JPH08294294A - サーボモータの温度制御方法 - Google Patents

サーボモータの温度制御方法

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JPH08294294A
JPH08294294A JP9520595A JP9520595A JPH08294294A JP H08294294 A JPH08294294 A JP H08294294A JP 9520595 A JP9520595 A JP 9520595A JP 9520595 A JP9520595 A JP 9520595A JP H08294294 A JPH08294294 A JP H08294294A
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JP
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servo motor
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JP9520595A
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English (en)
Inventor
Nobutoshi Chigira
延俊 千吉良
Kuniharu Hayashi
邦治 林
Toshiro Suemune
俊郎 末宗
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Data Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】サーボモータの部品点数及び工数が多くなるこ
とがなく、制御回路が複雑になるのを防止することがで
きるようにする。 【構成】各区間ごとに駆動条件を異ならせてサーボモー
タ11を駆動し、該サーボモータ11に各区間ごとに供
給される駆動電流を検出し、該駆動電流及び各区間の時
間に基づいて各区間ごとの発熱量を求める。そして、該
発熱量の積算値と基準値とを比較し、比較結果に基づい
てサーボモータ11の待機時間を設ける。この場合、例
えば、発熱量の積算値が基準値より大きい場合、サーボ
モータ11を停止させる。したがって、サーボモータ1
1内にセンサを配設する必要がなく、サーボモータ11
の部品点数及び工数を少なくすることができる。また、
センサ出力用の増幅回路、温度センサの基準出力と実際
出力との比較回路等の外部回路が不要になり、制御回路
を簡素化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータの温度制
御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、シリアルプリンタにおい
ては、印字ヘッドが搭載されたキャリッジを左右に移動
させるようになっている。そして、該キャリッジは、左
右のプーリ間に張設されたベルトに固定され、前記プー
リの一方がサーボモータに連結される。したがって、該
サーボモータを駆動することによってプーリを回転さ
せ、ベルトを介してキャリッジを移動させることができ
る。
【0003】ところで、前記サーボモータが連続的に駆
動されると、モータコイルにおいて発生させられた熱に
よってモータコイルの温度(以下「コイル温度」とい
う。)が上昇する。そして、コイル温度が過剰に上昇す
ると、コイル用ボビンが変形したり、モータコイルのコ
ーティングワニスが溶解したり、モータコイルがショー
トしたりすることがある。
【0004】そこで、前記モータコイルの近傍に温度検
出用のセンサ、例えば、サーミスタ、熱電対等を配設
し、モータコイルが設定温度になったときにサーボモー
タの駆動を停止させるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のサーボモータの温度制御方法においては、サーボモ
ータ内にセンサが配設されるので、サーボモータの部品
点数が多くなるだけでなく、センサを固定する分だけ工
数が多くなってしまう。また、センサ出力用の増幅回
路、温度センサの基準出力と実際出力との比較回路等の
外部回路が必要になり、制御回路が複雑になってしま
う。
【0006】本発明は、前記従来のサーボモータの温度
制御方法の問題点を解決して、サーボモータの部品点数
及び工数が多くなることがなく、制御回路が複雑になる
のを防止することができるサーボモータの温度制御方法
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のサ
ーボモータの温度制御方法においては、各区間ごとに駆
動条件を異ならせてサーボモータを駆動し、該サーボモ
ータに各区間ごとに供給される駆動電流を検出し、該駆
動電流及び各区間の時間に基づいて各区間ごとの発熱量
を求める。
【0008】そして、該発熱量の積算値と基準値とを比
較し、比較結果に基づいてサーボモータの待機時間を設
ける。本発明の他のサーボモータの温度制御方法におい
ては、各区間ごとに駆動電流の指令値を異ならせてサー
ボモータを駆動し、前記駆動電流の指令値及び各区間の
時間に基づいて各区間ごとの発熱量を求める。そして、
該発熱量の積算値と基準値とを比較し、比較結果に基づ
いてサーボモータの待機時間を設ける。
【0009】
【作用】本発明によれば、前記のようにサーボモータの
温度制御方法においては、各区間ごとに駆動条件を異な
らせてサーボモータを駆動し、該サーボモータに各区間
ごとに供給される駆動電流を検出し、該駆動電流及び各
区間の時間に基づいて各区間ごとの発熱量を求める。
【0010】この場合、例えば、サーボモータの駆動電
流に対応するコイル温度が求められ、該コイル温度と各
区間の時間とに基づいて発熱量が求められる。そして、
該発熱量の積算値と基準値とを比較し、比較結果に基づ
いてサーボモータの待機時間を設ける。この場合、例え
ば、発熱量の積算値が基準値より大きい場合、サーボモ
ータを停止させる。
【0011】本発明の他のサーボモータの温度制御方法
においては、各区間ごとに駆動電流の指令値を異ならせ
てサーボモータを駆動し、前記駆動電流の指令値及び各
区間の時間に基づいて各区間ごとの発熱量を求める。そ
して、該発熱量の積算値と基準値とを比較し、比較結果
に基づいてサーボモータの待機時間を設ける。この場
合、サーボモータにおいては、駆動電流の指令値によっ
て定電流制御が行われるので、駆動電流の指令値及び各
区間の時間に基づいて各区間ごとの発熱量を求めること
ができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図2は本発明の第1の実施例に
おけるシリアルプリンタのキャリッジの斜視図である。
図において、10は印字ヘッド、11はサーボモータで
あり、該サーボモータ11はキャリッジフレーム12に
固定される。前記サーボモータ11には、ピニオンギヤ
21が取り付けられ、該ピニオンギヤ21とラック13
とが噛合(しごう)させられる。そして、前記サーボモ
ータ11が駆動されると、ピニオンギヤ21が回転させ
られるが、該ピニオンギヤ21と噛合するラック13は
シリアルプリンタの図示しないベースに固定されている
ので、キャリッジ14はキャリッジシャフト15及びガ
イドレール16に案内されて、矢印A方向に移動させら
れる。
【0013】また、サーボモータ11には、該サーボモ
ータ11の駆動に伴って回転させられるスリットディス
ク18が配設され、該スリットディスク18は複数のス
リットを円周方向に等間隔に有する。そして、前記サー
ボモータ11の回転位置を検出するためにホトセンサ1
9が配設される。該ホトセンサ19は前記スリットを挟
んで一方の側に配設された発光素子及び他方の側に配設
された受光素子から成る。なお、20はスライダであ
る。
【0014】図3は本発明の第1の実施例におけるキャ
リッジの速度サイクルを示す図である。なお、図におい
て、横軸に時間を、縦軸に速度を採ってある。キャリッ
ジ14(図2)は、区間RA において加速させられ、区
間RB において定速で走行させられ、その間に印字ヘッ
ド10は印字を行う。そして、印字が終了すると、キャ
リッジ14は、区間RC において減速させられ、区間R
D において停止させられる。続いて、キャリッジ14
は、逆方向への移動を開始し、区間RE において加速さ
せられ、区間RF において定速で走行させられ、その間
に印字ヘッド10は印字を行う。そして、印字が終了す
ると、キャリッジ14は、区間RG において減速させら
れ、停止させられる。そして、前記動作を繰り返す。
【0015】ところで、サーボモータ11の図示しない
モータコイルに流れる電流(以下「駆動電流」とい
う。)の値が大きいほど、前記モータコイルにおける発
熱量は多くなる。図4は本発明の第1の実施例における
駆動電流と発熱量との関係図である。なお、図におい
て、横軸に駆動電流を、縦軸に発熱量を採ってある。
【0016】ここで、駆動電流をiとし、図示しないモ
ータコイルの抵抗値をrとし、モータコイルにおける発
熱量をQとすると、該発熱量Qは、 Q=i2 ・r になる。また、駆動電流iは、サーボモータ11(図
2)に加わる負荷トルクに比例する。
【0017】すなわち、図3の各区間RA 〜RG におけ
る負荷トルクを比較すると、定速走行状態では、キャリ
ッジフレーム12とキャリッジシャフト15との間の摩
擦負荷、ガイドレール16とスライダ20との間の摩擦
負荷、キャリッジ14に搭載された図示しないリボンカ
ートリッジにおけるインクリボンの走行に伴うフィルム
負荷等の合計がサーボモータ11に加わる負荷トルクに
なる。
【0018】また、加速状態においては、キャリッジ1
4、サーボモータ11の図示しないロータ等を加速する
ための慣性トルクを定速走行状態における負荷トルクに
加算したトルクが、サーボモータ11に加わる。さら
に、減速状態においては、キャリッジ14、サーボモー
タ11の前記ロータ等を減速するための慣性トルクから
定速走行状態における負荷トルクを減算したトルクが、
サーボモータ11に加わる。
【0019】このように各区間RA 〜RG において、そ
れぞれ異なるトルクがサーボモータ11に加わるので、
前記駆動電流iの値が時間によって異なり、前記モータ
コイルの発熱量Qを求めるには、駆動電流iの時間平均
値を求める必要がある。図1は本発明の第1の実施例に
おけるサーボモータ駆動制御回路のブロック図、図5は
本発明の第1の実施例におけるサーボモータドライバの
回路図である。
【0020】図において、31はμCPUであり、該μ
CPU31はバスラインを介してI/Oポート32及び
プログラムROM33に接続される。また、34は前記
I/Oポート32を介してμCPU31から送られた駆
動信号によってサーボモータ11を駆動するサーボモー
タドライバである。該サーボモータドライバ34には、
電流検出用抵抗51が接続され、該電流検出用抵抗51
の両端の電位差を検出することによってサーボモータ1
1に流れる駆動電流i(図4)を検出することができ
る。なお、本実施例においては、電流検出用抵抗51の
抵抗値R1を図示しないモータコイルの巻線抵抗値より
も十分に小さい0.5〔Ω〕程度に設定する。また、前
記電流検出用抵抗51の両端の電位差は、駆動電流iに
比例する。
【0021】そして、前記電流検出用抵抗51の非接地
側の端子電位はA/Dコンバータ37に接続される。そ
して、該A/Dコンバータ37の出力端子は前記μCP
U31に接続され、該μCPU31は、前記A/Dコン
バータ37からの出力信号(サーボモータ11に流れる
駆動電流i)に基づいて、プログラムROM33のテー
ブル値(発熱量データ)を参照し、サーボモータ11の
コイル温度を求める。
【0022】また、G1〜G4はアンドゲートであり、
該各アンドゲートG1〜G4には前記I/Oポート32
を介してそれぞれ駆動信号が入力される。前記各アンド
ゲートG1〜G4の出力は、各トランジスタTr1〜T
r4にそれぞれ入力され、該トランジスタTr1〜Tr
4がスイッチングされる。そして、トランジスタTr
1、Tr2がオン・オフすることによってトランジスタ
Tr5、Tr6がオン・オフされ、前記サーボモータ1
1に駆動電流iが流れる。
【0023】なお、D1〜D5はダイオード、52は容
量C1に基づいて発熱量Qの初期値を求めるためのコン
デンサである。次に、前記構成のサーボモータ駆動制御
回路の動作について説明する。図6は本発明の第1の実
施例におけるサーボモータ駆動制御回路の動作を示すフ
ローチャートである。
【0024】まず、μCPU31(図1)は、I/Oポ
ート32を介して駆動信号をサーボモータドライバ34
に対して出力し、サーボモータ11を駆動する。そのと
き、該サーボモータ11を流れる駆動電流iに比例した
電圧がA/Dコンバータ37に入力される。該A/Dコ
ンバータ37は入力された電圧をA/D変換し、μCP
U31に対して出力する。
【0025】該μCPU31はプログラムROM33内
の前記電圧に対応するテーブル値を参照して読み込み、
該テーブル値と、加速状態、定速走行状態及び減速状態
の各時間とに基づいて発熱量Q(図4)を積算して求め
る。この場合、図示しない電源をオフにした後、再び電
源をオンにすると、前記オフの時間に対応してコイル温
度が異なってしまう。そこで、電源をオンにしたとき、
発熱量Qの初期値を設定し、該初期値に前記各区間RA
〜RG における発熱量Qを加えるようにしている。
【0026】そのために、前記電流検出用抵抗51と並
列にコンデンサ52を接続し、電流検出用抵抗51の両
端の電位差の初期値をコンデンサ52の充電量によって
近似させる。なお、電流検出用抵抗51の抵抗値をR
1、コンデンサ52の容量をC1、時間をT、電源電圧
をE、電流検出用抵抗51の両端の電位差をVC とする
と、該電位差VC は VC = E−{E(1−e-t/CR )}〔V〕 ……(1) になる。
【0027】続いて、μCPU31は、あらかじめ設定
された基準値を読み込み、積算した発熱量Qの値(以下
「積算値」という。)と前記基準値とを比較し、積算値
が基準値より大きい場合は、サーボモータ11を冷却す
るために、ある一定の待機時間を設け、サーボモータ1
1を停止させる。そして、待機時間が経過した後に、サ
ーボモータ11を再び駆動する。
【0028】一方、積算値が基準値以下である場合は、
サーボモータ11を継続して、通常の速度で駆動する。 ステップS1 サーボモータ11を流れる駆動電流iに
比例した電圧がA/Dコンバータ37に入力され、該A
/Dコンバータ37は入力された電圧をA/D変換し、
μCPU31に対して出力する。。 ステップS2 プログラムROM33内の前記電圧に対
応するテーブル値を参照して読み込む。 ステップS3 テーブル値と、加速状態、定速走行状態
及び減速状態の各時間とに基づいて発熱量Qを積算して
求める。 ステップS4 あらかじめ設定された基準値を読み込
む。 ステップS5 積算値と基準値とを比較し、積算値が基
準値より大きいかどうか判断する。積算値が基準値より
大きい場合はステップS7に、積算値が基準値以下の場
合はステップS6に進む。 ステップS6 サーボモータ11を通常速度で駆動す
る。 ステップS7 サーボモータ11を冷却するために、あ
る一定の待機時間を設け、サーボモータ11を停止させ
る。
【0029】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図7は本発明の第2の実施例におけるサーボモー
タ駆動制御回路の動作を示すフローチャートである。本
実施例においては、発熱量Q(図4)の積算値と基準値
とを比較して差(熱許容残量)を計算し、差の値が大き
い場合、すなわち、サーボモータ11のコイル温度が低
い場合にはサーボモータ11(図1)を高速で駆動し、
差の値が小さい場合、すなわち、サーボモータ11のコ
イル温度が比較的高い場合にはサーボモータ11を低速
で駆動し、差の値が中程度である場合、すなわち、サー
ボモータ11のコイル温度が中程度である場合にはサー
ボモータ11を中速で駆動する。
【0030】このように、発熱量Qの積算値と基準値と
の差に応じてサーボモータ11を最適のデューティで駆
動することができる。 ステップS1 サーボモータ11を流れる駆動電流iに
比例した電圧がA/Dコンバータ37に入力され、該A
/Dコンバータ37は入力された電圧をA/D変換し、
μCPU31に対して出力する。。 ステップS2 プログラムROM33内の前記電圧に対
応するテーブル値を参照して読み込む。 ステップS3 テーブル値と、加速状態、定速走行状態
及び減速状態の各時間とに基づいて発熱量Qを積算して
求める。 ステップS4 あらかじめ設定された基準値を読み込
む。 ステップS5 積算値と基準値とを比較し、積算値が基
準値より大きいかどうか判断する。積算値が基準値より
大きい場合はステップS7に、積算値が基準値以下の場
合はステップS6´に進む。 ステップS6´ サーボモータ11を積算値と基準値と
の差に対応させて駆動する。 ステップS7 サーボモータ11を冷却するために、あ
る一定の待機時間を設け、サーボモータ11を停止させ
る。
【0031】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図8は本発明の第3の実施例におけるサーボモー
タ駆動制御回路のブロック図、図9は本発明の第3の実
施例におけるサーボモータ駆動制御回路の動作を示すフ
ローチャートである。図8において、31はμCPUで
あり、該μCPU31はバスラインを介してI/Oポー
ト32及びプログラムROM33に接続される。また、
44はI/Oポート32を介してμCPU31から送ら
れた駆動信号によってサーボモータ11を駆動する定電
流サーボモータドライバ、52は発熱量Q(図4)の初
期値を求めるためのコンデンサである。
【0032】次に、前記構成のサーボモータ駆動制御回
路の動作について説明する。まず、μCPU31は、I
/Oポート32を介して駆動信号を定電流サーボモータ
ドライバ44に対して出力し、サーボモータ11を定電
流で駆動する。そして、前記μCPU31はプログラム
ROM33内の前記駆動信号の電流の指令値に対応する
テーブル値を参照して読み込み、該テーブル値と、加速
状態、定速走行状態及び減速状態の各時間とに基づいて
発熱量Qを積算して求める。
【0033】続いて、前記μCPU31は、あらかじめ
設定された基準値を読み込み、前記積算値と基準値とを
比較し、積算値が基準値より大きい場合は、サーボモー
タ11を冷却するために、ある一定の待機時間を設け、
サーボモータ11を停止させる。そして、待機時間が経
過した後に、サーボモータ11を再び駆動する。一方、
積算値が基準値以下である場合は、サーボモータ11を
継続して、通常の速度で駆動する。
【0034】このように、駆動電流iの指令値及び各区
間RA 〜RG (図3)の時間に基づいて発熱量Qを求め
るようになっているので、電流検出用抵抗51(図1)
が不要になる。 ステップS11 μCPU31はプログラムROM33
内の駆動信号の電流の指令値に対応するテーブル値を参
照して読み込む。 ステップS12 テーブル値と、加速状態、定速走行状
態及び減速状態の各時間とに基づいて発熱量Qを積算し
て求める。 ステップS13 あらかじめ設定された基準値を読み込
む。 ステップS14 積算値と前記基準値とを比較し、積算
値が基準値より大きいかどうか判断する。積算値が基準
値より大きい場合はS16に、積算値が基準値以下の場
合はS15に進む。 ステップS15 サーボモータ11を通常速度で駆動す
る。 ステップS16 サーボモータ11を冷却するために、
ある一定の待機時間を設け、サーボモータ11を停止さ
せる。
【0035】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。図10は本発明の第4の実施例におけるサーボモ
ータ駆動制御回路の動作を示すフローチャートである。
本実施例においては、発熱量Q(図4)の積算値と基準
値とを比較して差を計算し、差の値が大きい場合、すな
わち、サーボモータ11(図8)のコイル温度が低い場
合にはサーボモータ11を高速で駆動し、差の値が小さ
い場合、すなわち、サーボモータ11のコイル温度が比
較的高い場合にはサーボモータ11を低速で駆動し、差
の値が中程度である場合、すなわち、サーボモータ11
のコイル温度が中程度である場合にはサーボモータ11
を中速で駆動する。
【0036】このように、発熱量Qの積算値と基準値と
の差に応じてサーボモータ11を最適のデューティで駆
動することができる。 ステップS11 μCPU31はプログラムROM33
内の駆動信号の電流の指令値に対応するテーブル値を参
照して読み込む。 ステップS12 該テーブル値と、加速状態、定速走行
状態及び減速状態の各時間とに基づいて発熱量Qを積算
して求める。 ステップS13 あらかじめ設定された基準値を読み込
む。 ステップS14 積算値と前記基準値とを比較し、積算
値が基準値より大きいかどうか判断する。積算値が基準
値より大きい場合はS16に、積算値が基準値以下の場
合はS15´に進む。 ステップS15´ サーボモータ11を積算値と基準値
との差に対応させて駆動する。 ステップS16 サーボモータ11を冷却するために、
ある一定の待機時間を設け、サーボモータ11を停止さ
せる。
【0037】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するも
のではない。
【0038】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、サーボモータの温度制御方法においては、各区間
ごとに駆動条件を異ならせてサーボモータを駆動し、該
サーボモータに各区間ごとに供給される駆動電流を検出
し、該駆動電流及び各区間の時間に基づいて各区間ごと
の発熱量を求める。
【0039】そして、該発熱量の積算値と基準値とを比
較し、比較結果に基づいてサーボモータの待機時間を設
ける。この場合、例えば、発熱量の積算値が基準値より
大きい場合、サーボモータを停止させる。したがって、
該サーボモータ内にセンサを配設する必要がなく、サー
ボモータの部品点数及び工数を少なくすることができ
る。
【0040】また、センサ出力用の増幅回路、温度セン
サの基準出力と実際出力との比較回路等の外部回路が不
要になり、制御回路を簡素化することができる。本発明
の他のサーボモータの温度制御方法においては、各区間
ごとに駆動電流の指令値を異ならせてサーボモータを駆
動し、前記駆動電流の指令値及び各区間の時間に基づい
て各区間ごとの発熱量を求める。そして、該発熱量の積
算値と基準値とを比較し、比較結果に基づいてサーボモ
ータの待機時間を設ける。
【0041】この場合、サーボモータにおいては、駆動
電流の指令値によって定電流制御が行われるので、駆動
電流の指令値及び各区間の時間に基づいて各区間ごとの
発熱量を求めることができる。したがって、駆動電流を
検出するための手段が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるサーボモータ駆
動制御回路のブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例におけるシリアルプリン
タのキャリッジの斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施例におけるキャリッジの速
度サイクルを示す図である。
【図4】本発明の第1の実施例における駆動電流と発熱
量との関係図である。
【図5】本発明の第1の実施例におけるサーボモータド
ライバの回路図である。
【図6】本発明の第1の実施例におけるサーボモータ駆
動制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の第2の実施例におけるサーボモータ駆
動制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図8】本発明の第3の実施例におけるサーボモータ駆
動制御回路のブロック図である。
【図9】本発明の第3の実施例におけるサーボモータ駆
動制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図10】本発明の第4の実施例におけるサーボモータ
駆動制御回路の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11 サーボモータ RA 〜RG 区間 i 駆動電流 Q 発熱量

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)各区間ごとに駆動条件を異ならせ
    てサーボモータを駆動し、(b)該サーボモータに各区
    間ごとに供給される駆動電流を検出し、(c)該駆動電
    流及び各区間の時間に基づいて各区間ごとの発熱量を求
    め、(d)該発熱量の積算値と基準値とを比較し、
    (e)比較結果に基づいてサーボモータの待機時間を設
    けることを特徴とするサーボモータの温度制御方法。
  2. 【請求項2】 (a)各区間ごとに駆動電流の指令値を
    異ならせてサーボモータを駆動し、(b)前記駆動電流
    の指令値及び各区間の時間に基づいて各区間ごとの発熱
    量を求め、(c)該発熱量の積算値と基準値とを比較
    し、(d)比較結果に基づいてサーボモータの待機時間
    を設けることを特徴とするサーボモータの温度制御方
    法。
  3. 【請求項3】 前記発熱量の積算値と基準値との差に基
    づいてサーボモータの駆動速度を変更する請求項1又は
    2に記載のサーボモータの温度制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0877379A1 (en) * 1996-02-15 1998-11-11 General Electric Company Analog memory unit
KR20030002562A (ko) * 2001-06-29 2003-01-09 엘지전자 주식회사 센서리스 비엘디씨 모터를 채용한 세탁기의 운전제어방법
JP2013212516A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Amada Co Ltd 過負荷保護装置

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