DE69027848T2

DE69027848T2 - Druckerwagensteuerung

Info

Publication number: DE69027848T2
Application number: DE69027848T
Authority: DE
Inventors: Hirotomo Seiko Epson Co Tanaka
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: EP0452497A1; SG47894A1; US5207520A; EP0452497B1; WO1991004866A1; JP3220138B2; EP0452497A4; DE69027848D1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft die Steuerungsvorrichtung für den antreibenden Gleichstrommotor für einen Druckerwagen von der Art, der das Drucken auf einem Aufzeichnungsmedium ausführt, indem der Wagen mit dem Gleichstrommotor wie in dem Fall eines Serialdruckers angetrieben wird.

Hintergrundtechnik

Fig. 1 zeigt den Wagenantriebsmechanismus eines allgemeinen Serialdruckers. Die Umdrehungen des Gleichstrommotors 1, der Wagenmotor genannt wird, werden in eine lineare Bewegung des Synchronisierungsriemens 5 über die Rolle 3 umgewandelt. Während des Antreibens mit dem Synchronisierungsriemen 5 der Wagen 9, an dem ein Druckopf 7 angebracht ist, bewegt wird, wird das Drucken mit dem Druckkopf 7 auf dem Aufzeichnun medium, wie Papier, durchgeführt.
Bisher ist, um die Umdrehungsdrehzahl des Wagenmotors 1 zu steuern, die PI-Steuerung, die in Fig. 2 gezeigt ist, allgemein verwendet worden. Diese Steuerung verwendet einen Ausgleicher 19, wo das Proportionalelement 15, das eine Verstärkung K1 hat, und das Integrationselement 17, das eine Verstärkung K2 hat, parallel kombiniert werden. Bei Erhalten der Differenz zwischen der Umdrehungszahl des Gleichstrommotors 1, wie sie durch den Drehwertgeber 13 erfaßt wird, und der Standarddrehzahl, die von dem Standarddrehzahlsignalgenerator 21 erzeugt wird, steuert der Ausgleicher 19 den Ausgang des Motors 1 so, daß seine Umdrehungszahl zu der Standardumdrehungszahl ausgerichtet wird.
Im allgemeinen wird, um eine gute Druckqualität bei dem Serialdrucker sicherzustellen, das Drucken durchgeführt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, nachdem die Umdrehungszahl des Wagenmotors 1 auf die Standardumdrehungszahl geregelt worden ist. In diesem Fall ist es erwünscht, daß die Bewegungsstrecke D1, die verlangt wird, um die Umdrehungszahl des Wagenmotors auf die Standardumdrehungszahl zu regeln, so klein wie möglich ist, um einen Serialdrucker kleiner Größe herzustellen. Infolgedessen wird von der Umdrehungszahl des Wagenmotors 1 verlangt, in der kürzesten, möglichen Zeit auf die Standardumdrehungszahl anzusteigen und trotzdem stabil mit geringer Überschreitung oder Unterschreitung geregelt werden.
Bei der herkömmlichen Steuerungsvorrichtung jedoch werden die Stabilität und Reaktion durch die Eigenschaften des Steuersystems bestimmt, das aus dem Ausgleicher, dem Gleichstrommotor und der Drehzahlerfassungseinrichtung zusammengesetzt ist. Ferner sind im allgemeinen die Stabilität und das Ansprechen zueinander gegensätzlich, und in folgedessen verschlechtert sich beispielsweise, wenn der Stabilität die Priorität gegeben wird, das Ansprechen, so daß es eine Begrenzung gibt, beide Anforderungen zu erfüllen.
Ferner ist es, um eine gute Druckqualität und einen glatten Wagenlauf herzustellen, notwendig, den Wagenmotor mit hoher Genauigkeit auf die Standardumdrehungszahl zu steuern. Bei dem herkömmlichen Serialdrucker wird die Umdrehungszahl des Wagenmotors (Gleichstrommotor) gesteuert, indem er mit einer impulsförmigen Ansteuerungsspannung angesteuert wird und die PWM (Pulsweitenmodulation)-Steuerung als typisches Verfahren verwendet wird. Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die herkömmliche Steuerung zeigt. Die Einheit 23 gibt das Standardumdrehungssignal aus und die Einheit 25 erzeugt ein Tastverhältnissignal, das das Tastverhältnis entsprechend der Standardumdrehungszahl hat. Indem EIN/AUS in Reaktion auf das Tastverhältnissignal durchgeführt wird, wandelt die Ansteuerungsschaltung 29 die Spannung von der Gleichstromquelle 27 in eine impulsförmige Antriebsspannung zur Versorgung des Wagenmotors 1 um. Die Einheit 25 bestimmt, wie es in Fig. 5(A) gezeigt ist, für jede PWM-Standardperiode Tweite den Wert des Tastverhältnisses TTAST(m) in jeder Periode und gibt das Tastverhältnissignal aus. Der Wert des Tastverhältnisses TTAST(m) wird allgemein nach Maßgabe der Differenz zwischen der Umdrehungszahl, die durch den Drehsteller erfaßt wird, der auf der Welle des Wagenmotors 1 angebracht ist, und der Standardumdrehungszahl bestimmt.
Zur Einfachheit des Steuervorgangs und so fort ist im allgemeinen der Wert der PWM Standardperiode Tweite konstant. Andererseits ändert sich, damit die Umdrehungszahl mit der vorbestimmten Standardumdrehungszahl in Übereinstimmung gebracht wird, das Tastverhältnis TTAST(m). Wenn sich das Tastverhältnis TTAST(m) wie in Fig. 5 ändert, fließt der Strom, der in Fig. 5 gezeigt ist, in den Wagenmotor 1. Da das durch den Gleichstrommotor erzeugte Drehmoment proportional zu der Stromgröße ist, wirkt eine Änderung des Stroms eine periodische Pulsierung des Drehmoments. Infolgedessen stimmt die Umdrehungszahl mit der Standardumdrehungszahl im Mittel überein. In tatsächlichen Fällen jedoch, ändert sie sich, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, auf oberhalb oder unterhalb der Standardumdrehungszahl, wobei eine sehr kleine Schwingung mit zu der PWM Standardperiode identischer Periode erzeugt wird. Der größte Teil der Serialdrucker hat mehrere Geschwindigkeitsbetriebsarten gemäß der Druckdichte. Mit Zunahme der Druckdichte wird die Standardumdrehungszahl niedriger. Im allgemeinen ist, je niedriger die Standardumdrehungszahl ist, umso kleiner das von dem Wagenmotor 1 verlangte Drehmoment, das heißt, der Wert des in den Wagenmotor 1 fließenden Stroms Jedoch ist bei einer kleineren Standardumdrehungszahl (obgleich das Tastverhältnis TTAST klein wird) der Zähler cmf des Wagenmotors 1 klein, und als ein Ergebnis besteht die Gefahr, daß der Stromspitzenwert groß wird, wodurch das periodische Pulsieren des Drehmoments vergrößert wird. Wenn die Standardumdrehungszahl so klein wie oben ist, wird, obgleich das kleine Drehmoment verlangt wird, ein Drehmoment mehr als notwendig wegen des großen Stromspitzenwerts erzeugt. Ein solches Drehmoment, das größer als das notwendige ist, soll ausgeschlossen werden.
Die periodische, sehr kleine Schwingung aufgrund der Änderung des Drehmoments des Wagenmotors 1, erzeugt ein Geräusch. Bei einer Frequenzanalyse des Geräusches tritt ein starkes Geräusch nahe der PWM Standardfrequenz fweite (= I/Tweite) auf, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Da der Wert der PWM Standardfrequenz fweite in das Frequenzband von mehreren kHz bis zu mehreren zehn kHz fällt, ist dieses Geräusch im für den Hörsinn unerwünscht.

Offenbarung der Erfindung

Der Zweck dieser Erfindung ist, die Umdrehungszahl des Wagenmotors schnell auf die Standardumdrehungszahl zu erhöhen und die Umdrehungszahl stabil mit geringem Überschreiten und Unterschreiten zu regeln, so daß eine weitere Miniaturisierung des Druckers durchgeführt wird.
Diese Erfindung schafft eine Steuerungseinrichtung für die Umdrehungszahl des Motors eines Druckerwagens, die umfaßt:
eine Vorrichtung zum Steuern der Umdrehungsdrehzahl eines Druckwagenmotors, umfassend:
eine Einrichtung zum Erfassen einer Umdrehungsdrehzahl des genannten Wagenmotors;
eine Einrichtung zum Erzeugen einer Standarddrehzahl;
eine Einrichtung zum Integrieren einer Differenz zwischen der Umdrehungsdrehzahl, wie sie erfaßt worden ist, und der Standardumdrehungsdrehzahl;
eine Einrichtung, die auf einen Ausgangswert der genannten Intagrationseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Steuersignals zum Steuern der Umdrehungsdrehzahl reagiert;
eine Einrichtung zum Halten eines Ausgangswertes der genannten Integrationseinrichtung zu der Zeit, wenn die Umdrehungsdrehzahl auf die Standardumdrehungsdrehzahl geregelt ist, als einen optimalen Integrationswert;
eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Steuersignals, das einen vorbestimmten Wert hat;
eine Einrichtung zum Auswählen von entweder dem ersten Steuersignal oder dem zweiten Steuersignal;
eine Einrichtung zum Steuern der genannten Auswähleinrichtung während der Beschleunigungszeit des genannten Wagenmotors, so daß das zweite Steuersignal ausgewählt wird, bis die erfaßte Umdrehungsdrehzahl eine vorbestimmte Verschiebungsdrehzahl erreicht, und daß das erste Steuersignal ausgewählt wird, nach dem die Verschiebungsdrehzahl erreicht worden ist;
eine Einrichtung zum Laden des gehaltenen optimalen Integrationswertes in die genannte Integrationseinrichtung, so daß der Ausgangswert der genannten Integrationseinrichtung zu dem Zeitpunkt, wenn die erfaßte Umdrehungsdrehzahl die Verschiebungsdrehzahl während der Beschleunigungszeit des Wagenmotors erreicht hat, mit dem gehaltenen optimalen integrierten Wert übereinstimmt; und
eine Einrichtung zum Ansteuern des genannten Wagenmotors nach Maßgabe des ersten oder zweiten Steuersignals, das von der genannten Auswähleinrichtung ausgewählt worden ist.
Gemäß dieser Vorrichtung wird der Wagenmotor während des Zeitraums von seinem Start bis zu der Zeit, wenn die vorbestimmte Übergangsdrehzahl erreicht ist, gemäß dem sekundären Steuersignal beschleunigt, das den vorbestimmten Wert hat. Es ist erwünscht, daß das sekundäre Steuersignal einen Wert hat, der eine Beschleunigung des Wagenmotors bei einer maximalen Beschleunigungsdrehzahl erlaubt. Beim Erreichen der Übergangsdrehzahl wird die Drehzahlsteuerung gemäß dem primären Steuersignal auf der Grundlage der Differenz zwischen der Standarddrehzahl und der gegenwärtigen Drehzahl durchgeführt. Da bei dieser Steuerung der optimale Integrationswert, die gegenwärtige Drehzahl mit dem Standardwert in Übereinstimmung zu bringen, in der Integrationseinrichtung als der Anfangswert gesetzt wird, können Überschreiten oder Unterschreiten auf einen kleinen Wert unterdrückt werden. Ferner wird bei dieser Ausführungsform der optimale Integrationswert gemessen, indem ein Versuchslauf zum Zeitpunkt des Einschaltens des Stroms oder zum Zeitpunkt beim des Überführens der Drehzahlbetriebsart durchgeführt wird. Jedoch ist es auch möglich, den optimalen Integrationswert bei der Druckerherstellung im voraus zu bestimmen und den Wert in einem nicht flüchtigen Speicher zu speichern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Wagenantriebsmechanismus eines normalen Serialdruckers;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die herkömmliche Wagensteuerung zeigt;
Fig. 3 ist eine Zeichnung, die die Drehzahländerung des Wagenmotors mittels der herkömmlichen Wagensteuerung zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die PWM Steuerung des herkömmlichen Wagenmotors zeigt;
Fig. 5 ist eine Zeichnung, die das Tastverhältnissignal und die Stromwellenform des Wagenmotors bei der herkömmlichen PWM Steuerung zeigt;
Fig. 6 ist eine Zeichnung, die die Änderung der Umdrehungszahl des Wagenmotors bei der herkömmlichen PWM Steuerung zeigt;
Fig. 7 ist eine Zeichnung, die die Frequenzkurve des Geräusches zeigt, daß durch die Geschwindigkeitsänderung des Wagenmotors bewirkt wird;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Ausgestaltung einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine Zeichnung, die die Ausgestaltung der Stromsteuerung und der Ansteuerschaltung in Fig. 8 zeigt;
Fig. 10A ist eine Zeichnung, die den Beschleunigungszustand bei dem Versuchslauf zeigt;
Fig. 10B ist eine Zeichnung, die den Beschleunigungszustand bei dem tatsächlichen Lauf zeigt;
Fig. 11 ist eine Zeichnung, die die Bedingungen zeigt, bei denen der Motorstrom begrenzt ist; und
Fig. 12 ist eine Zeichnung, die die Ausgestaltung des PWM Osziallators in Fig. 8 zeigt.

Beste Art zur Ausführung der Erfindung

In Fig. 8, die eine Gesamtausgestaltung der entsprechenden Ausführungsform der Wagensteuerungseinrichtung gemäß dieser Erfindung zeigt, hält ein Standarddrehzahlregister 31 eine Mehrzahl von Standarddrehzahlen, die jeweils einer Mehrzahl von Drehzahlarten entsprechen, und gibt die entsprechende Standarddrehzahl 35 bei Erhalten einer Drehzahlartauswähldate 33 aus. Die Standarddrehzahl 35 wird auf einen der Eingangsklemmen der Subtraktionseinrichtung 37 gegeben. Auf die andere Eingangsklemme der Subtraktionseinrichtung 37 wird die Ausgangsdate 41 des Zählers 39 gegeben. Dieser Zähler 39 erhält Taktimpulse 45 einer vorbestimmten Frequenz an seiner Taktklemme CK von dem Taktoszillator 43 und ein Impulssignal 47, das eine der Motorumdrehungszahl entsprechende Frequenz aufweist, an seiner Löschklemem von dem Drehstellgeber 13. Die Frequenz des Taktimpulses 45 ist verglichen mit derjenigen des Impulssignals 47 ausreichend hoch. Der Zähler 39 zählt die Anzahl von Taktimpulsen 45, die in jeder Periode der Impulssignale 47 eingeschlossen sind, das heißt, die gegenwärtigen Drehzahl des Wagenmotors 1, und schickt diese gegenwärtige Drehzahl 41 zu der Subtraktionseinrichtung 37.
In der Subtraktionseinrichtung 37 wird die Abweichung 49 der gegenwärtigen Drehzahl 41 von der Standarddrehzahl 35 berechnet. Diese Abweichung 49 wird zu der proportionalen Recheneinheit 15 und zu der Integrationseinrichtung 17 geschickt. Die proportinale Rechenoperationseinheit 15 führt eine proportionale Operation der Verstärkung K1 für die Abweichung 49 durch und speichert das Operationsergebnis 51 in dem Register 53. Die Integrationseinrichtung 17 führt eine Integrationsoperation der Verstärkung K2 für die Abweichung 49 durch und speichert das Operationsergebnis 55 in dem Register 57.
Die Ergebnisse der proportionalen und integrierenden Operationen 51 und 55, die in den Registern 53 und 57 gespeichert sind, werden durch die Addiereinrichtung 59 zusammenaddiert. Die Ausgangsdate der Addiereinrichtung 59 zeigt das Tastverhältnis (entspricht TTAST in Fig. 5A), das durch die PI Steuerung auf der Grundlage der Abweichung 49 berechnet worden ist.
Das derart berechnete Tastverhältnis 61 wird auf eine der Eingangsklemmen der Auswählschaltung 63 gegeben. Auf die andere Eingangsklemme dieser Auswählschaltung 63 wird ein vorbestimmtes Tastverhältnis gegeben, das in dem Tastverhältnisregister 65 gespeichert ist. Das vorbestimmte Tastverhältnis bedeutet beispielsweise den Wert, der dem Tastverhältnis von 100 % entspricht, das heißt, einen Wert, der gleich der PWM Standardperiode ist (äquivalent der PWM Standardperiode (äquivalent zu TWEITE in Fig. 5A)). Die Auswählschaltung 63 wählt entweder das Tastverhältnis 61, das gemäß dem logischen Wert des Ausgangssignals des UND-Glieds 69 berechnet worden ist, oder das vorbestimmte Tastverhältnis 67 aus, und schickt es zu dem Zähler 63.
Das ausgewählte Tastverhältnis 71 wird an die Setzklemme 9 des Zählers 73 angelegt. An die Lastklemme L des Zählers 73 wird der PWM Standardimpuls 77 angelegt, der von dem PWM Oszillator 75 jede PWM Standardperiode erzeugt wird. Somit wird für jede PWM Standardperiode der Zählwert des Zählers 73 auf das ausgewählte Tastverhältnis 71 gesetzt, und das Abwärtszählen von dem gesetzten Tastverhältnis 71 wird synchron zu den Taktimpulsen 45 von dem Taktoszillator 43 durchgeführt. Wenn der Zählwert, wie er abwärtsgezählt wird, null erreicht, das heißt wenn die dem gesetzten Tastverhältnis 71 entsprechende Zeit abläuft, wird das Übertragssignal 79 von der Übertragsklemme CO des Zählers 73 ausgegeben.
Durch das Übertragsignal 79 von dem Zähler 73 wird das Flip- Flop 81 durch den PWM Standardimpuls 77 zurückgesetzt, der von dem PWM Osziallator 75 geschickt wird. Deshalb bildet das Ausgangssignal 83 des Flip-Flop 81 das Tastverhältnissignal 83, das das Tastverhältnis gleich der PWM Standardperiode und dem ausgewählten Tastverhältnis 71 aufweist.
Die Wellenform des Tastverhältnissignals 83, das von dem Flip-Flop 81 ausgegeben wird, zeigt ebenso wie die Wellenform, die in Fig. 5A gezeigt ist, einen hohen Pegel während des allein ausgewählten Tastverhältnisses 71 und einen niedrigen Pegel während der übrigen Zeit innerhalb jeder PWM Standardperiode. Das Tastverhältnissignal 83 wird an die Verteilerschaltung 85 angelegt. Gemäß der Laufsteuerdate 87 von der Laufsteuerung 89, die das EIN/AUS und die Umdrehungsrichtung des Wagenmotors 1 angibt, verteilt die Verteilerschaltung 85 das Tastverhältnissignal 83 auf die ersten, paarweisen Impulse 91a, 91d oder die zweiten paarweisen Impulse 91b, 91c unter dem 4 Ansteuerimpulsen 91a-91d. Diese Ansteuerimpulse 91a-91d werden zu der Stromsteuerung 93 geschickt, wo sie entsprechend der Drehzahlart korrigiert werden. Die korrigierten Ansteuerimpulse 95a-95d werden an die Ansteuerschaltung 29 gelegt. Die Ansteuerschaltung 29 enthält, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, die paarweisen Schalttransistoren 97a, 97d, die den Strom für die positive Umdrehung des Wagenmotors 1 steuern, und die paarweisen Schalttransistoren 97b, 97c, die den Strom für die umgekehrte Umdrehung des Wagenmotors 1 steuern. Bei Erhalten der entsprechend korrigierten Ansteuerimpulse 95a, 95d, 95b, 95c steuern die Schalttransistoren 97a, 97d, 97b, 97c die Größe des dem Motor 1 zugeführten Stroms, wodurch die Umdrehungszahl des Wagenmotors 1 gesteuert wird. Wie es bereits angegeben worden ist, wählt die Auswählschaltung 63 entweder das Tastverhältnis 61, das durch das PI Steuerungsverfahren berechnet worden ist, oder das Tastverhältnis 67 eines festen Wertes aus. Welches immer auszuwählen ist, wird durch den Wert des Ausgangssignals 70 des UND-Glieds 69 bestimmt. An das UND-Glied 69 wird das Ausgangssignal 101 von dem Flip-Flop 99 und das Steuersignal 105 von der Initialisierungssteuerung 130 gelegt. Wenn der Stromschalter 107 des Druckers EIN geschaltet wird, oder wenn der Drehzahlartübergang durch die Drehzahlartauswähldate 33 gemacht wird, bringt die Initialisierungssteuerung 103 das Steuersignal auf den niedrigen Pegel und läßt auch den Wagen in der vorbestimmten Richtung während des vorbestimmten Intervalls (beispielsweise die Richtung der normalen Umdrehung des Motors 1) laufen, indem der Bewegungssteuerung 89 befohlen wird. Der Lauf zu dieser Zeit wird in dieser Beschreibung als Versuchslauf bezeichnet. Bei dem Versuchslauf ist das Ausgangssignal 70 des UND-Glieds 69 auf den niedrigen Pegel, und zu dieser Zeit wählt die Auswählschaltung 63 das Tastverhältnis 61 der PI Steuerung aus. Das heißt, bei diesem Versuchslauf wird die Drehzahl des Wagenmotors 1 durch die PI Steuerung gesteuert.
Ferner zählt bei dem Versuchslauf der Positionszähler 109 die Positionsimpulse 47, die von dem Drehstellgeber 13 herkommen, und bestimmt die gegenwärtige Position 111 des Wagens. Die bestimmte, gegenwärtige Position 111 des Wagens wird der Komparatorschaltung 113 eingegeben, wo sie mit der vorbestimmten Position 117 von dem Positionsregister 115 verglichen wird. Als die vorbestimmte Position 117 wird die Position ausgewählt, wo die Motordrehzahl bei dem Versuchslauf sicher die Standarddrehzahl erreicht hat und auf sie reguliert worden ist. Wenn die gegenwärtige Wagenposition 111 diese vorbestimmte Position 117 erreicht, wird ein Signal 119 mit einem hohen Pegel von der Komparatorschaltung 113 angelegt, um die Klemme ST des Optimalwertregisters 121 zu takten. Dann nimmt das Optimalwertregister 121 den integrierten Wert 45 von der Integrationsschaltung 17 an und hält ihn danach. Der in dem Optimalwertregister 121 gehaltene, integrierte Wert wird nachfolgend der optimale integrierte Wert genannt. Dieser optimale integrierte Wert ist, kurz gesagt, der integrierte Wert, wenn die Steuerung in dem Fall der Wagendrehzahlsteuerung stabil geworden ist, die durch das PI Steuerverfahren ausgeführt worden ist.
Wenn der Versuchslauf beendet ist, bringt die Initialisierungssteuerung 103 das Steuersignal 105 auf einen hohen Pegel. In diesem Zustand steuert die Laufsteuerung 89 den Start, den Stop und die Richtungsänderung des Wagenmotors 1 gemäß dem Befehl 123 von dem externen HOST-Computer. Nachfolgend wird der Wagenlauf zu diesem Zeitpunkt ein tatsächlicher Lauf genannt. Dieser tatsächliche Lauf bedeutet den Wagenlauf, wenn Drucken gemäß den Befehlen von dem HOST- Computer durchgeführt wird.
Bei diesem tatsächlichen Lauf wird nur die Tastverhältnis auswahl in der Auswählschaltung 63 durch das Ausgangssignal 101 des Flip-Flop 99 bestimmt. Das Flip-Flop 99 wird durch das Signal 25, das von der Lauf steuerung 89 geschickt worden ist, jedesmal gesetzt, wenn das Drucken von jeder Zeile begonnen wird. Dadurch wird das Ausgangssignal 70 des UND- Glieds 69 ein hoher Pegel, und die Auswählschaltung 63 wählt das feste Tastverhältnis (ein Wert, der einem Tastverhältnis von 100 % äquivalent ist) aus dem Tastverhältnisregister 65 aus, so daß die Beschleunigung des Wagenmotors 1 mit einer maximalen Beschleunigung ausgeführt wird.
Wenn der Wagenmotor 1 mit einer maximalen Beschleunigung beschleunigt wird, erfaßt der Zähler 39 die gegenwärtige Drehzahl, und die bestimmte, gegenwärtige Drehzahl 41 wird zu der Komparatorschaltung 127 zum Vergleich mit der Übergangsdrehzahl 131 geschickt, die von dem Übergangsdrehzahlgenerator 129 geschickt worden ist. Als Übergangsdrehzahl 131 wird ein geeigneter Wert, etwas niedriger als die Standarddrehzahl 35, ausgewählt. Wenn die gegenwärtige Drehzahl 41 die Übergangsdrehzahl 131 erreicht, wird das Flip-Flop 99 durch das Ausgangssignal 133 des Komparators 127 zurückgesetzt. Dadurch wird das Ausgangssignal 70 des UND-Glieds 69 auf einen niedrigen Pegel geschaltet, und die Auswählschaltung 63 wählt das Tastverhältnis 61 aus, das der PI Steuerung folgt. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal 133 von der Komparatorschaltung 127 an die Lastklemme L der Integrationseinrichtung angelegt, und der optimal integrierte Wert 135 wird von dem Optirnalwertregister 121 in die Integrationsschaltung 17 als Anfangsintegrationswert geladen. Danach wird die Drehzahlsteuerung des Wagenmotors 1 gemäß der PI Steuerung gemacht.
Der Beschleunigungszustand des Wagenmotors 1 bei dem Versuchslauf dieser Ausführungsform ist in Fig. 10A gezeigt, und die Beschleunigungsbedingungen davon bei dem tatsächlichen Lauf sind in Fig. 10B gezeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 10A wird die Drehzahl des Wagenmotors 1 bei dem Versuchslauf durch die gleiche PI Steuerung ebenso wie bei dem vorhergehenden Fall gesteuert. Bei der vorbestimmten Position D2, wo die Umdrehungszahl auf die Standarddrehzahl geregelt wird, wird der integrierte Wert in der Integrationseinrichtung zu dieser Zeit als der optimale, integrierte Wert gespeichert. Betrachtet man die Laufstrecke, die für den Versuchslauf verlangt wird, so ist die kurze Strecke, die die von dem Start bis zu der vorbestimmten Position D2 einschließt, ausreichend. Nach Abschluß des Versuchslaufs wird ein tatsächlicher Lauf, der vorn Drucken begleitet wird, durchgeführt. Bezugnehmend auf Fig. 10B ist dort der Wagenmotor bei dem tatsächlichen Lauf und wird auf die maximale Beschleunigung in dem Bereich (Bereich 1) beschleunigt, bis der Motor die Übergangsdrehzahl Vi erreicht, die etwas niedriger als die Standarddrehzahl ist. In dem Bereich (Bereich 2) nachdem der Motor die Übergangsdrehzahl Vi erreicht hat, wird die Drehzahlsteuerung durch die PI Steuerung gemacht, wobei der optimale, integrierte Wert als der Anfangsintegrationswert genommen wird. Als ein Ergebnis erreicht die Motorumdrehungszahl die Standarddrehzahl in kurzer Zeit und wird ferner stabil ohne Überschreiten oder Unterschreiten geregelt, so daß zu der Miniaturisierung des Serialdruckers beigetragen wird.
Fig. 9 zeigt die Ausgestaltung der Stromsteuerung 93 in Fig. 8.
Diese Stromsteuerung 93 enthält eine Auswählschaltung 141 für einen Strombegrenzungswert und eine Mehrzahl von Transistoren 143a-143d, die jeweils jeder Drehzahlart entsprechen, die wahlweise gemäß den Ergebnissen des Dekodierens EIN-geschaltet wird. Jeder der Transistoren 143a-143d ist zwischen die Widerstände 145a-145d, von denen jeder einen verschiedenen Widerstandswert hat, und Masse geschaltet. Diese Widerstände 145a-145d sind miteinander an dem Knoten 149 verbunden, und zwischen dem Knoten 149 und der Stromversorgung VCC ist ein Widerstand 147 verbunden. Deshalb treten in Abhängigkeit von der ausgewählten Drehzahlart unterschiedliche Spannungen an dem Knoten 149 auf. Der Spannungswert an diesem Knoten 149 bedeutet den Strombegrenzungswert, der die maximale Grenze des Stroms festlegt, der durch den Motor 1 fließt. Dieser Strombegrenzungswert wird an die Komparatorschaltung 151 angelegt, wo er mit dem Stromwert des Motors 1 verglichen wird, wie er durch den Widerstand 153 erfaßt wird. Durch das Ausgangssignal der Komparatorschaltung 151 werden die Gatter 155 und 157 zum Übertragen der Ansteuerungsimpulse 91b und 91c zu der Ansteuerungsschaltung 29 EIN/AUS gesteuert.
Wenn der Stromwert des Motors 1 kleiner als der Strombegrenzungswert ist, ist das Ausgangssignal der Komparatorschaltung 151 auf einem hohen Pegel, und die Gatter 155 und 157 öffnen und übertragen die Ansteuerungsimpulse 91a-91b zu der Ansteuerungsschaltung 29. Infolgedessen wird dem Motor 1 ein Strom gemäß den Ansteuerungsimpulsen 91a-91d zugeführt. Andererseits wird, wenn der Stromwert des Motors dabei ist, den Strombegrenzungswert zu überschreiten, das Ausgangssignal der Komparatorschaltung 151 ein niedriger Pegel und die Gatter 155 und 157 schließen und sperren die Ansteuerungsimpulse 91b und 91c, wodurch die Stromversorgung des Motors unterbrochen wird.
Als ein Ergebnis wird, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, der Motorstrorn auf den Strombegrenzungswert Ilim oder weniger begrenzt. Der Strombegrenzungswert wird bei jeder Drehzahlart durch das maximale Drehmoment bestimmt, das bei jeder Drehzahlart verlangt wird, wobei das Beispiel dieses Strombegrenzungswerts in Tabelle 1 gezeigt ist. Tabelle 1
Ferner kann, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist, der Strombegrenzungswert für jeden vorbestimmten Standarddrehzahlbereich geändert werden. Tabelle 2
Das Begrenzen des Motorstroms gemäß dem Standardstrom auf diese Weise kann das Auftreten eines unnötigen Drehmoments verhindern und die Schwingung des Wagenantriebsmechanismus aufheben, die durch die Drehmomentänderung bewirkt wird.
Fig. 12 zeigt die Ausgestaltung des PWM Oszillators in Fig. 8. Dieser PWM Oszillator 75 enthält ein Register 161, das den vorbestimmten Wert der PWM Grundperiode speichert, und eine Mehrzahl von Zwischenspeichern 165a-165h für veränderbare Werte, die jeweils die Werte unterschiedlicher, periodischer Variabler speichern. Einer dieser Zwischenspeicher 165a-165h für variable Werte wird durch die Dekodiereinrichtung 163 ausgewählt, und von dem ausgewählten Zwischenspeicher für einen veränderbaren Wert wird die periodische Variable 167 ausgegeben. Diese periodische Variable 167 wird der Addiereinrichtung 171 eingegeben, wo sie zu dem Wert der Grundperiode 169 von dem PWM Grundregister 161 addiert wird. Das Ergebnis dieser Addition wird an die Voreinstellkiemme P des Zählers 175 als ein Wert der PWM Standardperiode 173 gegeben und wird in den Zähler 175 geladen, wenn dieser Zähler 175 ein Übertragsignal 177 ausgibt. Der Zähler 175 führt synchron zu Taktimpulsen 45 das Abwärtszählen von dem vorgesetzten PWM Standardperiodenwert 175 durch. Wenn der Zählwert null erreicht, wird das Übertragsignal 177 ausgegeben, das heißt, jedesmal, wenn die PWM Standardperiode zu Ende geht, wird das Übertragsignal 177 ausgegeben. Das Übertragsignal 177 wird wie der PWM Standardimpuls 77 an den Zähler 73 und das Flip-Flop 81 gelegt.
Das Übertragsignal 177 wird ferner zu der Taktimpulsklemme CK des Zähler 179 geschickt und ändert den Zählwert des Zählers 179. Dann wählt die Dekodiereinrichtung 163 einen anderen Zwischenspeicher für einen variablen Wert aus und der Wert der periodischen Variablen 167 ändert sich auf einen anderen Wert. Als ein Ergebnis ist die PWM Standardperiode nicht konstant, sondern ändert sich. Deshalb nimmt die Frequenzkennlinie des Geräusches aufgrund der Änderung des Motordrehmoments bei der PWM Steuerung nicht die Form mit einer markierten Spritze bei einer bestimmten Frequenz an, sondern eine Form, die relativ niedrige, schwache Spitzen hat, die über den Änderungsbereich der PWM Standardperiode verstreut sind, und deshalb kann seine Wirkung auf den Hörsinn gemindert werden.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Steuern der Umdrehungsdrehzahl eines Druckwagenmotors, umfassend:

eine Einrichtung zum Erfassen einer Umdrehungsdrehzahl des genannten Wagenrnotors;

eine Einrichtung zum Erzeugen einer Standarddrehzahl;

eine Einrichtung zum Integrieren einer Differenz zwischen der Umdrehungsdrehzahl, wie sie erfaßt worden ist, und der Standardumdrehungsdrehzahl;

eine Einrichtung, die auf einen Ausgangswert der genannten Intagrationseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Steuersignais zum Steuern der Umdrehungsdrehzahl reagiert;

eine Einrichtung zum Halten eines Ausgangswertes der genannten Integrationseinrichtung zu der Zeit, wenn die Umdrehungsdrehzahl auf die Standardumdrehungsdrehzahl geregelt ist, als einen optimalen Integrationswert;

eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Steuersignals, das einen vorbestimmten Wert hat;

eine Einrichtung zum Auswählen von entweder dem ersten Steuersignal oder dem zweiten Steuersignal;

eine Einrichtung zum Steuern der genannten Auswähleinrichtung während der Beschleunigungszeit des genannten Wagenmotors, so daß das zweite Steuersignal ausgewählt wird, bis die erfaßte Umdrehungsdrehzahl eine vorbestimmte Verschiebungsdrehzahl erreicht, und daß das erste Steuersignal ausgewählt wird, nach dem die Verschiebungsdrehzahl erreicht worden ist;

eine Einrichtung zum Laden des gehaltenen optimalen Integrationswertes in die genannte Integrationseinrichtung, so daß der Ausgangswert der genannten Integrationseinrichtung zu dem Zeitpunkt, wenn die erfaßte Umdrehungsdrehzahl die Verschiebungsdrehzahl während der Beschleunigungszeit des Wagenmotors erreicht hat, mit dem gehaltenen optimalen integrierten Wert übereinstimmt; und

eine Einrichtung zum Ansteuern des genannten Wagenmotors nach Maßgabe des ersten oder zweiten Steuersignais, das von der genannten Auswähleinrichtung ausgewählt worden ist.

2. Eine Wagensteuerungseinrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, in der der vorbestimmte Wert des zweiten Steuersignals das Beschleunigen des genannten Wagenmotors mit der maximalen Beschleunigungsdrehzahl darstellt.