JPS63276204A - アクチユエ−タ制御装置 - Google Patents

アクチユエ−タ制御装置

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JPS63276204A
JPS63276204A JP62110683A JP11068387A JPS63276204A JP S63276204 A JPS63276204 A JP S63276204A JP 62110683 A JP62110683 A JP 62110683A JP 11068387 A JP11068387 A JP 11068387A JP S63276204 A JPS63276204 A JP S63276204A
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JP
Japan
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temperature
time
actuator
register
control
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Application number
JP62110683A
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English (en)
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Tetsuya Kawanabe
哲也 河鍋
Masanori Kaneko
雅則 金子
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば電磁ソレノイドのようなアクチュエー
タの駆動を制御するアクチュエータ制御装置に関する。
[従来の技術] アクチュエータはあらゆる出力装置における機構制御に
欠かせない。例えは印刷装置では、印字機構の構成にお
いて、パルスモータ、電磁ソレノイド又はDCモータ等
にアクチュエータは不可欠である。これらのアクチュエ
ータは例えば駆動回路により電流または電圧等で電気的
に駆動される事が多い。
アクチュエータを例えば電気駆動すると、アクチュエー
タのインピーダンスにより、アクチュエータは発熱する
。この発熱により、アクチュエータ自身、更にはその周
辺部分の焼損及び性能低下等をまねくことがある。そこ
で、発熱を抑制して上記不都合を防止する為に、アクチ
ュエータの発熱温度を例えば、温度ヒユーズ、温度セン
サー等で感知し、その出力に応答して例えば電気的に駆
動回路を遮断するようにする。例えば、所定以上の温度
に達すると駆動回路を遮断せしめる温度フェーズを設け
たり、若しくは温度センサ等により発熱温度を検出し、
高温になれば駆動回路を遮断するようにしたりして、ア
クチュエータ等の保護等を行っていた。
[発明が解決しようとしている問題点]しかしながら、
上述したような従来例では、アクチュエータ等の温度感
知及び温度上昇を抑制するための温度ヒユーズ、温度セ
ンサーのようなデバイスを付加するために、かかる出力
装置のコストが高価になる欠点があった。
また、前記温度ヒユーズ、温度センサー等の動作特性上
、これらの部材はアクチュエータに近接して付加する必
要がある。例えば、パルスモータのように電磁巻線が筐
体内に構成される場合、電磁巻線部分に近接して前記デ
バイスを付加する必要があるわけであるが、その構造上
、場合によっては上記デバイスの付加が困難となる欠点
があった。
また、温度ヒユーズ等のデバイスはその動作特性上、検
出および遮断温度等のバラツキや、それ自体の経年劣化
が多く、かかる制御機器の信頼性、安全性が低減すると
いう欠点があった。
本発明は上記従来の問題点を解決するために提案された
ものでその目的は、アクチュエータの動作時間、非動作
時間に対応して細かい駆動制御を行なうアクチュエータ
制御装置を提供するところにある。
[問題点を解決するための手段及び作用]上記課題を達
成するための本発明の構成は、アクチュエータの駆動を
制御するアクチュエータ制御装置において、アクチュエ
ータを駆動する駆動手段と、前記アクチュエータの動作
時間と非動作時間のいずれか一方、若しくは両方を計時
するタイマ手段と、上記動作時間の値と非動作時間の値
のいずれか一方、若しくは両方に基づいて、前記アクチ
ュエータの駆動を制御する制御手段とを有することを特
徴とする。
[実施例] 以下添付図面を参照して、本発明に係る実施例を詳細に
説明する。
(実施例装置の概略〉 第1図は、本発明のアクチュエータ制御装置をタイプラ
イタ等の出力装置に適用した場合のその出力装置の機能
系統を説明する概略図である。
1はプラテン、2は印字用紙、12はプラテンと平行に
8動可能で、印字手段を搭載したキャリッジである。こ
のキャリッジは、出力装置本体に固定された軸13と本
体フレーム15の一端面15eに保持されている。
7は印字の為の活字を有し、キャリッジ12上に搭載さ
れて、ホイールモータ18によって駆動される活字ホイ
ールである。9はインクリボンで、リボンカセット8内
に収納され、その一部がリボンカセット外に引き出され
、活字ホイールを印字用紙2の間に回動されている。1
0は印字ハンマーであって、キャリッジ内の不図示のソ
レノイドによって付勢され活字ホイールに背面より打撃
を与えてインクリボン9を介して印字用紙上に印字を行
なう。17はキャリッジモータで、歯車により減速した
のちキャリッジベルト16を介してキャリッジ12を駆
動する。
19はフィードモータで、紙送り、リボン送り等の制御
を行う。常時、図示の歯車、ベルト等を介して異形々状
(非円形断面)をしている制御棒14に駆動力を伝える
。制御棒14は摺動可能にキャリッジ12の内部を貫通
すると共に、キャリッジ12内の後述するギアを介して
インクリボンの巻取り制御、インクリボンの上下方向の
シフト制御、さらに印字された文字の修正を可能にする
修正リボンの制御等をつかさどっている。
20はクラッチソレノイドで、フィードモータ19から
制御棒14へ駆動力を伝える歯車をスライドさせる。ク
ラッチソレノイド20がオン状態においては、フィード
モータ19の駆動力がプラテン1に伝えられる。従って
、クラッチソレノイド20はフィードモータ19の駆動
力をキャリッジ内のリボンコントロールに使用するか、
プラテンを駆動するかを選択する事ができる。又、21
はプラテン1をマニュアルにて駆動せしめる為のプラテ
ンノブである。
40はプラテンディテント機構部であって、プラテン1
と同軸状に保持された三角形状の歯にバネ部材41が係
合することにより、フィードモータ19がクラッチ機構
によって切り離されプラテン1がフリーな状態になって
も、このプラテンディテント機構によってプラテン1の
不必要な回転を防止すると共に、マニュアルによりプラ
テン1をフィードする場合、ある一定量間隔で送る事を
可能にしている。
第2図は、クラッチソレノイド20をキャリッジ12側
から見た斜視図である。クラッチソレノイド20.クラ
ッチ歯車23、リボン歯車24、プラテン歯車25、リ
ボンベルト26、及びフィードモータ19の配置が表わ
されている。以下にクラッチソレノイド20の動作を詳
述する。タラチソレノイド20は例えば電磁ソレノイド
であり、その役目はフィードモータ19の駆動力を、リ
ボンコントロールに使用するようにキャリッジ12に伝
えるか、駆動用にプラテン1に伝えるかを選択する事が
できる。即ち、クラッチソレノイド20は後述する制御
手段により動作し、−クラッチソレノイド20のオフ時
は、フィードモータ19の駆動力を、クラッチ歯車23
、リボン歯車24及びリボンベルト26等を介し、制御
棒14に伝達できるようになっている。また、クラッチ
ソレノイド20のオン時は、矢印22方向にクラッチ歯
車23をスライドし、フィードモータ19の駆動力を、
クラッチ歯車23とプラテン歯車25とを介してプラテ
ン1に伝達し、用紙2を送る事ができるようになってい
る。
〈アクチュエータの種類〉 以上説明した出力装置の構成は一例ではあるが、かかる
出力装置に使用されるアクチュエータには、例えば: タラツチソレノイド20、 フィードモータ19、 ハンマ10用のソレノイド(不図示)、キャリッジモー
タ17、 選字モータ(不図示) 等のように多数必要である事がわかる。これらは電流と
磁気、磁気と磁気との相互作用に基づいたアクチュエー
タであり、アクチュエータの一例に過ぎない。以下に、
上記の出力装置における、電磁ソレノイド等のアクチュ
エータの温度管理手法を詳述する。
〈アクチュエータの温度特性〉 第3図は、アクチュエータ例としての第2図で示したタ
ラツチソレノイド20の、動作時(オン時)における昇
温特性のグラフ50と、停止時(オフ時)における放熱
特性を示したグラフ51である。X軸は時間、Y軸は温
度であり、グラフ50は動作持続時間に対する昇温特性
、グラフ51はアクチュエータ停止後の経過時間に対す
る放熱特性を示している。例えば、動作開始温度が20
℃であり動作時間が1秒間であれば、動作終了時の温度
は46℃であることが、昇温特性50より求める事がで
きる。また、アクチュエータ停止時の温度が46℃であ
り、停止時間が1秒であれば、停止後のアクチュエータ
動作開始時点での温度は放熱特性51から、35℃であ
ることがわかる。
このような昇温、放熱特性は、実際にアクチュエータを
動作させて、例えば温度測定を行うことにより得ること
ができる。そして、上記特性の記憶は、所定幅の温度上
昇(降下)に対して必要な時間をテーブル状に記憶する
(第8図)。
〈アクチュエータの温度管理〉 さて、本実施例によるアクチュエータの温度管理制御は
、アクチュエータの動作開始時温度(または停止開始時
温度)と、その動作継続時間(または停止継続時間)と
から上昇温度(加工温度)を演算して予測したアクチュ
エータの動作中(または、停止中)の温度に基づいて行
う。一方、上記出力装置における種々の制御においては
、時間計数器、例えばタイマ装置等を備えていることが
多い。第1図等の出力装置においても、後述する制御論
理回路にタイマを備えている。そこで、これらの時間係
数器を利用して上記時間を計測するのである。このよう
にして温度に応じて(経過時間に応じて)アクチュエー
タの駆動制御を行なう。
更に、アクチュエータは高温で長時間動作させると焼損
等の致命的故障若しくは性能低下等の不都合が多く見ら
れる。そこで、出力装置の制御に用いられている上記タ
イマ等により、アクチュエータの駆動を制御すると共に
、アクチュエータの温度が焼損等の恐れがある80℃以
上の状態で、一定時間以上の継続することの予測も可能
であり、アクチュエータ及び出力装置の焼損及び性能低
下等の防止ができる。
第4図に、タラツチソレノイド20をアクチュエータの
例とした場合の温度管理例を示す。まず初期温度はC8
である。アクチュエータ(ソレノイド20)がT0〜T
3区間で動作(オン)状態であったとすると、第3図に
示した特性に従って、その動作終了時はC1である。T
1〜T7区間で停止(オフ状態)であると温度はC2に
下がり、再びT2〜T3区間動作であれば、C5に上が
る。又、T3〜T4区間で停止であればC4になる。
このような温度変化は、前述したようにアクチュエータ
の昇温特性、放熱特性に従う。前述したように、第3図
の温度特性を、一定幅の温度変化(Δd)に対する経過
時間としてテーブル状に記憶すると、経過時間(動作持
続時間若しくは停止継続時間)から、現在のアクチュエ
ータの温度を予測できる。即ち、第4図のように、動作
、停止が複雑に交互に繰り返されても、夫々の区間にお
いては、第3図に示した昇温特性若しくは放熱特性に従
うから、時々刻々の温度変化を予想できることになる。
この温度変化の予測からアクチュエータの温度管理が可
能である。
〈温度管理制御系の構成〉 次に、このようなアクチュエータの温度管理を行う出力
装置の制御系の構成と動作について説明する。第5図は
制御回路のブロック図であり、又、第6図は制御回路ブ
ロック図における制御論理回路61の詳述な構成である
制御論理回路は、MPU (マイクロ・プロセッシング
・ユニット)66、ROM (リード・オンリー・メモ
リ)67、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)68
、タイマ69、及び入出力拡張回路70等から構成され
、各々はMPUバスにより接続されている。
かかる回路構成によりMPU66は、ROM67にあら
かじめ収納されているマイクロ・インストラクションに
従って演算制御を実行し、入力制御回路60とのデータ
受は渡しを実行し、及び印字制御回路62との入出力制
御を行う。タイマ69はMPU66からの制御により、
基準時間情報の発生、経過時間の測定又は、タイマ制御
条件に従った割り込み要求(INT)を発生し、制御論
理回路の実時間制御を行う。なおROM67には、後述
の各制御フローチャートで表わされるプログラムが格納
されている。
第5図の制御回路において、入力制御回路60は例えば
キーボード入力装置でもよく、キーボード操作を認識し
、マイクロコード化したキーボード操作情報を制御論理
回路61に提供する。制御論理回路61はこの入力情報
により、あらかじめ設定された制御シーケンスに従い、
入出力回路を通して各ドライバ回路63〜64を介して
、前述のプラテン1または制御棒14を回動させるフィ
トモータ19、フィード・モータの駆動動力伝達を切変
えるクラッチ・ソレノイド20、印字ハンマ18及び活
字輪7を回転する選字モータなと、その他の機構の駆動
源やセンサを駆動して全体として印字動作を行わせる。
なお、第6図に示すように、ROM67には、第3図の
温度変化特性を記憶したテーブル71(第8図)が設け
られており、また、RAM68には前述の温度状態等を
記憶するレジスタ群72が設けられている。
第7図は、レジスタ群72の構成要素を詳述したもので
ある。これらの各レジスタは後述の制御手順において使
用されるものであり、 予想現在温度を温度管理単位Δdの整数倍値で記憶する
温度レジスタ73と、 予想現在温度がΔdの整数倍値にならない時に温度補正
比を記憶するための補正比レジスタ74と、 予想現在温度が異常温度(例えば80℃以上)状態にあ
る時間を格納する異常温度時間レジスタ75、 そして、動作時間または停止時間の残り時間を記憶する
残り時間レジスタ76等で構成されている。
く温度特性テーブル〉 第8図は、ROM67の温度特性テーブル71の構造を
詳述したものである。その(a)図は、かかるアクチュ
エータ動作時の温度管理を行う為の温度変化情報であり
、(b)図はかかるアクチュエータ停止時の温度管理を
行う為の温度変化情報である。即ち、(a)は、温度管
理単位である66度の温度上昇に要するアクチュエータ
の動作時間を温度管理単位Δd度きざみに記憶してあり
、例えば、60度より66度上昇させるのに必要なアク
チュエータの動作時間はΔUo時間である。600時間
が経過すると、その温度はdo+Δdとなる。d+=(
do+Δd)度とする。
このようにすると、一般的に、d n+1度=(dn+
Δd)度と表わせる。従って、このテーブル71から、
現在の温度がdn度であるときに、アクチュエータを6
6度の温度上昇させるのに必要な動作時間ΔUnを参照
できる構造になっている。換言すれば、dnの温度から
6011時間経過後は△dだけ温度が上昇するというこ
とである。
(b)は、温度管理単位の66度だけ温度降下するのに
要する時間を、温度管理単位Δdきざみに記憶してあり
、例えば42度より66度だけ降下(放熱)するに要す
る時間は、602時間であり、この602時間だけアク
チュエータが停止したまま経過すると、その温度はd2
−Δdとなる。ここで、d1度=(d2−Δd)度とす
る。
一般的に、dn−1度= (dn−Δd)度である。
従って(a)の場合と同様に、現在の温度がd。
度であるときに、アクチュエータを66度の温度降下さ
せるのに必要な停止時間ΔCoを参照できる構造になっ
ている。換言すれば、dnの温度から△Cn時間経過後
は△dだけ温度が下降しているということである。
〈温度管理の概要) 第9図は、クラッチソレノイド20を一定時間動作させ
、その後停止した場合における、動作時間及び停止時間
に対する温度変化のようすを示したもので、図示のよう
に、例えば動作状態をT。N時間続け、次に停止状態を
T 0.、時間続けた場合の温度管理を説明する。
通常、動作状態及び停止状態を制御する時間は、かかる
装置の機構制御条件に関係するものであり、任意に設定
されることが多い、一方、昇温及び放熱特性は例えば、
第9図に示すように、その動作及び停止時間に対する温
度の軌跡(特性)は1次関数のような線形の比例関係に
はならないものが多い。しかし、温度管理をするにおい
ては前述したように、温度管理単位を例えばΔdと−定
幅にする事により、前述した温度変化情報をテーブル7
1より参照するのに都合がよい。
そこで第9図において、成る時点の温度をdn度とし、
その温度より66度の温度上昇させるのに要する時間を
ΔUnとすると、アクチュエータの総動作時間T。Nは
、 TON=ΔU0+ΔUl+ΔU2・・・=ΣΔU1 である。一方、温度dnより66度の温度降下するのに
かかる時間をΔCn−1時間とすると、その総停止時間
T。、は、 TOFF=ΔCS+ΔC4+ΔC3+・・・=ΣΔC1 である。即ち、第9図に示すように、各△Un若しくは
ΔCnに対応する温度間隔は等間隔であるから、アクチ
ュエータの温度は66度の整数倍で管理をすることが出
来ることになる。
く精細温度管理制御〉 しかしながら、前述したようにアクチュエータの動作及
び停止時間は任意に設定せしめる方が望ましい。即ち、
任意の時間のアクチュエータ駆動(若しくは停止)によ
る温度上昇(若しくは下降)は△dの整数倍で表わすこ
とはできない場合があるから、そのような場合に温度管
理単位Δd度未満の温度変化を制御する必要性、即ち、
そのような66未満の温度変化が生れるようなアクチュ
エータの動作、停止が必要となるときはどうするかとい
う制御が必要になる。何故なら、このような第9図の7
7.79の如き時間区間は、66未満の温度変化が発生
するために、温度特性テーブル71には前もって格納す
ることはできないからである。
この66度未満の温度変化を制御するためには、例えば
66度未満の温度を切り捨て若しくは切り上げして補正
する方法(第一の方法)、又、例えば66度未満の温度
をΔdとの比率で補正する方法(第二の方法)等が考え
られる。
しかし、前者の第一の方法は、その温度管理単位を第8
図以上に更に十分に小さくしなければ、実際の温度と管
理温度との誤差量が大きくなる恐れがあり、また温度管
理単位を十分に小さくすれば、この誤差量を無視するこ
とは可能であるが、逆に前述したテーブル71のデータ
量が比例して増加してしまう問題があるので適当ではな
い。
後者の第二の方法では、第9図に示した如く、TONA
程の最後若しくはT。22過程の最後での「残り時間」
は夫々、 TON−ΣΔU+  (=ΔU、°とする)。
T orr−ΣΔCt−+  (=へC6°とする)で
ある。この区間が第9図の77.79に相当するのは前
述した通りである。温度d5から更に△dだけ温度上昇
するのに要する時間はΔU5であり、逆に、温度dBか
ら△dだけ下降するのに要する時間はΔC6である。と
ころで、△U5.△C6はテーブル71に与えられてい
る。この場合、区間Δu 、 l及びΔcalは短時間
という前提のもとに、その温度特性の勾配はそれ程度化
がないものと考えて%TONからT。rrになる時点で
の温度ctxを線形補間により求めるのである。第16
図を参照して、dXは、 と与えられる。
温度上昇の場合は、△U5”が経過すると、どの−位の
温度(=ax −ds )が上昇するかが問題であった
が、アクチュエータがオフしたときは、d8からdsに
降下するまでにどの位の時間が必要であるかが問題とな
る。何故かというと、第8図(b)の放熱特性テーブル
は、既知の温度から△d降下するのにかかる時間を記憶
することはできても、不定のの温度dXから△dだけ降
下するのに要する時間を前もって放熱特性データとして
テーブル71に記憶しておくことは、データ量の膨大さ
故困難であるからである。
そこで、放熱時は逆に△C6゛を計算することが問題に
なるのである。第16図において、閉曲線APQとCR
Sとは略三角形と考えることができる。両三角形におい
て線分BOは共通だから、dX−ds =線分BO 去÷    やや 即ち、 である。温度特性テーブル71から、ΔU5.△C6は
既知であり、△U、゛は、ToN過程の最後の残り時間
であるから既知である。従って、である。上式の意味す
るところは、アクチュエータがオンからオフに変化する
ときは、TON過程の最後で、比ΔU s’/ΔU5を
求め、保持しておき、Tor濾過濾過量初で、この値か
らΔC6°を求める。この△C6゛をタイマにセットす
ると、この時間が経過すると、温度はdxだけ降下し、
dsになる。d、以降の温度変化はテーブル71の参照
により管理可能となるのである。
この関係は、アクチュエータがオフ状態からオン状態に
8行するときも全く同じであるので、そのまま適用でき
る。但し、このT07.過程からTON過程に6行する
場合は、dX等を計算する式の形が後述するように若干
異なるものとなる。かくして、アクチュエータの状態が
変化するときに、変化直前に上記比を計算して保持して
おき、この比を用いて、変化後の最初の時間区間の長さ
を演算するのである。以下の説明では、上記比を便宜上
「補正比」なる用語を用いて表わす。
かくして、テーブル71に格納されたテーブルデータの
精度以上の細かな温度管理制御が可能となる。
なお、後述の第11図以下の制御手順では後者の第2の
手法で、△d未満区間のための温度補正を行っている。
第9図に示す例に即して、本実施例の温度管理制御手順
の概要を以下に説明する。
まず、クラッチソレノイド20を動作(オン)状態とす
る。そして、ソレノイド20の動作すべき総時間TON
を、残り時間レジスタ・76に記憶する。なお、初期設
定として温度レジスタ73にはtio度を示す値、補正
比レジスタ74には、補正比=1を示す値があらかじめ
格納されている。補正比=1とは、60度なる温度はテ
ーブル上に対応するデータが存在するような温度である
ということである。
アクチュエータを動作してから、アクチュエータの温度
監視を行なう、そこでまず、温度レジスタ73を参照し
て現在温度を知り、その値に従つて温度特性テーブル7
1を参照して、66度の温度上昇に要する時間ΔU0を
知る。次に、このΔU0よりも残り時間レジスタ76の
内容の方が大であれば、レジスタ76から600時間値
を引き、その差を残り時間レジスタ76に記憶して更新
しておく。
タイマ69にΔUo時間を設定する。こうして66度だ
け温度が上昇する時間ΔU0の経過を待つ。その時間経
過後に、温度レジスタ73に66度を加算し、その和を
温度レジスタ73に記憶して更新する。
次に、再び前記同様にして、テーブル71を参照し残り
時間レジスタ76の更新を行い、601時間経過後に、
温度レジスタ73を更新する。この動作をΔU2、ΔU
3、ΔU4時間経通するまで続ける。
604時間が経過すると、温度レジスタ73は65度に
、残り時間レジスタ76は(TON−ΔUl−ΔU2−
ΔU、−ΔU4)になっている。
この時、残り時間レジスタ値76と、63度からざらに
Δd度温度上昇するのに要する時間ΔU。
を比較すると、残り時間レジスタ76の方が小さい。こ
のときの残り時間レジスタ76の値を△U、°(第9図
の77)とする。
そこで、この△US°の値をタイマ69に設定し、同時
に、上記ΔU、°に対応する残り時間レジスタ76の値
の比率を求める。これが前述した線形補間の比率に相当
する。そこで、この値を補正比レジスタ74に記憶し、
残り時間レジスタ76を0“とする。
そして、設定時間△u 、 lの経過後に、所定の動作
が終了したのでタラツチソレノイド20を停止(オフ)
状態にする。こうして、アクチュエータはT。N時間動
作して停止した。
次に停止後の温度管理制御の概略を第9図の例に即して
説明する。
停止すべき総時間T OFFを残り時間レジスタ76に
記憶する。
温度上昇時の最後の時点の区間77が、上述の線形補間
の必要な区間であったことは、補正比レジスタ74の補
正比が“1″でな、いことから知れる。そこで、第9図
の破線で示した下降カーブに従って、温度66度から温
度下降した場合を考える。即ち、第16図で説明したよ
うに、66度より66度の温度降下するに要する時間Δ
CBを前述のテーブル71から参照し、その値ΔC6に
補正比レジスタ7゛4の値を掛け、その積の値Δcs”
(時間区間78に対応)をタイマ69に設定する。そし
て同時に、残り時間レジスタ76より時間78を引き、
その差を残り時間レジスタに記憶して、補正比レジスタ
74を補正直後である事を示す値に更新しておく。
△c 、 1時間の経過後に補正直後であるので、温度
レジスタ73は更新せずに補正比レジスタ74を補正比
冨1(初期値)に更新する。そして、温度レジスタ73
を参照し、その値に従ってテーブル71の放熱特性デー
タを参照し、66度の温度降下に要する時間ΔC3を得
る。
次に、ΔCSと残り時間レジスタ76とを比較して、残
り時間レジスタ76の値の方が大きいので、残り時間レ
ジスタ76からΔCs時間値を引き、その差を残り時間
レジスタ76に記憶して更新し、タイマ69にΔCs時
間を設定する。
そのΔC8時間経過後に、温度レジスタ73から64度
を減算し、その差を温度レジスタフ3に記憶して更新す
る。
次に再び前記同様にしてテーブル71を参照し、残り時
間レジスタ76の更新を行い、へ04時間経過後に温度
レジスタフ3を更新する。
この動作を603時間まで続ける。603時間が経過す
ると、温度レジスタ73は42度に、残り時間レジスタ
76は、 T orP−△c 、 l−ΔC!−ΔC4−ΔC3に
なっており、残り時間レジスタ76の内容は区間79に
示す時間である。42度から更に△dだけ温度が下降す
るまで待つと、T orr時間を超過してしまう。その
ような場合は、第16図に示したような手法(第14図
のステップ562)で温度管理を行なう。即ち、区間7
9が時間ΔC2より小さい場合であるから、先ず、時間
区間79に相当する残り時間レジスタ76の値をタイマ
69に設定する。そして、この時間79経過後の温度d
xを前述した場合と同じように線形補間により予想する
。即ち、ΔC2に対する時間79の比率を求め、この比
を補正比として補正比レジスタ74に記憶する。そして
、温度レジスタ73からΔdを減算し、残り時間レジス
タ76を“0”とする。
設定時間79の経過後、所定の状態制御が終了したので
必要があれば、クラッチソレノイド20を動作(オン)
状態にする。
く制御手順の詳細〉・・・ 次に、以上詳述した装置の動作制御を、第5図、第6図
のハード構成により制御するプログラムについて、第1
0図〜第16図を用いて説明する。
第10図は、アプリケーションプログラムである印刷処
理プログラムと、オペレーティングシステム(OS)の
入出力制御プログラム(I10プログラム)のアクチュ
エータの動作開始タスク(第11図)と停止タスク(第
13図)とタイマ割込み処理ルーチン(第12図、第1
4図、第15B図)との関係を示すものである。第10
図において、アプリケーションプログラムの紙送り命令
があると、前記I10プログラムのアクチュエータ動作
開始タスクを起動する。このタスクで、実際にアクチュ
エータをオンし、更にタイマを起動してから、アプリケ
ーションプログラムにリターンする。
タイマ割込みがあると、タイマ割込みルーチンで、時間
監視、温度監視等を行ないながら、アクチュエータ駆動
を設定された時間だけアクチュエータを駆動した後に、
アクチュエータは停止する。同時にI10プログラムは
アクチュエータ停止タスクを起動する。この停止タスク
では、アクチュエータ停止時間を設定してから、同じく
時間監視、温度追跡を行ないながら、次のアクチュエー
タの駆動を待つというものである。
第11図以降の制御手順の説明の順序として、■:先ず
、第17A図のように、アクチュエータオン開始温度d
o  (従って、温度レジスタ73にはan)が温度特
性テーブル71内に対応するデータが存在するような温
度であり、ToN時間もT度△dの整数倍だけ温度上昇
するような時間であり、T orr時間もΔdの整数倍
だけ温度下降するような時間である場合、 ■:次に、第9図のように、アクチュエータオンの開始
温度doは温度特性テーブル71内に対応するデータが
存在するような温度であるが、TONサイクルの最後の
残り時間に66度未満の温度上昇があって、それからT
。、rで温度降下する場■:次に、第17B図のように
Δdの範囲でTON−T。□→ToNを繰り替えず場合
である。
さて、アプリケーションプログラム若しくは入力制御回
路60からの指令により、タラツチソレノイド20の動
作(例えば改行等の動作)を要求されると、以下のプロ
グラムを実行する。初期設定で、補正比は“1”に設定
される。
■の場合(第17A図 まずステップS1において、タラツチソレノイド20を
動作(オン)状態にすべく、制御論理回路61はタラツ
チソレノイドドライバ63を介し制御する。そしてステ
ップS2において、アクチュエータを駆動すべ籾総時間
T。Nを残り時間レジスタ76に記憶する。次に、ステ
ップs3において温度補正比レジスタ74の値を調べる
補正比レジスタ74の内容は初期設定により“1″であ
るから、ステップS4に移行する。ステップS4で、温
度レジスタ73の示す現在の温度値d0に従って、テー
ブル71の昇温温度特性データを参照し、66度の昇温
するのに要する時間値△Un (今は△U、)を、タイ
マ69の設定時間として得る。
次に、ステップS6において、残り時間レジスタ76と
上記設定時間とを比較して、残り時間レジスタ76の値
が大きいか若しくは等しいならば、ステップS7におい
て、補正比レジスタ74を“1”に設定する。ステップ
S6で、残り時間〉設定時間であるとは、この設定時間
が経過すれば、アクチュエータ温度はΔdだけ上昇する
ことを意味する。更に、ステップS8において、残り時
間レジスタ76を 残り時間−八un(今の場合TON−△Uo)に更新す
る。ステップS14に移行し、ステップS4で設定され
た時間をタイマ69にセットして、メインルーチンへリ
ターンする。この時点で、残り時間レジスタフロの内容
には、アクチュエータオンを継続すべき残り時間がセッ
トされ、更にタイマ69に設定された時間経過後に割り
込み信号(I NT)等が発生する。
次に、上記設定時間経過後に、割り込みにより実行する
昇温監視プログラムを第12図を参照して説明する。
まず、ステップS16において、残り時間レジスタ76
の示す値を調べ、昇温監視処理つまり、動作オン状態が
終了であるかを判断している。残り時間レジスタ76は
未だ“θ″でないから、ステップS17に移行して、現
在温度を示す温度レジスタ73をに66度だけ更新する
。これは、doの温度時点からΔUO時間経過したから
である。次に、ステップS18において、更に66度の
昇温に要する時間値ΔUn (−ΔUl)を昇温特性テ
ーブル71を参照して求めてタイマ設定時間とし、ステ
ップS19においてステップS6と同様な比較を行い、
未だ、残り時間〉設定時間であるから、ステップs2o
&:fJ行して、前述のステップS8同様に、残り時間
レジスタ76の更新を行う。そして、ステップS24に
移行し、ステップS14同様に設定時間をタイマ69に
設定して、メインルーチンへリターンする。
メインルーチン実行最中の△U1時間経過後に再び割込
みが発生し、ステップ316以下を実行し、ステップS
17でアクチュエータ温度を再び更新して温度をd2と
する。
以上の動作を、ステップ316で残り時間レジスタの内
容が“O“になりアクチュエータをオフするまで(第1
7図の場合は、△U4が経過するまで)繰り返す。
604時間経過後の割込みルーチンのステップS16で
、残り時間レジスタ76がO”であるから、ステップS
25へ進み、アクチュエータのソレノイドへの通電をオ
フする。そして、O3のルーチンへリターンする。I1
0プログラムはTONサイクルの終了を知ると、アクチ
ュエータ停止タスク(第13図)を起動する。かくして
、第9図の動作状態T。Nは終了し、T OFFサイク
ルに入る。
アクチュエータのオフタスクは第13図に示される。メ
インルーチンのタスクスケジューラから、ステップS4
1にエントリして、アクチュエータを停止すべぎトータ
ルの時間T。2「を残り時間レジスタ76に設定する。
次に、ステップS42において補正比レジスタ74の内
容が補正比“1”であるかを調べる。補正比が“1”で
ないとは、TON終了で66未満の温度上昇があったこ
とを意味するが、第17図の場合はそうではないので補
正比は“1″である。
ステップ343に移行して、前述したように温度レジス
タ73の示す温度値(第17図の場合はds度)に従っ
てテーブル71の放熱データを参照して66度の温度降
下するに要する時間値ΔCn(第17A図の場合はΔC
S)を設定時間として得る。
次にステップS46において、残り時間レジスタ76と
前記設定時間とを比較して、 残り時間レジスタ≧設定時間 ならば、ステップS47において補正比74を1″に設
定して、ステップ548において残り時間レジスタ76
を更新する。ステップS55に移行して、ステップS4
3で設定した時間をタイマ69にセットして、OSルー
チンへリターンする。
次に、上記設定時間経過後に割り込みにより実行される
放熱監視プログラムを第14図を参照して説明する。
タイマ割込みが発生すると、ステップ356にで残り時
間レジスタ76の示す値が“0″でないことを確認する
(今の場合は、T OFFが残っている)、ステップS
57に移行して、今はd、からΔCS経過したのでΔd
温度降下している筈であるから、温度レジスタ73から
現在温度を66度減算する。次に、ステップ358にお
いて、更に、66度の温度降下に要する時間値ΔC,(
今は、八C4)を求め、それを設定時間とし、ステップ
S59において、 残り時間レジスタ≧設定時間 を確認して、ステップS60で残り時間レジスタ76の
更新を行い、ステップS84でタイマ69の設定を行な
って、OSルーチンへリターンする。へ04時間経過後
、アクチュエータ温度は△dだけ降下して、再び割込み
ルーチンのステップ356以下を実行する。
以上のようにして、第17A図のように、ToH→TO
FFL/たときは、温度を監視しつつアクチュエータを
制御する。
■二の場合(第9図) アクチュエータオンタスク(第11図)のフローについ
ては、第17A図の場合と同じであるので、説明は省略
する。又、タイマ割込みによって起動される第12図の
昇温監視ルーチンも、残り時間レジスタく設定時間(第
9図では、ΔUS) になるまでは、■:の場合と同じである。ステップS1
9で、残り時間レジスタ〈設定時間となると、ステップ
S21へ進む。ここで、タイマ69にセットすべき値と
して上記残り時間(第9図の例では、ΔU、°)とする
。そして、ステップS22において、温度補正値として
、 を補正比レジスタ74に設定する。第9図の場合、上記
補正比は、 △U、゛ ΔU5 である。ステップS23に移行して、残り時間レジスタ
76を“0”にし、ステップS24でステップS21で
設定した時間をタイマ69に設定している。
この残り時間に対応する設定時間が経過するとタイマ割
込みが発生する。すると、■の場合と全く同じで、ステ
ップS16→ステツプS25へ進み、アクチュエータの
ソレノイドへの通電をオフする。O3のI10プログラ
ムはアクチュエータオフタスクを起動する。かくして、
第9図の動作状態T。Nは終了し、TO□サイクルに入
る。
ステップS41で、停止時間として所定の長さのT o
rrを設定し、△U、°/ΔU、く1であるから、ステ
ップS42→ステツプS45へ進み、ΔCn*1’八〇
 n’/ΔUn を演算する。これが、第16図に関連して説明した△C
a°であることは明らかであろう。以降、ステップS4
6→ステツプS47→ステツプS48→ステツプS55
・・・・・・第14図のステップS56→ステツプS5
7→・・・→ステップ364→ステップS56→・・・
のループを、ステップS59で残り時間〈タイマ設定時
間になるまでタイマ割り込み毎に繰り返す。
ステップS59で、TOrPサイクルの最後で残り時間
〈タイマ設定時間になると、ステップS61に進む。こ
のときの残り時間は第9図からも明らかなように△C2
°である。この残り時間をタイマ設定時間とし、ステッ
プS62で補正比を計算する。
即ち、 である。引き算の形式になるのは、第16図のToN→
T OFFへの変化と違って、三角形ABCが下向きに
なるためである。ステップS63で残り時間を“0“に
セットして、上記△C2°をタイマ69にセットしてO
Sルーチンへリターンする。
ΔC2°のタイマ割込みが発生すると、ステップS56
→ステツプS65に進んで、アクチュエータのソレノイ
ドをオンして、OSルーチンへリターンする。
OSルーチンで、オンタスクが起動とマークされている
ので、動作時間ToNを設定し、第11図のステップS
2ヘジヤンプする。このステップS2では、ToN時間
をセットする。さて、補正比は前述したように“1”よ
り小さいから、ステップS5で、第9図の△Ul’を、 △U 、’=△U、−補正比・ΔU。
とする。上記の式は第16図の応用から容易に理解され
よう。ステップ86以下は上述の説明がそのまま適用さ
れる。
かくして第9図のように、任意な長さのT。N。
T orr時間であっても、64未満の温度上昇/降下
を正しく追跡して監視することができる。
■の場合(第17B図) 第17B図のようにΔdの範囲でT。N−1→T or
r−2−T 0N−2を繰り替えず場合である。即ち、
T aN−1,T orr−1も時間幅が短い場合であ
る。
例えば、第17B図のように前回のT 0FF−Qサイ
クルで、補正比が“1”にセットされてT arr−0
サイクルを終了し、T oN−1サイクルに移ってきた
場合を説明しよう。この場合、ステップS3→ステツプ
S4→ステツプS6まで進む。設定時間が、温度上昇が
△d以下であるような短い時間であるから、ステップS
9に進み、このT oN−1設定時間(=残り時間)を
タイマセット時間とする。前のT orr−0サイクル
での補正比は“1″であるからステップSllに進み、
第16図に関連して説明したのと同じ手法で、次のT 
orr−1サイクルのための補正比、ΔU0°/ΔU0
 (<1) をセットし、ステップS13で残り時間を“0″にセッ
トし、ステップS14でタイマ69を起動する。
タイマ割込みがあると、第12図のステップS16→ス
テツプS25と進んで、アクチュエータのソレノイドを
オフしてから、第13図のオフタスクを起動し、再び、
温度降下がΔd以下となるようなT。2r−1を設定す
る。前回のT。N−1サイクルでの補正比が“1”以下
であるから、ステップS42→ステツプS45と進み、
タイマ設定時間を、この補正比に見合った長さにセット
し、ステップS46→ステツプS49→ステツプ550
→ステツプS53へ進む。
に着目し、第17B図から、 △c 、’=△CI ・補正比 であるから、次のT。N−2サイクルのための補正比は
ステップS62のときと同じ考え方により、である。
かくして、第17B図のような場合にも温度監視が可能
となる。
尚、第11図のステップS12と第13図のステップS
51とは、第17B図と逆の場合、即ち、補正比=1で
TONサイクルが終了し、その後第17B図のように振
動するようなT OFF −T aN→と続く場合に使
用されることは説明するまでもなく理解されよう。
く異常温度検知) 前述した実施例により、アクチュエータの温度予測管理
について説明したが、次に、アクチーエタ動作により異
常温度にまで温度上昇した場合に、アクチュエータおよ
び装置の焼損及び性能低下を防止すべく、例えば、一時
的に動作を中断させる制御プログラムを第15A、15
B図を参照して説明する。
この場合、温度レジスタ73は初期温度に、例えば常温
25℃、補正比レジスタ74は“1”に、異常温度時間
レジスタ75は“0“に、あらかじめ初期設定されてい
る。
前述の第11図に示した、動作(オン)開始処理と同様
に入力制御回路60等からの指令により以下のプログラ
ムを実行する。まず、ステップS69において、アクチ
ュエータが異常温度であるかを温度レジスタ73を参照
し判定して、異常温度でない場合は、ステップS70に
移行し、異常温度時間レジスタ75を“0”にリセット
して、前述の第11図に示したステップS1〜ステツプ
S14の処理を実行し、設定時間経過後に後述する昇温
監視処理を実行できるようにする。
尚、異常温度はアクチュエータ等の焼損及び性能低下等
が生じる恐れがある温度にしている。
またステップS69で異常温度である場合、焼損及び性
能低下等を防止すべく、処理をステップ371〜ステツ
プS74において行う。即ち、ステップS71において
、動作時間または、残り時間レジスタ76値をRAM6
8上に一時記憶してステップS72〜ステツプS73に
おける放熱処理によって動作時間等の情報を失わないよ
うにした上で、ステップS72において、異常温度から
通常温度に降下するに要する時間を、前述のテーブル7
1の放熱テーブルにより求め、第13〜14図で説明し
た放熱処理を実行し、その処理が終了するまで、つまり
所望温度に低下するまでステップS73で待つ。次に、
動作(オン)開始処理を行う為に、上記ステップS71
にて一時記憶しておいた情報を動作時間または、残り時
間レジスタ76値として復帰させる。そして、ステップ
S70から通常処理に戻るようにしている。
なお、ステップ371〜ステツプS74は、例えば異常
に対する処理であるので必要があれば、かかる装置の警
告手段を用いて、操作者、等に、例えば、ブザー音、表
示文字、等によって、異常状態を告知させることもでき
る。
以上は、動作(オン)開始時の異常温度検出をするプロ
グラムを説明したが、次に、動作(オン)中に異常温度
を検出するプログラムを説明する。以下のプログラムは
、前述した第12図の昇温監視処理と同様に、前述の設
定時間経過後に、例えば割り込み等の手段により、本処
理も実行するようになっている。
まず、ステップS80において、第11図に示したステ
ップS16と同様に、動作(オン)状態が終了であるか
を判定し、終了でなければステップS81でステップS
17同様に温度レジスタ73を更新して、第12図に示
したステップS18同様に、ΔUnなる設定時間をステ
ップS82において求め、ステップS83に移行して、
ステップS19同様の比較を行い、残り時間レジスタ7
6が大きいか若しくは等しいならば、ステップS84に
移行してステップS69同様な判定を行う。
ステップS84で異常温度でない場合は、ステップS8
5に移行して、異常温度時間レジスタ75を“0″にリ
セットし、ステップS20と同様に残り時間レジスタフ
ロの更新を行う。またステツブ384で異常温度となっ
た場合は、ステップS91に6行して、異常温度の継続
時間を調べ(ステップ592)、異常温度時間レジスタ
75を参照して異常温度状態の限界を判断している。
限界でない場合は、ステップS92に移行してステップ
Setで求めた設定時間を異常温度時間レジスタ75に
計数し、先述のステップS86において、残り時間レジ
スタ76の更新を行う。また、ステップS91で限界で
ある場合は、ステップS93に移行し、動作の中断をす
べく、タラツチソロノイド20を停止(オフ)状態にし
て、前述のステップ371よりの処理を行うことにより
、動作中におけるアクチュエータの焼損及び性能低下を
防ぐようにしている。
また、ステップS83において、残り時間レジスタ76
が小さい時は、ステップ383に移行して、第12図に
示したステップS21と同様に、設定時間を残り時間レ
ジスタ76値に変更して、ステップS89において、ス
テップS22同様に補正比レジスタ74を設定し、ステ
ップS90に移行して、ステップS23同様に設定時間
経過後に、本処理を終了すべく残り時間レジスタ76を
“0″にリセットしておく、そして、ステップS87ま
たはステップS90の処理終了後、ステップS87に6
行して、ステップS24同様に設定時間経過後、再び本
処理を実行できるようにしている。
以上の処理を動作(オン)時間終了まで繰り返し、終了
したならば、ステップS94に移行して、タラツチソレ
ノイド20を停止(オフ)状態として、所定の動作を終
了する。
(実施例の変形) ここでは、アクチュエータの一つとして、電磁ソレノイ
ドに対して適用したが、例えば、パルスモータ、DCモ
ータ等のアクチュエータに対しても本発明を適用するこ
とができる。また、熱転写プリンタ等の出力装置に適用
することも考えられる。
また、外気温度センサーを有した装置における場合は、
適時、外気温度センサーから外気温度を検出し、この外
気がアクチュエータの温度上昇/下降に与える影響を考
慮して、本実施例で予想した温度を補正することにより
、より精度の高い温度推定をも実施できる。
又、第1図に示したような出力装置では、例えば記録用
紙の紙送り量はTON時間の長さによって決まり、T 
OFF時間の制御は行なわないようにしてもよい。これ
は、ToN時間に比してTorr時間が圧倒的に長く、
ToN時間をキメこまかく制御すれば足りるからである
。従って、例えば、このT o、、時間を無限大として
、動作(オン)要求があるまで上記同様の温度管理を行
うことはもちろん可能であり、動作要求がある時点で、
タイマ69の値を調べ、必要があれば時間79の扱いと
同様に温度補正を行えばよいことになる。
又更に、前述の温度特性テーブル71は、温度変化幅を
Δdの等間隔にとっていたが、時間経過幅を等間隔にと
ってもよい。
〈実施例の効果〉 以上説明したように、アクチュエータの動作状態とその
状態時間とにより、温度推定することができるので、温
度状態に応じたキメ細かなアクチュエータ制御が可能に
なる。特に、アクチュエータ動作時に生じる発熱による
例えば焼損及び性能低下等の問題を除去することができ
る。
また、本実施例によれば、温度感知装置、例えば、温度
ヒユーズ、温度センサー等の部材を付加する必要がない
。即ち、いかなるアクチュエータを設けても単に温度特
性データを記憶するメモリ等を付加するだけでよく、ス
ペースファクタ、コストの点で優れ、アクチュエータ及
び機器の発熱等による不都合点を除去すると同時に、信
頼性、安全性に優れた、安価な機器をも提供できる効果
がある。
又、アクチュエータの多くは温度上昇により、そのイン
ピーダンスが増加するため、かかるアクチュエータの動
作トルクが減少することが生じるが、これを上述した温
度管理制御により、かかる機器制御に必要十分な動作ト
ルクを保証するような温度範囲で制御することにより、
その様な不都合を防止することが可能となる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明のアクチュエータ制御装置に
よれば、アクチュエータの動作時間、非動作時間に対応
して細かい駆動制御を行なうアクチュエータ制御装置を
提供でき、その動作状態に最適の駆動制御が可能となる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアクチュエータ制御装置を適用可能な
出力装置の機構図、 第2図はクラッチ機構の説明図、 第3〜第4図は温度変化の説明図、 第5〜6図は制御部のブロック回路図、第7図、第8図
(a)(b)は記憶情報の説明図、 第9図は温度管理手法の説明図、 第10図は実施例におけるソフトウェアプログラムの関
係を説明する図、 第11図〜第15A、15B図は実施例の制御動作を示
すフロチャート、 第16図は温度管理を精細に行なうときの制御を説明す
る図、 第17A、17B図は温度変化の例を示す図である。 図中、1・・・プラテン、7・・・活字輪、9・・・リ
ボン、12・・・キャリジ、14・・・制御棒、18・
・・ハンマ、20・・・タラツチソレノイド、60・・
・入力制御回路、61・・・制御論理回路、62・・・
印字制御回路、67・・・ROM、68・・・RAM、
69・・・タイマ、71・・・テーブル群、フ2・・・
レジスタ群である。 第1図 第7図 苓温吟     溝1     族初吟第8図 第11図 第12図 第13図 第16図 第178図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ
    制御装置において、 アクチュエータを駆動する駆動手段と、 前記アクチュエータの動作時間と非動作時間のいずれか
    一方、若しくは両方を計時するタイマ手段と、 上記動作時間の値と非動作時間の値のいずれか一方、若
    しくは両方に基づいて、前記アクチュエータの駆動を制
    御する制御手段とを有するアクチュエータ制御装置。
  2. (2)前記タイマ手段はアクチュエータの動作開始から
    の経過時間を計時する事を特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載のアクチュエータ制御装置。
  3. (3)前記タイマ手段はアクチュエータの動作停止から
    の経過時間を計時する事を特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載のアクチュエータ制御装置。
  4. (4)前記アクチュエータは電磁気型アクチュエータで
    あり、前記動作時間は通電時間に対応する事を特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載のアクチュエータ制御装
    置。
JP62110683A 1987-05-08 1987-05-08 アクチユエ−タ制御装置 Pending JPS63276204A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014178018A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Aisin Seiki Co Ltd 電流制御装置、及び電流制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014178018A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Aisin Seiki Co Ltd 電流制御装置、及び電流制御方法

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