專利名稱：具有不平衡繞組用于閉環(huán)反饋控制的直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電動(dòng)機(jī)，特別是涉及至少具有一個(gè)不平衡繞組的直流電動(dòng)機(jī)，該繞組可產(chǎn)生一時(shí)變信號(hào)，用于閉環(huán)反饋控制。
電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以用于多種場(chǎng)合，包括如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)構(gòu)、磁帶錄像機(jī)(VCR)，汽車和立體聲系統(tǒng)。其用途包括磁帶錄像機(jī)的磁頭電動(dòng)機(jī)、用于計(jì)算機(jī)軟盤的軸型電動(dòng)機(jī)、用于小光盤的軸型電動(dòng)機(jī)、用于磁帶驅(qū)動(dòng)裝置的磁帶驅(qū)動(dòng)主導(dǎo)軸以及汽車座定位電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可用于打印機(jī)構(gòu)，例如可移動(dòng)打印機(jī)滑動(dòng)架，移動(dòng)打印介質(zhì)，移動(dòng)噴墨打印頭服務(wù)臺(tái)部件。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)都可用于這種電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)典型地應(yīng)用于一種開環(huán)的結(jié)構(gòu)中，其中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)收到一個(gè)命令信號(hào)，該信號(hào)使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的軸按預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度數(shù)。該命令信號(hào)可以為來自于微處理器的一個(gè)或多個(gè)脈沖信號(hào)的形式，該微處理器是事先編好程序的，產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)脈沖，按預(yù)定的方向，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)一定角度數(shù)，以執(zhí)行某一特定功能(例如，起動(dòng)服務(wù)臺(tái)，給噴墨打印頭加罩蓋)。多重信號(hào)的極性和/或相位調(diào)整可用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的方向。開環(huán)系統(tǒng)也能跟蹤步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸的位置，例如，可通過記下軸的最初位置及對(duì)已傳送的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)。開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供了精確的電動(dòng)機(jī)控制和受控裝置的定位。
直流電動(dòng)機(jī)既可用于開環(huán)結(jié)構(gòu)，也可用于閉環(huán)結(jié)構(gòu)。在開環(huán)結(jié)構(gòu)中，只要直流電壓控制信號(hào)施加著，直流電動(dòng)機(jī)的軸就會(huì)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)信號(hào)去除后，還能旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間直到旋轉(zhuǎn)軸的慣性得到阻尼后再停止。直流電動(dòng)機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)方向由控制信號(hào)的極性來控制。由于每次施加控制信號(hào)時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)軸并不能象步進(jìn)電動(dòng)機(jī)那樣旋轉(zhuǎn)一預(yù)定量，因而對(duì)于這種開環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)精確的電動(dòng)機(jī)控制和受控裝置的定位。然而，對(duì)于利用直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)而言，其好處在于基于直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)功率利用更為有效，因而運(yùn)行費(fèi)用比開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)更便宜些，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)軸時(shí)，不會(huì)象在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中那樣功率要中斷。直流電動(dòng)機(jī)目前也比步進(jìn)電動(dòng)機(jī)更便宜些。
目前，已提出各種解決方法來處理該定位問題，其中包括應(yīng)用制動(dòng)器和應(yīng)用閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。制動(dòng)器是多個(gè)固定的結(jié)構(gòu)，其被置于受控裝置的通路中，以阻止裝置在特定的方向中的繼續(xù)移動(dòng)。閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用一種反饋裝置，例如一個(gè)編碼器、一個(gè)開關(guān)或一個(gè)測(cè)速計(jì)，以跟蹤直流電動(dòng)機(jī)軸或受控裝置的實(shí)際位置。實(shí)際位置被反饋回去并與需要的位置進(jìn)行比較。通過給電動(dòng)機(jī)再發(fā)送一個(gè)信號(hào)，并使其軸旋轉(zhuǎn)，直至受控裝置位置合適時(shí)為止，由此任何實(shí)際位置與需要的位置間的差異均可得以校正。這種設(shè)計(jì)提供了精確的電動(dòng)機(jī)控制和受控裝置的定位，與開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)相比更優(yōu)些。此類閉環(huán)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是那些反饋裝置費(fèi)用較貴。增加的費(fèi)用將使該閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的成本接近或超過開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的成本。
本發(fā)明目的在于通過應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)，獲得精確的電動(dòng)機(jī)控制和受控裝置的定位，而同時(shí)避免使用昂貴的反饋控制裝置來校正直流電動(dòng)機(jī)控制最初的不精確性。通過在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)改變直流電動(dòng)機(jī)電樞電阻的方法，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述目的。因此，當(dāng)直流電壓恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一周，直流電動(dòng)機(jī)電流至少重復(fù)變化兩次，當(dāng)直流電流恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一周，直流電動(dòng)機(jī)電壓至少重復(fù)變化兩次。該變化被反饋回去并被用于確定電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置，由此，任何軸和受控裝置位置的不準(zhǔn)確性均可得以校正。
如此，本發(fā)明至少有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即其中包括了一個(gè)直接安裝在電動(dòng)機(jī)中的電動(dòng)機(jī)位置反饋生成裝置，從而傳統(tǒng)的反饋生成裝置，例如編碼器、開關(guān)和測(cè)速計(jì)的額外費(fèi)用可以消除。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)為提高了控制系統(tǒng)的可靠性，這是因?yàn)樽鳛檎麄€(gè)系統(tǒng)性能中的一個(gè)因素，分離式反饋生成裝置的失效已從控制系統(tǒng)中消除。本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為基于以下事實(shí)，即分離式反饋生成裝置無必要作為每一個(gè)控制系統(tǒng)的部件而予以安裝，因而設(shè)備的可制造性也得以提高。
本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)為直流電動(dòng)機(jī)用于閉環(huán)控制系統(tǒng)中。直流電動(dòng)機(jī)包括了一個(gè)換向器，該換向器有多個(gè)槽，并構(gòu)造成可以旋轉(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)還包括多個(gè)繞組，電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器的槽數(shù)少。此外，直流電動(dòng)機(jī)還包括多個(gè)電刷，它的結(jié)構(gòu)為當(dāng)在電刷兩端加直流電壓時(shí)，至少有一個(gè)電流傳導(dǎo)繞組，從而使換向器旋轉(zhuǎn)。如在電刷上連續(xù)地施加直流電壓，則當(dāng)換向器連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)使電流流經(jīng)不同數(shù)量的電流傳導(dǎo)繞組。該數(shù)量周期性地在所有電流傳導(dǎo)繞組和至少一個(gè)電流傳導(dǎo)繞組之間變化。
上述直流電動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行修改并使其包括下述特性。在電流傳導(dǎo)繞組中流動(dòng)的電流可以隨時(shí)間在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值、小于中間值的低值這三者之間變化。此外該最大值可以是電動(dòng)機(jī)位置的指示。
該直流電動(dòng)機(jī)可包括一個(gè)與換向器相連結(jié)的軸，由此換向器的旋轉(zhuǎn)將使軸旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例中，在電流傳導(dǎo)繞組中流動(dòng)的電流，隨時(shí)間以指示軸位置的方式變化。軸每旋轉(zhuǎn)180度，在電流傳導(dǎo)繞組中流動(dòng)的電流會(huì)有一個(gè)最大值。
繞組數(shù)可以與換向器的槽數(shù)相對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例中，一個(gè)繞組對(duì)電流成開路，使得電流傳導(dǎo)繞組數(shù)相當(dāng)于比換向器槽數(shù)少的某一數(shù)。另一種方案為繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少。
電流傳導(dǎo)繞組其位置可以毗鄰換向器的槽，另一種方案，一個(gè)或多個(gè)繞組的位置不能毗鄰換向器槽。
本發(fā)明的另一特征涉及一閑環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一種直流電動(dòng)機(jī)，該直流電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)不平衡的繞組(即，電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少)和一個(gè)軸。直流電動(dòng)機(jī)將構(gòu)造成當(dāng)直流電壓施加于電動(dòng)機(jī)時(shí)，便使軸旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的電流，該電流值在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值、小于中間值的低值這三者之間變化，其最大值表示電動(dòng)機(jī)軸位置。該系統(tǒng)還包括了一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源，它將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)，以使直流電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)到需要的位置。該系統(tǒng)還包括一個(gè)反饋回路，該反饋回路構(gòu)造成能生成一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，該信號(hào)代表直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置。該實(shí)際位置信號(hào)由電流的時(shí)變值導(dǎo)出。反饋回路還進(jìn)一步構(gòu)造，以生成電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，用以表示由電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源發(fā)出的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)間的差。該系統(tǒng)還包括一個(gè)連接到直流電動(dòng)機(jī)的直流電壓源。該電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)接至直流電壓源，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的軸，從而校正直流電動(dòng)機(jī)軸所需位置的任何誤差。
上述閑環(huán)控制系統(tǒng)可以修改，并可包括下述特性。電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源可包括一個(gè)微處理器或一個(gè)控制器。反饋回路可包括一個(gè)特殊應(yīng)用積分回路(ASIC)，該回路設(shè)計(jì)成基于電流的時(shí)變值生成實(shí)際的位置信號(hào)。該反饋回路還可包括一個(gè)比較器用于生成電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)用于代表由電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源發(fā)出的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)間的差。
該閉環(huán)控制系統(tǒng)還可包括一個(gè)連至電動(dòng)機(jī)軸的打印機(jī)構(gòu)。直流電動(dòng)機(jī)可包括一個(gè)具有多槽并能旋轉(zhuǎn)的換向器，該直流電動(dòng)機(jī)也包括多個(gè)繞組。電流傳導(dǎo)繞組數(shù)相當(dāng)于比換向器槽數(shù)少的某數(shù)。繞組數(shù)也可對(duì)應(yīng)于換向器槽數(shù)。在本實(shí)施例中，一個(gè)繞組對(duì)電流成開路，因此，電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少，另一方案中，總繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少。
根據(jù)本發(fā)明，閉環(huán)控制系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式包括一具有不平衡繞組(即電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少)的直流電動(dòng)機(jī)和一個(gè)軸。該直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造成當(dāng)一恒定電流施加于電動(dòng)機(jī)時(shí)，便可使軸旋轉(zhuǎn)，并在直流電動(dòng)機(jī)兩端形成一個(gè)電壓降，該電壓降隨時(shí)間變化，且在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值和小于中間值的低值這三者之間變化，該最大值即為電動(dòng)機(jī)軸位置的指示。該系統(tǒng)還包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源，該信號(hào)源能產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)，用于使直流電動(dòng)機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)并達(dá)到所需位置。該系統(tǒng)還包括一個(gè)反饋回路，用于產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，該信號(hào)代表了直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置。該實(shí)際位置信號(hào)由電壓的時(shí)變值導(dǎo)出。該反饋回路還構(gòu)造成可產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表來自電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)間的任何差異。該系統(tǒng)還包括一個(gè)連接至直流電動(dòng)機(jī)的恒定電流源。該電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)連接到該恒定電流源，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，以校正直流電動(dòng)機(jī)軸所需位置中的任何誤差。
如上所述，根據(jù)第一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，這另一種閉環(huán)控制系統(tǒng)也可以修改并包括下述特征。
本發(fā)明的另一方面涉及一個(gè)打印機(jī)構(gòu)，該打印機(jī)構(gòu)具有一個(gè)能產(chǎn)生位置反饋信號(hào)的直流電動(dòng)機(jī)。該打印機(jī)構(gòu)包括一個(gè)打印頭用于打印一個(gè)圖像以及包括一個(gè)打印介質(zhì)處理系統(tǒng)用于通過一打印區(qū)供給打印介質(zhì)。該打印機(jī)構(gòu)還包括一滑動(dòng)架，打印頭便安裝在其上，滑動(dòng)架構(gòu)造成可在整個(gè)打印區(qū)移動(dòng)。該打印機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)具有軸的直流電動(dòng)機(jī)。該直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)為當(dāng)直流電壓施加在電動(dòng)機(jī)上時(shí)，就會(huì)使軸旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的電流，該電流值在最大值、小于最大值的中間值以及小于中間值的低值這三者間變化，該最大值即為電動(dòng)機(jī)軸位置的指示。該打印機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)連接到直流電動(dòng)機(jī)的反饋回路，該反饋回路利用時(shí)變的電流值以校正直流電動(dòng)機(jī)軸定位時(shí)的任何不精確性。
上述打印機(jī)構(gòu)可以修改并包括下述的多個(gè)特征。直流電動(dòng)機(jī)可包括一個(gè)不平衡繞組。打印頭可包括一個(gè)噴墨打印頭。打印機(jī)構(gòu)可包括一服務(wù)臺(tái)，它是為噴墨打印頭服務(wù)的。本實(shí)施例中，直流電動(dòng)機(jī)軸連接到服務(wù)臺(tái)，以控制服務(wù)臺(tái)的運(yùn)行。
直流電動(dòng)機(jī)軸可以連接到打印介質(zhì)處理系統(tǒng)以控制打印介質(zhì)處理系統(tǒng)的運(yùn)行。另一種方案，直流電動(dòng)機(jī)也可連接到滑動(dòng)架以控制滑動(dòng)架的運(yùn)行。
根據(jù)本發(fā)明，具有能產(chǎn)生位置反饋信號(hào)的直流電動(dòng)機(jī)的打印機(jī)構(gòu)的另一種實(shí)施方式包括一個(gè)打印頭用于打印一個(gè)圖像，以及包括一個(gè)打印介質(zhì)處理系統(tǒng)用于通過打印區(qū)供給打印介質(zhì)。該打印機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)滑動(dòng)架，該打印頭便安裝在其上。該滑動(dòng)架構(gòu)造成可以在整個(gè)打印區(qū)移動(dòng)。該打印機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)具有軸的直流電動(dòng)機(jī)。該直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造成當(dāng)將一恒定電流施加在電動(dòng)機(jī)上時(shí)，就使軸旋轉(zhuǎn)，并在直流電動(dòng)機(jī)兩端形成一個(gè)電壓降，該電壓降是隨時(shí)間而變化的，其值在最大值、小于最大值的中間值、小于中間值的低值這三者間變動(dòng)，該最大值即為電動(dòng)機(jī)軸位置的指示，該打印機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)連接至直流電動(dòng)機(jī)的反饋回路，該反饋回路利用時(shí)變的電壓值來校正直流電動(dòng)機(jī)軸定位時(shí)的任何不精確性。
根據(jù)第一種打印機(jī)構(gòu)，這另一種打印機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行修改，并包括如上所述的下列多個(gè)特征。
本發(fā)明的另一方面涉及一種以一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)來控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的方法，該電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)不平衡的繞組。該方法包括以下步驟產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值，用于將直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)到所需的位置，以及產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，該信號(hào)代表直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置，該實(shí)際位置信號(hào)是由直流電動(dòng)機(jī)電流的時(shí)變值而導(dǎo)出的。該方法還包括如下步驟產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表了電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值和實(shí)際位置信號(hào)間的任何差異，此外還根據(jù)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)直流電壓，以使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)到所需位置。
本發(fā)明的另一方面涉及到一種以一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)來控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的方法，該電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)不平衡的繞組。該方法包括如下步驟產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值，用于將直流電動(dòng)機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)到所需的位置，以及產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，該信號(hào)代表了直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置，該實(shí)際位置信號(hào)是由直流電動(dòng)機(jī)的電壓時(shí)變值導(dǎo)出的。該方法還包括如下步驟，即產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表了在電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)間的任何差異，還根據(jù)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)恒定電流，使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)至所需位置。
根據(jù)本發(fā)明的下列詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖一起考慮時(shí)，本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和新特征將會(huì)變得更為清晰。


圖1為一噴墨打印機(jī)構(gòu)局部的部分示意的透視圖，它包括一個(gè)通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以平移的服務(wù)臺(tái)。
圖2為圖1中的服務(wù)臺(tái)的某一種局部透視圖。
圖3為圖2的服務(wù)臺(tái)的局部透視圖，該服務(wù)臺(tái)受本發(fā)明的閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)所控制。
圖4A～圖4E為直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的部分示意圖。
圖5為圖4A～圖4E中所示的直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電流隨時(shí)間變化的曲線圖。
圖6A～圖6K為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的部分示意圖。
圖7為在圖6A～圖6K中所示的本發(fā)明的直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電流隨時(shí)間變化的曲線圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)，其實(shí)際電流隨時(shí)間變化的打印輸出曲線。
圖9為利用反饋生成裝置的閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)要示意圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)要示意圖。
圖11為根據(jù)本發(fā)明，以閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的流程圖，該直流電動(dòng)機(jī)具有不平衡繞組。
圖12為根據(jù)本發(fā)明，以閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的另一種方法的流程圖，該直流電動(dòng)機(jī)具有不平衡繞組。
圖1闡述一種噴墨打印機(jī)械裝置的實(shí)施例，圖中顯示為噴墨打印機(jī)20，其可用于工業(yè)、辦公室、家庭或其他環(huán)境下，打印公務(wù)報(bào)告、信件、出版物及其他類似材料。商業(yè)上有許多種噴墨打印機(jī)械裝置可用。例如，某些打印機(jī)械裝置，其可能體現(xiàn)出本發(fā)明以下也將敘述到的包括繪圖機(jī)、便攜式打印裝置、復(fù)印機(jī)、照相機(jī)、視頻打印機(jī)、傳真機(jī)等，可以舉出多個(gè)來。本發(fā)明可用于打印機(jī)械裝置中，并用于諸如移動(dòng)打印滑動(dòng)架、移動(dòng)打印介質(zhì)、移動(dòng)噴墨打印頭服務(wù)臺(tái)部件。除了打印機(jī)械裝置外，本發(fā)明也可應(yīng)用于其他裝置。例如，可將本發(fā)明應(yīng)用于VCR、計(jì)算機(jī)、汽車、立體聲系統(tǒng)。為方便起見，本發(fā)明的概念在噴墨打印機(jī)20的環(huán)境下預(yù)以解釋。然而須清楚的是，如上所述，本發(fā)明也可用于其他微處理器或控制器中，只要它是基于直流電動(dòng)機(jī)的情況下。
雖然很顯然的是打印機(jī)部件隨型號(hào)不同而不同，但典型的噴墨打印機(jī)20包括一個(gè)底架22，其包在一個(gè)罩或封殼24中，后者典型地為塑料材質(zhì)。片狀打印介質(zhì)由一個(gè)自適應(yīng)的打印介質(zhì)處理系統(tǒng)26通過打印區(qū)25供給。打印介質(zhì)可以為任何種類的合適的薄片型材料。例如，紙張、卡片、透明膠片、聚酯薄膜及類似物品，但為方便起，用紙張作為打印介質(zhì)來解釋本實(shí)施例。打印介質(zhì)處理系統(tǒng)26具有一個(gè)供給盤28，為打印前儲(chǔ)存紙張用。一系列常規(guī)的由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的紙張驅(qū)動(dòng)滾筒(未示出)可用于將打印介質(zhì)從托盤28移到打印區(qū)25，用于打印。打印后，紙張便落在一對(duì)可拆卸的輸出干燥翼板30。翼板30短時(shí)地將新打印的紙張，保持在先前打印的并正在輸出托盤32上干燥的紙張上方，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)翼板，按圖中曲線狀箭頭33的方向，將翼板收回至側(cè)面，并將新打印的紙張投入輸出托盤32。該介質(zhì)處理系統(tǒng)26可包括一系列調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于接納不同尺寸的打印介質(zhì)，如信件、A-4紙、信封等，例如包括一個(gè)滑動(dòng)式長(zhǎng)度調(diào)整桿34及一個(gè)信封供給槽35。
打印機(jī)20還有一個(gè)打印機(jī)控制器，可示意式地解釋為一個(gè)微處理器36，它接收來自于主設(shè)備的指令，該主設(shè)備典型地為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，如一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)(未示出)。事實(shí)上許多打印機(jī)控制器的功能可由主計(jì)算機(jī)或由打印機(jī)上的電子裝置來完成，或由它們共同完成。與主計(jì)算機(jī)相連的監(jiān)視器可用于為操作人員顯示可視信息，如打印機(jī)狀態(tài)或在主計(jì)算機(jī)上正在運(yùn)行的一個(gè)特殊程序。個(gè)人計(jì)算機(jī)及其輸入裝置，如鍵盤和/或鼠標(biāo)及監(jiān)視器對(duì)熟練的技術(shù)人員而言是眾所周知的。
滑動(dòng)架導(dǎo)桿38由底架22支撐，該導(dǎo)桿38可滑動(dòng)地支撐噴墨滑動(dòng)架40，使滑動(dòng)架40沿著導(dǎo)桿38所確定的掃描軸42，在打印區(qū)25內(nèi)來回移動(dòng)。一個(gè)常規(guī)的滑動(dòng)架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可用于驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)架40，該系統(tǒng)包括一個(gè)位置反饋系統(tǒng)，它能將滑動(dòng)架的位置信號(hào)傳至控制器36。例如，可將一個(gè)滑動(dòng)架驅(qū)動(dòng)裝置和直流電動(dòng)機(jī)組件連接起來，以驅(qū)動(dòng)按常規(guī)方式裝在滑動(dòng)架40上的無接頭環(huán)帶，并操作電動(dòng)機(jī)以響應(yīng)從打印機(jī)控制器36收到的控制信號(hào)。為了給打印機(jī)控制器36提供滑動(dòng)架位置反饋信息，可在滑動(dòng)架40上安裝一個(gè)光編碼器讀數(shù)器，以讀取沿滑動(dòng)架移動(dòng)路徑延伸的編碼器條紋。
滑動(dòng)架40也會(huì)沿導(dǎo)桿38被推進(jìn)到服務(wù)區(qū)，如箭頭44所示，并位于罩殼24的內(nèi)部。服務(wù)區(qū)44將服務(wù)臺(tái)45罩在其內(nèi)，該站可提供各種常規(guī)的打印頭服務(wù)功能。例如，服務(wù)臺(tái)底架46支撐一組打印頭服務(wù)裝置，這些將在下面更詳細(xì)闡述。圖1中，還示出了服務(wù)臺(tái)的一個(gè)廢物斗部分48，它至少有部分被服務(wù)臺(tái)底架46所限定。
在打印區(qū)25，介質(zhì)紙接收來自噴墨盒的墨，諸如黑色墨盒50和/或彩色墨盒52。墨盒50和52通常被熟練的技術(shù)人員稱作為“筆”。圖中的彩色筆52是一個(gè)三色彩筆，雖然在某些實(shí)施例中可能采用一套獨(dú)立的單色筆。
圖中的筆50、52每一個(gè)包括有貯液器以存貯供給的墨水。筆50、52各自有打印頭54、56，每一個(gè)打印頭都有一個(gè)孔板，其上有許多噴嘴，并以一定的方式排列成型，這對(duì)熟練的技術(shù)人員是眾所周知的。圖中的打印頭54、56是熱噴墨型打印頭，雖然也可采用其他類型的打印頭，例如壓電式打印頭。打印頭54、56典型地包括有一個(gè)基底層，該基底層具有許多與噴嘴有關(guān)的電阻。在打印區(qū)25中，一旦所選的電阻帶電后，就形成一個(gè)氣泡，使從噴嘴中噴射出一小滴墨水，并噴射到介質(zhì)上。打印頭電阻有選擇性地帶電，以響應(yīng)起動(dòng)或點(diǎn)燃命令控制信號(hào)，該控制信號(hào)可以由常規(guī)的多股導(dǎo)線(未示出)從控制器36傳送至打印頭滑動(dòng)架40，并通過滑動(dòng)架與筆50、52之間的常規(guī)接口，傳送至打印頭54、56。
圖2示出一種過渡的服務(wù)臺(tái)系統(tǒng)58的實(shí)施例。圖中，服務(wù)臺(tái)框架46包括一個(gè)底座60，該底座可附著連接至打印機(jī)底架22，例如用按扣、鉚釘、鏍絲或其他緊固裝置來連接，這些緊固裝置通過位于底座60正面的槽孔而插入(未示出)。為調(diào)整打印頭服務(wù)部件的高矮，可用一調(diào)整機(jī)械裝置(未示出)來嚙合該框架，例如用一對(duì)短柱62，從框架底座60的每一側(cè)向外突伸。
底架22或者最好是底座60的外部可用于支撐常規(guī)的服務(wù)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)64。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)64最好有上、下兩個(gè)安裝點(diǎn)，利用上部安裝點(diǎn)，例如可用一個(gè)伸入到底座60內(nèi)的扣件66，將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)固定在框架底座60上。底座60還可以有一個(gè)突柱或其他的扣件承接結(jié)構(gòu)，它從底座60的側(cè)面向外伸出以承接扣件68，由此可將電動(dòng)機(jī)下部安裝至底座60。利用一個(gè)和幾個(gè)減速齒輪、傳動(dòng)帶或熟練的技術(shù)人員所周知的其他各種驅(qū)動(dòng)裝置，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)64得以良好嚙合并驅(qū)動(dòng)第一個(gè)傳動(dòng)齒輪70，圖中還顯示出驅(qū)動(dòng)第二個(gè)傳動(dòng)齒輪72。第一和第二個(gè)傳動(dòng)齒輪70、72最好都安裝在底座60側(cè)面向外突伸的短柱上。傳動(dòng)齒輪72與一對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪74中的一個(gè)相嚙合，該驅(qū)動(dòng)齒輪74是細(xì)軸型小齒輪驅(qū)動(dòng)齒輪組件的一部分(未示出)。這一驅(qū)動(dòng)齒輪74位于服務(wù)臺(tái)框架的兩側(cè)，并由一根軸連接在一起(未示出)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)64以及這些齒輪動(dòng)作，使平板76按雙向箭頭78所示的方向平行移動(dòng)。
平板76在雙向箭頭78所示的方向上平移，并周期性地為筆50和52的打印頭54和56提供服務(wù)工作。這些工作包括利用柔性的服務(wù)臺(tái)刷子80、82、84、86、88和90，從打印頭54和56上擦去多余的墨，利用帽蓋92和94將打印頭54和56罩上，以防止筆50和52干涸以及被污染物弄臟。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)64，典型地用于開環(huán)結(jié)構(gòu)中，其中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)從微處理器或控制器中，如控制器36，接收到一個(gè)命令信號(hào)，該命令信號(hào)使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸按預(yù)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)一預(yù)定角度。命令信號(hào)可以一個(gè)或多個(gè)脈沖的形式，該脈沖來自于事先編好程序的微處理器或控制器以便產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)脈沖，從而使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的軸按預(yù)定的方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度，完成特定的功能(如起動(dòng)服務(wù)臺(tái)為噴墨打印頭罩蓋)?？梢岳枚嘀匦盘?hào)的極性和/或相位，以控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的方向。通過作好軸初始位置標(biāo)記及記下已傳送的脈沖數(shù)的辦法，開環(huán)系統(tǒng)也能跟蹤步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸的位置。開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被控系統(tǒng)提供了精確的電動(dòng)機(jī)控制和被控裝置的定位。
根據(jù)本發(fā)明，一種過渡性服務(wù)臺(tái)系統(tǒng)96示于圖3。系統(tǒng)96的部件，當(dāng)它們與系統(tǒng)58的部件相同時(shí)，被標(biāo)以相同的參考編號(hào)。系統(tǒng)96是由根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)100而驅(qū)動(dòng)的，而不是由象圖2中電動(dòng)機(jī)64那樣的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。一個(gè)夾子102和一對(duì)扣件，其中一個(gè)扣件如參考號(hào)103所示，將電動(dòng)機(jī)100固定到底座60上。由電動(dòng)機(jī)100的軸106驅(qū)動(dòng)的蝸輪傳動(dòng)裝置104與齒輪74相嚙合，使平板76按雙箭頭78標(biāo)示的方向平移，電動(dòng)機(jī)100由一直流電壓供電，只要該電壓施加著，該電動(dòng)機(jī)就不停地以順時(shí)針或逆時(shí)針方向使軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的方向受所施加的直流電壓極性的控制。
圖4A至圖4E是直流電動(dòng)機(jī)107運(yùn)行時(shí)的部分示意圖。直流電動(dòng)機(jī)107包括了一個(gè)轉(zhuǎn)子電樞108和一對(duì)電刷110和112，直流電壓即施加在這兩電刷上。示圖中電樞108包括一個(gè)換向器114，它有5個(gè)槽，即116、118、120、122和124，換向器上纏繞了5個(gè)繞組126、128、130、132和134。如果在電刷110和112兩端施加一個(gè)固定的直流電壓或恒定的均方根值(RMS)直流電壓，如圖4A～4E所示，則會(huì)有一個(gè)正向電流從電刷110經(jīng)由部分或全部繞組126、128、130、132和134流向電刷112，這就使換向器114以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，通常如圖4A至圖4E中箭頭135所示。參考圖4A，可以見到在換向器114的這個(gè)位置，電流將流經(jīng)繞組126和128，通常如電流箭頭136和138所示，還流經(jīng)繞組130和132，通常如電流箭頭140和142所示。然而，電流并不流經(jīng)繞組134，這是由于電刷110下方的槽124所引起的短接。參考圖4B，換向器114已順時(shí)針轉(zhuǎn)過一足夠數(shù)量角度，并到達(dá)圖中所示的位置，此時(shí)電流流經(jīng)電樞108的每一個(gè)繞組，包括繞組134，通常如電流箭頭144所示，這是因?yàn)椴?24不再處于電刷110的下方。換向器按順時(shí)針繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至如圖4C。該點(diǎn)處繞組128短接，由此，因槽118位于電刷112下方，故無電流流經(jīng)繞組128。如圖中所示，電流流過電樞108的其他繞組。參考圖4D，換向器114繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖所示，電流將流經(jīng)電樞108的所有5個(gè)繞組，包括繞組128，如圖中電流箭頭138所示，這是因?yàn)椴?18不再在電刷112之下方。換向器114繼續(xù)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至圖4E的位置。此時(shí)，因槽122位于電刷110下方，故繞組132被短接。如圖所示，電流流經(jīng)電樞108的其他繞組。
圖5示出了圖4A至圖4E中直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電流隨時(shí)間變化的圖形。由圖5可見，換向器114旋轉(zhuǎn)時(shí)，電流值在兩個(gè)值間周期性地變化。較大值以圖5中的“2-2”表示，較小值以圖5中的“3-2”表示?！?-2”表示當(dāng)電流流經(jīng)電刷110和112上方兩個(gè)繞組及電刷110和112下方的兩個(gè)繞組時(shí)，正如圖4A、C、E中所示的那樣，由電刷110流向電刷112的總電流。“3-2”表示由電流流經(jīng)電刷110和112上方的三個(gè)繞組及電刷110和112下方的兩個(gè)繞組，如圖4B那樣，或流經(jīng)電刷110和112下方的三個(gè)繞組及電刷110和112上方的兩個(gè)繞組，如圖4D那樣，由電刷110流向電刷112的總電流。電流值在“3-2”情況下小于“2-2”情況下的原因是附加的繞組使電阻增加，對(duì)施加的某一直流電壓而言，電流值就降低。圖5中的“4A”、“4B”、“4C”、“4D”、 “4E”相應(yīng)于圖4A至圖4E所示的相應(yīng)位置。圖形146中的短劃線表示了對(duì)施加相同的固定直流電壓或恒定的均方根(RMS)直流電壓，從電刷110至電刷112附加的電流隨時(shí)間變化的曲線。
雖然直流電動(dòng)機(jī)107產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)性的電流隨時(shí)間變化的輸出，但該信號(hào)在任何給定的時(shí)間，檢測(cè)直流電動(dòng)機(jī)軸的位置時(shí)并無用處，但當(dāng)應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，控制系統(tǒng)中該信號(hào)是必要的。直流電動(dòng)機(jī)既可用于一個(gè)開環(huán)結(jié)構(gòu)也可用于一個(gè)閉環(huán)結(jié)構(gòu)。開環(huán)結(jié)構(gòu)中，只要直流電壓控制信號(hào)施加著，直流電動(dòng)機(jī)的軸就會(huì)旋轉(zhuǎn)，且當(dāng)信號(hào)去除后，軸還會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一段時(shí)間，直到旋轉(zhuǎn)軸的慣性得以阻尼衰減而停止。直流電動(dòng)機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)方向受控制信號(hào)的極性控制。對(duì)于這種開環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，精確的電動(dòng)機(jī)控制和受控裝置的定位是困難的，因?yàn)槊看慰刂菩盘?hào)施加時(shí)，軸并不轉(zhuǎn)動(dòng)一預(yù)定量。然而，對(duì)于利用直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)而言，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為基于直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)能更加有效地利用電力，因而運(yùn)行費(fèi)比用一個(gè)開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)更為節(jié)省，這是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電力并不象步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中那樣要中斷，以上在圖1和圖2中已對(duì)此作了闡述。目前直流電動(dòng)機(jī)也比步進(jìn)電動(dòng)機(jī)更便宜。
現(xiàn)已提出各種解決辦法來處理該定位問題，包括應(yīng)用制動(dòng)器和應(yīng)用閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。制動(dòng)器是安放在受控裝置路徑上的固定結(jié)構(gòu)，它能阻止裝置在特定方向上的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。然而，應(yīng)用制動(dòng)器可能會(huì)有困難，這里需要兩個(gè)以上控制位置，至于圖1至圖3中的服務(wù)臺(tái)，至少需要三個(gè)位置。
閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)利用一種反饋裝置，例如，編碼器、開關(guān)或測(cè)速計(jì)，以跟蹤受控制裝置的實(shí)際位置，實(shí)際位置經(jīng)反饋后與所需位置進(jìn)行比較。上述兩者間的差異，可以通過再發(fā)一個(gè)信號(hào)給電動(dòng)機(jī)，使軸旋轉(zhuǎn)直到受控裝置的位置合適時(shí)，便得以校正。該設(shè)計(jì)提供了精確的電動(dòng)機(jī)控制和受控裝置的定位，正如開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中那樣。這種閉環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是這些反饋裝置是昂貴的。這部分增加的費(fèi)用可能使這種閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的成本接近或超過開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的成本。
本發(fā)明的目的在于通過應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)獲得精確的電動(dòng)機(jī)控制和受控裝置的定位，并能與采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)所能達(dá)到的效果相比較，而同時(shí)在用直流電動(dòng)機(jī)控制時(shí)，為校正初始的不精確性，要避免采用多個(gè)昂貴的反饋控制系統(tǒng)。本發(fā)明通過在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)變化直流電動(dòng)機(jī)電樞電阻的辦法，實(shí)現(xiàn)了上述要求，當(dāng)直流電壓恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一周，直流電動(dòng)機(jī)電流至少重復(fù)變化兩次，或當(dāng)直流電流恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一周，直流電動(dòng)機(jī)的電壓至少重復(fù)變化兩次。在反饋中的這種變化被用來確定電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置。軸及受控裝置位置的任何不精確性由此得以校正。
圖6A至圖6K為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)146運(yùn)行時(shí)的部分示意圖。直流電動(dòng)機(jī)146包括電樞148和一對(duì)電刷150和152，直流電壓即施加于此兩電刷上。圖中所示之電樞148包括一個(gè)換向器154，它有5個(gè)槽，即156、158、160、162和164，電樞上還纏繞有4個(gè)繞組，即166、168、170和172。雖然，如圖中所示，繞組166、168、170和172的位置各自毗鄰槽156、158、160和162，但必須理解，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，繞組的位置可以不與電動(dòng)機(jī)槽毗鄰。與槽164相毗鄰的第5個(gè)繞組已從回路中拿走，例如，可通過將其切割以形成一個(gè)開路，或?qū)⑵鋸碾妱?dòng)機(jī)146個(gè)整個(gè)去除。由此便造成槽164處的開路。
如果當(dāng)一個(gè)固定的直流電壓或恒定的均方根(RMS)直流電壓施加在電刷150和152之間，如圖6A至圖6K所示，一個(gè)正向電流將通過繞組166、168、170和172的部分或全部，從電刷150流向電刷152，從而使電樞148順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，通常如圖6A至圖6K中箭頭174所示。參考圖6A，可以見到，在換向器154的這個(gè)位置，電流流徑繞組166和168，通常由電流箭頭176和178所示，且經(jīng)過繞組170和172，通常如電流箭頭180和182所示。造成這種電流的狀況是由于槽164在電刷150下方，并被其短接。參考圖6B，換向器154順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了一定數(shù)量并到達(dá)圖示的位置，由于槽164處的開路，使繞組166或168上沒有電流流過。然而，繞組170和172是有電流的，通常如電流箭頭180和182所示。換向器154以順時(shí)針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至如圖6C。在該點(diǎn)，由于槽164的開路，繞組166上沒有電流流過，又因?yàn)椴?58位于電刷152下方，繞組168也被短接。如圖所示，電流會(huì)不斷地經(jīng)由電樞148的繞組170和172流動(dòng)。參考圖6D，換向器154繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使電流流過電樞148的繞組168、170和172，如圖中所示，但由于槽164處的開路，繞組166上并無電流。換向器154的進(jìn)一步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)成如圖6E所示。在此位置，由于槽162位于電刷150的下方，繞組172被短接。由于槽164處的開路，電流不會(huì)流經(jīng)繞組166。如圖所示，電流流過電樞148的繞組168和170。電樞148的進(jìn)一步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)示于圖6F。在此位置，由于槽164處的開路，無電流流經(jīng)繞組166或172。如圖所示，電流不間斷地流經(jīng)繞組168和170。
當(dāng)換向器154繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并到達(dá)圖6G中所示的位置。在該位置，由于槽164處的開路，無電流流經(jīng)繞組172。因槽156位于電刷152下方，故繞組166被短接。電流不斷地流經(jīng)繞組168和170。換向器154繼續(xù)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至圖6H所示的位置。在該位置，由于槽164處的開路，無電流流經(jīng)繞組172。如圖所示，電流流經(jīng)繞組166、168和170。換向器154繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至圖6I所示的位置。在此位置，由于槽160位于電刷150下方，繞組170被短接，又因槽164處的開路，無電流流經(jīng)繞組172。如圖所示，電流不斷地流經(jīng)繞組166和168。進(jìn)一步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使電動(dòng)機(jī)146處于圖6J所示的位置。在該位置，由于槽164處的開，無電流流經(jīng)繞組170和172。如圖所示，電流不斷地流過繞組166和168。換向器154繼續(xù)順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)至圖6K所示的位置。在該位置，因槽164被電刷152短接，電流流經(jīng)所有的繞組。
圖7示出了圖6A至圖6K中所示的直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電流隨時(shí)間變化的曲線184。由圖7可見，當(dāng)換向器114旋轉(zhuǎn)時(shí)，電流值在三個(gè)值間周期性地變化。較大值由圖7中“2-2”所示，中間值為“0-2”，最小值為“0-3”。“2-2”示出了從電刷150至電刷152的總的電流值，此時(shí)電流流經(jīng)電刷150和152上方的兩個(gè)繞組和下方的兩個(gè)繞組，如圖6A和圖6K所示。“0-2”代表了從電刷150至電刷152的總電流值。此時(shí)，電流流經(jīng)電刷150和電刷152上方的兩個(gè)繞組或電刷150和152下方的兩個(gè)繞組，如圖6B、6C、6E、6F、6G、6I和6J所示?！?-3”代表了從電刷150至152的總電流值，此時(shí)，電流流經(jīng)電刷150和152上方的三個(gè)繞組或下方的三個(gè)繞組，如圖6D和6H所示。在“0-2”時(shí)的電流值小于在“2-2”時(shí)電流值，因?yàn)殡娏鲀H流過電動(dòng)機(jī)的一半。“0-3”時(shí)電流值小于在“0-2”時(shí)的電流值，因?yàn)楦郊拥睦@組增加了電阻值，當(dāng)施加直流電壓時(shí)，這將使電流減小。圖7中的“6A”、“6B”、“6C”、“6D”、“6E”、“6F”、“6G”、“6H”、“6I”、“6J”、“6K”與圖6A至圖6K中所示的位置分別相對(duì)應(yīng)。圖184中的虛線部分代表了對(duì)于施加相同的固定直流電壓或恒定的均方根(RMS)直流電壓從電刷150至152附加的電流隨時(shí)間的變化曲線。
對(duì)曲線184進(jìn)行觀察，可以明顯地見到電動(dòng)機(jī)146每旋轉(zhuǎn)半周就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)相當(dāng)大幅值的電流脈沖或稱為“尖峰脈沖信號(hào)”。這些“尖峰脈沖信號(hào)”提供了直流電動(dòng)機(jī)軸的位置指示，這便可用于進(jìn)行受控裝置的更為精確的定位，這種方法比單用直流電動(dòng)機(jī)可能獲得的精度更高，而且其定位精度還可以與用單獨(dú)的定位反饋裝置，例如，編碼器所能獲得的精度相比較。
圖8為依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)實(shí)際電流隨時(shí)間變化的輸出打印曲線190。曲線190是根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的具有三個(gè)槽的直流電動(dòng)機(jī)而形成的曲線，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在恒定直流電壓、每分鐘4000轉(zhuǎn)(rpm)且無載的條件下。由圖8可見，電流脈沖或稱為“尖峰脈沖信號(hào)”192、194、196、198、200和202以周期性的方式出現(xiàn)，每個(gè)尖峰脈沖均是三槽直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)半周的指示。
圖9中示出了一種閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)204，它采用了一個(gè)反饋生成裝置。系統(tǒng)204包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)受控裝置(未示出)的直流電動(dòng)機(jī)206和一個(gè)反饋裝置，在這種情況下，還有一個(gè)編碼器208，它是基于裝置的機(jī)械運(yùn)動(dòng)用于提供裝置實(shí)際位置的數(shù)據(jù)信號(hào)的，該裝置是受直流電動(dòng)機(jī)控制的。實(shí)際位置數(shù)據(jù)信號(hào)被反饋回去并與電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值進(jìn)行比較，該指令值來自于一種裝置，例如微處理器或控制器，這就是電動(dòng)機(jī)的控制定位，在圖9中用一個(gè)比較器210來表示。兩個(gè)信號(hào)間的任何差別即是位置誤差的指示，它被作為控制信號(hào)輸入至伺服機(jī)構(gòu)程序212中，該伺服機(jī)構(gòu)程序?qū)⑦@種控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)并校正任何定位誤差。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)214的示意圖。系統(tǒng)214包括一個(gè)如上所述的依據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)216，它被用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)受控裝置(未示出)。一個(gè)位置反饋裝置，象圖9中的編碼器208那樣的依靠機(jī)械運(yùn)動(dòng)的東西，在系統(tǒng)214中顯然是沒有了。如上所述，電動(dòng)機(jī)216具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置反饋信號(hào)(例如，一個(gè)包括很大幅值的電流脈沖，或稱“尖峰脈沖信號(hào)”的時(shí)變電流，或另一種情況為，包括很大幅值的電壓脈沖或稱“尖峰脈沖信號(hào)”的時(shí)變電壓)，該反饋信號(hào)是在電動(dòng)機(jī)中直接產(chǎn)生的，因此，由傳統(tǒng)的反饋生成裝置如編碼器、開關(guān)、測(cè)速計(jì)等所帶來的附加費(fèi)用便可省去。該位置信號(hào)在一個(gè)反饋回路中，由一個(gè)費(fèi)用相對(duì)較低的“特殊應(yīng)用積分電路”(ASIC)218進(jìn)行處理，以產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)指示，用于代表受控裝置位置或電動(dòng)機(jī)軸位置。該實(shí)際位置信號(hào)被反饋回去，并與某一裝置所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)的指令值相比較，產(chǎn)生指令值的裝置可以是一個(gè)微處理器或一個(gè)控制器，其作用是用于控制電動(dòng)機(jī)的位置，在圖10中用比較器220來代表。兩個(gè)信號(hào)之間的任何差別即代表位置的誤差，它被作為控制信號(hào)輸入至伺服機(jī)構(gòu)程序222中，該程序?qū)⒋丝刂菩盘?hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓(對(duì)于時(shí)變的電流位置信號(hào)而言)或一個(gè)恒定電流(對(duì)于一時(shí)變的電壓位置信號(hào)而言)，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)并校正任何位置誤差。
一個(gè)根據(jù)本發(fā)明采用閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)以控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的流程圖224示于圖11中。直流電動(dòng)機(jī)具有不平衡的繞組(即電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器槽數(shù)更少)。流程圖224包括了多個(gè)步驟，即產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)的指令值，用于使直流電動(dòng)機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)至需要的位置226以及產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)228，以代表直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置。如上所述，實(shí)際位置信號(hào)228是通過例如ASIC(特殊應(yīng)用積分回路)，從直流電動(dòng)機(jī)230電流的時(shí)變值中導(dǎo)出的。流程圖224還包括多個(gè)步驟即產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)232，它代表了電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值226和實(shí)際位置信號(hào)228之間的任何差別，還產(chǎn)生一個(gè)基于電動(dòng)機(jī)誤差信號(hào)232的直流電壓234，用于使直流電動(dòng)機(jī)的軸移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)新的實(shí)際位置，該新的實(shí)際位置更接近于所需的位置236。由直流電動(dòng)機(jī)電流的時(shí)變值所產(chǎn)生的新的實(shí)際位置信號(hào)228又被反饋回去，并與電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值226相比較，正如以上所述那樣，以使實(shí)際位置更接近所需的位置，最后通過不斷地反饋，實(shí)際位置就能達(dá)到所需的位置。
另一種流程圖238示于圖12中，這也是根據(jù)本發(fā)明采用閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)以控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的流程圖。直流電動(dòng)機(jī)有一個(gè)不平衡的繞組(即電流傳導(dǎo)繞組比換向器槽數(shù)少)。流程圖238包括以下多個(gè)步驟，即產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值以使直流電動(dòng)機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)至所需位置240和產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)242，其代表了直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置。實(shí)際位置信號(hào)242是由直流電動(dòng)機(jī)244的電壓時(shí)變值244而導(dǎo)出的，如據(jù)上所述由ASIC(特殊應(yīng)用積分回路)而導(dǎo)出。流程圖238還包括多個(gè)步驟，即生成電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)246，其代表了電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值240和實(shí)際位置信號(hào)242之間的任何差，以及根據(jù)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)246，生成一個(gè)恒定電流248，使直流電動(dòng)機(jī)軸移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)以達(dá)到一個(gè)更接近于所需位置250的新的實(shí)際位置。由直流電動(dòng)機(jī)時(shí)變電壓產(chǎn)生的新的實(shí)際位置信號(hào)242反饋回去，并與電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)的指令值240相比較，正如以上所述，使實(shí)際位置更接近所需位置。最后，通過這種不斷地反饋，實(shí)際位置將達(dá)到所需的位置。
雖然已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和解釋，但需清晰地理解，僅僅是通過說明和例子來實(shí)現(xiàn)的，而并非對(duì)此加以限制。例如，根據(jù)本發(fā)明，可以采用一個(gè)直流源來代替直流電壓以控制一個(gè)電動(dòng)機(jī)。對(duì)這種實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生一個(gè)時(shí)變電壓以表示電動(dòng)機(jī)軸或受控裝置位置。如上所述，該時(shí)變電壓可用于一閉環(huán)反饋系統(tǒng)。作為另一個(gè)例子，根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)混合式閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)和方法可以在直流電壓源和直流電流源間交替變化以控制根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)。這種系統(tǒng)和方法將設(shè)計(jì)成，當(dāng)直流電壓源可操作時(shí)，利用來自電動(dòng)機(jī)的時(shí)變電流以進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制，或當(dāng)直流電流源可操作時(shí)，利用來自電動(dòng)機(jī)的時(shí)變電壓以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。作為附加的例子，本發(fā)明可以應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)不僅限于所述的五極直流(例如，3極、7極、8極、9極或12極直流電動(dòng)機(jī)均可用)。另一個(gè)例子可作為上述的注釋，即本發(fā)明除了應(yīng)用在打印機(jī)構(gòu)外，還可應(yīng)用在其他地方。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)及范圍僅由下述的權(quán)利要求書中的各項(xiàng)予以限定。
權(quán)利要求
1.一種用于閉環(huán)控制系統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)，包括一個(gè)換向器，換向器包括多個(gè)槽且構(gòu)造成可以旋轉(zhuǎn)；多個(gè)繞組，電流傳導(dǎo)繞組的數(shù)量比換向器槽數(shù)少；多個(gè)電刷，這些電刷將構(gòu)造成當(dāng)有一直流電壓施加在電刷兩端時(shí)，電流至少在一個(gè)電流傳導(dǎo)繞組中流動(dòng)，并使換向器旋轉(zhuǎn)，其中，隨著換向器的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電刷兩端連續(xù)地施加直流電壓時(shí)，將會(huì)有不同數(shù)量的電流傳導(dǎo)繞組上有電流流過，該數(shù)量是在全部電流傳導(dǎo)繞組與至少一個(gè)電流傳導(dǎo)繞組之間周期性地變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征為在電流傳導(dǎo)繞組中流動(dòng)的電流隨時(shí)間而變化，其幅值在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值和小于中間值的低值這三者之間變化，此外，該最大值是電動(dòng)機(jī)位置的指示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，還包括一個(gè)軸，該軸與換向器相連，由此，當(dāng)換向器旋轉(zhuǎn)時(shí)便使軸旋轉(zhuǎn)，其中，電流傳導(dǎo)繞組中流過的電流隨時(shí)間而變，并作為軸的位置的指示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電動(dòng)機(jī)，其特征為每當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)180°，在電流傳導(dǎo)繞組中流過的電流會(huì)有一個(gè)最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其中，繞組數(shù)對(duì)應(yīng)于換向器槽數(shù)，但其中一個(gè)繞組對(duì)電流而言成開路，由此有電流流過的繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其中繞組數(shù)相當(dāng)于比換向器槽數(shù)少的某數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動(dòng)機(jī)，其中電流傳導(dǎo)繞組其位置毗鄰換向器槽。
8.一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，該直流電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)不平衡的繞組和一個(gè)軸，該直流電動(dòng)機(jī)將構(gòu)造成，當(dāng)直流電壓施加在電動(dòng)機(jī)上時(shí)，會(huì)使軸旋轉(zhuǎn)，且產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的電流，該電流值在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值和小于中間值的低值這三者之間變化，最大值是電動(dòng)機(jī)軸位置的指示；一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源，該電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值，以使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)到所需之位置。一個(gè)反饋回路，其構(gòu)造成能產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，該信號(hào)代表了直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置，該實(shí)際位置信號(hào)是由電流的時(shí)變值而導(dǎo)出的，該反饋回路還要構(gòu)造成能產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表了在電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)之間的任何差異，一個(gè)直流電壓源，該直流電壓源連接到該直流電動(dòng)機(jī)；其中，電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)連接到直流電壓源，并根據(jù)該電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，以校正任何直流電動(dòng)機(jī)軸所需位置中的誤差。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源包括一個(gè)微處理器和一個(gè)控制器中的一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中反饋回路包括一個(gè)特殊應(yīng)用積分回路(ASIC)，它設(shè)計(jì)成能根據(jù)電流的時(shí)變值生成實(shí)際位置信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中反饋回路還包括一個(gè)比較器，其構(gòu)造成能生成電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表了在由電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)之間的任何差異。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)連接到電動(dòng)機(jī)軸的打印機(jī)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中直流電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)換向器，該換向器具有多個(gè)槽，并構(gòu)造成可以旋轉(zhuǎn)；多個(gè)繞組，電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中繞組數(shù)對(duì)應(yīng)于換向器槽數(shù)，此外，其中一個(gè)繞組對(duì)電流形成開路，以使電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中繞組數(shù)相當(dāng)于比換向器槽數(shù)少的某數(shù)。
16.一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，該直流電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)不平衡的繞組和一個(gè)軸，該直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造成當(dāng)一個(gè)恒定電流施加于電動(dòng)機(jī)時(shí)，就使軸旋轉(zhuǎn)，并在直流電動(dòng)機(jī)兩端造成一個(gè)電壓降，該電壓降隨時(shí)間變化，且在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值和小于中間值的低值這三者之間變化，該最大值即電動(dòng)機(jī)軸位置的指示，一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源，該電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值，以使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)至所需位置；一個(gè)反饋回路，它構(gòu)造成能產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，該信號(hào)代表了直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置，實(shí)際位置信號(hào)是由時(shí)變的電壓值導(dǎo)出的，該反饋回路還構(gòu)造成能產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表了在由電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)之間的任何差異；一個(gè)恒定電流源，該恒定電流源與直流電動(dòng)機(jī)相連；其中，電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)連接至恒定電流源，并基于該電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，以校正直流電動(dòng)機(jī)軸所需位置的任何誤差。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源包括一個(gè)微處理器和一個(gè)控制器中的一個(gè)
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中反饋回路包括一個(gè)特殊應(yīng)用積分回路(ASIC)，該回路設(shè)計(jì)成能基于時(shí)變的電壓值產(chǎn)生實(shí)際位置信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中反饋回路還包括一個(gè)比較器，該比較器構(gòu)造成能產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表了由電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)源產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)之間的任何差異。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，還包括一個(gè)連到馬達(dá)軸的打印機(jī)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中直流電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)換向器，該換向器具有多個(gè)槽，并構(gòu)造成能旋轉(zhuǎn)；多個(gè)繞組，電流流過的繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中繞組數(shù)對(duì)應(yīng)于換向器槽數(shù)，此外，其中一個(gè)繞組對(duì)電流開路，由此使電流傳導(dǎo)繞組數(shù)比換向器槽數(shù)少。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中繞組數(shù)相當(dāng)于比換向器槽數(shù)少的某數(shù)。
24.一個(gè)打印機(jī)構(gòu)，它具有一個(gè)能產(chǎn)生位置反饋信號(hào)的直流電動(dòng)機(jī)，包括一個(gè)打印頭，用于打印一個(gè)圖像；一個(gè)打印介質(zhì)處理系統(tǒng)，用于通過一打印區(qū)供給打印介質(zhì)；一個(gè)滑動(dòng)架，打印頭即安置在其上，該滑動(dòng)架構(gòu)造成能在整個(gè)打印區(qū)內(nèi)移動(dòng)；一個(gè)具有一根軸的直流電動(dòng)機(jī)，該直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造成當(dāng)一直流電壓施加在電動(dòng)機(jī)時(shí)，便使該軸旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生一個(gè)時(shí)變的電流，該電流在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值和小于中間值的低值這三者之間變化，該最大值即為電動(dòng)機(jī)軸位置的指示；一個(gè)連接到直流電動(dòng)機(jī)的反饋回路，該回路利用時(shí)變的電流值，以校正值直流電動(dòng)機(jī)軸定位時(shí)的任何不準(zhǔn)確性。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的打印機(jī)構(gòu)，其中直流電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)不平衡繞組。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的打印機(jī)構(gòu)，其中打印頭包括一個(gè)噴墨打印頭，還包括一個(gè)為噴墨打印頭服務(wù)的服務(wù)臺(tái)，該直流電動(dòng)機(jī)軸連接至該服務(wù)臺(tái)以控制其運(yùn)行。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的打印機(jī)構(gòu)，其中直流電動(dòng)機(jī)的軸連到打印介質(zhì)處理系統(tǒng)和控制其運(yùn)行的滑動(dòng)架這兩者中的一個(gè)。
28.一種打印機(jī)構(gòu)，它具有一個(gè)能產(chǎn)生位置反饋信號(hào)的直流電動(dòng)機(jī)，包括一個(gè)打印頭，用于打印一個(gè)圖像；一個(gè)打印介質(zhì)處理系統(tǒng)，用于通過打印區(qū)供給打印介質(zhì)；一個(gè)滑動(dòng)架，打印頭即置于其上，該滑動(dòng)架構(gòu)造成可在整個(gè)打印區(qū)移動(dòng)；一個(gè)具有一根軸的直流電動(dòng)機(jī)，該直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造成當(dāng)施加一個(gè)恒定電流于電動(dòng)機(jī)時(shí)，就使軸旋轉(zhuǎn)，并在直流電動(dòng)機(jī)兩端造成一個(gè)電壓降，該電壓降隨時(shí)間變化，且在最大值、一個(gè)小于最大值的中間值和小于中間值的低值這三者間變化，該最大值即為電動(dòng)機(jī)軸位置的指示；一個(gè)連到直流電動(dòng)機(jī)的反饋回路，該反饋回路利用時(shí)變的電壓值以校正直流電動(dòng)機(jī)軸定位時(shí)的任何不精確性。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的打印機(jī)構(gòu)，其中直流電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)不平衡繞組。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的打印機(jī)構(gòu)，其中打印頭包括一個(gè)噴墨打印頭，還包括一個(gè)為噴墨打印頭服務(wù)的服務(wù)臺(tái)，直流電動(dòng)機(jī)的軸連接到該服務(wù)臺(tái)并控制其運(yùn)行。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的打印機(jī)構(gòu)，其中直流電動(dòng)機(jī)軸連到打印介質(zhì)處理系統(tǒng)和控制其運(yùn)行的滑動(dòng)架這兩者中的一個(gè)。
32.一種以閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的方法，該直流電動(dòng)機(jī)具有一不平衡繞組，該方法包括如下步驟產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值，以使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)到所需之位置；產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，其代表直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置，該實(shí)際位置信號(hào)是由直流電動(dòng)機(jī)的電流時(shí)變值導(dǎo)出的；產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該信號(hào)代表了電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值和實(shí)際位置信號(hào)間的任何差異；產(chǎn)生一個(gè)基于電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)的直流電壓，以使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)至所需位置。
33.一種以閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)控制直流電動(dòng)機(jī)軸位置的方法，該直流電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)不平衡繞組，該方法包括如下步驟產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值，以使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)至所需位置；產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際位置信號(hào)，該信號(hào)代表了直流電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際位置，該實(shí)際位置信號(hào)是由直流電動(dòng)機(jī)電壓的時(shí)變值導(dǎo)出的；產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)代表了在電動(dòng)機(jī)位置信號(hào)指令值與實(shí)際位置信號(hào)之間的任何差異；產(chǎn)生一個(gè)基于電動(dòng)機(jī)位置誤差信號(hào)的恒定電流，以使直流電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)至所需位置。
全文摘要
一種用于閉環(huán)控制系統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī),包括旋轉(zhuǎn)的換向器,該換向器具有多個(gè)槽,多個(gè)繞組,有電流流過的繞組數(shù)相當(dāng)于比換向器槽數(shù)少的某數(shù),還具有多個(gè)電刷,當(dāng)在電刷兩端施加一直流電壓時(shí),使至少一個(gè)繞組中有電流流過,由此使換向器旋轉(zhuǎn)。在電刷兩端連續(xù)地施加直流電壓,隨著換向器連續(xù)地旋轉(zhuǎn),電流將在數(shù)目變化的電流傳導(dǎo)繞組中流過,該數(shù)目周期性地在全部電流傳導(dǎo)繞組和至少一個(gè)電流傳導(dǎo)繞組之間變化。
文檔編號(hào)H02K23/26GK1193837SQ98104029
公開日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1998年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月31日
發(fā)明者丹尼爾·蘭德 申請(qǐng)人:惠普公司