JP2003079178A - 記録装置におけるモータ制御方法、電流値取得装置及び記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録装置において、加減速域と定速域とが設
定された速度設定で駆動される電動モータの１駆動当た
りの消費電流値を、定速域での電流を実測するだけの比
較的簡単な処理で求めることにある。 【解決手段】 キャリッジモータは、加速域・定速域・
減速域をもつ速度設定で駆動される。予備実験でキャリ
ッジが１駆動（１パス）される際の実効電流値Ｉpassを
実測により求め、定速域で実測した負荷電流値ＩFuka
を、前記実効電流値Ｉpassから差し引いてＩBaseを算出
する。ＩBaseは、キャリッジの移動距離と移動速度に対
応付けてＲＯＭに記録していおく。印刷実行時にはキャ
リッジの定速域の電流ＩFuka実測し、そのときの移動距
離と移動速度に対応するＩBaseをＲＯＭから読み出し
て、実効電流値Ｉpass（＝ＩFuka＋ＩBase）を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタなどの記
録装置において、電動モータの１駆動当たりの消費電流
値を取得する記録装置におけるモータ制御方法、電流値
取得装置及び記録装置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では、印
刷ヘッドを備えたキャリッジが主走査方向（紙送り方向
と直交する方向）に走行することで紙などの印刷媒体に
印刷が行われる。キャリッジはプリンタに設けられたキ
ャリッジモータにより走行駆動される。キャリッジモー
タには例えばＤＣモータなどの電動モータが使用され
る。印刷時にはキャリッジは主走査方向に往復移動を繰
り返すことになり、１パス毎に停止状態から加速・定速
・減速を経て再び反対側で停止する。例えばインクジェ
ットプリンタではインクの吐出はキャリッジの定速域に
おいて行われる。キャリッジを駆動するキャリッジモー
タは、キャリッジを１パス毎に所定の速度パターンで走
行させるように、電流値制御または電圧値制御される。

【０００３】ところで、キャリッジモータなどの電動モ
ータは、駆動されるときの消費電力に応じて発熱する。
電動モータが高速駆動されたりキャリッジ移動時の過大
な摺動抵抗などが原因で、電動モータに過度の負荷がか
かった場合、電動モータの温度が規格温度を超えること
が起こり得る。この場合、電動モータが熱で故障しない
ように、所定時間の休止を入れる発熱制限制御を行うも
のが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、温度センサ
を使用してモータ温度を検出し、モータ温度が規格温度
を超えないように、所定の発熱があると、電動モータの
駆動に所定時間の休止を入れることで発熱を制限する発
熱制限制御を行うことが考えられる。しかし、温度セン
サを使用すると部品点数が増加して製造コストの上昇を
招くという問題があった。

【０００５】一方、キャリッジモータの消費電流から発
熱温度を予測して温度を推定することも考えられる。し
かし、キャリッジが１パス（１駆動）する過程で加減速
域と定速域を伴うために電流値が時間経過とともに変化
するので、１パス当たりの消費電流として例えば実効電
流値を計算しようとすると、ＣＰＵ等の処理負担が比較
的大きくなってしまうという問題があった。なお、キャ
リッジモータの電流値は、キャリッジの摺動抵抗や使用
年数などから決まる負荷に応じてプリンタ毎に異なるの
で、ある程度精度のある消費電流値を得るためには電流
値を実測する必要がある。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、その第１の目的は、加減速域と定速域
とが設定された速度設定で駆動される電動モータの１駆
動当たりの消費電流値を、定速域での電流を実測するだ
けの比較的簡単な処理で求めることができる記録装置に
おけるモータ制御方法、電流値取得装置及び記録装置を
提供することにある。

【０００７】第２の目的は、さらに温度センサを使わ
ず、電動モータの発熱温度を推定する場合、消費電流を
取得するための処理が簡単になることから、温度推定処
理があっても、ＣＰＵ等の制御処理の負担を軽減でき
る。

【０００８】第３の目的は、電動モータの消費電流と駆
動時間とに基づき求めた発熱量を積算した積算値に基づ
き求まる電動モータの発熱温度が閾値を超えたときに電
動モータを駆動の合間に休止させる制御を行う場合、消
費電流を取得するための処理が簡単になることから、Ｃ
ＰＵ等の制御処理の負担を軽減できる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１に記載の発明は、電動モータの１駆動
当たりの消費電流値を基に得られる制御情報に基づき前
記電動モータを制御する記録装置のモータ制御方法であ
って、前記電動モータは、移動体を加減速域と定速域と
が設定された速度設定で１駆動移動させるように速度制
御され、前記電動モータの１駆動当たりの消費電流値
を、前記移動体を移動させるときに該電動モータにかか
る負荷に依存する負荷電流値と、前記移動体を加減速さ
せるときのイナーシャ分に相当する固定電流値とに分
け、予め求めた前記固定電流値をメモリに記憶してお
き、前記定速域の電流を実測して電流実測値を得る段階
と、前記定速域の電流実測値に基づき決まる負荷電流値
と、前記メモリに記憶された固定電流値とを用いて１駆
動当たりの消費電流値を求める段階とを備えたことを要
旨とする。

【００１０】この発明によれば、電動モータは、移動体
を加減速域と定速域とが設定された速度設定で１駆動移
動させるように速度制御される。電動モータの１駆動当
たりの消費電流値を、移動体を移動させるときに電動モ
ータにかかる負荷に依存する負荷電流値と、移動体を加
減速させるときのイナーシャ分に相当する固定電流値と
に分け、予め求めた固定電流値がメモリに記憶されてい
る。定速域の電流を実測して電流実測値を得るととも
に、この定速域の電流実測値に基づき決まる負荷電流値
と、メモリに記憶された固定電流値とを用いて、１駆動
当たりの消費電流値を求める。定速域の電流実測と簡単
な計算だけで済むので、例えばＣＰＵ等の処理負担が軽
く済む。

【００１１】前記第１の目的を達成するために請求項２
に記載の発明は、請求項１に記載の記録装置におけるモ
ータ制御方法において、前記取得した前記電動モータの
１駆動当たりの消費電流値と駆動時間とに基づき１駆動
当たりの発熱量を求める段階と、前記発熱量を積算して
前記電動モータの発熱温度を推定する段階と、前記発熱
温度が所定の閾値を超えると、前記電動モータを駆動の
合間に休止させるように制御する段階とを備えたことを
要旨とする。

【００１２】請求項３に記載の発明は、電動モータの１
駆動当たりの消費電流値を取得する記録装置における電
流値取得装置において、加減速域と定速域とが設定され
た１駆動の速度設定で速度制御される電動モータと、前
記電動モータの１駆動当たりの消費電流値を、前記電動
モータにかかる負荷に依存する負荷電流値と、前記負荷
にほぼ依存しない固定電流値とに分け、予め求めた前記
固定電流値を記憶するメモリと、前記定速域の電流を実
測して電流実測値を得る電流実測手段と、前記定速域の
電流実測値に基づいて決まる負荷電流値と、前記メモリ
に記憶された固定電流値とを用いて１駆動当たりの消費
電流値を演算する演算手段とを備えたことを要旨とす
る。

【００１３】この発明によれば、定速域の電流を実測し
て電流実測値が電流実測手段により得られる。定速域の
電流実測値に基づいて決まる負荷電流値と、メモリに記
憶された固定電流値とを用いて１駆動当たりの消費電流
値が演算手段により演算される。従って、定速域の電流
実測と簡単な計算だけで済むので、例えばＣＰＵ等の処
理負担が軽く済む。

【００１４】請求項４に記載の発明は、電動モータの１
駆動当たりの消費電流値を取得する記録装置における電
流値取得装置において、加減速域と定速域とが設定され
た１駆動の速度設定で速度制御される電動モータと、前
記電動モータの１駆動当たりの消費電流値を、前記電動
モータにかかる負荷に依存する負荷電流値と、前記電動
モータを加減速させるときのイナーシャ分に相当するほ
ぼ質量依存の固定電流値とに分け、予め求めた前記固定
電流値を記憶するメモリと、前記定速域の電流を実測し
て電流実測値を得る電流実測手段と、前記定速域の電流
実測値に基づいて決まる負荷電流値と、前記メモリに記
憶された固定電流値とを用いて１駆動当たりの消費電流
値を演算する演算手段とを備えたことを要旨とする。

【００１５】この発明によれば、定速域の電流を実測し
て電流実測値が電流実測手段により得られる。定速域の
電流実測値に基づいて決まる負荷電流値と、メモリに記
憶された固定電流値とを用いて１駆動当たりの消費電流
値が演算手段により演算される。従って、定速域の電流
実測と簡単な計算だけで済むので、例えばＣＰＵ等の処
理負担が軽く済む。

【００１６】請求項５に記載の発明は、電動モータの１
駆動当たりの消費電流値を、該電動モータの制御に使う
ために取得する記録装置における電流値取得装置におい
て、前記電動モータは、前記移動体を加減速域と定速域
とが設定された速度設定で１駆動移動させるように速度
制御され、前記電動モータの１駆動当たりの消費電流値
を、前記移動体を移動させるときに該電動モータにかか
る負荷に依存する負荷電流値と、前記移動体を加減速さ
せるときのイナーシャ分に相当するほぼ質量依存の固定
電流値とに分け、予め求めた前記固定電流値を記憶する
メモリと、前記定速域の電流を実測して電流実測値を得
る電流実測手段と、前記定速域の電流実測値に基づき決
まる負荷電流値と、前記メモリに記憶された固定電流値
とを用いて１駆動当たりの消費電流値を演算する演算手
段とを備えたことを要旨とする。

【００１７】この発明によれば、移動体の定速域におけ
る電流を実測して電流実測値が電流実測手段により得ら
れる。定速域の電流実測値に基づいて決まる負荷電流値
と、メモリに記憶された固定電流値とを用いて１駆動当
たりの消費電流値が演算手段により演算される。従っ
て、定速域の電流実測と簡単な計算だけで済むので、例
えばＣＰＵ等の処理負担が軽く済む。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項３〜５の
いずれか一項に記載の記録装置における電流値取得装置
において、前記１駆動当たりの消費電流値は、１駆動当
たりの実効電流値であることを要旨とする。

【００１９】この発明によれば、請求項３〜５のいずれ
か一項に記載の発明の作用に加え、定速域の電流実測値
に基づいて決まる負荷電流値と、メモリに記憶された固
定電流値とを用いて１駆動当たりの実効電流値が演算手
段により演算される請求項７に記載の発明は、請求項４
〜６のいずれか一項に記載の記録装置における電流値取
得装置において、前記メモリには、前記電動モータの駆
動速度と駆動量に応じた個々の値を持つ複数の前記固定
電流値のデータが記憶されていることを要旨とする。

【００２０】この発明によれば、メモリには、電動モー
タの駆動速度と駆動量に応じた個々の値を持つ複数の固
定電流値のデータが記憶されているので、１駆動当たり
の消費電流値を、電動モータの駆動速度と駆動量に応じ
て比較的精度よく取得することが可能となる。

【００２１】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の記録装置における電流値取得装置において、記録装置
の電源投入時に、前記電動モータを少なくとも１駆動で
初期駆動させる初期制御手段と、前記初期駆動時に前記
電動モータが少なくとも１駆動したときの定速域での電
流値を実測する前記電流実測手段と、前記メモリに記憶
された前記固定電流値のデータと前記実測電流値とを用
いて、前記電動モータの駆動速度と駆動量に応じた複数
の消費電流値のデータを算出してメモリに記憶するデー
タ準備手段とを備えたことを要旨とする。

【００２２】この発明によれば、記録装置の電源投入時
に、初期制御手段によって電動モータは初期駆動されて
少なくとも１駆動は駆動される。初期駆動時に電動モー
タが少なくとも１駆動したときの定速域での電流値が電
流実測手段により実測される。データ準備手段は、メモ
リに記憶された固定電流値のデータと実測電流値とを用
いて、電動モータの駆動速度と駆動量に応じた複数の消
費電流値のデータを算出してメモリに記憶する。従っ
て、初期駆動（準備駆動）後の本駆動時には、電動モー
タが１駆動する度にそのときの駆動速度と駆動量から対
応するデータをメモリから取得すれば、その１駆動時の
消費電流値が簡単に取得される。このため、電動モータ
の本駆動時には、定速域における電流実測も不要とな
る。よって、メモリからデータを選択するだけの処理で
済むので、例えばＣＰＵ等の処理負担がさらに軽く済
む。

【００２３】請求項９に記載の発明は、請求項３〜８の
いずれか一項に記載の電流値取得装置を備え、前記演算
手段により求められた１駆動当たりの前記電動モータの
前記消費電流値と駆動時間とに基づき１駆動当たりの発
熱量を求める発熱量取得手段と、前記１駆動当たりの発
熱量を積算して前記電動モータの発熱温度を推定する温
度推定手段とを備えたことを特徴とすることを要旨とす
る。

【００２４】この発明によれば、演算手段により求めら
れた１駆動当たりの電動モータの消費電流値を使って、
消費電流値と駆動時間とに基づき１駆動当たりの発熱量
が発熱量取得手段により求められる。１駆動当たりの発
熱量を積算して電動モータの発熱温度が温度推定手段に
より推定される。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の記録装置において、前記発熱温度が所定の閾値を超
えたら、発熱異常と判定する判定手段を備えたことを要
旨とする。

【００２６】この発明によれば、請求項９に記載の発明
の作用に加え、判定手段によって、発熱温度が所定の閾
値を超えたら、発熱異常と判定される。請求項１１に記
載の発明は、請求項９に記載の記録装置において、前記
発熱温度が所定の閾値を超えると、前記電動モータを駆
動の合間に休止させるように制御する休止制御手段を備
えたことを要旨とする。

【００２７】この発明によれば、発熱温度が所定の閾値
を超えると、休止制御手段によって電動モータはその駆
動の合間に休止を入れるように制御される。請求項１２
に記載の発明は、記録ヘッドを有するキャリッジが主走
査方向に往復移動することにより前記記録ヘッドによる
記録媒体への記録が行われるシリアル式の記録装置にお
いて、前記キャリッジを主走査方向に往復移動させるた
めに駆動される電動モータと、前記キャリッジを加減速
域と定速域とが設定された速度設定で駆動させるように
前記電動モータを制御する制御手段と、前記キャリッジ
が１駆動するときの前記電動モータの実効電流値を、前
記キャリッジを移動させるときに該電動モータにかかる
負荷に依存する負荷電流値と、キャリッジ質量にほぼ依
存するイナーシャ電流値とに分け、予め求められた前記
イナーシャ電流値を記憶するメモリと、前記定速域の電
流を実測して電流実測値を得る電流実測手段と、前記定
速域の電流実測値に基づき決まる負荷電流値と、前記メ
モリに記憶されたイナーシャ電流値とを用いて実効電流
値を演算する演算手段と、前記演算手段により求められ
た１駆動当たりの前記実効電流値と駆動時間とに基づき
１駆動当たりの発熱量を演算するとともに、該発熱量を
逐次積算して前記電動モータの発熱温度を推定する温度
推定手段と、前記発熱温度が所定の閾値を超えると、前
記キャリッジの反転時に休止を設けるように前記電動モ
ータを制御する休止制御手段とを備えたことを要旨とす
る。

【００２８】この発明によれば、定速域の電流を実測し
た電流実測値が電流実測手段により取得される。定速域
の電流実測値に基づき決まる負荷電流値と、メモリに記
憶されたイナーシャ電流値とを用いて実効電流値が演算
手段により演算される。演算手段により求められた１駆
動当たりの実効電流値を用い、実効電流値と駆動時間と
に基づき１駆動当たりの発熱量が演算されるとともに、
この発熱量を逐次積算して電動モータの発熱温度が温度
推定手段により推定される。発熱温度が所定の閾値を超
えると、休止制御手段によって電動モータはキャリッジ
の反転時に休止を設けるように制御される。

【００２９】請求項１３に記載の発明は、記録ヘッドを
有するキャリッジが主走査方向に往復移動することによ
り前記記録ヘッドによる記録媒体への記録が行われるシ
リアル式の記録装置において、前記キャリッジを主走査
方向に往復移動させるために駆動される電動モータと、
前記キャリッジを加減速域と定速域とが設定された速度
設定で１駆動させるように前記電動モータを制御する制
御手段と、前記キャリッジが１駆動するときの前記電動
モータの実効電流値を、前記キャリッジを移動させると
きに前記電動モータにかかる負荷に依存する負荷電流値
と、キャリッジ質量にほぼ依存するイナーシャ電流値と
に分け、予め求められた前記イナーシャ電流値を記憶す
るメモリと、前記定速域の電流を実測して電流実測値を
得る電流実測手段と、前記定速域の電流実測値に基づき
決まる負荷電流値と、前記メモリに記憶されたイナーシ
ャ電流値とを用いて実効電流値を演算する演算手段と、
前記演算手段により求められた１駆動当たりの前記実効
電流値と駆動時間とに基づき前記電動モータの発熱温度
を推定する温度推定手段とを備えたことを要旨とする。

【００３０】この発明によれば、定速域の電流を実測し
た電流実測値が電流実測手段により取得される。定速域
の電流実測値に基づき決まる負荷電流値と、メモリに記
憶されたイナーシャ電流値とを用いて実効電流値が演算
手段により演算される。演算手段により求められた１駆
動当たりの実効電流値を用いて、この実効電流値と駆動
時間とに基づき電動モータの発熱温度が温度推定手段に
より推定される。従って、発熱温度を推定するときに用
いられる実効電流値が、定速域の電流実測と簡単な処理
により求められるので、例えばＣＰＵ等の制御処理負担
が軽くなる。

【００３１】請求項１４に記載の発明は、請求項９〜１
３のいずれか一項に記載の記録装置において、前記温度
推定手段は、前記発熱量を時間経過による自然放熱を考
慮した補正演算を伴って逐次積算して熱量の積算値を求
め、該積算値に基づき前記電動モータの発熱温度を推定
することを要旨とする。

【００３２】この発明によれば、請求項９〜１３のいず
れか一項に記載の発明の作用に加え、発熱量を時間経過
による自然放熱を考慮した補正演算を伴って逐次積算す
ることで熱量の積算値が求められ、この積算値に基づき
電動モータの発熱温度が推定される。自然放熱が考慮さ
れて発熱温度が推定されるので、発熱温度をほぼ正しく
推定できる。

【００３３】請求項１５に記載の発明は、請求項９〜請
求項１４のいずれか一項に記載の記録装置において、電
源切断時に直前の前記発熱温度を記憶する第２のメモリ
を備え、電源投入時に前記第２のメモリに記憶された前
記発熱温度を読み出して初期値として使用することを要
旨とする。

【００３４】請求項１５に記載の発明によれば、請求項
９〜１３のいずれか一項に記載の発明の作用に加え、電
源切断時には直前の積算値が第２のメモリに記憶され、
電源投入時には第２のメモリに記憶された積算値が読み
出されて初期値として使用される。従って、電動モータ
が比較的発熱した状態で電源が切断され、直ぐに電源投
入されても、その電源切断時の積算値が初期値として使
用されるので、電動モータの過発熱状態を逃すことが回
避される。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明をインクジェット式
記録装置で具体化した一実施形態を図１〜図１９に従っ
て説明する。

【００３６】図２は、インクジェット式記録装置のケー
ス内部の概略構成図である。図２に示すように、記録装
置（印刷装置）としてのインクジェット式印刷装置（以
下、プリンタと称す）１は、ケース（図示省略）内にプ
リンタ本体２を備えている。プリンタ本体２には、レー
ル（ガイドロッド）３に案内されてプラテン４の軸方向
と平行な主走査方向に往復移動可能なキャリッジ５が設
けられている。キャリッジ５は電動モータとしてのキャ
リッジモータ（以下ＣＲモータと称す）６によってタイ
ミングベルト７を介して駆動される。本実施形態では、
ＣＲモータ６としてＤＣモータが使用されている。

【００３７】キャリッジ５の下部には、記録媒体である
用紙８と対向する下面側に記録ヘッドとしての印刷ヘッ
ド９が配設されている。印刷ヘッド９には各インク色毎
のノズル列（図示せず）が多数列形成されている。キャ
リッジ５の上部には印刷ヘッド９にインクを供給するイ
ンクカートリッジ１０，１１（ブラック用とカラー用の
２種類）が着脱可能に装着されている。印刷ヘッド９に
内蔵された圧電振動子の振動作用に基づき各ノズルから
インク滴が吐出されて印刷が行われる。

【００３８】またプリンタ１には、キャリッジ５の走行
速度を検出するためのリニアエンコーダ１３が設けられ
ている。リニアエンコーダ１３は、樹脂製の被検出用テ
ープ（符号テープ）１４と、エンコーダ３３（図１に示
す）とからなる。テープ１４は、キャリッジ５の背面側
に主走査方向（キャリッジ走行方向）と平行に張られて
おり、テープ１４の主走査方向に一定ピッチで多数本形
成されたスリット１４ａからの投光を、キャリッジ５と
一体に移動するエンコーダ３３が検出する。

【００３９】またプリンタ１には紙送りモータ１５が設
けられている。紙送りモータ１５が駆動されると、プラ
テン４の紙送り方向前後（同図における矢印方向）に一
対配列された２組の紙送りローラ（図示せず）が駆動さ
れて用紙８が送られる。本実施形態では、紙送りモータ
１５としてステッピングモータが使用されている。

【００４０】図１は、プリンタにおける印刷駆動制御系
の電気構成を示す。同図に示すように、ホストコンピュ
ータ（例えばパーソナルコンピュータ）２０は、通信ケ
ーブル２１を介してプリンタ１のインタフェイス２２に
接続されている。プリンタ１は、ＣＰＵ２３、ＡＳＩＣ
（Application Specific ＩＣ（特定用途向けＩＣ））
２４、メモリとしてのＲＯＭ（ＰＲＯＭ）２５、ＲＡＭ
２６、第２のメモリとしてのＥＥＰＲＯＭ２７、タイマ
ＩＣ２８、ＤＣユニット２９、キャリッジモータドライ
バ（ＣＲモータドライバ）３０、紙送りモータドライバ
３１およびヘッドドライバ３２を備えている。ＣＲモー
タ６および紙送りモータ１５は、各モータドライバ３
０，３１にそれぞれ接続されている。また印刷ヘッド９
（詳しくはノズル毎の各圧電振動子）は、ヘッドドライ
バ３２に接続されている。ＣＰＵ２３には、エンコーダ
３３およびホームセンサ、紙検出センサ（いずれも図示
省略）などのセンサ類が接続されている。なお、ＣＰＵ
２３、ＤＣユニットおよびＣＲモータドライバ３０によ
り、初期制御手段、制御手段及び休止制御手段が構成さ
れる。またＣＰＵ２３により電流実測手段、演算手段、
初期制御手段、データ準備手段、発熱量取得手段、温度
推定手段、制御手段及び休止制御手段が構成される。Ｃ
ＰＵ２３およびタイマＩＣにより発熱量取得手段が構成
される。

【００４１】ＡＳＩＣ２４は、ホストコンピュータ２０
から受信した印刷データを印刷ヘッド９を制御するとき
に使用できるようにイメージ展開し、このイメージ展開
後のデータを基にヘッドドライバ３２を介して印刷ヘッ
ド９を駆動制御する。ＲＡＭ２６は、各種制御のための
演算結果を一時格納したり、印刷データおよびイメージ
展開後のデータを一時格納するバッファとして機能す
る。

【００４２】ＤＣユニット２９は、交流を直流に変換す
るとともに、ＣＰＵ２３からの指令値に応じた直流を各
モータドライバ３０，３１に供給する。ＣＰＵ２３はモ
ータドライバ３０，３１を介してモータ６，１５を電圧
制御する。例えばＤＣモータであるＣＲモータ６を速度
制御するときは、ＣＰＵ２３はＣＲモータドライバ３０
に制御信号を出力し、モータドライバ３０によってその
制御信号に応じてＣＲモータ６が制御され、例えばＣＲ
モータ６の正転・逆転が制御される。

【００４３】ＲＯＭ２５にはＣＰＵ２３が実行する各種
制御プログラムやプログラム実行時に用いられる各種設
定データなどが記憶されており、その中に例えばＣＲモ
ータ６を電流値制御するための速度制御用プログラムお
よびその設定データが記憶されている。また、発熱制限
制御のためのプログラムおよびその設定データが記憶さ
れている。ここで、発熱制限制御とは、モータ温度がモ
ータの規格温度を超えないようにその発熱を制限する制
御である。このプログラムおよび設定データについては
後述する。

【００４４】エンコーダ３３は、投光器と一対の受光式
センサを内蔵し、符号テープ１４のスリット１４ａを通
る投光を検出することにより、９０度位相のずれたＡ相
・Ｂ相の２つのパルス信号を出力する。

【００４５】図３は、ＤＣユニット２９の構成を示した
ブロック図である。ＤＣユニット２９は、位置演算部４
１と、減算器４２と、目標速度演算部４３と、速度演算
部４４、減算器４５と、比例要素４６と、積分要素４７
と、微分要素４８と、加算器４９と、ＰＷＭ回路５０
と、タイマ５１と、加速制御部５２とから構成されてい
る。

【００４６】位置演算部４１は、エンコーダ３３の出力
パルスのエッジを検出してその個数を計数し、この計数
値に基づきキャリッジ５の位置を演算する。２つのパル
ス信号の比較処理から認知されるＣＲモータ６の正転・
逆転に応じて、１個のエッジが検出されたときには正転
時であればインクリメントし、逆転時であればデクリメ
ントするように計数処理する。

【００４７】減算器４２は、ＣＰＵ２３から送られてく
る目標位置と、位置演算部４１により求められたキャリ
ッジ５の実際の位置との位置偏差を演算する。目標速度
演算部４３は、減算器４２の出力である位置偏差に基づ
いてキャリッジ５の目標速度を演算する。この演算は位
置偏差にゲインＫｐを乗算することにより行われる。こ
のゲインＫｐは位置偏差に応じて決定される。なお、こ
のゲインＫｐの値は図示しないテーブルに格納されてい
てもよい。

【００４８】速度演算部４４は、エンコーダ３３の出力
パルスに基づいてキャリッジ５の速度を演算する。すな
わちエンコーダ３３の出力パルスのパルス周期をタイマ
カウンタにより計時し、このパルス周期に基づいてキャ
リッジ速度Ｖを演算する。

【００４９】減算器４５は、目標速度と、速度演算部４
４によって演算されたキャリッジ５の実際の速度との速
度偏差を演算する。比例要素４６は、速度偏差に定数Ｇ
ｐを乗算し、乗算結果を出力する。積分要素４７は、速
度偏差に定数Ｇｉを乗じたものを積算する。微分要素４
８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、乗算結果を出力する。比例要素４６、
積分要素４７および微分要素４８の演算は、エンコーダ
３３の種る欲パルスの１周期毎に行われる。

【００５０】比例要素４６、積分要素４７および微分要
素４８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ＤＸを示す。ここでデューティＤＸ
は、例えばデューティパーセントが（１００×ＤＸ／２
０００）％であることを示す。この場合、ＤＸ＝２００
０であれば、デューティ１００％を示し、ＤＸ＝１００
０であれば、デューティ５０％を示すことになる。

【００５１】比例要素４６、積分要素４７および微分要
素４８の出力は、加算器４９において加算される。この
加算結果がデューティ信号としてＰＷＭ回路５０に送ら
れて、ＰＷＭ回路５０にて加算結果に応じた指令信号が
生成される。この制しえされた指令信号に基づいてドラ
イバ３０によりＣＲモータ６が駆動される。

【００５２】また、タイマ５１および加速制御部５２
は、ＣＲモータ６の加速制御に用いられ、比例要素４
６、積分要素４７および微分要素４８を使用するＰＩＤ
制御は、加速制御後の定速および減速制御に用いられ
る。

【００５３】タイマ５１は、ＣＰＵ２３から送ってくる
クロック信号に基づいて所定時間毎にタイマ割込信号を
発生する。加速制御部５２は、タイマ割込信号を受ける
毎に所定のデューティＤＸＰを積算し、積算結果がデュ
ーティ信号としてＰＷＭ回路５０に送られる。ＰＩＤ制
御と同様に、ＰＷＭ回路５０にて積算結果に応じた指令
信号が生成され、生成された指令信号に基づいて、ドラ
イバ３０によりＣＲモータ６が駆動される。

【００５４】ドライバ３０は例えば複数個のトランジス
タを備えており、ＰＷＭ回路５０の出力に基づいてトラ
ンジスタをオン・オフさせることで、ＣＲモータ６に電
圧を印加する。

【００５５】次にＣＲモータ６の駆動制御について説明
する。図４は、ＤＣユニット２９に制御されるＣＲモー
タ６の電流値およびキャリッジ速度を示したグラフであ
る。電流値はＰＷＭ回路５０に送られるデューティ信号
値から決まる電圧値に応じて定まる値である。

【００５６】キャリッジ５が１パス（１回の片道）を走
行する過程では、図４（ｂ）に示す速度パターンが設定
されている。キャリッジ５を停止状態から加速する加速
域、加速後に一定速度を維持する定速域、定速域から停
止するまでキャリッジ５を減速する減速域が設定されて
いる。印刷ヘッド９による印刷は定速域で行われる。

【００５７】図４（ａ）に示すように、ＤＣユニット２
９によりまず加速域ではオープン制御が行われ、キャリ
ッジ速度が目標速度Ｖａに達するまではデューティ値が
キャリッジ起動時の初期値から上昇することで電流が上
昇し、目標速度Ｖａに達すると電流値が一定に保持さ
れ、次の目標速度Ｖｂに達すれば電流値が少し下降す
る。そして目標速度Ｖｃに達すると、ＰＩＤ制御に移行
する。

【００５８】定速域ではＰＩＤ制御が行われ、キャリッ
ジ速度Ｖが定速速度Ｖc となるようにデューティ値が決
まる。そして、キャリッジ５が位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，
Ｐ４，Ｐ５に達する度ごとに段階的に減速制御が行われ
る。このため、キャリッジ５は、復動から往動、あるい
は往動から復動へ反転するときの位置は、常に指定され
た移動距離の位置となる。

【００５９】ＣＰＵ２３はホストコンピュータ２０から
受け付けた印刷データに基づき、キャリッジ５の印刷速
度モードおよび１パス時の移動距離を決定する。本実施
形態では印刷速度モードとして例えば５段階の速度モー
ドが用意されている。

【００６０】ＣＰＵ２３は、オープン制御およびＰＩＤ
制御のデューティ値を取得し、このデューティ値に基づ
いて電圧値を認知する。ＣＰＵ２３は電圧値を電流値に
換算する換算式をもち、電圧値を電流値に換算する。

【００６１】まず本実施形態で採用するモータ温度推定
処理と発熱制限制御について説明する。まずモータ温度
推定処理を概略説明する。本実施形態では、キャリッジ
５の１パス毎の実効電流値Ｉpassと移動時間ｔpassとか
ら１パス当たりの発熱量Ｑpassを求め、これを逐次積算
して単位時間（１分）当たりの発熱量Ｑsigma を求め
る。そして１分毎の発熱量Ｑsigma を、時間経過による
放熱を考慮しながら積算して求まる蓄熱量を上昇温度Δ
Ｔに換算する。初期温度（例えば室温）からの上昇温度
ΔＴが分かることから、上昇温度ΔＴを監視すれば現在
の推定モータ温度を間接的に監視することが可能にな
る。

【００６２】そして、上昇温度ΔＴを使って発熱制限制
御を実施する。すなわち、上昇温度ΔＴが電動モータの
規格温度以下にあるように、ΔＴが予め設定した閾値を
超えると、１パス毎に休止を入れる発熱制限制御を実施
する。本実施形態では、複数の閾値を段階的に設け、Δ
Ｔの大きさに応じて休止時間を段階的に長くするように
している。ΔＴが小さいうちは休止を入れてもユーザが
不快を感じないようにするとともに、ΔＴが大きくなる
と安全な温度まで下降するのに必要な休止時間を２段階
に設定する。

【００６３】まず、モータ温度推定処理について以下に
その詳細を説明する。一般的に、発熱量は以下の式で求
められる。 Ｑ＝Ｋ・Ｗ （Ｋは定数であり、ある仕事を発熱に換算
する係数である） ここで、Ｗ＝Ｉ²・Ｒ・ｔである。つまり、Ｑ＝Ｉ²・Ｒ
・ｔ・Ｋとなる。モータの動作に伴う発熱を考えると、
Ｒはモータの巻線の抵抗であり、定数である。上記した
ようにＲとＫは定数なので、Ｑ∝Ｉ²・ｔの関係がある
ことから、以下の説明では、Ｉ²・ｔを発熱量と呼ぶ。
はじめに１パス当たりの発熱量を求める求め方について
説明する。本実施形態では、キャリッジ５の移動速度Ｖ
と移動距離Ｙとから、図９に示すテーブルＱＴを参照し
て、１パス当たりの単位発熱量Ｑpass（テーブルではＱ
passYV）を求めるようにしている。移動速度Ｖは５つの
印刷速度モードに応じて５段階に設定されている。移動
距離Ｙは、キャリッジ５の１パス最長距離をｍ分割した
ｍ個の移動距離の範囲として設定されており、印刷デー
タから決まる実際の移動距離Ｘが属する範囲が移動距離
Ｙとして決まるようにしている。

【００６４】この単位発熱量参照テーブルＱＴによって
定まる１パス当たりの単位発熱量ＱpassYVは、プリンタ
電源投入直後のシステム初期化時に、キャリッジ５を１
往復動させてモータ電流値を実測するメジャメント処理
で得られた実測電流値を基に計算されたものである。最
初に作成されたこの単位発熱量参照テーブルＱＴはＲＡ
Ｍ２６に記憶される。

【００６５】１パス当たりの単位発熱量Ｑpassは、１パ
ス当たりの実効電流値Ｉpassを使って次式のように表さ
れる。 Ｑpass＝Ｉpass²・ｔpass … (1) また実効電流値Ｉpassは次式で表される。 Ｉpass＝√{ （Ｉ1²・ｔ＋Ｉ2²・ｔ＋…＋Ｉk²・ｔ）／ｔpass} … (2) ここで、ｔpassは、キャリッジの１パス移動時間であ
る。

【００６６】メジャメント処理によりモータ電流値を実
測するのは、プリンタの使用年数（使用条件）や使用温
度環境などによって、キャリッジ駆動時にＣＲモータ６
にかかる負荷が異なるからである。このようなモータ負
荷のばらつきを考慮してプリンタ個々に最適なテーブル
ＱＴを作成するため、モータ電流値を実測するメジャメ
ント処理を採用している。

【００６７】この場合、テーブルＱＴの全ての組合せに
ついて１パス毎に実効電流値Ｉpassを実測しようとする
と、５種類の移動速度Ｖと２０種類の移動距離ごとに、
合計１００種類の実測計算が必要になり、キャリッジ５
を１００回往復動させる必要がある。これは現実的では
ないので、本実施形態では、キャリッジ５を１回往復動
させるだけのメジャメント処理で済むように工夫されて
いる。

【００６８】図５は、キャリッジが１パスするときの時
間とモータ電流値を示すもので、同図（ａ）はモータ負
荷が小さいとき、同図（ｂ）はモータ負荷が大きいとき
である。モータ電流値は、加速するときには高く、定速
域では負荷に逆らって動いているのでほぼ一定であり、
最後に逆方向に電流が流れた後に再び正方向に電流が流
れてから停止する。ＣＲモータ６にかかる負荷は、レー
ル３などの摺動部分との動摩擦抵抗および粘性抵抗等に
よって発生するものである。ＣＲモータ６の定速域にお
ける一定電流値ＩFukaは、キャリッジ５を負荷に逆らっ
て動かすために必要な電流値である。よって、電流値Ｉ
Fukaは、負荷が小さいプリンタでは同図（ａ）のように
小さな値をとり、負荷が大きいプリンタでは同図（ｂ）
のように大きな値をとる。

【００６９】例えば加速過程におけるＩFukaを超える部
分の電流分（同図における斜線部）は、キャリッジ５の
質量Ｍに起因するイナーシャ分に相当し、これは同じ速
度モード（加速モード）では質量Ｍに依存する一定値で
ある。そこで、図６に示すように、１パス当たりの実効
電流値Ｉpassを、負荷によって変動する電流値（負荷電
流値）ＩFukaと、質量Ｍと加減速モードにのみ依存する
イナーシャ分に相当する電流値（イナーシャ電流値）Ｉ
Bas eとに分けて求めるようにしている。

【００７０】電流値ＩFukaは、メジャメント処理で実測
する。この際、最大移動速度Ｖmax（＝300cps）でキャ
リッジ５を駆動させたときにメジャメント処理で実測し
た電流値ＩFukaを、全ての移動速度Ｖに共通に使用す
る。これは、負荷のうち動摩擦抵抗μは移動速度Ｖに拠
らず一定値で、粘性抵抗ηは移動速度Ｖに比例する（η
＝ｓ・Ｖ（ｓは定数））ことから、最大負荷が考慮され
た電流値ＩFukaを実測するためである。

【００７１】一方、電流値ＩBaseは、予め実験（予備実
験）で求めておき、図７に示す基準実効電流テーブルＩ
ＴとしてＲＯＭ２５に記憶されている。その求め方は以
下のようである。

【００７２】すなわち前記(2) 式に従って、１パスする
ときの電流値を微小時間ｔ毎に逐次測定し、得られた電
流値Ｉの２乗に微小時間ｔを乗算した値Ｉ²・ｔを逐次
積算し、この積算値をキャリッジ５の１パス移動時間ｔ
passで割った値の平方根をとって、１パス当たりの実効
電流値Ｉpassを求める。このときＩFukaは以下のように
求める。一定電流値である定速域から複数の値をサンプ
リングし、そのサンプリング値を実効電流値の計算式に
従って計算処理する。そして実効電流値Ｉpassから電流
値ＩFukaを減算することにより、電流値ＩBaseを算出す
る（ＩBase＝Ｉpass−ＩFuka）。これを各移動速度Ｖと
移動距離Ｙの全ての組合せについて実測計算し、各基準
実効電流ＩBase[Y][V]として求める。ＲＯＭ２５には、
各移動速度Ｖと移動距離Ｙに対応付けられて各基準実効
電流ＩBase[Y][V]が記憶されている（なお、図７ではＩ
BYVの記号（YVは移動距離と移動速度の番号）で示され
ている）。

【００７３】またＲＯＭ２５には、図８に示すキャリッ
ジ１パス時間テーブルＰＴが記憶されている。このテー
ブルＰＴには、キャリッジ５が１パスするときの移動時
間（所要時間）ｔpass[Y][V]が、移動速度Ｖと移動距離
Ｙの各組合せごとに設定されている。なお、移動時間ｔ
pass[Y][V]は、定速域における移動時間（Ｙ／Ｖ）に、
加速域および減速域における各移動時間を加算した値で
あり、計算値または実測値として求められたものであ
る。

【００７４】メジャメント処理では、定速域における電
流値ＩFukaを実測することになる。キャリッジが最大移
動速度Ｖmax （＝300cps）で最長移動距離（＝1800EP）
を１回往復動するときの定速域での一定電流値ＩFukaを
実測する。定速域に入り一定電流値になると、電流値Ｉ
を単位微小時間ｔ毎にサンプリングし、Ｉ²・ｔを算出
するとともに逐次積算する。そしてサンプリングした総
時間ｔs が分かっているので、その積算値を時間ｔs で
割った値の平方根をとることで、定速域における実効電
流値を算出しこれを電流値ＩFukaとして算出する。もち
ろん、ＩFukaは、サンプリング値を実効電流値の計算式
に従って計算処理することにより求めることもできる。
なお、ＣＲモータ６を電圧制御している本実施形態で
は、サンプリングした電圧値を換算式により換算して得
られる電流値を使用してＩFukaを測定する。

【００７５】ＲＯＭ２５には、図１０にフローチャート
で示すメジャメント処理のためのプログラムが記憶され
ている。ＣＰＵ２３はこのメジャメント処理用プログラ
ムを実行することで、メジャメント処理を実施する。次
にプリンタ電源投入直後のキャリッジ準備走行時に実行
される電流測定処理（メジャメント処理）について、図
１０のフローチャートに従って説明する。

【００７６】まずステップ（以下「Ｓ」と記す）１０で
は、プリンタ電源オンされたことを認知する。Ｓ２０で
は、システム初期化をする。

【００７７】Ｓ３０では、ＣＲモータ６を起動する。こ
のとき最大移動速度Ｖmax で最長移動距離を１回往復動
するように起動される。最初の加速域ではオープン制御
で加速制御を実行する。

【００７８】Ｓ４０では、ＰＩＤ制御を実行する。すな
わち定速域に入るとＰＩＤ制御を実行する。Ｓ５０で
は、定速域に入って電流値が一定になった時点から電流
値Ｉを記憶する。すなわち定速域の電流値Ｉをサンプリ
ングする。

【００７９】Ｓ６０では、モータが定速度で一定量以上
回転したか否かを判断する。すなわちエンコーダ３３の
出力パルスのエッジをカウントして得られるキャリッジ
位置が定速域終了前の設定位置に達したか否かを判断す
る。キャリッジ位置が設定位置に達していなければＳ４
０に戻り、キャリッジ位置が設定位置に達していればＳ
７０に進む。こうしてキャリッジ５が設定位置に達する
まで所定微小時間ｔごとに電流値Ｉのサンプリングが行
われる。

【００８０】Ｓ７０では、定速域の実効電流値Ｉcを算
出する。すなわち、定速域でサンプリングしたｎ個の電
流値Ｉから実効電流値の計算式に従って定速域における
実効電流値Ｉcを算出する。この実効電流値ＩcがＩFuka
として使用される。

【００８１】このメジャメント処理により電流値ＩFuka
が実測されると、次に、この実測した電流値ＩFukaと、
図７の基準実効電流テーブルＩＴと、図８のＣＲ１パス
時間テーブルＰＴとを用いて、図９の単位発熱量参照テ
ーブルを作成する。すなわち、電流値ＩFukaと、基準実
効電流値ＩBase[Y][V]と、１パス時間ｔpass[Y][V]とを
用い、次の(3) 式により、単位発熱量Ｑpass[Y][V]を算
出する。 Ｑpass[Y][V]＝（ＩBase[Y][V]＋ＩFuka）²・ｔpass[Y][V] … (3) こうしてプリンタ電源投入直後のキャリッジ準備駆動時
にメジャメント処理がなされ、図９の単位発熱量参照テ
ーブルが作成される。なお、キャリッジ５の往動時と復
動時でＣＲモータ６にかかる負荷が厳密には違うので、
実際には図７，８，９のテーブルＩＴ，ＰＴ，ＱＴはキ
ャリッジの往動時用と復動時用のそれぞれ２種類を持っ
ている。但し、この実施形態では説明を簡単にするた
め、往動時と復動時を区別することなく１つのテーブル
を持っているものとして説明を進めることにする。

【００８２】次に、プリンタ電源投入時のテーブル作成
後に行われる温度推定処理について説明する。テーブル
作成後の温度推定処理は、キャリッジ５の駆動・停止に
拘わらず、電源投入中は常時実行される。但し、キャリ
ッジ５が駆動されるときは、１パスする毎に１パス当た
りの単位発熱量Ｑpassが算出される。すなわち、キャリ
ッジ５の１パス「起動−停止」毎に、単位発熱量参照テ
ーブルＱＴ（図９）を参照し、移動速度Ｖ・移動距離Ｙ
から、１パス発熱量Ｑpass[Y][V]を取得する。

【００８３】図１１は、１分間における時間（秒）に対
するモータ電流と発熱量Ｑpassの様子を示したグラフで
ある。同図（ａ）のグラフから分かるように、モータ電
流は、キャリッジ５の往動と復動が交互に繰り返される
ことにより、１パス毎にプラスとマイナスが交互に反転
する。１パスするときの移動速度Ｖと移動距離Ｙから、
テーブルＱＴ（図９）を参照して、１パス発熱量Ｑpass
[Y][V]を取得する。そしてその１パスが終了する度に、
今回の単位発熱量Ｑpass[Y][V]を、前回の発熱量Ｑsigm
a に加算する。こうして１パス毎に取得される１パス発
熱量Ｑpass[Y][V]を、単位時間Ｔbox （＝６０秒）の間
に逐次積算して、単位時間Ｔbox の発熱量Ｑsigma を求
める。１分間の発熱量Ｑsigma は、前回の発熱量Ｑsigm
a に今回の単位発熱量Ｑpass[Y][V]を加算することによ
り、式 Ｑsigma ＝Ｑsigma ＋Ｑpass[Y][V] により計
算される。但し、Ｑsigma の計算前初期値は「０」であ
り、１分毎にリセットされる。従って、１分間の間、キ
ャリッジ５が一度も駆動されなかったときのＱsigma は
「０」となる。

【００８４】単位時間Ｔbox の６０秒は、タイマＩＣ２
８からのクロック信号を基にＣＰＵ２３が時間カウンタ
にて計時する。６０秒経過した時点でキャリッジ５がパ
スの途中にある１パスについては、今回の１分間の発熱
量Ｑsigma には加えず、次回の１分間の発熱量Ｑsigma
に入れるようにしている。従って、同図（ａ）に示す例
では、斜線を施したパスの発熱量Ｑpassのみが、同じ１
分間の集まりとして積算される。なお、同図（ａ）で
は、パスとパスの間に時間間隔があるが、これはキャリ
ッジ５の反転時に避けられない一瞬の停止であり、休止
時間ではない。

【００８５】次に１分間の発熱量Ｑsigma を発熱温度
（発熱値）ΔＴnew に換算する。ΔＴnew は、式 ΔＴ
new ＝Ｋａ・Ｑsigma により求まる。ここで、Ｋａ
は、発熱量Ｑから発熱温度ΔＴへの変換係数であり、予
備実験により求められた値である。熱量Ｑ＝κ・ΔＴ、
ＱはＩo²・Ｒ・ｔに比例することから、予備実験で、実
効電流値Ｉo をｔ秒通電したときに、モータの発熱温度
ΔＴo が測定されたとすると、実効電流値Ｉrms をｔ秒
通電したときに、得られる発熱温度ΔＴnew は、次式で
表される。 ΔＴnew ＝（ΔＴo ／Ｉo²）・Ｉrms² ∴ΔＴnew ＝{ ΔＴo ／（Ｉo²・Ｔbox ）} ・Ｑsigma ここで、{ ΔＴo ／（Ｉo²・Ｔbox ）} をＫａとおく
と、ΔＴnew ＝Ｋａ・Ｑsigma となる。実効電流値Ｉo
をｔ秒通電したときのモータの発熱温度ΔＴを測定した
予備実験から、例えばＩo ＝200 ｍＡでΔＴo ＝20deg.
が測定されたとすると、単位時間Ｔbox ＝６０秒である
ことから、Ｋａ＝0.0000083 になる。よって、単位時間
Ｔbox 当たりの発熱温度ΔＴnew は、上記の値をもつ定
数（変換係数）Ｋａを用いて、ΔＴnew ＝Ｋａ・Ｑsigm
a により表される。

【００８６】図１２は、ＣＲモータの発熱に起因する総
発熱温度（総発熱値）を、時間経過による自然放熱を考
慮して示したグラフである。グラフに示すように、ＣＲ
モータ６の最初の１分間の通電による発熱温度（発熱
値）をΔＴ１new 、次の１分間の通電による発熱温度を
ΔＴ２new 、さらに次の１分間の通電による発熱温度を
ΔＴ３new とする。最初の発熱温度ΔＴ１new 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ΔＴ１old に低下する。よって、２分目の総
発熱温度ΔＴ２sum は、ΔＴ２sum ＝ΔＴ１old ＋ΔＴ
２new で表される。また、２分目の総発熱温度ΔＴ２su
m 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ΔＴ２old に低下する。よっ
て、３分目の総発熱温度ΔＴ３sum は、ΔＴ３sum ＝Δ
Ｔ２old ＋ΔＴ３new で表される。

【００８７】ここで、ΔＴsum が１分後に放熱曲線に沿
って下降して達する発熱温度ΔＴold は、放熱係数Ｋを
用いて、ΔＴold ＝Ｋ・ΔＴsum として表される。よ
って、最新のモータ総発熱温度ΔＴsum は、前回の総発
熱温度ΔＴsum に放熱係数Ｋを掛けた値に、最新の発熱
温度ΔＴnew を加えることにより算出され、式 ΔＴs
um ＝Ｋ・ΔＴsum ＋ΔＴnew により求まる。

【００８８】放熱係数Ｋは予め実験から求められたもの
で、以下のように設定されている。まずプリンタの系に
は、図１３の温度曲線で示されるキャリッジ駆動中の発
熱系と、図１４の温度曲線で示されるキャリッジ停止中
の放熱系とがある。発熱系と放熱系は共に１次遅れ系で
あるので、ある時刻ｔの温度は、時定数Ｔとおくと、ex
p （−ｔ／Ｔ）で表される。発熱系では、まず飽和発熱
温度Ｔsat を実験で求め、この飽和温度Ｔsat の６３％
の値に達する時間が、そのプリンタの系の発熱時定数Ｔ
１s inkになる。一方、放熱系では、飽和発熱後、キャ
リッジ停止時点の飽和発熱温度から室温に下がっていく
とき、６３％分の温度が下がるまでの時間が、そのプリ
ンタの系の放熱時定数Ｔ２sinkになる。これらの時定数
Ｔ１sink、Ｔ２sinkは共に実験で求められたものであ
る。

【００８９】発熱系と放熱系は共に１次遅れ系であるの
で、ある時刻ｔの温度exp （−ｔ／Ｔ）は、単位時間Ｔ
box である６０秒経過したらＫ倍になるとすると、次の
関係式が成立する。 exp （−（ｔ＋６０）／Ｔ）＝Ｋ・exp （−ｔ／Ｔ） よって、６０秒での放熱係数Ｋは、次式で表される。 Ｋ＝exp （−６０／Ｔ）…(4) 上記(4) 式において、時定数Ｔとして実験で求めた発熱
時定数Ｔ１sinkを使用すると、発熱系における放熱係数
Ｋ＝exp （−６０／Ｔ１sink）が求まる。また、上記
(4) 式において、時定数Ｔとして実験で求めた放熱時定
数Ｔ２sinkを使用すると、放熱系における放熱係数Ｋ＝
exp （−６０／Ｔ２sink）が求まる。

【００９０】本実施形態では、単位時間Ｔbox 当たりの
キャリッジ移動回数Ｎcrをカウンタにて計数し、Ｎcrが
予め設定された設定回数Ｎo 以上であるときには、キャ
リッジ駆動中の発熱系である判断し、発熱時定数Ｔ１si
nkを使用した放熱係数Ｋを使用する。一方、キャリッジ
移動回数Ｎcrが設定回数Ｎo 未満であるときには、キャ
リッジ停止中の放熱系であると判断し、放熱時定数Ｔ２
sinkを使用した放熱係数Ｋを使用する。よって、総発熱
温度ΔＴsum は、６０秒経過するとそのときの系に応じ
た放熱係数Ｋを用いて、Ｋ・ΔＴsum として計算され
る。

【００９１】プリンタの電源を切断するときには、発熱
温度（発熱値）ΔＴsum は、１バイト化処理された後、
ＥＥＰＲＯＭ２７に１バイトのデータとして記憶され
る。すなわち、１バイト化係数ＥＥdiv を用いて、ΔＴ
sumEE ＝ΔＴsum ／ＥＥdiv により１バイト化される。
そして、プリンタ電源投入時に、ＥＥＰＲＯＭ２７より
前回稼働時の最終発熱値ΔＴsumEE （１バイト）を取得
し、シーケンス計算単位に合わせて、ΔＴsum ＝ΔＴsu
mEE ・ＥＥdiv により展開する。その値を現在の発熱温
度として取得し、ΔＴsum の初期値とする。もちろん、
電源切断後においても、バックアップ電源を用いて、Δ
Ｔsum が所定温度（例えば１０℃）に降下するまでΔＴ
sum の計算を継続してもよい。

【００９２】次に発熱制限制御について図１５〜図１７
等に基づいて説明する。ＣＲモータ６の発熱防止のため
に、電源オン中は、キャリッジ５の動作に関係なく、常
に一定時間（６０秒）毎に発熱量Ｑsigma を計算し、Ｃ
Ｒモータ６の発熱温度ΔＴsum を推定する。ＣＲモータ
６の発熱温度ΔＴsum が規定の値（閾値）を超えた場
合、キャリッジ５の停止直後にショートブレーキ状態を
維持する休止時間Ｔwaitをもたせるデューティ制限（発
熱制限）がかかる。

【００９３】図１５は、温度曲線を示すグラフである。
このグラフに示すように、本実施形態では、発熱制限を
かける閾値として３つの閾値ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３
（ΔＴ１＜ΔＴ２＜ΔＴ３）が設定されている。本実施
形態では、第１閾値ΔＴ１は規格温度より低い温度に設
定されている。第２閾値ΔＴ２および第３閾値ΔＴ３は
共にＣＲモータ６の規格温度未満に設定されている。

【００９４】ＣＰＵ２３は、発熱温度ΔＴsum を監視
し、ΔＴsum が閾値ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３を超える
と、その超えた閾値に応じた休止時間Ｔ１wait，Ｔ２wa
it，Ｔ３waitをそれぞれ設定する。つまり、発熱温度Δ
Ｔsum が第１閾値ΔＴ１を超えると、休止時間Ｔwaitを
もたせるデューティ制限がかかる。

【００９５】ＲＯＭ２５には、休止時間Ｔ１wait，Ｔ２
wait，Ｔ３waitを決めるデータとして、図１６，図１７
に示す休止時間テーブルＷ１，Ｗ２および休止時間Ｔ３
waitが記憶されている。図１６の休止時間テーブルＷ１
は、発熱温度ΔＴsum が第１閾値ΔＴ１を超えたときに
参照されるもので、テーブルＷ１を参照することで、移
動距離Ｙと移動速度Ｖに応じた休止時間Ｔ１waitYVが設
定される。第１休止時間Ｔ１waitYVは、発熱に対して制
限をかけつつキャリッジ５を休止させてもユーザが不快
に感じないような短い時間に設定されている。このた
め、１パス毎に第１休止時間Ｔ１waitYVの休止が入って
も、ユーザはほとんど不快を感じない。このように休止
時間を短くする時間優先の考えの下、例えば０．５秒未
満の時間が設定されている。移動距離Ｙと移動速度Ｖに
応じた休止時間Ｔ１waitYVを設定するのは、この例で
は、Ｙ，Ｖの全ての組合せについて同じ目標温度に落ち
てくるような実効電流値Ｉrms になるように休止時間を
設けるためである。つまり、休止時間Ｔ１waitYVは、全
てのモードにおいて、同じ温度に落ちてくるような実効
電流値Ｉrms になるような値に設定されている。もちろ
ん、全てのＹ，Ｖに共通にして休止時間Ｔ１waitを０．
２秒に設定するだけでも構わない。

【００９６】図１７の休止時間テーブルＷ２は、発熱温
度ΔＴsum が第２閾値ΔＴ２を超えたときに参照される
もので、テーブルＷ２を参照することで、移動距離Ｙと
移動速度Ｖに応じた第２休止時間Ｔ２w aitYVが設定さ
れる。第２休止時間Ｔ２waitYVは、ＣＲモータ６にかか
る負荷が最大でＣＲモータ６に最大モータ電流Ｉmax
（例えばＩmax ＝0.8 Ａ）が印加されても、発熱温度Δ
Ｔsum （モータ温度）が安全な温度まで下がってくる値
に設定されている。ＣＲモータ６に最大モータ電流Ｉma
x （例えば0.8 Ａ）が印加されても、発熱温度ΔＴsum
が目標温度まで下がるようになっている。本実施形態で
は図１７に示すように移動距離Ｙと移動速度Ｖに応じ
て、例えば約０．７〜３秒程度の範囲の値が設定されて
いる。Ｙ、Ｖに応じて休止時間Ｔ２waitYVを設定するの
は、Ｙ，Ｖの全ての組合せについて安全な温度に落ちて
くるような実効電流値Ｉrms になるように必要最小限の
休止時間を設けるためである。もちろん、全てのＹ，Ｖ
に共通にして休止時間Ｔ２waitを約３秒に設定するだけ
でも構わない。

【００９７】第３休止時間Ｔ３waitは、全てのＹ，Ｖに
共通な値で例えば約５秒に設定されている。第３休止時
間Ｔ３waitは、ＣＲモータ６の想定している設計上の最
大負荷（例えばモータ電流Ｉmax ＝0.8 Ａ）を超えてい
る場合で、仮にＤＣユニット２９が想定している設計上
の供給最大電流ＩDCmax （例えばＩDCmax ＝1.2 Ａ）が
ＣＲモータ６に印加されても、発熱温度ΔＴsum （モー
タ温度）が安全な目標温度まで下がってくる値に設定さ
れている。ＣＲモータ６に供給最大電流ＩDCmax （例え
ば1.2 Ａ）が印加されても、発熱温度ΔＴsum が目標温
度まで下がるようになっている。

【００９８】安全な目標温度として解除閾値（解除閾値
温度）ΔＴstd （ΔＴstd ＜ΔＴ１）が設定されてい
る。デューティ制限が一旦かかると、発熱温度ΔＴsum
が解除閾値ΔＴstd に降下するまでは、デューティ制限
は解除されない。すなわち、発熱温度ΔＴsum が第１閾
値ΔＴ１を超えると、デューティ制限がかかり、１パス
毎に第１休止時間Ｔ１waitYVの休止を入れる第１発熱制
限モードに移行し、発熱温度ΔＴsum が下降して解除閾
値ΔＴstd に達するまでこの第１発熱制限モードに維持
される。また、第１発熱制限モード中に発熱温度ΔＴsu
m が第２閾値ΔＴ２を超えた場合は、１パス毎に第２休
止時間Ｔ１waitYVの休止を入れる第２発熱制限モードに
移行し、発熱温度ΔＴsum が解除閾値ΔＴstd に達する
までこの第２発熱制限モードに維持される。さらに同様
に、第２発熱制限モード中に発熱温度ΔＴsum が第３閾
値ΔＴ３を超えると、１パス毎に第３休止時間Ｔ１wait
の休止を入れる第３発熱制限モードに移行し、発熱温度
ΔＴsum が解除閾値ΔＴstdに達するまでこの第３発熱
制限モードに維持される。ＣＰＵ２３はデューティ制限
中に、３つの発熱制限モードのうちどのモードにあるか
を判別する発熱制限モードフラグを備え、このフラグの
値を見ることで現在の発熱制限モードを認知する。

【００９９】図１１（ｂ）に示すように、１パス毎に休
止時間Ｔwaitの休止が入ると、単位時間Ｔbox （６０
秒）当たりの発熱量Ｑsigma が小さくなる（つまり６０
秒間の実効電流値Ｉrms が小さくなる）。従って、デュ
ーティ制限中は、最新の１分間の発熱温度ΔＴnew が小
さくなり、ΔＴsum ＝Ｋ・ΔＴsum ＋ΔＴnew より、総
発熱温度ΔＴsum が時間の経過とともに小さく変化す
る。この最新の発熱温度ΔＴnew が休止時間Ｔwaitが長
いほど小さくなるので、ＣＲモータ６の温度上昇の程度
に応じて３段階の休止時間Ｔwaitを設定することによ
り、モータ温度を確実に安全な目標温度にまで降下させ
られるようにしている。

【０１００】ここで、発熱温度ΔＴsumは、Ｋａ・Ｑsig
maとして算出される。このＫａは定数なので、 ΔＴsum
の計算よりくくり出すことができる。各閾値（温度値）
をＫａで除算することにより、各閾値ΔＴ１，ΔＴ２，
ΔＴ３，ΔＴstd を設定することもできる。

【０１０１】以下、発熱制限制御ルーチンについて図１
８，図１９に従って説明する。ステップ（以下、単に
「Ｓ」と記す）１１０では、デューティ制限中であるか
否かを判断する。デューティ制限中であればＳ１２０に
進み、デューティ制限中でなければＳ１３０に進む。

【０１０２】Ｓ１２０では、休止時間テーブルＷ１から
休止時間Ｔ１waitYVを読み出す。休止時間テーブルＷ１
を参照し、今回のパスの移動速度Ｖと移動距離Ｙを基に
休止時間Ｔ１waitYVを求める。

【０１０３】Ｓ１３０では、単位発熱量参照テーブルＱ
Ｔから１パス発熱量ＱpassYVを読み出す。すなわち、今
回のパスの移動速度Ｖと移動距離Ｙを基に単位発熱量参
照テーブルＱＴを参照して１パス発熱量ＱpassYV（＝Ｉ
pass² ＊ｔ）を求める（Ｉpass：１パス当たりの実効電
流値）。

【０１０４】Ｓ１４０では、前回までの積算値Ｑsig ma
に今回の１パス発熱量ＱpassYVを加えて今回の積算値
Ｑsigma を求める（Ｑsigma ＝Ｑsigma ＋ＱpassYV）。
Ｑsigma は、式(1) における√内の値の積算値に相当す
る値である。

【０１０５】Ｓ１５０では、前回の発熱判定時から単位
時間Ｔbox （＝６０秒）が経過したか否かを判断する。
単位時間Ｔbox を経過していないときは当該ルーチンを
終了し、単位時間Ｔbox を経過したときは次のＳ１６０
に進む。Ｓ１６０では、ΔＴnew ＝Ｋａ・Ｑsigma を計
算する。すなわち、単位時間Ｔbox の発熱量Ｑsigma を
上昇温度ΔＴnew に換算する。Ｓ１７０では、ΔＴsum
＝ΔＴsum ＋ΔＴnew を求める。すなわち、今回の単
位時間当たりの上昇温度ΔＴnew を前回までの温度積算
値に加えて、今回までの温度積算値ΔＴsum を求める。

【０１０６】Ｓ１８０では、発熱値の１バイト化処理を
行う。発熱値は１バイトで記憶されるので、ΔＴsum を
１バイトで記憶できる値に換算する。すなわち、ΔＴsu
m ＝ΔＴsum ／ＥＥdiv とする。ここで、ＥＥdiv は１
バイト化係数（定数）である。

【０１０７】Ｓ１９０では、デューティ制限中（発熱制
限中）であるか否かを判断する。デューティ制限中でな
ければＳ２００に進み、デューティ制限中であればＳ２
３０に進む。Ｓ２３０はデューティ制限中の処理であり
これは後述する。

【０１０８】Ｓ２００では、ΔＴsum ＞ΔＴ１であるか
否かを判断する。これが成立すればＳ２１０に進み、不
成立であればＳ３００に進む。Ｓ２１０では、ΔＴsum
がΔＴ１を超えたので、発熱デューティ制限を開始す
る。このとき第１発熱制限モードフラグをオンにする。

【０１０９】Ｓ２２０では、第１発熱制限モードの休止
時間Ｔ１waitを設定する。デューティ制限中のときはＳ
２３０に進むが、このＳ２３０では、ΔＴsum ＜ΔＴst
d が成立したか否かを判断する。これが成立したときは
Ｓ２４０に進んで、発熱デューティ制限を解除する。一
方、ΔＴsum ＜ΔＴstopが不成立であるときはＳ２５０
に進む。

【０１１０】Ｓ２５０では、ΔＴsum ＞ΔＴ２が成立し
たか否かを判断する。ΔＴsum ＞ΔＴ２が成立したとき
はＳ２６０に進み、これが不成立のときはＳ３００に進
む。Ｓ２６０では、ΔＴsum ＞ΔＴ３が成立したか否か
を判断する。ΔＴsum ＞ΔＴ３が不成立であるときはＳ
２７０に進み、これが成立したときはＳ２８０に進む。

【０１１１】Ｓ２７０では、第３発熱制限モード中（休
止時間Ｔwait３設定中）であるか否かを判断する。第３
発熱制限モード中であるときにはＳ２８０に進み、それ
以外のときはＳ２９０に進む。Ｓ２８０では、第３発熱
制限モードの休止時間Ｔwait３に切替える。つまりΔＴ
sum ＞ΔＴ３が成立したときには第３発熱制限モードへ
移行し、休止時間がＴwait３に切替えられる。Ｓ２９０
では、第２発熱制限モードの休止時間Ｔwait２に切替え
る。

【０１１２】Ｓ３００では、キャリッジ移動回数（パス
数）Ｎcrが設定回数Ｎo 以上であるか否かを判断する。
Ｎcr≧Ｎo が成立すればＳ３１０に進み、この条件が不
成立あればＳ３２０に進む。

【０１１３】Ｓ３１０では、第１放熱係数を使用する。
つまり発熱系の放熱係数Ｋが使用されるように、放熱係
数Ｋを決める時定数として発熱時定数Ｔ１sinkを設定す
る。発熱時定数Ｔ１sinkは、キャリッジが動作している
ときの発熱系の時定数である。

【０１１４】Ｓ３２０では、第２放熱係数を使用する。
つまり放熱系の放熱係数Ｋが使用されるように、放熱係
数Ｋを決める時定数として放熱時定数Ｔ２sin kを設定
する。放熱時定数Ｔ２sinkは、キャリッジが停止してい
るときの放熱系の時定数である。

【０１１５】Ｓ３３０では、ΔＴsum ＝Ｋ・ΔＴsum
を計算する。ここでは次回の処理のときに前回の総発熱
温度として使用される１分後の総発熱温度ΔＴsum を予
め求めておく。つまり、次回の処理におけるＳ１７０
で、ΔＴsum ＝ΔＴsum ＋ΔＴnew の右辺で使用される
ΔＴsum を予め求めておく。このとき、発熱系のときに
は放熱係数Ｋ＝exp （−６０／Ｔ１sink）が使用され、
放熱系のときには放熱係数Ｋ＝exp （−６０／Ｔ２sin
k）が使用される。

【０１１６】以上詳述したように本実施形態によれば、
以下に示す効果が得られる。 （１）ＣＲモータ６の発熱温度ΔＴsum を時間経過によ
る放熱を考慮しながら推定し、発熱温度ΔＴsum が閾値
ΔＴ１を超えたときにＣＲモータ６に休止を入れるの
で、必要なときにだけ休止が入ることになって休止回数
を少なくできる。この結果、ＣＲモータ６を過大な発熱
から確実に保護できるうえ、キャリッジ５の休止を短く
できることから印刷のスループットを向上させることが
できる。

【０１１７】（２）定速域の電流値ＩFukaと、加減速域
の電流値ＩBaseとに分け、加減速域の電流値ＩBaseを固
定値としてＲＯＭ２５に記憶しておくとともに、定速域
の電流値ＩFukaを実測する方式を採用した。このため、
定速域の電流値ＩFukaのみを実測するだけで１パス当た
りの単位発熱量Ｑpassを簡単な処理で求めることができ
る。

【０１１８】（３）定速域の電流値ＩFukaをプリンタ電
源投入時のメジャメント処理で実測し、ＲＯＭ２５に予
め記憶したテーブルＩＴ，ＰＴのデータＩBase，ｔpass
を用いて、予め単位発熱量参照テーブルＱＴを作成して
おく。そして、実際の印刷動作中は、移動速度Ｖと移動
距離ＹからテーブルＱＴを参照して１パス当たりの単位
発熱量ＱpassＱを求める方法を採用したので、印刷動作
中は電流実測処理や計算処理の必要がなく、テーブルＱ
Ｔの参照処理のみによって１パス当たりの単位発熱量Ｑ
passを簡単に求めることができる。従って、ＣＰＵ２３
の負担を軽減できる。

【０１１９】（４）１パス毎の発熱量Ｑpassを単位時間
Ｔbox （１分）の間積算して得られる単位時間当たりの
発熱量（積算値）Ｑsigma を、単位時間毎に放熱を考慮
しながら積算して現在の総発熱温度ΔＴsum を求める方
法を採用した。従って、毎パスごとに発熱温度を算出す
る方式に比べ、ＣＰＵ２３の負担を軽減できる。また、
一定の単位時間Ｔbox 毎に発熱量Ｑsigma を積算処理す
るので、系が同じであれば毎回同じ放熱係数Ｋ（∵Ｋ＝
exp （−Ｔbox ／Ｔsink））を使用できる。よって、Δ
Ｔsum を求めるための積算処理が簡単で済む。

【０１２０】（５）発熱温度ΔＴsum （熱量Ｑsigma ）
の時間経過による自然放熱を考慮する場合に、発熱しな
がら放熱する発熱系か、発熱をほとんど伴わずに放熱す
る放熱系かを判別し、その系に適した放熱係数Ｋを採用
するようにした。従って、系に適した放熱係数Ｋを採用
することにより、発熱温度ΔＴsum を実際の発熱温度に
近い値として算出でき、発熱温度の推定精度を高めるこ
とができる。

【０１２１】（６）キャリッジ移動回数Ｎcrが設定回数
Ｎo 以上であるか否かを判断して、放熱係数Ｋを決める
系を判定する方法を採用したので、放熱係数Ｋを決める
系の判定を簡単に行うことができる。例えば温度変化を
監視して系を判定する方法に比べ、ＣＰＵ２３の負担軽
減を図ることができる。

【０１２２】（７）発熱温度ΔＴsum が閾値を超えると
休止を入れる閾値を、複数（本例では３つ）設定した。
よって、発熱温度ΔＴsum が閾値を超えて発熱制限をか
けるときの休止時間を閾値に応じて段階的に設定するこ
とができるので、その発熱温度ΔＴsum にとってなるべ
く短い休止時間Ｔwaitを設定することができる。この結
果、休止時間Ｔwaitをなるべく短くすることができ、ひ
いては印刷のスループットを効果的に向上させることが
できる。

【０１２３】（８）発熱温度ΔＴsum が第１閾値ΔＴ１
を超えたときに設定される第１休止時間Ｔ１waitYVは、
発熱制限をかけつつキャリッジ５を休止させてもユーザ
が不快に感じない短い時間（例えば0.5 秒以内）に設定
されている。この結果、１パス毎にキャリッジ５を休止
させても、ユーザはほとんど不快を感じない。

【０１２４】（９）発熱温度ΔＴsum が第２閾値ΔＴ２
を超えたときに設定される第２休止時間Ｔ２waitYVは、
ＣＲモータ６にかかる負荷が最大でＣＲモータ６に最大
モータ電流Ｉmax （例えばＩmax ＝0.8 Ａ）が印加され
ても、発熱温度ΔＴsum （モータ温度）が安全な温度ま
で下がってくる時間に設定されている。従って、ＣＲモ
ータ６に最大モータ電流Ｉmax （例えば0.8 Ａ）が印加
されても、第２発熱制限モードによって発熱温度ΔＴsu
m を目標温度まで下げることができる。

【０１２５】（１０）休止時間テーブルＷ１，Ｗ２を用
意し、安全な目標温度に落とすことが可能な同じ実効電
流値Ｉrms になるように、移動距離Ｙと移動速度Ｖに応
じて休止時間Ｔ１waitYV，Ｔ２waitYVを設定した。つま
り、全てのＹ、Ｖにおいて発熱制限の程度が同じになる
ように休止時間Ｔ１waitYV，Ｔ２waitYVを設定した。よ
って、Ｙ、Ｖの組合せの違うパス毎に、安全な目標温度
に落とすのにほぼ必要最小限の休止時間を設定できるこ
とから、印刷のスループットを効果的に向上させること
ができる。

【０１２６】（１１）発熱温度ΔＴsum が第３閾値ΔＴ
３を超えたときに設定される第３休止時間Ｔ３waitは、
ＤＣユニット２９が想定している設計上の供給最大電流
ＩDCmax （例えばＩDCmax ＝1.2 Ａ）がＣＲモータ６に
印加されても、発熱温度ΔＴsum （モータ温度）が安全
な目標温度まで下がってくる値に設定されている。従っ
て、ＣＲモータ６に供給最大電流ＩDCmax が印加されて
も、発熱温度ΔＴsumを目標温度まで下げることができ
る。

【０１２７】（１２）発熱制限（デューティ制限）が一
旦かかると、発熱温度ΔＴsum が解除閾値ΔＴstd に降
下するまでは、発熱制限は解除されない。従って、発熱
温度ΔＴsum を速やかにしかも確実に安全な目標温度ま
で下降させることができる。

【０１２８】（１３）発熱温度ΔＴsum が解除閾値ΔＴ
std に降下するまで発熱制限を解除させないばかりか、
第２発熱制限モードや第３発熱制限モードからの温度降
下であれば、温度降下し始めたときの発熱制限モードで
設定された長めの休止時間Ｔwaitを解除閾値ΔＴstd に
達するまでそのまま維持する。従って、発熱温度ΔＴsu
m を一層速やかにしかも一層確実に安全な目標温度ま
で下降させることができる。

【０１２９】なお、実施の形態は、上記に限定されず次
の変形例でも実施できる。 （変形例１） 印刷動作中の１パス毎に電流値を実測す
るメジャメント処理を行い、実測電流値を基に１パス当
たりの単位発熱量Ｑpassを計算する方式を採用すること
もできる。

【０１３０】（変形例２） プリンタが備えるＣＲモー
タ以外の他の電動モータの温度を前記温度推定方法によ
り推定（算出）してもよい。電動モータとしては、例え
ば紙送りモータが挙げられる。

【０１３１】（変形例３） 前記実施形態では、１パス
毎に休止を入れたが、複数パス毎に休止を入れても構わ
ない。例えば２パス（１往復移動）毎、３パス、４パ
ス、５パス毎、さらに１０パス毎でも構わない。また時
間で管理して例えば１秒経過後の最初の１パス終了時の
タイミングで休止を入れても構わない。この時間も１秒
に限らず、２秒、３秒、…としてもよい。

【０１３２】（変形例４） 前記実施形態では、モータ
温度が閾値を超えるとモータの休止時間を設けることに
したが、モータの電力を小さく抑える電力調整を行う手
段を設けてもよい。例えば印刷速度設定が高速モードで
あっても、モータ温度が閾値を超える場合には、低速モ
ードに切替えて電力を小さく抑える制御を採用し、モー
タの発熱を小さく抑える制御内容の採用も可能である。

【０１３３】（変形例５） 前記実施形態では、モータ
の発熱温度が閾値を超えるとモータの駆動の合間に休止
時間を設けることにしたが、発熱温度が閾値を超える
と、モータへの電力の供給を遮断する電力遮断手段を設
けることも可能である。この場合、第３閾値より高温側
に第４閾値を設け、第４閾値を超えたときにはモータへ
の電流供給を遮断してキャリッジを非常停止する。この
方法によれば、第３閾値を超えた場合でも特に緊急異常
時には、速やかにモータ温度を低下させることができ、
モータの巻線等の温度疲労をなるべく最小限に抑えるこ
とができる。

【０１３４】（変形例６） 前記実施形態では、発熱制
限（デューティ制限）が一旦かかると、温度降下し始め
たときの発熱制限モードで設定された長めの休止時間Ｔ
waitを、発熱温度ΔＴsum が解除閾値ΔＴstd に達する
まで維持する方式を採用した。これに対し、発熱温度Δ
Ｔsum が降下して閾値ΔＴ３またはΔＴ２以下になれば
その時点で休止時間を１段下の値に切り替える方式を採
用することもできる。

【０１３５】（変形例７） 放熱係数Ｋを決める時定数
は、発熱系と放熱系の２通りに分けたが、さらに複数
（３つ以上）の時定数を用意するようにしても構わな
い。例えば単位時間当たりのキャリッジ移動回数に応じ
て３段階以上の時定数を決める方法を採用しても構わな
い。また、放熱係数Ｋを決める判断は、キャリッジ移動
回数に限定されない。例えば温度変化を監視するように
して系を判定し、その系に適した放熱係数Ｋを採用する
方法も可能である。

【０１３６】（変形例８） 発熱量を求める単位時間は
一定時間であることに限定されない。例えば単位時間を
パス数で規定し、一定パス数の所要時間を単位時間とし
て設定することもできる。この場合、単位時間は不規則
になるが、タイマで計時しておけばその時間は知ること
ができるので、単位時間当たりの発熱量は知ることがで
きる。つまり、放熱係数Ｋは時間の関数であるため時間
さえ分かれば放熱も正しく計算することはできる。

【０１３７】（変形例９） 単位時間は１分に限定され
ない。１０秒、２０秒、３０秒、２分、５分、１０分な
どを設定することもできる。単位時間は、特に１０秒〜
５分の間が好ましい。発熱温度は時間に対して変化が比
較的鈍いので、１０秒未満であると発熱判定の演算負担
が増し、５分を超えると発熱制限をかけるのが遅れる虞
がある。

【０１３８】（変形例１０） 電動モータの放熱は自然
放熱に限定されない。例えばＣＲモータ６を冷却する冷
却ファンを備えた構成とし、ファン冷却による放熱を考
慮して補正演算（放熱演算）を行う方法を採用すること
もできる。

【０１３９】（変形例１１） キャリッジの反転時に休
止を入れる方法に限定されない。プリンタのキャリッジ
では定速印字をするため反転時に休止を入れる必要があ
るが、例えば片道印刷方式のプリンタでは、キャリッジ
の印刷しない戻りパス途中で休止を入れても構わない。

【０１４０】（変形例１２） 前記実施形態では、放熱
を考慮した発熱量の算出は、複数パス含む単位時間Ｔbo
x 毎としたが、例えば１パス毎に発熱量計算を行っても
構わない。また１パス毎に発熱判断を行っても構わな
い。但し、この場合、発熱量を積算する時間間隔が不規
則になるので、放熱係数はその不規則な時間間隔に応じ
て可変となる。

【０１４１】（変形例１３） 電動モータの消費電流
（実効電流値）を求める処理方法の採用目的は、発熱制
限制御に限定されない。その他の制御のために電動モー
タの消費電流（実効電流値）を求める必要がある場合
に、前記実施形態の電流値取得方法を採用することもで
きる。さらに、電動モータの発熱温度を求めるために必
要な消費電流値を取得するために使われることにも限定
されない。例えば電動モータの消費電力を求めるために
使用することもできる。

【０１４２】（変形例１４） 前記実施形態の電流値取
得方法で取得した消費電流値（実効電流値）を用いて求
めた電動モータの発熱温度は、発熱制限制御に使用され
ること限定されない。

【０１４３】（変形例１５） 前記実施形態のように電
動モータが電圧制御の場合、１駆動当たりの実効電圧値
を前記実施形態と同様の手法で求めることもできる。実
効電流値が必要な場合も、実効電圧値から実効電流値は
求められる。

【０１４４】（変形例１６） 電動モータは、ＣＲモー
タに限定されない。例えば紙送りモータに適用してもよ
い。また、記録装置は、インクジェット式プリンタに限
定されるものではなく、バブルジェット（登録商標）式
プリンタ、ドットインパクト式プリンタ、レーザープリ
ンタなどに適用することもできる。

【０１４５】前記実施形態及び変形例から把握される技
術的思想を、以下に記載する。 （１）請求項３〜８のいずれか一項の電流値取得装置、
あるいは請求項９〜１５のいずれか一項の記録装置で
は、前記負荷電流値は、前記電動モータを定速域で定速
維持するのに必要な電流値であり、１駆動当たりの消費
電流値（実効電流値）から前記負荷電流値を差し引いた
値として前記固定電流値（イナーシャ電流値）は設定さ
れている。

【０１４６】（２）請求項４〜６のいずれか一項に記載
の記録装置における電流値取得装置において、前記メモ
リには、前記電動モータの駆動条件に応じた個々の値を
持つ複数の前記固定電流値のデータが記憶されており、
記録装置の電源投入時に、前記電動モータを少なくとも
１駆動で初期駆動させる初期制御手段と、前記初期駆動
時に前記電動モータが少なくとも１駆動したときの定速
域での電流値を実測する前記電流実測手段と、前記メモ
リに記憶された前記固定電流値のデータと前記実測電流
値とを用いて、前記電動モータの駆動条件に応じた複数
の消費電流値のデータを算出してメモリに記憶するデー
タ準備手段とを備えたことを特徴とする記録装置におけ
る電流値取得装置。ここで、駆動条件とは、駆動速度、
駆動量（駆動距離）、移動体の移動速度、移動体の移動
距離、速度モードのうち少なくとも１つ、あるいは速度
系と距離系のものの組合せである。

【０１４７】（３）請求項７に記載の記録装置における
電流値取得装置において、記録装置の電源投入時に、前
記電動モータを少なくとも１駆動で初期駆動させる初期
制御手段と、前記初期駆動時に前記電動モータが少なく
とも１駆動したときの定速域での電流値を実測する前記
電流実測手段と、前記メモリに記憶された前記固定電流
値のデータと前記実測電流値とを用いて、前記電動モー
タの駆動速度と駆動量に応じた複数の消費電流値を算出
し、該消費電流値を用いて個々に求められた複数のデー
タを前記駆動速度と駆動量に対応付けてメモリに記憶す
るデータ準備手段とを備えたことを要旨とする。この構
成によれば、本駆動時には、１駆動する度にそのときの
駆動速度と駆動量に対応付けられたデータをメモリから
取得すれば、その１駆動時の所望するデータが簡単に取
得される。よって、消費電流値から必要なデータを算出
する演算処理が不要になるので、ＣＰＵ等の制御処理の
負担がさらに軽減される。

【０１４８】（４）前記技術的思想（３）において、前
記メモリに記憶された複数のデータは、１駆動当たりの
発熱量である。この構成によれば、本駆動時には、１駆
動する度にそのときの駆動速度と駆動量に対応付けられ
たデータをメモリから取得すれば、その１駆動時の１駆
動当たりの発熱量データが簡単に取得される。

【０１４９】（５）請求項１２〜１５のいずれか一項に
記載の記録装置において、前記メモリには、前記キャリ
ッジの移動速度と移動距離に応じた個々の値を持つ複数
の前記イナーシャ電流値のデータが記憶されていること
を特徴とする記録装置。

【０１５０】（６） 請求項１４に記載の記録装置にお
いて、前記補正演算は、時間経過による放熱の系の時定
数から決まる放熱係数を用いた演算であることを特徴と
する記録装置。

【０１５１】（７）前記技術的思想（６）において、前
記放熱の系が、発熱を伴って放熱する発熱系か、発熱を
伴わずに放熱する放熱系かを判定する判定手段と、前記
判定手段により判定された系に応じた放熱係数を選択し
て前記補正演算を行うことを特徴とする記録装置。

【０１５２】（８）前記技術的思想（７）において、前
記判定手段は、前記電動モータにより駆動されるキャリ
ッジの移動回数を計数し、該計数した該キャリッジの移
動回数に基づき前記放熱係数を決定するための系を判定
することを特徴とする記録装置。

【０１５３】（９）請求項９、１０、１３〜１５のいず
れか一項において、前記温度推定手段により推定された
発熱温度が所定の閾値を超えると、前記電動モータの消
費電力を小さく抑える電力調整手段を備えた。

【０１５４】（１０）請求項９、１０、１３〜１５のい
ずれか一項において、前記温度推定手段により推定され
た発熱温度が所定の閾値を超えると、電動モータへの電
力の供給を遮断する電力遮断手段を備えた。

【０１５５】（１１）コンピュータに、請求項９〜１５
のいずれか一項に記載の記録装置における前記各手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。

【０１５６】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜１５に記
載の発明によれば、定速域での電流を実測するだけで、
電動モータの１駆動当たりの消費電流値を簡単な処理で
求めることができる。

【０１５７】請求項２、９〜１５に記載の発明によれ
ば、さらに温度センサを使わず、電動モータの発熱温度
を推定する場合、消費電流の取得処理が簡単になること
から、温度推定処理があっても、例えばＣＰＵ等の制御
処理の負担を軽減できる。

【０１５８】請求項２、１１〜１５に記載の発明によれ
ば、電動モータの消費電流と駆動時間とに基づき求めた
発熱量を積算した積算値を基に求まる電動モータの発熱
温度が閾値を超えたときに電動モータを駆動の合間に休
止させる制御を行う場合、消費電流の取得処理が簡単に
なることから、例えばＣＰＵ等の制御処理の負担を軽減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態におけるプリンタシステムの電気的
構成を示すブロック図。

【図２】印刷装置の要部斜視図。

【図３】ＤＣユニットの電気的構成を示すブロック図。

【図４】（ａ）モータ電流値と（ｂ）キャリッジ速度の
グラフ。

【図５】モータ電流のグラフであり、（ａ）は低負荷
時、（ｂ）は高負荷時である。

【図６】ＣＲモータの負荷電流と加減速電流とを説明す
るグラフ。

【図７】基準実効電流テーブルＩＴを示すテーブル図。

【図８】ＣＲ１パス時間テーブルＰＴを示すテーブル
図。

【図９】単位発熱量参照テーブルＱＴを示すテーブル
図。

【図１０】メジャメント処理のフローチャート。

【図１１】単位時間当たりのモータ電流と単位発熱量の
関係を示すグラフであり、（ａ）は休止なし、（ｂ）は
休止ありをそれぞれ示す。

【図１２】時間経過による放熱を考慮した発熱温度を求
めるための積算手順を説明するグラフ。

【図１３】発熱系の放熱温度曲線を示すグラフ。

【図１４】放熱系の放熱温度曲線を示すグラフ。

【図１５】発熱制限処理を説明するグラフ。

【図１６】休止時間テーブルＷ１を示すテーブル図。

【図１７】休止時間テーブルＷ２を示すテーブル図。

【図１８】発熱制限処理のフローチャート。

【図１９】同じくフローチャート。

【符号の説明】

１…記録装置としてのインクジェット式記録装置（プリ
ンタ） ５…移動体としてのキャリッジ ６…電動モータとしてのキャリッジモータ（ＤＣモー
タ） ９…記録ヘッドとしての印刷ヘッド ２３…電流実測手段、演算手段、初期制御手段、データ
準備手段、発熱量取得手段、温度推定手段、制御手段及
び休止制御手段を構成するＣＰＵ ２５…メモリとしてのＲＯＭ ２７…第２のメモリとしてのＥＥＰＲＯＭ ２８…発熱量取得手段を構成するタイマＩＣ ２９…初期制御手段、制御手段および休止制御手段を構
成するＤＣユニット ３０…初期制御手段、制御手段、休止制御手段を構成す
るキャリッジモータドライバ ＩBase…固定電流値としてのイナーシャ電流値 ＩFuka…負荷電流値 Ｉpass…１駆動当たりの消費電流値としての１駆動（１
パス）当たりの実効電流値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EB11 EB30 EB39 EB59 EC11 EC36 FA10 5H571 AA20 BB02 BB09 EE02 EE03 GG02 HB01 HC02 HD02 JJ03 JJ17 JJ18 JJ22 JJ23 JJ24 JJ28 KK06 LL07 LL22 LL36 LL41 LL43 MM04 MM06

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータの１駆動当たりの消費電流値
   を基に得られる制御情報に基づき前記電動モータを制御
   する記録装置のモータ制御方法であって、 前記電動モータは、移動体を加減速域と定速域とが設定
   された速度設定で１駆動移動させるように速度制御さ
   れ、 前記電動モータの１駆動当たりの消費電流値を、前記移
   動体を移動させるときに該電動モータにかかる負荷に依
   存する負荷電流値と、前記移動体を加減速させるときの
   イナーシャ分に相当する固定電流値とに分け、 予め求めた前記固定電流値をメモリに記憶しておき、 前記定速域の電流を実測して電流実測値を得る段階と、 前記定速域の電流実測値に基づき決まる負荷電流値と、
   前記メモリに記憶されたイナーシャ電流値とを用いて１
   駆動当たりの消費電流値を求める段階とを備えたことを
   特徴とする記録装置におけるモータ制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の記録装置におけるモー
   タ制御方法において、 前記取得した前記電動モータの１駆動当たりの消費電流
   値と駆動時間とに基づき１駆動当たりの発熱量を求める
   段階と、 前記発熱量を積算して前記電動モータの発熱温度を推定
   する段階と、 前記発熱温度が所定の閾値を超えると、前記電動モータ
   を駆動の合間に休止させるように制御する段階とを備え
   たことを特徴とする記録装置におけるモータ制御方法。
3. 【請求項３】 電動モータの１駆動当たりの消費電流値
   を取得する記録装置における電流値取得装置において、 加減速域と定速域とが設定された１駆動の速度設定で速
   度制御される電動モータと、 前記電動モータの１駆動当たりの消費電流値を、前記電
   動モータにかかる負荷に依存する負荷電流値と、前記負
   荷にほぼ依存しない固定電流値とに分け、予め求めた前
   記固定電流値を記憶するメモリと、 前記定速域の電流を実測して電流実測値を得る電流実測
   手段と、 前記定速域の電流実測値に基づいて決まる負荷電流値
   と、前記メモリに記憶された固定電流値とを用いて１駆
   動当たりの消費電流値を演算する演算手段とを備えたこ
   とを特徴とする記録装置における電流値取得装置。
4. 【請求項４】 電動モータの１駆動当たりの消費電流値
   を取得する記録装置における電流値取得装置において、 加減速域と定速域とが設定された１駆動の速度設定で速
   度制御される電動モータと、 前記電動モータの１駆動当たりの消費電流値を、前記電
   動モータにかかる負荷に依存する負荷電流値と、前記電
   動モータを加減速させるときのイナーシャ分に相当する
   ほぼ質量依存の固定電流値とに分け、予め求めた前記固
   定電流値を記憶するメモリと、 前記定速域の電流を実測して電流実測値を得る電流実測
   手段と、 前記定速域の電流実測値に基づいて決まる負荷電流値
   と、前記メモリに記憶された固定電流値とを用いて１駆
   動当たりの消費電流値を演算する演算手段とを備えたこ
   とを特徴とする記録装置における電流値取得装置。
5. 【請求項５】 電動モータの１駆動当たりの消費電流値
   を、該電動モータの制御に使うために取得する記録装置
   における電流値取得装置において、 前記電動モータは、前記移動体を加減速域と定速域とが
   設定された速度設定で１駆動移動させるように速度制御
   され、 前記電動モータの１駆動当たりの消費電流値を、前記移
   動体を移動させるときに該電動モータにかかる負荷に依
   存する負荷電流値と、前記移動体を加減速させるときの
   イナーシャ分に相当するほぼ質量依存の固定電流値とに
   分け、予め求めた前記固定電流値を記憶するメモリと、 前記定速域の電流を実測して電流実測値を得る電流実測
   手段と、 前記定速域の電流実測値に基づき決まる負荷電流値と、
   前記メモリに記憶された固定電流値とを用いて１駆動当
   たりの消費電流値を演算する演算手段とを備えたことを
   特徴とする記録装置における電流値取得装置。
6. 【請求項６】 請求項３〜５のいずれか一項に記載の記
   録装置における電流値取得装置において、 前記１駆動当たりの消費電流値は、１駆動当たりの実効
   電流値であることを特徴とする記録装置における電流値
   取得装置。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか一項に記載の記
   録装置における電流値取得装置において、 前記メモリには、前記電動モータの駆動速度と駆動量に
   応じた個々の値を持つ複数の前記固定電流値のデータが
   記憶されていることを特徴とする記録装置における電流
   値取得装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の記録装置における電流
   値取得装置において、 記録装置の電源投入時に、前記電動モータを少なくとも
   １駆動で初期駆動させる初期制御手段と、 前記初期駆動時に前記電動モータが少なくとも１駆動し
   たときの定速域での電流値を実測する前記電流実測手段
   と、 前記メモリに記憶された前記固定電流値のデータと前記
   実測電流値とを用いて、前記電動モータの駆動速度と駆
   動量に応じた複数の消費電流値のデータを算出してメモ
   リに記憶するデータ準備手段とを備えたことを特徴とす
   る記録装置における電流値取得装置。
9. 【請求項９】 請求項３〜８のいずれか一項に記載の電
   流値取得装置を備え、 前記演算手段により求められた１駆動当たりの前記電動
   モータの前記消費電流値と駆動時間とに基づき１駆動当
   たりの発熱量を求める発熱量取得手段と、 前記１駆動当たりの発熱量を積算して前記電動モータの
   発熱温度を推定する温度推定手段とを備えたことを特徴
   とする記録装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の記録装置において、 前記発熱温度が所定の閾値を超えたら、発熱異常と判定
    する判定手段を備えたことを特徴とする記録装置。
11. 【請求項１１】 請求項９に記載の記録装置において、 前記発熱温度が所定の閾値を超えると、前記電動モータ
    を駆動の合間に休止させるように制御する休止制御手段
    を備えたことを特徴とする記録装置。
12. 【請求項１２】 記録ヘッドを有するキャリッジが主走
    査方向に往復移動することにより前記記録ヘッドによる
    記録媒体への記録が行われるシリアル式の記録装置にお
    いて、 前記キャリッジを主走査方向に往復移動させるために駆
    動される電動モータと、 前記キャリッジを加減速域と定速域とが設定された速度
    設定で駆動させるように前記電動モータを制御する制御
    手段と、 前記キャリッジが１駆動するときの前記電動モータの実
    効電流値を、前記キャリッジを移動させるときに該電動
    モータにかかる負荷に依存する負荷電流値と、キャリッ
    ジ質量にほぼ依存するイナーシャ電流値とに分け、予め
    求められた前記イナーシャ電流値を記憶するメモリと、 前記定速域の電流を実測して電流実測値を得る電流実測
    手段と、 前記定速域の電流実測値に基づき決まる負荷電流値と、
    前記メモリに記憶されたイナーシャ電流値とを用いて実
    効電流値を演算する演算手段と、 前記演算手段により求められた１駆動当たりの前記実効
    電流値と駆動時間とに基づき１駆動当たりの発熱量を演
    算するとともに、該発熱量を逐次積算して前記電動モー
    タの発熱温度を推定する温度推定手段と、 前記発熱温度が所定の閾値を超えると、前記キャリッジ
    の反転時に休止を設けるように前記電動モータを制御す
    る休止制御手段とを備えたことを特徴とする記録装置。
13. 【請求項１３】 記録ヘッドを有するキャリッジが主走
    査方向に往復移動することにより前記記録ヘッドによる
    記録媒体への記録が行われるシリアル式の記録装置にお
    いて、 前記キャリッジを主走査方向に往復移動させるために駆
    動される電動モータと、 前記キャリッジを加減速域と定速域とが設定された速度
    設定で１駆動させるように前記電動モータを制御する制
    御手段と、 前記キャリッジが１駆動するときの前記電動モータの実
    効電流値を、前記キャリッジを移動させるときに前記電
    動モータにかかる負荷に依存する負荷電流値と、キャリ
    ッジ質量にほぼ依存するイナーシャ電流値とに分け、予
    め求められた前記イナーシャ電流値を記憶するメモリ
    と、 前記定速域の電流を実測して電流実測値を得る電流実測
    手段と、 前記定速域の電流実測値に基づき決まる負荷電流値と、
    前記メモリに記憶されたイナーシャ電流値とを用いて実
    効電流値を演算する演算手段と、 前記演算手段により求められた１駆動当たりの前記実効
    電流値と駆動時間とに基づき前記電動モータの発熱温度
    を推定する温度推定手段とを備えたことを特徴とする記
    録装置。
14. 【請求項１４】 請求項９〜１３のいずれか一項に記載
    の記録装置において、 前記温度推定手段は、前記発熱量を時間経過による自然
    放熱を考慮した補正演算を伴って逐次積算して熱量の積
    算値を求め、該積算値に基づき前記電動モータの発熱温
    度を推定することを特徴とする記録装置。
15. 【請求項１５】 請求項９〜請求項１４のいずれか一項
    に記載の記録装置において、 電源切断時に直前の前記発熱温度を記憶する第２のメモ
    リを備え、 電源投入時に前記第２のメモリに記憶された前記発熱温
    度を読み出して初期値として使用することを特徴とする
    記録装置。