JP2009056669A

JP2009056669A - ヘッド駆動回路の温度検出装置、画像形成装置及びヘッド駆動回路の温度検出方法

Info

Publication number: JP2009056669A
Application number: JP2007225311A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Mizoguchi; 喜智溝口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2009-03-19

Abstract

【課題】記録ヘッドを駆動するヘッド駆動回路の温度を、温度センサを用いなくても検出
できるヘッド駆動回路の温度検出装置、画像形成装置及びヘッド駆動回路の温度検出方法
を提供する。
【解決手段】プリンタ１１のヘッドシーケンス部３２に設けられたヘッド温度演算部５５
は、一ドット当たりの電流値と、ドットカウンタ５２が計数したドット数とに基づき台形
波生成回路６１の温度を演算する。詳しくは、熱量加算処理部６７は、一ドット当たりの
電流値とドット数とに基づき算出した発熱量を、初期値設定部６５が設定した電源投入時
の初期温度に逐次加算し、一方、熱量減算処理部６８は、タイマ４１が計時する単位時間
経過毎の放熱量を逐次減算する。ドット電流量補正部６６は、波形補正処理部５３が補正
した台形波の消費電流を、基本となる台形波の基本消費電流を補正することで取得する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ等の画像形成装置に設けられた記録ヘッドを駆動するためのヘッド
駆動回路の温度検出装置、画像形成装置及びヘッド駆動回路の温度検出方法に関する。

従来、この種の画像形成装置としてのプリンタ（記録装置）には、記録媒体（例えば用
紙）に印刷を施す記録ヘッドが設けられ、印刷データに基づく画像が記録ヘッドにより用
紙上に印刷されるようになっている。例えばインクジェットプリンタでは、記録ヘッドは
その駆動方式に応じた駆動素子がノズル毎に内蔵されており、駆動素子に駆動電圧を印加
して駆動させることでノズルからインク滴を噴射している。駆動素子としては、圧電方式
ではピエゾ素子、静電駆動方式では静電素子、サーマル方式ではヒータなどが用いられて
いる。

例えば、多数の印刷ジョブを連続して処理する場合には、ヘッド駆動回路の発熱量が放
熱量よりも多くなってヘッド駆動回路が過熱状態に陥ることがある。特にヘッド駆動回路
は、駆動素子に印加する台形波の駆動電圧を生成する台形波生成回路が内蔵されており、
この台形波生成回路が過熱しやすい。従来、記録ヘッドの過熱を防止する手段として、例
えば特許文献１には、サーミスタ等の温度センサを設け、温度センサの検出温度が閾値を
超えると、記録ヘッドによる記録速度を遅くするプリンタが開示されている。

また、記録ヘッドを搭載するキャリッジを駆動させる電動モータの発熱を検出する記録
装置が例えば特許文献２に開示されており、この文献では、温度センサを用いることなく
、電動モータの消費電力に基づき算出した発熱量と経過時間に基づき算出した放熱量と用
いて、モータ温度を推定する構成となっていた。
特開平７―１７８９３５号公報特開２００３−７９１８６号公報

ところが、特許文献１に記載のプリンタでは、記録ヘッドやヘッド駆動回路の過熱を防
止できるが、温度センサが必要であり、プリンタの製造コストの上昇を招くという問題が
あった。特にインクジェットプリンタでは、記録ヘッドのノズル内のインクの粘度が環境
温度により変化するため、環境温度に応じた適切な制御を選択するために環境温度センサ
が設けられているものがある。このため、記録ヘッドやヘッド駆動回路の過熱防止目的の
温度センサの追加は、部品点数の増加を招きプリンタの製造コストを引き上げるという問
題を招く。

また、特許文献２に記載された電動モータの温度を消費電力から演算で推定する方法を
、ヘッド駆動回路の温度検出に適用することが考えられる。しかし、記録ヘッドの場合、
例えば１００〜１０００個程度の多数個のノズル毎に駆動素子が設けられ、駆動素子１個
ごとに消費電流や発熱量等を計算して求めることは、ＣＰＵにかかる演算負荷が非常に大
きくなり、ＣＰＵが行う他の制御の遅延等の悪影響も心配される。そのため、温度センサ
を用いなくとも、ヘッド駆動回路の温度を効率良く検出できる方法が望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録ヘッドを駆
動するヘッド駆動回路の温度を、温度センサを用いなくても検出できるヘッド駆動回路の
温度検出装置、画像形成装置及びヘッド駆動回路の温度検出方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ヘッド駆動回路の温度検出装置であって、ドッ
トの記録が可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドにドットの記録が可能な駆動波形で駆動
電力を供給するヘッド駆動回路と、前記記録ヘッドが記録したドット数を計数するドット
カウンタと、前記駆動波形に基づく一ドット当たりの消費電力と前記ドット数とに基づき
前記ヘッド駆動回路の温度を演算する演算手段とを備えたことを要旨とする。なお、「駆
動電力」とは、駆動電圧、駆動電流を含む概念であり、「消費電力」とは、消費電流、消
費電圧を含む概念である。

この発明によれば、ヘッド駆動回路から記録ヘッドへ供給される駆動波形に基づく一ド
ット当たりの消費電力と、ドットカウンタにより計数された記録ヘッドが記録したドット
数とに基づき、演算手段により記録ヘッドの温度が演算される。従って、ヘッド駆動回路
の温度を検出するための温度センサがなくても、ヘッド駆動回路の温度を推定できる。

以下、本発明をプリンタに具体化した一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
図２に示すように、画像形成装置としてのプリンタ１１は、インクジェット式プリンタ
であって、平面視矩形状をなす本体ケース１２を備えている。この本体ケース１２内には
、ガイド軸１３に案内されて主走査方向Ｘに往復動可能なキャリッジ１４が設けられてい
る。このキャリッジ１４は、キャリッジモータ（以下、ＣＲモータ１５という）が駆動さ
れることにより回転駆動される無端状のタイミングベルト１６に固定されている。

キャリッジ１４の下部に記録ヘッド１７が設けられていると共に、その上部には記録ヘ
ッド１７へインクを供給するインクカートリッジ１８が装填されている。記録ヘッド１７
はそのノズル形成面に形成された多数個のノズル一個毎に吐出駆動素子７７（図３、図４
に示す）を内蔵し、各吐出駆動素子７７が駆動されることでノズルから記録媒体としての
用紙１９に向かってインク滴が噴射（吐出）される。なお、インク吐出駆動方式は、吐出
駆動素子として圧電素子（ピエゾ素子）を用いてインク滴を噴射する圧電方式、静電駆動
素子を用いてインク滴を噴射する静電方式、さらにはヒーターで加熱してノズル内のイン
ク中に気泡を発生させてインク滴を噴射するサーマル方式でもよい。

キャリッジ１４の下方には、記録ヘッド１７と用紙１９との間隔（ギャップ）を規定す
るプラテン２０が配置されている。キャリッジ１４は印字を行わない休止時に図２におけ
る右端位置に設定されたホームポジション（待機位置）に配置され、ホームポジションに
配置されたキャリッジ１４の直下には、記録ヘッド１７のクリーニング等を行うメンテナ
ンス装置２１が配設されている。例えばプリンタ１１が待機状態にあるとき、キャリッジ
１４はホームポジションに配置された状態で、メンテナンス装置２１から上昇したキャッ
プ２１Ａによりキャッピングされ、ノズル内のインクの増粘を防止している。

本体ケース１２の背面下部一端側位置（図２における右端位置）には、紙送りモータ（
以下、ＰＦモータ２２という）が配設されている。用紙１９は、ＰＦモータ２２により駆
動される複数対の搬送ローラ（図示せず）によって、搬送方向（副走査方向Ｙ）へ搬送さ
れる。そして、キャリッジ１４が記録ヘッド１７からインク滴を噴射させながら主走査方
向Ｘに一回（１パス）移動する印字動作（記録動作）と、用紙１９を次の印字位置まで所
定ピッチだけ副走査方向Ｙへ搬送する搬送動作（紙送り動作）とが交互に行われることで
、用紙１９に印刷が施される。また、本体ケース１２内には、ガイド軸１３に沿ってリニ
アエンコーダ２４が設けられている。リニアエンコーダ２４は、キャリッジ１４の移動距
離に比例する数のパルスを出力し、プリンタ１１ではその出力パルスを検出して把握され
るキャリッジ１４の移動位置、移動速度及び移動方向に基づいて、キャリッジ１４の速度
制御及び位置制御が行われる。なお、本実施形態では、搬送ローラ及びＰＦモータ２２等
から構成されて用紙１９を副走査方向Ｙへ移動させる機構により、搬送手段が構成されて
いる。

次に、本実施形態のプリンタ１１の電気的構成を図１に基づき説明する。
図１に示すように、プリンタ１１は、プリンタ全体を統括制御する主制御部３１と、主
制御部３１からの要求に基づき動作するヘッドシーケンス部３２、ＣＲ用制御部３３及び
ＰＦ用制御部３４を備えている。ヘッドシーケンス部３２は、主制御部３１からの要求に
基づきヘッドドライバを３６介して記録ヘッド１７を駆動制御する。また、ＣＲ用制御部
３３は、主制御部３１からの要求に基づきモータドライバ３７を介してＣＲモータ１５を
駆動制御する。ＰＦ用制御部３４は、主制御部３１からの要求に基づきモータドライバ３
８を介してＰＦモータ２２を駆動制御する。主制御部３１、ヘッドシーケンス部３２、Ｃ
Ｒ用制御部３３及びＰＦ用制御部３４は、例えばＣＰＵ及びＡＳＩＣ（Application Spec
ific Integrated Circuit）等により構成される。例えば主制御部３１、ＣＲ用制御部３
３及びＰＦ用制御部３４は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵにより構成
される。もちろん、各部は、ハードウェア及びソフトウェアのうち少なくとも一方により
機能が実現されていれば足りる。

プリンタ１１はインターフェイス３９を備え、主制御部３１及びヘッドシーケンス部３
２は、ホスト装置２５からの印刷データをインターフェイス３９を介して受信する。ホス
ト装置２５は、例えばパーソナルコンピュータやコンピュータ機能内蔵のモバイル機器等
からなる。

ホスト装置２５はプリンタドライバ２６を有している。ユーザは、ホスト装置２５のモ
ニタ２７に表示された印刷条件設定画面を見ながら入力装置２８を操作して印刷条件を入
力設定する。その入力設定された印刷条件に応じて印刷モード等が決定され、印刷条件に
応じた解像度変換や色変換等の画像処理が施されて生成された印刷画像データとコマンド
とを含む印刷データがプリンタドライバ２６からインターフェイス３９を通じて主制御部
３１及びヘッドシーケンス部３２に送信される。

主制御部３１は、印刷データ中のコマンドを解釈し、コマンドの指示に従ってヘッドシ
ーケンス部３２、ＣＲ用制御部３３及びＰＦ用制御部３４にそれぞれが行うべき処理を要
求（指令）する。主制御部３１は、各部への動作要求を指示する動作要求部４０と、タイ
マ４１とを備えている。また、プリンタ１１は電源スイッチ４２及び環境温度センサ４３
を備える。主制御部３１は電源スイッチ４２からの投入信号／遮断信号に基づき電源回路
（図示せず）に対してプリンタ１１の電源の投入／遮断のための処理を実行する。なお、
電源回路は、交流電源（例えば１００Ｖ）から入力した交流電圧を所定の直流電圧に変換
し、各ドライバ３６，３７，３８や主制御部３１及びヘッドシーケンス部３２に、それぞ
れに対応する電圧値の直流電圧を個別に供給する。

また、ヘッドシーケンス部３２は環境温度センサ４３からの信号を入力するようになっ
ている。ここで、環境温度センサ４３は、プリンタ１１の使用環境温度を検出するもので
、本体ケース１２内の発熱し易い電子部品（モータ、ドライバ、電子回路等）から熱の影
響を受けない程度に遠ざけた位置に配設されている。本実施形態では、インクの粘度が環
境温度によって変化することを考慮し、環境温度に応じて吐出駆動素子７７（図４参照）
に印加すべき電圧波形を補正することで、常に適切なインク噴射性能が得られるようにし
ている。

次に、ヘッドシーケンス部３２の構成を説明する。ヘッドシーケンス部３２は、記録ヘ
ッド１７を駆動制御する機能、インク残量を演算する機能の他、ヘッドドライバ３６（ヘ
ッド駆動回路）の温度（ヘッド温度）を、温度センサを用いずに、その消費電力から算出
する機能を有している。

ヘッドシーケンス部３２は、ヘッド用制御部５１、ドットカウンタ５２、波形補正処理
部５３、ヘッド温度判定処理部５４、演算手段としてのヘッド温度演算部５５、インク残
量演算部５６及びヘッド用メモリ５７を備えている。

印刷データは、インターフェイス３９を介して図示しないバッファに一時記憶された後
、ヘッド用制御部５１に送られる。ヘッド用制御部５１は、印刷データをコマンドと印刷
画像データ（例えばＣＭＹＫ表色系画像データ）とに分け、印刷画像データをヘッド用メ
モリ（以下、単にメモリ５７と称す）の所定記憶領域上に画像展開し、記録ヘッド１７が
一走査で印刷を行う１パス分のデータ量ずつ読み出してヘッドドライバ３６を介して記録
ヘッド１７へ出力する。本実施形態の印刷データは４階調画像データからなり、インク滴
のドットサイズを大中小の３種類のドットサイズで打ち分けることが可能となっている。

これらの４階調画像データはヘッド用制御部５１からドットカウンタ５２へも送られる
。ドットカウンタ５２は、大中小のドットサイズ別にカウンタを備え、各カウンタがドッ
トサイズ別にドット数を計数する。また、本実施形態では、記録ヘッド１７へ送られた４
階調画像データは、大中小のドットサイズを打ち分ける噴射波を生み出すための後述する
大中小の三種類のドットサイズに対応する三つの電圧駆動波形COM1，COM2，COM3（図５に
示す）のうち１つを選択するセレクタ信号として用いられる。

ヘッドドライバ３６には、上記三つの電圧駆動波形COM1，COM2，COM3（図５に示す）を
生成する台形波生成回路６１が内蔵されている。三つの電圧駆動波形COM1，COM2，COM3は
、台形波生成回路６１で生成されて記録ヘッド１７へ出力される。

また、三つの電圧駆動波形COM1，COM2，COM3は、印刷モードに応じた吐出波形のものが
選択される。図５（ａ）に示す電圧駆動波形がデフォルトとしてメモリ５７に記憶された
基本波形であって、波形補正処理部５３は、印刷データ中のコマンドから把握される印刷
モードに応じた基本波形（図５（ａ））を生成可能な波形指示データＣＳを不図示のテー
ブルを参照して取得する。波形指示データは、例えば電圧高さＶ、その電圧の保持時間ｔ
、電圧を変化させる際の傾きθなどの波形パラメータを含む。

ところで、記録ヘッド１７は同じ電圧駆動波形COM1，COM2，COM3が吐出駆動素子７７（
図４）に印加されても、記録ヘッド１７の個体差によってインク吐出性能が異なる。その
ため、プリンタ１１の出荷時に行われる出荷テストで適正なインク滴を噴射できるように
、基本電圧駆動波形（以下、単に基本波形COM1，COM2，COM3と称す）を補正する際に参照
する駆動波形補正テーブルＷＴ１（図６（ａ））がメモリ５７に例えばコード情報（例え
ばＱＲコード）で書き込まれている。

また、環境温度によってノズル内のインクの粘度は変化する。インクの粘度が変化する
と、同じ電圧駆動波形COM1，COM2，COM3が印加された場合であっても、インク吐出性能に
違いが生じる。すなわち、環境温度Ｔenvが低くインク粘度が高くなっている場合は、イ
ンク吐出抵抗が大きくなり、一方、環境温度Ｔenvが高くインク粘度が低くなっている場
合は、インク吐出抵抗が小さくなる。このため、環境温度Ｔenvが高い場合は、噴射力を
弱める方向へ基本波形COM1，COM2，COM3を補正し、一方、環境温度Ｔenvが低い場合は、
噴射力を強める方向へ基本波形COM1，COM2，COM3を補正することにより、出力すべき電圧
駆動波形COM1，COM2，COM3を得る。メモリ５７には、環境温度センサ４３から入力した環
境温度Ｔenvに基づき基本波形を補正するための補正値を取得するための駆動波形補正テ
ーブルＷＴ２（図６（ｂ））が書き込まれている。

波形補正処理部５３は、印刷モードに応じた基本波形COM1，COM2，COM3を取得すると、
駆動波形補正テーブルＷＴ１，ＷＴ２を参照して、記録ヘッド１７の個体差および環境温
度Ｔenvを反映させるための各補正値をそれぞれ取得し、各補正値を反映させた台形波を
特定しうる波形指示データＣＳを台形波生成回路６１に出力する。波形指示データＣＳは
、電圧高さＶ、保持時間ｔ、傾きθなどの波形パラメータ（図５（ａ）参照）を含むデジ
タル信号からなる。

台形波生成回路６１は、波形補正処理部５３から入力した波形指示データＣＳに基づく
台形波の電圧駆動波形COM1，COM2，COM3を生成する。ヘッド用制御部５１からは印刷画像
データ（ビットマップデータ）が１パス分ずつヘッドドライバ３６を介して記録ヘッド１
７へ送られ、ノズルと同数の吐出駆動素子７７のうちビットマップデータに基づき駆動さ
れた吐出駆動素子７７の数に応じた電流が台形波生成回路６１を流れるようになっている
。

ヘッド温度演算部５５は、吐出駆動素子７７が駆動された際に台形波生成回路６１を流
れる電圧駆動波形COM1，COM2，COM3の消費電流（つまり消費電力）に基づきヘッドドライ
バ３６の温度を推定する。すなわち、電源投入時の温度初期値に対して、記録ヘッド１７
が駆動された際に台形波生成回路６１を流れる消費電流に基づき発熱量を単位駆動（本例
では１パス）毎に演算して逐次積算するとともに、その積算値から単位時間経過毎の放熱
量を減算してヘッドドライバ３６の温度（以下、ヘッド温度と呼ぶこともある）を演算す
る。ヘッド温度演算部５５は、温度初期値を設定する初期値設定部６５と、基本波形に基
づく一ドット当たりの電流量（基本電流量）を波形補正処理部５３による波形補正内容に
合わせて補正する補正手段としてのドット電流量補正部６６とを備える。さらに、ヘッド
温度演算部５５は、温度初期値に対し単位駆動毎の発熱量を積算（加算）する熱量加算処
理部６７と、単位時間経過毎の放熱量を積算値から減算する熱量減算処理部６８とを備え
ている。動作要求部４０は１パス分の印刷動作を指示する際にヘッドシーケンス部３２に
対して印刷要求を出力する。熱量加算処理部６７は印刷要求を受け付けたヘッドシーケン
ス部３２が、１パス分の印刷動作を終える度に、その１パス分の発熱量を演算してそれま
での積算値（ヘッド温度）に加算する。一方、熱量減算処理部６８は、タイマ４１が単位
時間を計時する度に動作要求部４０から出力される一定時間経過要求を受け付けると、そ
の一定時間経過による放熱量をそれまでの積算値（ヘッド温度）から減算する熱量減算処
理を行う。こうして、ヘッド温度演算部５５により、ヘッドドライバ３６（台形波生成回
路６１）の現時点における温度（ヘッド温度）が求められる。

ヘッド温度判定処理部５４は、ヘッドドライバ３６が過熱状態にあるかどうかヘッド温
度を判定する。ヘッド温度が閾値を超えたと判定された場合、ヘッド用制御部５１は、ヘ
ッド温度が該閾値より低温側に設定された解除閾値未満の値になるまで印刷動作速度を遅
延させるように記録ヘッド１７を制御する。この際、主制御部３１からの要求に従って、
ＣＲ用制御部３３及びＰＦ用制御部３４も、印刷動作速度の遅延に合わせた駆動速度でＣ
Ｒモータ１５及びＰＦモータ２２を駆動制御する。

インク残量演算部５６は、ドットカウンタ５２の計数値に基づいてインク消費量を求め
、インクカートリッジ１８のインク初期充填量からインク消費量を減算することで、イン
ク残量を算出する。本実施形態では、インク残量を求めるために設けられたドットカウン
タ５２の計数値を利用して、台形波生成回路６１の発熱量の演算を行っている。

また、インク噴射用の電圧波形の他、インク噴射期間の合間には、インクを噴射させな
い程度の振幅の小さな電圧を吐出駆動素子７７に与え、ノズル内のインクメニスカスを微
振動させる印字外微振動という処理が行われる。この印字外微振動は全ノズルに所定時間
だけ与えられるので、消費電流は一定であり、発熱量は一定値（固定値）となる。この印
字外微振動の一定の発熱量は予備実験を行って得た値がメモリ５７に微振動固定値として
書き込まれている。ヘッド温度演算部５５は、１パス終了時点における熱量加算処理時に
、この微振動固定値をメモリ５７から読み出して蓄熱量Ｑに加算する。

図３は、記録ヘッド駆動系の回路構成を示すブロック図である。
記録ヘッド駆動系の回路は、ＡＳＩＣ７１と、台形波生成回路６１と記録ヘッド１７と
を備える。本例では、ＡＳＩＣ７１内には図１におけるヘッドシーケンス部３２が回路と
して内蔵されている。ＡＳＩＣ７１は台形波生成回路６１内におけるＤＡＣ（デジタル・
アナログ・コンバータ）とＡＭＰ（増幅回路）とを含む回路７２に接続されるとともに、
ノズル数と同数本設けられた制御線CLを介して記録ヘッド１７内のノズルセレクタ７３と
接続されている。ＡＳＩＣ７１内の波形補正処理部５３（図１を参照）は、台形波を規定
するデジタル信号からなる波形指示データＣＳを回路７２内のＤＡＣに出力する。ＤＡＣ
で変換されたアナログ信号は、ＡＭＰで例えば４０Ｖに増幅されて二個のトランジスタ７
４，７５のベースに入力される。回路７２から延びるとともにノズルセレクタ７３に接続
されているCOM線には、トランジスタ７４，７５のオン・オフに応じた台形波の電圧が印
加される。記録ヘッド１７の１パス分の印刷画像データ（制御信号）が、制御線CLを介し
てパラレルでノズルセレクタ７３に送信される。ノズルセレクタ７３にはノズル毎の吐出
駆動素子７７が接続されている。なお、COM線及び制御線ＣＬはフレキシブル・フラット
・ケーブル（ＦＦＣ）により構成されている。

図５は、台形波の電圧駆動波形を示し、図５（ａ）は基本波形、図５（ｂ）は基本波形
を補正した後の電圧駆動波形を示す。例えば不揮発性メモリからなるメモリ５７には、図
５（ａ）の基本波形を規定するデータがデフォルトとして記憶されている。基本波形は、
大・中・小のドットサイズの各々に対応する３つの台形波パルスCOM1，COM2，COM3からな
る。波形補正処理部５３は、印刷モードに応じて取得した図５（ａ）に示す基本波形に対
して、ヘッド個体差に起因する補正と、環境温度に起因する補正とを施し、補正後の３つ
の台形波パルスCOM1，COM2，COM3からなる電圧駆動波形を台形波生成回路６１へ出力する
。

台形波の波形形状は、前述のように、電圧高さＶ、傾きθ，保持時間ｔの３つのパラメ
ータより規定され、各台形波の３つのパラメータＶ，θ，ｔに基づき各台形波の波形形状
が決まるようになっている。基本波形の各台形波毎にパラメータＶ，θ，ｔは設定されて
いる。

図６はヘッド個体差に起因する駆動波形補正テーブルＷＴ１を示す。メモリ５７に記憶
されている駆動波形補正テーブルＷＴ１は、プリンタ１１（記録ヘッド１７）に固有の値
であり、プリンタ１１の出荷検査で把握された補正値である。この例では、ヘッドＩＤ「
xxxxx」の記録ヘッド１７の個体差に起因するパラメータ補正値ΔＶo，Δθo，Δｔoが設
定されている。例えば基本波形のうちパラメータ（Ｖ，θ，ｔ）で規定される一つの台形
波が、（Ｖ＋ΔＶo，θ＋Δθo，ｔ＋Δｔo）に補正される。

また、図６（ｂ）は環境温度に起因する駆動波形補正テーブルＷＴ２を示す。環境温度
センサ４３により検出された環境温度Ｔenv(n)に基づき駆動波形補正テーブルＷＴ２を参
照してパラメータ補正値（ΔＶn，Δθn，Δｔn）を取得し、基本波形のうち波形パラメ
ータ（Ｖ，θ，ｔ）で規定される一つの台形波形が、（Ｖ＋ΔＶn，θ＋Δθn，ｔ＋Δｔ
n）に補正される。実際の演算は一度に行われ、波形パラメータ（Ｖ，θ，ｔ）は、（Ｖ
＋ΔＶo＋ΔＶn，θ＋Δθo＋Δθn，ｔ＋Δｔo＋Δｔn）のように補正される。

図４は、ノズルセレクタの構成を示す。なお、図４に示す記録ヘッド１７のノズル形成
面１７Ａにはインク色と同数のノズル列が形成されているが、図４ではそのうち１色分の
１列のみ示している。ノズル列は、千鳥配置されたノズル７８の一群により構成されてい
る。

図４に示すように、ノズルセレクタ７３は、シフトレジスタ８１、ラッチ回路８２、レ
ベルシフタ８３、スイッチ素子８４を、吐出駆動素子７７ごとに備えている。台形波生成
回路６１からインク噴射タイミングに同期して出力された三つの電圧駆動波形COM1，COM2
，COM3からなる噴射駆動信号ＤＳは、ノズルセレクタ７３に出力される。

各シフトレジスタ８１には、発振回路（図示せず）からのクロック信号ＣＫに同期した
ドットデータＳＩ（例えば３ビットの階調値データ「０００」「００１」「０１０」「１
００」のうちいずれか）がそれぞれ入力される。各シフトレジスタ８１はドットデータの
うち、まず上位ビットのデータを順次セットする。

ラッチ回路８２は、上位ビットのデータが各シフトレジスタ８１にセットされると、所
定のタイミングで入力されるラッチ信号ＬＡＴに基づきシフトレジスタ８１にセットされ
たデータをラッチする。

レベルシフタ８３は、前記データが「１」である場合に、ラッチされたデータを所定の
電圧値（例えば数十ボルト）まで昇圧し、この昇圧したデータによってスイッチ素子８４
が接続状態となる。一方、データが「０」である場合、各レベルシフタ８３はデータの昇
圧を実行せず、スイッチ素子８４が非接続状態となる。

スイッチ素子８４は、台形波生成回路６１から図４に示す噴射駆動信号ＤＳを入力して
いる。上位ビット「１」に基づきスイッチ素子８４が接続状態となるタイミングで、噴射
駆動信号ＤＳのうち第１パルスCOM1が各スイッチ素子８４に印加される。そして、上位ビ
ットのデータが出力されると、次にドットデータが中位ビットのデータにシフトされ、中
位ビット「１」に基づきスイッチ素子８４が接続状態となるタイミングで、第２パルスCO
M2が各スイッチ素子８４に印加される。さらに、中位ビットのデータが出力されると、次
にドットデータが下位ビットのデータにシフトされ、下位ビット「１」に基づきスイッチ
素子８４が接続状態となるタイミングで、第３パルスCOM 3が各スイッチ素子８４に印加
される。

すなわち、「００１」のドットデータが出力されたとき、噴射駆動信号ＤＳのうち第１
パルスCOM1だけが吐出駆動素子７７に印加されて小ドットのインクが吐出される。また、
「０１０」のドットデータＳＩが出力されたとき、噴射駆動信号ＤＳのうち第２パルスCO
M2が吐出駆動素子７７に印加されて大ドットのインクが吐出され、「１００」のドットデ
ータが出力されたとき、第３パルスCOM3が吐出駆動素子７７に印加されて中ドットのイン
クが吐出される。このように、噴射駆動信号ＤＳのうちドットデータＳＩの階調値に応じ
て選択された電圧パルスが吐出駆動素子７７に印加されることにより、与えられた電圧パ
ルスに応じた強さで吐出駆動素子７７が吐出駆動され、ノズル７８から階調値に応じたド
ットサイズのインク滴が噴射される。

よって、ドットデータＳＩが「１」となった時のノズルに対応する吐出駆動素子７７に
のみ通電される。このため、台形波生成回路６１のうちトランジスタ７４，７５により構
成されるスイッチ回路７６には、通電された吐出駆動素子７７の数に比例した電流が流れ
ることになり、その消費電流に応じた発熱量で発熱する。

なお、図４における噴射駆動信号ＤＳの電圧波形は、インク滴を大中小に打ち分ける構
成を説明する模式図であり、個々のパルスの電圧波形やインク特性（粘性等）や記録ヘッ
ド１７の吐出特性などに応じて適切なドットサイズにインク滴を打ち分けられるよう適宜
変更してよい。また、インク滴のドットサイズについても大中小の３種類に限定されず、
大小２種類、あるいは４種類以上のドットサイズに打ち分けられるような制御も採用でき
る。さらにノズル開口サイズの異なる複数種のノズル（例えば大小のノズル）を備えた記
録ヘッドを採用し、ノズル開口サイズの異なるノズルを使い分けてインク滴のドットサイ
ズを調整する方式も採用できる。もちろん、１種類のドットサイズのみでインク滴を噴射
する方式も採用できる。

次にヘッド温度の演算について説明する。本実施形態では、ヘッド温度演算部５５は台
形波生成回路６１の消費電流量に基づきヘッドドライバ３６（台形波生成回路６１）の温
度（ヘッド温度）を推定する。

大中小各ドットサイズの台形波一個当たりの消費電流と、大中小各ドットサイズ毎のイ
ンク滴のドット数との積の総和として、１パス当たりの消費電流は求められる。つまり、
小ドットの消費電流Ｉs、中ドットの消費電流Ｉm、大ドットの消費電流Ｉlとし、１パス
当たりの小ドットのドット数Ｄs、中ドットのドット数Ｄm、大ドットのドット数Ｄlとす
ると、１パス当たりの消費電流Ｉ(n)は次式のように示される。
Ｉ(n)＝Ｉs(n)・Ｄs(n)＋Ｉm(n)・Ｄm(n)＋Ｉl(n)・Ｄl(n) …(1)
ここで、「ｎ」は、電源投入時からｎパス目を指し、例えばＩs(n)は、電源投入時からｎ
パス目における小ドット一個当たりの消費電流、Ｄs(n)はｎパス目における小ドットのド
ット数をそれぞれ示す。なお、大中小各ドット一個当たりの消費電流Ｉs(n)，Ｉm(n)，Ｉ
l(n)は、ヘッド個体差特性及び環境温度Ｔenvに応じて波形補正処理部５３が行った波形
補正後の台形波（図５（ｂ）参照）から一義的に決まる値である。

本実施形態では、ドット電流量補正部６６が、予めメモリ５７に記憶した大中小各ドッ
トサイズ毎の基本波形の消費電流に、波形補正内容に応じた補正を施すことで、ドットサ
イズ毎の消費電流Ｉs(n)，Ｉm(n)，Ｉl(n)を求める。図８は、基本波形の消費電流を取得
するためにメモリ５７に記憶された１ドット基本消費電流テーブル（以下、単に基本消費
電流テーブルＢＴという）を示す。この基本消費電流テーブルＢＴには、印刷モード別に
大中小各ドットサイズの基本消費電流（基本駆動電力）が格納されている。ドット電流量
補正部６６は、図８に示す基本消費電流テーブルＢＴを参照して、その時の印刷モードに
対応した大中小各ドットサイズ毎の基本消費電流量（Ａ，Ｂ，Ｃ）又は（Ｄ，Ｅ，Ｆ）等
を取得する。

図７は台形波の消費電流量を示すグラフである。図７（ａ）は印刷モードが「モード１
」のときに基本消費電流テーブルＢＴを参照して得られる大中小各ドットの基本波形の基
本消費電流量「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」を示す。

図７（ａ）に示す電流の基本波形は、図５（ａ）に示す電圧の基本波形に対応するもの
であり、図５（ｂ）に示す波形補正後の台形波に対応する図７（ｂ）に示す台形波の消費
電流量を求める。ここで、台形波生成回路６１（スイッチ回路７６）における抵抗Ｒは一
定とみなせるため、消費電流は電圧に比例し、図５の電圧波形と図７の電流波形は同じ形
状となる。メモリ５７には、基本消費電流量「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」等と、図７（ｂ）に示す
補正後の台形波の消費電流量との差分に相当する差分データが記憶されている。電圧高さ
Ｖの補正量ΔＶに対応する消費電流量の差分ΔＩＶ、時間ｔの補正量Δｔに対応する消費
電流量の差分ΔＩｔ、傾きθの補正量Δθに対応する消費電流量の差分ΔＩθが、ヘッド
個体差と環境温度の各要因毎に記憶されている。なお、本例では、消費電流と時間の積で
ある台形波の面積（積分）を消費電流量として扱う。発熱量Ｑ＝Ｋ・（Ｉ＾2）・Ｒ・ｔ
＝Ｋ・｛（Ｉ・ｔ）＾2｝・Ｒ／ｔで示され、この式中の（Ｉ・ｔ）を求めることになる
。ここで、Ｋは定数、Ｒは抵抗、ｔは時間（但し、図５の保持時間ｔとは異なる）である
。なお、記号「＾」は累乗を表す演算子である。

詳しくは、メモリ５７には、図９（ａ）に示すヘッド個体差に起因する消費電流補正テ
ーブルＩＴ１と、図９（ｂ）に示す環境温度に起因する消費電流補正テーブルＩＴ２とが
記憶されている。図９（ａ）に示す消費電流補正テーブルＩＴ１には、ヘッドＩＤに関連
付けて、３つの波形パラメータである電圧高さＶ、傾きθ、時間ｔ別に電流補正量ΔＩＶ
o，ΔＩθo，ΔＩｔoが示されている。また、図９（ｂ）に示す消費電流補正テーブルＩ
Ｔ２には、環境温度Ｔenv(ｊ)（ｊ＝１，２，…）毎に、３つの波形パラメータである電
圧高さＶ、傾きθ、時間ｔに対応付けて電流補正量ΔＩＶj，ΔＩθj，ΔＩｔjが示され
ている。

ドット電流量補正部６６は、図８に示す基本消費電流テーブルＢＴを参照して、例えば
印刷モードが「モード１」のときに大中小各ドットサイズ毎の台形波の基本消費電流「Ａ
」「Ｂ」「Ｃ」を取得する。そして、図９（ａ）に示す消費電流補正テーブルＩＴ１を参
照してヘッドＩＤ（つまりヘッド個体差）に応じた電流補正量ΔＩＶo，ΔＩｔo，ΔＩθ
oを取得するとともに、図９（ｂ）に示す消費電流補正テーブルＩＴ２を参照してその時
の環境温度Ｔenv(ｊ)に対応した電流補正量ΔＩＶj，ΔＩｔj，ΔＩθjを取得し、これら
電流補正量を用いて、基本消費電流量「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」を補正する。すなわち、大ドッ
トの台形波一ドット当たりの消費電流Ｉl(n)、中ドットの台形波一ドット当たりの消費電
流Ｉm(n)、及び小ドットの台形波一ドット当たりの消費電流Ｉs(n)は、それぞれ以下のよ
うになる。
Ｉl(n)＝Ａ＋ΔＩＶo＋ΔＩｔo＋ΔＩθo＋ΔＩＶj＋ΔＩｔj＋ΔＩθj
Ｉm(n)＝Ｂ＋ΔＩＶo＋ΔＩｔo＋ΔＩθo＋ΔＩＶj＋ΔＩｔj＋ΔＩθj
Ｉs(n)＝Ｃ＋ΔＩＶo＋ΔＩｔo＋ΔＩθo＋ΔＩＶj＋ΔＩｔj＋ΔＩθj
ここで、電流補正量は、大中小ドット間で異なる値であってもよい。なお、本実施形態で
は、環境温度Ｔenvについての波形補正は電圧高さＶの補正だけを行っており、ΔＩｔjと
ΔＩθjの値を「０」としている。もちろん、ΔＩｔjとΔＩθjに「０」以外の補正値を
設定してもよい。ヘッド個体差については、出荷検査結果に応じて、３つの波形パラメー
タについてΔＩＶo，ΔＩｔo，ΔＩθoを設定している。

このようにドット電流量補正部６６は、基本波形の基本消費電流量との差分を補正量と
して取得し、その補正量を基本消費電流に加減するだけの簡単な計算で済む。例えば補正
後の台形波からその波形の占める全域の面積を計算する面倒な計算処理をしなくてもよい
。

メモリ５７には、電源オン中に使用されるヘッド温度算出用の計算式と、電源オフ後に
使用される放熱系の計算式とが記憶されている。ヘッド温度算出用の計算式において、今
回の蓄熱量Ｑ（ｎ，ｔ）pre（℃）は、前回の蓄熱量Ｑ（ｎ，ｔ）lastを用いて、次式で
与えられる。
Ｑ（ｎ，ｔ）pre＝Ｑ（ｎ，ｔ）last×αh＋Ｈ（ｎ） …(2)
ここで、αhはヘッドドライバ３６（本例では特に台形波生成回路６１）の放熱係数、上
記(2)式中のH（ｎ）は、１パス当たりの発熱量で、式 H（ｎ）＝Ｉ(n)＾2・Ｒ・ｔpass
で表される。ここで、ｔpassは、パス毎にタイマ４１が計時した１パス当たりの所要時間
、Ｒはスイッチ回路７６における抵抗値である。また、放熱係数αhは、単位時間Ｔo経過
前後における蓄熱量の比率（０＜αh＜１）を示す係数であって、本実施形態では台形波
生成回路６１を用いた放熱係数測定実験により求めた値を採用している。放熱係数αhは
、台形波生成回路６１に用いられている冷却フィンやヒートシンク等の放熱構造に依存す
る値をとる。

また、電源オフ後において、蓄熱量Ｑ（ｎ，ｔ）preは、電源遮断時からの経過時間Ｔ
を用いて、以下の放熱系の計算式により与えられる。
Ｑ（ｎ，ｔ）pre＝Ｑ（ｎ，ｔ）last×αh＾（Ｔ／Ｔo） …(3)
ここで、Ｔは、電源遮断時からの経過時間、蓄熱量Ｑ（ｎ，ｔ）lastは、電源遮断時にお
けるヘッド温度である。なお、蓄熱量Ｑ（ｎ，ｔ）preは、ヘッドドライバ３６の温度と
同じ物理量（℃）であり、以後、Ｑ（ｎ，ｔ）preをヘッド温度と呼ぶ場合もある。

初期値設定部６５は、上記(2)式において電源投入時の最初のＱ（ｎ，ｔ）lastを設定
する。電源スイッチ４２がオフ操作されて電源を遮断する際のヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）pr
eをメモリ５７に書き込む一方、電源スイッチ４２がオン操作されて電源を投入する際に
メモリ５７から前回の電源遮断時のヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを読み取る。プリンタ１
１では、電源遮断中においても、タイマ４１による計時が可能となっており、主制御部３
１は、タイマ４１が計時する前回の電源遮断時からの経過時間Ｔが所定値を超える場合は
、環境温度センサ４３の検出値に基づく現在の環境温度Ｔenvを初期値とする。一方、電
源遮断時からの経過時間Ｔが所定値以下の場合は、タイマ４１が計時した電源遮断時間に
応じた時間経過分だけ放熱したものとして、上記(3)式に基づいて計算した現在のヘッド
温度を温度初期値とする。なお、所定値は、ヘッド温度が環境温度程度に十分放熱されう
る所定時間に設定され、例えば２０分〜２時間の範囲内の値が設定されている。

なお、発熱量の算出タイミングは、１パス毎に限らず、例えば記録ヘッド１７が非キャ
ッピング状態になってから次にキャッピング状態になるまでの期間を単位駆動としてもよ
い。

図１０は、動作要求部４０からの要求に応答して実施されるヘッドシーケンス部３２の
処理フローを示す。以下、温度演算処理について図１０に従って説明する。
さて、ユーザが電源スイッチ４２をオン操作して、プリンタ１１の電源がオンされると
、主制御部３１内の動作要求部４０は、ヘッドシーケンス部３２に対して電源ＯＮ要求を
行う（ステップＳ１）。電源ＯＮ要求を受け付けたヘッドシーケンス部３２は、まず初期
値設定処理を行う（ステップＳ１１）。すなわち、初期値設定部６５は、タイマ４１が計
時した前回の電源遮断時からの経過時間が所定値を超えているか否かを判断し、所定値を
超えていなければ、前回の電源遮断時におけるヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）lastをメモリ５７
から読み出すとともに、前記(3)式に示す放熱系の計算式に基づき、ヘッド温度Ｑ（ｎ，
ｔ）lastから経過時間の間の放熱量を減算してヘッド温度の初期値を算出する。一方、経
過時間が所定値を超えている場合は、環境温度センサ４３が検出した環境温度Ｔenvを温
度初期値とする。

次に、動作要求部４０からの印刷要求がなければ、印刷要求を受け付けたときに行うべ
きステップＳ１２〜Ｓ１５を実行しない。そして、動作要求部４０から一定時間経過要求
（Ｓ３）を受け付けると、ステップＳ１６において、熱量減算処理を行う。すなわち、熱
量減算処理部６８が、前記(2)式に示す計算式のうち放熱系の項（Ｑ（ｎ，ｔ）last×αh
）を演算し更新する。

一方、動作要求部４０から印刷要求があると（Ｓ２）、ステップＳ１２において、まず
ヘッド温度判定処理を行う。すなわち、ヘッド温度判定処理部５４は、ヘッド温度Ｑ（ｎ
，ｔ）preが、予め決められた閾値を超えたか否かを判断する。ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）p
reが閾値を超えた場合は、例えばキャリッジ１４が１パスの印刷を終了する度に、その反
転位置で所定休止時間（例えば０．２〜３秒）の休止を入れるヘッド発熱抑制制御を行う
。閾値は例えば複数用意されており、ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preが超えた閾値が高いほ
ど休止時間が長く設定される。また、ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preが閾値より低温側に設
定された所定温度以下に降温すれば、ヘッド発熱抑制制御を中止して通常の印刷動作に復
帰する。なお、ヘッド発熱制限制御は、上記の制御内容の限定されず、例えば印刷時にお
けるＣＲモータ１５の駆動速度Ｖｎを通常時より遅くしてインク噴射間隔を開ける制御で
あってもよい。

ステップＳ１３では、ドット電流量補正処理を行う。すなわち、ドット電流量補正部６
６は、基本消費電流テーブルＢＴ（図８）を参照して、そのときの印刷モードに応じた大
中小各ドットサイズ毎の基本波形の消費電流量を取得する。さらに、ドット電流量補正部
６６は、消費電流補正テーブルＩＴ１（図９（ａ））を参照してヘッド個体差に応じた電
流補正量を取得するとともに、消費電流補正テーブルＩＴ２（図９（ｂ））を参照して、
環境温度センサ４３が検出した現在の環境温度Ｔenvに応じた電流補正量を取得する。そ
して、基本波形の基本消費電流量に電流補正量を加減することで、波形補正後における大
中小各ドットサイズ毎の台形波の消費電流量を求める。つまり、大中小各ドットサイズ毎
に１ドット当たりの消費電流量Ｉl(n)，Ｉm(n)，Ｉs(n)を求める。

ステップＳ１４では、印刷動作を行う。すなわち、波形補正処理部５３が基本波形の波
形補正を行って取得した補正後の台形波を規定する波形指示データＣＳを台形波生成回路
６１へ出力するとともに、ヘッド用制御部５１が印刷画像データに基づくドットデータを
、ヘッドドライバ３６を介して記録ヘッド１７へ出力する。これと並行してＣＲ用制御部
３３がＣＲモータ１５を駆動制御して実施されるキャリッジ１４の主走査方向への移動と
、ＰＦ用制御部３４がＰＦモータ２２を駆動制御して実施される用紙１９の搬送（紙送り
）とが略交互に行われ、キャリッジ１４の主走査方向の移動途中に記録ヘッド１７のノズ
ル７８からインク滴が噴射されることで用紙１９に印刷が施される。

この印刷動作において、ヘッド用制御部５１から出力されたドットデータはドットカウ
ンタ５２へも出力され、ドットカウンタ５２はドットデータに基づいてドットの個数を大
中小各ドットサイズ別に計数する。ヘッド用制御部５１はドットデータを１パス分ずつ出
力するため、ドットカウンタ５２は１パス分ずつドット数を計数する。よって、１パス終
了時点には、ドットカウンタ５２には、直前の１パス分のドット数が計数されている。な
お、ドットカウンタ５２は、次パスの印刷動作開始に先立ってリセットされる。

１パス分の印刷動作が終了する度に、ステップＳ１５において、熱量加算処理が行われ
る。まずドット電流量補正部６６からドットサイズ毎の１ドット当たりの消費電流量Ｉl(
n)，Ｉm(n)，Ｉs(n)を取得するとともに、ドットカウンタ５２からドットサイズ毎の１パ
ス分のドット数Ｄl(n)，Ｄm(n)，Ｄs(n)を取得する。そして、前記(1)式を用いて、Ｉ(n)
＝Ｉs(n)・Ｄs(n)＋Ｉm(n)・Ｄm(n)＋Ｉl(n)・Ｄl(n)により、ｎパス目の１パス分の消費
電流量を求める。１パス分の消費電流量Ｉ(n)が求まると、これを用いて今回の１パスに
おける発熱量Ｈ（ｎ）を求め、この発熱量Ｈ（ｎ）を、前記(2)式において、加算する。
また、インク滴噴射前のタイミングでインク滴を噴射させない程度の微振動用の電圧駆動
波形を吐出駆動素子７７に印加することにより、インクメニスカスに微振動を付与する印
字外微振動が行われる。印字外微振動の発熱量は毎パス一定値をとるため、メモリ５７か
ら読み出した微振動固定値を加算して、ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを求める。なお、微
振動固定値の加算は毎パス行うことに限定されず、複数パス毎あるいは印刷終了時のタイ
ミングで、印刷中に計数したパス数を微振動固定値に乗じた値を加算する構成としてもよ
い。例えばキャッピング状態から解放されたキャリッジ１４が印刷動作を終えて、次にキ
ャッピングされたタイミングで微振動固定値を加算する。

なお、インク滴を噴射させないノズルについては他のノズルがインク滴を噴射している
タイミングで微振動を付与してもよい。この微振動の場合は、ノズル一個当たりの微振動
固定値に、例えば１パス当たりのドット非噴射ノズルの延べ数を乗算した微振動総電流に
基づき算出した発熱量を加算することでヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを求めればよい。

また、動作要求部４０から一定時間経過要求（ステップＳ３）を受け付けると、ステッ
プＳ１６において、熱量減算処理を行う。前記(2)式において、前回の蓄熱量Ｑ（ｎ，ｔ
）lastに放熱係数αhを乗じる演算「Ｑ（ｎ，ｔ）last・αh」（０＜αh＜１）を行う。
この演算は、前回の蓄熱量Ｑ（ｎ，ｔ）lastから放熱量（＝Ｑ（ｎ，ｔ）last・（１−α
h））を減算する演算に相当する。

こうして熱量加算処理と熱量減算処理が行われるタイミングが異なるが、前記(2)式に
基づく計算が行われて、現在のヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）pre（℃）が求められる。
そして、動作要求部４０から電源ＯＦＦ要求（ステップＳ４）を受け付けると、ステッ
プＳ１７において、ヘッド温度保存処理を行う。すなわち、初期値設定部６５は、電源遮
断時（現在）のヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを、メモリ５７の所定記憶領域に保存する。

以上詳述したように本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）記録ヘッド１７を駆動するヘッドドライバ３６（特に台形波生成回路６１）の温
度を、台形波生成回路６１における消費電力（消費電流）に基づき演算したので、温度セ
ンサを用いなくても、ヘッドドライバ３６の温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを推定できる。

（２）特に、一ドット当たりの消費電力（消費電流）と、ドットカウンタ５２が計数し
たドット数とに基づいてヘッドドライバ３６の温度を演算する構成なので、記録ヘッド１
７が各ノズルに対応して多数個の吐出駆動素子７７を内蔵し、毎回の駆動（パス）におい
て駆動される吐出駆動素子７７の個数が変化する構成でも、比較的簡単な演算でヘッド温
度Ｑ（ｎ，ｔ）preを算出できる。

（３）ドットカウンタ５２によりドット数を各ドットサイズ毎に計数し、ドットサイズ
毎のドット数と、電圧駆動波形COM1，COM2，COM3の波形形状により規定される各ドットサ
イズ別の消費電流Ｉs(n)，Ｉm(n)，Ｉl(n)とに基づき、ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを比
較的容易に演算できる。

（４）印刷モードに対応した基本消費電流を基本消費電流テーブルＢＴを参照して取得
し、その取得した基本消費電流に対して差分のデータΔＩＶo，ΔＩθo，ΔＩｔo，ΔＩ
Ｖj，ΔＩθj，ΔＩｔjを加減算することにより消費電流を求める演算方法を採用した。
よって、ヘッド個体差（ヘッドＩＤ）や環境温度Ｔenvなどのパラメータの値に応じた差
分を基本消費電流に対して加減算するだけの簡単な演算内容で消費電流を取得できる。例
えば駆動波形（台形波波形）が複雑な波形形状であっても、その複雑な波形形状の全領域
を演算する必要はなく、共通部分は既知データを利用し、変更部分だけを計算すればよい
ので、変更後の台形波に基づく消費電流を波形全域に渡り演算する構成に比べ、演算負荷
を軽減できる。

（５）前回の積算値に単位発熱量（単位駆動（１パス）当たりの発熱量）を加算すると
ともに、前回からの経過時間に基づく単位放熱量（単位時間当たりの放熱量）を減算して
蓄熱量を算出するので、ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを比較的正確に推定できる。

（６）初期値設定部６５が、電源投入時において前回の電源遮断時からの経過時間が所
定時間以下であれば、その経過時間に対応する放熱が進んだものとして算出したヘッド温
度Ｑ（ｎ，ｔ）preを、電源投入時の初期温度に設定した。一方、前記経過時間が所定時
間を超えた場合は、十分放熱されているものとして、環境温度センサ４３の検出値である
環境温度Ｔenvを初期温度に設定した。よって、電源投入時に適切な初期温度が設定され
るので、ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preを正確に推定することができる。

（７）ヘッド温度Ｑ（ｎ，ｔ）preが閾値を超えた場合には、印刷動作を継続しつつキ
ャリッジ１４が１パス駆動される度の駆動の合間（キャリッジ反転時）に所定休止時間（
例えば０．２〜２秒）の休止を付与する発熱制限制御を採用した。よって、ヘッドドライ
バ３６（特に台形波生成回路６１）の発熱を効果的に抑制することができる。

上記実施形態は以下の態様に変更してもよい。
（変形例１）発熱量の加算を単位時間毎に行ったり、放熱量の減算を単位駆動毎に行っ
たりして、発熱量の加算と放熱量の減算とを行うタイミングを揃えてもよい。

（変形例２）電流補正量の差分データの加減による補正方法ではなく、台形波が占める
波形全域の面積を計算してもよい。
（変形例３）複数の台形波を組み合わせて所定サイズのドットの記録が行われる構成も
採用できる。例えば小ドット用の台形波と中ドット用の台形波の両方を選択すると、大ド
ットの記録が行われる構成を挙げることができる。

（変形例４）前記実施形態における発熱抑制制御は、ＣＲモータ１５の駆動の合間に休
止を付与する制御ではなく、印刷を強制的に停止させる制御でもよい。
（変形例５）ヘッド温度の判定を、一つのシーケンスが終了する度に閾値をみて行って
もよい。例えば印刷を終了して待機位置へ戻った記録ヘッド１７をキャッピングする度に
閾値を超えるか否かを判断する。閾値を超えている間は、その後、印字指令を受信しても
印字開始を待機したり、単位駆動（１パス）の度に休止を入れる印刷方法でもよい。

（変形例６）本発明が適用される画像形成装置はシリアルプリンタに限定されず、用紙
１９の搬送方向（前後方向）と交差する方向において記録ヘッド１７が最大用紙幅全域に
渡ってノズルが配列された、いわゆるフルラインタイプのプリンタに具体化してもよい。
さらに、プリンタ１１を、ドットインパクト方式のプリンタに具体化してもよいし、レー
ザー方式のプリンタに具体化してもよい。

（変形例８）液体を噴射する方式の画像形成装置としては、インク滴の噴射に限定され
ず、インク以外の他の液体（機能材料の粒子が分散されている液状体を含む）を噴射する
液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や
色材などの材料が分散または溶解された液状体を、記録ヘッドにより、例えばシート状の
基板上に噴射して、画素パターンや配線パターン等の画像を液体噴射法で描画する画像形
成装置にも適用できる。また、例えばトナー等の粉粒体を噴射する画像形成装置にも適用
できる。

以下、前記実施形態及び各変形例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（１）前記演算手段は、前記駆動波形から決まる１ドット当たりの消費電力と、前記記
録ドット数とに基づいてヘッド駆動回路の発熱量を単位時間又は単位駆動毎に積算すると
ともに、時間経過に基づく放熱量を前記積算値から逐次減算して前記温度を演算すること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヘッド駆動回路の温度検出装置。

（２）前記パラメータ取得手段として、パラメータとしての環境温度を検出する環境温
度検出手段を備え、前記補正手段は、前記環境温度が高くなるほど前記記録ヘッドが記録
する流体の粘度が低下することに応じて前記記録ヘッドに供給すべき駆動電力を小さくす
るように補正することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載のヘッド駆動回
路の温度検出装置。

（３）前記（２）の技術的思想において、前記ヘッド駆動回路の前記温度が閾値を超え
ると、記録動作を継続しつつ該記録動作の合間に所定時間の休止を入れるように前記記録
ヘッドを制御する制御手段を更に備えたことを特徴とするヘッド駆動回路の温度検出装置
。

一実施形態におけるプリンタの電気的構成を示すブロック図。プリンタの概略斜視図。ヘッドシーケンス部と記録ヘッドとの電気的構成を示す回路図。吐出駆動回路を示す回路図。（ａ）基本となる台形波、（ｂ）補正後の台形波をそれぞれ示す模式図。（ａ），（ｂ）駆動波形補正テーブルを示す図。（ａ）基本となる台形波に基づく基本消費電流から（ｂ）補正後の台形波に基づく消費電流を求める演算方法の説明図。１ドット基本消費電流テーブルを示す図。（ａ），（ｂ）消費電流補正テーブルを示す図。発熱制限制御の流れを示すシーケンシャル図。

符号の説明

１１…画像形成装置としてのプリンタ、１５…ＣＲモータ、１７…記録ヘッド、１９…
ターゲットとしての用紙、２２…ＰＦモータ、３１…主制御部、３２…ヘッドシーケンス
部、３６…ヘッド駆動回路としてのヘッドドライバ、４０…動作要求部、４１…計時手段
としてのタイマ、４２…電源スイッチ、４３…パラメータ取得手段を構成する環境温度セ
ンサ、５１…ヘッド用制御部、５２…ドットカウンタ、５３…波形補正処理部、５４…ヘ
ッド温度判定処理部、５５…演算手段としてのヘッド温度演算部、５６…インク残量演算
部、５７…記憶手段としてのヘッド用メモリ、６１…ヘッド駆動回路を構成する台形波生
成回路、６５…電源遮断時処理手段及び初期温度設定手段としての初期値設定部、６６…
補正手段としてのドット電流量補正部、６７…熱量加算処理部、６８…熱量減算処理部、
７１…ＡＳＩＣ、７２…回路、７３…ノズルセレクタ、７７…駆動素子としての吐出駆動
素子、COM1，COM2，COM3…駆動電力としての電圧駆動波形、ＢＴ…１ドット基本消費電流
テーブル、ＷＴ１…ヘッド個体差に起因する駆動波形補正テーブル、ＷＴ２…環境温度に
起因する駆動波形補正テーブル、Ｑ（ｎ，ｔ）pre…今回のヘッド温度（蓄熱量）、Ｑ（
ｎ，ｔ）last…前回のヘッド温度（蓄熱量）、αh…放熱係数、Ｔo…単位時間、Ｈ（ｎ）
…ヘッド発熱量、Ｔ…経過時間、Ｄs…小ドットのドット数、Ｄm…中ドットのドット数、
Ｄl…大ドットのドット数、Ｔenv…パラメータとしての環境温度。

Claims

ドットの記録が可能な記録ヘッドと、
前記記録ヘッドにドットの記録が可能な駆動波形で駆動電力を供給するヘッド駆動回路
と、
前記記録ヘッドが記録したドット数を計数するドットカウンタと、
前記駆動波形に基づく一ドット当たりの消費電力と前記ドット数とに基づき前記ヘッド
駆動回路の温度を演算する演算手段と
を備えたことを特徴とするヘッド駆動回路の温度検出装置。
前記記録ヘッドは、ドットサイズの異なる複数種のドットを記録可能に構成され、
前記ヘッド駆動回路は、前記ドットサイズの異なるドットを記録分け可能な前記駆動波
形を生成し、
前記ドットカウンタは前記ドット数をドットサイズ別に計数するように構成され、
前記演算手段は、前記駆動波形に基づくドットサイズ毎の一ドット当たりの消費電力と
、ドットサイズ毎の単位時間又は単位駆動当たりのドット数とに基づいて前記ヘッド駆動
回路の温度を演算することを特徴とする請求項１に記載のヘッド駆動回路の温度検出装置
。
一ドット当たりの基本駆動電力を記憶する記憶手段と、
前記基本駆動電力を補正するためのパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記パラメータを用いて前記基本駆動電力を補正する補正手段とを更に備え、
前記演算手段は、前記補正された駆動電力を用いて前記温度を演算することを特徴とす
る請求項１又は２に記載のヘッド駆動回路の温度検出装置。
前記基本駆動電力を補正するための差分データを前記パラメータの値と対応付けて記憶
する記憶手段と、
前記補正手段は、前記パラメータ取得手段により取得された前記パラメータの値に対応
する差分データで前記基本駆動電力を補正することで一ドット当たりの消費電力を取得し
、
前記演算手段は、前記一ドット当たりの消費電力と前記ドット数とを用いて前記温度を
演算することを特徴とする請求項３に記載のヘッド駆動回路の温度検出装置。
前記記録ヘッドは記録動作中に記録を行わない期間は該記録ヘッドの駆動素子に記録を
行わせない程度に弱い駆動波形の電圧を印加する印字外微振動を行うように構成され、
前記演算手段は、印字外微振動のときは前記駆動波形に基づく演算を行わずに予め記憶
する補正値を用いて温度を演算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記
載のヘッド駆動回路の温度検出装置。
電源の遮断に際して前記温度を記憶手段に記憶する電源遮断時処理手段と、
環境温度を検出する環境温度センサと、
電源遮断時からの経過時間を計時する計時手段を備え、
電源遮断の後、次に電源が投入された際に、前記経過時間が所定値以下であれば、前記
記憶手段が記憶する前記電源遮断時における前記温度から前記経過時間に基づく放熱量を
減算して得た温度を電源投入後最初の初期温度として設定し、一方、前記経過時間が所定
値を超えている場合は、当該電源投入時における前記環境温度センサの検出温度を、電源
投入後最初の初期温度として設定する初期温度設定手段とをさらに備えたことを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘッド駆動回路の温度検出装置。
記録ヘッドと、前記記録ヘッドの駆動素子に一ドット当たりの駆動波形で規定される駆
動電力を供給するヘッド駆動回路と、前記記録ヘッドがドット記録を行うターゲットを搬
送する搬送手段と、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の温度検出装置とを備えたこと
を特徴とする画像形成装置。
記録ヘッドにドットの記録が可能な駆動波形で駆動電力を供給するヘッド駆動回路の温
度検出方法であって、
ヘッド駆動回路に供給させる駆動電力の駆動波形に基づく一ドット当たりの消費電力を
取得する消費電力取得ステップと、
前記記録ヘッドが記録したドット数を計数するドット計数ステップと、
前記一ドット当たりの消費電力と前記ドット数とに基づき前記ヘッド駆動回路の温度を
演算する演算ステップと
を備えたことを特徴とするヘッド駆動回路の温度検出方法。