JPH03159585A - 移動体駆動装置におけるモータの制御方法 - 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、ＩＣカード，プリペイドカード，或はプリン
ターヘッド，プリントシ一ト等の移動体を移動する移動
体卵動装置におけるモータの制御方法に関する。

（従来の技術） 従来．ＩＣカード，プリペイドカード，プリンターヘッ
ド，及びプリントシ一ト等の移動体を、所定の処理速度
で定速移動させた後、所定の停止位置に停止させるよう
に構成された移動体駆動装置が知られている。

この種の従来の移動体馳動装置では，移動体を所定の処
理速度で定速移動させた後、所定の停止位置に停止させ
るアクチュエータとして、通常、ステッピングモータが
使用されている。

例えば、上述のプリペイドカードを移動体とする移動体
駐動装置の場合には，カードの送リローラをステッピン
グモータで匪動し、このカードの目的とする送り量に対
応したステップ数だけ送りローラを回転させるように，
ステッピングモータを制御している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記プリペイドカードの移動体駒動装置では
、カードの邸動方法として、磁気ヘッドによる記録・再
生部への送りと穿孔部への位置決め送りとを同一のアク
チュエータで駐動する方法と、これらの記録・再生部で
の送りと穿孔部での送りとをそれぞれ異なったアクチュ
エー夕で駐動する方法とがある。

しかしながら，上記前者の駒動方法による移動体馳動装
置では、そのアクチュエータをステッピングモータとし
た場合、磁気ヘッドによる記録・再生時のジッターが大
きく、かつ、このアクチュエー夕をＤＣモータとした場
合に比べてその効率が悪くなるため、アクチュエー夕自
体が大型化する不具合がある。

また、上記後者の駈動方法による移動体除動装置では、
カードの記録・再生部と、穿孔部とで、それぞれ独立し
たドライブが必要となるため、装置の大型化やコストア
ップを招く不具合がある。

一方、この種の移動体駒動装置には、本来、メカコント
ローラとしてのＣＰＵが装備されている。

従って，この種の装置では，移動体の位置決めに当たっ
ての制御系をデジタル制御とし、そのコスト及び実装上
の面から、メカコントローラとしてのＣＰＵによってそ
の処理を行なうことができる。

しかしながら、このように、移動体の位置決めに当たっ
ての制御を、メカコントロールと同一時期にリアルタイ
ム制御するためには、この位置決め制御に要する演算時
間を極めて短くする必要がある。

このため、上述したメカコントローラとしてのＣＰＵを
兼用して、上述のような全ての制御、すなわち、移動体
のスタートより停止までの制御をこのＣＰＵにより、フ
ルタイム閉ループ制御した場合には、多くの演算時間を
必要としてＣＰｔＪの負荷が増大されてしまう不具合が
あった。

本発明は，上述の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、ＣＰＵの負荷を軽減することのできるモータ
の制御方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題を解決するために、上記移動体の
停止に先立って，上記モータの回転速度を減速するとと
もに、上記移動体のイナーシャによる回転量の範囲内の
上記停止位置の直前の時点で上記モータを無制御で停止
させる構成とする，（作　用） 本発明によれば、移動体の位置決めに当たってのモータ
の停止動作が無制御で実行される。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

なお、この発明の前記ならびにそのほがの目的と新規な
特徴については、以下の実施例の説明により明らかにす
る。

本発明が実施される装置の一例として、例えば、テレホ
ンカードやオレンジカード等として知られているプリペ
イドカードを移動体とする移動体駆動装置を第４図に示
す． 第４図において、移動体すなわちカード１は、周知のよ
うに、装置本体２に設けられたカード挿入口３を通して
装置本体内に挿入される。

装置本体内に挿入されたカードエは、先ず、磁気ヘッド
５の配置された記録・再生部Ａに送られる。

この記録・再生部Ａでは、カード１が、磁気ヘッド５と
ビンチローラ６との間を所定の処理速度（定常速度Ｖｃ
）で定速移動され、磁気ヘッド５が、カード１に記録さ
れている残り度数や使用度数等の情報の再生・記録・更
新（以下、これをＲ／Ｗと略す）を行なう。ただし、こ
のカード１の往動時には、情報の再生が行なわれる。

次いで、情報の再生を終えたカード１は，スイッチバッ
ク搬送部Ｂに搬送されて待機される。このカード１の待
機中に，通話や切符販売等の操作処理が実行される。

そして、この操作処理が終了すると，スイッチバック搬
送部Ｂで待機されていたカード１が復動される。

このカード１の復動時には、カード１が，磁気ヘッド５
とビンチローラ６との間を所定の処理速度（定常速度Ｖ
　ｃ　）で再び定速移動され，磁気ヘッド５により、操
作処理後の残り度数や使用度数等の情報の記録が行なわ
れる。

上述のようにして、Ｒ／Ｗを終えたカード１は、穿孔機
７が配置された穿孔部Ｃに搬送される。

この穿孔部Ｃでは，周知のように、カード１の使用状態
を表示するパンチ穴１ａが穿孔される（第５図参照）。

このパンチ穴１ａの穿孔に際しては、第４図において、
カード１の進行先端が基準センサ８により検出された時
点（ａ）を，カード１の送り量を決定するための基準位
置とし、この基準位置から、カード１の被穿孔位置が穿
孔機７の穿孔位Ｆｆに到達する時点（ｃ）までの間．送
りローラ９によりカード■を送りこんだ後、この送りロ
ーラ９の回転を止めてカード１の被穿孔位置が所定の停
止位置（穿孔位置）に対応した状態でカード１を停止さ
せる。

この所定位置に停止されたカード１は、穿孔機７により
パンチ穴１ａが穿孔された後，カード挿入口３（あるい
はこのカード挿入口３とは別に設けられたカード排出口
）を通して排出される。

ところで、本発明の目的を達成するための育景としては
、この種装置における移動体の停止位置精度が、通常、
エンコーダの出力するパルス数にして数パルスのバラツ
キを許容する範囲に設定され，かつ、移動体を停止させ
る際の停止時間が瞬時でなくてもよく、さらに、この種
の移動体の駐動時にモータのイナーシャ（慣性による回
転）を抑制する負荷が作用する点などにある。

第１図は、上述の点に鑑みて、前記のプリペイドカード
を移動体とする移動体能動装置レ二本発明を実施した場
合の、モータＭの酩動制御手段の一例を示す。

ここで、本実施例の移動体駒動装置は，カード１の馳動
源として、ＤＣ　（直流）モータを使用した一例を示し
ている。

また、本実施例の移動体跣動装置は、その装置本体２に
予め装備されているメカコントローラとしてのＣＰＵを
、カード１を郷動するモータＭの邸動制御手段として兼
用した一例を示している。

第１図において、モータＭは、駐動回路２０及びＤＡ変
換器２１からなるドライバを介して，移動体邸動装置の
ＣＰＵ２２に接続されている。

モータＭの回転方向，回転数，及び速度は．エンコーダ
２４の出力に基づいて、デジタル制御される． すなわち、モータＭの速度等は、ＣＰＵ２２に接続され
たカウンタ２５及びタイマ２６を介して，単位時間当た
りにエンコーダ２４から出力されるパルス信号を測定す
ることによりデジタル制御される。

また、このＣＰＵ２２には、第４図において示した基準
センサ８の出力信号が与えられる。

モータＭは、上述のような駆動制御手段により、第２図
に示すプログラムに従って訃動される。

このプログラムは、ＣＰＵ２２に接続されたＲＯＭ２５
に予め記憶されており，第４図において、カード１の進
行先端が基準センサ８により検出された時点（ａ点）で
スタートされる。

第２図において，プログラムがスタートすると，先ず，
モータＭがオンされる。

モータＭがオンされると、このモータＭの速度が定常速
度Ｖｃに達したか否かが判断される。

このとき、モータＭは、第３図に示すように、カード１
の進行先端が基準センサ８により検出された時点（ａ点
）から、カード１の進行端が磁気ヘッド５の手前に達す
る時点（ｄ点）までの間に、予め設定された定常速度Ｖ
ｃに達するように制御される。

モータＭの速度が定常速度Ｖｃに達すると，モータＭが
定速制御され、この定速制御領域において、前述したよ
うに、磁気ヘッド５により情報のＲ／Ｗ　（ここでは記
録Ｗ）が実行される。

次に、定常速度Ｖｃで搬送されたカード１の進行後端が
、第４図における基準センサ８を横切る位置（第３図の
ｂ点）に到達して、基準センサ８から検知信号が出力さ
れると，この基準センサ８がカード１の進行後端を検出
するｂ点からカードｌの進行後端が磁気ヘッド５を通過
する時点（ｆ点）までの距離と、カード１の進行後端が
ｆ点に位置している時のカード１の被穿孔位置からパン
チ穴１ａを穿孔するためのカードｌの停止目標位置（Ｃ
点）までの距離との和を計測するために、エンコーダ２
４の出力パルスのカウントがカウンタ２５によって開始
される。但し，本実施例では、後述するように、第３図
におけるｅ−ｃ間の差を予め設定し，実際の動作時には
カード１の被穿孔位置がｅ点に到達するまでのエンコー
ダ２４の出力パルスをカウントする。

そして、引き続き定常速度Ｖ．ｃで定速制御されるモー
タＭの回転に伴うエンコーダ２４の出力パルスのカウン
ト値が、予め設定されたカウント植Ｘに達した時点（第
３図におけるｆ点）で，モータＭの減速が開始される。

このモータＭの減速完了時期，すなわち第３図における
ｇ点は、カード１のイナーシャによる移！１！ｌ］量が
、その停止位置誤差の許容範囲内とむる回転速度ｖＬま
でモータＭが減速された時点で、かつ、第３図に示すよ
うに、モータＭの充分な低速制御領域を確保できるタイ
ミングに設定される。

ここで、カード１のイナーシャには、モータＭ自体、及
びカード１の送リローラ９等のカード師動手段のイナー
シャも含まれる。

そして、エンコーダ２４の出力を監視することにより、
モータＭが回転速度’ＶＬまで減速された時点（ｇ点）
で、モータＭが低速制御される。この低速制御領域での
制御は、ジッターが大きくても問題を生じることが無い
ので、多少ラフであってもよい。

このモータＭの低速制御の目的は、カード１の被穿孔位
置を停止目標位置（ｃ点）で停止させるための制御をよ
り簡単にすることにある。

すなわち、一般に，カード１の被穿孔位置を停止目標位
置（Ｃ点）で停止させるためには、■．カード１が停止
位置に達するまで、その現在位置と停止位置との距離を
測定して、モータＭに常時適正制御を与え続ける。

■．停止位置の手前でカード１の移動を一旦止め、停止
位置までの残りの距離分だけ，極低速（ステップ動作で
もよい）でカードエを補正移動させる。

■．ＤＣモータをステップ動作させる。

などの方法が考えられる。

しかしながら、■の方法では、ソフトウエアー（ＣＰＵ
）に大きな負担が掛る。また、■の方法では、モータＭ
が一旦停止してから目標点に到達するまでの時間が長く
掛る上、極低速でのモータ制御を必要とするため、ディ
テントトルクの小さなモータを選択してエンコーダの周
波数に応じた適正制御を与える等の制約が加わり、結果
的にＣＰＵの負担を増大させることになる。また、■の
方法では、前述と同様の制約がある。

これに対し、本発明の制御方法では、上述のように、モ
ータＭのイナーシャによる回転量がその停止位置誤差の
許容範囲内となる回転速度ｖｒ．まで、モータＭがその
停止に先立って無制御で減速され、かつ、次に述べるよ
うにしてモータ１の回転が無制御で停止されるので、Ｃ
ＰＵに負担をかけること無く、カードｌがその目標位置
で容易に停止される。

すなわち、本発明による移動体能動装置では、モータＭ
の低速＄１１御により、カード１の被穿孔位置が，その
目標とする停止目標位置（Ｃ点）の手前の位置に到達し
た時点（第３図におけるｅ点）で、モータＭを停止させ
る。ここで、モータＭを停止させる方法としては、例え
ば、もーたＭの通電を絶つか、またはモータＭの両極を
シャン卜するなど，どのような方法を用いてもよい。

これにより、モータＭは、その回転時の負荷（本実施例
では、送リローラ９のカード１の挾持圧力）や、シャン
トされた際の逆起電圧の電流がジュール熱に変換される
ことによって、その運動エネルギーが吸収され，その負
荷の大きさに応じた制動が加わって停止される。

ここで明らかなように、この制動時の直前における廃動
系の運動エネルギーが小さければ小さいほど、この制動
後の恥動系のイナーシャによるモータＭの回転量、すな
わち制動から停止までの制動距離が短くなる。

また、この制動距離が短くなればなるほど，力一ド１の
停止位置のバラツキの度合いも少なくなる。

従って、本発明による移動体験動装置では，この制動時
の直前における翻動系の運動エネルギーすなわち、この
運動エネルギーに比例するモータＭの制動時直前の回転
速度が、その停止に先立って、カード１の停止位置のバ
ラツキの許容範囲を逸脱しない回転速度ＶＬまで減速さ
れるので、カード１を目標位置で容易に停止させること
ができる。

ここで，本実施例のように，プリペイドカードを移動体
とした場合の実測では、このカー１−１の位置決め誤差
として、エンコーダ２４の出力するパルス数に換算して
、±２パルスに相当する距離が許容される。

従って、本実施例では、モータＭの制動距離が、エンコ
ーダ２４の出力するパルス数に換算して、２パルスに相
当する距離となるように、モータＭの低速制御領域での
回転速度ｖＬ，及びその制動開始時期（ｅ点）を予め設
定することによって、従来のようなＣＰＵの負荷の大き
なフルタイム制御によること無く，カード１の被穿孔位
置をその停止目標位置に、無制御で停止させることがで
きる。

具体的には、上述のようにして設定されるｅ点にカード
１が到達するまでのエンコーダ２４の出力するパルス数
ＹをＲＯＭ２５に予め記憶させておき、第２図に示すよ
うに、減速されるモータＭの回転に伴うエンコーダ２４
の出力パルスのカウント値が、予め設定されたカウント
値Ｙに達した時点（第３図におけるｅ点）で、モータＭ
を停止させる。

これにより、カード１は、その馳動系のイナーシャによ
り、予め見込まれたモータＭの制動距離に比例する量だ
け移動されて、その停止目標位置（Ｃ点）に、何らの制
御も必要とせずに停止される。

上述のように、本実施例によれば、移動体の位置決めに
当たっての制御を無制御とすることができるので，メカ
コントローラとしてのＣＰＵによってメカコントロール
と同一時期にリアルタイム制御した場合の演算時間の短
縮、及びｃｐｕの負担の軽減を図ることができ、高速な
ＣＰＵを用いること無くモータの制御を行なうことがで
きる。

また、本実施例では、ＤＣモータをアクチュエータとし
ているので、例えば、磁・気ヘッドによるＲ／Ｗ時のジ
ッターが少なく、かつ装置の大型化やコストアップを押
さえることができる。

なお、上記実施例では，モータの馳動制御手段として、
メカコントローラとしてのＣＰＵを兼用した一例を示し
たが、本発明は、必ずしもこのＣＰＵを馳動制御手段と
して使用する必要はない。

（発明の効果） 本発明によれば、移動体の位置決めに当たってのモータ
の減速時及び停止時の動作を無制御とすることができ、
また、フルタイム制御をせずにデジタル制御でモータを
疑動することができるので、ＣＰＵの負担を軽減させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は上記実
施例の動作を示すフローチャート，第３図は上記実施例
におけるモータの制御動作を示すタイミングチャート、
第４図は本発明が実施される移動体址動装置の概略断面
図，第５図は上記移動体駐動装置における移動体の平面
図である。 １・・・カード（移動体），２・・・装置本体，８・・
・基ｉ＜１！センサ，９・・・送りローラ，２０・・・
晩動回路，２１・・・ＤＡ変換器，２２・・・ＣＰＵ，
２４・・・エンコーダ，２５・・・カウンタ，２６・・
・タイマ，Ｍ・・・モータ，Ｖｃ・・・モータＭの定速
制御領域での定常速度ｔ　ＶＬ・・・モータＭの低速制
御領域での回転速度。 木 ４ 埒 ユ メ ４ 子 Ｊ ｅ Ｃ 埼測

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の処理速度で定速移動される移動体を所定の停止位
   置に停止させる移動体駆動装置におけるモータの制御方
   法であって、上記移動体の停止に先立って、上記モータ
   の回転速度を減速するとともに、上記移動体のイナーシ
   ャによる移動量の範囲内の上記停止位置の直前の時点で
   上記モータを無制御で停止させることを特徴とする移動
   体駆動装置におけるモータの制御方法。