(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を駆動させるモータと、
前記モータにより駆動された前記物体に加圧されることで前記モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段による検出結果に基づいて前記モータの駆動を制御し、前記トルク検出手段による検出結果が、前記モータの劣化が進んでいない状態であることを示す、予め設定された下限値を下回った場合、前記モータのトルクを上げる制御を行う制御手段と、を有し、
前記トルク検出手段は、
前記物体の駆動範囲の端部に設けられていることを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記モータのトルクを上げる制御を予め定められた範囲の上限まで行っても、前記トルク検出手段による検出結果が前記下限値を下回った場合、前記モータ及び前記物体の交換を促す報知を行うことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記トルク検出手段は、
前記モータにより駆動された前記物体により所定の面を加圧される金属板と、
前記金属板の加圧される面の裏に設けられた圧電素子と、を有し、
前記物体は、
前記金属板の加圧される面に対して当接する突起部を有し、
前記突起部による前記金属板への加圧により、前記圧電素子から、前記モータのトルクに相当する電圧が出力され、
前記制御手段は、
前記圧電素子から出力された前記電圧が、前記モータの劣化が進んでいない状態であることを示す、予め設定された下限値を下回った場合、前記モータのトルクを上げる制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
物体を駆動させるモータを制御するモータ駆動制御方法であって、
前記物体の駆動範囲の端部にて、前記モータにより駆動された前記物体の加圧を受けて前記モータのトルクを検出し、
前記検出の結果に基づいて前記モータの駆動を制御し、前記検出の結果が、前記モータの劣化が進んでいない状態であることを示す、予め設定された下限値を下回った場合、前記モータのトルクを上げる制御を行うことを特徴とするモータ駆動制御方法。
【請求項５】
物体を駆動させるモータを制御するためのプログラムであって、
前記物体の駆動範囲の端部にて、前記モータにより駆動された前記物体の加圧を受けて前記モータのトルクを検出する処理と、
前記検出の結果に基づいて前記モータの駆動を制御し、前記検出の結果が、前記モータの劣化が進んでいない状態であることを示す、予め設定された下限値を下回った場合、前記モータのトルクを上げる制御を行う処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動を制御するためのモータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクセッサを駆動させるためのモータ（ＤＣモータ又はステッピングモータ）を備えたテープストレージ装置では、リトライ失敗が発生したときに初めて、モータのトルク不足の経験則を基にモータ駆動条件（例えば、駆動電流やＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動Ｄｕｔｙ比）を変更し、変更した条件にて再びリトライを試みる方法が採用されている。つまり、事後対処的な方法であるため、モータ駆動は常に最適な状態で行われていなかった。この例として特許文献１が挙げられる。特許文献１のモータ駆動制御では、駆動中のモータのトルクは検出（検出）されていないため、当然ながら、トルクの検出結果がモータの駆動に反映されない。よって、モータ駆動は常に最適な状態で行われていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３７０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、モータ駆動を常に最適な状態で行うためには、駆動中のモータのトルクを検出し、その検出結果をモータの駆動に反映する制御（フィードバック制御、閉ループ制御）が必要である。その一方で、トルクの検出は、簡単な手段・方法で実現されることが好ましい。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トルクの検出結果をモータの駆動に反映する制御を行うにあたり、トルクの検出を簡単に実現することができるモータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明のモータ駆動制御装置は、物体を駆動させるモータと、モータにより駆動された物体に加圧されることでモータのトルクを検出するトルク検出手段と、トルク検出手段による検出結果に基づいてモータの駆動を制御する制御手段と、を有し、トルク検出手段は、物体の駆動範囲の端部に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のモータ駆動制御方法は、物体を駆動させるモータを制御するモータ駆動制御方法であって、物体の駆動範囲の端部にて、モータにより駆動された物体の加圧を受けてモータのトルクを検出し、検出の結果に基づいてモータの駆動を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明のプログラムは、物体を駆動させるモータを制御するためのプログラムであって、物体の駆動範囲の端部にて、モータにより駆動された物体の加圧を受けてモータのトルクを検出する処理と、検出の結果に基づいてモータの駆動を制御する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トルクの検出結果をモータの駆動に反映する制御を行うにあたり、トルクの検出を簡単に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置の構成例を示す図である。
【図２】ステッピングモータとＤＣモータのそれぞれにおける一般的な、トルク、回転速度、電圧パルスの関係の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置に予め設定される複数のモータ駆動条件の一例を、ステッピングモータとＤＣモータのそれぞれの場合に分けて示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（実施形態）について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明のモータ駆動制御装置をテープストレージ装置に適用した場合を例に説明する。また、以下の説明では、モータ駆動を伴う機構部（モータにより駆動される物体）として、媒体（例えば磁気テープ）をマガジンセルやドライブへ搬送する役割を担うアクセッサを例に説明する。このアクセッサには、Ｘモータ（アクセッサを水平方向へ移動させるための駆動アクチュエータ）、Ｙモータ（アクセッサを上下方向へ移動させるための駆動アクチュエータ）、ピッカモータ（アクセッサにマガジンセルやドライブに対して媒体を抜き挿しさせるための駆動アクチュエータ）が具備される。これらのモータには、ＤＣモータ又はステッピングモータのいずれかが使用される。以下の説明では、駆動制御の対象として、Ｘモータを例に説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のテープストレージ装置は、主たる構成として、モータ１０、アクセッサ１１、金属板１３、圧電素子１４、出力電圧増幅回路１５、出力電圧比較回路１６、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７、不揮発メモリ１８、モータ駆動回路１９を有する。
【００１３】
モータ１０は、上述したように例えばＸモータであり、アクセッサ１１を水平方向に移動させる。
【００１４】
アクセッサ１１は、マガジンセルやドライブ（ともに図示せず）に対して媒体の搬送、抜き挿しを行う。図１の例では、アクセッサ１１は、Ｘモータの駆動を受けて、定められた走行路を水平方向に移動する。走行路は、アクセッサ１１が水平方向に移動できる範囲（駆動範囲、移動範囲）である。アクセッサ１１には、図１に示すように、突起部１２が設けられている。この突起部１２は、後述する金属板１２の面を押下（当接）することで一極集中して圧力を加えるためのものである。このように、突起部１２を用いて一極集中で加圧することにより、金属板１３が撓み易くなり、後述する電圧が出力されやすくなる。
【００１５】
図１に示すように、アクセッサ１１の走行路の端部には、金属板１３及び圧電素子１４が設けられている。金属板１３は、その一端が支持部によって固定的に支持されている。金属板１３の一面は、図中の矢印に沿って水平方向に移動してくるアクセッサ１１の突起部１３により一時的に押下される。この押下（押し付け）により、押し付け力（＝トルク）が金属板１３に加わり、金属板１３が撓む。これにより、押下された面の裏面に貼り付けられた圧電素子１４も撓み、微小変位／歪みが生じる。そして、圧電素子１４からは、生じた微小変位／歪みに応じた微小電圧（＝トルク）が出力される。この微小電圧は「出力電圧」ともいう。この出力電圧は、圧電素子１４の微小変位／歪みが大きいほど大きな値となる。
【００１６】
このようなことから、金属板１３及び圧電素子１４は、モータ１０のトルクを検出する手段（トルク検出手段）と呼ぶことができる。このように本実施形態では、アクセッサ１１の移動範囲の延長線上に金属板１３及び圧電素子１４を設ける構成にすることで、アクセッサ１１が移動範囲の端部まで通常移動（例えばイニシャライズ動作の時）してくるだけで、モータ１０のトルクを検出することができる。従って、本実施形態によれば、簡単な構成にてトルクの検出を実現している。
【００１７】
出力電圧増幅回路１５は、圧電素子１４からの出力電圧を入力して増幅した後、出力電圧比較回路１６へ出力する。
【００１８】
出力電圧比較回路１６は、出力電圧増幅回路１５からの出力電圧を入力すると、不揮発メモリ１８に予め記憶されているリファレンス電圧２０と比較し、その比較結果をＣＰＵ１７へ出力する。リファレンス電圧２０は、技術評価等を基に実測／算出された値であり、モータ１０が正常駆動しており、劣化（寿命）が進んでいない状態と判断できる下限値である。このリファレンス電圧２０は、例えばテープストレージ装置の製造時等において、不揮発性メモリ１８に格納される。
【００１９】
ＣＰＵ１７（制御手段の一例）は、出力電圧比較回路１６からの比較結果に応じて、設定中のモータ駆動条件を維持するか又は変更するかを決定し、その決定を反映した制御信号（どのようなモータ駆動条件にするかを示す）をモータ駆動回路１９に出力する。このＣＰＵ１７のモータ駆動条件決定動作の詳細は後述する。
【００２０】
モータ駆動回路１９は、ＣＰＵ１７からの制御信号が示すモータ駆動条件に基づいて、モータ１０を駆動させる。
【００２１】
このように、図１に示す例では、駆動中のモータ１０のトルクを検出し、その検出結果をモータ１０の駆動に反映するフィードバック制御（閉ループ制御）を行う構成となっている。
【００２２】
ここで、上記ＣＰＵ１７のモータ駆動条件決定動作について説明する。ＣＰＵ１７は、出力電圧比較回路１６からの比較結果が、出力電圧がリファレンス電圧を上回っている場合は、設定中のモータ駆動条件を変更せずに維持するように制御する。例えば、設定中のモータ駆動条件が、不揮発メモリ１８に予め記憶されている複数のモータ駆動条件１〜ｎのうちの「モータ駆動条件１」である場合、ＣＰＵ１７は、そのモータ駆動条件１に従ってモータ駆動を継続するように指示する制御信号をモータ駆動回路１９へ出力する。一方で、ＣＰＵ１７は、出力電圧比較回路１６からの比較結果が、出力電圧がリファレンス電圧を下回っている場合は、設定中のモータ駆動条件を変更するように制御する。例えば、設定中のモータ駆動条件が、不揮発メモリ１８に予め記憶されている複数のモータ駆動条件１〜ｎのうちの「モータ駆動条件１」である場合、ＣＰＵ１７は、そのモータ駆動条件１をモータ駆動条件２に変更してモータ駆動を開始するように指示する制御信号をモータ駆動回路１９へ出力する。
【００２３】
複数のモータ駆動条件１〜ｎは、モータ駆動条件テーブル２１として、例えばテープストレージ装置の製造時等において、不揮発性メモリ１８に格納される。この複数のモータ駆動条件１〜ｎは、図２に示す一般的なモータの特性を基に定められたものである。図２（ａ）は、一般的なステッピングモータの特性を示している。図２（ａ）に示すように、ステッピングモータは一般的に、パルス電圧の数（Ｄｕｔｙ比）が密のときは回転速度が速くなり、トルクが小さくなる一方で、パルス電圧の数が疎のときは回転速度が遅くなり、トルクが大きくなる。図２（ｂ）は、一般的なＤＣモータの特性を示している。図２（ｂ）に示すように、ＤＣモータは一般的に、パルス電圧の幅が広い（長い）ときは回転速度が速くなり、トルクが小さくなる一方で、パルス電圧の幅が狭い（短い）ときは回転速度が遅くなり、トルクが大きくなる。このような特性が反映されたモータ駆動条件テーブル２１（複数のモータ駆動条件１〜ｎ）の例を図３に示す。
【００２４】
図３（ａ）は、ステッピングモータのモータ駆動条件１〜ｎを示しており、図３（ｂ）は、ＤＣモータのモータ駆動条件１〜ｎを示している。すなわち、モータ１０がステッピングモータであるかＤＣモータであるかにより、図３（ａ）又は（ｂ）のいずれかのモータ駆動条件１〜ｎを不揮発メモリ１８に予め用意するようにする。
【００２５】
図３（ａ）では、モータ駆動条件１が最もパルス電圧の数が密であり、モータ駆動条件２、３と徐々に（所定数ずつ）パルス電圧の数が疎になっていき、最後のモータ駆動条件ｎが最もパルス電圧の数が疎となっている。よって、モータ１０がステッピングモータであり、図３（ａ）に示す複数のモータ駆動条件１〜ｎが定められている場合において、例えば、モータ駆動条件１で駆動しているときのトルク（出力電圧）がリファレンス電圧を下回った場合、ＣＰＵ１０７は、トルクを上げるために、モータ駆動条件１からモータ駆動条件２に変更するように制御する。
【００２６】
図３（ｂ）では、モータ駆動条件１が最もパルス電圧の幅が長く、モータ駆動条件２、３と徐々に（所定幅ずつ）パルス電圧の幅が短くなっていき、最後のモータ駆動条件ｎが最もパルス電圧の幅が短くなっている。よって、モータ１０がＤＣモータであり、図３（ｂ）に示す複数のモータ駆動条件１〜ｎが定められている場合において、例えば、モータ駆動条件１で駆動しているときのトルク（出力電圧）がリファレンス電圧を下回った場合、ＣＰＵ１０７は、トルクを上げるために、モータ駆動条件１からモータ駆動条件２に変更するように制御する。
【００２７】
なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すモータ駆動条件１〜ｎは、定格電圧・定格電流の範囲内で定められるものとする。すなわち、その範囲内であれば、定められるモータ駆動条件の数は任意である。
【００２８】
また、ＣＰＵ１７は、テープストレージ装置の動作が終了する際に、その時に設定されているモータ駆動条件が１〜ｎのどれであるかを不揮発メモリ１８に記憶しておく（例えば、１〜ｎのいずれかにフラグをたてるようにする）。そして、ＣＰＵ１７は、次にテープストレージ装置の動作が開始したときに、記憶しておいたモータ駆動条件を設定するようにする。なお、テープストレージ装置の製品出荷後、初めてモータが駆動される際のモータ駆動条件は、例えばモータ駆動条件１となる（デフォルト設定）。
【００２９】
以上のように構成されたテープストレージ装置の動作例について図４を用いて説明する。
【００３０】
ユーザ（オペレータ）により電源が投入されてテープストレージ装置が起動すると（Ｓ１）、アクセッサ１１が各マガジンセルやドライブに移動してのイニシャライズ動作が行われる（Ｓ２）。このとき、ＣＰＵ１７は、不揮発メモリ１８に記憶されている、前回動作終了時のモータ駆動条件（製品出荷後初めての動作時はデフォルト設定のモータ駆動条件）を読み出し、そのモータ駆動条件に従ってイニシャライズ動作を行うようにモータ駆動回路１９を制御する。このイニシャライズ動作に用いられるモータ駆動条件が「設定中のモータ駆動条件」となる。
【００３１】
イニシャライズ動作において、モータ１０（例えばＸモータ）により駆動されたアクセッサ１１が走行路を水平方向に移動して、図１に示すように走行路の端部まで移動してくると、そこで金属板１３を一時的に押し付ける（Ｓ３）。この押し付けにより、上述したように、圧電素子１４から微小電圧（出力電圧）が出力され、この微小電圧は出力電圧増幅回路１５にて増幅される。
【００３２】
出力電圧比較回路１６は、増幅された出力電圧と、予め不揮発メモリ１８に記憶されているリファレンス電圧２０との比較を行う（Ｓ４）。そして、出力電圧比較回路１６は、比較の結果として、出力電圧がリファレンス電圧２０を上回っているか否かをＣＰＵ１７へ出力する。
【００３３】
Ｓ４の比較の結果、出力電圧がリファレンス電圧２０を上回っている場合（Ｓ４／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１７は、設定中のモータ駆動条件（直近のイニシャライズ動作で用いたモータ駆動条件）を維持し、その条件で駆動するようにモータ駆動回路１９へ指示する（Ｓ５）。
【００３４】
モータ駆動回路１９は、指示されたモータ駆動条件でモータ１０を駆動させる。これにより、テープストレージ装置において通常動作（アクセッサ１１による媒体の抜き挿しや搬送）が開始される（Ｓ６）。なお、テープストレージ装置において通常動作が終了する時、ＣＰＵ１７は、その時に設定中のモータ駆動条件を不揮発メモリ１８に記憶させる。この時記憶されたモータ駆動条件は、次にテープストレージ装置が起動されたときに読み出されてイニシャライズ動作に用いられることになる。
【００３５】
一方、Ｓ４の比較の結果、出力電圧がリファレンス電圧２０を下回っている場合（Ｓ４／ＮＯ）、ＣＰＵ１７は、不揮発メモリ１８のモータ駆動条件テーブル２１を参照し、設定中のモータ駆動条件からさらに変更可能なモータ駆動条件が有るかどうかを判断する（Ｓ７）。すなわち、モータ１０のトルクが小さいことから、ＣＰＵ１７は、設定中のモータ駆動条件よりもトルクを上げることができる他のモータ駆動条件が記憶されているかどうかを判断する。
【００３６】
Ｓ７の判断の結果、変更可能なモータ駆動条件が有る場合（Ｓ７／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１７は、設定中のモータ駆動条件を他のモータ駆動条件に変更し、変更後のモータ駆動条件にて再度イニシャライズ動作を行うようにモータ駆動回路１９へ指示する（Ｓ１０）。例えば、図１において、設定中のモータ駆動条件が１である場合、そのモータ駆動条件１よりもトルクを上げることが可能なモータ駆動条件２〜ｎがあるので、ＣＰＵ１７は、設定中のモータ駆動条件を１から２に変更し、モータ駆動条件２にてイニシャライズ動作を行うように制御する。なお、変更の方法としては、１段階ずつ変更していくことが好ましいので、例えばモータ駆動条件１の次に変更されるのは、モータ駆動条件２となる。
【００３７】
一方、Ｓ７の判断の結果、変更可能なモータ駆動条件が無い場合（Ｓ７／ＮＯ）、例えば設定中のモータ駆動条件がｎであり、ｎ＋１が設定されていない場合、ＣＰＵ１７は、通常動作の開始を中止するようにモータ駆動回路１９へ指示する（Ｓ８）。そして、ＣＰＵ１７は、モータ１０及びアクセッサ１１の少なくとも一方を交換するようにユーザに促す報知を行う。この報知の方法としては、例えば、テープストレージ装置の図示しない表示部を用いたり、あるいは、テープストレージ装置と通信可能な図示しない表示装置を用いたりしてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、アクセッサの走行路の端部に金属板と圧電素子を備えるように構成したことで、イニシャライズ動作のときに走行路端部に移動してきたアクセッサが金属板を押し付け、それにより圧電素子から電圧（トルク）が出力される。よって、モータのトルクの検出を簡単に実現することができる。また、本実施形態では、圧電素子から出力された電圧と、予め定められたリファレンス電圧との比較結果を基に、モータの駆動のフィードバック制御（閉ループ制御）を行うので、常に最適なモータ駆動条件を保ってモータの駆動を行うことができる。
【００３９】
また、従来、本実施形態のようにモータの駆動状態を適時監視していないテープストレージ装置においては、直接的にモータの劣化（寿命）を予め検知することは困難であった。すなわち、このようなテープストレージ装置では、テープストレージ装置の動作時間やアクセッサの動作回数が規定値を超過した場合に、モータやアクセッサの交換を促す報知が行われていた。しかし、この方法では、致命的なモータ障害が発生する前の予防交換という意味で有効ではあるが、時には非劣化や余寿命のモータやアクセッサをも無駄に交換してしまうことがあり、非経済的な一面があった。これに対し、本実施形態によれば、モータやアクセッサの劣化、寿命が進んでいることを事前に検知できるので、致命的な障害が発生する前に、それらの交換を促すことができるとともに、非劣化や余寿命のモータやアクセッサをも無駄に交換してしまうといった従来の非経済的な一面を改善することもできる。
【００４０】
なお、上記本実施形態の説明では、アクセッサのＸモータを例に説明したが、ＤＣモータ又はステッピングモータを使用したＹモータやピッカモータに対しても、上記同様に適用できる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【００４２】
例えば、上述した実施形態における動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成によって実行することも可能である。
【００４３】
ソフトウェアによる処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させてもよい。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させてもよい。
【００４４】
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto Optical）ディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。
【００４５】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送してもよい。または、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送してもよい。コンピュータでは、転送されてきたプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることが可能である。
【００４６】
また、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０    モータ
１１    アクセッサ
１２    突起部
１３    金属板
１４    圧電素子
１５    出力電圧増幅回路
１６    出力電圧比較回路
１７    ＣＰＵ
１８    不揮発メモリ
１９    モータ駆動回路
２０    リファレンス電圧
２１    モータ駆動条件テーブル
【図１】
0005823716.tif 000002
【図２】
0005823716.tif 000003
【図３】
0005823716.tif 000004
【図４】
0005823716.tif 000005