(57)【要約】【課題】コストをかけずにオーバーヒートを検出する。【解決手段】媒体に液体を吐出するヘッドと、ヘッドが設けられたキャリッジと、キャリッジを移動方向に移動させるモーターと、モーターの駆動を制御するモータードライバーと、ある時点、及び、その後の他の時点でのモータードライバーの電流値に基づいてモータードライバーの温度を推定する推定部と、を備えた。【選択図】図７
2011093176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体に液体を吐出するヘッドと、
前記ヘッドが設けられたキャリッジと、
前記キャリッジを移動方向に移動させるモーターと、
前記モーターの駆動を制御するモータードライバーと、
ある時点、及び、その後の他の時点での前記モータードライバーの電流値に基づいて前
記モータードライバーの温度を推定する推定部と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記推定部は、前記モータードライバーの電流値の実効値に基づいて前記モータードラ
イバーの温度を推定する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出装置であって、
前記実効値は、前記モータードライバーの電流値の２乗平均値である
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の液体吐出装置であって、
前記モータードライバーの電流値は、ＰＷＭ制御のＤｕｔｙ値と前記キャリッジモータ
ーの回転速度ｖと、パラメータＡ及びパラメータＢを用いて
Ｉ＝Ａ×Ｄｕｔｙ−Ｂ×ｖ
によって算出される、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液体吐出装置であって、
前記パラメータＡ及び前記パラメータＢは、前記キャリッジモーターを異なる回転速度
で回転させたときの前記モータードライバーの電流値の測定結果に基づいて定められる
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の液体吐出装置であって、
前記パラメータＡ及び前記パラメータＢが記憶される記憶部を有する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の液体吐出装置であって、
前記推定部によって推定された前記モータードライバーの温度が閾値を超えた場合、前
記モーターの駆動に待機時間を設定する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置（例えばシリアルプリンター）には、キャリッジを移動させるためのキャ
リッジモーターや、媒体（例えば紙）を搬送するための搬送モーター等の各種モーターが
備えられている。また、液体吐出装置にはこれらのモーターの駆動を制御するモータード
ライバーが備えられており、モーターは、モータードライバーから電力が供給されること
によって駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５３４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータードライバーは、モーターを駆動する際に発熱する。特にキャリッジモーターの
場合、移動距離（走査距離）が短い印刷を繰り返すとモータードライバーの発熱が大きく
なりオーバーヒートになるおそれがある。電流検出回路を設けてモータードライバーの電
流値が閾値を超えた場合、エラーなどにする処置を行うようにしたものがあるが、オーバ
ーヒートを検出することはできない。また、温度センサ（例えばサーミスタ）を設けるこ
とによってモータードライバーの温度を測定することも考えられるが、コストがかかる。
そこで、本発明は、コストをかけずにオーバーヒートを検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、媒体に液体を吐出するヘッドと、前記ヘッド
が設けられたキャリッジと、前記キャリッジを移動方向に移動させるモーターと、前記モ
ーターの駆動を制御するモータードライバーと、ある時点、及び、その後の他の時点での
前記モータードライバーの電流値に基づいて前記モータードライバーの温度を推定する推
定部と、を備えたことを特徴とする液体吐出装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態のプリンターの全体構成のブロック図である。
【図２】図２Ａは、本実施形態のプリンターの全体構成の概略図であり、図２Ｂは、本実施形態のプリンターの全体構成の横断面図である。
【図３】印刷時の処理のフロー図である。
【図４】図４Ａは、ヘッドの下面におけるノズルの配列を示す説明図である。図４Ｂは、ヘッドの構造を説明する図である。
【図５】図５Ａは、リニア式エンコーダーの構成を概略的に示したものであり、図５Ｂは、検出部の構成を模式的に示したものである。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、キャリッジモーターの正転時及び逆転時における検出部の２つの出力信号の波形を示したタイミングチャートである。
【図７】ユニット制御回路のうちのキャリッジモーターの駆動を制御する部分の構成を示したブロック図である。
【図８】モータードライバーについての説明図である。
【図９】図９Ａは、キャリッジモーターの速度プロファイルの説明図であり、図９Ｂは、モータードライバーに流れる電流の説明図である。
【図１０】モータードライバーの保護の動作を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００９】
媒体に液体を吐出するヘッドと、前記ヘッドが設けられたキャリッジと、前記キャリッ
ジを移動方向に移動させるモーターと、前記モーターの駆動を制御するモータードライバ
ーと、ある時点、及び、その後の他の時点での前記モータードライバーの電流値に基づい
て前記モータードライバーの温度を推定する推定部と、を備えたことを特徴とする液体吐
出装置が明らかとなる。  
このような液体吐出装置によれば、コストをかけることなく、オーバーヒートを検出す
ることができる。
【００１０】
かかる液体吐出装置であって、前記推定部は、前記モータードライバーの電流値の実効
値に基づいて前記モータードライバーの温度を推定することが望ましい。また、前記実効
値は、前記モータードライバーの電流値の２乗平均値であることが望ましい。  
このような液体吐出装置によれば、モータードライバーの温度を正確に推定することが
できる。
【００１１】
かかる液体吐出装置であって、前記モータードライバーの電流値は、ＰＷＭ制御のＤｕ
ｔｙ値と前記キャリッジモーターの回転速度ｖと、パラメータＡ及びパラメータＢを用い
て、Ｉ＝Ａ×Ｄｕｔｙ−Ｂ×ｖによって算出されることが望ましい。  
このような液体吐出装置によれば、電流を検出する回路を設けることなく、モータード
ライバーの電流値を求めることができる。
【００１２】
かかる液体吐出装置であって、前記パラメータＡ及び前記パラメータＢは、前記キャリ
ッジモーターを異なる回転速度で回転させたときの前記モータードライバーの電流値の測
定結果に基づいて定められることが望ましい。  
このような液体吐出装置によれば、モータードライバーの電流値を高精度に算出するこ
とができる。
【００１３】
かかる液体吐出装置であって、前記パラメータＡ及び前記パラメータＢが記憶される記
憶部を有することが望ましい。  
このような液体吐出装置によれば、電流値の算出を容易に行うことができる。
【００１４】
かかる液体吐出装置であって、前記推定部によって推定された前記モータードライバー
の温度が閾値を超えた場合、前記モーターの駆動に待機時間を設定することが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、モータードライバーをオーバーヒートから保護する
ことができる。
【００１５】
＝＝＝プリンターの概略について＝＝＝
＜プリンターの構成について＞
図１は、本実施形態のプリンターの全体構成のブロック図である。また、図２Ａは、本
実施形態のプリンターの全体構成の概略図である。また、図２Ｂは、本実施形態のプリン
ターの全体構成の横断面図である。以下、本実施形態のプリンターの基本的な構成につい
て説明する。
【００１６】
本実施形態のプリンターは、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニ
ット４０、検出器群５０、およびコントローラー６０を有する。外部装置であるコンピュ
ーター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各
ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御す
る。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、
各ユニットを制御し、紙に画像を形成する。プリンター１内の状況は検出器群５０によっ
て監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。検出器
群５０から検出結果を受けたコントローラー６０は、その検出結果に基づいて、各ユニッ
トを制御する。
【００１７】
搬送ユニット２０は、媒体（例えば、紙Ｓなど）を印刷可能な位置に送り込み、印刷時
に所定の方向（以下、搬送方向という）に所定の搬送量で紙を搬送させるためのものであ
る。搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２（ＰＦモーターとも言
う）と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する。給紙ロー
ラー２１は、紙挿入口に挿入された紙をプリンター内に自動的に給紙するためのローラー
である。給紙ローラー２１は、Ｄ形の断面形状をしており、円周部分の長さは搬送ローラ
ー２３までの搬送距離よりも長く設定されているので、この円周部分を用いて紙を搬送ロ
ーラー２３まで搬送できる。搬送モーター２２は、紙を搬送方向に搬送するためのモータ
ーであり、ＤＣモーターにより構成される。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によ
って給紙された紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２に
よって駆動される。プラテン２４は、印刷中の紙Ｓを支持する。排紙ローラー２５は、印
刷が終了した紙Ｓをプリンターの外部に排出するローラーである。この排紙ローラー２５
は、搬送ローラー２３と同期して回転する。
【００１８】
キャリッジユニット３０は、ヘッドを所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「
走査」とも呼ばれる）させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ
３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモーターとも言う）とを有する。キャリッジ３１
は、移動方向に往復移動可能である。（これにより、ヘッドが移動方向に沿って移動する
。）また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持し
ている。キャリッジモーター３２は、キャリッジ３１を移動方向に移動させるためのモー
ターであり、ＤＣモーターにより構成される。
【００１９】
ヘッドユニット４０は、紙にインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット４０
は、ヘッド４１を有する。ヘッド４１は、インク吐出部であるノズルを複数有し、各ノズ
ルから断続的にインクを吐出する。このヘッド４１は、キャリッジ３１に設けられている
。そのため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する
。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に吐出することによって、移
動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が紙に形成される。ヘッドユニット４０は
、プリンター本体側の制御ユニットから、ケーブル４５を介して、ヘッドを駆動するため
のデータを取得する。このケーブル４５は、柔軟な帯状のケーブルであり、プリンター本
体とキャリッジ３１とを電気的に接続する。なお、ヘッド４１の構成の詳細については後
述する。
【００２０】
検出器群５０には、リニア式エンコーダー５１、ロータリー式エンコーダー５２、紙検
出センサー５３、および光学センサー５４等が含まれる。リニア式エンコーダー５１は、
キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダー５２は、搬送ロ
ーラー２３の回転量を検出する。紙検出センサー５３は、印刷される紙の先端の位置を検
出する。光学センサー５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により
、紙の有無を検出する。そして、光学センサー５４は、キャリッジ３１によって移動しな
がら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサー５４
は、状況に応じて、紙の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬
送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。
【００２１】
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントロ
ーラー６０は、インターフェース部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制
御回路６４とを有する。インターフェース部６１は、外部装置であるコンピューター１１
０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御
を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する
領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段を有
する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御
回路６４を介して各ユニットを制御する。
【００２２】
＜印刷動作について＞
図３は、印刷時の処理のフロー図である。以下に説明される各処理は、コントローラー
６０が、メモリー６３内に格納されたプログラムに従って、各ユニットを制御することに
より実行される。このプログラムは、各処理を実行するためのコードを有する。
【００２３】
印刷命令受信（Ｓ００１）：まず、コントローラー６０は、コンピューター１１０から
インターフェース部６１を介して、印刷命令を受信する。この印刷命令は、コンピュータ
ー１１０から送信される印刷データのヘッダに含まれている。そして、コントローラー６
０は、受信した印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて
、以下の給紙処理・搬送処理・インク吐出処理等を行う。
【００２４】
給紙処理（Ｓ００２）：給紙処理とは、印刷すべき紙をプリンター内に供給し、印刷開
始位置（頭出し位置とも言う）に紙を位置決めする処理である。コントローラー６０は、
給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき紙を搬送ローラー２３まで送る。コントローラ
ー６０は、搬送ローラー２３を回転させ、給紙ローラー２１から送られてきた紙を印刷開
始位置に位置決めする。紙が印刷開始位置に位置決めされたとき、ヘッド４１の少なくと
も一部のノズルは、紙と対向している。
【００２５】
ドット形成処理（Ｓ００３）：ドット形成処理とは、移動方向に沿って移動するヘッド
からインクを断続的に吐出させ、紙上にドットを形成する処理である。コントローラー６
０は、キャリッジモーター３２を駆動し、キャリッジ３１を移動方向に移動させる。そし
て、コントローラー６０は、キャリッジ３１が移動している間に、印刷データに基づいて
ヘッドからインクを吐出させる。ヘッドから吐出されたインク滴が紙上に着弾すれば、紙
上にドットが形成される。移動するヘッドからインクが断続的に吐出されるので、紙上に
は移動方向に沿った複数のドットからなるドット列が形成される。
【００２６】
搬送処理（Ｓ００４）：搬送処理とは、紙をヘッドに対して搬送方向に沿って相対的に
移動させる処理である。コントローラー６０は、搬送モーター２２を駆動し、搬送ローラ
ーを回転させて紙を搬送方向に搬送する。この搬送処理により、ヘッド４１は、先ほどの
ドット形成処理によって形成されたドットの位置とは異なる位置に、ドットを形成するこ
とが可能になる。
【００２７】
排紙判断（Ｓ００５）：コントローラー６０は、印刷中の紙の排紙の判断を行う。印刷
中の紙に印刷すべきデータが残っていれば、排紙は行われない。そして、コントローラー
６０は、印刷すべきデータがなくなるまで、ドット形成処理と搬送処理とを交互に繰り返
し、ドットから構成される画像を徐々に紙に印刷する。
【００２８】
排紙処理（Ｓ００６）：印刷中の紙に印刷すべきデータがなくなれば、コントローラー
６０は、排紙ローラーを回転させることにより、その紙を排紙する。なお、排紙を行うか
否かの判断は、印刷データに含まれる排紙コマンドに基づいても良い。
【００２９】
印刷終了判断（Ｓ００７）：次に、コントローラー６０は、印刷を続行するか否かの判
断を行う。次の紙に印刷を行うのであれば、印刷を続行し、次の紙の給紙処理を開始する
。次の紙に印刷を行わないのであれば、印刷動作を終了する。
【００３０】
＝＝ヘッドの構成について＝＝＝
図４Ａは、ヘッド４１の下面におけるノズルの配列を示す説明図である。ヘッド４１の
下面には、ブラックインクノズル列Ｋと、シアンインクノズル列Ｃと、マゼンタインクノ
ズル列Ｍと、イエローインクノズル列Ｙが形成されている。各ノズル列は、各色のインク
を吐出するための吐出口であるノズルを複数個（本実施形態では１８０個）備えている。
【００３１】
各ノズル列の複数のノズルは、搬送方向に沿って、一定の間隔（ノズルピッチ：ｋ・Ｄ
）でそれぞれ整列している。ここで、Ｄは、搬送方向における最小のドットピッチ（つま
り、紙Ｓに形成されるドットの最高解像度での間隔）である。また、ｋは、１以上の整数
である。例えば、ノズルピッチが１８０ｄｐｉ（１／１８０インチ）であって、搬送方向
のドットピッチが７２０ｄｐｉ（１／７２０）である場合、ｋ＝４である。
【００３２】
各ノズル列のノズルは、下流側のノズルほど若い番号が付されている（♯１〜♯１８０
）。つまり、ノズル♯１は、ノズル♯１８０よりも搬送方向の下流側に位置している。各
ノズルには、各ノズルを駆動してインク滴を吐出させるための駆動素子としてピエゾ素子
が設けられている。
【００３３】
図４Ｂは、ヘッド４１の構造を説明する図である。図には、ノズルＮｚ、ピエゾ素子Ｐ
ＺＴ、インク供給路４０２、ノズル連通路４０４、及び、弾性板４０６が示されている。
【００３４】
インク供給路４０２には、不図示のインクタンクからインクが供給される。そして、こ
れらのインク等は、ノズル連通路４０４に供給される。ピエゾ素子ＰＺＴには、駆動信号
のパルスが印加される。パルスが印加されると、パルスの信号に従ってピエゾ素子ＰＺＴ
が伸縮し、弾性板４０６を振動させる。そして、パルスの振幅に対応する量のインク滴が
ノズルＮｚから吐出されるようになっている。
【００３５】
なおヘッド４１は、前述したようにキャリッジ３１に設けられているので、キャリッジ
３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動することになる。
【００３６】
＝＝＝キャリッジの移動について＝＝＝
図５Ａは、リニア式エンコーダー５１の構成を概略的に示したものである。リニア式エ
ンコーダー５１は、リニア式エンコーダー符号板５６４と、検出部５６６とを備えている
。リニア式エンコーダー符号板５６４は、図２Ａに示すように、インクジェットプリンタ
ー１内部のフレーム側に取り付けられている。一方、検出部５６６は、キャリッジ３１側
に取り付けられている。キャリッジ３１がガイドレール３６に沿って移動すると、検出部
５６６がリニア式エンコーダー符号板５６４に沿って相対的に移動する。これによって、
検出部５６６は、キャリッジ３１の移動量を検出する。
【００３７】
図５Ｂは、検出部５６６の構成を模式的に示したものである。この検出部５６６は、発
光ダイオード５５２と、コリメータレンズ５５４と、検出処理部５５６とを備えている。
検出処理部５５６は、複数（例えば４個）のフォトダイオード５５８と、信号処理回路５
６０と、例えば２個のコンパレーター５６２Ａ、５６２Ｂとを有している。
【００３８】
発光ダイオード５５２の両端に抵抗を介して電圧Ｖｃｃが印加されると、発光ダイオー
ド５５２から光が発せられる。この光はコリメータレンズ５５４により平行光に集光され
てリニア式エンコーダー用符号板５６４を通過する。リニア式エンコーダー用符号板５６
４には、所定の間隔（例えば１／１８０インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ））毎にスリッ
トが設けられている。
【００３９】
リニア式エンコーダー用符号板５６４を通過した平行光は、図示しない固定スリットを
通って各フォトダイオード５５８に入射し、電気信号に変換される。４個のフォトダイオ
ード５５８から出力される電気信号は信号処理回路５６０において信号処理され、信号処
理回路５６０から出力される信号はコンパレーター５６２Ａ、５６２Ｂにおいて比較され
、比較結果がパルスとして出力される。コンパレーター５６２Ａ、５６２Ｂから出力され
るパルスＥＮＣ−Ａ、ＥＮＣ−Ｂがリニア式エンコーダー５１の出力となる。
【００４０】
図６Ａ及び図６Ｂは、キャリッジモーター３２の正転時及び逆転時における検出部５６
６の２つの出力信号の波形を示したタイミングチャートである。図６Ａ及び図６Ｂに示す
ように、キャリッジモーター３２の正転時及び逆転時のいずれの場合も、パルスＥＮＣ−
ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは位相が９０度だけ異なっている。キャリッジモーター３２が正
転しているときは、図６Ａに示すように、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９
０度だけ位相が進み、キャリッジモーター３２が逆転しているときは、図６Ｂに示すよう
に、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が遅れる。そして、パル
スＥＮＣ−Ａ及びパルスＥＮＣ−Ｂの１周期Ｔは、キャリッジ４１がリニア式エンコーダ
ー用符号板５６４のスリット間隔を移動する時間に等しい。
【００４１】
そして、リニア式エンコーダー５１の出力パルスＥＮＣ−Ａ、ＥＮＣ−Ｂの各々の立ち
上がりエッジが検出され、検出されたエッジの個数が計数され、この計数値に基づいてキ
ャリッジモーター３２の回転位置が演算される。この計数はキャリッジモーター３２が正
転しているときは１個のエッジが検出されると「＋１」を加算し、逆転しているときは、
１個のエッジが検出されると「−１」を加算する。パルスＥＮＣ−Ａ及びＥＮＣ−Ｂの各
々の周期は、リニア式エンコーダー用符号板５６４の、あるスリットが検出部５６６を通
過してから次のスリットが検出部５６６を通過するまでの時間に等しく、かつ、パルスＥ
ＮＣ−ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは位相が９０度だけ異なっている。このため、上記計数の
カウント値「１」はリニア式エンコーダー用符号板５６４のスリット間隔の１／４に対応
する。これにより上記計数値にスリット間隔の１／４を乗算すれば、その乗算値に基づい
て、計数値が「０」に対応する回転位置からのキャリッジモーター３２の移動量を求める
ことができる。このとき、リニア式エンコーダー５１の解像度はリニア式エンコーダー用
符号板５６４のスリットの間隔の１／４となる。
【００４２】
＝＝＝ユニット制御回路について＝＝＝
図７は、ユニット制御回路６４のうちのキャリッジモーター３２の駆動を制御する部分
の構成を示したブロック図である。
【００４３】
図に示すユニット制御回路６４は、位置演算部７１と、減算器７２と、ゲイン７３と、
速度演算部７４と、減算器７５と、比例要素７６Ａと、積分要素７６Ｂと、微分要素７６
Ｃと、加算器７７と、ＰＷＭ回路７８と、モータードライバイ７９と推定部８０とを有す
る。
【００４４】
なお、本実施形態では、キャリッジモーター３２をＰＩＤ制御する。ＰＩＤ制御では、
ユニット制御回路６４は、目標回転位置と、リニア式エンコーダー５１の出力から得られ
る実際の回転位置との位置偏差にゲインＫｐを乗算して目標回転速度を算出する。そして
、ユニット制御回路６４は、この目標回転速度と、リニア式エンコーダー５１の出力から
得られる実際の回転速度との速度偏差に基づいて、比例要素７６Ａ、積分要素７６Ｂ及び
微分要素７６Ｃを用いて比例成分、積分成分及び微分成分の演算を行い、これらの演算結
果の和に基づいて、キャリッジモーター３２の制御を行う。
【００４５】
位置演算部７１は、リニア式エンコーダー５１の出力パルスのエッジを検出し、その個
数をカウントし、このカウント値に基づきキャリッジモーター３２の回転位置を演算する
。位置演算部７１は、２つのパルス信号の比較処理からキャリッジモーター３２の正転・
逆転を認知し、１個のエッジが検出された時に正転・逆転に応じてインクリメント・デク
リメントするように計数処理する。
【００４６】
減算器７２は、ＣＰＵ６２から送られてくる目標位置と、位置演算部７１により検出さ
れた検出位置との位置偏差を演算する。ゲイン７３は、減算器７２から出力される位置偏
差にゲインＫｐを乗算し、目標速度を出力する。ゲインＫｐは、位置偏差に応じて決定さ
れる。なお、このゲインＫｐの値と位置偏差との関係を示すテーブルは、メモリー６３に
格納されている。
【００４７】
速度演算部７４は、リニア式エンコーダー５１の出力パルスに基づいて、キャリッジモ
ーター３２の回転速度を演算する。すなわち、速度演算部７４は、リニア式エンコーダー
５１の出力パルスのパルス周期を計時し、このパルス周期に基づいてキャリッジモーター
３２の回転速度を演算する。  
減算器７５は、ゲイン７３から出力される目標速度と、速度演算部７４により検出され
た検出速度との速度偏差を演算する。
【００４８】
比例要素７６Ａは、速度偏差に定数Ｇｐを乗算し、比例成分を出力する。積分要素７６
Ｂは、速度偏差に定数Ｇｉを乗算したものを積算し、積分成分を出力する。微分要素７６
Ｃは、現在の速度偏差と、１つ前の速度偏差との差に定数Ｇｄを乗算し、微分成分を出力
する。比例要素７６Ａ、積分要素７６Ｂ及び微分要素７６Ｃの演算は、リニア式エンコー
ダー５１の出力パルスの１周期毎に行われる。  
比例要素７６Ａ、積分要素７６Ｂ及び微分要素７６Ｃから出力される信号値は、それぞ
れの演算結果に応じたデューティを示す信号である。  
加算器７７は、比例要素７６Ａの出力と、積分要素７６Ｂの出力と、微分要素７６Ｃの
出力とを加算する。
【００４９】
ＰＷＭ回路７８は、加算器７７から出力されるデューティ信号に基づいて指令信号を生
成する。  
モータードライバー７９は、ＰＷＭ回路７８からの指令信号に基づいてキャリッジモー
ターの駆動を制御する。モータードライバー７９は、後述するように、例えば複数個のト
ランジスタを備えており、ＰＷＭ回路７８からの指令信号に基づいて、トランジスタをオ
ン／オフさせることで、キャリッジモーター（ＣＲモーター）３２に電力を供給する。  
推定部８０は、モータードライバー７９の電流値、及び、温度を推定する。なお、推定
部８０による推定の詳細については後述する。
【００５０】
＝＝＝モータードライバーについて＝＝＝
図８は、モータードライバー７９についての説明図である。  
モータードライバー７９は、図に示すように複数のスイッチング素子（トランジスタＱ
１〜Ｑ４）を備えている。モータードライバー７９は不図示のゲート回路によってトラン
ジスタＱ１〜Ｑ４のオン、オフを制御しており、これによりキャリッジモーター３２の駆
動を制御している。なお、図では、トランジスタＱ１〜Ｑ４はＰＮＰ型のバイポーラトラ
ンジスタで構成されているが、これ以外（例えばＦＥＴ）であってもよい。
【００５１】
図において、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４がオンすると、電源電圧→Ａ点→ト
ランジスタＱ１→キャリッジモーター３２→トランジスタＱ４→Ｂ点→抵抗Ｒ１→ＧＮＤ
の経路（実線の矢印）の電流が流れる。一方、トランジスタＱ２とトランジスタＱ３がオ
ンすると、電源電圧→Ａ点→トランジスタＱ３→キャリッジモーター３２→トランジスタ
Ｑ２→Ｂ点→抵抗Ｒ１→ＧＮＤの経路（破線の矢印）の電流が流れる。  
このようにしてモータードライバー７９は、ドランジスタのオン／オフに基づいてキャ
リッジモーター３２の駆動を制御している。
【００５２】
＝＝＝モータードライバーの保護対象について＝＝＝
＜過電流（オーバーカレント）＞
過電流とは、モータードライバーの電流値が予め定められた規格値（閾値）を超えるこ
とである。例えば、モーターがロックした場合など、急激にモータードライバー電流が上
昇することがある。この場合、エラーによりシャットダウンするなど、モータードライバ
ーの動作を直ちに停止させる必要がある。
【００５３】
＜オーバーヒート＞
モーターの駆動を続けると、モータードライバーの温度が高くなる。これにより、モー
タードライバーのトランジスタのジャンクション温度が閾値を超えるとオーバーヒートと
なりモータードライバーが故障するおそれがある。なおオーバーヒートは、過電流の有無
にかかわらずに発生する。  
例えば、媒体の搬送方向に沿って細い罫線を印刷するような場合、キャリッジ３１の移
動方向への移動距離（走査距離）が短い印刷を繰り返すことになり、これによりオーバー
ヒートとなるおそれがある。
【００５４】
図９Ａは、キャリッジモーター３２の速度プロファイルの一例の説明図であり、図９Ｂ
は、図９Ａの速度プロファイルのときにモータードライバー７９に流れる電流の説明図で
ある。なお、図９Ｂの点線はモータードライバー７９の発熱量を示している。図に示すよ
うに、加速域、及び減速域では、等速域よりも電流値が大きい。また、加速域と減速域で
は電流の方向（正負）が逆になっている。この加速域と減速域において発熱量が多くなっ
ている。
【００５５】
走査距離が短くなると、等速域の期間が短くなり、電流値の大きい加速域と減速域の期
間の割合が増加することとなる。このため、走査距離の短い印刷を繰り返すと、モーター
ドライバー７９の電流値が過電流以下であっても、加速域及び減速域での発熱が蓄積して
いき、モータードライバー７９の温度が上昇してオーバーヒートになるおそれがある。な
お、オーバーヒートの場合、モータードライバーの動作を休止(待機)させることで温度を
低下させることができる。
【００５６】
＝＝＝推定部について＝＝＝
本実施形態の推定部８０は、モータードライバー７９の電流値、及び、温度の推定を行
っている。以下、これらの推定方法について説明する。
【００５７】
＜電流値の推定について＞
本実施形態では、キャリッジモーター３２をＰＷＭ制御で駆動している。  
例えば、図８においてキャリッジモーター３２を正転させる場合、トランジスタＱ１と
トランジスタＱ４をオンにしたまま、電源電圧（例えば４２Ｖ）のＡ点への印加をオンオ
フ制御する。これにより、キャリッジモーター３２には電源電圧×dutyに応じた電流が流
れる。
【００５８】
なお、モーターをＰＷＭ制御するときモーターに流れる電流値Ｉは、電源電圧をＶ、逆
起電圧定数をＫｅ、モーターの回転速度をｖ、モーターの抵抗をＲとすると、モーター駆
動時の実効電圧はＶ×dutyであるので、
Ｉ＝（Ｖ・duty／Ｒ）−（Ｋｅ・ｖ／Ｒ）  ・・・・・・（１）
となる。また、（１）式において、定数部分のＶ／Ｒ＝Ａ、Ｋｅ／Ｒ＝Ｂとすると、
Ｉ＝Ａ・duty−Ｂ・ｖ                    ・・・・・・（２）
となる。よって、（２）式より、ＰＷＭ回路７８で求められたＰＷＭ制御のdutyと、速度
演算部７４で求められたキャリッジモーター３２の速度ｖと、パラメータＡ、Ｂを用いて
電流値Ｉを求める（推定する）ことができる。
【００５９】
ところで、モーターには個体差があり、抵抗などの各特性にばらつきがある。例えば、
（１）式において、抵抗Ｒや逆起電圧Ｋｅは１０％程度のばらつきがある。このため、パ
ラメータＡ及びパラメータＢの製品毎のばらつきが約２０％以上になることがある。この
ように、製品毎にパラメータがはらつくと正確な電流の推定ができなくなる。
【００６０】
そこで、本実施形態では、モーターを異なる速度（異なるduty）で駆動させたときの電
流Ｉを、例えばオシロスコープを用いて測定（実測）している。こうすることにより、個
々の製品についての正確なパラメータＡ、Ｂを得ることができる。
【００６１】
具体的には、キャリッジモーター３２を速い速度（duty高）で動作させるときと、遅い
速度（duty低）で動作させるときとでは、キャリッジモーター３２に流れる電流Ｉの値が
異なる。そこで、キャリッジモーター３２を速い速度（duty高）で動作させるときと、遅
い速度（duty低）で動作させるときの電流値Ｉをそれぞれオシロスコープ等で実測すれば
、前述した（２）式よりパラメータＡ、Ｂに関する連立方程式が得られる。この連立方程
式を解くことによって、パラメータＡ、Ｂを高い精度で求めることができる。
【００６２】
本実施形態では、製造工程（例えば組立工場）において、製品毎にパラメータＡ、Ｂを
算出し、そのパラメータＡ、Ｂを各プリンターのメモリー６３に記憶させている。こうす
ることにより、高い精度でモータードライバー７９の電流を検出することができる。また
、それ以後は、メモリー６３に記憶されたパラメータＡ、Ｂを用いて電流値の算出を容易
に行うことができる。なお、これには限定されず、各製品に共通のパラメータＡ、Ｂを用
いてもよい。この場合、パラメータの設定に手間をかけないようにすることができる。
【００６３】
＜温度の推定について＞
モーターの駆動を続けると、モータードライバーの温度が高くなる。モータードライバ
ーのトランジスタの接合部の温度をジャンクション温度といい、トランジスタ毎に許容さ
れる最高温度が決められている。本実施形態では、ジャンクション温度の最大値（最大温
度）が１５０℃である。つまり、ジャンクション温度が１５０℃を超えると、モータード
ライバーが破壊される可能性がある。このため、モータードライバーの温度（ジャンクシ
ョン温度）を推定することが重要になる。
【００６４】
ジャンクション温度をＴj、周囲温度をＴa、ジャンクション・大気間熱抵抗をθｊ−ａ
とすると、Ｔjは以下のようになる。  
Ｔj＝Ｔa＋θｊ−ａ×Ｐ
＝Ｔa＋θｊ−ａ×Ｉdc２×Ｒ  ・・・・・・（３）
なお、Ｐは電力、Ｉdcはモータードライバーの電流値（直流電流）、Ｒはモータードラ
イバー抵抗である。このようにジャンクション温度Ｔjは、モータードライバーの電力（
電流値の２乗）に比例する。
【００６５】
なお、図９Ｂに示すように、キャリッジモーター３２の駆動を行う際のモータードライ
バー７９の出力は交流であるので、或る時点における電流値からだけでは温度を推定する
ことができない。そこで、本実施形態の推定部８０は、モータードライバー７９の電流値
の実効値を求め、その実効値からモータードライバー７９の温度を推定している。
【００６６】
＜実効値の算出について＞
まず、推定部８０は、一定周期（例えば、１ｍｓｅｃ周期）で（２）式を用いてモータ
ー駆動中のモータードライバーの電流値Ｉを算出し、その電流値Ｉを２乗した値を積算す
る。  
Ｉsigma＝Ｉsigma＋Ｉ２    ・・・・・・（４）
なお、Ｉsigmaは２乗積算変数である。
【００６７】
そして、電流値Ｉの積算開始から一定期間Ｔbox（例えば、５ｓｅｃ）が経過すると、
（４）式の演算結果から得られたＩsigmaを用いて、モータードライバー電流の２乗平均
値Ｉms（実効値）を求める。  
Ｉms＝Ｉsigma／Ｔbox・・・・・・・・・・・・（５）
【００６８】
なお、実効値とは、交流の電流（電圧）を、抵抗負荷に印加した場合に、ある電圧（電
流）の直流を印加した場合と平均電力が等しくなることであり、このとき、この交流は直
流の印加電圧（電流）と同じ大きさの実効値を持つことになる。つまり、（５）式から得
られたImsを（３）式のＩdc２に代入することにより、正確なジャンクション温度Ｔｊを
推定することができる。
【００６９】
本実施形態の推定部８０は、このように、モータードライバー７９の電流の２乗平均値
（実効値）からジャンクション温度を推定している。
【００７０】
＝＝＝本実施形態のモータードライバーの保護の動作について＝＝＝
次に、本実施形態のコントローラー６０によるモータードライバーの保護の動作につい
て説明する。図１０は、モータードライバーの保護の動作を説明するためのフロー図であ
る。
【００７１】
まず、コントローラー６０は、キャリッジモーター３２が駆動したか否かを検出する（
Ｓ１０１）。キャリッジモーター３２が駆動したと判断すると（Ｓ１０１でＹＥＳ）、コ
ントローラー６０の推定部８０は、一定周期（例えば１ｍｓｅｃ周期）でＰＷＭのduty値
とキャリッジモーター３２の回転速度ｖに基づいて式（１）により電流値Ｉを算出する（
Ｓ１０２）。
【００７２】
そしてコントローラー６０は、算出した電流値Ｉの値が過電流の閾値（本実施形態では
３．５Ａとする）以下であるか否かの判断を行う（Ｓ１０３）。算出した電流値Ｉの値が
３．５Ａより大であると判断すると（Ｓ１０３でＮＯ）、コントローラー６０は、フェイ
タルエラーとしてモーター駆動の動作を停止させる（Ｓ１０４）。これにより、過電流（
オーバーカレント）によるモータードライバー７９の故障を防止することができる。なお
、本実施形態で閾値として用いた３．５Ａは、モーターがロックしない限り発生しない電
流値である。
【００７３】
一方、ステップＳ１０３において、算出された電流値Ｉの値が３．５Ａ以下であると判
断した場合には（Ｓ１０３でＹＥＳ）、算出した電流値Ｉを２乗して、（３）式に示すよ
うに、２乗積算変数Ｉsigmaに積算する（Ｓ１０５）。
【００７４】
その後、コントローラー６０は、積算開始から所定時間（本実施形態では５ｓｅｃとす
る）が経過したか否かを判断する（Ｓ１０６）。５ｓｅｃが経過してなければ（Ｓ１０６
でＮＯ）、ステップＳ１０２に戻る。５ｓｅｃが経過したと判断した場合（Ｓ１０６でＹ
ＥＳ）、（５）式により電流の２乗平均値Ｉmsを求め(Ｓ１０７)、（３）式によりモータ
ードライバー７９のジャンクション温度Ｔｊを推定する（Ｓ１０８）。
【００７５】
そして、コントローラー６０は、推定されたジャンクション温度Ｔｊが閾値（本実施形
態では１５０℃）以下であるか否かを判断し（Ｓ１０９）、ジャンクション温度が１５０
℃を超えたと判断すると（Ｓ１０９でＮＯ）、モーター駆動の合間にウェイト時間（待機
時間）を設定する（Ｓ１１０）。これにより、モータードライバー７９の発熱を抑えるこ
とができ、モータードライバー７９をオーバーヒートから保護することができる。
【００７６】
ステップＳ１０９においてジャンクション温度Ｔｊが１５０度以下と推定した場合（Ｓ
１０９でＹＥＳ）、及び、ステップＳ１１０の後、２乗積算変数Ｉsigmaを０にリセット
して（Ｓ１１１）、ステップＳ１０２に戻る。
【００７７】
なお、本実施形態では、温度を推定していたが、（３）式において、周囲温度Ｔaの最
悪値（最高温度）を５０（℃）、ジャンクション・大気間熱抵抗θj-aを１９（℃／Ｗ）
、モータードライバー抵抗Ｒを０．８５（Ω）とすると、ジャンクション温度Ｔjが１５
０℃となるときＩdc２は、
Ｉdc２＝（Ｔj−Ｔa）／（θj-a×Ｒ）
＝（１５０−５０）／（１９×０．８５）
＝６．２Ａ
となる。よって、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７で求めたＩmsの値（電
流Ｉの２乗平均値）が６．２Ａよりも大きいか小さいかの判断を行うようにしてもよい。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態のプリンター１は、媒体にインクを吐出するヘッド４
１と、ヘッド４１が設けられたキャリッジ３１と、キャリッジ３１を移動方向に移動させ
るキャリッジモーター３２と、キャリッジモーター３２の駆動を制御するモータードライ
バー７９と、モータードライバー７９の温度を推定する推定部８０とを備えている。
【００７９】
そして、推定部８０は、或る時点における電流値Ｉだけでなく、１／１０００秒ごとに
モータードライバー７９の電流値Ｉを算出し、５秒間で算出された電流値Ｉの２乗平均値
に基づいてモータードライバー７９の温度を推定している。これにより、温度センサ（例
えばサーミスタ）などを用いることなく正確にオーバーヒートを検出することが可能とな
り、モータードライバー７９をオーバーヒートから保護することができる。
【００８０】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解
釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得
ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる
実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００８１】
＜プリンターについて＞
前述の実施形態では、プリンターが説明されていたが、これに限られるものではない。
例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工
装置、三次元造形機、液体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、デ
ィスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用
した各種の印刷装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。
【００８２】
＜インクについて＞
前述の実施形態は、プリンターの実施形態だったので、ノズルからインク（染料インク
又は顔料インク）を吐出していた。しかし、ノズルから吐出する液体は、このようなイン
クに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料
、誘電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（
水も含む）をノズルから吐出してもよい。
【００８３】
＜電流値の推定について＞
前述の実施形態では、ＰＷＭ制御のＤｕｔｙ値とキャリッジモーターの回転速度ｖとに
基づいてモータードライバー７９の電流値Ｉを推定していたがこれには限られない。例え
ば、電流検出回路を設けて、電流値Ｉを検出するようにしてもよい。
【００８４】
＜温度の推定について＞
本実施形態では、電流値の２乗平均値を求めていたが、例えば２乗平均値のルート（平
方根）演算を行ない、その結果からモータードライバーの温度を推定するようにしてもよ
い。
【００８５】
また、一定周期で算出した電流値Ｉを記憶するバッファなどを設けておき、電流の２乗
平均値を求める際、バッファに記憶された電流値Ｉを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１  プリンター、
２０  搬送ユニット、２１  給紙ローラー、２２  搬送モーター、
２３  搬送ローラー、２４  プラテン、２５  排紙ローラー、
３０  キャリッジユニット、３１  キャリッジ、３２  キャリッジモーター、
４０  ヘッドユニット、４１  ヘッド、５０  検出器群、
５１  リニア式エンコーダー、５２  ロータリー式エンコーダー、
５３  紙検出センサー、５４  光学センサー、
６０  コントローラー、６１  インターフェース部、６２  ＣＰＵ、
６３  メモリー、６４  ユニット制御回路、
７１  位置演算部、７２  減算器、７３  ゲイン、
７４  速度演算部、７５  減算器、
７６Ａ  比例要素、７６Ｂ  積分要素、７６Ｃ  微分要素、
７７  加算器、７８  ＰＷＭ回路、
１１０  コンピューター
【図１】
2011093176.tif 000003
【図２】
2011093176.tif 000004
【図３】
2011093176.tif 000005
【図４】
2011093176.tif 000006
【図５】
2011093176.tif 000007
【図６】
2011093176.tif 000008
【図７】
2011093176.tif 000009
【図８】
2011093176.tif 000010
【図９】
2011093176.tif 000011
【図１０】
2011093176.tif 000012