞬襟ES101的換流原點(diǎn)設(shè)定處理以及步驟S105的換流計(jì)算處理的內(nèi)容不同以外均相同，所以省略了圖示及重復(fù)的說明，與所述第1實(shí)施方式相同的部分用同一符號表示，省略了重復(fù)的說明。
在所述第2實(shí)施方式中，與第1實(shí)施方式同樣算出的、一換流區(qū)間的脈沖數(shù)、即區(qū)間脈沖數(shù)M為整數(shù)。從而，該區(qū)間脈沖數(shù)M存儲在所定的存儲區(qū)域中，當(dāng)脈沖數(shù)為區(qū)間脈沖數(shù)M時作為換流時序進(jìn)行換流。
在換流控制回路12中，一啟動即開始圖2所示的換流控制處理，在步驟S101進(jìn)行換流原點(diǎn)設(shè)定處理，在所述第2實(shí)施方式中進(jìn)行圖6所示的換流原點(diǎn)設(shè)定處理。即，首先在步驟S401進(jìn)行初期處理，進(jìn)行眾所周知的引入初期激磁，使無刷電機(jī)1的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
例如，基于在所定時間是否檢測出脈沖邊緣，如檢測出轉(zhuǎn)子停止在引入位置則移到步驟S402，基于來自主裝置的、指示無刷電機(jī)1在啟動時的旋轉(zhuǎn)方向的指示信號來判別無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向，在旋轉(zhuǎn)指示方向?yàn)轫槙r針旋轉(zhuǎn)方向時，移到步驟S403，將計(jì)數(shù)C設(shè)定為C＝0，反之，在旋轉(zhuǎn)指示方向?yàn)槟鏁r針方向時，從步驟S402移到步驟S404，讀出事先存儲在所定區(qū)域內(nèi)的區(qū)間脈沖數(shù)M，將計(jì)數(shù)C設(shè)定為C＝M。從而結(jié)束換流原點(diǎn)設(shè)定處理。
如此在圖2的步驟S101結(jié)束換流原點(diǎn)設(shè)定處理后，從主裝置輸入指示無刷電機(jī)1的啟動的啟動指令脈沖，從步驟S102移到步驟S103，實(shí)施圖4的啟動處理，與第1實(shí)施方式相同，相應(yīng)于來自主裝置的旋轉(zhuǎn)指示方向通過換流模式切換一次而進(jìn)行啟動處理。
于是，無刷電機(jī)1旋轉(zhuǎn)，隨著送紙機(jī)構(gòu)的驅(qū)動輸出來自位置檢測器15的脈沖信號，在換流控制回路12進(jìn)行脈沖信號的脈沖邊緣檢測，在檢測出脈沖邊緣時從步驟S104移到步驟S105，如圖7所示進(jìn)行換流計(jì)算處理。
即，在步驟S411從來自位置檢測器15的兩種脈沖信號判別無刷電機(jī)1是順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)，在判定無刷電機(jī)1例如是順時針旋轉(zhuǎn)時移到步驟S412，只向計(jì)數(shù)C增加“1”，然后移到步驟S413，判別計(jì)數(shù)C是否與區(qū)間脈沖數(shù)M一致，不一致時結(jié)束換流計(jì)算處理返回圖2。這樣，在無刷電機(jī)1在順時針旋轉(zhuǎn)期間，反復(fù)進(jìn)行步驟S411，步驟S412，步驟S413的處理，每當(dāng)檢測出脈沖邊緣時即向計(jì)數(shù)C增加“1”。在步驟S413如計(jì)數(shù)C與區(qū)間脈沖數(shù)M一致，則移到步驟S414，作為換流時序向順時針方向切換換流模式。之后，移到步驟S415，將計(jì)數(shù)C設(shè)定為C＝0，結(jié)束換流計(jì)算處理。
為了從使無刷電機(jī)1從該狀態(tài)逆時針旋轉(zhuǎn)，在無刷電機(jī)1停止后，從主裝置輸入令無刷電機(jī)1向逆時針方向啟動的啟動指令，在圖2的步驟S102將其檢測出，移到步驟S103，在如圖4所示的啟動處理中進(jìn)行向逆時針方向的啟動處理。于是無刷電機(jī)1逆時針旋轉(zhuǎn)，如在步驟S105檢測出來自位置檢測器15的脈沖信號的脈沖邊緣，則從步驟S104移到步驟S105，進(jìn)行如圖7所示的換流計(jì)算處理，因?yàn)闊o刷電機(jī)1逆時針旋轉(zhuǎn)，所以從步驟S411移到步驟S421，只向計(jì)數(shù)C增加“1”。
然后，移到步驟S422，判別計(jì)數(shù)C是否為C＝0，如不是C＝0結(jié)束換六計(jì)算處理返回圖2。在計(jì)數(shù)C為C＝0時從步驟S422移到步驟S423，作為換流時序?qū)Q流模式向逆時針旋轉(zhuǎn)方向切換，在步驟S424將計(jì)數(shù)C設(shè)定為C＝M，結(jié)束換流計(jì)數(shù)處理。
以后，與上述同樣，每當(dāng)檢測出脈沖邊緣時向計(jì)數(shù)C增加“1”，在計(jì)數(shù)C為零時進(jìn)行換流模式的切換。
這樣，每當(dāng)預(yù)先檢測出的一換流區(qū)間的脈沖數(shù)即區(qū)間脈沖數(shù)M與計(jì)數(shù)C一致時，即每當(dāng)在一換流區(qū)間接收應(yīng)接收的脈沖數(shù)時進(jìn)行換流。所以可在確切的時序進(jìn)行換流。同時，沒有必要專門設(shè)置用于換流控制的位置檢測器15，可獲得與上述第1實(shí)施方式相同的作用。
另外，在上述第1及第2實(shí)施方式中，對無刷電機(jī)1順時針旋轉(zhuǎn)及逆時針旋轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行了說明，但是在將無刷電機(jī)1只限定在送紙方向而驅(qū)動的情況下當(dāng)然也適用。
下面，對本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在第3實(shí)施方式中，通過無刷電機(jī)1，驅(qū)動噴墨打印機(jī)的噴墨頭固定于其中的托架21。如圖8所示，在跨在兩個滑輪22a，22b之間的帶23上安裝有托架21，通過將無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)力傳送給一邊的滑輪22b而使帶23移動，從而使托架21移動。
基于設(shè)置在該托架21上的、來自用于檢測輸送位置的線性編碼器等位置檢測器15的脈沖信號，進(jìn)行換流控制。
另外，作為無刷電機(jī)1的驅(qū)動裝置10的整體結(jié)構(gòu)與所述第1實(shí)施方式相同，省略圖示及重復(fù)的說明，同時與所述第1實(shí)施方式相同的部分用相同符號表示并省略重復(fù)的說明。
在第3實(shí)施方式中，將一換流區(qū)間的脈沖數(shù)即區(qū)間脈沖數(shù)M的倒數(shù)1/M設(shè)定為作為換流常數(shù)T，每當(dāng)從位置檢測器15接收脈沖時，相應(yīng)無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向?qū)Q流常數(shù)T進(jìn)行加法或減法計(jì)算，基于其累積值S檢測換流時序。
因?yàn)樵趯Q流常數(shù)T加上區(qū)間脈沖數(shù)M的次數(shù)時為一換流區(qū)間，所以每當(dāng)接收脈沖信號時對換流常數(shù)T進(jìn)行加法計(jì)算，當(dāng)累積值S為“1”以上時，即經(jīng)過一換流區(qū)間時，作為換流時序。另外，所述換流常數(shù)T的設(shè)定按下述方法進(jìn)行。
首先例如在相當(dāng)于引入初期激磁后，使無刷電機(jī)1旋轉(zhuǎn)，通過無刷電機(jī)1旋轉(zhuǎn)一周期間計(jì)量的來自位置檢測器15的脈沖數(shù)，檢測出無刷電機(jī)1的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周時的來自位置檢測器15的脈沖數(shù)，用旋轉(zhuǎn)一周時轉(zhuǎn)子所需要的旋轉(zhuǎn)次數(shù)除以檢測的脈沖數(shù)，算出一旋轉(zhuǎn)區(qū)間的脈沖數(shù)M，將其倒數(shù)1/M作為換流常數(shù)T。此時換流常數(shù)T的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)設(shè)定為滿足下式(1)。
n＞log[(5·L)/(B·(1-T-asin(X)/F))]-1式中n為換流常數(shù)T的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)，L為設(shè)在托架21上的噴墨頭的移動量，B為位置檢測器15的分辨率[頭移動量/脈沖數(shù)]，T為換流常數(shù)，X為無刷電機(jī)1的最高轉(zhuǎn)矩定義為“1”時的轉(zhuǎn)矩脈動的谷值，它是基于規(guī)定允許范圍的電氣角而設(shè)定的值，F(xiàn)為一換流區(qū)間值。
所述(1)式是如下導(dǎo)出的。
基于換流常數(shù)T而確定的轉(zhuǎn)子的位置與實(shí)際的轉(zhuǎn)子位置之間的誤差ε只要在允許范圍σ內(nèi)即可，該換流常數(shù)T是基于來自作為托架21的位置檢測用的位置檢測器的編碼器的脈沖信號而定的。
所述換流常數(shù)T為表示每次計(jì)算來自編碼器的脈沖信號時的無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)量的值。例如，測量無刷電機(jī)1旋轉(zhuǎn)一周時來自編碼器的脈沖數(shù)，用所述脈沖數(shù)的測量值除以無刷電機(jī)1旋轉(zhuǎn)一周時所需要的換流次數(shù)得到該數(shù)值。
在所述無刷電機(jī)1為三相雙極結(jié)構(gòu)的電機(jī)時，如用所述換流常數(shù)T乘以一次換流的電氣角60deg·E，則可算出脈沖信號的每次脈沖計(jì)算時的電氣角。
從而，在某換流時序在起點(diǎn)時對換流常數(shù)T從零開始加法計(jì)算，其合計(jì)值為“1”以上時轉(zhuǎn)到下一換流時序，即可知位于只前進(jìn)60deg·E的位置。在此，因?yàn)樗雒}沖數(shù)的計(jì)算為數(shù)字計(jì)數(shù)，所以原理上含有1個信號計(jì)數(shù)以內(nèi)的誤差。
在通過無刷電機(jī)1驅(qū)動噴墨打印機(jī)的托架時，如圖8所示，無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)借助滑輪22b被傳送到托架21，因此決定相應(yīng)滑輪直徑的無刷電機(jī)1的電機(jī)旋轉(zhuǎn)量與安裝在托架上的噴墨頭的送墨量的關(guān)系。如所述滑輪直徑含有制造允許誤差的誤差，則電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的所計(jì)算的來自編碼器的脈沖數(shù)，相應(yīng)所使用的滑輪22b的直徑尺寸的不同而有計(jì)算差異，在多次旋轉(zhuǎn)時所述誤差累加，成為換流誤操作的原因。
為了防止所述誤操作，在組裝后的各打印機(jī)中，將用于驅(qū)動托架的電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的、來自編碼器的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)算，基于該計(jì)數(shù)來決定換流常數(shù)T也可。
然而，在初期將無刷電機(jī)1引入換流時序的位置的情況下，在該時刻脈沖數(shù)的最大誤差為不到脈沖信號的一次計(jì)算(計(jì)數(shù))，因此無刷電機(jī)1初期決定換流位置的位置時的誤差的最大值e1，如下式(2)所述，比換流常數(shù)T即一次計(jì)算的電機(jī)旋轉(zhuǎn)量小。
e1＜T (2)并且，隨著托架的移動對脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)算，基于該脈沖數(shù)算出無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)量時的誤差，在換流常數(shù)T的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)為n位，即將最小位的第n+1位四舍五入作為n位數(shù)時，每計(jì)算脈沖信號的1脈沖時，最大為不到5*10-(n+1)[1/計(jì)算]，即5*10-(n+1)[電機(jī)旋轉(zhuǎn)量]，脈沖在Q次計(jì)算的時刻，相應(yīng)脈沖的計(jì)算的最大誤差e2用下式(3)表示。
e2＜Q*5*10-(n+1)[電機(jī)旋轉(zhuǎn)量](3)當(dāng)編碼器的分辨率為B[頭移動量/脈沖數(shù)]時，在對脈沖Q次計(jì)算時的頭移動量L用下式(4)表示。
L＝B*Q由此，此時轉(zhuǎn)子的識別位置的誤差最大值ε基于所述(2)式至(4)式，用下式(5)表示。
ε＝e1+e2＜T+Q*5*10-(n+1)＜T+(L/B)*5*10-(n+1)(5)實(shí)際上，只要所述誤差ε在允許范圍σ內(nèi)即可。
在此，允許范圍σ為在無刷電機(jī)1的最高轉(zhuǎn)矩為“1”時轉(zhuǎn)矩脈動的谷值為X以上的電氣角的范圍。三相電機(jī)的情況下，轉(zhuǎn)矩脈動的谷值理論上為31/2/2，因此所述X的可能選擇范圍為0＜X≤(31/2/2)。
在此，電機(jī)換流區(qū)間的電氣角F是三相電機(jī)時為60deg·E，所以允許范圍σ用下式(6)表示。
σ＝60-asin(X)[deg·E] (6)由此，當(dāng)頭即托架只移動L時無刷電機(jī)1的轉(zhuǎn)子識別位置誤差位于允許范圍內(nèi)的條件如下式(7)所述。
ε·60＜σ (7)從所述(5)式及(6)式到所述(7)式形成下式(8)，基于此算出有效位數(shù)n，如下式(9)所示。
(T+(L/B)*5*10-(n+1))*60＜60-asin(X) (8)n＞log[(5·L)/(B·(1-T-asin(X)/60))]-1 (9)在此，(9)式中的“60”為一換流區(qū)間的電氣角F，即導(dǎo)出所述(1)式。
從而，當(dāng)換流常數(shù)T為1/(184/36)，編碼器的分辨率為25.4/180，頭移動量L為350[mm]，轉(zhuǎn)矩脈動的谷值的允許值為21/2/2時，所述式(9)的有效位數(shù)n為n＝5，這意味著換流常數(shù)T的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)可為5位。
此時，若換流常數(shù)T的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)n為n＝5時將轉(zhuǎn)矩脈動的谷值X作為X0而進(jìn)行逆運(yùn)算，下式(10)成立，可確定在該條件下的轉(zhuǎn)矩脈動的最壞值。
X0＝sin(60*(1-T-(L/B)*5*10-(n+1))
＝0.737＞21/2/2 (10)例如將允許范圍σ作為σ0算出，下式(11)成立，在最壞時可確定邊允許σ0的電氣角誤差邊進(jìn)行控制。
σ0＝60-asin(X0)＝12.5[deg·E] (11)并且，為了控制計(jì)算脈沖數(shù)時所涉及的轉(zhuǎn)子位置算出誤差在不到脈沖信號的一個脈沖計(jì)算時，可如下設(shè)定有效位數(shù)n。
即，只要在脈沖Q次計(jì)算的時刻相應(yīng)信號計(jì)算的最大誤差不足換流常數(shù)T即可，從所述(3)式，使下式(12)成立即可。
e2＜Q*5*10-(n+1)＜T (12)因此，從所述(4)式和(12)式，只有求出滿足下式(13)的整數(shù)n即可。
n＞log[5*L/(B*T)]-1 (13)因此，當(dāng)換流常數(shù)設(shè)定為T＝1/(184/36)，編碼器的分辨率B為25.4/180，頭移動量L＝350[mm]時，所述式(13)中的T的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)n為n＝4，可知4位是必需的。
但是，此時轉(zhuǎn)矩脈動的最壞值在所述式(10)中為X0＝0.654，在實(shí)際應(yīng)用中更壞一點(diǎn)。并且，所述(11)式中σ0＝19.2[deg·E]，所以可知控制中允許19.2[deg·E]的換流時序的偏斜。
在該例中，求最大誤差e2在處于不足T時的條件，所以轉(zhuǎn)子的識別位置的誤差最大值ε滿足ε＝e1+e2＜2*T。
例如換流常數(shù)T為1/(184/36)，其有效位數(shù)n為n＝5，編碼器的分辨率為25.4/180，轉(zhuǎn)矩脈動的谷值X的允許值為21/2/2時，頭移動量L可有由所述(8)式變形的下式(14)求出。
L＝(1-T-asin(X)/60)·B·10(n+1)/5 (14)從該(14)式可知，在所述條件下的頭移動量L可對應(yīng)0-1533[mm]。即當(dāng)轉(zhuǎn)矩脈動的谷值X的允許值為21/2/2時，有效位數(shù)5位可與幾乎所有紙尺寸的打印機(jī)相對應(yīng)。反之，在與上述同一條件下有效位數(shù)為4位時，頭移動距離可對應(yīng)0-153[mm]，可與用紙尺寸在A5以下的相對應(yīng)，不能對應(yīng)B5尺寸以上的用紙。
當(dāng)編碼器的分辨率為四倍，有效位數(shù)為5位時，頭移動量L可與0-1418[mm]對應(yīng)，可與幾乎全部用紙尺寸的打印機(jī)相對應(yīng)。并且，當(dāng)只有滑輪直徑為四倍時，有效位數(shù)為4位時對應(yīng)于0-567[mm]，有效位數(shù)為5位時對應(yīng)于5675[mm]。
當(dāng)編碼器的分辨率為四倍且滑輪直徑也為四倍，有效位數(shù)為5位時，頭移動量L可對應(yīng)0-1677，幾乎可對應(yīng)所有用紙尺寸。
如上所述，可知當(dāng)轉(zhuǎn)矩脈動的谷值X的允許值為21/2/2時，換流常數(shù)T的有效位數(shù)n可設(shè)定在4以上。
接下來，說明將轉(zhuǎn)矩脈動的谷值X的允許值置于更精確的范圍內(nèi)的方法。
如前所述，在三相電機(jī)的情況下，轉(zhuǎn)矩脈動的谷值理論上為31/2/2≈0.8660，如果在0.86轉(zhuǎn)矩脈動下控制，認(rèn)為幾乎沒有因控制引起的轉(zhuǎn)矩脈動的劣化。
滿足X≥0.86的條件，可由所述(1)式求出，對于所討論的設(shè)定，如編碼器的分辨率為九倍，滑輪直徑為兩倍時，得到X＝0.8602。此時，換流常數(shù)T的有效位數(shù)n設(shè)定為8位，所述頭移動量L在0-1632[mm]的范圍內(nèi)可達(dá)到X≥0.86，可對應(yīng)所有用紙尺寸的打印機(jī)。由此可知換流常數(shù)T的有效位數(shù)n為8位就足夠了。
如上所述，如換流常數(shù)T的有效位數(shù)設(shè)定在4位以上8位以下，可進(jìn)行非常有效的控制。
下面說明具體的控制流程?；谏鲜鲈O(shè)定的換流常數(shù)T檢測換流時序的情況下，按照圖2的流程圖所示的換流控制處理(換流控制手段)的處理順序進(jìn)行。另外，事先檢測出所述換流常數(shù)T，并將其存儲在所定的存儲區(qū)域中。
首先，在步驟S101進(jìn)行換流原點(diǎn)設(shè)定處理，在第3實(shí)施方式中，如圖9所示進(jìn)行換流原點(diǎn)設(shè)定處理。
在步驟S501進(jìn)行初期處理，與眾所周知的處理一樣引入初期激磁，使無刷電機(jī)1的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。并且，將存儲在所定的存儲區(qū)域中的所述換流常數(shù)T讀出。
基于在所定時間是否檢測出脈沖邊緣，如檢測出轉(zhuǎn)子停止在引入位置，則移到步驟步驟S502，基于來自主裝置的指示無刷電機(jī)1的啟動時的旋轉(zhuǎn)方向的指令信號，判別無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向，在旋轉(zhuǎn)指示方向?yàn)轫槙r針方向時，移到步驟S503，設(shè)定累積值S為S＝0。反之，在旋轉(zhuǎn)指示方向?yàn)槟鏁r針方向時，從步驟S502移到步驟S504，設(shè)定累積值S為S＝1。由此結(jié)束換流原點(diǎn)設(shè)定處理。
如此結(jié)束步驟S101的換流原點(diǎn)設(shè)定處理，接著從主裝置輸入指示無刷電機(jī)1的啟動的啟動指令脈沖，從步驟S102移到步驟S103，實(shí)行所述圖4的啟動處理，與所述第1實(shí)施方式同樣，相應(yīng)來自主裝置旋轉(zhuǎn)指示方向，對換流模式進(jìn)行一次切換。由此，輸出相應(yīng)換流模式的換流信號，借助換流器11使所定的相激磁，無刷電機(jī)1相應(yīng)指令信號順時針旋轉(zhuǎn)或逆時針旋轉(zhuǎn)，該無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)力借助滑輪22b傳送到帶23，使托架21移動。
隨著托架21的移動從位置檢測器15輸出脈沖信號，如檢測出該脈沖邊緣，則從步驟S104移到步驟S105，進(jìn)行換流計(jì)算處理，在第3實(shí)施方式中，按照圖10所述的順序進(jìn)行換流計(jì)算處理。首先，在步驟S511，從來自位置檢測器15的兩種脈沖信號判別無刷電機(jī)1是順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)，在判定無刷電機(jī)1是順時針旋轉(zhuǎn)時，移到步驟S512，向累積值S加上換流常數(shù)T。然后移到步驟S513，判別累積值是否在“1”以上，當(dāng)累積值未到“1”時，結(jié)束換流計(jì)算處理返回圖2。每檢測出來自位置檢測器15的脈沖信號的脈沖邊緣時，從步驟S513移到步驟S514，判定換流時序?qū)Q流模式切換至順時針方向，在步驟S515從累積值S減去“1”后，結(jié)束換流計(jì)算處理。
以后，在無刷電機(jī)1順時針旋轉(zhuǎn)期間，重復(fù)進(jìn)行步驟S511，步驟S512，步驟S513的處理。每檢測出來自位置檢測器15的脈沖信號的脈沖邊緣，就向累積值S加上換流常數(shù)T，每當(dāng)累積值S為“1”以上時，進(jìn)行換流模式的切換，同時從累積值S減去“1”。
從該狀態(tài)使應(yīng)逆時針旋轉(zhuǎn)的無刷電機(jī)1停止后，從主裝置輸入指示向逆時針方向啟動的啟動指令，則在圖2的步驟S102將其檢測出，移到步驟S103，實(shí)行向逆時針方向的啟動處理。由此使無刷電機(jī)1逆時針旋轉(zhuǎn)，如檢測出脈沖信號的脈沖邊緣，則從步驟S104移到步驟S105，實(shí)行圖10的換流計(jì)算處理。因?yàn)闊o刷電機(jī)1是逆時針旋轉(zhuǎn)，所以從步驟S511移到步驟S521，從累積值S減去換流常數(shù)T。然后，移到步驟S522，判別累積值S是否在“0”以下，當(dāng)累積值S不是S≤0，則結(jié)束換流計(jì)算處理。如在步驟S522累積值S為S≤0，則移到步驟S523。然后移到步驟S524，向累積值S加“1”后，結(jié)束換流計(jì)算處理。
之后，在無刷電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)期間，移到步驟S511，步驟S521，步驟S522，每當(dāng)檢測出來自位置檢測器15的脈沖信號的脈沖邊緣時從累積值減去換流常數(shù)T，每當(dāng)累積值S在“0”以下時，作為換流時序進(jìn)行換流模式的切換，向累積值S加“1”。
如此，在第3實(shí)施方式中，從脈沖信號的脈沖1計(jì)算的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量算出換流常數(shù)T，每當(dāng)輸入脈沖時相應(yīng)其旋轉(zhuǎn)方向向累積值加或減換流常數(shù)T，在向累積值S加換流常數(shù)T時，每當(dāng)達(dá)到“1”以上時，或在對換流常數(shù)T進(jìn)行減法計(jì)算時每當(dāng)達(dá)到“0”以下時，作為換流時序進(jìn)行換流，并且，將換流常數(shù)T的有效位數(shù)設(shè)定在換流時序的誤差允許范圍內(nèi)，所以可以確切的時序進(jìn)行換流。
特別是，如第1或第2實(shí)施方式中所示的使用齒輪機(jī)構(gòu)的動力傳送機(jī)構(gòu)時，電機(jī)與驅(qū)動對象的速度比由齒輪比決定，與此相對，上述第3實(shí)施方式中所述的使用帶與滑輪的動力傳送機(jī)構(gòu)時，因電機(jī)與驅(qū)動對象的速度比依賴于滑輪直徑，故相應(yīng)于滑輪直徑的制造允許誤差的不均勻，速度比也不均勻。由此，在電機(jī)多次旋轉(zhuǎn)時，來自編碼器的脈沖數(shù)的不均勻誤差的累積值，有增大換流誤操作的危險，在上述第3實(shí)施方式中，因?yàn)榭蛇M(jìn)一步減少換流誤差所以較好。
而且在這種情況下，因?yàn)橐褜τ糜跈z測托架21的位置檢測器15的脈沖信號進(jìn)行換流控制，所以沒有必要重新設(shè)置換流控制用的專用位置檢測器，可減少部件。
并且，在算出換流常數(shù)T時，基于實(shí)際驅(qū)動無刷電機(jī)1時來自位置檢測器15的脈沖數(shù)，以及換流次數(shù)來設(shè)定換流常數(shù)T，也可基于計(jì)算等算出。但是，通過實(shí)際測量，可減少用于將無刷電機(jī)1的驅(qū)動力傳送給托架的、由滑輪的公差等引起的誤差分等影響。由此可檢測出更高精確度的換流時序。
如前式(1)所示，表示了換流常數(shù)T的有效位數(shù)n與換流時序的允許范圍σ的關(guān)系，以及頭移動量L與位置檢測器15的分辨率B等的關(guān)系，所以相應(yīng)打印機(jī)的頭移動量或位置檢測器15的分辨率，通過設(shè)定滿足前式(1)的換流常數(shù)T，可容易地進(jìn)行換流控制，使之達(dá)到所希望的允許范圍σ，即使頭移動量或位置檢測器5的分辨率等各變數(shù)發(fā)生變化，也可滿足必要精確度地容易地進(jìn)行換流控制。
在對累積值S加上換流常數(shù)T時，每當(dāng)累積值達(dá)到“1”以上時從累積值S減去“1”，反之在對累積值S減去換流常數(shù)T時，每當(dāng)累積值S達(dá)到“0”以下時，向累積值加“1”，所以可避免累積值S的位數(shù)增加，可節(jié)省計(jì)算存儲。
另外，因?yàn)樗鰮Q流常數(shù)T是1以下的值，將10的有效位數(shù)n(10n)乘以換流常數(shù)T，取換流常數(shù)T的整數(shù)值，每當(dāng)累積值S的高階側(cè)第n+1位發(fā)生變化時，或每當(dāng)累積值S為“0”以下時可進(jìn)行換流，并且，在這種情況下，在對累積值S加上換流常數(shù)T時，每當(dāng)累積值S的高階側(cè)第n+1位發(fā)生變化時從累積值S減去10n，反之在對累積值S減去換流常數(shù)T時，每當(dāng)累積值S達(dá)到“0”以下時對累積值加上10n。這樣，可簡化整數(shù)值演算的演算處理。
下面，說明本發(fā)明第4實(shí)施方式。
所述第4實(shí)施方式，在所述第3實(shí)施方式中，設(shè)置在所述托架21向右方移動時的累積值SR，以及向左方移動時的累積值SL。在托架21向右方移動時基于累積值SR進(jìn)行換流控制，在向左方移動時基于累積值SL進(jìn)行換流控制。
另外，除了在換流控制回路12中換流控制處理的處理順序不同以外，與所述第3實(shí)施方式同樣，同一部件用同一符號表示，其說明省略。
在所述第4實(shí)施方式中，啟動后進(jìn)行所述圖2的換流控制處理，在步驟S101的換流原點(diǎn)設(shè)定處理中，進(jìn)行圖11所示的換流原點(diǎn)設(shè)定處理。在此，例如將托架21在所述滑輪22a，22b之間的中央附近時作為換流原點(diǎn)設(shè)定位置，在所述換流原點(diǎn)設(shè)定位置設(shè)定換流原點(diǎn)，即所述累積值SR，SL初期值。具體地說，首先，在步驟S601，設(shè)定為了使托架21移動到所述換流原點(diǎn)設(shè)定位置而使用的臨時換流原點(diǎn)。在步驟S601作為臨時換流原點(diǎn)設(shè)定處理，與所述第3實(shí)施方式同樣，進(jìn)行圖9所示的換流原點(diǎn)設(shè)定處理。接著移到步驟S602，向所述換流原點(diǎn)設(shè)定方向啟動無刷電機(jī)1。無刷電機(jī)1啟動，從而托架21移動，當(dāng)檢測出從位置檢測器輸出的脈沖邊緣時，移到步驟S604，進(jìn)行圖10所示的換流計(jì)算處理。于是在步驟S605判別托架21是否到達(dá)換流原點(diǎn)設(shè)定位置，如沒有到達(dá)，返回步驟S603，反復(fù)進(jìn)行步驟S603-S605，直到到達(dá)換流原點(diǎn)設(shè)定位置。
將托架21移動到換流原點(diǎn)設(shè)定位置的方法不限于第三實(shí)施例中執(zhí)行換流控制處理以將托架21送到換流原點(diǎn)設(shè)定位置的方法。替代方案是，可以由主裝置指示一個換流時序和旋轉(zhuǎn)方向以強(qiáng)制切換換流模式從而將托架21移動到換向原點(diǎn)設(shè)定的先前位置。
如此使托架21移動，當(dāng)托架21到達(dá)換流原點(diǎn)設(shè)定位置時，從步驟S605移到步驟S606。另外，通過每檢測出脈沖邊緣時相應(yīng)旋轉(zhuǎn)方向計(jì)算脈沖邊緣，基于該計(jì)算數(shù)推定托架21現(xiàn)在的位置，來判定托架21是否到達(dá)換流原點(diǎn)設(shè)定位置。
在步驟S606，在所定的存儲區(qū)域存儲此時的換流模式，禁止在后述圖12中進(jìn)行的換流模式的切換(以下，稱為換流模式自動切換)。
接著，移到步驟S607，例如所定時間內(nèi)不檢測出來自位置檢測器15的脈沖信號的脈沖邊緣，當(dāng)檢測出在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩均勻平均位置，即引入位置停止時，移到步驟S608，基于在所述步驟S606存儲在所定存儲區(qū)域中的換流模式，將換流模式向順時針旋轉(zhuǎn)方向(在此為托架21向右移動的方向)強(qiáng)制切換1次。
接著，移到步驟S609，當(dāng)檢測出轉(zhuǎn)子在引入位置停止時，移到步驟S610，該引入停止位置在托架21向右方移動時作為換流原點(diǎn)設(shè)定SR為SR＝1。并且，作為累積值SL的初期值設(shè)定SL＝1。
移到步驟S611，這次將換流模式向逆時針旋轉(zhuǎn)方向(在此為托架21向左方移動的方向)強(qiáng)制切換1次，然后，移到步驟S613，進(jìn)行圖12所示的換流計(jì)算處理。圖12的換流計(jì)算處理的詳細(xì)說明如后所述。之后，移到步驟S614，判別轉(zhuǎn)子是否停在引入位置，如沒有停在引入位置，移到步驟S612，判斷是否檢測出脈沖邊緣，當(dāng)檢測出脈沖邊緣時，移到步驟S613，進(jìn)行換流計(jì)算處理，沒檢測出脈沖邊緣時移到步驟S614。
在步驟S614如檢測出轉(zhuǎn)子停止在引入位置，則從步驟S614移到步驟S615，判斷主裝置所通知的無刷電機(jī)1的啟動時的旋轉(zhuǎn)方向是否為順時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)判定啟動方向?yàn)轫槙r針旋轉(zhuǎn)方向時，從步驟S615移到步驟S616，將該引入停止位置作為在托架21向左方移動時的換流原點(diǎn)設(shè)定累積值SL為SL＝0。當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r針旋轉(zhuǎn)方向時，從步驟S615移到步驟S617，將該引入停止位置作為在托架21向左方移動時的換流原點(diǎn)設(shè)定累積值SL為SL＝1。于是，移到步驟S618，進(jìn)行換流的自動切換許可，結(jié)束換流原點(diǎn)設(shè)定處理。
如此結(jié)束換流原點(diǎn)設(shè)定處理，從圖2的步驟S101移到步驟S102，從主裝置輸入啟動指令脈沖，則相應(yīng)旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行啟動處理，隨之輸出脈沖信號檢測出脈沖邊緣，則從步驟S104移到步驟S105，在步驟S611進(jìn)行圖12所示的換流計(jì)算處理。
在該換流計(jì)算處理中，首先在步驟S621從來自位置檢測器15的兩種脈沖信號判斷無刷電機(jī)1是否為順時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)順時針旋轉(zhuǎn)時移到步驟S622，分別向累積值SR和SL加上換流常數(shù)T，之后移到步驟S623。
在該步驟S623中，判斷累積值SL是否為“1”以上，當(dāng)為“1”以上時即移到步驟S624，從SL減“1”后移到步驟S625，當(dāng)不為“1”以上時即移到步驟S625。在步驟S625中，判斷累積值SR是否為“1”以上，當(dāng)SR≥1時即移到步驟S626，作為換流時序，將換流模式切換到順時針方向，移到步驟S627，從SR減“1”后，結(jié)束換流計(jì)算處理返回圖2。在步驟S625當(dāng)累積值SR不在“1”以上時，結(jié)束該換流計(jì)算返回圖2。
在旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r針方向時，從步驟S621移到步驟S631，從累積值SR和SL減去換流常數(shù)T，然后移到步驟S632，判斷累積值SR是否在“0”以下。所以，當(dāng)累積值SR在“0”以下時，移到步驟S633，向累積值SR加“1”，之后移到步驟S634，當(dāng)累積值SR不在“0”以下時，即移到步驟S634。
在步驟S634中，判斷累積值SL是否在“0”以下，當(dāng)SL≤0時即移到步驟S635，作為換流時序進(jìn)行向逆時針方向的換流模式的切換，移到步驟S636，向累積值SL加“1”后，結(jié)束換流計(jì)算處理返回圖2。在步驟S634中，當(dāng)累積值SL不在“0”以下時結(jié)束換流計(jì)算處理返回圖2。
如圖12所示，在圖11的換流原點(diǎn)設(shè)定的步驟S613的處理中，進(jìn)行換流計(jì)算處理的情況下，在圖11的步驟S606的處理中禁止換流模式的自動切換，所以即使在步驟S625中SR≥1時，或在步驟S634中SL≤0時，在步驟S626和步驟S635中也不進(jìn)行換流模式的切換。即，在圖11所示的步驟S101中的換流原點(diǎn)設(shè)定處理中，通過進(jìn)行圖12的換流計(jì)算處理進(jìn)行累積值SR和SL的更新。
如上所述，在所述第4實(shí)施方式中，通過步驟S101的換流原點(diǎn)設(shè)定處理進(jìn)行換流原點(diǎn)的設(shè)定。從設(shè)定右方和左方的換流原點(diǎn)的時刻進(jìn)行累積值SR和SL的更新，輸入來自主裝置的啟動指令脈沖則進(jìn)行向指定旋轉(zhuǎn)方向的啟動處理，并啟動無刷電機(jī)1(步驟S103)，由此檢測出來自位置檢測器15的脈沖信號的脈沖邊緣，則相應(yīng)進(jìn)行累積值SR和SL的更新，并基于該累積值SR和SL進(jìn)行換流模式的切換。
當(dāng)無刷電機(jī)1處于順時針旋轉(zhuǎn)時，每當(dāng)檢測出脈沖邊緣時向右方的累積值SR加上換流常數(shù)T，并基于此生成換流時序，同時每當(dāng)檢測出脈沖邊緣時也向左方的累積值SL加上換流常數(shù)T。反之，當(dāng)無刷電機(jī)1處于逆時針旋轉(zhuǎn)時，每當(dāng)檢測出脈沖邊緣時從右方的累積值SR減去換流常數(shù)T，并基于此生成換流時序，同時每當(dāng)檢測出脈沖邊緣時也從左方的累積值SL減去換流常數(shù)T。
在順時針旋轉(zhuǎn)時，基于將右方的換流原點(diǎn)作為基準(zhǔn)時的累積值SR，累積值SR每當(dāng)在“1”以上時，即進(jìn)行換流模式的切換，逆時針旋轉(zhuǎn)時，基于將左方的換流原點(diǎn)作為基準(zhǔn)時的累積值SL每當(dāng)在“0”以下時，即進(jìn)行換流模式的切換。
在此，如圖8所示，無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過滑輪22a，22b變?yōu)閹?3的直線運(yùn)動，在通過所述帶23驅(qū)動托架21時，因?yàn)闊o刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)力傳達(dá)到托架21之前的路徑，即帶的長度在順時針旋轉(zhuǎn)時和逆時針旋轉(zhuǎn)時不同。所以如切換旋轉(zhuǎn)方向則根據(jù)帶23的伸出量，轉(zhuǎn)子位置與托架21的絕對位置錯開。
然而，在所述第4實(shí)施方式中，因?yàn)閷槙r針旋轉(zhuǎn)時和逆時針旋轉(zhuǎn)時個別設(shè)置換流原點(diǎn)位置，基于順時針旋轉(zhuǎn)時的累積值SR和逆時針旋轉(zhuǎn)時的累積值SL，檢測出換流時序，所以在設(shè)定換流原點(diǎn)的時刻，除去相應(yīng)帶的伸出量的誤差，可避免因無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向不同而引起的換流時序的錯位，可在確切的時序下進(jìn)行換流。
從而，例如由經(jīng)時變化引起托架的運(yùn)動加重時，或帶全體伸長時也可進(jìn)行可靠的換流。
并且，在這種情況下，每當(dāng)累積值SR和累積值SL的最高價位向前提，就從累積值SR和累積值SL減去“1”，所以可避免累積值SR或SL的位數(shù)增加，可節(jié)約演算用的存儲。
進(jìn)而，通過換流原點(diǎn)設(shè)定結(jié)束后的旋轉(zhuǎn)方向，因?yàn)閷⒗鄯e值SL的初期值設(shè)定為不同的值，所以不會發(fā)生根據(jù)驅(qū)動狀況，累積值SR或SL的值總是比“1”大，或不到“0”的、換流不能永久進(jìn)行的情況。
并且，在第4實(shí)施方式中，將10的有效位數(shù)n(10n)乘以換流常數(shù)T，作為整數(shù)值進(jìn)行處理，此時，每當(dāng)最高價位向前提時，也可從10n減去累積值SL或SR值。
在所述第4實(shí)施方式中，將換流原點(diǎn)設(shè)定在帶中央附近，但不限定于此，例如可在帶的兩端等任意位置設(shè)置換流原點(diǎn)。但是帶的伸出量作為帶中心附近的平均伸出量，所以在中央附近設(shè)置換流原點(diǎn)可確實(shí)減小因帶的伸出而導(dǎo)致的誤差的影響。
另外，在所述各實(shí)施方式中，基于來自設(shè)置于打印機(jī)的托架或送紙機(jī)構(gòu)的編碼器等的脈沖信號，對檢測出驅(qū)動送紙機(jī)構(gòu)的電機(jī)的換流時序的情況進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明不限于此。如隨著電機(jī)的驅(qū)動，相應(yīng)該驅(qū)動對象的移動量可得到來自位置檢測器的脈沖信號的一種構(gòu)成，也可適用。
對檢測電位計(jì)等驅(qū)動對象位置的傳感器也可適用，在這種情況下，例如基于電位計(jì)的位置信息驅(qū)動對象移動所定量時，設(shè)置輸出脈沖信號的脈沖生成回路，基于脈沖生成回路輸出的脈沖信號進(jìn)行與上述同樣的控制，如這樣便可獲得與上述同等的作用效果。
在上述各實(shí)施方式中，基于來自位置檢測器15的檢測信號，對進(jìn)行換流控制的情況進(jìn)行了說明。但是基于來自位置檢測器15的檢測信號，不僅可進(jìn)行換流控制，也可同時進(jìn)行速度控制或相位控制。
在上述各實(shí)施方式中，對適用DC無刷電機(jī)的情況進(jìn)行了說明，但并不限于此，也可適用于步進(jìn)電機(jī)等。另外，作為編碼器對線性編碼器和旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行了說明，但也并不限于此，也可適用于光學(xué)式或磁式編碼器。
在上述實(shí)施方式中，對適用于三相無刷電機(jī)的情況進(jìn)行了說明，但并不限于此，也可適用于一相、二相或四相無刷電機(jī)。
在上述第3或第4實(shí)施方式中，對借助滑輪22b傳送無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)力的輸出裝置21的驅(qū)動控制進(jìn)行了說明，但也可如上述第1或第2實(shí)施方式所述，在也適用于驅(qū)動送紙機(jī)構(gòu)的情況，該送紙機(jī)構(gòu)借助齒輪機(jī)構(gòu)等傳送無刷電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)力。
如上所述，通過本發(fā)明第一方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，基于隨著驅(qū)動對象的移動而輸出的來自位置檢測器的脈沖信號，進(jìn)行對電機(jī)的換流控制，所以即使電機(jī)在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域也能確切地檢測出換流時序，進(jìn)行高精確度地?fù)Q流控制。
并且，通過本發(fā)明第二方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，相應(yīng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?qū)碜晕恢脵z測器的脈沖信號的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)算，該計(jì)算值與基于事先檢測出的在一換流區(qū)間所接受的脈沖數(shù)而設(shè)定的換流圖形中的特定的整數(shù)值一致時，進(jìn)行電機(jī)的換流，所以可在確切的換流時序進(jìn)行換流。
通過本發(fā)明第三方面的電機(jī)驅(qū)動裝置，在對每一換流區(qū)間的所述區(qū)間脈沖數(shù)依次進(jìn)行加法計(jì)算時，其和成為整數(shù)值之前的加法計(jì)算次數(shù)的換流時序值構(gòu)成換流圖形，并且換流時序值是基于每次加法計(jì)算時對所述區(qū)間脈沖數(shù)的和的小數(shù)點(diǎn)以后進(jìn)行四舍五入取整數(shù)值而設(shè)定的，所以不累加每次換流時換流時序的錯位，能抑制換流時序的錯位，可進(jìn)行高精確度的換流控制。
通過本發(fā)明第四方面至第九方面的驅(qū)動裝置，每次輸入隨著驅(qū)動對象的移動而輸出的來自位置檢測器的脈沖時，相應(yīng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，對電機(jī)的每一換流區(qū)間的脈沖數(shù)的倒數(shù)的換流常數(shù)進(jìn)行加法或減法計(jì)算，在換流常數(shù)的累計(jì)值的整數(shù)部分變化時，并且累計(jì)值為整數(shù)時，進(jìn)行高精確度的換流控制。
通過本發(fā)明第五至第七方面，在令轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定量時，用進(jìn)行所述旋轉(zhuǎn)時應(yīng)接受的脈沖數(shù)的設(shè)計(jì)值除以所必需的換流次數(shù)，可容易地計(jì)算出換流常數(shù)。并且通過基于測量轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定量時實(shí)際接收的脈沖數(shù)算出的換流常數(shù)，可相應(yīng)實(shí)際電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力傳達(dá)系數(shù)來設(shè)定換流常數(shù)。
通過本發(fā)明第七方面，因?yàn)榛跍y量轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時接收的脈沖數(shù)來算出換流常數(shù)，所以可得到使電機(jī)內(nèi)部部件的尺寸誤差引起的各換流時序的不均勻全部平均化的換流常數(shù)，可防止累積換流時序的誤差。
通過本發(fā)明第八方面，在換流常數(shù)T的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)為n，驅(qū)動對象的移動量為L，位置檢測器的分辨率(驅(qū)動對象的移動量/脈沖數(shù))為B，基于所述脈沖信號而推定的轉(zhuǎn)子的推定位置與實(shí)際位置的差的允許值用電氣角表示為σ，一換流間的電氣角為F時，設(shè)定為滿足(T+(L/B)*(5/10n+1))*F＜σ，所以驅(qū)動對象的移動量或位置檢測器的分辨率等各變數(shù)變化時，可容易地進(jìn)行滿足允許值σ的換流控制。
通過本發(fā)明第九方面，在所述驅(qū)動對象為噴墨式打印機(jī)的噴墨頭時，如換流常數(shù)的小數(shù)點(diǎn)以后的有效位數(shù)n為4至8位，則可使用幾乎所有用紙尺寸的打印機(jī)。
通過本發(fā)明第十方面所述的電機(jī)的驅(qū)動裝置，在換流控制裝置中，在對換流常數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算時，每當(dāng)累積值為“1”以上時，從累積值減“1”，相反，對換流常數(shù)進(jìn)行減法計(jì)算時，每當(dāng)累積值為“0”以下時，向累積值加“1”，所以可避免換流常數(shù)的累積值的位數(shù)增加。
通過本發(fā)明第十一或十二方面所述的電機(jī)的驅(qū)動裝置，在換流控制裝置中，在換流常數(shù)的小數(shù)點(diǎn)以后的位數(shù)為m時，使換流常數(shù)10m倍取整數(shù)值，所以只進(jìn)行整數(shù)值的演算，可使演算簡便化，并且，此時在對換流常數(shù)進(jìn)行加法計(jì)算時，每當(dāng)累積值的高價側(cè)第m+1位變化時，從累積值減去10m，在對換流常數(shù)進(jìn)行減法計(jì)算時，每當(dāng)累積值為“0”以下時，向累積值加10m，所以可避免換流常數(shù)的累積值的位數(shù)增加。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于包括安裝在電機(jī)的驅(qū)動對象上，并隨著電機(jī)的驅(qū)動對象的移動而輸出脈沖信號的位置檢測器；根據(jù)來自該位置檢測器的脈沖信號對所述電機(jī)進(jìn)行換流控制的換流控制裝置；以及從電機(jī)到電機(jī)的驅(qū)動對象傳送動力的動力傳送部。
全文摘要
本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動裝置，它通過根據(jù)無刷DC電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)等的轉(zhuǎn)子的位置，對激磁相進(jìn)行切換而進(jìn)行換流控制，從而對電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。作為本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動裝置，具有隨著電機(jī)的驅(qū)動對象的移動而輸出脈沖信號的位置檢測器；以及根據(jù)來自該位置檢測器的脈沖信號對所述電機(jī)進(jìn)行換流控制的換流控制手段。從而實(shí)現(xiàn)在低速下也能進(jìn)行控制，且能更精確地控制電機(jī)的目的。
文檔編號H02P6/20GK1630180SQ20041008219
公開日2005年6月22日 申請日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月7日
發(fā)明者池上昭彥, 宮崎新一 申請人:精工愛普生株式會社