專利名稱：電動機驅(qū)動器和包含此電動機驅(qū)動器的記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電動機的系統(tǒng)和設(shè)有此電動機驅(qū)動器的記錄儀。
背景技術(shù)：
通常，配置作為一種記錄儀的噴墨打印機以使作為記錄媒介并固定在送紙盤中的紙由送紙器送入，通過安裝在滾輪上的記錄頭把信息記錄在紙上，所述滾輪在主掃描方向往復(fù)運動。通過傳送裝置把紙在輔助掃描方向斷續(xù)地輸送一定量。配置噴墨打印機以使送紙器和傳送裝置由送紙電動機來驅(qū)動，滾輪由滾輪電動機來驅(qū)動，送紙電動機和滾輪電動機由電動機驅(qū)動器來驅(qū)動，例如，所述電動機驅(qū)動器在日本專利出版物No.10-323090A中披露。
安裝于噴墨打印機中的各個送紙電動機和滾輪電動機中，每一個轉(zhuǎn)子的停止相是所謂的兩相激勵位置，在所述兩相激勵位置，轉(zhuǎn)子被A-相和B-相的兩組線圈激發(fā)，每一個電動機的分辨率由磁極數(shù)量決定。即，為了加強每一個電動機的分辨率，要求增加磁極的數(shù)量，然而，這種增加受到機械上的限制。
安裝于噴墨打印機上的電動驅(qū)動器中，一種D/A(數(shù)字至模擬)轉(zhuǎn)換器考慮每一個A-相和B-相而設(shè)置以選擇一個值VREF，所述D/A轉(zhuǎn)換器具有四點分辨率(見圖15)，所述值VREF決定了將被供應(yīng)的每一相的電流比率。在保持電動機的輸出扭矩不變的情況下進行選擇。
具體地，輸出扭矩的大小代表了A-相和B-相的每一個電流值的合成矢量.在電動機受到W1-2相激勵驅(qū)動的情況下，改變A-相和B-相的每一個電流值并輸送以使合成矢量末端的軌跡是如圖16所示的圓。
然而，當基于VREF的一個具體值而選擇電流選擇回路以使其畫出圓時，由于在每一步驅(qū)動中矢量運動軌跡的角的間隔不是固定的，因此破壞了停止角的精度。另一方面，當選擇了電路選擇回路以使矢量運動的角間隔固定時，由于矢量大小不是固定的，同樣地破壞了停止角的精度。
例如，安裝于噴墨打印機中的電動機驅(qū)動器獨立地考慮A-相和B-相在500和1000mA之間變化要供應(yīng)的電流，以使電動機的輸出扭矩固定。即，變化A-相和B-相的每一個電流值并輸送以使合成矢量末端的軌跡是如圖16所示的圓。如前面所說明的，輸出扭矩的大小代表了A-相和B-相的每一個電流值的合成矢量。
由于在兩相激勵位置上施加克服扭矩損失的磁吸力(施加于轉(zhuǎn)子上的載荷)，因此轉(zhuǎn)子在圖17上部點所示的角度上停止。另一方面，由于磁吸力在單相激勵位置比在兩相激勵位置時小，因此轉(zhuǎn)子在圖17下部點所示的角度上停止。明顯地，轉(zhuǎn)子停止的角度如圖17所示分布。在相鄰兩相激勵位置之間的角度是7.5度，至單相激勵位置的角度是3.75度，所述單相激勵位置位于兩相激勵位置的中間。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種電動機驅(qū)動器和包含這種電動機驅(qū)動器的記錄儀，所述電動機驅(qū)動器能夠增加電動機的分辨率，并能夠增加轉(zhuǎn)子停止的角度精度。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種電動機驅(qū)動器，包括第一電流供應(yīng)器，其把第一電流供應(yīng)至電動機的第一相線圈；第二電流供應(yīng)器，其把第二電流供應(yīng)至電動機的第二相線圈；和電流選擇器，其選擇第一電流值和第二電流值，以使至少下述之一保持不變在電動機的每一個微步驅(qū)動步中，由第一電流選擇值和第二電流選擇值所獲得的合成矢量大?。缓拖鄳?yīng)的電動機相鄰微步驅(qū)動步的合成矢量之間的角度間隔。
在這樣的構(gòu)造中，能夠使轉(zhuǎn)子的停止角精確同時增加電動機的步分辨率。
根據(jù)本發(fā)明，也提供一種電動機驅(qū)動器，包括
第一電流供應(yīng)器，其把第一電流供應(yīng)至電動機的第一相線圈；第二電流供應(yīng)器，其把第二電流供應(yīng)至電動機的第二相線圈；和電流選擇器，其執(zhí)行下面的至少一項增加單相激勵的第一電流和第二電流中的一個以改變第一電流或第二電流所獲得的磁平衡；及減小兩相激勵的第一電流和第二電流以改變第一電流和第二電流所獲得的磁平衡。
在這樣的構(gòu)造中，即使當轉(zhuǎn)子位于單相激勵位置，也能夠激勵克服扭矩損失的磁吸力。
此外，能夠平衡在單相激勵位置和二相激勵位置的磁吸力。
根據(jù)本發(fā)明，也提供一種電動機驅(qū)動器，包括第一脈沖供應(yīng)器，其供應(yīng)用于微步驅(qū)動在單相激勵位置的電動機轉(zhuǎn)子的第一脈沖；第二脈沖供應(yīng)器，其供應(yīng)用于微步驅(qū)動在兩相激勵位置的轉(zhuǎn)子的第二脈沖；和驅(qū)動控制器，其控制第一脈沖供應(yīng)器和第二脈沖供應(yīng)器以執(zhí)行下述兩項中的一個在預(yù)定循環(huán)過程中增加要供應(yīng)的第一脈沖的數(shù)量；及在預(yù)定循環(huán)過程中減少要供應(yīng)的第二脈沖的數(shù)量。
在這樣的構(gòu)造中，能夠在第一相激勵位置和第二相激勵位置校正合成矢量的方向。
根據(jù)本發(fā)明，也提供一種電動機驅(qū)動器，包括脈沖供應(yīng)器，其供應(yīng)用于微步驅(qū)動在單相激勵位置的電動機轉(zhuǎn)子的脈沖；和驅(qū)動控制器，其控制脈沖供應(yīng)器以供應(yīng)沿第一方向驅(qū)動電動機的第一數(shù)量脈沖，供應(yīng)沿與第一方向相對的第二方向驅(qū)動電動機的第二數(shù)量脈沖，并再一次供應(yīng)沿第一方向驅(qū)動電動機的第三數(shù)量脈沖。
在這樣的構(gòu)造中，通過阻尼運行校正第一相激勵位置的合成矢量的方向。
根據(jù)本發(fā)明，也提供一種記錄儀，其包括上述的電動機驅(qū)動器以驅(qū)動第一電動機和第二電動機，所述第一電動機移動支架，記錄頭安裝在此支架上，所述第二電動機輸送記錄媒介，記錄頭在此記錄媒介上進行記錄的。
參照附圖詳細說明優(yōu)選實施方案，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將稱為更加明顯的，其中圖1是說明噴墨打印機的整個外部構(gòu)造的前視透視圖；圖2是說明當移走上部外殼時噴墨打印機的整個內(nèi)部構(gòu)造的前視透視圖；圖3是說明噴墨打印機的關(guān)鍵部件的側(cè)剖視圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的電動機驅(qū)動器的方框圖；圖5A至5C是說明電動機的A-相和B-相的電流值的具體實例的表；圖6說明了圖5A至5C所示的A-相和B-相的電流值之間的關(guān)系；圖7說明了圖5A至5C所示的各個情況下轉(zhuǎn)子的停止角；圖8是說明了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的電動機驅(qū)動器的方框圖；圖9說明了圖8的電動機驅(qū)動器中A-相和B-相的電流值之間的關(guān)系；圖10和11說明由圖8中的電動機驅(qū)動器所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)子停止角；圖12是說明在實施根據(jù)本發(fā)明的校正之前和之后，驅(qū)動的64步的扭矩變化曲線；圖13是說明在實施根據(jù)本發(fā)明的校正之前和之后，驅(qū)動的64步的電流比率曲線；圖14是圖13的部分放大圖；圖15說明了與技術(shù)有關(guān)的電動機驅(qū)動器的D/A轉(zhuǎn)換器的置位；圖16說明了相關(guān)技術(shù)的電動機中的A-相和B-相的電流值之間的關(guān)系；圖17說明了相關(guān)技術(shù)的電動機中轉(zhuǎn)子的停止角的精度。
具體實施例方式
下文參照附圖將詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
如圖1所示，噴墨打印機100包括上部外殼101和下部外殼102，所述噴墨打印機是記錄儀的一種。上部外殼101和下部外殼102通過卡裝彼此連接。
在上部外殼101的后側(cè)，制成送紙端口103。在送紙端口103中，連接送紙盤110，要供應(yīng)的紙疊放在所述送紙盤110上。連接送紙盤110以使其對角地向上部后側(cè)突出，并保持紙在傾斜的狀態(tài)下。
在上部外殼101的前側(cè)，制成出紙端口104。在上部外殼101和下部外殼102的前側(cè)，設(shè)有接卡箱120，輸出的紙疊放在所述接卡箱120上。接卡箱120連接至出紙端口104的前側(cè)。當不用接卡箱120時，它收藏在出紙端口104的內(nèi)部(圖1所示的狀態(tài))。當使用接卡箱120時，它從出紙端口104拖出并停在從下部外殼102對角地突出至上部前側(cè)的位置上以在傾斜狀態(tài)下接受紙。接卡箱120設(shè)有固定器121，其支撐輸出紙的后末端。
從上部外殼101的上部分至其前表面制成窗口105。窗口105由透明或半透明可打開的蓋106覆蓋。通過打開蓋106，能夠容易地進行墨筒更換工作和內(nèi)部機構(gòu)的維護工作。而且，按鈕型動力開關(guān)131和操作開關(guān)132、133設(shè)在上部外殼101的左后側(cè)。
如圖2所示，在下部外殼102中，組成打印機控制器的控制板130垂直地放置，組成打印機構(gòu)的記錄部分140、送紙器150和輸送器160如圖3所示安裝。
控制元件和記憶元件(例如CPU、ROM、RAM、ASIC未出示)，其它多種回路元件安裝于控制板130上。在控制板130的上端，發(fā)光二級管133和134突出地放置，當動力開關(guān)131或操作開關(guān)132、133合上時，所述二級管133和134發(fā)光，這樣使用者能夠確認開關(guān)處于開狀態(tài)。
記錄部分140包括支架141、記錄頭142、支架電動機143，定時帶144和抽吸泵145。在由輸送器160輸送的紙上，通過安裝在支架141上的記錄頭142記錄數(shù)據(jù)，所述支架141由支架電動機143和定時帶144控制掃描。從貯藏在支架141中的四種顏色的墨筒，例如，黃、深紅、深藍和黑中，每一種顏色的墨供應(yīng)至記錄頭142，因此能夠進行全顏色打印。
送紙器150包括送紙盤110、送紙導(dǎo)向器111、送紙滾輪151、送卡箱152和分離墊153。疊放在送紙盤110上并由送紙導(dǎo)向器111較直的紙P用分離墊153通過升高送卡箱152而壓靠在送紙滾輪151上，所述送卡箱152用送紙滾輪151來升高，紙P從最上面紙P一張接著一張分離并輸送至輸送器160。
輸送器160包括輸送滾輪161、被驅(qū)動滾輪162、出紙滾輪163、鋸齒滾輪164、送紙電動機165和疊紙器120。從送紙器150供應(yīng)的紙P輸送至記錄部分140同時固定在輸送滾輪161和被驅(qū)動滾輪162之間，送紙電動機165驅(qū)動所述輸送滾輪161，然后，紙P輸送至出紙疊放器120同時固定在出紙滾輪163和鋸齒滾輪164之間，送紙電動機165驅(qū)動出紙滾輪163。
圖4說明了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案驅(qū)動支架電動機143和送紙電動機165的電動機驅(qū)動器180。電動機驅(qū)動器180包括D/A轉(zhuǎn)換器，所述D/A轉(zhuǎn)換器基于從外部設(shè)備輸入的參考電壓VREF3選擇預(yù)定的電流。電動機驅(qū)動器180安裝于控制板130上。
電動機驅(qū)動器180具有這樣的機構(gòu)，其固定角度間隔和合成矢量的大小，所述合成矢量由在電動機的每一微步驅(qū)動時A-相和B-相的電流值獲得。角度間隔可以通過電動機的一個微步驅(qū)動的矢量軌跡(見圖16)上的相鄰點之間的角度來表示。
圖5A說明了僅使在每一微驅(qū)動位置合成矢量的大小保持恒定時所選擇的電流值。圖5B說明了僅使在每一微驅(qū)動位置合成矢量運動的角度間隔保持恒定時所選擇的電流值。圖5C說明了使在每一微驅(qū)動位置合成矢量的大小和角度間隔都保持恒定時所選擇的電流值。圖5C所示的VREF3的值與圖5A和5B是共同的。
如圖6所示，與根據(jù)圖5A或5B選擇值時的情況比較，根據(jù)圖5C選擇值時矢量軌跡成為完整的圓，相應(yīng)圖5B的矢量軌跡比相應(yīng)圖5A的矢量軌跡是更優(yōu)選的。
如圖7所示，與根據(jù)圖5A或5B選擇值時的情況比較，根據(jù)圖5C選擇值時，在兩相位置的轉(zhuǎn)子停止位置變得更精確。相應(yīng)圖5B的停止位置比相應(yīng)圖5A的停止位置更精確。具體地，根據(jù)圖5A、5B和5C選擇值時相對停止位置的誤差分別為30％、15％和7.5％。
根據(jù)上述構(gòu)造，能夠使轉(zhuǎn)子的停止角精確同時增強電動機的步分辨率。構(gòu)造電動機驅(qū)動器180以使合成矢量的大小和角間隔任一個都保持恒定?？梢圆捎秒妱訖C驅(qū)動器180來控制兩極電動機和單極電動機。
圖8說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案，驅(qū)動支架電動機143和送紙電動機165的電動機驅(qū)動器170。構(gòu)造電動機驅(qū)動器170以使每一個電流選擇器171基于每一個外部設(shè)備輸入的參考電壓VREF1或參考電壓VREF2選擇預(yù)定的電流值，并使每一個控制邏輯回路172根據(jù)選擇的電流通過每一個晶體管173輸出信號。電動機驅(qū)動器170還包括熱關(guān)閉回路174，串行/并行轉(zhuǎn)換器175和單觸發(fā)多消隱時間176。電動機驅(qū)動器170安裝于控制板130上。
具有這樣構(gòu)造的電動機驅(qū)動器170通過增加單相激勵的輸入電流而變化磁平衡以使即使轉(zhuǎn)子處于單相激勵位置仍能夠產(chǎn)生克服扭矩損失的磁吸力(施加在轉(zhuǎn)子上的載荷)。具體地，磁平衡通過增加兩相激勵位置(圖9中第一象限45度的位置)和單相激勵位置(圖9中B-相的軸上)之間的B-相的電流值至最大值1.4倍，同時增加兩相激勵位置(圖9中第四象限-45度的位置)和單相激勵位置(圖9中A-相的軸上)之間的A-相的電流值至最大值1.4倍而改變。
因此，如圖10所示，當單相激勵的輸入電流增加至600mA、850mA、1000mA和1200mA時，能夠增強相鄰兩相激勵位置之間單相激勵位置的停止角的精度。具體地，當每一個單相激勵的輸入電流是600mA、850mA、1000mA和1200mA時，每一個停止角分別是2.15度、3度、3.25度和3.3度，相對于參考值3.75度的每一個精度是43％、20％、13％和12％，增加了精度。
如上述，由于克服扭矩損失的磁吸力也能夠在單相激勵位置進行，因此轉(zhuǎn)子停止角能夠是精確的并同時增加電動機的步分辨率?？梢詷?gòu)造電動機驅(qū)動器170以使磁平衡通過降低兩相激勵的輸入電流而變化，使在單相激勵位置的磁吸力和兩相激勵位置的磁吸力平衡。也可以構(gòu)造電動機驅(qū)動器170以使磁平衡通過增加單相激勵的輸入電流同時降低兩相激勵的輸入電流而變化，使在單相激勵位置的磁吸力和兩相位置的磁吸力平衡。可以采用電動機驅(qū)動器170來控制兩極電動機和單極電動機。
可以構(gòu)造電動機驅(qū)動器170以使在單相位激勵置的A-相電流值和B-相電流值的合成矢量的方向通過增加單相激勵的驅(qū)動脈沖數(shù)量而校正。具體地，如圖11所示，當單相激勵的驅(qū)動脈沖數(shù)量從8增加至9時(同時兩相激勵的驅(qū)動脈沖數(shù)量從8降低至7)，相對于參考值(3.75)的停止角精度提高。當單相激勵的驅(qū)動脈沖數(shù)量從8增加至10時，由于精度惡化，因此應(yīng)該正確地選擇增加的脈沖數(shù)量。
由于能夠校正單相激勵位置的合成矢量的方向，因此能夠使轉(zhuǎn)子停止角精確同時增加電動機的步分辨率。
可以構(gòu)造電動機170以使在單相激勵位置的合成矢量的方向通過向前旋轉(zhuǎn)預(yù)定數(shù)量的(例如，2)單相激勵脈沖，反方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定數(shù)量的(例如，3)脈沖，和正常旋轉(zhuǎn)預(yù)定數(shù)量的(例如，2)脈沖的阻尼操作而校正。可以采用電動機驅(qū)動器170來控制兩極電動機和單極電動機。
下面，參照圖12至14，說明用上述實施方案通過控制勵磁相的勵磁電流而控制步角位置微校正的方法。
首先，為了檢查步角是否令人滿意，檢測扭矩的變化，當步角大時，輸出扭矩降低；當步角小時，輸出扭矩增加。即，如圖12所示校正每一微步驅(qū)動位置目標值的偏差。虛線代表進行校正以前的值，實線代表進行校正以后的值。
其次，在A-相的單相激勵情況下的輸出扭矩和在B-相的單相激勵情況下的輸出扭矩平衡。具體地，把A-相和B-相的電流值從虛線所代表的值校正成實線所代表的值，如圖13和14所示。最后，再確認是否每一微步驅(qū)動位置的輸出扭矩本質(zhì)上保持恒定。
雖然在上述多種實施方案中說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限制在上述實施方案中，而是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)也可以應(yīng)用于其它實施方案。例如，雖然把噴墨打印機作為記錄儀的實例來說明，但是本發(fā)明并不是限制于這里，而是能夠應(yīng)用于具有出紙滾輪的其它記錄儀，例如，熱傳遞型打印機和噴墨型或熱傳遞型傳真機或復(fù)印機。
權(quán)利要求
1.一種電動機驅(qū)動器，包括第一電流供應(yīng)器，其把第一電流供應(yīng)至電動機的第一相線圈；第二電流供應(yīng)器，其把第二電流供應(yīng)至電動機的第二相線圈；和電流選擇器，其選擇第一電流值和第二電流值，以使至少下述之一保持不變在電動機的每一個微步驅(qū)動步中，由第一電流選擇值和第二電流選擇值所獲得的合成矢量大小；和相應(yīng)的電動機相鄰微步驅(qū)動步的合成矢量之間的角度間隔。
2.一種電動機驅(qū)動器，包括第一電流供應(yīng)器，其把第一電流供應(yīng)至電動機的第一相線圈；第二電流供應(yīng)器，其把第二電流供應(yīng)至電動機的第二相線圈；和電流選擇器，其執(zhí)行下面的至少一項增加單相激勵的第一電流和第二電流中的一個以改變第一電流或第二電流所獲得的磁平衡；及減小兩相激勵的第一電流和第二電流以改變第一電流和第二電流所獲得的磁平衡。
3.一種電動機驅(qū)動器，包括第一脈沖供應(yīng)器，其供應(yīng)用于微步驅(qū)動在單相激勵位置的電動機轉(zhuǎn)子的第一脈沖；第二脈沖供應(yīng)器，其供應(yīng)用于微步驅(qū)動在兩相激勵位置的轉(zhuǎn)子的第二脈沖；和驅(qū)動控制器，其控制第一脈沖供應(yīng)器和第二脈沖供應(yīng)器以執(zhí)行下述兩項中的至少一個在預(yù)定循環(huán)過程中增加要供應(yīng)的第一脈沖的數(shù)量；及在預(yù)定循環(huán)過程中減少要供應(yīng)的第二脈沖的數(shù)量。
4.一種電動機驅(qū)動器，包括脈沖供應(yīng)器，其供應(yīng)用于微步驅(qū)動在單相激勵位置的電動機轉(zhuǎn)子的脈沖；和驅(qū)動控制器，其控制脈沖供應(yīng)器以供應(yīng)沿第一方向驅(qū)動電動機的第一數(shù)量脈沖，供應(yīng)沿與第一方向相對的第二方向驅(qū)動電動機的第二數(shù)量脈沖，并再一次供應(yīng)沿第一方向驅(qū)動電動機的第三數(shù)量脈沖。
5.一種記錄儀，其包括權(quán)利要求1至4中的任何一個提出的電動機驅(qū)動器以驅(qū)動第一電動機和第二電動機，所述第一電動機移動支架，記錄頭安裝在此支架上，所述第二電動機輸送記錄媒介，記錄頭在此記錄媒介上進行記錄的。
全文摘要
一種電動機驅(qū)動器和包含此電動機驅(qū)動器的記錄儀，在電動機驅(qū)動器中，第一電流供應(yīng)器把第一電流供應(yīng)至電動機的第一相線圈。第二電流供應(yīng)器把第二電流供應(yīng)至電動機的第二相線圈。電流選擇器選擇第一電流值和第二電流值，以使在電動機的每一個微步驅(qū)動步中的第一電流選擇值和第二電流的選擇值所獲得的合成矢量的大小和相應(yīng)的電動機相鄰微步驅(qū)動步的合成矢量之間的角度間隔至少其一保持恒定。
文檔編號B41J19/20GK1463074SQ03121670
公開日2003年12月24日 申請日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月14日
發(fā)明者吉久靖彥, 橫山孝一郎, 遠藤恒延 申請人:精工愛普生株式會社