(57)【要約】【課題】低コストでモーターの異常を監視する。【解決手段】本件のモーター制御装置は、モーターをＰＷＭ制御で駆動させるＰＷＭ制御部と、前記ＰＷＭ制御のデューティに基づいて、前記モーターに流れる電流を推定する電流推定部と、前記電流推定部で推定された電流に基づいて、前記モーターの温度を推定する温度推定部と、前記電流推定部で推定された電流に基づいて、前記モーターの異常を推定する異常推定部とを備える。【選択図】図７
2012029457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターをＰＷＭ制御で駆動させるＰＷＭ制御部と、
前記ＰＷＭ制御のデューティに基づいて、前記モーターに流れる電流を推定する電流推
定部と、
前記電流推定部で推定された電流に基づいて、前記モーターの温度を推定する温度推定
部と、
前記電流推定部で推定された電流に基づいて、前記モーターの異常を推定する異常推定
部と
を備えることを特徴とするモーター制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモーター制御装置であって、
前記異常推定部は、前記電流推定部で推定された電流値がリミット電流値を超えたとき
、前記モーターに異常が発生したと推定する
ことを特徴とするモーター制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモーター制御装置であって、
加算電流値を示すテーブルを記憶したメモリーを更に備え、
前記モーターを加速駆動してから定速駆動させる際に、前記異常推定部は、
定速駆動時の前記リミット電流値を、所定の電流値に設定するとともに、
加速駆動時の前記リミット電流値を、前記所定の電流値に前記加算電流値を加算
した値に設定する
ことを特徴とするモーター制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のモーター制御装置であって、
前記異常推定部が前記モーターに異常が発生したと推定したとき、前記モーターを停止
する
ことを特徴とするモーター制御装置。
【請求項５】
モーターをＰＷＭ制御で駆動するＰＷＭ制御ステップと、
前記ＰＷＭ制御のデューティに基づいて、前記モーターに流れる電流を推定する電流推
定ステップと、
前記電流推定ステップで推定された電流に基づいて、前記モーターの温度を推定する温
度推定ステップと、
前記電流推定ステップで推定された電流に基づいて、前記モーターの異常を推定する異
常推定ステップと
を備えることを特徴とするモーター制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター制御装置及びモーター制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で駆動されるモーターとして、例えばプリンタ
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。このようなモーターは、駆
動時に消費電力に応じて発熱する。この熱でモーターが高温になると、モーターの故障を
引き起こすおそれがある。そこで、モーター駆動時にモーターに流れる電流を推定し、そ
の電流の値に基づいて、モーターの温度を推定する方法ある。そして、推定される温度が
閾値を超えると、例えば駆動の間に休止時間を挿入して、モーターの駆動を休止させるよ
うにしている（休止モード）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７９１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
搬送モーターの駆動中に紙詰まりが生じると、搬送モーターに大電流が流れ続けること
がある。このとき、紙詰まりのため搬送ローラーが回転できない状態で搬送モーターが高
トルクを出力し続けると、搬送ローラーや動力伝達ギアなどを破損するおそれがある。
【０００５】
一方、モーターの異常を監視するために、新たにモーター監視装置を設けると、装置全
体が高コストになってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、低コストでモーターの異常を監視することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、モーターをＰＷＭ制御で駆動させるＰＷＭ制
御部と、前記ＰＷＭ制御のデューティに基づいて、前記モーターに流れる電流を推定する
電流推定部と、前記電流推定部で推定された電流に基づいて、前記モーターの温度を推定
する温度推定部と、前記電流推定部で推定された電流に基づいて、前記モーターの異常を
推定する異常推定部とを備えることを特徴とするモーター制御装置である。
【０００８】
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】
【０００９】
【図１】プリンターの全体構成のブロック図である。
【図２】図２Ａはプリンターの全体構成の概略図であり、図２Ｂは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】搬送ユニットの構成の説明図である。
【図５】ロータリー式エンコーダーの構成の説明図である。
【図６】図６Ａは、正転時の出力信号の波形のタイミングチャートである。図６Ｂは、逆転時の出力信号の波形のタイミングチャートである。
【図７】搬送ユニット制御回路のブロック図である。
【図８】搬送モーターの駆動についての説明図である。
【図９】図９Ａは、搬送モーターを異なる速度プロファイルで動作させたときの速度変化の一例を示す図であり、図９Ｂは、そのときの電流変化を示す図である。
【図１０】総発熱温度Ｔ_sumの説明図である。
【図１１】図１１A及び図１１Bは、加算電流値テーブルの説明図である。図１１Ａは、第１プロファイルの加算電流値テーブルであり、図１１Ｂは、第２プロファイルの加算電流値テーブルである。
【図１２】一律加算値と異常確定回数の説明図である。
【図１３】リミット電流値の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
モーターをＰＷＭ制御で駆動させるＰＷＭ制御部と、前記ＰＷＭ制御のデューティに基
づいて、前記モーターに流れる電流を推定する電流推定部と、前記電流推定部で推定され
た電流に基づいて、前記モーターの温度を推定する温度推定部と、前記電流推定部で推定
された電流に基づいて、前記モーターの異常を推定する異常推定部とを備えることを特徴
とするモーター制御装置が明らかとなる。  
このようなモーター制御装置によれば、温度の推定のために求められた推定電流をモー
ターの異常の推定にも利用できるので、装置を簡略化できる。
【００１２】
前記異常推定部は、前記電流推定部で推定された電流値がリミット電流値を超えたとき
、前記モーターに異常が発生したと推定することが望ましい。これにより、モーターに異
常な大電流が流れることを監視できる。
【００１３】
加速期間中の加算電流値を示すテーブルを記憶したメモリーを更に備え、前記モーター
を加速駆動してから定速駆動させる際に、前記異常推定部は、定速駆動時の前記リミット
電流値を、所定の電流値に設定するとともに、加速駆動時の前記リミット電流値を、前記
所定の電流値に前記加算電流値を加算した値に設定することが望ましい。これにより、定
速駆動時よりも比較的大きな電流が流れる加速駆動時に、適切な閾値を設定することがで
きる。
【００１４】
前記異常推定部が前記モーターに異常が発生したと推定したとき、前記モーターを停止
することが望ましい。これにより、トルクリミット制御を実現できる。
【００１５】
モーターをＰＷＭ制御で駆動するＰＷＭ制御ステップと、前記ＰＷＭ制御のデューティ
に基づいて、前記モーターに流れる電流を推定する電流推定ステップと、前記電流推定ス
テップで推定された電流に基づいて、前記モーターの温度を推定する温度推定ステップと
、前記電流推定ステップで推定された電流に基づいて、前記モーターの異常を推定する異
常推定ステップとを備えることを特徴とするモーター制御方法も明らかとなる。  
このようなモーター制御方法によれば、温度の推定のために求められた推定電流をモー
ターの異常の推定にも利用できるので、制御方法を簡略化できる。
【００１６】
以下の実施形態では、プリンターに設けられているモーター（例えば搬送モーター）を
制御する場合について説明する。
【００１７】
＝＝＝プリンターの構成＝＝＝
＜インクジェット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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。なお、本
実施形態において、コントローラー６０は搬送ユニット２０の搬送モーター２２やキャリ
ッジユニット３０のキャリッジモーター３２の駆動を制御するモーター制御装置に相当す
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１１０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。
【００２４】
＜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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
＝＝＝搬送処理＝＝＝
＜搬送処理について＞
図４は、搬送ユニット２０の構成の説明図である。なお、これらの図において、既に説
明された構成要素については、同じ符号を付しているので、説明を省略する。
【００３３】
搬送ユニット２０は、コントローラー６０からの搬送指令に基づいて、所定の駆動量に
て搬送モーター２２を駆動させる。搬送モーター２２は、指令された駆動量に応じて回転
方向の駆動力を発生する。搬送モーター２２は、この駆動力を用いて搬送ローラー２３を
回転させる。また、搬送モーター２２は、この駆動力を用いて排紙ローラー２５を回転さ
せる。つまり、搬送モーター２２が所定の駆動量を発生すると、搬送ローラー２３と排紙
ローラー２５は所定の回転量にて回転する。搬送ローラー２３と排紙ローラー２５が所定
の回転量にて回転すると、紙は所定の搬送量にて搬送される。搬送ローラー２３と排紙ロ
ーラー２５は同期して回転しているため、搬送ローラー２３及び排紙ローラー２５の少な
くとも一方に紙が接触していれば、紙は搬送ユニット２０によって搬送可能である。
【００３４】
紙の搬送量は、搬送ローラー２３の回転量に応じて定まる。したがって、搬送ローラー
２３の回転量が検出できれば、紙の搬送量も検出可能である。そこで、搬送ローラー２３
の回転量を検出するため、ロータリー式エンコーダー５２が設けられている。
【００３５】
＜ロータリー式エンコーダーの構成について＞
図５は、ロータリー式エンコーダーの構成の説明図である。なお、これらの図において
、既に説明された構成要素については、同じ符号を付しているので、説明を省略する。
【００３６】
ロータリー式エンコーダー５２は、スケール５２１と検出部５２２とを有する。
【００３７】
スケール５２１は、所定の間隔毎に設けられた多数のスリットを有する。このスケール
５２１は、搬送ローラー２３に設けられている。つまり、スケール５２１は、搬送ローラ
ー２３が回転すると、一緒に回転する。例えば、搬送ローラー２３が紙Ｓを１／１４４０
インチ分の搬送を行うように回転すると、スケール５２１は、検出部５２２に対して、１
スリット分だけ回転する。
【００３８】
検出部５２２は、スケール５２１と対向して設けられており、プリンター本体側に固定
されている。検出部５２２は、発光ダイオード５２２Ａと、コリメータレンズ５２２Ｂと
、検出処理部５２２Ｃとを有しており、検出処理部５２２Ｃは、複数（例えば、４個）の
フォトダイオード５２２Ｄと、信号処理回路５２２Ｅと、２個のコンパレーター５２２Ｆ
ａ、５２２Ｆｂとを備えている。
【００３９】
発光ダイオード５２２Ａは、両端の抵抗を介して電圧Ｖｃｃが印加されると光を発する
。この光はコリメータレンズ５２２Ｂに入射される。コリメータレンズ５２２Ｂは、発光
ダイオード５２２Ａから発せられた光を平行光とし、スケール５２１に平行光を照射する
。スケール５２１に設けられたスリットを通過した平行光は、固定スリット（不図示）を
通過して、各フォトダイオード５２２Ｄに入射する。フォトダイオード５２２Ｄは、入射
した光を電気信号に変換する。各フォトダイオードから出力される電気信号は、コンパレ
ーター５２２Ｆａ、５２２Ｆｂにおいて比較され、比較結果がパルスとして出力される。
そして、コンパレーター５２２Ｆａ、５２２Ｆｂから出力されるパルスＥＮＣ−Ａ及びパ
ルスＥＮＣ−Ｂが、ロータリー式エンコーダー５２の出力となる。
【００４０】
＜ロータリー式エンコーダーの信号について＞
図６Ａは、搬送モーター２２が正転しているときの出力信号の波形のタイミングチャー
トである。図６Ｂは、搬送モーター２２が逆転しているときの出力信号の波形のタイミン
グチャートである。
【００４１】
図に示された通り、搬送モーター１２の正転時および逆転時のいずれの場合であっても
、パルスＥＮＣ−ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは、位相が９０度ずれている。搬送モーター２
２が正転しているとき、すなわち、紙Ｓが搬送方向に搬送されているときは、パルスＥＮ
Ｃ−Ａは、パルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が進んでいる。一方、搬送モーター２
２が逆転しているとき、すなわち、紙Ｓが搬送方向とは逆方向に搬送されているときは、
パルスＥＮＣ−Ａは、パルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が遅れている。各パルスの
１周期Ｔは、搬送ローラー２３がスケール５２１のスリットの間隔（例えば、１／１４４
０インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ））分だけ回転する時間に等しい。
【００４２】
コントローラー６０がパルス信号の数をカウントすれば、搬送ローラー２３の回転量を
検出できるので、紙の搬送量を検出することができる。また、コントローラー６０が各パ
ルスの１周期Ｔを検出すれば、搬送ローラー２３の回転速度を検出できるので、紙の搬送
速度を検出することができる。
【００４３】
＝＝＝搬送ユニット制御回路＝＝＝
＜搬送ユニット制御回路の構成について＞
図７は、搬送ユニット制御回路７０の構成を示したブロック図である。搬送ユニット制
御回路７０は、搬送ユニット２０を制御するものであり、図１に示すように前述のユニッ
ト制御回路６４に設けられている。
【００４４】
この搬送ユニット制御回路７０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電圧制御部７８と、推定部８０とを有する。
【００４５】
位置演算部７１は、ロータリー式エンコーダー５２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搬送モーター２２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搬送モーター２２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、ロータリー式エンコーダー５２の出力パルスに基づいて、搬送モー
ター２２の回転速度を演算する。すなわち、速度演算部７４は、ロータリー式エンコーダ
ー５２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搬送モーター２２
の回転速度を演算する。
【００４８】
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。
【００４９】
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、ロータリー式エン
コーダー５２の出力パルスの１周期毎に行われる。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
ＰＷＭ電圧制御部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。そして、ＰＷＭ電圧制御部７８は、この指令信号に基づいて、搬送モータ
ー２２をＰＷＭ制御で駆動させる。なお、本実施形態では、搬送モーター２２をＰＩＤ制
御する。ＰＩＤ制御では、搬送ユニット制御回路７０は、目標回転位置と、ロータリー式
エンコーダー５２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、搬送ユニット制御回路７０は、この目標回転速度と
、ロータリー式エンコーダー５２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、搬送モーター２２の制御
を行う。
【００５３】
推定部８０は、電流推定部８１と、温度推定部８２と、異常推定部８３とを有する。電
流推定部８１は、ＰＷＭ電圧制御部７８で求められたＰＷＭ制御のデューティに基づいて
、搬送モーター２２に流れる電流を推定する。本実施形態では、電流推定部８１は、１ｍ
ｓ毎に、電流値Ｉ_curを求めている（後述）。また、温度推定部８２は、電流推定部８１
が求めた電流値に基づいて、搬送モーター２２の温度を推定する（後述）。また、異常推
定部８３は、電流推定部８１が求めた電流値に基づいて、搬送モーター２２の異常を推定
する（後述）。つまり、本実施形態では、電流推定部８１が求めた電流値が、搬送モータ
ー２２の温度の推定にも、搬送モーター２２の異常の推定にも用いられる。
【００５４】
なお、本実施形態では、異常推定部８３が搬送モーター２２に異常が生じたことを推定
した場合には、コントローラー６０は、搬送モーター２２を緊急停止させている。これに
より、搬送モーター２２が異常なトルクを出力し続けることを防止し、搬送ローラー２２
等の破損を防止している。つまり、本実施形態のプリンターは、トルクリミット制御を実
現している。
【００５５】
＜搬送モーターの駆動について＞
図８は、搬送モーター２２の駆動についての説明図である。
【００５６】
図に示すように、搬送モーター２２には複数のスイッチング素子（トランジスタＱ１〜
Ｑ４）が設けられている。なお、これらのトランジスタＱ１〜Ｑ４は不図示のモータード
ライバーによってオン、オフが制御されている。また、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。
【００５７】
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→搬送モーター２２→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、搬送モーター２２が回転（例えば正転）する。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→搬
送モーター２２→トランジスタＱ２→Ｂ点→抵抗Ｒ１→ＧＮＤの経路（破線の矢印）の電
流が流れ搬送モーター２２が回転（例えば逆転）する。
【００５８】
＜発熱制限制御について＞
搬送モーター２２の駆動を続けると、搬送モーター２２の温度が高くなる。搬送モータ
ー２２が高温になると、搬送モーター２２の品質上の問題が生じる恐れがある。そこで本
実施形態では、搬送モーター２２の推定温度が所定値を超えたとき、コントローラー６０
は、発熱制限制御を行いながら、搬送モーター２２を駆動する。
【００５９】
発熱制限制御とは、搬送モーター２２の間欠的な駆動の間に休止時間を挿入し、搬送モ
ーター２２の間欠的な駆動の間隔を広げる制御である（休止モード）。この発熱制限制御
によれば、搬送モーター２２の発熱を抑え、搬送モーター２２が高温になるのを防止する
ことができる。
【００６０】
しかし、発熱制限制御が行われると、搬送モーター２２の駆動間隔が広がるので、印刷
速度が遅くなり、１枚当たりの印刷時間が長くなる。そのため、搬送モーター２２の実際
の温度が低いときに発熱制限制御が行われると（搬送モーター２２の推定温度が実際の温
度よりも高く算出されると）、不必要な発熱制限制御が行われてしまい、印刷速度が損な
われてしまう。このため、高い精度で搬送モーター２２の温度（言い換えると搬送モータ
ー２２に流れる電流）を推定することが要求される。
【００６１】
＝＝＝電流の推定について＝＝＝
ＰＷＭ制御では、例えば正転の場合、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、搬
送モーター２２には実効電圧（電源電圧×Duty）に応じた電流が流れる。
【００６２】
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、モーターの回転数をｓ、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、
（Ｖ・Duty／Ｒ）−（Ｋｅ・ｓ／Ｒ）＝ｉ・・・・・・・・（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、
Ａ・Duty−Ｂ・ｓ＝ｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
となる。よって、式（２）より、ＰＷＭ電圧制御部７８で求められたＰＷＭ制御のDutyと
、速度演算部７４で求められた搬送モーター２２の回転数ｓ（速度から算出可能）と、パ
ラメータＡ、Ｂを用いて電流値ｉを求めることができる。
【００６３】
しかし、搬送モーター２２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、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。このため、例えば、前述
したような発熱制限制御（休止モード）を行うようにしている場合、最悪の場合を考慮し
てモーターの発熱制限制御を行わねばならず、実際には温度が高くないのに休止モードを
行う事になるおそれがある。
【００６４】
そこで、プリンターの組立工場の製造工程において、モーターを異なる速度（異なるDu
ty）で駆動させたときの電流値ｉを、例えばオシロスコープを用いて測定（実測）するこ
とによって、個々の製品についての正確なパラメータＡ、Ｂを求めている。
【００６５】
図９Ａは、搬送モーター２２を異なる速度プロファイルで動作させたときの速度変化の
一例を示す図であり、図９Ｂは、そのときの電流変化を示す図である。なお、各図におい
て太線は、速い速度（Duty高）の場合を示しており、細線は、遅い速度（Duty低）の場合
を示している。以下の説明では、速い速度の速度プロファイルを第１プロファイルと呼び
、遅い速度の速度プロファイルを第２プロファイルと呼ぶ。第１プロファイル及び第２プ
ロファイルのデータは、メモリー６３に格納されている。
【００６６】
このように、搬送モーター２２を第１プロファイル（Duty高）で動作させるときと、第
２プロファイル（Duty低）で動作させるときとでは、搬送モーター２２に流れる電流の値
が異なる。そこで、それぞれの場合の電流値ｉをオシロスコープ等で実測すれば、前述し
た式（２）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。
【００６７】
製造工程で求められたパラメータA、Bは、メモリー６３に格納される。そして、メモリ
ー６３にパラメータA、Bが格納された状態で、プリンターが出荷される。そして、ユーザ
ー下でのプリンターの印刷時に、電流推定部８１が、ＰＷＭ電圧制御部７８におけるＰＷ
Ｍ制御のDutyと、速度演算部７４で求められた搬送モーター２２の回転数ｓ（速度から算
出可能）と、パラメータＡ、Ｂとを用いて、式（２）に従って電流値ｉを求める。本実施
形態では、電流推定部８１は、１ｍｓ毎に、電流値Ｉ_curを求めている。
【００６８】
＝＝＝モーターの温度の推定について＝＝＝
温度推定部８２は、電流推定部８１が求めた電流値に基づいて、以下のようにしてモー
ターの推定温度を求めている。
【００６９】
一般に、発熱量Ｑは、式Ｑ＝Ｋ・Ｗ（Ｋ：仕事Ｗを発熱に換算するための係数）により
求められる。ここで、Ｗ＝ｉ２・Ｒ・ｔである。つまり、Ｑ＝ｉ２・Ｒ・ｔとなる。この
ため、温度推定部８２は、電流推定部８１が１ｍｓ毎に求めた電流値Ｉ_curに基づいて、
１ｍｓ毎の発熱量Ｑ_curを求めることができる。更に、温度推定部８２は、１ｍｓ毎の発
熱量Ｑ_curを積分することによって、単位時間毎（ここでは１分間毎）の発熱量Ｑ_sigma
を求めている。発熱量Ｑ_sigmaの初期値は「０」であり、単位時間を経過する毎にリセッ
トされる。したがって、搬送モーター２２が単位時間中に１度も駆動されなかったときは
、発熱量Ｑ_sigmaは「０」となる。
【００７０】
次に、温度推定部８２は、１分間の発熱量Ｑ_sigmaを発熱温度ΔＴ_newに換算する。Δ
Ｔ_newは、式ΔＴnew＝Ｋａ・Ｑ_sigmaにより求められる。ここで、Ｋａは発熱量Ｑから
発熱温度ΔＴ_newへの変換係数であり、製造工程における予備実験により求められた値で
ある。製造工程で求められた係数Ｋａは、メモリー６３に格納されている。
【００７１】
図１０は、総発熱温度Ｔ_sumの説明図である。図に示すように、最初の１分間の通電に
よる発熱温度をΔＴ１_new、次の１分間の通電による発熱温度をΔＴ２_new、さらに次の
１分間の通電による発熱温度をΔＴ３_newとする。最初の発熱温度ΔＴ１_newは、時間経
過とともに放熱曲線にそって下降し、１分後には自然放熱によりΔＴ１_oldに低下する。
よって、２分目の総発熱温度ΔＴ２_sumは、ΔＴ２_sum＝ΔＴ１_old＋ΔＴ２_newで表さ
れる。また、２分目の総発熱温度ΔＴ２_sumは、時間経過とともに放熱曲線に沿って下降
し、その１分後には自然放熱によりΔＴ２_oldに低下する。よって、３分目の総発熱温度
ΔＴ３_sumは、ΔＴ３_sum＝ΔＴ２_old＋ΔＴ３_new で表される。
【００７２】
ここで、ΔＴ_sumが１分後に放熱曲線に沿って下降して達する発熱温度ΔＴ_oldは、放
熱係数Ｋ１を用いて、ΔＴ_old＝Ｋ１・ΔＴsumとして表される。よって、最新の総発熱
温度ΔＴn_sumは、前回の総発熱温度ΔＴn-1_sumに放熱係数Ｋ１を掛けた値に、最新の発
熱温度ΔＴn_newを加えることにより算出され、式ΔＴn_sum＝Ｋ１・ΔＴn-1_sum＋ΔＴn
_newにより求められる。なお、この総発熱温度ΔＴn_sumは、搬送モーター２２の蓄熱に
よる温度上昇分になる。温度推定部８２は、室温に総発熱温度ΔＴn_sumを加算して、搬
送モーター２２の推定温度を算出する。
【００７３】
コントローラー６０は、搬送モーター２２の推定温度が所定値を超えたとき、発熱制限
制御を行いながら、搬送モーター２２を駆動する。すなわち、コントローラー６０は、搬
送モーター２２の推定温度が所定値を超えたとき、搬送モーター２２の間欠的な駆動の間
に休止時間を挿入し、搬送モーター２２の間欠的な駆動の間隔を広げる（休止モード）。
この発熱制限制御によれば、搬送モーター２２の発熱を抑え、搬送モーター２２が高温に
なるのを防止することができる。
【００７４】
＝＝＝モーターの異常の推定について＝＝＝
異常推定部８３は、電流推定部８１が求めた電流値に基づいて、以下のようにしてモー
ターの異常を推定している。
【００７５】
図９Ａに示すように搬送モーター２２が加速→定速→減速して駆動するとき、図９Ｂに
示すように、定速期間にほぼ一定の電流Ｉ_fukaが搬送モーターに通電されている。この
電流値Ｉ_fukaは、図９Ｂに示すように、駆動プロファイルに応じて異なる値になる。メ
モリー６３には、駆動プロファイル毎に、定速駆動時の電流値Ｉ_fukaが格納されている
。なお、この電流値Ｉ_fukaは、印刷処理が行われる前に、予め測定されている。
【００７６】
さらに、メモリー６３には、速度プロファイル毎に、加算電流値テーブルが予め格納さ
れている。図１１Ａは、第１プロファイルの加算電流値テーブルであり、図１１Ｂは、第
２プロファイルの加算電流値テーブルである。図に示すように、速度プロファイル毎の加
算電流値テーブルは異なっている。  
加算電流値テーブルは、駆動開始から６０ｍｓ後まで間の１ｍｓ毎の加算電流値Ｉ_add
を示すテーブルである。なお、搬送モーター２２の加速期間（図９Ａ参照）は６０ｍｓよ
りも短い期間であり、加算電流値テーブルは、加速期間よりも長い期間の１ｍｓ毎の加算
電流値Ｉ_addを備えている。図１１Ａの第１プロファイルの加算電流値テーブルによれば
、０ｍｓの加算電流値は０ｍＡであり、１ｍｓの加算電流値は９６ｍＡであり、１０ｍｓ
の加算電流値は２０６ｍＡであり、１１ｍｓの加算電流値は１４８ｍＡであることが示さ
れている。
【００７７】
また、メモリー６３には、一律加算値Ｉ_constと、異常確定回数Ｎが格納されている。
図１２は、メモリー６３に格納されている一律加算値と異常確定回数の説明図である。こ
こでは、一律加算値Ｉ_constは1333ｍＡに設定されており、異常確定回数は１回に設定さ
れている。
【００７８】
以上説明した通り、メモリー６３には、定速駆動時の電流値Ｉ_fukaと、加算電流値テ
ーブル（加速期間よりも長い期間の１ｍｓ毎の加算電流値Ｉ_addを示すテーブル）と、一
律加算値Ｉ_constと、異常確定回数Ｎが予め格納されている。
【００７９】
そして、異常推定部８３は、１ｍｓ毎に、リミット電流値Ｉ_limitを算出する。  
図１３は、リミット電流値Ｉ_limitの説明図である。図中の太線は、リミット電流値Ｉ
_limitのグラフである。図中の太線は、第１プロファイルに従って駆動モーター２２が正
常に駆動したときの電流値変化のグラフである。  
リミット電流値Ｉ_limitは、式Ｉ_limit＝Ｉ_fuka＋Ｉ_add＋Ｉ_constで算出される。
駆動開始から６０ｍｓ経過した後は、異常推定部８３はＩ_add＝０としてリミット電流値
Ｉ_limitを算出する。このため、図９Ａの定速期間及び減速期間では、リミット電流値Ｉ
_limitは、式Ｉ_limit＝Ｉ_fuka＋Ｉ_constになり、一定の電流値となる。
【００８０】
言い換えると、定速期間及び減速期間のリミット電流値Ｉ_limitは所定電流値（＝Ｉ_f
uka＋Ｉ_const）に設定されるが、加速期間のリミット電流値Ｉ_limitは、その所定電流
値に加算電流値Ｉ_addを加算した値に設定される。これにより、加速期間のリミット電流
値が、定速駆動時のリミット電流値よりも比較的大きな値に設定される。
【００８１】
次に、異常推定部８３は、１ｍｓ毎に、電流推定部８１が求めた電流値Ｉ_curとリミッ
ト電流値Ｉ_limitとを比較する。そして、電流推定部８１が求めた電流値Ｉ_curがリミッ
ト電流値Ｉ_limitを超えた回数が異常確定回数Ｎ（ここではＮ＝１）に達したとき、異常
推定部８３は、駆動モーター２２に異常が発生したと推定し、その旨をコントローラー６
０に通知し、コントローラー６０は駆動モーター２２を緊急停止する。
【００８２】
本実施形態によれば、電流推定部８１が推定した電流値Ｉ_curに基づいて、温度推定部
８２が温度を推定するだけなく、異常推定部８３がモーターの異常を推定している。これ
により、搬送モーター２２の異常の監視のための構成が簡易になっている。
【００８３】
また、本実施形態によれば、電流推定部８１が推定した電流値Ｉ_curがリミット電流値
を超えたとき、異常推定部８３は、搬送モーター２２に異常が発生したと推定している。
これにより、搬送モーター２２に大電流が流れることを監視できる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、加速駆動時のリミット電流値は、定速駆動時のリミット電
流値に加算電流値Ｉ_addが加算された値に設定されている。これにより、定速駆動時より
も比較的大きな電流が流れる加速駆動時に、適切な閾値を設定することができる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、搬送モーター２２に異常が発生したことを異常推定部８３
が推定したとき、コントローラー６０が搬送モーター２２を緊急停止している。これによ
り、トルクリミット制御が実現され、搬送モーター２２に大電流が流れ続けることを防止
できる。
【００８６】
＝＝＝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。
【００８７】
＜プリンターについて＞
前述の実施形態のプリンターは、ヘッドが移動方向に移動するドット形成動作（パス）
と、用紙を搬送方向に搬送する搬送動作とを交互に繰り返すプリンター（いわゆるシリア
ルプリンター）であった。しかし、プリンターの種類は、これに限られるものではない。
例えば、ヘッドを固定して、ヘッドと対向させて用紙を搬送させながらヘッドからインク
を吐出させて印刷を行うプリンター（いわゆるラインプリンター）であっても良い。
【００８８】
また、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。
【００８９】
＜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。
【００９０】
＜モーターについて＞
前述の実施形態では、搬送モーター２２の場合について説明されていた。しかし、これ
に限られるものではない。例えば、キャリッジモーター３２についても搬送モーター２２
の場合と同様に本実施形態を適用することができる。また、プリンター以外（例えばスキ
ャナ装置やコピー装置など）で使用されるＰＷＭ制御のモーターについても同様に本実施
形態を適用することができる。
【００９１】
＜発熱制限制御について＞
前述の実施形態では、搬送モーター２２が高温であると推定される場合、搬送モーター
２２の駆動を休止させていたが、これには限られない。例えば、搬送モーター２２の回転
数が少なくなるように（搬送速度が遅くなるように）制御してもよい。すなわち、モータ
ーの発熱が小さくなるようにすればよい。
【符号の説明】
【００９２】
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（ＰＦ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（ＣＲ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、
５２１  スケール、  ５２２  検出部、
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
７０  搬送ユニット制御回路、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電圧制御部、
８０  推定部、８１  電流推定部、８２  温度推定部、８３  異常推定部、
１００  印刷システム、１１０  コンピューター
【図１】
2012029457.tif 000003
【図２】
2012029457.tif 000004
【図３】
2012029457.tif 000005
【図４】
2012029457.tif 000006
【図５】
2012029457.tif 000007
【図６】
2012029457.tif 000008
【図７】
2012029457.tif 000009
【図８】
2012029457.tif 000010
【図９】
2012029457.tif 000011
【図１０】
2012029457.tif 000012
【図１１】
2012029457.tif 000013
【図１２】
2012029457.tif 000014
【図１３】
2012029457.tif 000015