专利名称：电机驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机的驱动装置，它通过根据无刷DC电机或步进电机等的转子的位置，对激磁相进行切换而进行换流控制，从而对电机旋转驱动，特别涉及利用位置检测器对电机的驱动对象进行位置检测从而对电机进行换流控制的电机驱动装置。
背景技术：
作为象无刷DC电机或步进电机那样在转子中使用永久磁铁，检测电机的转子位置的技术，一直以来，利用产生在定子绕组的开相(无通电相)中的反电动势电压。即检测出从激磁线圈得到的反电动势电压，将检测出的反电动势电压求出与中性点电压相交叉的过零点，检测出转子的位置。此时的换流控制例如通过从所述过零点将相位移位30度的点上进行换流动作而实现的。
因此，当电机停止时无法得到来自激磁线圈的反电动势电压，不能进行无传感器驱动，因此在从电机停止状态到进行旋转驱动的启动时，进行强制换流从而强制驱动转子，由此从激磁线圈得到所定值以上的反电动势电压之后，换到无传感器驱动。
对于所述电机的无传感器控制，已知的方法有通过在电机中设置霍耳元件来检测转子的位置，从而驱动电机。
但是，因为在基于反电动势电压进行无传感器控制的情况下，无法进行所述的低速控制，在反复进行停止、启动的驱动控制时效果不佳。而且，通过使用霍耳元件的控制方法，虽然也可进行低速控制，但因转子磁极的磁极分布幅度的不均匀、霍耳元件的设置位置不均匀等作为换流时序的误差影响控制的精确度，反电动势电压在可检测的速度范围内的动作，基于反电动势电压的无传感器控制因不含所述误差而呈现稳定的状态，希望有一种驱动方法，在低速下也能进行控制，且能更精确地控制电机。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种即使在低速下也能确实进行控制，且可对电机进行高精确度的驱动控制的电机驱动装置。
本发明第一方面的电机驱动装置，具有随着电机的驱动对象的移动而输出脉冲信号的位置检测器；以及根据来自该位置检测器的脉冲信号对所述电机进行换流控制的换流控制手段。
在本发明第一方面中，例如从设置在电机的驱动对象中的位置检测器等随着驱动对象的移动的而输出脉冲信号，基于该脉冲信号进行电机的换流控制。因为驱动对象被电机所驱动，驱动对象的移动量与电机的旋转量成比例，可从驱动对象的移动状况检测出电机的旋转状况，即可检测出转子的位置。由此，通过基于来自位置检测器的检测信号进行电机的换流控制，即使电机在低旋转区域也可确实地检测出换流时序。
本发明第二方面的电机驱动装置，具有随着电机的驱动对象的移动而输出脉冲信号并且在所述电机的每一换流区间至少可输出1个以上脉冲的位置检测器；以所述电机的转子位于初始位置时的状态为基准，基于所述电机的旋转方向将来自所述位置检测器的脉冲进行加法或减法运算的计数手段；对规定换流时序的换流图形进行存储的存储手段，所述换流时序是根据所述电机的每一换流区间的脉冲数而设定的；以及当所述计算手段的计算值与所述换流图形存储手段所存储的换流图形相一致时，进行所述电机的换流的换流控制手段。
在本发明第二方面中，通过电机的旋转而令驱动对象移动，例如来自设置在该驱动对象中的位置检测器的脉冲信号的脉冲相应电机的旋转方向进行计算，当该计算值以电机的转子与换流时序相应的位置为基准，计算值与换流图形存储手段中所存储的换流图形一致时进行电机的换流，因为所述换流图形是基于预先检测的每一换流区间所接收的脉冲信号数而设定的，所以通过当所述计算值与换流图形一致时进行换流，可在确切的换流时序中进行换流。
本发明第三方面的电机驱动装置，其中，所述换流图形将每一换流区间的区间脉冲数进行加法计算直到所述区间脉冲数的和为整数，将每次加法计算所得到的区间脉冲数的和从小数点以后进行四舍五入取整数值，将该整数值按上升顺序排列，根据该值串所设定的换流时序值串构成所述换流图形；所述换流控制手段是将所述换流时序值按所述换流图形中的换流时序值的排列顺序反复进行切换，每当所述换流时序值与所述计算值一致时即进行换流。
在本发明第三方面中，在将每一换流区间的区间脉冲数按顺序进行加法计算时，换流图形由所述和为整数值之前的加法计算次数的数值串构成。因为所述区间脉冲数为每一换流区间的脉冲数，故每当计算值与区间脉冲数一致时进行换流较好，如在区间脉冲数不是整数时，则基于区间脉冲数的换流时序与基于计算值的实际换流时序错位。
在此，当多次对区间脉冲数进行加法计算得到整数值时，因为得到整数值时基于区间脉冲数而确定的换流时序与相应转子的位置而确定的真的换流时序相一致，所以在该时刻不发生错位。从而，当对该区间脉冲数进行加法计算时以得到整数值的次数为一个循环，在该一个循环内，将基于区间脉冲数的各换流时序中的区间脉冲数的和从小数点以后四舍五入用整数值表示，例如将所述四舍五入的近似值作为换流时序值，将按上升顺序排列的数值串或近似的整数值之间的差作为换流时序值，将按加法计算次数的上升顺序排列的数值串作为换流图形。于是，按换流图形的排列顺序对换流时序依次进行切换，如每当各换流时序值与计算值相一致时进行换流，则基于区间脉冲数的换流时序与基于计算值的换流时序之间的错位，在进行一循环换流的时刻，即基于构成换流图形的各换流时序值进行一次换流的时刻为零。由此，在每次进行换流时不累计误差。
本发明第四方面的电机驱动装置，具有随着电机驱动对象的移动而输出脉冲信号并且在所述电机的每一换流区间至少可输出1个以上脉冲的位置检测器；将预先检测出的所述电机每一换流区间的、来自所述位置检测器的区间脉冲数的倒数作为换流常数进行存储的换流常数存储手段；以及以所述电机的转子位于初始位置时的状态为基准，每次从所述位置检测器接收脉冲信号时，将所述换流常数存储手段所存储的换流常数基于电机的旋转方向进行加法或减法计算，当该换流常数的累积值为整数时或所述累积值的整数部分变化时或所述累积值的符号变化时，对所述电机进行换流的换流控制手段。
本发明第五方面的电机驱动装置，其中所述换流常数为用使所述转子旋转一定量时应接收的脉冲数的设计值除以使所述转子旋转所述量时必需的换流次数所得到的值。
本发明第六方面的电机驱动装置，其中所述换流常数为用使所述转子旋转一定量时接收的脉冲数的测量值除以使所述转子旋转所述量时必须的换流次数所得到的值。
本发明第七方面的电机驱动装置，其中所述换流常数为用使所述转子旋转一次时接收的脉冲数的测量值除以使所述转子旋转一次时必须的换流次数所得到的值。
本发明第八方面的电机驱动装置，当所述换流常数为T，其小数点以后的有效位数为n，所述驱动对象的移动量为L，所述位置检测器的分辨率(驱动对象的移动量/脉冲数)为B，根据所述脉冲信号而推测的所述转子的推测位置与转子实际位置之间的偏差允许值以电角度表示为σ，一次换流的电角度为F时，下述关系成立(T+(L/B)*(5/10n+1))*F＜σ)。
本发明第九方面的电机驱动装置，其中所述驱动对象为喷墨打印机的喷墨头，所述换流常数的小数点以后的有效位数为4至8位。
在本发明第四至第九方面中，通过旋转电机而使驱动对象移动，随着该移动从位置检测器输出脉冲信号，以电机的转子相应换流时序位置而位于初始位置时为基准，相应每次输入脉冲时的电机旋转方向，对换流常数在顺时针旋转时进行加法计算、逆时针旋转时进行减法计算。
在此，换流常数为电机的每一换流区间的、来自位置检测器的脉冲数的倒数，为小数点以后的值。从而，当换流常数的累积值的整数部分变化时，或累积值为含有零的整数值时，或累积值的符号发生变化时，即正值变为负值时或相反时，形成换流时序，在该换流时序中进行换流可在确切的时序中进行换流。
并且，所述换流常数可用使所述转子旋转一定量时应接收的脉冲数的设计值除以使所述转子旋转所述量时必需的换流次数所得到的值 简单地计算出来。在使转子旋转一定量时测量实际接收的脉冲数，如基于此算出换流常数，可相应电机的驱动力的实际传输特性设定换流常数。特别是如测量转子旋转一周时接收的脉冲数，基于此算出换流常数，则由电机内部零件尺寸误差所产生的各换流时序的参差不齐，可得到全部均匀化的换流常数，能防止换流时序误差的累积。
另外，换流常数T在其小数点以后的有效位数为n，驱动对象的移动量为L，位置检测器的分辨率(驱动对象的移动量/脉冲数)为B，根据所述脉冲信号而推测的所述转子的推测位置与转子实际位置之间的偏差允许值以电角度表示为σ，一次换流的电角度为F时，设定为满足下述关系(T+(L/B)*(5/10n+1))*F＜σ)。因此，即使驱动对象的移动量或位置检测器的分辨率等各变数发生变化时，也可进行满足允许值σ的换流控制。
特别是当所述驱动对象为喷墨打印机的喷墨头时，换流常数的小数点以后的有效位数设定为4至8位，则可适用于几乎所有用纸尺寸的打印机。
本发明第十方面的电机驱动装置，其中在根据本发明第四至第九方面之一所述的电机驱动装置中所述换流控制手段在对所述换流常数进行加法计算时，每当所述换流常数的累积值为1或1以上时，从所述累积值减1，在对所述换流常数进行减法计算时，当所述累积值为0或0以下时，向所述累积值加1。
本发明第十一方面的电机驱动装置，其中所述换流控制手段在所述换流常数的小数点以后的位数为m时，将所述换流常数乘以10m作为位数m的换流值，当所述换流常数的累积值的高阶侧第m+1位发生变化时或所述累积值为零时或所述累积值的符号变化时，进行换流。
本发明第十二方面的电机驱动装置，其中所述换流控制手段对于所述换流常数的累积值，每当其高阶侧第m+1位发生变化时，即从所述累积值减去10m，并且当所述累积值为0或0以下时，向所述累积值加10m。
在本发明第十方面中，所述换流控制手段在对换流常数进行加法计算时，每当累积值为1以上时从换流常数减1，反之在对换流常数进行加法计算时，每当累积值在0以下时向累积值加1，因此可避免换流常数的累积值的位数增加。
在本发明第十一方面中，所述换流控制手段在换流常数的小数点以后的位数为m时，将所述换流常数乘以10m作为整数值，因此可简化为只有整数值的计算。
并且，此时也可每当换流常数的高阶侧第m+1位发生变化时，从所述累积值减去10m，相反每当所述累积值为0以下时，向所述累积值加10m，由此可避免换流常数的累积值的位数增加。
下面参照
本发明的实施方式。
图1为适用于本发明的无刷电机的驱动装置的大致结构图。
图2为显示换流控制处理的处理顺序的流程图。
图3为显示第1实施例中换流零点设定处理的处理顺序的流程图。
图4为显示图2的换流处理中的启动处理的处理顺序流程图。
图5为显示第1实施例中的换流计算处理的处理顺序的流程图。
图6为显示第2实施例中的换流零点设定处理的处理顺序的流程图。
图7为显示第2实施例中的换流计算处理的处理顺序的流程图。
图8为驱动作为驱动对象的托架时的大致结构图。
图9为显示第3实施例的换流零点设定处理的处理顺序的流程图。
图10为第3实施例中的换流计算处理的处理顺序的流程图。
图11为第4实施例中的换流零点设定处理的处理顺序的流程图。
图12为第4实施例中的换流计算处理的处理顺序的流程图。
具体实施例方式
具体而言，无刷电机1为U相、V相、W相三个定子绕组星形互连的三相无刷电机，驱动装置10具有换流器11，该换流器11的各输出端子与无刷电机1的U相-W相的各端子相连。换流器11例如具备电源一侧的晶体管及接地一侧的晶体管相连接的组与U相-W相相对应的三组众所周知的结构，换流器11中含有的总共6个晶体管的开、关由换流控制回路12所供给的换流信号所控制，由此无刷电机1的各相按顺序地被激磁从而被旋转驱动。
所述无刷电机1的旋转轴借助未图示的例如齿轮机构与打印机的送纸机构相连，通过对无刷电机1进行驱动控制，无刷电机1的旋转力借助齿轮机构被传送到构成所述送纸机构的送纸用旋转轴，从而进行送纸控制。在所述送纸用旋转轴上设有用于检测旋转轴的旋转角度的例如旋转编码器等位置检测器15。
该位置检测器15输出相位不同的A相和B相两种脉冲信号，从所述两种信号的相位关系可检测出旋转方向。另外，该位置检测器15具有可在无刷电机1的一换流区间产生多个脉冲的分辨率。
所述换流控制回路12由例如微型计算机、用于存储后述的换流脉冲数串P等的ROM等存储装置构成，输入来自所述位置检测器15的两种脉冲信号。换流控制回路12基于来自所述位置检测器15的两种脉冲信号检测出无刷电机1的旋转方向，同时检测出脉冲信号的边缘(以下称为脉冲边缘)，基于该脉冲边缘、相应旋转方向计算脉冲数，在所述无刷电机1顺时针旋转，通过送纸机构向送纸方向驱动时，对脉冲进行加法计算，相反当无刷电机向逆时针方向旋转时，对脉冲进行减法计算，基于该脉冲的计数和置于所定存储区域的所述换流脉冲数串P，确定所述无刷电机1的换流时序。
并且，所述换流控制回路12在换流器11的未图示的各晶体管中，具有对应处于开启状态的晶体管的组合进行数值化管理的所谓换流模式的变数，将与该换流模式一对一相对应的换流信号输出到换流器11中。该换流信号由个别控制换流器11中的各晶体管的开、关的信号串构成，应使无刷电机1向来自未图示的主装置的指令信号所指示的旋转方向旋转，使换流模式与所述换流时序同步、切换到适当的值。通过向换流器11输出相应于该换流模式的换流信号，可适当地进行无刷电机1的定子绕组U相-W相的激磁切换，可实现无刷电机1的旋转。并且，换流控制回路12与众所周知的无刷电机中的驱动控制处理一样，基于来自位置检测器15的脉冲信号实时测量送纸用旋转轴的旋转速度或旋转角度，将例如PWM信号等控制信号与所述换流信号重叠，从而对送纸用旋转轴的旋转速度或旋转角度进行控制。
所述换流脉冲数串P按下述方式设定。即，例如检测出换流器11的各相的反电动势电压的中间电压，根据在从此中间电压错开30度的位置，用作为换流时序等众所周知的方法使无刷电机1驱动，例如在多个换流区间计算来自位置检测器15的脉冲数，通过用换流区间数除以该脉冲数，算出一换流区间的、来自位置检测器15的脉冲数，即区间脉冲数M。
在此，在5换流区间的脉冲数为102时，区间脉冲数M用分数(此时为102/5＝20.4)表示。在这种情况下，因为区间脉冲数M为20.4，如表1的换流位置实值所示，真的换流时序为无刷电机1的转子从位于换流时序的初始状态的脉冲数到20.4、40.8、61.2、81.6、......、的时刻。
但是，因为脉冲信号的积累值为整数，所以将累积值与真的换流时序即换流位置实值之间的误差最小的整数值设定为从小数点以后四舍五入求出的表示换流时序的延迟信号数，将各换流时序中的延迟信号数的差设定为换流间信号数。总之，在第1次换流时序中，换流位置实值为脉冲信号的累积值达到“20.4”的时刻，距此最近的整数值为“20”所以延迟信号数设定为“20”，此时，换流位置实值与延迟信号数之间的误差为“-0.4”。同样，因为在第2次的换流时序中换流位置实值为脉冲信号的累积值达到“40.8”的时刻，所以延迟信号数设定在“41”，其误差为“+0.2”，第1次和第2次的换流间信号数为“21”。第3次和第4次的换流时序同样设定。在第5次换流时序的情况下，因为换流位置实值是“102”为整数，将其作为延迟信号数而设定，换流间信号数为“20”，在第5次的换流时序中延迟信号数与换流位置实值之间的误差为“±0”。
接下来，在第6次换流时序中，因换流位置实际值为“122.4”，延迟信号为“122”，换流间信号数为“20”，其误差为“-0.4”，所数换流间信号数及其误差与所述第1次同样。之后，与所述第2次以后同样，换流间信号数反复“21、20、21、20”。从而，将从第1次换流时序到换流位置实值与延迟信号数之间的误差为零的第5次换流时序的换流间信号数构成的数串“20、21、20、21”设定为换流脉冲数串P。将其存储在所定的存储区域内。例如由所述驱动装置10、无刷电机1和作为无刷电机1的驱动对象而设在送纸机构中的位置检测器15组成的系统在出厂时预先设定换流脉冲数串P，将其存储在所定的存储区域内。
下面，参照换流控制回路12的处理顺序的流程图说明所述第1
在换流控制回路12中，启动后即如图2所示开始换流控制处理，首先，在步骤S101进行设定换流零点的处理，设定用于检测换流时序的、作为基准的换流零点。具体地说，如图3所示，先在步骤S201进行初步处理，与公知的处理一样，引入初期激磁，使无刷电机1的转子旋转。
然后，如果基于在预定时间内是否没有检测出脉冲边缘，检测出转子停止在引入位置则移到步骤S202。在该步骤基于来自主装置的、指示无刷电机1启动时的旋转方向的指示信号，判别无刷电机1的启动方向。当旋转指示方向为顺时针方向，移到步骤S203，将计数C设定为C＝0，同时，将用于特别确定nMAX个换流信号数Pn的变数n设定为n＝1，换流信号数Pn由预先设定的置于所定的存储区域内的所述换流脉冲数串P构成。相反，在来自主装置的旋转指示方向为逆时针方向时，从步骤S202移到步骤S204，将计数C设定为C＝PnMAX，将用于特别设定所述换流间信号数Pn的变数n设定为n＝nMAX。由此结束换流零点设定处理。另外，所述PnMAX表示换流脉冲数串P的末尾的换流间信号数，即n为nMAX时的换流间信号数。
如此结束图2的步骤S101中的换流零点设定处理，输入来自主装置的、指示无刷电机1启动的启动指令，则从步骤S101移到步骤S102，实行图4的启动处理。
在该启动处理中，首先，在步骤S301中判定主装置所指示的旋转方向，为顺时针方向时移到步骤S302，进行与应该向顺时针方向启动的换流模式切换一次相等的顺时针旋转时的启动处理。当旋转指示方向为逆时针方向时，从步骤S301移到步骤S303，进行与应该向逆时针方向启动的换流模式切换一次相等的逆时针旋转时的启动处理。由此结束启动处理。
与切换的换流模式相对应的激磁相借助换流器11被激磁，此时，通过所述旋转速度控制等控制换流信号，无刷电机1一旋转，则该旋转力借助未图示的齿轮机构传送到送纸机构，送纸机构被驱动从而进行送纸。
如随着送纸机构的驱动从位置检测器15输出脉冲信号，则在换流控制回路12中进行脉冲信号的脉冲边缘检测，在图2的步骤S104，当检测出脉冲边缘时移到步骤S105进行换流计算处理，之后移到步骤S106。如在步骤S104没有检测出脉冲边缘则移到步骤S106。
在所述步骤S105的换流计算处理按照图5所示的处理顺序进行。
首先，在步骤S211，根据来自位置检测器15的两种脉冲信号判别无刷电机1是顺时针旋转还是逆时针旋转。当判定无刷电机1是顺时针旋转时移到步骤S212，计数C只增加“1”，然后，移到步骤S213，参照预先存放于所定存储区域的换流脉冲数串P，判别其第n次换流间信号数Pn是否与计数C一致。
例如，当n＝1时，因为换流间信号数P1从所述表1变为“20”，故结束换流计算处理，返回图2。之后，当无刷电机1向顺时针方向旋转时，每次检测出脉冲边缘即从步骤S211经步骤S212移到步骤S213，计数每次增加“1”。当计数C达到换流间信号数P1＝20时，从步骤S213移到步骤S214，向顺时针方向切换换流模式。由此切换励磁相，无刷电机1继续旋转。
接着移到步骤S215，当变数n与表示构成换流脉冲数串P的换流间信号数的数nMAX相等时，移到步骤S216，当变数n回复到n＝1后，移到步骤S218，当变数n不是n＝nMAX时移到步骤S217，变数n只增加“1”，之后移到步骤S218，。在步骤S218计数C回复到C＝0后结束换流计算处理，回到图2。
如此，在无刷电机1进行顺时针旋转期间，每检测出脉冲信号的边缘即向计数加“1”，每当计数C与换流间信号数Pn，即P1(＝20)，P2(＝21)，P3(＝20)，P4(＝21)，P5(＝20)一致时，进行换流模式的切换。于是，换流脉冲数串P的最后的换流间信号数P5之后再回到p1，通过如此反复操作，从换流间信号数Pn的排列顺序的开始按顺序切换Pn的值。在计数C为该换流间信号数Pn时进行换流模式的切换。
例如为了对送纸机构进行调整，顺时针旋转的无刷电机1从该状态停止后，从主装置输入使无刷电机1逆时针旋转的启动指令脉冲，则在无刷电机1停止的状态下，由于没有检测出脉冲边缘，故重复步骤S102，S104，S106的处理，保持不进行换流计算处理的状态，等待来自主装置的指令信号。如从主装置输入启动指令，则从步骤S102移到步骤S103，进行图4所示的启动处理。在这种情况下，因为旋转指示方向为逆时针方向，所以从步骤S301移到步骤S303，切换换向模式一次以使无刷电机1向逆时针方向旋转。
如此使无刷电机1逆时针旋转，如检测出脉冲边缘则从步骤S104移到步骤S105，进行图5的换流计算处理。因为无刷电机1是逆时针旋转，故从步骤S211移到步骤S221，计数只衰减“1”。
接下来，移到步骤S222，判别计数C是否为C＝0，如不是C＝0则结束换流计算处理回到图2。当C＝0时移到步骤S223，将作为换流时序的换流模式切换至反方向。然后，移到步骤S224，当变数n为n＝0时移到步骤S225，设定n＝nMAX后移到步骤S227。当变数n不是n＝0时移到步骤S226，n只衰减“1”之后移到步骤S227。在步骤S227设定计数C为C＝Pn后，结束换流计算处理回到图2。
这样，在无刷电机1逆旋转期间，每检测出脉冲边缘即向计数增加“1”，在计数C达到C＝0时进行换流模式的切换，变数n每次衰减“1”，将计数C设定为C＝Pn。与顺时针旋转时相反，按换流间信号数Pn的排列顺序从后面开始切换Pn的值。
于是，当从主装置通知结束对无刷电机1的驱动，即图2的换流控制处理停止时，在步骤S106将其检测出并结束处理。
在此，因为一换流区间的脉冲数即区间脉冲数M为“20.4”，所以每当计数C达到“20”时开始换流的情况下，真的换流时序为计数C在“20.4”时的位置。每一次的换流的时序都快“0.4”，所以将每次换流早的时序相加就会与真的换流时序相差很大，慢慢地换流时序提早，不久就会发生误操作。相反，在每当计数C达到“21”时开始换流的情况下，每一次的换流时序都慢“0.2”，将每次慢的值相加误差会很大，慢慢地换流时序就晚了，就会引起误操作。
但是，如上述表1所示，在每个换流时序对区间脉冲数M进行加法计算时，将其累积值变为整数值的期间作为1次循环，在该期间的各换流时序中，为了与真的换流时序的区间脉冲数M的累积值的误差为最小，设定换流间信号数。所以经过1次循环时的真的换流时序位置与实际的换流时序之间的误差一定为零。进而，为了在1次循环内的各换流时序与真的换流时序位置之间的误差最小，设定1次循环内的换流间信号数。所以每次换流时不对误差进行加法计算，误差经常为脉冲计数的一半以下。可将误差控制在最小。
此时，利用位置检测器15的检测信号进行换流控制的同时，进行送纸速度控制或送纸量控制等，所以没有必要专门设置换流控制用的位置检测器，可减少驱动装置10的结构部件。
因为基于来自位置检测器15的脉冲信号检测出换流时序，所以如从位置检测器输出脉冲信号可进行换流控制。由此，在如现有技术的那样基于反电动势电力电压进行换流控制时，如无刷电机1的旋转速度不在一定程度以上则无法检测出反电动势电力电压，无法进行换流控制，而在本发明中基于来自位置检测器15的脉冲信号进行换流控制，与电机的旋转速度无关，即使在低速下也可进行换流控制。
即使一旦无刷电机1处于停止状态，因为基于脉冲信号进行换流时序的检测，所以如存储了脉冲数，在无刷电机1再次开始旋转时，可从脉冲数直接确定通电相位。进而，因即使在低速下也能检测出换流时序，与停止或旋转开始时无关，可通过确切的时序进行换流控制。
另外，在所述第1实施方案中，虽对5换流区间的脉冲数为“102”，区间脉冲数M为“20.4”的情况进行了说明但不限于此。例如，一换流区间的脉冲数(区间脉冲数)511/25＝20.44时，同样如表1那样设定换流间信号数，真的换流时序与延迟信号数的误差第25次换流时为零，所以每25次换流误差变为零，换流脉冲数串P由25个换流间信号数构成。即如果是可用分数表示的区间脉冲数M，如进行与不可约分数的分母的值相同次数的换流，则真的换流时序与延迟信号数的误差为零，所以本发明可适用于能用分数表示的区间脉冲数M。
在所述第一实施方案中，针对延迟信号数之差由换流间信号数构成的情况对换流脉冲数序列P作了叙述，但并不限于此，也可由延迟信号数构成换流脉冲数序列P。在这种情况下，每当计数C与各延迟信号数一致时进行换流，当计数C增加时，在延迟信号数为最大值时将计数C更新设定为零，反之当计数减少时，当计数C为零时将计数C更新设定为延迟信号数的最大值。
在此。图2的步骤S105处理对应计算手段，所述换流控制回路12的未图示的存储装置对应换流图形存储手段，图5的换流计算处理对应换流控制手段。
接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。
在所述第1实施方式中，对用分数表示区间脉冲数M的情况进行了说明，在第2实施方式中，对用整数表示区间脉冲数M的情况进行说明。
另外，无刷电机1的驱动装置10的全部结构与所述第1实施方式相同，在换流控制处理中，因为除了步骤S101的换流原点设定处理以及步骤S105的换流计算处理的内容不同以外均相同，所以省略了图示及重复的说明，与所述第1实施方式相同的部分用同一符号表示，省略了重复的说明。
在所述第2实施方式中，与第1实施方式同样算出的、一换流区间的脉冲数、即区间脉冲数M为整数。从而，该区间脉冲数M存储在所定的存储区域中，当脉冲数为区间脉冲数M时作为换流时序进行换流。
在换流控制回路12中，一启动即开始图2所示的换流控制处理，在步骤S101进行换流原点设定处理，在所述第2实施方式中进行图6所示的换流原点设定处理。即，首先在步骤S401进行初期处理，进行众所周知的引入初期激磁，使无刷电机1的转子旋转。
例如，基于在所定时间是否检测出脉冲边缘，如检测出转子停止在引入位置则移到步骤S402，基于来自主装置的、指示无刷电机1在启动时的旋转方向的指示信号来判别无刷电机1的旋转方向，在旋转指示方向为顺时针旋转方向时，移到步骤S403，将计数C设定为C＝0，反之，在旋转指示方向为逆时针方向时，从步骤S402移到步骤S404，读出事先存储在所定区域内的区间脉冲数M，将计数C设定为C＝M。从而结束换流原点设定处理。
如此在图2的步骤S101结束换流原点设定处理后，从主装置输入指示无刷电机1的启动的启动指令脉冲，从步骤S102移到步骤S103，实施图4的启动处理，与第1实施方式相同，相应于来自主装置的旋转指示方向通过换流模式切换一次而进行启动处理。
于是，无刷电机1旋转，随着送纸机构的驱动输出来自位置检测器15的脉冲信号，在换流控制回路12进行脉冲信号的脉冲边缘检测，在检测出脉冲边缘时从步骤S104移到步骤S105，如图7所示进行换流计算处理。
即，在步骤S411从来自位置检测器15的两种脉冲信号判别无刷电机1是顺时针旋转还是逆时针旋转，在判定无刷电机1例如是顺时针旋转时移到步骤S412，只向计数C增加“1”，然后移到步骤S413，判别计数C是否与区间脉冲数M一致，不一致时结束换流计算处理返回图2。这样，在无刷电机1在顺时针旋转期间，反复进行步骤S411，步骤S412，步骤S413的处理，每当检测出脉冲边缘时即向计数C增加“1”。在步骤S413如计数C与区间脉冲数M一致，则移到步骤S414，作为换流时序向顺时针方向切换换流模式。之后，移到步骤S415，将计数C设定为C＝0，结束换流计算处理。
为了从使无刷电机1从该状态逆时针旋转，在无刷电机1停止后，从主装置输入令无刷电机1向逆时针方向启动的启动指令，在图2的步骤S102将其检测出，移到步骤S103，在如图4所示的启动处理中进行向逆时针方向的启动处理。于是无刷电机1逆时针旋转，如在步骤S105检测出来自位置检测器15的脉冲信号的脉冲边缘，则从步骤S104移到步骤S105，进行如图7所示的换流计算处理，因为无刷电机1逆时针旋转，所以从步骤S411移到步骤S421，只向计数C增加“1”。
然后，移到步骤S422，判别计数C是否为C＝0，如不是C＝0结束换六计算处理返回图2。在计数C为C＝0时从步骤S422移到步骤S423，作为换流时序将换流模式向逆时针旋转方向切换，在步骤S424将计数C设定为C＝M，结束换流计数处理。
以后，与上述同样，每当检测出脉冲边缘时向计数C增加“1”，在计数C为零时进行换流模式的切换。
这样，每当预先检测出的一换流区间的脉冲数即区间脉冲数M与计数C一致时，即每当在一换流区间接收应接收的脉冲数时进行换流。所以可在确切的时序进行换流。同时，没有必要专门设置用于换流控制的位置检测器15，可获得与上述第1实施方式相同的作用。
另外，在上述第1及第2实施方式中，对无刷电机1顺时针旋转及逆时针旋转的情况进行了说明，但是在将无刷电机1只限定在送纸方向而驱动的情况下当然也适用。
下面，对本发明的第3实施方式进行说明。
在第3实施方式中，通过无刷电机1，驱动喷墨打印机的喷墨头固定于其中的托架21。如图8所示，在跨在两个滑轮22a，22b之间的带23上安装有托架21，通过将无刷电机1的旋转力传送给一边的滑轮22b而使带23移动，从而使托架21移动。
基于设置在该托架21上的、来自用于检测输送位置的线性编码器等位置检测器15的脉冲信号，进行换流控制。
另外，作为无刷电机1的驱动装置10的整体结构与所述第1实施方式相同，省略图示及重复的说明，同时与所述第1实施方式相同的部分用相同符号表示并省略重复的说明。
在第3实施方式中，将一换流区间的脉冲数即区间脉冲数M的倒数1/M设定为作为换流常数T，每当从位置检测器15接收脉冲时，相应无刷电机1的旋转方向对换流常数T进行加法或减法计算，基于其累积值S检测换流时序。
因为在对换流常数T加上区间脉冲数M的次数时为一换流区间，所以每当接收脉冲信号时对换流常数T进行加法计算，当累积值S为“1”以上时，即经过一换流区间时，作为换流时序。另外，所述换流常数T的设定按下述方法进行。
首先例如在相当于引入初期激磁后，使无刷电机1旋转，通过无刷电机1旋转一周期间计量的来自位置检测器15的脉冲数，检测出无刷电机1的转子转一周时的来自位置检测器15的脉冲数，用旋转一周时转子所需要的旋转次数除以检测的脉冲数，算出一旋转区间的脉冲数M，将其倒数1/M作为换流常数T。此时换流常数T的小数点以后的有效位数设定为满足下式(1)。
n＞log[(5·L)/(B·(1-T-asin(X)/F))]-1式中n为换流常数T的小数点以后的有效位数，L为设在托架21上的喷墨头的移动量，B为位置检测器15的分辨率[头移动量/脉冲数]，T为换流常数，X为无刷电机1的最高转矩定义为“1”时的转矩脉动的谷值，它是基于规定允许范围的电气角而设定的值，F为一换流区间值。
所述(1)式是如下导出的。
基于换流常数T而确定的转子的位置与实际的转子位置之间的误差ε只要在允许范围σ内即可，该换流常数T是基于来自作为托架21的位置检测用的位置检测器的编码器的脉冲信号而定的。
所述换流常数T为表示每次计算来自编码器的脉冲信号时的无刷电机1的旋转量的值。例如，测量无刷电机1旋转一周时来自编码器的脉冲数，用所述脉冲数的测量值除以无刷电机1旋转一周时所需要的换流次数得到该数值。
在所述无刷电机1为三相双极结构的电机时，如用所述换流常数T乘以一次换流的电气角60deg·E，则可算出脉冲信号的每次脉冲计算时的电气角。
从而，在某换流时序在起点时对换流常数T从零开始加法计算，其合计值为“1”以上时转到下一换流时序，即可知位于只前进60deg·E的位置。在此，因为所述脉冲数的计算为数字计数，所以原理上含有1个信号计数以内的误差。
在通过无刷电机1驱动喷墨打印机的托架时，如图8所示，无刷电机1的旋转借助滑轮22b被传送到托架21，因此决定相应滑轮直径的无刷电机1的电机旋转量与安装在托架上的喷墨头的送墨量的关系。如所述滑轮直径含有制造允许误差的误差，则电机旋转一周的所计算的来自编码器的脉冲数，相应所使用的滑轮22b的直径尺寸的不同而有计算差异，在多次旋转时所述误差累加，成为换流误操作的原因。
为了防止所述误操作，在组装后的各打印机中，将用于驱动托架的电机旋转一周的、来自编码器的脉冲数进行计算，基于该计数来决定换流常数T也可。
然而，在初期将无刷电机1引入换流时序的位置的情况下，在该时刻脉冲数的最大误差为不到脉冲信号的一次计算(计数)，因此无刷电机1初期决定换流位置的位置时的误差的最大值e1，如下式(2)所述，比换流常数T即一次计算的电机旋转量小。
e1＜T (2)并且，随着托架的移动对脉冲数进行计算，基于该脉冲数算出无刷电机1的旋转量时的误差，在换流常数T的小数点以后的有效位数为n位，即将最小位的第n+1位四舍五入作为n位数时，每计算脉冲信号的1脉冲时，最大为不到5*10-(n+1)[1/计算]，即5*10-(n+1)[电机旋转量]，脉冲在Q次计算的时刻，相应脉冲的计算的最大误差e2用下式(3)表示。
e2＜Q*5*10-(n+1)[电机旋转量](3)当编码器的分辨率为B[头移动量/脉冲数]时，在对脉冲Q次计算时的头移动量L用下式(4)表示。
L＝B*Q由此，此时转子的识别位置的误差最大值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)实际上，只要所述误差ε在允许范围σ内即可。
在此，允许范围σ为在无刷电机1的最高转矩为“1”时转矩脉动的谷值为X以上的电气角的范围。三相电机的情况下，转矩脉动的谷值理论上为31/2/2，因此所述X的可能选择范围为0＜X≤(31/2/2)。
在此，电机换流区间的电气角F是三相电机时为60deg·E，所以允许范围σ用下式(6)表示。
σ＝60-asin(X)[deg·E] (6)由此，当头即托架只移动L时无刷电机1的转子识别位置误差位于允许范围内的条件如下式(7)所述。
ε·60＜σ (7)从所述(5)式及(6)式到所述(7)式形成下式(8)，基于此算出有效位数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”为一换流区间的电气角F，即导出所述(1)式。
从而，当换流常数T为1/(184/36)，编码器的分辨率为25.4/180，头移动量L为350[mm]，转矩脉动的谷值的允许值为21/2/2时，所述式(9)的有效位数n为n＝5，这意味着换流常数T的小数点以后的有效位数可为5位。
此时，若换流常数T的小数点以后的有效位数n为n＝5时将转矩脉动的谷值X作为X0而进行逆运算，下式(10)成立，可确定在该条件下的转矩脉动的最坏值。
X0＝sin(60*(1-T-(L/B)*5*10-(n+1))
＝0.737＞21/2/2 (10)例如将允许范围σ作为σ0算出，下式(11)成立，在最坏时可确定边允许σ0的电气角误差边进行控制。
σ0＝60-asin(X0)＝12.5[deg·E] (11)并且，为了控制计算脉冲数时所涉及的转子位置算出误差在不到脉冲信号的一个脉冲计算时，可如下设定有效位数n。
即，只要在脉冲Q次计算的时刻相应信号计算的最大误差不足换流常数T即可，从所述(3)式，使下式(12)成立即可。
e2＜Q*5*10-(n+1)＜T (12)因此，从所述(4)式和(12)式，只有求出满足下式(13)的整数n即可。
n＞log[5*L/(B*T)]-1 (13)因此，当换流常数设定为T＝1/(184/36)，编码器的分辨率B为25.4/180，头移动量L＝350[mm]时，所述式(13)中的T的小数点以后的有效位数n为n＝4，可知4位是必需的。
但是，此时转矩脉动的最坏值在所述式(10)中为X0＝0.654，在实际应用中更坏一点。并且，所述(11)式中σ0＝19.2[deg·E]，所以可知控制中允许19.2[deg·E]的换流时序的偏斜。
在该例中，求最大误差e2在处于不足T时的条件，所以转子的识别位置的误差最大值ε满足ε＝e1+e2＜2*T。
例如换流常数T为1/(184/36)，其有效位数n为n＝5，编码器的分辨率为25.4/180，转矩脉动的谷值X的允许值为21/2/2时，头移动量L可有由所述(8)式变形的下式(14)求出。
L＝(1-T-asin(X)/60)·B·10(n+1)/5 (14)从该(14)式可知，在所述条件下的头移动量L可对应0-1533[mm]。即当转矩脉动的谷值X的允许值为21/2/2时，有效位数5位可与几乎所有纸尺寸的打印机相对应。反之，在与上述同一条件下有效位数为4位时，头移动距离可对应0-153[mm]，可与用纸尺寸在A5以下的相对应，不能对应B5尺寸以上的用纸。
当编码器的分辨率为四倍，有效位数为5位时，头移动量L可与0-1418[mm]对应，可与几乎全部用纸尺寸的打印机相对应。并且，当只有滑轮直径为四倍时，有效位数为4位时对应于0-567[mm]，有效位数为5位时对应于5675[mm]。
当编码器的分辨率为四倍且滑轮直径也为四倍，有效位数为5位时，头移动量L可对应0-1677，几乎可对应所有用纸尺寸。
如上所述，可知当转矩脉动的谷值X的允许值为21/2/2时，换流常数T的有效位数n可设定在4以上。
接下来，说明将转矩脉动的谷值X的允许值置于更精确的范围内的方法。
如前所述，在三相电机的情况下，转矩脉动的谷值理论上为31/2/2≈0.8660，如果在0.86转矩脉动下控制，认为几乎没有因控制引起的转矩脉动的劣化。
满足X≥0.86的条件，可由所述(1)式求出，对于所讨论的设定，如编码器的分辨率为九倍，滑轮直径为两倍时，得到X＝0.8602。此时，换流常数T的有效位数n设定为8位，所述头移动量L在0-1632[mm]的范围内可达到X≥0.86，可对应所有用纸尺寸的打印机。由此可知换流常数T的有效位数n为8位就足够了。
如上所述，如换流常数T的有效位数设定在4位以上8位以下，可进行非常有效的控制。
下面说明具体的控制流程。基于上述设定的换流常数T检测换流时序的情况下，按照图2的流程图所示的换流控制处理(换流控制手段)的处理顺序进行。另外，事先检测出所述换流常数T，并将其存储在所定的存储区域中。
首先，在步骤S101进行换流原点设定处理，在第3实施方式中，如图9所示进行换流原点设定处理。
在步骤S501进行初期处理，与众所周知的处理一样引入初期激磁，使无刷电机1的转子旋转。并且，将存储在所定的存储区域中的所述换流常数T读出。
基于在所定时间是否检测出脉冲边缘，如检测出转子停止在引入位置，则移到步骤步骤S502，基于来自主装置的指示无刷电机1的启动时的旋转方向的指令信号，判别无刷电机1的旋转方向，在旋转指示方向为顺时针方向时，移到步骤S503，设定累积值S为S＝0。反之，在旋转指示方向为逆时针方向时，从步骤S502移到步骤S504，设定累积值S为S＝1。由此结束换流原点设定处理。
如此结束步骤S101的换流原点设定处理，接着从主装置输入指示无刷电机1的启动的启动指令脉冲，从步骤S102移到步骤S103，实行所述图4的启动处理，与所述第1实施方式同样，相应来自主装置旋转指示方向，对换流模式进行一次切换。由此，输出相应换流模式的换流信号，借助换流器11使所定的相激磁，无刷电机1相应指令信号顺时针旋转或逆时针旋转，该无刷电机1的旋转力借助滑轮22b传送到带23，使托架21移动。
随着托架21的移动从位置检测器15输出脉冲信号，如检测出该脉冲边缘，则从步骤S104移到步骤S105，进行换流计算处理，在第3实施方式中，按照图10所述的顺序进行换流计算处理。首先，在步骤S511，从来自位置检测器15的两种脉冲信号判别无刷电机1是顺时针旋转还是逆时针旋转，在判定无刷电机1是顺时针旋转时，移到步骤S512，向累积值S加上换流常数T。然后移到步骤S513，判别累积值是否在“1”以上，当累积值未到“1”时，结束换流计算处理返回图2。每检测出来自位置检测器15的脉冲信号的脉冲边缘时，从步骤S513移到步骤S514，判定换流时序将换流模式切换至顺时针方向，在步骤S515从累积值S减去“1”后，结束换流计算处理。
以后，在无刷电机1顺时针旋转期间，重复进行步骤S511，步骤S512，步骤S513的处理。每检测出来自位置检测器15的脉冲信号的脉冲边缘，就向累积值S加上换流常数T，每当累积值S为“1”以上时，进行换流模式的切换，同时从累积值S减去“1”。
从该状态使应逆时针旋转的无刷电机1停止后，从主装置输入指示向逆时针方向启动的启动指令，则在图2的步骤S102将其检测出，移到步骤S103，实行向逆时针方向的启动处理。由此使无刷电机1逆时针旋转，如检测出脉冲信号的脉冲边缘，则从步骤S104移到步骤S105，实行图10的换流计算处理。因为无刷电机1是逆时针旋转，所以从步骤S511移到步骤S521，从累积值S减去换流常数T。然后，移到步骤S522，判别累积值S是否在“0”以下，当累积值S不是S≤0，则结束换流计算处理。如在步骤S522累积值S为S≤0，则移到步骤S523。然后移到步骤S524，向累积值S加“1”后，结束换流计算处理。
之后，在无刷电机逆时针旋转期间，移到步骤S511，步骤S521，步骤S522，每当检测出来自位置检测器15的脉冲信号的脉冲边缘时从累积值减去换流常数T，每当累积值S在“0”以下时，作为换流时序进行换流模式的切换，向累积值S加“1”。
如此，在第3实施方式中，从脉冲信号的脉冲1计算的电机的旋转量算出换流常数T，每当输入脉冲时相应其旋转方向向累积值加或减换流常数T，在向累积值S加换流常数T时，每当达到“1”以上时，或在对换流常数T进行减法计算时每当达到“0”以下时，作为换流时序进行换流，并且，将换流常数T的有效位数设定在换流时序的误差允许范围内，所以可以确切的时序进行换流。
特别是，如第1或第2实施方式中所示的使用齿轮机构的动力传送机构时，电机与驱动对象的速度比由齿轮比决定，与此相对，上述第3实施方式中所述的使用带与滑轮的动力传送机构时，因电机与驱动对象的速度比依赖于滑轮直径，故相应于滑轮直径的制造允许误差的不均匀，速度比也不均匀。由此，在电机多次旋转时，来自编码器的脉冲数的不均匀误差的累积值，有增大换流误操作的危险，在上述第3实施方式中，因为可进一步减少换流误差所以较好。
而且在这种情况下，因为已对用于检测托架21的位置检测器15的脉冲信号进行换流控制，所以没有必要重新设置换流控制用的专用位置检测器，可减少部件。
并且，在算出换流常数T时，基于实际驱动无刷电机1时来自位置检测器15的脉冲数，以及换流次数来设定换流常数T，也可基于计算等算出。但是，通过实际测量，可减少用于将无刷电机1的驱动力传送给托架的、由滑轮的公差等引起的误差分等影响。由此可检测出更高精确度的换流时序。
如前式(1)所示，表示了换流常数T的有效位数n与换流时序的允许范围σ的关系，以及头移动量L与位置检测器15的分辨率B等的关系，所以相应打印机的头移动量或位置检测器15的分辨率，通过设定满足前式(1)的换流常数T，可容易地进行换流控制，使之达到所希望的允许范围σ，即使头移动量或位置检测器5的分辨率等各变数发生变化，也可满足必要精确度地容易地进行换流控制。
在对累积值S加上换流常数T时，每当累积值达到“1”以上时从累积值S减去“1”，反之在对累积值S减去换流常数T时，每当累积值S达到“0”以下时，向累积值加“1”，所以可避免累积值S的位数增加，可节省计算存储。
另外，因为所述换流常数T是1以下的值，将10的有效位数n(10n)乘以换流常数T，取换流常数T的整数值，每当累积值S的高阶侧第n+1位发生变化时，或每当累积值S为“0”以下时可进行换流，并且，在这种情况下，在对累积值S加上换流常数T时，每当累积值S的高阶侧第n+1位发生变化时从累积值S减去10n，反之在对累积值S减去换流常数T时，每当累积值S达到“0”以下时对累积值加上10n。这样，可简化整数值演算的演算处理。
下面，说明本发明第4实施方式。
所述第4实施方式，在所述第3实施方式中，设置在所述托架21向右方移动时的累积值SR，以及向左方移动时的累积值SL。在托架21向右方移动时基于累积值SR进行换流控制，在向左方移动时基于累积值SL进行换流控制。
另外，除了在换流控制回路12中换流控制处理的处理顺序不同以外，与所述第3实施方式同样，同一部件用同一符号表示，其说明省略。
在所述第4实施方式中，启动后进行所述图2的换流控制处理，在步骤S101的换流原点设定处理中，进行图11所示的换流原点设定处理。在此，例如将托架21在所述滑轮22a，22b之间的中央附近时作为换流原点设定位置，在所述换流原点设定位置设定换流原点，即所述累积值SR，SL初期值。具体地说，首先，在步骤S601，设定为了使托架21移动到所述换流原点设定位置而使用的临时换流原点。在步骤S601作为临时换流原点设定处理，与所述第3实施方式同样，进行图9所示的换流原点设定处理。接着移到步骤S602，向所述换流原点设定方向启动无刷电机1。无刷电机1启动，从而托架21移动，当检测出从位置检测器输出的脉冲边缘时，移到步骤S604，进行图10所示的换流计算处理。于是在步骤S605判别托架21是否到达换流原点设定位置，如没有到达，返回步骤S603，反复进行步骤S603-S605，直到到达换流原点设定位置。
将托架21移动到换流原点设定位置的方法不限于第三实施例中执行换流控制处理以将托架21送到换流原点设定位置的方法。替代方案是，可以由主装置指示一个换流时序和旋转方向以强制切换换流模式从而将托架21移动到换向原点设定的先前位置。
如此使托架21移动，当托架21到达换流原点设定位置时，从步骤S605移到步骤S606。另外，通过每检测出脉冲边缘时相应旋转方向计算脉冲边缘，基于该计算数推定托架21现在的位置，来判定托架21是否到达换流原点设定位置。
在步骤S606，在所定的存储区域存储此时的换流模式，禁止在后述图12中进行的换流模式的切换(以下，称为换流模式自动切换)。
接着，移到步骤S607，例如所定时间内不检测出来自位置检测器15的脉冲信号的脉冲边缘，当检测出在转子的转矩均匀平均位置，即引入位置停止时，移到步骤S608，基于在所述步骤S606存储在所定存储区域中的换流模式，将换流模式向顺时针旋转方向(在此为托架21向右移动的方向)强制切换1次。
接着，移到步骤S609，当检测出转子在引入位置停止时，移到步骤S610，该引入停止位置在托架21向右方移动时作为换流原点设定SR为SR＝1。并且，作为累积值SL的初期值设定SL＝1。
移到步骤S611，这次将换流模式向逆时针旋转方向(在此为托架21向左方移动的方向)强制切换1次，然后，移到步骤S613，进行图12所示的换流计算处理。图12的换流计算处理的详细说明如后所述。之后，移到步骤S614，判别转子是否停在引入位置，如没有停在引入位置，移到步骤S612，判断是否检测出脉冲边缘，当检测出脉冲边缘时，移到步骤S613，进行换流计算处理，没检测出脉冲边缘时移到步骤S614。
在步骤S614如检测出转子停止在引入位置，则从步骤S614移到步骤S615，判断主装置所通知的无刷电机1的启动时的旋转方向是否为顺时针旋转，当判定启动方向为顺时针旋转方向时，从步骤S615移到步骤S616，将该引入停止位置作为在托架21向左方移动时的换流原点设定累积值SL为SL＝0。当旋转方向为逆时针旋转方向时，从步骤S615移到步骤S617，将该引入停止位置作为在托架21向左方移动时的换流原点设定累积值SL为SL＝1。于是，移到步骤S618，进行换流的自动切换许可，结束换流原点设定处理。
如此结束换流原点设定处理，从图2的步骤S101移到步骤S102，从主装置输入启动指令脉冲，则相应旋转方向进行启动处理，随之输出脉冲信号检测出脉冲边缘，则从步骤S104移到步骤S105，在步骤S611进行图12所示的换流计算处理。
在该换流计算处理中，首先在步骤S621从来自位置检测器15的两种脉冲信号判断无刷电机1是否为顺时针旋转，当顺时针旋转时移到步骤S622，分别向累积值SR和SL加上换流常数T，之后移到步骤S623。
在该步骤S623中，判断累积值SL是否为“1”以上，当为“1”以上时即移到步骤S624，从SL减“1”后移到步骤S625，当不为“1”以上时即移到步骤S625。在步骤S625中，判断累积值SR是否为“1”以上，当SR≥1时即移到步骤S626，作为换流时序，将换流模式切换到顺时针方向，移到步骤S627，从SR减“1”后，结束换流计算处理返回图2。在步骤S625当累积值SR不在“1”以上时，结束该换流计算返回图2。
在旋转方向为逆时针方向时，从步骤S621移到步骤S631，从累积值SR和SL减去换流常数T，然后移到步骤S632，判断累积值SR是否在“0”以下。所以，当累积值SR在“0”以下时，移到步骤S633，向累积值SR加“1”，之后移到步骤S634，当累积值SR不在“0”以下时，即移到步骤S634。
在步骤S634中，判断累积值SL是否在“0”以下，当SL≤0时即移到步骤S635，作为换流时序进行向逆时针方向的换流模式的切换，移到步骤S636，向累积值SL加“1”后，结束换流计算处理返回图2。在步骤S634中，当累积值SL不在“0”以下时结束换流计算处理返回图2。
如图12所示，在图11的换流原点设定的步骤S613的处理中，进行换流计算处理的情况下，在图11的步骤S606的处理中禁止换流模式的自动切换，所以即使在步骤S625中SR≥1时，或在步骤S634中SL≤0时，在步骤S626和步骤S635中也不进行换流模式的切换。即，在图11所示的步骤S101中的换流原点设定处理中，通过进行图12的换流计算处理进行累积值SR和SL的更新。
如上所述，在所述第4实施方式中，通过步骤S101的换流原点设定处理进行换流原点的设定。从设定右方和左方的换流原点的时刻进行累积值SR和SL的更新，输入来自主装置的启动指令脉冲则进行向指定旋转方向的启动处理，并启动无刷电机1(步骤S103)，由此检测出来自位置检测器15的脉冲信号的脉冲边缘，则相应进行累积值SR和SL的更新，并基于该累积值SR和SL进行换流模式的切换。
当无刷电机1处于顺时针旋转时，每当检测出脉冲边缘时向右方的累积值SR加上换流常数T，并基于此生成换流时序，同时每当检测出脉冲边缘时也向左方的累积值SL加上换流常数T。反之，当无刷电机1处于逆时针旋转时，每当检测出脉冲边缘时从右方的累积值SR减去换流常数T，并基于此生成换流时序，同时每当检测出脉冲边缘时也从左方的累积值SL减去换流常数T。
在顺时针旋转时，基于将右方的换流原点作为基准时的累积值SR，累积值SR每当在“1”以上时，即进行换流模式的切换，逆时针旋转时，基于将左方的换流原点作为基准时的累积值SL每当在“0”以下时，即进行换流模式的切换。
在此，如图8所示，无刷电机1的旋转运动通过滑轮22a，22b变为带23的直线运动，在通过所述带23驱动托架21时，因为无刷电机1的旋转力传达到托架21之前的路径，即带的长度在顺时针旋转时和逆时针旋转时不同。所以如切换旋转方向则根据带23的伸出量，转子位置与托架21的绝对位置错开。
然而，在所述第4实施方式中，因为对顺时针旋转时和逆时针旋转时个别设置换流原点位置，基于顺时针旋转时的累积值SR和逆时针旋转时的累积值SL，检测出换流时序，所以在设定换流原点的时刻，除去相应带的伸出量的误差，可避免因无刷电机1的旋转方向不同而引起的换流时序的错位，可在确切的时序下进行换流。
从而，例如由经时变化引起托架的运动加重时，或带全体伸长时也可进行可靠的换流。
并且，在这种情况下，每当累积值SR和累积值SL的最高价位向前提，就从累积值SR和累积值SL减去“1”，所以可避免累积值SR或SL的位数增加，可节约演算用的存储。
进而，通过换流原点设定结束后的旋转方向，因为将累积值SL的初期值设定为不同的值，所以不会发生根据驱动状况，累积值SR或SL的值总是比“1”大，或不到“0”的、换流不能永久进行的情况。
并且，在第4实施方式中，将10的有效位数n(10n)乘以换流常数T，作为整数值进行处理，此时，每当最高价位向前提时，也可从10n减去累积值SL或SR值。
在所述第4实施方式中，将换流原点设定在带中央附近，但不限定于此，例如可在带的两端等任意位置设置换流原点。但是带的伸出量作为带中心附近的平均伸出量，所以在中央附近设置换流原点可确实减小因带的伸出而导致的误差的影响。
另外，在所述各实施方式中，基于来自设置于打印机的托架或送纸机构的编码器等的脉冲信号，对检测出驱动送纸机构的电机的换流时序的情况进行说明。但是，本发明不限于此。如随着电机的驱动，相应该驱动对象的移动量可得到来自位置检测器的脉冲信号的一种构成，也可适用。
对检测电位计等驱动对象位置的传感器也可适用，在这种情况下，例如基于电位计的位置信息驱动对象移动所定量时，设置输出脉冲信号的脉冲生成回路，基于脉冲生成回路输出的脉冲信号进行与上述同样的控制，如这样便可获得与上述同等的作用效果。
在上述各实施方式中，基于来自位置检测器15的检测信号，对进行换流控制的情况进行了说明。但是基于来自位置检测器15的检测信号，不仅可进行换流控制，也可同时进行速度控制或相位控制。
在上述各实施方式中，对适用DC无刷电机的情况进行了说明，但并不限于此，也可适用于步进电机等。另外，作为编码器对线性编码器和旋转编码器进行了说明，但也并不限于此，也可适用于光学式或磁式编码器。
在上述实施方式中，对适用于三相无刷电机的情况进行了说明，但并不限于此，也可适用于一相、二相或四相无刷电机。
在上述第3或第4实施方式中，对借助滑轮22b传送无刷电机1的旋转力的输出装置21的驱动控制进行了说明，但也可如上述第1或第2实施方式所述，在也适用于驱动送纸机构的情况，该送纸机构借助齿轮机构等传送无刷电机1的旋转力。
如上所述，通过本发明第一方面的电机驱动装置，基于随着驱动对象的移动而输出的来自位置检测器的脉冲信号，进行对电机的换流控制，所以即使电机在低旋转区域也能确切地检测出换流时序，进行高精确度地换流控制。
并且，通过本发明第二方面的电机驱动装置，相应电机的旋转方向对来自位置检测器的脉冲信号的脉冲数进行计算，该计算值与基于事先检测出的在一换流区间所接受的脉冲数而设定的换流图形中的特定的整数值一致时，进行电机的换流，所以可在确切的换流时序进行换流。
通过本发明第三方面的电机驱动装置，在对每一换流区间的所述区间脉冲数依次进行加法计算时，其和成为整数值之前的加法计算次数的换流时序值构成换流图形，并且换流时序值是基于每次加法计算时对所述区间脉冲数的和的小数点以后进行四舍五入取整数值而设定的，所以不累加每次换流时换流时序的错位，能抑制换流时序的错位，可进行高精确度的换流控制。
通过本发明第四方面至第九方面的驱动装置，每次输入随着驱动对象的移动而输出的来自位置检测器的脉冲时，相应电机的旋转方向，对电机的每一换流区间的脉冲数的倒数的换流常数进行加法或减法计算，在换流常数的累计值的整数部分变化时，并且累计值为整数时，进行高精确度的换流控制。
通过本发明第五至第七方面，在令转子旋转一定量时，用进行所述旋转时应接受的脉冲数的设计值除以所必需的换流次数，可容易地计算出换流常数。并且通过基于测量转子旋转一定量时实际接收的脉冲数算出的换流常数，可相应实际电机的旋转力传达系数来设定换流常数。
通过本发明第七方面，因为基于测量转子旋转一周时接收的脉冲数来算出换流常数，所以可得到使电机内部部件的尺寸误差引起的各换流时序的不均匀全部平均化的换流常数，可防止累积换流时序的误差。
通过本发明第八方面，在换流常数T的小数点以后的有效位数为n，驱动对象的移动量为L，位置检测器的分辨率(驱动对象的移动量/脉冲数)为B，基于所述脉冲信号而推定的转子的推定位置与实际位置的差的允许值用电气角表示为σ，一换流间的电气角为F时，设定为满足(T+(L/B)*(5/10n+1))*F＜σ，所以驱动对象的移动量或位置检测器的分辨率等各变数变化时，可容易地进行满足允许值σ的换流控制。
通过本发明第九方面，在所述驱动对象为喷墨式打印机的喷墨头时，如换流常数的小数点以后的有效位数n为4至8位，则可使用几乎所有用纸尺寸的打印机。
通过本发明第十方面所述的电机的驱动装置，在换流控制装置中，在对换流常数进行加法计算时，每当累积值为“1”以上时，从累积值减“1”，相反，对换流常数进行减法计算时，每当累积值为“0”以下时，向累积值加“1”，所以可避免换流常数的累积值的位数增加。
通过本发明第十一或十二方面所述的电机的驱动装置，在换流控制装置中，在换流常数的小数点以后的位数为m时，使换流常数10m倍取整数值，所以只进行整数值的演算，可使演算简便化，并且，此时在对换流常数进行加法计算时，每当累积值的高价侧第m+1位变化时，从累积值减去10m，在对换流常数进行减法计算时，每当累积值为“0”以下时，向累积值加10m，所以可避免换流常数的累积值的位数增加。
权利要求
1.一种电机驱动装置，其特征在于包括安装在电机的驱动对象上，并随着电机的驱动对象的移动而输出脉冲信号的位置检测器；根据来自该位置检测器的脉冲信号对所述电机进行换流控制的换流控制装置；以及从电机到电机的驱动对象传送动力的动力传送部。
全文摘要
本发明的电机驱动装置，它通过根据无刷DC电机或步进电机等的转子的位置，对激磁相进行切换而进行换流控制，从而对电机旋转驱动。作为本发明一实施例的电机驱动装置，具有随着电机的驱动对象的移动而输出脉冲信号的位置检测器；以及根据来自该位置检测器的脉冲信号对所述电机进行换流控制的换流控制手段。从而实现在低速下也能进行控制，且能更精确地控制电机的目的。
文档编号H02P6/20GK1630180SQ20041008219
公开日2005年6月22日 申请日期2001年7月6日 优先权日2000年7月7日
发明者池上昭彦, 宫崎新一 申请人:精工爱普生株式会社