(57)【要約】【課題】  モータの発熱制御の基礎となるモータの温度の値をモータの実温度に極めて近いものとし、モータの発熱制御に関する演算処理を行うソフトウェアが暴走した場合でもモータを安全かつ確実に停止させることが可能なモータ制御方法及びモータ制御装置を提供する。【解決手段】  本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置は、モータのケース上又はケース内部に配設された温度センサを使用してモータの温度を検出し、モータの温度が所定の許容上限温度に達したことを検知したときに、モータを停止させるものであって、モータを停止させるための動作制御に関する演算処理は、モータの動作全般の制御を行う中央演算処理装置とは別個の中央演算処理装置又はＡＳＩＣによって構成される制御部により、ソフトウェアの関与無しに行われるものである。【選択図】  図２
2006280057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのケース上又はケース内部に配設された温度センサを使用して前記モータの温度を検出する過程と、
前記モータの温度が所定の許容上限温度に達したことを検知したときに、前記モータを停止させる過程と、
を含み、
前記モータを停止させるための動作制御に関する演算処理は、前記モータの動作全般の制御を行う中央演算処理装置とは別個の中央演算処理装置又はＡＳＩＣによって構成される制御部により、ソフトウェアの関与無しに行われることを特徴とするモータ制御方法。
【請求項２】
前記モータの温度が前記許容上限温度に達する前に前記許容上限温度より低い所定の閾値温度に達したことを検知したときに、後続の駆動動作開始前に所定の休止時間を設ける過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方法。
【請求項３】
前記温度センサは、サーミスタであることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御方法。
【請求項４】
前記モータは、プリンタの印刷媒体搬送機構を駆動して印刷媒体を搬送する紙送りモータであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項５】
前記モータは、印刷媒体にインクを吐出するヘッドが固定され、印刷媒体に対し平行方向かつ印刷媒体搬送方向に対し垂直方向に駆動されるプリンタのキャリッジを駆動するキャリッジモータであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項６】
モータのケース上又はケース内部に配設され、前記モータの温度を検出する温度センサと、
前記モータの動作全般の制御を行う中央演算処理装置とは別個の中央演算処理装置又はＡＳＩＣによって構成され、前記モータの温度が所定の許容上限温度に達したことを検知したときに前記モータを停止させるための動作制御に関する演算処理をソフトウェアの関与無しに行う制御部と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
前記温度センサは、サーミスタであることを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御方法及びモータ制御装置に係り、特に、モータの発熱量に応じて駆動動作の休止及び停止を行うモータ制御方法及びモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは、駆動動作の際のモータ電流値及び駆動時間に比例した発熱量を発生する。
【０００３】
そこで、従来より、モータの温度が許容される上限温度を超えないように、モータの推定温度が所定の閾値温度に達すると、後続の駆動動作開始前に所定の休止時間を設けるモータ制御方法及びモータ制御装置が実施されている。
【０００４】
従来のモータ制御方法及びモータ制御装置は、駆動動作の際にモータに通電されるモータ電流値及びその駆動時間に基づき、ソフトウェアによる演算処理からモータの推定発熱量及び現在のモータの推定温度を算出し、その推定温度が所定の閾値温度に達すると、後続の駆動動作開始前に所定の休止時間を設けて、モータの温度が所定の閾値温度を超えないようにする、モータの発熱制御を行っている。
【０００５】
即ち、従来のモータ制御方法及びモータ制御装置は、ソフトウェアによる演算処理から算出したモータの推定温度が、発熱制御を行うための基礎となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のモータ制御方法及びモータ制御装置は、上述のように、ソフトウェアによる演算処理から算出したモータの推定温度が、発熱制御を行うための基礎となっているために、以下のような問題点を有している。
【０００７】
第一に、従来のモータ制御方法及びモータ制御装置は、製品としてのモータの特性ばらつきを考慮して、一定のモータ電流値及び駆動時間に対して最大の発熱量を想定して発熱推定演算を行うために、モータの実温度と推定温度との間に誤差が生ずる場合が少なくないという問題点が挙げられる。
【０００８】
第二に、モータの発熱推定演算を行うためのソフトウェアが、ノイズの混入、静電気の影響、動作中の電源の投入及び遮断等の何等かの理由により暴走した場合、従来のモータ制御方法及びモータ制御装置では、以後の発熱推定演算を行うことができなくなるという問題点が挙げられる。
【０００９】
本発明の目的は、モータの発熱制御の基礎となるモータの検出温度の値をモータの実温度に極めて近いものとし、モータの発熱制御に関する演算処理を行うソフトウェアが暴走した場合でもモータを安全かつ確実に停止させることが可能なモータ制御方法及びモータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るモータ制御方法によれば、
モータのケース上又はケース内部に配設された温度センサを使用して上記モータの温度を検出する過程と、
上記モータの温度が所定の許容上限温度に達したことを検知したときに、上記モータを停止させる過程と、
を含み、
上記モータを停止させるための動作制御に関する演算処理は、上記モータの動作全般の制御を行う中央演算処理装置とは別個の中央演算処理装置又はＡＳＩＣによって構成される制御部により、ソフトウェアの関与無しに行われることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るモータ制御方法の上記構成において、上記モータの温度が上記許容上限温度に達する前に上記許容上限温度より低い所定の閾値温度に達したことを検知したときに、後続の駆動動作開始前に所定の休止時間を設ける過程をさらに含むものとするとよい。
【００１２】
本発明に係るモータ制御装置によれば、
モータのケース上又はケース内部に配設され、上記モータの温度を検出する温度センサと、
上記モータの動作全般の制御を行う中央演算処理装置とは別個の中央演算処理装置又はＡＳＩＣによって構成され、上記モータの温度が所定の許容上限温度に達したことを検知したときに上記モータを停止させるための動作制御に関する演算処理をソフトウェアの関与無しに行う制御部と、
を備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置の上記構成において、上記温度センサは、サーミスタであるものとするとよい。
【００１４】
また、上記モータは、プリンタの印刷媒体搬送機構を駆動して印刷媒体を搬送する紙送りモータであるものとするとよい。
【００１５】
さらに、上記モータは、印刷媒体にインクを吐出するヘッドが固定され、印刷媒体に対し平行方向かつ印刷媒体搬送方向に対し垂直方向に駆動されるプリンタのキャリッジを駆動するキャリッジモータであるものとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るモータ制御方法を実施するための装置、即ち、本発明に係るモータ制御装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【００１８】
本発明に係るモータ制御装置は、制御対象としてのモータ１の温度を検出するための温度センサ、即ち、サーミスタ５（符号５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの総称を符号「５」とする。）を備えている。
【００１９】
サーミスタ５は、例えば図１に示すように、モータ１に備えられているケース２の任意の位置に配設することができる。
【００２０】
例えば、ケース２の上面、即ち、シャフト３が突出している側の面にサーミスタ５ａを配設してもよいし、ケース２の底面、即ち、シャフト３が突出している側とは反対側の軸受４が備えられている面にサーミスタ５ｂを配設してもよい。
【００２１】
又は、ケース２の側面にサーミスタ５ｃを配設してもよい。
【００２２】
モータ１の温度をより正確に検出するためには、ケース２の内部に適当な空間を設けて、当該空間内にサーミスタ５ｄを配設してもよい。
【００２３】
図２は、本発明に係るモータ制御方法を実施するための装置、即ち、本発明に係るモータ制御装置の電気的構成の一例を示す回路図である。
【００２４】
上述のように、サーミスタ５は、モータ１に備えられているケース２の任意の位置に配設されている。
【００２５】
サーミスタ５への電源供給は、例えば、モータ１への電源供給のためのモータ基板１０の電源を利用して、電源端子ＶDC＋及びＶDC−をサーミスタ５の一方側端子Ｓ１及び他方側端子Ｓ２に接続するとよい。
【００２６】
サーミスタ５は、温度が上昇すると抵抗値が低下する温度センサである。従って、その抵抗値を検出することにより、サーミスタ５の環境温度、即ち、モータ１の温度を検出することができる。
【００２７】
中継基板２０には、サーミスタ５を構成要素の一部として備え、サーミスタ５の抵抗値の変化に応じて出力信号の値が変化するモータ温度検出回路が搭載されている。
【００２８】
上記モータ温度検出回路は、電源電位ノードＶccと接地電位ノードＧＮＤとの間に直列接続された第１の抵抗Ｒ１、サーミスタ５及び第２の抵抗Ｒ２と、電源電位ノードＶccにエミッタが接続され、第１の抵抗Ｒ１とサーミスタ５との接続ノードＳ１にベースが接続されたｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１と、ｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１のコレクタに一方側端子が接続され、接地電位ノードＧＮＤに他方側端子が接続された第３の抵抗Ｒ３と、第２の抵抗Ｒ２に並列接続されたノイズフィルタとしてのキャパシタＣ１とを備え、ｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１のコレクタが第１の温度出力Tmp-Eを出力する第１の温度出力ノード、サーミスタ５と第２の抵抗Ｒ２との接続ノードＳ２が第２の温度出力Ｍ-tmpを出力する第２の温度出力ノードとされている。
【００２９】
モータ温度検出回路の第１の温度出力Tmp-E及び第２の温度出力Ｍ-tmpは、主基板３０においてモータの発熱制御のために使用される。
【００３０】
モータの温度検出に基づくモータの発熱制御に関する演算処理を行う主基板（制御部）３０は、モータ温度検出回路の第２の温度出力Ｍ-tmpに基づくモータの発熱制御に関する演算処理を行うソフトウェアが暴走した場合でもモータを安全かつ確実に停止させることを保証可能とするために、モータ温度検出回路の第１の温度出力Tmp-Eに基づいてモータを停止させる動作制御に関する演算処理を、ソフトウェアの関与無しに行うものとするとよい。
【００３１】
また、主基板（制御部）３０は、モータの動作全般の制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）を兼用してもよいが、モータの動作全般の制御を行うＣＰＵとは別個のＣＰＵ又はＡＳＩＣを、特にモータ温度検出回路の第１の温度出力Tmp-Eに基づく演算処理を行う主基板（制御部）３０として使用するとよい。
【００３２】
ここで、図２に示す本発明に係るモータ制御装置を構成するモータ温度検出回路の動作について説明する。
【００３３】
上述のように、サーミスタ５の抵抗値は、温度が上昇すると低下する。すると、ｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１のベース電位が低下してｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１が導通状態になり、ｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１のコレクタ電位が上昇する。結果として、ｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１のコレクタから出力される第１の温度出力Tmp-Eは、Ｌ（Low）レベルからＨ（High）レベルに変化する。
【００３４】
従って、サーミスタ５の初期抵抗値、及び、温度に対する抵抗値の変化率を適当に設定しておくことにより、モータの温度が所定の許容上限温度を超えたときにモータを停止させるための緊急停止用制御信号として第１の温度出力Tmp-Eを使用することができる。
【００３５】
一方、温度の上昇に伴ってサーミスタ５の抵抗値が低下すると、サーミスタ５と第２の抵抗Ｒ２との接続ノードＳ２の電位、即ち、第２の温度出力Ｍ-tmpの値は上昇する。従って、第２の温度出力Ｍ-tmpを検出することによりモータの温度を監視し、モータの温度が所定の閾値温度に達したときには、後続の駆動動作開始前に所定の休止時間を設けることにより、モータの過熱を防止する発熱制御を実現することができる。即ち、第２の温度出力Ｍ-tmpは、モータの温度を調節するためのモータ温度調節用制御信号として使用することができる。
【００３６】
図３は、本発明に係るモータ制御方法を実施するための装置、即ち、本発明に係るモータ制御装置を構成するモータ温度検出回路の各出力の温度特性を示すグラフである。
【００３７】
図３のグラフの例においては、図２に示したモータ温度検出回路における第１の温度出力Tmp-E、第２の温度出力Ｍ-tmpを、モータの緊急停止用制御信号、温度調節用制御信号としてそれぞれ使用している。
【００３８】
グラフ中の斜線領域ＡNMは、モータの正常な動作が保証される正常動作温度範囲を示しており、温度TH-tmpは、正常動作温度範囲ＡNMに含まれるモータの温度の最大値、即ち、モータの発熱制御を行うための閾値温度であり、第２の温度出力Ｍ-tmpの値Ｍ-tmpTHは、モータの温度が閾値温度TH-tmpのときの第２の温度出力Ｍ-tmpの値である。
【００３９】
従って、本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置は、第２の温度出力Ｍ-tmpを監視してモータの温度が閾値温度TH-tmpに達したことを検知すると、モータの温度がさらに上昇して許容上限温度MAX-tmpを超えないように、後続の駆動動作開始前に所定の休止時間を設けることを決定する。
【００４０】
モータの許容上限温度MAX-tmpは、閾値温度TH-tmpを超える温度であって、安全を確保することが可能な温度以下の所定の温度である。モータの温度が許容上限温度MAX-tmpに達した場合、モータの過熱を回避して安全を確保するため、モータの駆動動作を直ちに停止させる必要がある。
【００４１】
前述のモータ温度検出回路の動作原理により、モータの温度が一定の値を超えると、第１の温度出力Tmp-Eは、ＬレベルからＨレベルに変化する。
【００４２】
そこで、モータ温度検出回路を構成するサーミスタ５の温度特性、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値、キャパシタＣ１の容量、ｐｎｐバイポーラトランジスタＴＲ１の動作特性を適当に設定することにより、モータの温度が許容上限温度MAX-tmpに達したときに第１の温度出力Tmp-EがＨレベルからＬレベルに変化するようにしておく。
【００４３】
そして、本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置は、第１の温度出力Tmp-Eを監視してモータの温度が許容上限温度MAX-tmpに達したことを検知すると、モータの温度がさらに上昇することによる過熱を未然に防止して安全を確保すべく、モータの駆動動作を直ちに停止させることを決定する。
【００４４】
従って、本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置によるモータの温度に応じた動作制御を行うために必要な温度測定範囲は、許容上限温度MAX-tmp以下の温度範囲となる。
【００４５】
以上のように、本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置においては、ソフトウェアを使用してモータ電流値に基づいてモータの温度を推定するのではなく、ハードウェアとしてのサーミスタ等の温度センサを使用してモータ温度を直接検出しているので、モータの発熱制御の基礎となるモータの検出温度と実温度との間の誤差が極めて小さく抑制され、高精度なモータの発熱制御を実現することができる。
【００４６】
結果として、モータの駆動動作間に不要な休止時間を設けることを回避することができ、動作効率の低下を防止することができる。
【００４７】
また、モータの温度が所定の許容上限温度MAX-tmpに達した際のモータの緊急停止制御は、ソフトウェアを使用して行うのではなく、ハードウェアの動作に基づいて行っているので、モータの発熱制御に関する演算処理を行うソフトウェアが暴走した場合でもモータを安全かつ確実に停止させることができる。
【００４８】
上述のような本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置により制御されるモータは、例えば、プリンタの各所に内蔵されているモータとすることができる。
【００４９】
プリンタの一例としてインクジェットプリンタの概略構成について説明すると、インクジェットプリンタは、印刷媒体搬送機構を駆動して印刷媒体を搬送する紙送りモータと、紙送りモータを駆動する紙送りモータドライバと、印刷媒体にインクを吐出するヘッドが固定され、印刷媒体に対し平行方向かつ印刷媒体搬送方向に対し垂直方向に駆動されるキャリッジと、キャリッジを駆動するキャリッジモータと、キャリッジモータを駆動するキャリッジモータドライバと、キャリッジモータドライバにモータ駆動指令値を出力するＤＣユニットと、ヘッドを駆動制御するヘッドドライバと、キャリッジに固定されたリニア式エンコーダと、紙送りモータ用のロータリ式エンコーダと、印刷処理されている印刷媒体の終端位置を検出する紙検出センサと、プリンタ全体の制御を行うＣＰＵと、ＣＰＵに対して周期的に割込み信号を発生するタイマＩＣと、ホストコンピュータとの間でデータの送受信を行うインタフェース部と、ホストコンピュータからインタフェース部を介して送られてくる印刷情報に基づいて印刷解像度やヘッドの駆動波形等を制御するＡＳＩＣと、ＡＳＩＣ及びＣＰＵの作業領域やプログラム格納領域として用いられる各種メモリと、印刷媒体を支持するプラテンと、印刷媒体搬送機構の一部を構成し、紙送りモータによって駆動されて印刷媒体を搬送する搬送ローラと、を備えている。
【００５０】
本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置の制御対象であるモータは、例えば、上述のようなプリンタに備えられている紙送りモータ、キャリッジモータ等のモータとすることができる。
【００５１】
前述のように、本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置によれば、モータの駆動動作間に不要な休止時間を設けることを回避することができ、動作効率の低下を防止することができるので、本発明に係るモータ制御方法及びモータ制御装置の制御対象であるモータがプリンタに備えられているキャリッジモータ、紙送りモータ等のモータである場合には、単位時間あたりの印刷枚数を増加させることができる。
【００５２】
また、キャリッジモータ、紙送りモータ等のモータの温度が所定の許容上限温度MAX-tmpに達した際には、モータの発熱制御に関する演算処理を行うソフトウェアが暴走した場合でも、それらのモータを安全かつ確実に停止させて、過熱を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るモータ制御装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係るモータ制御装置の電気的構成の一例を示す回路図である。
【図３】本発明に係るモータ制御装置を構成するモータ温度検出回路の各出力の温度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１  モータ
２  ケース
３  シャフト
４  軸受
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  サーミスタ
１０  モータ基板
２０  中継基板
３０  主基板
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗
ＴＲ１  ｐｎｐバイポーラトランジスタ
Ｃ１  キャパシタ
Ｖcc  電源電位
ＧＮＤ  接地電位
Tmp-E  第１の温度出力（緊急停止用制御信号）
Ｍ-tmp  第２の温度出力（モータ温度調節用制御信号）
TH-tmp  閾値温度
MAX-tmp  許容上限温度
【図１】
2006280057.tif 000003
【図２】
2006280057.tif 000004
【図３】
2006280057.tif 000005