JP2004122711A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータドライバの昇温の限界まで駆動を行い、記録装置のスループットを上げる。
【解決手段】モータドライバの放熱を目的としている部材、或いはその近傍に温度センサを設け、このセンサの出力と予め記録装置の記憶手段内に記憶されている値との比較により、モータの制御を行う。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
モータを用いてキャリッジの走査及び記録紙送りを行う記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メカ的な動作を行う装置ではモータを使用するものがあり、インクジェットプリンタも記録動作を行うためにモータを使用している。即ち記録用紙の給紙、ＬＦ、排紙などを行うＬＦモータ、記録ヘッドの走査を行うＣＲモータ等を有し、これらのモータの動作を制御して印字動作を行う。
【０００３】
これらのモータを駆動する電気部品（以下モータドライバと表記する）は、制御回路からの信号によりモータへ供給する電流を制御してモータを動作させる。ステッピングモータであれば、各相へ供給する電流を時系列的に変化させて動作させる。更にはモータの動作音の低減、モータの動作精度などを目的として電流をチョッピングさせて一定電流値に制御することもある。
【０００４】
以上の構成において、モータドライバはスイッチング損などにより昇温して誤動作や破壊に至る場合があり、従来はこれを防ぐために予めモータドライバの昇温の程度を測定してこれを超えないように制御していた。例としては、
●連続駆動時間を制限する。
●電流値を制限する。
●モータドライバにヒートシンクを取り付ける。
●モータドライバの放熱用の端子が接続されるＰＷＢ上のパターン面積を広くする。
等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこれらの方法では次のような問題がある。
●余裕を持った駆動時間や電流値を設定するため、スループットが低くなる。
●ヒートシンクのコストとこれを取り付ける工賃が必要。
●ＰＷＢのサイズの都合で、放熱用パターンを広く出来ない場合がある。
【０００６】
これから述べる技術の目的は以上の問題を解決し、モータドライバの昇温を押さえつつプリンタのスループットを向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
モータを駆動するためのモータドライバが実装されている基板において、モータドライバの放熱を目的としている部材、或いはその近傍に温度センサを設け、このセンサの出力に応じてモータドライバに接続されるモータの制御を行う手段、モータの駆動速度或いは駆動電流或いはその両方が複数のモードを有し、温度センサの出力に応じてモードを選択する手段、予め記録装置の記憶手段内に複数の値を持ち、温度センサの出力と記憶手段内の値を比較してモータの制御を行う手段を有する。
【０００８】
（作用）
モータドライバの昇温の限界まで駆動することが出来、記録装置のスループットを上げることが出来る。
【０００９】
以上、本発明を整理して要約すれば以下の構成に集約できる。
【００１０】
（１）動作の制御を行うＣＰＵ、制御手順を格納したＲＯＭ、データを一時的に格納するＲＡＭ、メカ的動作を行うためのモータからなる記録装置において、モータを駆動するためのモータドライバが実装されている基板において、モータドライバの放熱を目的としている部材、或いはその近傍に温度センサを設け、このセンサの出力に応じて記録装置の制御を行うことを特徴とする記録装置。
【００１１】
（２）上記の記録装置において、温度センサの出力に応じてモータドライバに接続されるモータの制御を行うことを特徴とする前記（１）記載の記録装置。
【００１２】
（３）上記の記録装置において、モータの駆動速度、或いは駆動電流、或いはその両方を制御することを特徴とする前記（２）記載の記録装置。
【００１３】
（４）上記の記録装置において、モータの駆動速度、或いは駆動電流、或いはその両方が複数のモードを有し、温度センサの出力に応じてモードを選択することを特徴とする前記（３）記載の記録装置。
【００１４】
（５）上記の記録装置において、予め記録装置の記憶手段内に複数の値を持ち、温度センサの出力と記憶手段内の値を比較してモータの制御を行うことを特徴とする前記（４）記載の記録装置。
【００１５】
（６）上記の記録装置において、モータドライバの温度がある一定値を超えないように制御することを特徴とする前記（５）記載の記録装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に本実施例の基本構成を示す。１０１は動作の制御を行うＣＰＵ、１０２は動作手順が格納してあるＲＯＭ、１０３はデータを一時的に格納するＲＡＭ、１０４はモータを駆動するモータドライバ、１０５はキャリッジを走査するＣＲモータ、１０６は記録紙を送るＬＦモータ、１０７はモータドライバの昇温を検知するためのサーミスタである。
【００１７】
図２は本発明の実施例にかかわる記録装置の構成例を示す。
【００１８】
図２において、２０５はカートリッジであり、記録ヘッドＨとインク供給源たるインクタンクとを一体としたものである。このヘッドカートリッジ２０５は、押さえ部材２０２によりキャリッジ２０６の上に固定されており、これらはシャフト２１１にそって長手方向に往復運動可能となっている。記録ヘッドより吐出されたインクは、記録ヘッドＨと微小間隔をおいて、プラテン２１０に記録面を規制された記録媒体２０９に到達し、画像を形成する。
【００１９】
記録ヘッドＨにはケーブル２０７及びこれに結合する端子を介して適宜のデータ供給源より画像データに応じた吐出信号が供給される。ヘッドカートリッジは、用いるインク色等に応じて、１ないし複数個（図示例では２個）を設けることができる。２０８はキャリッジ２０６をシャフト２１１に沿って走査させるためのパルスモータ、２０３はモータ２０８の駆動力をキャリッジ２０６に伝達するためのワイヤである。また、２０１はプラテンローラ２１０に結合して記録媒体２０９を搬送させるためのフィードモータ、２０４はキャリッジ２０６の位置を検出するＨＰ（ホームポジション）センサである
図３を用いて本実施例の概要を説明する。
【００２０】
本構成ではモータドライバの温度を検知するために、モータドライバの放熱用端子が実装されているＰＷＢ上のパターンにサーミスタを実装する。このパターンの昇温を検知して、予め用意されているサーミスタとモータドライバの温度関係テーブルからモータドライバの温度を求める。
【００２１】
図４に上記構成をとった場合の、各部分の温度関係を示す。
【００２２】
図４（ａ）は、モータドライバのジャンクション温度Ｔｊとサーミスタの検出する温度Ｔｔｈの関係を示す。
【００２３】
モータドライバＩＣ内のチップは放熱用の金属板上にあり、この放熱用金属板は基板パターンに実装されている。このパターン上に配置されるサーミスタの出力温度は、ジャンクション温度Ｔｊほぼ比例関係になる。実施系においてはこの関係を予め測定してテーブルをＲＯＭ内に設けておき、サーミスタから検出される温度Ｔｔｈからジャンクション温度Ｔｊを求めることができる。
【００２４】
図４（ｂ）は、モータドライバのジャンクション温度Ｔｊと時間ｔとの関係を示す。
【００２５】
ジャンクション温度ＴｊはＩＣ内の損失による発熱により昇温するが、モータドライバＩＣが実装されている基板のパターンへの放熱やＩＣ表面から大気中への放熱が、先の損失による発熱と均衡したところで飽和する。この飽和温度はモータの駆動状態により異なり、モータへ供給する電流が大きい場合や定電流等にするためのスイッチング損が大きい場合に、より高い温度へ到達する。
【００２６】
モータドライバの昇温を押さえたい場合は、モータへ供給する電流を低く押さえることで実現できる。この様子は通常の駆動をｎｏｒｍａｌ　ｃｕｒｒｅｎｔ、モータへ供給する電流を低く押さえた場合の駆動をｓａｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔと表現して、図４（ｂ）に示してある。
【００２７】
なおモータへ供給する電流を低く押さえるとモータのトルクが低下し、装置を駆動するためには回転速度を低くする等の制御が必要になる。
【００２８】
図４（ｃ）は、上述した通常のｎｏｒｍａｌ　ｃｕｒｒｅｎｔ、モータへ供給する電流を低く押さえたｓａｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔの両ｃｕｒｒｅｎｔを用いて積極的にモータドライバＩＣの昇温を制御した場合を示す。
【００２９】
先に述べた手段によりサーミスタから出力される温度からモータドライバのジャンクション温度Ｔｊを推定し、この温度が予めＲＯＭ内に記憶されているＴｒｆ１より大きい場合は昇温によるドライバ破壊が近いと判断し、一定時間動作を停止させてジャンクション温度Ｔｊを低下させ、その後ｓａｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔで駆動して安全な温度内に収まるようにする。またジャンクション温度Ｔｊが、予めＲＯＭ内に記憶されているＴｒｆ１及びＴｒｆ２との関係がＴｒｆ２＜Ｔｊ＜Ｔｒｆ１の場合は、このままｎｏｒｍａｌ　ｃｕｒｒｅｎｔで駆動を続けると危険であるが動作を停止させる程ではないと判断し、ｓａｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔへ切り替えるのみとする。これにより昇温カーブが緩和して安全な昇温の範囲に収まる。
【００３０】
図４で説明した制御を各々のモータを駆動する前に行うことによりモータドライバの昇温を制御できる。
【００３１】
図５に、この制御のフローチャートを示す。
【００３２】
印字開始命令がきたら（５０１）、ＬＦの駆動モードを決定する（５０２）。ＬＦの駆動モードを決めるフローチャートはｂ５０１〜ｂ５０７に示す。決定した駆動モードで給紙を行い（５０３）、次にＣＲの駆動モードを決定する（５０４）。ＣＲの駆動モードを決めるフローチャートはｃ５０１〜ｃ５０７に示す。印字を１パス分行い（５０５）、ＬＦの駆動モードを決定する（５０６）。印字が終了なら（５０７）排紙を行い（５０８）動作を終了する（５０９）。引き続き印字動作を行う場合は（５０７）紙送りを行い（５１０）、５０６からの動作を繰り返す。
【００３３】
以上の構成及び制御を行うことで、モータドライバの昇温の限界まで駆動をすることが出来、記録装置のスループットを向上させることが出来る。
【００３４】
なお本構成ではモータドライバの昇温を検知するためのサーミスタをモータドライバの放熱用ピンが実装されるパターンに設けたが、モータドライバが実装される基板の反対面に設けても、熱がモニタできるので同様な制御が可能である。
【００３５】
また放熱用ピンが実装されるパターン、モータドライバの基板を挟んだ裏面以外でも、モータドライバ近傍に配置させることでジャンクション温度Ｔｊとサーミスタの出力の１対１の関係が得られれば、同様の制御が可能である。
【００３６】
更に、本実施例では温度を検出するためにサーミスタを用いたが、温度を検出できるデバイスならば、いずれの場合も同様の構成をとることが出来る。
【００３７】
【発明の効果】
モータドライバの昇温の限界まで駆動することが出来、記録装置のスループットを上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図
【図２】本発明に係わるシリアル記録装置の構成例を示す図
【図３】本発明の実装の概略を示す図
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）　各温度の関係を示す図
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）　本発明のフローチャートを示す図
【符号の説明】
１０１　ＣＰＵ
１０２　ＲＯＭ
１０３　ＲＡＭ
１０４　モータドライバ
１０５　ＣＲモータ
１０６　ＬＦモータ
１０７　サーミスタ

Claims (6)

1. 動作の制御を行うＣＰＵ、制御手順を格納したＲＯＭ、データを一時的に格納するＲＡＭ、メカ的動作を行うためのモータからなる記録装置において、
   モータを駆動するためのモータドライバが実装されている基板において、モータドライバの放熱を目的としている部材、或いはその近傍に温度センサを設け、このセンサの出力に応じて記録装置の制御を行うことを特徴とする記録装置。
2. 上記の記録装置において、温度センサの出力に応じてモータドライバに接続されるモータの制御を行うことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
3. 上記の記録装置において、モータの駆動速度、或いは駆動電流、或いはその両方を制御することを特徴とする請求項２記載の記録装置。
4. 上記の記録装置において、モータの駆動速度、或いは駆動電流、或いはその両方が複数のモードを有し、温度センサの出力に応じてモードを選択することを特徴とする請求項３記載の記録装置。
5. 上記の記録装置において、予め記録装置の記憶手段内に複数の値を持ち、温度センサの出力と記憶手段内の値を比較してモータの制御を行うことを特徴とする請求項４記載の記録装置。
6. 上記の記録装置において、モータドライバの温度がある一定値を超えないように制御することを特徴とする請求項５記載の記録装置。

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