JPH01209998A - 電磁駆動装置 - Google Patents

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〕 本発明はソレノイド等の電磁駆動手段を有する電磁駆動
装置の駆動方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ソレノイド等の電磁駆動手段を有する電磁駆
動装置を、駆動回路、デユーティ設定回路、制御回路に
より構成し、前記電磁駆動手段の初期作動時と保持時の
駆動電圧を、前記デユーティ設定回路で設定した各々異
なるデユーティ値に従って０Ｎ１０ＦＦ？！１１１１！
することによって、駆動電力最適化、電流値バラツキの
縮小、過熱防止、作動トルクの変更筒便化等を計れる様
にしたものである。

〔従来の技術〕

従来、第３図に示す如く電磁駆動手段を駆動する場合は
電流値を制御することで、作動トルクの可変や初期トル
ク設定・合わせ込みを行っていた。

又、アナログ制御で電流値の増減をする為、電磁駆動手
段と直列に電流可変用の可変抵抗または抵抗アレイ等の
複数抵抗値を持つ素子を使用したり、パワートランジス
タを配置していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術では、流路変更用の開閉電磁弁や用紙切断’
ＡＭのカソク刃のアップ・ダウン作動、あるいは印字記
録装置のヘッドアップ・ダウン作動等を実行する手段と
しての電磁駆動手段（ソレノイド・モータ等）を駆動す
る場合、電流を制御することご作動トルクの可変や初期
トルクの設定。

合わせ込みを行っていた０通常、電磁駆動手段と連結す
る装置側の機械的な摩擦負荷や慣性負荷等の関係から、
電磁駆動手段の初期作動時の作動力は状態維持のための
保持力に比べて大きく必要である。従って、初期作動時
の作動力を発生するためのエネルギーを保持時において
も供給すると、エネルギーロスや電磁駆動手段の発熱な
どの不具合が発生するため、第３図の如く初期作動時と
保持時とで供給する電流値を可変する駆動方法が従来よ
り実施されて来た。第４図、第５図に示す如〈従来の電
流値を制御する回路には、電磁駆動手段１０と直列に電
流可変用の可変抵抗１５を挿入した電源ライン６と挿入
されていない電源ライン７をスイッチ８で切り換えるも
の（第４図（ａ））、Ｖ＋　　（１２Ｖ）電源ライン９
とＶ　６　　（２４Ｖ　）電源ライン７とをスイッチ８
で切換えるもの（第４図（ｂ））、また、可変抵抗１５
を挿入したライン１１と挿入しないライン１２とをパワ
ートランジスタ１３．１４のスイッチングによって切換
えるもの（第５図）などがある。

しかしながら、第４図（ａ）あるいは第５図の如く可変
抵抗１５を挿入して電磁駆動手段の保持時の電流値を減
少させる方法の場合、可変抵抗１５によるエネルギーロ
スが発生し、効率が悪い上に可変抵抗１５の発熱による
抵抗値の変化などが起こり、制御電流値が変動してしま
う不具合があった。また、可変抵抗値の合わせ込みが難
しく作業効率上でも問題であった。また、第４図（ｂ）
に示す様な方法の場合、ｖｔ　　（１２Ｖ）電源とｖ、
（２４Ｖ）電源が必要で多種類の電源を用意する事にな
り、大きなコストアップ要因となる。さらに、トルクの
合わせ込みが２段階しか出来ない為、装置の負荷バラツ
キが電磁駆動手段の保持力バラツキに加わり品質不安定
及び環境変化や長期使用による負荷変動に対する信幀性
の低下などの問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

従来の問題点を解決するために、本発明はソレノイド、
モー夕等の電磁駆動手段と、該電磁駆動手段を駆動する
駆動回路と、駆動デユーティ設定回路と′、制御回路と
から成る電磁駆動装置を構成し、前記デユーティ設定回
路の設定値に応じて、前記電磁駆動手段の駆動電圧を０
Ｎ１０ＦＦ制御することによって、作動トルクのバラツ
キ防止、供給エネルギーロス及び発熱の防止、作動トル
クの最適値設定・変更の簡便化を計るものである。

〔作用〕

上記の様に構成された電磁駆動装置の電磁駆動手段を起
動させるタイミングが到来した場合、制御回路は駆動回
路とデユーティ設定回路に電磁駆動手段、初期作動トリ
が信号を出力し、また、初期作動実行終了タイミング又
は終了信号入力によって保持作動トリが信号を出力する
。前記、初期作動トリが信号または保持作動トリが信号
によって、デユーティ設定回路゛は初期作動時デユーテ
ィ値または保持時デユーティ値を駆動回路に出力する。

駆動回路は制御回路からの初期作動トリが信号または保
持作動ト−″りが信号入力と、デユーティ値設定回路か
らの初期作動時デユーティ値または保持時デユーティ値
に従って、前記電磁駆動手段の駆動電圧を０Ｎ１０ＦＦ
制御する０以上の様な構成及び作用により、前記電磁駆
動手段の初期作動時における作動トルクと保持時におけ
る作動トルクを可変とし、保持時における供給エネルギ
ーのロス及び発熱の防止、電流値変動（結果的には作動
トルクの変動になる）の縮小、駆動電源単一化などを計
ることができる。・また、デユーティ設定回路はキーボ
ード・パネル等より成る外部入力装置のキー人力信号に
より、容易に駆動デユーティの設定・変更が可能な構成
となっており、このため、作動トルク設定作業の効率化
、また、電磁駆動手段が連結している他の装置の機械的
摩擦負荷や慣性負荷のバラツキ及び変動に対する合わせ
込みも容易かつ最適トルク設定も可能となり、品質及び
信軌性の向上も達成できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例を説明するためのブロック図であ
り、電磁駆動手段を有する電磁駆動装置の構成を示した
ものである。電磁駆動手段ｌはソレノイド、モータ等で
内部にコイルを有する電気−磁気変換器である。電磁駆
動手段１は本図には図示しないが、印字装置のヘッドユ
ニットのアップ・ダウン機構に連結作動したり、トナー
循環システムの流路開閉弁として作動したり、用紙切断
装置のカッタ刃のアップ・ダウンユニットに連結作動し
たりするもので、初期位置保持（無作動）状態、初期作
動状態（初期作動実行中）、保持状態（初期作動終了位
置を保持中）、復帰作動状態（復帰動作中）などの状態
遷移によって、連結している他の装置の機能を発揮させ
るものである。電磁駆動手段１に駆動電力を供給し磁気
駆動力を発生させる駆動回路２は本実施例では２４Ｖの
定電圧駆動で電力を供給する。デユーティ設定回路３は
電磁駆動手段ｌに駆動電圧を印加する時間（ＯＮ時間）
と遮断する時間（ＯＦＦ時間）をデユーティ値として、
メモリし制御回路４の命令により駆動回路２に出力する
。デユーティ値は設計時に設定する初期値（複数の値を
持っている。

）とキーボード、表示パネル等より成る外部入力装置５
からのキー人力値により任意に設定・変更可能である。

１ｔｉ１１１１回路４は駆動回路２及びデユーティ設定
回路３の信号入出力を制御し、用紙送り後のカットタイ
ミングやトナーをボンボで吸引するための開閉電磁弁の
０Ｎ１０ＦＦタイミングなどの様な電磁駆動手段１を起
動させるタイミングが到来した場合、駆動回路２とデユ
ーティ設定回路３に電磁駆動手段１の初期作動トリが信
号を出力して、デユーティ設定回路３内の初期作動時デ
ユーティ値で電磁駆動手段１を作動させる。又初期作動
トリが同時にタイマを作動させ、初期作動状態から保持
状態に遷移を終了したタイミングで、保持作動トリが信
号を再び駆動回路２及びデユーティ設定回路３に出力し
、デユーティ設定回路３内の保持時デユーティ値で電磁
駆動手段１を作動させる。電磁駆動手段１の初期位置状
態への復帰タイミング及び駆動回路２及びデユーティ設
定回路３へのトリが信号出力も前述と同様の制御が制御
回路４により実行される。

次に第１図、第２図によって駆動方法について具体的に
述べる０本実施例では、デユーティ設定回路３のメモリ
に初期作動時デユーティ値として１００％、保持時デユ
ーティ値として６０％を記憶しており、制御回路４の初
期作動トリが信号によってデユーティ設定回路３は、デ
ユーティ値１００％を読み出し駆動回路２に出力する。

駆動回路２は人力したデユーティ値１００％に従って電
磁駆動手段１に印加する駆動電圧Ｖｅ　　（本実施例で
は２４Ｖ）をＯＮさせる。

従って、本実施例の場合初期作動時は直流が供給される
わけである。次に電磁駆動手段１が前述の様に初期作動
状態から保持状態に遷移した場合にも制御回路４からの
保持作動トリが信号によって、デユーティ設定回路３は
デユーティ値６０％を読み出し駆動回路２に出力する。

駆動回路２は入力したデユーティ値６０％に従って駆動
電圧をＯＮｌｏＦＦＩｌｉｌｍするが、本実施例では駆
動周波数ｆ＝　２０　Ｋ　Ｈｚに設定しているため、駆
動周期τ＝５０μ秒、ＯＮ時間τ、−３０μ秒、ＯＦＦ
ＦＦ時間−８０μ秒の時間間隔で電磁駆動手段１は保持
される。

駆動周波数ｆは、高すぎるとスイッチングトランジスタ
の応答が追従出来なくなるため、直流供給と同じ結果と
なってしまい、低すぎるとデユーティ値が同じであって
もＯＦＦ時間が延びるため、電磁駆動手段が復帰してし
まったり、人間の耳の可聴領域内に入ってしまうため雑
音を発生したりするなどの原因で３０　Ｋ　Ｈｚ以上や
１０ＫＨｚ以下の周波数は不適当で、設計時には１０Ｋ
Ｈｚ〜２０Ｋ）ｌｘ程度に決定しておく。

従って、デユーティ値の設定・変更は駆動周波数ｆ（駆
動周期τ。）については行わず、ＯＮ時間τ、とＯＦＦ
時間τ、のみについて実施可能な様に構成されるべきで
ある。

以上の様に初期作動時及び保持時におけるデユーティ値
の可変により、電磁駆動手段への供給エネルギーを変え
る事が非常に容易に行える構成、制御方法のため、設計
時に設定する初期値に対して、電磁駆動手段１と連結し
て駆動される装置の機械的摩擦負荷や慣性負荷が、製造
上あるいは組立上の公差などによってバラツキとして大
きく出た場合でも、外部入力装置５によって初期作動時
及び保持時のデユーティ値の変更によって合わせ込み調
整が可能である。具体的に言えば、本実施例の様に初期
作動時デユーティ値を１００％、保持時デユーティ値を
６０％という初期設定値とするのではなく、負荷バラツ
キ、負荷変動の中心値を設計上の初期ねらい値として設
定（本実施例では初期作動時デユーティ値は８０％、保
持時デユーティ値は５０％がよい。）し、製品出荷時に
て負荷バラツキ分のデユーティ値変更（デユーティ値を
変更する事によって電磁駆動手段ｌの電磁駆動力が増減
するため、ある範囲の内で任意に駆動力を決定できる。

）作業を実施して合わせ込み調整を行えば、規格のゆる
い部品設計・製造・組立が可能であり、工程内調整や工
程内検査も必要なくなり、品質的に安定した、かつ信頼
性の高い電磁駆動装置を低コストで提供出来るものであ
る。

又、回路構成について述べれば、近年急速に各種製品や
装置の制御に使用されて来たマイクロコンピュータを使
った回路やデジタル回路においては、基準クロック信号
発信器、分周回路、デコーダ等は身近に有り、各種デユ
ーティ値の設定、駆動周波数の設定のための回路設計は
容易である。

逆に第４図、第５図等のアナログ回路構成の場合、制御
回路やデジタル回路と別種の部品類、基板パターンとな
る為、設計上不都合であったり、製造上工数増加要因と
なったりしてコスト高をまねくことになる。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明はソレノイド・モーフ等の電磁駆動
手段を有する電磁駆動装置を、駆動回路、デユーティ設
定回路、制御回路により構成し、電磁駆動手段の初期作
動時と保持時の駆動電圧を設定されたデユーティ値に従
ってＯ，Ｎ１０ＦＦ制御することによって、負荷と駆動
トルクの合わせ込みが容易となり、駆動電力最適化、電
流値バラツキの一縮小、過熱防止、低コスト製品の提供
等優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するためのブロック
図、第２図は本発明の一実施例を説明するための駆動波
形図、第３回は従来例の駆動波形図、第４図（ａ）、第
４図（ｂ）、第５図はそれぞれ従来例を説明するための
回路図である。 １・・・電磁駆動手段 ２・・・駆動回路 ３・・・デユーティ設定回路 ４・・・制御回路 ５・・・外部人力装置 ６・・・電源ライン ７・・・電源ライン ８・　・　・スイッチ ９・・・電源ライン １０・・・電磁駆動手段 １１・・・ライン １２・・・ライン １３、１４　　・・・パワートランジスタ１５・・・可
変抵抗　　　　　　　　　　以　玉出願人　セイコー電
子工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁駆動手段と、該電磁駆動手段を駆動する駆動回路
   と、前記電磁駆動手段の駆動電圧のＯＮ時間及びＯＦＦ
   時間を設定するデューティ設定回路と、駆動回路及びデ
   ューティ設定回路を制御する制御回路で構成され、前記
   電磁駆動手段の作動時と保持時の駆動電圧を異なるデュ
   ーティ値で駆動することを特徴とする電磁駆動装置。