JPH0923680A - 直流サーボモータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンコーダの過熱，焼損を防止しつつ一層の回
転高速化を図る。 【解決手段】エンコーダ温度検出手段（２６）と，エン
コーダ温度設定記憶手段３３Ｅｔと，エンコーダ冷却時
間設定記憶手段３３ＥＴと，第２の判別手段（３１，３
２）と，エンコーダ保護休止制御手段（３１，３２）と
を設け、検出されたエンコーダ温度ｔｄｅが設定された
エンコーダ温度ｔｓｅ以上であると判別されたことを条
件に予め設定されたエンコーダ冷却時間Ｔｅだけ直流サ
ーボモータ１０の回転駆動制御を休止可能に構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流サーボモータ
に接続されたエンコーダと，直流サーボモータの温度を
検出するモータ温度検出手段とを含み、駆動部が制御部
から入力された駆動制御信号に基き直流サーボモータを
回転駆動制御するように構成され、かつ検出されたモー
タ温度が設定モータ温度以上であると判別された場合に
設定モータ冷却時間だけ直流サーボモータの回転駆動制
御を休止させるように形成された直流サーボモータの駆
動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３において、直流サーボモータ（ＤＣ
・Ｍ）１０に連結されたエンコーダ（ＥＮＣＤ）２０か
らは、直流サーボモータ１０の回転速度および回転方向
を判別するための位相ずれしたＡ相信号ＰｈＡおよびＢ
相信号ＰｈＢが出力される。

【０００３】制御部３０は、このＡ相信号ＰｈＡおよび
Ｂ相信号ＰｈＢをフィードバック信号として、駆動制御
信号ＦＵ，ＦＤ、ＲＵ，ＲＤを出力する。駆動部（ＤＲ
ＶＲ）１５は、正回転用の駆動制御信号ＦＵ，ＦＤが入
力されると駆動信号（＋Ｍｆ，−Ｍｆ）を実線で示すよ
うに出力し、直流サーボモータ１０を正回転させる。一
方、逆回転用の駆動制御信号ＲＵ，ＲＤが入力される
と、点線で示すように出力して、逆回転させる。

【０００４】ここに、直流サーボモータ１０の負荷が例
えばプリンタの印字ヘッドを搭載したキャリアの往復移
動動力源として使用される場合、組立直後の試運転，低
温環境下での使用や故障等により過負荷が生じる。すな
わち、モータ（コイル）温度が上昇し、過熱や絶縁破壊
を引き起こす虞れがある。

【０００５】そこで、実際のモータ温度ｔｄｍを検出す
るモータ温度検出手段と，監視すべきモータ温度ｔｓｍ
を設定記憶するモータ温度設定記憶手段と，モータ冷却
時間Ｔｍを設定記憶するモータ冷却時間設定記憶手段と
を設け、印字処理（図４のＳＴ２０）中に、判別手段に
よって検出モータ温度ｔｄｍが設定モータ温度ｔｓｍ以
上になったと判別（ＳＴ２１のＹＥＳ）された場合に
は、モータ保護休止制御手段が、モータ冷却時間Ｔｍだ
け直流サーボモータ１０の回転駆動制御を休止させ、直
流サーボモータ１０を保護するものと形成されている。

【０００６】ここに、プリンタ外部温度（室温）と，プ
リンタ内部温度と，モータ温度を代表するモータコイル
温度と，エンコーダ内部温度とは、例えば図５（Ａ）に
示す関係となる。例えば、室温が４０℃でプリンタ内部
温度が７０℃である場合、モータコイル温度は１２５℃
でかつエンコーダ内部温度が７０℃となっている。

【０００７】かくして、モータ温度検出手段は、高温の
モータコイル温度を直接検出するのでなく、低温のエン
コーダ外部温度（例えば、３０℃）を検出する例えばサ
ーミスタ２５で間接的に検出するように形成し、制御部
３０側でモータコイル温度（例えば、１２５℃）に換算
している。検出便宜およびコスト低減のためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる直流
サーボモータ１０の駆動制御装置も例外でなく一層の小
型軽量化，高速化が強く求められている。特に、プリン
タに用いられる場合には、一層の印字高品質化のために
エンコーダ２０の分解能も大幅に高められている。

【０００９】ここに、高分解能エンコーダ２０で高速検
出させると、エンコーダ２０内の機械的摩擦熱やこれを
構成する検出回路，波形整形回路，演算増幅回路等々の
発熱が急激に増大するので、低速検出の場合に比較して
大幅な温度上昇を招く。一方、精巧化するエンコーダ２
０の保護用の監視温度は低くなる傾向にある。他方にお
いて、直流サーボモータ１０側では、負荷を一定とする
と、回転高速化を図る程に発生トルクは減少し発熱が抑
制される傾向にある。

【００１０】すなわち、直流サーボモータ１０を例えば
８，０００ｒｐｍの高速で回転させた場合〔図５
（Ｂ）〕、例えば３，０００ｒｐｍの低速回転の場合
〔図５（Ａ）〕に比較して、モータコイル温度が例えば
１０５℃でもエンコーダ内部温度が保護上の監視温度
（例えば、８０℃）を越えてしまう。したがって、モー
タコイル温度（１２５℃）を監視していたのでは、エン
コーダ内部温度が１００℃となってしまう。

【００１１】かくして、モーターコイル温度（ｔｄｍ）
を監視しつつ回転駆動制御する従来構造では、エンコー
ダ２０が先に過熱して検出不調，検出不能となり、適切
な回転駆動制御ができなくなるばかりか、高価なエンコ
ーダ２０を焼損してしまう事態が生ずる。

【００１２】本発明の目的は、エンコーダの過熱，焼損
を防止しつつ一層の回転高速化を図ることのできる直流
サーボモータの駆動制御装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、直流サーボモ
ータに連結されたエンコーダと，直流サーボモータの温
度を検出するモータ温度検出手段とを含み、駆動部が制
御部から入力された駆動制御信号に基き直流サーボモー
タを回転駆動制御するように構成され、かつ検出された
モータ温度が設定モータ温度以上であると判別された場
合に設定モータ冷却時間だけ直流サーボモータの回転駆
動制御を休止させるように形成された直流サーボモータ
の駆動制御装置において、前記エンコーダの実際の温度
を検出するエンコーダ温度検出手段と，監視すべきエン
コーダ温度を設定記憶するエンコーダ温度設定記憶手段
と，エンコーダ冷却時間を設定記憶するエンコーダ冷却
時間設定記憶手段と，検出されたエンコーダ温度と設定
されたエンコーダ温度とを比較して検出エンコーダ温度
が設定エンコーダ温度以上であるか否かを判別する第２
の判別手段と，検出エンコーダ温度が設定エンコーダ温
度以上であると判別されたことを条件に該エンコーダ冷
却時間だけ前記直流サーボモータの回転駆動制御を休止
させるエンコーダ保護休止制御手段とを設けた、ことを
特徴とする。

【００１４】上記構成による本発明の場合、第２の判別
手段は、エンコーダ温度検出手段で検出されたエンコー
ダ温度とエンコーダ温度設定記憶手段に設定されている
エンコーダ温度とを比較して、検出エンコーダ温度が設
定エンコーダ温度以上であるか否かを判別する。検出エ
ンコーダ温度が設定エンコーダ温度以上であると判別さ
れると、エンコーダ保護休止制御手段が、エンコーダ冷
却時間設定記憶手段に設定されているエンコーダ冷却時
間だけ直流サーボモータの回転駆動制御を休止させる。
したがって、エンコーダ温度を低下させることができ
る。

【００１５】かくして、比較的に低速回転で高トルク発
生の場合にはモータ温度の監視により直流サーボモータ
の保護が図られ、かつ高速回転で低トルク発生の場合に
はエンコーダ温度の監視によりエンコーダの保護を図れ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。本直流サーボモータの駆動制御装置
は、図１に示す如く、基本的構成（１０，１５，２０，
３０）は従来例（図３）の場合と同様とされているが、
さらにエンコーダ温度検出手段（２６）と，エンコーダ
温度設定記憶手段３３Ｅｔと，エンコーダ冷却時間設定
記憶手段３３ＥＴと，第２の判別手段（３１，３２）
と，エンコーダ保護休止制御手段（３１，３２）とを設
け、検出されたエンコーダ温度ｔｄｅが設定されたエン
コーダ温度ｔｓｅ以上であると判別されたことを条件に
予め設定されたエンコーダ冷却時間Ｔｅだけ直流サーボ
モータ１０の回転駆動制御を休止可能に構成されてい
る。

【００１７】図１において、制御部３０は、ＣＰＵ３
１，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３３，表示器（ＩＮＤ）３４，
キーボード（ＫＢ）３５，インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
３７〜３９を含み、直流サーボモータ１０を回転駆動制
御することができる。この実施形態の場合には、プリン
タのキャリアを往復移動させるものとして使用される。

【００１８】ＲＡＭ３３（ＲＯＭ３２や図示しないＥＥ
ＰＲＯＭ等であってもよい。）には、モータ温度設定記
憶手段３３Ｍｔ，モータ冷却時間設定記憶手段３３ＭＴ
の他に、本発明の技術的特徴の一部であるエンコーダ温
度設定記憶手段３３Ｅｔおよびエンコーダ冷却時間設定
記憶手段３３ＥＴが設けられている。

【００１９】また、エンコーダ温度検出手段は、エンコ
ーダ２０の実際の温度ｔｄｅを検出することから、その
内部に配設されたサーミスタ２６から形成されている。
つまり、従来例（図３）の場合のサーミスタ２５はモー
タ温度ｔｄｍを間接検出するものとしてエンコーダ２０
の外部温度〔図５（Ａ）〕を検出するものとされていた
が、このサーミスタ２６はエンコーダ内部温度ｔｄｅを
直接検出可能に設けられている。

【００２０】この関係から、モータ温度検出手段は、図
１に示すようにプリンタ内部５に取付けたサーミスタ２
４から形成し、従来例（図３）の場合よりも、直流サー
ボモータ１０のモータ（コイル）温度ｔｄｍを直接的に
検出可能としてある。

【００２１】この実施形態におけるモータ保護用の監視
温度（ｔｓｍ）は、当該直流サーボモータ１０の絶縁階
級に照した１２５℃とされかつモータ温度設定記憶手段
３３Ｍｔに設定記憶されている。また、エンコーダ保護
用の監視温度（ｔｓｅ）は、当該エンコーダ２０の構造
と回転速度・発熱特性に照し８０℃とされかつエンコー
ダ設定記憶手段３３Ｅｔに設定記憶されている。いずれ
もキーボード３５の操作により設定変更可能である。

【００２２】なお、モータ冷却時間（Ｔｍ）とエンコー
ダ冷却時間（Ｔｅ）とは、室温，直流サーボモータ１０
の設定回転速度，プリンタ（ハウジング）の構造，放熱
機構，直流サーボモータ１０とエンコーダ２０との連結
構造等々を勘案しかつ実際に即して設定されるが、エン
コーダ保護のために直流サーボモータ１０の回転駆動制
御を休止すれば直流サーボモータ１０自体の温度も低下
しこれからエンコーダ２０に伝達される熱エネルギーも
大幅に減少することから、エンコーダ冷却時間Ｔｅはモ
ータ冷却時間Ｔｍよりも短時間として設定すればよい。

【００２３】第２の判別手段は、モータ保護用の判別手
段（３１，３２）の場合と同様に、判別制御プログラム
を格納させたＲＯＭ３２とＣＰＵ３１とから形成され、
検出エンコーダ温度ｔｄｅと設定エンコーダ温度ｔｓｅ
とを比較して、ｔｄｅ≧ｔｓｅであるか否かを判別（図
２のＳＴ１１）する。

【００２４】エンコーダ保護休止制御手段は、ｔｄｅ≧
ｔｓｅであると判別されたことを条件に設定されたエン
コーダ冷却時間Ｔｅだけ直流サーボモータ１０の回転駆
動制御を休止させる手段で、エンコーダ保護休止制御プ
ログラムを格納させたＲＯＭ３２とＣＰＵ３１とから形
成され、図２のＳＴ１２で実行される。

【００２５】すなわち、駆動部（ＤＲＶＲ）１５への駆
動制御信号ＦＵ，ＦＤ、ＲＵ，ＲＤをＯＦＦして、直流
サーボモータ１０の回転駆動を停止させる。この意味に
おいて、モータ保護休止制御手段（３１，３２）の場合
と同じである。

【００２６】かかる構成の実施形態によれば、直流サー
ボモータ１０の回転速度を例えば３，０００ｒｐｍに設
定すると、室温，プリンタ内部温度，モータコイル温
度，エンコーダ内部温度（エンコーダ外部温度より例え
ば３０℃だけ高い。）との関係が図５（Ａ）に示す如く
なる。

【００２７】したがって、印字処理（図２のＳＴ１０）
中に判別手段（３１，３２）が、検出モータ温度ｔｄｍ
が設定モータ温度ｔｓｍ以上になったと判断（ＳＴ１３
のＹＥＳ）すると、モータ保護休止制御手段（３１，３
２）は設定モータ冷却時間Ｔｍだけ直流サーボモータ１
０の回転駆動制御を休止（ＳＴ１４）する。これによ
り、直流サーボモータ１０の加熱や焼損を防止できる。

【００２８】この際、直流サーボモータ１０のモータ
（コイル）温度ｔｄｍが１２０℃になったとしても、エ
ンコーダ（内部）温度ｔｄｅは７０℃であるから、エン
コーダ２０の保護は保障されている。

【００２９】次に、直流サーボモータ１０の回転速度を
高速（例えば、８，０００ｒｐｍ）に設定した場合を考
える。すると、室温，プリンタ内部温度，モータ（コイ
ル）温度，エンコーダ内部温度は図５（Ｂ）に示すごと
くなる。

【００３０】かくして、モータ保護休止制御手段（３
１，３２）が働なくても、第２の判別手段（３１，３
２）が、エンコーダ温度設定記憶手段３３Ｅｔに設定さ
れたエンコーダ温度ｔｓｅと，エンコーダ温度検出手段
（２６）で検出された実際のエンコーダ温度ｔｄｅとを
比較して、ｔｄｅ≧ｔｓｅであると判別（ＳＴ１１のＹ
ＥＳ）すると、エンコーダ保護休止制御手段（３１，３
２）が、エンコーダ冷却時間設定記憶手段３３ＥＴに記
憶されている設定エンコーダ冷却時間Ｔｅだけ、直流サ
ーボモータ１０の回転駆動制御を休止（ＳＴ１２）す
る。

【００３１】かくして、エンコーダ２０の回転停止によ
る発熱停止と放熱並びに直流サーボモータ１０からの伝
熱の大幅な減少に伴い、エンコーダ２０の温度が急速に
低下する。よって、エンコーダ２０の万全な保護ができ
る。

【００３２】しかして、この実施形態によれば、エンコ
ーダ温度検出手段（２６）と，エンコーダ温度設定記憶
手段３３Ｅｔと，エンコーダ冷却時間設定記憶手段３３
ＥＴと，第２の判別手段（３１，３２）と，エンコーダ
保護休止制御手段（３１，３２）とを設け、検出された
エンコーダ温度ｔｄｅが設定されたエンコーダ温度ｔｓ
ｅ以上であると判別されたことを条件に予め設定された
エンコーダ冷却時間Ｔｅだけ直流サーボモータ１０の回
転駆動制御を休止可能に構成されているので、エンコー
ダ２０の過熱，焼損を防止しつつ直流サーボモータ１０
の一層の回転高速化を達成することができる。

【００３３】また、エンコーダ温度検出手段がエンコー
ダ２０の内部に配設されたサーミスタ２６から形成され
ているので、エンコーダ保護用の監視温度（ｔｄｅ）を
より正確かつ高応答で検出できる。

【００３４】また、モータ温度検出手段がプリンタ内部
５で直流サーボモータ１０により接近しかつ従来例（図
３）の場合よりも直接的に検出可能に配設されたサーミ
スタ２５から形成されているので、直流サーボモータ１
０の保護をより確実化できる。

【００３５】なお、以上の実施形態では、モータ保護用
とエンコーダ保護用との各手段を別個独立として設けた
場合を説明したが、判別手段（３１，３２）と第２の判
別手段（３１，３２）とを一体としかつモータ保護休止
制御手段（３１，３２）とエンコーダ保護休止制御手段
（３１，３２）とを一体とし、直流サーボモータ１０の
設定回転速度値やエンコーダ２０の検出温度（ｔｄｅ）
がエンコーダ保護用温度（例えば、８０℃）に近づいた
ことを切替信号として、検出温度をｔｄｍからｔｄｅに
切替え、かつモータ冷却時間Ｔｍからエンコーダ冷却時
間Ｔｅに切替えて、直流サーボモータ１０とエンコーダ
２０との保護対象を切替制御可能に形成してもよい。

【００３６】同様に、モータ温度検出手段（２４）とエ
ンコーダ温度検出手段（２６）とを、共通の例えばサー
ミスタから形成してもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、エンコーダ温度検出手
段と，エンコーダ温度設定記憶手段と，エンコーダ冷却
時間設定記憶手段と，第２の判別手段と，エンコーダ保
護休止制御手段とを設け、検出されたエンコーダ温度が
設定されたエンコーダ温度以上であると判別されたこと
を条件に予め設定されたエンコーダ冷却時間だけ直流サ
ーボモータの回転駆動制御を休止可能に構成されている
ので、エンコーダの過熱，焼損を防止しつつ直流サーボ
モータの一層の回転高速化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す回路図である。

【図２】同じく、動作を説明するためのフローチャート
である。

【図３】従来例を説明するための回路図である。

【図４】従来動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図５】各部の温度関係と従来問題点を説明するための
図である。

【符号の説明】

５ プリンタ内部 １０ 直流サーボモータ １５ 駆動部 ２０ エンコーダ ２４ サーミスタ（モータ温度検出手段） ２５ サーミスタ ２６ サーミスタ（エンコーダ温度検出手段） ３０ 制御部 ３１ ＣＰＵ（第２の判別手段，エンコーダ保護休止制
御手段） ３２ ＲＡＭ（第２の判別手段，エンコーダ保護休止制
御手段） ３３ ＲＡＭ ３３Ｍｔ モータ温度設定記憶手段 ３３ＭＴ モータ冷却時間設定記憶手段 ３３Ｅｔ エンコーダ温度設定記憶手段 ３３ＥＴ エンコーダ冷却時間設定記憶手段 ＦＵ，ＦＤ、ＲＵ，ＲＤ 駆動制御信号 ｔｓｍ 設定モータ温度 ｔｄｍ 検出モータ温度 Ｔｍ 設定モータ冷却時間 ｔｓｅ 設定エンコーダ温度 ｔｄｅ 検出エンコーダ温度 Ｔｅ 設定エンコーダ冷却時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流サーボモータに連結されたエンコー
   ダと，直流サーボモータの温度を検出するモータ温度検
   出手段とを含み、駆動部が制御部から入力された駆動制
   御信号に基き直流サーボモータを回転駆動制御するよう
   に構成され、かつ検出されたモータ温度が設定モータ温
   度以上であると判別された場合に設定モータ冷却時間だ
   け直流サーボモータの回転駆動制御を休止させるように
   形成された直流サーボモータの駆動制御装置において、 前記エンコーダの実際の温度を検出するエンコーダ温度
   検出手段と，監視すべきエンコーダ温度を設定記憶する
   エンコーダ温度設定記憶手段と，エンコーダ冷却時間を
   設定記憶するエンコーダ冷却時間設定記憶手段と，検出
   されたエンコーダ温度と設定されたエンコーダ温度とを
   比較して検出エンコーダ温度が設定エンコーダ温度以上
   であるか否かを判別する第２の判別手段と，検出エンコ
   ーダ温度が設定エンコーダ温度以上であると判別された
   ことを条件に該エンコーダ冷却時間だけ前記直流サーボ
   モータの回転駆動制御を休止させるエンコーダ保護休止
   制御手段とを設けた、ことを特徴とする直流サーボモー
   タの駆動制御装置。