JP5029296B2 - 温度検出装置及び記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、検知対象物の温度を検出する温度検出装置、及び、これを備えた記録装置に関する。

被記録媒体である記録用紙にインク滴を吐出することによって記録用紙上に画像を印刷するインクジェットプリンタがある。このようなインクジェットプリンタとしては、インク滴を吐出するノズル及びノズルに連通する圧力室が形成された流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを有する記録ヘッドと、アクチュエータを駆動するためのパルスを生成するドライバＩＣとを有するものが知られている。アクチュエータは、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に吐出エネルギーを付与する。このアクチュエータは、ドライバＩＣからパルス状の駆動信号が付与されることによって駆動する。

このようなインクジェットプリンタにおいては、ドライバＩＣが出力する駆動信号のパルス周波数を高くしてインク滴の吐出周期を短くすることによって、印刷の高速化を図っている。しかしながら、駆動信号のパルス周波数を高くすると、ドライバＩＣの発熱量が大きくなる。そこで、ドライバＩＣの熱破壊を防止するため、ドライバＩＣの温度が所定の温度以上となったときに、ドライバＩＣが冷却されるまでドライバＩＣの駆動を停止して、ドライバＩＣの温度が高くなりすぎるのを抑制する技術が知られている（特許文献１参照）。さらに、ドライバＩＣの温度を検出するため、温度に応じて出力電圧が変化するダイオードと、ダイオードからの出力電圧と検出温度に対応する基準電圧とが一致したことを検知するコンパレータとを有する温度検出回路が知られている（特許文献２参照）。この技術によると、ダイオードからの出力電圧が基準電圧と一致したことをコンパレータが検知したときに、ドライバＩＣの温度が検出温度となっていることを検出することができる。なお、基準電圧をのこぎり波或いは三角波で出力してスイープするという技術が知られていた。これを応用することで、広い範囲でドライバＩＣの温度を検出できる。

特開２００５−２２２９４号公報（図４） 特開２００３−０７５２６４号公報（図２）

上述した技術によると、スイープ範囲が常に一定の広い温度範囲であることから、スイープ時間が長くなり、温度検出の応答性が低くなる。つまり、ドライバＩＣの温度が検出されても、その検出温度が次のスイープ期間に出力されるので、１スイープが完了するまでにドライバＩＣの温度がさらに上昇してしまう虞がある。そのため、ドライバＩＣの温度が急激に上昇する場合を見越して検出温度を低く設定する必要がある。この場合、温度の変化率とは無関係に、ドライバＩＣを低い温度で駆動することになるため駆動効率が低下する。

そこで、本発明の目的は、温度検出の応答性が高い温度検出装置及び記録装置を提供することである。

本発明の温度検出装置は、検知対象物の温度変化に伴って電圧が変化する出力信号を出力する温度センサと、前記検知対象物の温度に関連付けられる参照信号を生成する参照信号生成回路と、前記参照信号の電圧の変化範囲を規定した第１電圧及び第２電圧を記憶する電圧記憶回路と、前記参照信号の電圧が、前記電圧記憶回路に記憶された前記第１電圧から前記第２電圧に変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御回路と、前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致するか否かを判断する判断回路と、前記電圧記憶回路に記憶された前記第１電圧及び第２電圧の少なくともいずれか一方を書き換える電圧書換回路とを備えている。そして、前記制御回路は、前記判断回路が前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致すると判断したとき、当該一致したときの前記参照信号の電圧に基づいて前記検知対象物の温度を検出するとともに、検出された前記検知対象物の温度に対応して前記参照信号の電圧の変化範囲が変更されるように前記電圧書換回路を制御する。

別の観点において、本発明の温度検出装置は、検知対象物の温度変化に伴って出力信号のレベルが変化する温度センサと、レベルが変化可能な参照信号を生成する参照信号生成回路と、前記参照信号のレベルが変化する範囲を規定した第１信号レベル及び第２信号レベルを書換え可能に記憶するレベル記憶部と、前記参照信号のレベルが、前記レベル記憶部に記憶された前記第１信号レベルから前記第２信号レベルに変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御ユニットと、前記参照信号のレベルと前記出力信号のレベルとを比較する比較回路と、前記レベル記憶部に記憶された第１信号レベルおよび第２信号レベルの少なくとも一方を書き換えるレベル書換部とを備えている。そして、前記制御ユニットは、前記比較回路の比較結果に従って前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したことを判断し、前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したときに前記参照信号生成回路が生成した前記参照信号のレベルに相当する信号を前記検知対象物の現在の温度を表す検出温度信号として発生するとともに、前記検知対象物の温度を表す信号に対応して前記参照信号のレベルの変化範囲が変更されるように前記レベル書換部を制御する。

また、本発明の記録装置は、記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの温度変化に伴って出力信号の電圧が連続的に変化する温度センサと、前記記録ヘッドの温度に関連付けられる参照信号を生成する参照信号生成回路と、前記参照信号の電圧が変化する範囲を規定した第１電圧及び第２電圧を記憶する電圧記憶回路と、前記参照信号の電圧が、前記電圧記憶回路に記憶された前記第１電圧から前記第２電圧に変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御回路と、前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致するか否かを判断する判断回路と、前記電圧記憶回路に記憶された第１電圧及び第２電圧の少なくともいずれか一方を書き換える電圧書換回路とを備えている。そして、前記制御回路は、前記判断回路が前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致すると判断したとき、当該一致したときの前記参照信号の電圧に基づいて前記記録ヘッドの温度を検出するとともに、検出された前記記録ヘッドの温度に対応して前記参照信号の電圧の変化範囲が変更されるように前記電圧書換回路を制御する。

別の観点において、本発明の記録装置は、被記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの温度変化に伴って出力信号のレベルが変化する温度センサと、レベルが変化可能な参照信号を生成する参照信号生成回路と、前記参照信号のレベルが変化する範囲を規定した第１信号レベル及び第２信号レベルを書換え可能に記憶するレベル記憶部と、前記参照信号のレベルが、前記レベル記憶部に記憶された前記第１信号レベルから前記第２信号レベルに変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御ユニットと、前記参照信号のレベルと前記出力信号のレベルとを比較する比較回路と、前記レベル記憶部に記憶された第１信号レベルおよび第２信号レベルの少なくとも一方を書き換えるレベル書換部とを備えている。そして、前記制御ユニットは、前記比較回路の比較結果に従って前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したことを判断し、前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したときに前記参照信号生成回路が生成した前記参照信号のレベルに相当する信号を前記記録ヘッドの現在の温度を表す検出温度信号として発生するとともに、前記記録ヘッドの温度を表す信号に対応して前記参照信号のレベルの変化範囲が変更されるように前記レベル書換部を制御する。

これら本発明の温度検出装置又は記録装置によると、電圧記憶回路またはレベル記憶部に記憶された第１電圧または第１信号レベル及び第２電圧又は第２信号レベルの値を、制御回路又は制御ユニットによって検出された温度に対応して電圧書換回路又はレベル書換部が書き換えることにより、参照信号の電圧変化範囲を温度センサの出力信号の電圧又はレベルに対応した範囲に容易に変更することができる。これにより、温度検出の応答性を高くすることができる。

前記参照信号生成回路が、所定周期のパルス信号を生成するパルス信号生成回路、及び、前記パルス信号生成回路が生成した前記パルス信号を平滑化して前記参照信号として出力する平滑回路を有しており、前記制御回路が、前記パルス信号生成回路が生成する前記パルス信号のパルス幅を変更することによって、前記参照信号の電圧を変化させることが好ましい。これによると、参照信号生成回路を安価に構成することができる。

このとき、前記パルス信号生成回路が一定のパルス幅を有する前記パルス信号を生成している間、前記パルス信号のパルス数をカウントするカウンタと、前記パルス信号に関するパルス数を記憶するパルス数記憶回路とをさらに備えており、前記制御回路は、前記カウンタの値が、前記パルス数記憶回路に記憶されたパルス数と一致する毎に、前記パルス信号のパルス幅を変更することが好ましい。これによると、パルス数記憶回路に記憶されたパルス数の値を書き換えることにより、参照信号の電圧変化率を容易に変更することができる。これにより、温度検出の応答性をさらに高くすることができる。

また、前記制御回路が、検出した温度に対応する前記参照信号の電圧に基づいて新たな前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくともいずれか一方を決定し、決定された新たな前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくともいずれか一方が前記電圧記憶回路に記憶されるように前記電圧書換回路を制御することが好ましい。これによると、参照信号の電圧変化範囲が温度センサの出力信号の電圧に近い範囲に変更されるため、温度検出の応答性をより一層高くすることができる。

さらに、前記参照信号生成回路が、Ｄ／Ａコンバータであってもよい。これによると、参照信号の精度が高くなるため、温度検出の応答性をより一層高くすることができる。

また、前記第１電圧が検出温度範囲における最高温度に関連付けられており、前記第２電圧が前記検出温度範囲における最低温度に関連付けられており、前記制御回路が、過去に検出した温度に基づいて、前記検知対象物の温度が上昇傾向にあると判断したとき、前記最低温度が高くなるように前記第２電圧が変化してもよい。これによると、スイープ範囲が短くなるため、温度検出の応答性をさらにより一層高くすることができる。

さらに、本発明の記録装置は、前記検出温度信号により表された前記記録ヘッドの現在の温度が、予め定められた上限温度に達したことを判断する判断部と、前記記録ヘッドの現在の温度が、予め定められた上限温度に達したと判断されたとき、前記記録ヘッドによる１つの被記録媒体の記録処理が完了した後に前記記録ヘッドの記録動作を停止させる停止部とをさらに備えていてよい。これによって、無駄な用紙Ｐが生じることがない。また、印刷中の画像データが失われることもなく確実に印刷ができる。

本発明の記録装置において、前記制御ユニットは、前記現在の温度を表す検出温度信号に加え、現在から遡って発生した複数の検出温度信号の平均レベルに基づいて、新たな前記第１信号レベル及び新たな前記第２信号レベルの少なくともいずれか一方を決定し、決定された新たな前記第１信号レベル及び新たな前記第２信号レベルの少なくともいずれか一方が前記レベル記憶部に記憶されるように前記レベル書換部を制御してよい。これによると、スイープ範囲が短くなるため、温度検出の応答性をさらにより一層高くすることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る温度検出装置を含む記録装置であるインクジェットプリンタの側面図である。図１に示すように、記録装置であるインクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１、つまり記録ヘッドを有するカラーインクジェットプリンタである。インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットプリンタ１０１全体の動作を制御する制御装置１６を有している。また、このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙トレイ１２がそれぞれ構成されている。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙トレイ１２に向かって被記録媒体である用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１は、用紙ストッカ１１ａと、ピックアップローラ１１ｃとを有している。用紙ストッカ１１ａは、その内部に多数の用紙Ｐを収容するものであり、上方に開口する開口部が図中右方に向かって傾斜した状態で配置されている。用紙ストッカ１１ａ内には、用紙ストッカ１１ａの底から開口部に向かって付勢された支持板１１ｂが配置されており、この支持板１１ｂ上に多数の用紙Ｐが積層されている。ピックアップローラ１１ｃは、載置モータ１１ｄ（図３参照）に駆動されることによって、積層された用紙Ｐを上から一枚ずつピックアップすると共に、ピックアップした用紙Ｐを下流へと送り出す。給紙部１１のすぐ下流位置には、用紙検知センサ５９が配置されている。用紙検知センサ５９は、ピックアップローラ１１ｃによって送り出された用紙Ｐが搬送ベルト８のすぐ上流に位置する印刷待機位置Ａに到達したか否を検知するためのものであり、印刷待機位置Ａにある用紙Ｐの先端を検出することができるように調整されている。ピックアップローラ１１ｃによって用紙ストッカ１１ａから送り出された用紙Ｐは、印刷待機位置Ａを通過して搬送ベルト８の外周面８ａに載置される。

用紙搬送経路の中間部には、搬送装置１３が設けられている。この搬送装置１３は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト８と、ベルトローラ６を回転させる搬送モータ１９（図３参照）と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内に配置されたプラテン１５とを含む。搬送ベルト８の表面は粘着性を有している。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する位置において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持する。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、用紙Ｐが搬送ベルト８の外周面８ａに載置されたとき、この用紙Ｐを外周面８ａに押さえ付ける。搬送モータ１９がベルトローラ６を回転させると搬送ベルト８が駆動される。搬送ベルト８は、その表面に弱粘着性のシリコン樹脂層を有している。これにより、搬送ベルト８が、用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙トレイ１２に向けて搬送する。

図１に示すように、搬送ベルト８のすぐ下流には、剥離プレート１４が設けられている。剥離プレート１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中右方の排紙トレイ１２に向けて導く。

４つのインクジェットヘッド１は、４色のインク（マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応して、用紙Ｐの搬送方向に沿って順に４つ並べて固定されている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１はライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体２の底面が搬送ベルト８の外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。

搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷領域に向けてインク吐出面２ａから各色のインク滴が吐出される。これにより、用紙Ｐの印刷領域に所望のカラー画像が形成できるようになっている。以上の給紙、画像形成、排紙という各動作は、後述の制御装置１６によって互いに同期して滑らかに行われる。

次に、図２を参照しつつインクジェットヘッド１について詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の幅方向に沿った断面図である。図２に示すように、インクジェットヘッド１は、内部に流路が形成された流路部材、流路部材からインクを吐出させる電装部材および電装部材を保護するカバー部材とから構成されている。流路部材は、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを含むヘッド本体２、およびヘッド本体２の上面に配置されているリザーバユニット７１を含む。リザーバユニット７１は、インクを一時的に貯溜しており、貯溜されたインクをヘッド本体２に供給する。電装部材は、ドライバＩＣ５２が実装されたＣＯＦ（Chip On Film）５０、およびＣＯＦ５０と電気的に接続された基板５４を含む。ＣＯＦ５０の一端は、アクチュエータユニット２１に接続され、ドライバＩＣ５２が生成する駆動信号がアクチュエータユニット２１に供給される。カバー部材は、サイドカバー５３及びヘッドカバー５５で構成されている。カバー部材は、電装部材を収納し、外部からのインクミストの浸入を防ぐ。

ヘッド本体２においては、図２に示すように、アクチュエータユニット２１が流路ユニット９の上面に固定されている。流路ユニット９は、金属製のプレート１２２〜１３０が積層された積層構造を有しており、下面にインク滴を吐出する多数のノズルが開口しているインク吐出面２ａが形成されている。また、流路ユニット９の内部には、インクが供給される図示しない共通インク流路と、共通インク流路から圧力室を介してノズルに至る多数の個別インク流路とが形成されている。

アクチュエータユニット２１は、流路ユニット９の各圧力室に対応した複数のアクチュエータを含むものであり、圧力室内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する。本実施形態においては、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料から形成され、圧電シート（圧電層）を有する圧電式のアクチュエータである。圧電シートは圧力室と対向する個別電極と共通電極とで挟持されている。共通電極は、すべての圧力室に対応する領域において、等しくグランド電位が付与されている。一方、個別電極は、ＣＯＦ５０の内部配線を介してドライバＩＣ５２の各端子と電気的に接続されており、ドライバＩＣ５２からの駆動信号が選択的に入力されるようになっている。

つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極と圧力室とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働き、圧力室の数に対応した複数のアクチュエータが作り込まれている。個別電極に駆動信号が入力されることによって、アクチュエータユニット２１の当該個別電極に対応する領域が圧力室の内側に向かって凸に変位する。これにより、圧力室内のインクに圧力つまり吐出エネルギーが付与され、圧力室内に圧力波が発生する。そして、発生した圧力波が圧力室からノズルまで伝播することによってノズルからインク滴が吐出される。

リザーバユニット７１は、４枚の金属製のプレート９１〜９４が互いに位置合わせされつつ積層されたものであり、その内部に、インクリザーバ６１、及び、インク流出流路６２を含むインク流路が形成されている。また、リザーバユニット７１は、その下面で流路ユニット９内のインク流路と連通している。両ユニット７１、９は、接着剤で接合されており、熱的にも結合されている。インクリザーバ６１は、図示しないインクタンクから供給されたインクを一時的に貯溜する。インクリザーバ６１に貯溜されたインクは、インク流出流路６２を介して流路ユニット９の共通インク流路に供給される。

ＣＯＦ５０の一方端では、ＣＯＦ５０の内部配線がアクチュエータユニット２１上面に形成された電極と電気的に接続されている。ＣＯＦ５０は、アクチュエータユニット２１の上面からサイドカバー５３とリザーバユニット７１との間を通過するように上方に引き出されており、その他方端がコネクタ５４ａを介して基板５４に接続されている。基板５４は、制御装置１６からＣＯＦ５０への信号を中継する。

ドライバＩＣ５２は、ＣＯＦ５０の配線を介してアクチュエータユニット２１に駆動信号を出力するものであり、ドライバＩＣ５２の温度（インクジェットヘッド１の温度と実質的に同等）を検知するための温度信号生成回路４０（図３参照）を有している。また、ドライバＩＣ５２は、リザーバユニット７１の側面に貼り付けられたスポンジ７９によって、サイドカバー５３に向けて付勢されている。ドライバＩＣ５２は、放熱シート８０を介してサイドカバー５３の内側面と密着することによって、サイドカバー５３と熱的に結合されている。

サイドカバー５３は、金属製の板部材であり、流路ユニット９の上面における幅方向両端部近傍から上方に延在している。サイドカバー５３の下端は、流路ユニット９に形成された溝と係合しており、サイドカバー５３と流路ユニット９とが熱的に結合されている。上述したように、ドライバＩＣ５２とサイドカバー５３とが熱的に結合されていると共に、リザーバユニット７１と流路ユニット９とが熱的に結合されているため、ドライバＩＣ５２とサイドカバー５３と流路ユニット９とリザーバユニット７１とが全て熱的に結合されている。これにより、ドライバＩＣ５２からの熱がサイドカバー５３、流路ユニット９及びリザーバユニット７１を介して外部に放熱される。

ヘッドカバー５５は、リザーバユニット７１の上方の空間を封止するように、２つのサイドカバー５３の上方にこれらをつなぐように取り付けられている。このように、２つのサイドカバー５３とヘッドカバー５５とにより囲まれる空間内に、リザーバユニット７１、ＣＯＦ５０及び基板５４が配置されている。サイドカバー５３と流路ユニット９との接続部、及び、サイドカバー５３とヘッドカバー５５との嵌合部にシリコン樹脂材料等からなる封止部材５６が塗布されている。これにより、外部からのインクミストの浸入をより確実に防いでいる。

次に、制御装置１６について図３を参照しつつ詳細に説明する。図３は、制御装置１６のブロック図である。図３に示すように、制御装置１６は、印刷データ記憶部６３と、ドライバＩＣ駆動部６４と、温度検出回路６５と、停止部６６と、再開部６７と、搬送モータ制御部６８と、載置制御部６９とを有している。

印刷データ記憶部６３は、図示しない上位の装置、例えば、ホストコンピュータから転送される印刷データを記憶する。印刷データは、連続して印刷すべき用紙Ｐの枚数、及び、各用紙Ｐに印刷すべき画像に関する画像データを含んでいる。

温度検出回路６５は、各ドライバＩＣ５２の温度信号生成回路４０から出力される温度検出信号に基づいて、ドライバＩＣ５２の温度Ｔを検出する。

ドライバＩＣ駆動部６４は、印刷すべき画像が用紙Ｐに形成されるように、印刷データ記憶部６３に記憶された印刷データに基づいて、各インクジェットヘッド１のドライバＩＣ５２を駆動する。本実施の形態において、ドライバＩＣ駆動部６４は、１枚の用紙Ｐに対して画像を形成する印刷処理を１つの駆動単位としてドライバＩＣ５２を駆動する。

停止部６６は、ドライバＩＣ５２の熱破壊を防止するため、温度検出回路６５が予め定められた上限温度Ｔｏｆｆ（例えば、１００℃）以上の温度Ｔを検知したとき、ドライバＩＣ５２における１駆動単位に係る駆動が完了している状態、つまり、用紙Ｐに対する印刷処理が完了している状態で、ドライバＩＣ駆動部６４によるドライバＩＣ５２の駆動を停止させる。これによって、無駄に用紙Ｐを使用することが無く、印刷中の画像データを失う虞もなくなる。ここで、上限温度Ｔｏｆｆは、ドライバＩＣ５２の熱破壊が起こる温度よりも低い温度に定められている。

再開部６７は、停止部６６がドライバＩＣ駆動部６４によるドライバＩＣ５２の駆動を停止した後に、温度検出回路６５が検出するドライバＩＣ５２の温度Ｔが、予め定められた再開温度Ｔｏｎ（例えば、８０℃）以下となったときに、駆動部６４によるドライバＩＣ５２の駆動を再開させる。

搬送モータ制御部６８は、搬送モータ１９を制御することによって、所定の印刷周期に対応する速度で用紙Ｐが搬送されるように、搬送ベルト８を走行させる。ここで、印刷周期とは、ノズルからインク滴が吐出されるときの吐出周期であり、言い換えれば、用紙Ｐに印刷される画像の印刷解像度に対応する単位距離だけ、用紙Ｐが搬送装置１３によって搬送されるのに要する時間である。

載置制御部６９は、載置モータ１１ｄを制御することによって、ピックアップローラ１１ｃの駆動を制御する。載置制御部６９は、用紙検知センサ５９の検知結果からピックアップローラ１１ｃによって送り出された用紙Ｐの先端が印刷待機位置Ａに到達したか否かを判断し、用紙Ｐが印刷待機位置Ａに到達したとき、ピックアップローラ１１ｃの駆動を一旦停止させる。このとき、停止部６６によりドライバＩＣ５２の駆動が停止されている場合、載置制御部６９は用紙Ｐを印刷待機位置Ａにそのまま待機させる。この用紙Ｐの待機は、再開部６７によりドライバＩＣ５２の駆動が再開可能と判断されるまで継続される。

次に、温度信号生成回路４０及び温度検出回路６５について図４を参照しつつ詳細に説明する。図４は、本実施の形態の温度検出装置を構成する、温度信号生成回路４０及び温度検出回路６５のブロック図である。

図４に示すように、温度信号生成回路４０は、温度センサ４４と、判断回路又は比較回路であるコンパレータ４５と、増幅回路４６とを有している。温度センサ４４について、図５を参照しつつ説明する。図５は、温度センサ４４が出力する電圧の温度特性を示すグラフである。温度センサ４４は、ドライバＩＣ５２を構成する半導体の一部に設けられている。半導体の持つエネルギーギャップあるいはエネルギー障壁は、温度によって変化し、温度の上昇に伴って低くなる。温度センサ４４は、このような半導体の特性を利用したものであり、エネルギーギャップあるいはエネルギー障壁に対応した電圧を出力する。図５に示すように、温度センサ４４の温度特性は、比較的広い範囲で良好な直線性を示す。上限温度Ｔｏｆｆに対しては、電圧Ｖｏｆｆを出力し、再開温度Ｔｏｎに対しては、電圧Ｖｏｎを出力する。

コンパレータ４５は、温度センサ４４からの出力電圧と、温度検出回路６５からの参照信号である参照電圧とを比較するものであり、両者が一致したとき、つまり参照電圧のレベルが出力電圧のレベルに達したときに、温度検出信号を出力する。温度検出信号は、ドライバＩＣ５２及びインクジェットヘッド１の温度情報を持つ信号、より具体的にはその温度の検出タイミングを示す信号である。増幅回路４６は、コンパレータ４５から出力された温度検出信号を増幅する。増幅回路４６により増幅された温度検出信号は、温度検出回路６５のＰＷＭコントローラ４２に出力される。後述するように、参照電圧は、検出温度範囲の最高温度Ｔｍａｘに対応する最低参照電圧Ｖ１から最低温度Ｔｍｉｎに対応する最高参照電圧Ｖ２までの範囲において、段階的に高くなっていくようにスイープされる。参照電圧は可変であるスイープ周期で繰り返してスイープされる（図８参照）。温度検出信号は、各スイープ周期内において、ドライバＩＣ５２の温度が検出されたタイミングを示す信号であって、このタイミングを境にローレベルからハイレベルに切り替わるパルス信号である。なお、図８においては、スイープ周期内での参照電圧の変化を解り易くするため、後述するＰＷＭ信号を平滑化して得られる参照電圧のデューティーを１０％毎にステップアップする例を示している。スイープされる温度範囲には、上限温度Ｔｏｆｆ及び再開温度Ｔｏｎが含まれる。

次に、温度検出回路６５について、図４及び図６を参照しつつ説明する。温度検出回路６５は、参照電圧を生成して温度信号生成回路４０に出力すると共に、温度信号生成回路４０から温度検出信号が出力されたときのドライバＩＣ５２の温度Ｔを検出し、その検出結果を検出温度信号として出力する。図４に示すように、温度検出回路６５は、パルス信号生成回路であるＰＷＭ信号生成回路４１と、ＰＷＭコントローラ４２と、平滑回路４３とを有している。

ＰＷＭ信号生成回路４１は、所定のＰＷＭ周期内にパルスを１つだけ有するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成する。図６は、ＰＷＭ信号生成回路４１が出力するＰＷＭ信号と、このＰＷＭ信号を平滑化して得られる参照電圧（Ｖｒｅｆ）との関係について示した図である。図６においては、パルス幅すなわちデューティーが１００％、５０％、２５％及び１０％の例を示している。ＰＷＭ信号生成回路４１が生成したＰＷＭ信号は、平滑回路４３に出力される。

ＰＷＭコントローラ４２は、ＰＷＭ信号生成回路４１が生成するＰＷＭ信号のパルス幅変調を行うと共に、ドライバＩＣ５２の温度Ｔを検出する。ドライバＩＣ５２の温度は、温度信号生成回路４０からの温度検出信号がローレベルからハイレベルに切り替わるタイミングにおける、ＰＷＭ信号のパルス幅に基づいて決められる。検出された温度Ｔは、検出温度信号として出力される（図７参照）。

平滑回路４３は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１で構成されたＣＲ積分回路であり、ＰＷＭ信号生成回路４１が生成したＰＷＭ信号を平滑化する。抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１の値、すなわち、平滑回路４３の時定数（ＣＲ）は、ＰＷＭ周期よりも十分短い範囲において、平滑後のリップルが所定の許容変換誤差より小さくなるように、且つ、平滑による応答遅れが系において許される所定の許容応答遅れよりも小さくなるように決定されている。そして、平滑回路４３で平滑された信号が、参照電圧として温度信号生成回路４０のコンパレータ４５に出力される。言い換えれば、ＰＷＭ信号生成回路及び平滑回路４３が参照信号生成回路を構成している。

ＰＷＭコントローラ４２がＰＷＭ信号のパルス幅変調を行うことによって、図６に示すように参照電圧が変化する。ＰＷＭ信号は、同じパルス幅の複数のパルスを含むパルス列である。同じパルス幅を有する複数のパルスの続く期間が、図８に示す参照電圧における１つのステップの持続時間つまりサンプリング周期に相当する。本実施の形態において、どのサンプリング周期内についてもパルスの個数は同じである。さらに、サンプリング周期内におけるパルス間隔は一定である。１つのサンプリング周期が終了する毎に、ＰＷＭ信号生成回路４１から順次出力されるパルスのパルス幅が変更、つまり徐々に増加又は減少される。その結果、参照電圧が所定の電圧範囲内で段階的に変化することになる。参照電圧が、検出温度範囲に対応した電圧範囲内の上限から下限まで又は下限から上限まで変化し終わると、１回のスイープ動作（これに要する時間を「１スイープ周期」と称する）が完了する。

次に、ＰＷＭ信号生成回路４１及びＰＷＭコントローラ４２について図７及び図８をさらに参照しつつ説明する。図７は、ＰＷＭ信号生成回路４１及びＰＷＭコントローラ４２のブロック図である。図８は、温度検出回路６５からの参照電圧と温度センサ４４からの出力電圧との関係を示した図である。

図７に示すように、ＰＷＭ信号生成回路４１は、ＰＷＭクロック発生回路８１と、ＰＷＭカウンタ８２と、コンパレータ７６と、フリップフロップ（ＤＦＦ：D Flip Flop）７７とを有している。ＰＷＭクロック発生回路８１は、ＰＷＭ信号生成回路４１が生成するＰＷＭ信号の基準クロックつまりＰＷＭクロックを発生する回路である。ＰＷＭクロック発生回路８１が発生したＰＷＭクロックは、ＰＷＭカウンタ８２、コンパレータ７６、フリップフロップ７７及びＰＷＭコントローラ４２のリピートカウンタ８４に出力される。本実施形態では、ＰＷＭクロック発生回路８１は、ＰＷＭ周期毎に最大４０９６の基準クロックを発生させる。

ＰＷＭカウンタ８２は、各ＰＷＭ周期において、所定数のＰＷＭクロックをカウントするカウンタである。例えば、ＰＷＭカウンタ８２は、ＰＷＭクロックをＰＷＭ周期毎に０から４０９６までカウントするリングカウンタである。このように、ＰＷＭ周期は一定となっている。また、ＰＷＭカウンタ８２は、カウント値が０から１に変化したとき、フリップフロップ７７のデータ（Ｄ）端子にパルスを出力する。このとき、フリップフロップ７７の出力（Ｑ）端子からの出力信号が、ＰＷＭクロックに同期してＨｉｇｈにセットされる。

コンパレータ７６は、各ＰＷＭ周期において、ＰＷＭカウンタ８２がカウントするＰＷＭクロックのカウント値が、スイープカウンタ８３から出力されたパルス幅に対応した制御クロック数に一致すると、フリップフロップ７７のリセット（Ｒ）端子にパルスを出力する。このとき、フリップフロップ７７の出力（Ｑ）端子からの出力信号が、ＰＷＭクロックに同期してＬｏｗにリセットされる。このＬｏｗ状態は、次のＰＷＭ周期が始まるまで維持される。なお、コンパレータ７６では、ＰＷＭクロックのカウント値と制御クロック数との一致タイミングの検出が、ＰＷＭクロックに同期して行われるようになっている。

このように、ＰＷＭ信号生成回路４１においては、フリップフロップ７７の出力（Ｑ）端子から、１ＰＷＭ周期毎に１つのデューティーパルスつまりＰＷＭ信号のパルスが出力される。この動作がリピート回数だけ繰り返され、ＰＷＭ信号として平滑回路４３に出力される。例えば、ＰＷＭカウンタ８２が、ＰＷＭ周期毎に４０９６クロックをカウントする本実施形態の場合、スイープカウンタ８３から出力される制御クロックの数が１０２４であれば、フリップフロップ７７が出力するパルスのパルス幅は１０２４クロック分の幅（デューティー２５％）となる（図６参照）。このパルスの出力は、ＰＷＭ周期の所定数倍に等しいサンプリング周期の間、繰り返される。

ＰＷＭコントローラ４２は、制御回路又は制御ユニットの一部であるスイープカウンタ８３と、制御回路又は制御ユニットの一部であると共にパルス数記憶回路であるリピートカウンタ８４と、電圧記憶回路である２つの温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６と、コンパレータ８７と、制御回路又は制御ユニットの一部であるラッチ回路８８と、制御回路又は制御ユニットの一部であるＰＷＭデューティー温度変換回路８９と、レベル書換部である電圧書換回路９０とを有している。また、ＰＷＭコントローラ４２においては、外部からの最高温度信号Ｓｍａｘが温度ＰＷＭデューティー変換回路８５に入力され、最低温度信号Ｓｍｉｎが温度ＰＷＭデューティー変換回路８６に入力され、リピート回数信号Ｒｅｐｅａｔがリピートカウンタ８４に入力される。さらに、温度信号生成回路４０からの温度検出信号がラッチ回路８８に入力される。ここで、最高温度信号Ｓｍａｘは検出温度範囲の最高温度Ｔｍａｘを示すものであり、最低温度信号Ｓｍｉｎは検出温度範囲の最低温度Ｔｍｉｎを示す。また、リピート回数信号Ｒｅｐｅａｔは、１サンプリング周期中のＰＷＭ周期の繰り返し回数を示す。つまり、最高温度信号Ｓｍａｘ及び最低温度信号Ｓｍｉｎにより、検出温度範囲の上限と下限が決まる。そして、これらを変更することによって、検出温度範囲である参照電圧のスイープ範囲は任意に変更可能である。また、リピート回数信号Ｒｅｐｅａｔにより、サンプリング周期が決まり、これを変更することにより参照電圧のスイープ時間つまりスイープ周期を変更することができる。

リピートカウンタ８４は、参照電圧が最小参照電圧から最大参照電圧まで段階的に変化するように、スイープカウンタ８３にインクリメント信号を出力する。このインクリメント信号は、サンプリング周期毎に出力される。サンプリング周期は、入力されたリピート回数信号Ｒｅｐｅａｔが示すリピート回数だけＰＷＭ周期を繰り返した時間である。

具体的には、リピートカウンタ８４は、各サンプリング周期において、出力されるＰＷＭクロックの総数を記憶している。そして、リピートカウンタ８４は、ＰＷＭクロック発生回路８１が発生したＰＷＭクロックの数をカウントする。ここで、記憶したＰＷＭクロック総数とカウント値とが一致したときに、リピートカウンタ８４は、スイープカウンタ８３にインクリメント信号を出力する。つまり、このインクリメント信号は、ＰＷＭクロック発生回路８１からのパルス数に基づくサンプリング周期毎に出力される。

例えば、１つのサンプリング周期がＰＷＭ周期の５倍であるとき、サンプリング周期毎に、ＰＷＭクロック発生回路８１は２０４８０（＝４０９６×５）個のＰＷＭクロックをリピートカウンタ８４に対して出力することになる。リピートカウンタ８４は、ＰＷＭクロックのカウント総数が２０４８０に達したとき、インクリメント信号を出力することになる。なお、リピートカウンタ８４のカウンタ機能は、プリセット式のダウンカウンタで実現されている。そして、カウント値が０となったときに出力されるダウンカウンタのボロー信号つまり桁下がり信号が、インクリメント信号として利用される。

ボロー信号が出力されると、次のサンプリング周期のリピート回数が、図示しない記憶手段（例えば、ＲＯＭ）から制御回路又は制御ユニットの一部である図示しないＣＰＵによってリピートカウンタ８４にロードされる。本実施形態においては、リピート回数は固定されている。しかしながら、ロードされるリピート回数がＣＰＵによって変更可能となっていてもよい。これによって、サンプリング周期の長さを変えることができる。リピート回数は検出温度の変化率に応じて変えられてもよく、例えば、変化率が高いつまり温度が急激な変化を示すときには、リピート回数を減らしてサンプリング周期を短くする。変化率はＣＰＵによって計算される。

温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６は、入力された温度信号（Ｓｍａｘ、Ｓｍｉｎ）から当該温度信号が示す温度に対応するＰＷＭ信号のパルス幅を決め、このパルス幅を対応したＰＷＭクロックの数に変換し、得られたクロック数を書き換え可能に記憶する。したがって、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５は、入力された最高温度信号Ｓｍａｘを、検出温度範囲の最高温度Ｔｍａｘに対応するＰＷＭ信号のパルス幅を示す最小クロック数（第１電圧又は第１信号レベルの値に相当）に変換して記憶する。そして、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５に記憶された最小クロック数の情報は、スイープカウンタ８３に出力される。一方、温度ＰＷＭデューティー変換回路８６は、入力された最低温度信号Ｓｍｉｎを、検出温度範囲の最低温度Ｔｍｉｎに対応するＰＷＭ信号のパルス幅を示す最大クロック数（第２電圧又は第２信号レベルの値に相当）に変換して記憶する。そして、温度ＰＷＭデューティー変換回路８６に記憶された最大クロック数の情報は、コンパレータ８７に出力される。

なお、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６には、電圧書換回路９０からの書換信号が入力される。書換信号は温度を示す温度信号であり、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６は、書換信号が入力されたときに、温度信号（Ｓｍａｘ、Ｓｍｉｎ）が入力されたときと同じ動作を行う。

ここで、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６が、温度信号をＰＷＭ信号のパルス幅に変換する構成を簡単に説明する。温度センサ４４の持つ直線的な温度−電圧特性から、検出温度Ｔと出力電圧Ｖとの関係を、Ｖ＝ａ−ｂＴと表すことができる。ａおよびｂは定数であって、最高温度Ｔｍａｘを検出すると出力電圧がＶ＝０［ｖ］となり、最低温度Ｔｍｉｎを検出すると出力電圧がＶ＝３．３［ｖ］となる値である。例えば、ａ＝１．３４１、ｂ＝０．００４２である。Ｖ＝３．３［ｖ］は、温度検出回路６５のＰＷＭ信号生成回路４１に用いられている論理素子の出力電圧である。この電圧値をもつＰＷＭ信号を平滑化して参照電圧としており、出力電圧Ｖ＝０［ｖ］はＰＷＭ信号のデューティー０％に相当し、出力電圧Ｖ＝３．３［ｖ］はデューティー１００％に相当する。また、本実施形態では、０〜３．３［ｖ］の間の任意の電圧ｖは、３．３×Ｄ（デューティー）と表され、デューティーに依存している。さらに、電圧ｖに対応するＰＷＭクロック数をｎとしたとき、Ｄ＝ｎ／４０９６という関係があるので、３．３×ｎ／４０９６＝ａ−ｂＴとなる。これを整理すると、ｎ＝ｃ−ｄＴ（ただし、ｃ、ｄは定数）という関係が得られる。

温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６は、それぞれ、図１１に示すような加算回路２０２、減算回路２０４および乗算回路２０６からなるパルス数算出回路２００を有している。乗算回路２０６には、Ｔ値（実際は、Ｔ値に対応した温度信号Ｓ）およびｄ値が入力される。乗算回路２０６からの出力は、減算回路２０４で符号を反転されて加算回路２０２に入力される。この加算回路２０２にはｃ値が入力されて、ｎ値すなわちＰＷＭ信号のパルス幅を示すクロック数が得られる。このクロック数は、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６の図示しない記憶手段（例えば、ラッチ回路）に一旦記憶されることになる。得られたクロック数は、最高温度信号Ｓｍａｘが入力される温度ＰＷＭデューティー変換回路８５では、上述の最小クロック数として記憶され、温度ＰＷＭデューティー変換回路８６では、最大クロック数として記憶される。

本実施の形態では、１サンプリング周期経過毎に、ＰＷＭコントローラ４２がＰＷＭ信号のパルス幅を一定幅ずつ広げ、これに対応して、ＰＷＭ信号生成回路４１および平滑回路４３が参照電圧を順次高くする。

スイープカウンタ８３は、この参照電圧の変化率に対応して、生成すべき制御クロックの数を導出する。制御クロックは、ＰＷＭ信号生成回路４１が出力するＰＷＭ信号のパルス幅を制御するために用いられる。そして、制御クロックは、スイープカウンタ８３から、ＰＷＭ信号生成回路４１のコンパレータ７６、コンパレータ８７及びラッチ回路８８にそれぞれ出力される。スイープカウンタ８３には、インクジェットプリンタ１０１の起動時及びコンパレータ８７から後述するロード信号が出力される毎、つまりスイープ周期毎に、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５から出力された最小クロック数が、制御クロック数の初期値としてロード（ＬＤ）される。その後、スイープカウンタ８３は、リピートカウンタ８４からインクリメント信号が出力される毎に、参照電圧の変化率に従って制御クロック数をインクリメントしていく。

なお、スイープカウンタ８３は、参照電圧の変化率に対応した制御クロック数の増分、すなわちインクリメント信号が入力されたときの新規の制御クロック数を、リピート回数信号Ｒｅｐｅａｔに基づいて算出する増分算出回路を含んでいる。起動時には、予め設定されている検出温度の最大範囲に対応して、予め決められたリピート回数信号Ｒｅｐｅａｔが入力される。

コンパレータ８７は、スイープ周期を決める。具体的には、コンパレータ８７は、温度ＰＷＭデューティー変換回路８６から出力された最大クロック数と、スイープカウンタ８３から出力される制御クロック数とが一致したときに、スイープカウンタ８３にロード（ＬＤ）信号を出力する。すなわち、コンパレータ８７は、スイープカウンタ８３から出力された制御クロック数が、検出温度範囲の最低温度Ｔｍｉｎに対応する最大クロック数までインクリメントされたときにロード信号を出力する。このとき、１回のスイープが完了する。

これに続いて、スイープカウンタ８３においては、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５から出力された最小クロック数が、再度スイープカウンタ８３にロードされる。これにより、スイープカウンタ８３から出力される制御クロック数が、最小クロック数にリセットされる。その後、スイープカウンタ８３は、再び、リピートカウンタ８４からのインクリメント信号に基づいて、制御クロック数をインクリメントしていく。例えば、パルス幅を１０％ずつ増やす図８の例では、インクリメント動作毎に、制御クロック数が約４０９（≒４０９６×０．１）個増えることになる。

これにより、図８に示すように、温度検出回路６５が出力する参照電圧が、最低電圧０Ｖから最高電圧３．３Ｖまで段階的にスイープされる。言い換えれば、最高温度信号Ｓｍａｘから最低温度信号Ｓｍｉｎに対応する範囲で参照電圧がスイープされる。このように、参照電圧を、高い温度に対応する電圧からスイープすることにより、ドライバＩＣ５２が高温になっている場合に素早く温度Ｔを検出することができる。

ラッチ回路８８は、ドライバＩＣ５２の温度信号生成回路４０から温度検出信号が出力されたときに、スイープカウンタ８３から出力される制御クロック数の情報をラッチする。ラッチされた制御クロック数の情報は、ＰＷＭデューティー温度変換回路８９に出力される。ＰＷＭデューティー温度変換回路８９は、ラッチ回路８８から出力された制御クロック数の情報を、当該制御クロック数のパルス幅を有するＰＷＭ信号によって生成される参照電圧に相当する温度、つまり、ドライバＩＣ５２の温度Ｔに変換する。

この変換の具体的構成について、温度信号をＰＷＭ信号のパルス幅に変換する上述した場合と同様に、温度センサ４４の直線性に基づいて説明する。上述のように、ＰＷＭ信号のパルス幅を表すＰＷＭクロック数ｎと検出温度Ｔとの間には、ｎ＝ｃ−ｄＴの関係がある。これから、Ｔ＝ｅ−ｆｎ（ただし、ｅおよびｆは定数）という関係が得られる。ＰＷＭデューティー温度変換回路８９は、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６と同構造の温度算出回路を有している。この温度算出回路の構造を図１２に示す。図１２に示すように、温度算出回路３００は、加算回路３０２、減算回路３０４および乗算回路３０６から構成されている。乗算回路３０６には、ｎ値（この場合は、出力された制御クロック数）およびｆ値が入力される。乗算回路３０６からの出力は、減算回路３０４で符号を反転されて加算回路３０２に入力される。この加算回路３０２にｅ値も入力されることで、Ｔ値すなわちドライバＩＣ５２の温度が得られる。

ＰＷＭデューティー温度変換回路８９において検出された温度Ｔは、検出温度信号として電圧書換回路９０に出力される。検出温度信号は、ドライバＩＣ５２の温度信号生成回路４０から温度検出信号が出力される毎に出力される。例えば、図８の例では、検出温度１〜３をそれぞれ示す検出温度信号が順に出力される。この検出温度信号は、電圧書換回路９０の他、停止部６６および再開部６７にも出力される。

検出温度信号を受信した電圧書換回路９０は、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６の少なくともいずれか一方に対して、これらに記憶された最小クロック数及び最大クロック数を変更するための書換信号を出力する。書換信号は、以下に述べるように、検出温度信号に基づいて求められた信号である。

図示しない記憶手段（例えば、ＲＡＭ）には、現時点よりも所定スイープ回数だけ遡った検出温度が記憶されている。電圧書換回路９０は、これら所定スイープ回数分の検出温度を使った直線近似（例えば、移動平均に基づく）で、次のスイープで検出される温度を予測する。電圧書換回路９０は、この予測温度に基づいて、書換信号を生成する。

例えば、図８に示すように、時間とともに検出温度が上昇している場合、この上昇に合わせて書換信号の最低温度を順次高い温度に変更していく。新たに設定される最低温度Ｔｍｉｎは、先に計測された検出温度よりも２〜３割低い温度にすればよい。インクリメント毎の制御クロック数の増分を変えなければ、１スイープ周期中のサンプリング回数が減ることになる。これにより、１回のスイープにかかる時間が短縮され、且つ、ヘッド温度つまりドライバＩＣ５２の温度の検出速度が向上する。このとき、参照電圧の変化率は変化しないので、検出温度に対する分解能は変化しない。

なお、リピート回数を多くすれば、スイープ時における分解能が向上するが、サンプリング回数が同じならばスイープ時間が長くなる。一方、リピート回数を少なくすれば、スイープ時における分解能が低下するが、サンプリング回数が同じでもスイープ時間が短くなる。ここでは、サンプリング回数が少なくなるので、リピート回数を多くした分解能重視の構成にしても、スイープ時間が必要以上に長くならない。リピート回数を少なくした検出時間重視の構成であれば、検出時間のさらなる短縮が望める。本実施の形態は、分解能が維持され検出時間が短縮するというバランスがとれた構成と言える。

電圧書換回路９０は、現在から遡った一又は複数の検出温度信号から次のスイープ期間における検出温度を予測し、予測値が余裕を持って含まれる範囲を次のスイープの最低温度及び最高温度とする。この結果、スイープされる温度範囲が狭くなる。そして、最低温度及び最高温度のうち少なくともいずれか一方の変更される温度を示す書換信号を生成する。

このように、検出温度を時系列で把握することによって、次のスイープで検出される温度Ｔを予測し、対応する検出温度範囲を絞ることができる。つまり、検出された温度Ｔに基づいて、新たな最高温度（温度ＰＷＭデューティー変換回路８５に記憶される最小クロック数に相当する）及び最低温度（温度ＰＷＭデューティー変換回路８６に記憶される最大クロック数に相当する）の少なくともいずれか一方を温度Ｔの予測値に合わせて決定することによって、次に参照電圧をスイープする範囲を狭くすることができる。

以上のように、温度センサ４４によるヘッド温度の検出結果に基づいて、電圧書換回路９０が温度の検出範囲を変更する。検出結果が、温度の上昇傾向を示しておれば、検出範囲を決める最低温度を順次高めに変更し、検出範囲を狭める。これにより、スイープ周期が短くなり、温度の検出時間も短くなる。これにより、ドライバＩＣ５２の熱的破損を未然に防ぐことができる。一方、検出結果が温度の下降傾向を示している場合にも応用可能で、一旦温度が上昇した後の下降であれば、最低温度を順次低めに変更すればよい。仮に、起動時から温度の下降傾向を示しておれば、検出範囲を決める最高温度を順次低めに変更する。一般に、温度が低くなるとインクの粘度は上昇し、吐出特性が悪化する。適正な吐出特性を示す温度範囲のうち、その下限温度をＴｌｏｗとしたとき、短時間でヘッド温度がこのＴｌｏｗに達することを検出できる。これを検出したとき、ＣＰＵは図示しない表示手段を用いたユーザへの警告指令を発するとともに、ドライバＩＣ５２の駆動を停止しても良い。

次に、制御装置１６の動作について図９を参照しつつ説明する。図９は、制御装置１６の動作を示すフローチャートである。図９に示すように、印刷が開始されると、ステップＳ１０１（以下、Ｓ１０１と称する。他のステップも同様）に移行し、用紙Ｐが印刷待機位置Ａに配置されるように載置制御部６９がピックアップローラ１１ｃを駆動させて、印刷準備を行う。その後、Ｓ１０２に移行し、温度検出回路６５が、インクジェットヘッド１のドライバＩＣ５２の温度Ｔを検出する。

そして、Ｓ１０３に移行し、温度検出回路６５が上限温度Ｔｏｆｆ以上の温度Ｔを検知していないときは（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０６に移行する。一方、温度検出回路６５が上限温度Ｔｏｆｆ以上の温度Ｔを検知したときは（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４に移行し、停止部６６が駆動部６４によるドライバＩＣ５２の駆動を停止させると共に、搬送モータ制御部６８が搬送ベルト８を停止させる。そして、Ｓ１０５に移行し、温度検出回路６５が再開温度Ｔｏｎ以下の温度Ｔを検知していないときは（Ｓ１０５：ＮＯ）、再開温度Ｔｏｎ以下の温度Ｔを検知するまで待機する。ドライバＩＣ５２が自然冷却されて、温度検出回路６５が再開温度Ｔｏｎ以下の温度Ｔを検知したときは（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６に移行する。

Ｓ１０６においては、次の用紙Ｐに対する印刷処理を行う。このとき、停止部６６によりドライバＩＣ５２の駆動が停止しているときは、再開部６７がドライバＩＣ５２の駆動を再開させる。印刷処理を行うときは、所定のタイミングで、印刷待機位置Ａで待機している用紙Ｐが搬送ベルト８の外周面８ａに載置されるように載置制御部６９がピックアップローラ１１ｃを駆動させる。印刷処理が完了すると、Ｓ１０７に移行し、全ての印刷が完了したか否かを判断する。印刷が完了していないときは（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０１に移行し、次の用紙Ｐに対する印刷処理に関して上述した処理を繰り返す。印刷が完了しているときは（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、図９に示すフローチャートの処理を完了させる。

以上説明した本実施形態によると、ドライバＩＣ５２の温度をリアルタイムで検出できるとともに、電圧書換回路９０から出力された書換信号によって温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６に記憶された最小クロック数及び最大クロック数の少なくともいずれか一方を変更することにより、参照信号の電圧変化範囲を温度センサ４４の出力信号の電圧に近い適切な範囲に容易に変更することができる。これにより、スイープ時間を効率よく短縮することができ、温度検出の応答性を高くすることができる。

さらに、リピートカウンタ８４に入力されるリピート回数信号Ｒｅｐｅａｔを変更することにより、参照電圧の変化率を変更することができる。これにより、サンプリング時間が短くなり、スイープ時間をさらに効率よく短縮することができる。

また、温度検出回路６５が、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路４１と、ＰＷＭ信号を平滑して参照電圧を生成する平滑回路４３と、ＰＷＭ信号のパルス幅変調を行うＰＷＭコントローラ４２とで構成されているため、温度検出回路６５を安価に構成することができる。さらに、リピートカウンタ８４に記憶されたパルス数の値を書き換えることにより、参照信号の電圧変化率を容易に変更することができるので、温度検出の応答性をさらに高くすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、ＰＷＭ信号生成回路４１及びＰＷＭコントローラ１４２のブロック図である。なお、第２実施形態においては、ＰＷＭコントローラ１４２のリピートカウンタ１８４のみが第１実施形態と異なるため、以下、リピートカウンタ１８４を中心に説明し、他の部分については第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

リピートカウンタ１８４は、入力されたリピート回数信号Ｒｅｐｅａｔが示すリピート回数だけ参照電圧が最小参照電圧から最大参照電圧まで段階的に変化するように、スイープカウンタ８３にインクリメント信号を出力する。このインクリメント信号は、ＰＷＭ信号のパルス数に基づくサンプリング周期毎に出力される。

具体的には、リピートカウンタ１８４は、各サンプリング周期に含まれるＰＷＭ周期の数を記憶している。そして、図１０に示すように、リピートカウンタ１８４は、フリップフロップ７７のＱ端子から出力されるパルスの数をカウントする。リピートカウンタ１８４のカウンタ機能は、プリセット式のダウンカウンタで実現されている。例えば、Ｑ端子の出力信号がＬｏｗからＨｉｇｈとなるとき、つまり、ＰＷＭ周期が開始される度に、リピートカウンタ１８４は初期のパルス数からダウンカウントしていく。そして、カウント値が０となったときにダウンカウンタのボロー信号がインクリメント信号としてスイープカウンタ８３に出力される。

例えば、サンプリング周期がＰＷＭ周期の５倍であるとき、サンプリング周期毎に、フリップフロップ７７のＱ端子から５つのパルスが出力される。リピートカウンタ１８４は、５つのパルスをダウンカウントしたとき、スイープカウンタ８３にインクリメント信号を出力することになる。ボロー信号が出力されると、次のサンプリング周期のリピート回数が、図示しない記憶手段（例えば、ＲＯＭ）から制御回路又は制御ユニットの一部である図示しないＣＰＵによってリピートカウンタ１８４にロードされる。本実施形態においては、リピート回数は固定されている。しかしながら、ロードされるリピート回数がＣＰＵによって変更可能となっていてもよい。これによって、サンプリング周期の長さを変えることができる。リピート回数は検出温度の変化率に応じて変えられてもよく、例えば、変化率が高いつまり温度が急激な変化を示すときには、リピート回数を減らしてサンプリング周期を短くする。変化率はＣＰＵによって計算される。

スイープカウンタ８３は、予め決められた参照電圧の変化率に対応して、ＰＷＭ信号生成回路４１が出力するＰＷＭ信号のパルス幅を制御するための制御クロック数をカウントするプリセットカウンタである。

インクジェットプリンタ１０１の起動時には、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５から出力された最小クロック数が、制御クロック数の初期値としてスイープカウンタ８３にプリセットされる。その後、スイープカウンタ８３は、リピートカウンタ１８４からインクリメント信号が出力される毎に、参照電圧の変化率に従って制御クロック数をカウントアップする。例えば、図８の例では、インクリメント動作毎に、先のサンプリング時より約４０９個多い制御クロック数がカウントアップされる。

スイープカウンタ８３のカウント値、すなわち制御クロック数は、コンパレータ７６に出力されており、制御クロック数とＰＷＭカウンタ８２のカウント値とが一致したとき、フリップフロップ７７がＬｏｗにリセットされる。Ｌｏｗの期間は、ＰＷＭカウンタ８２が１ＰＷＭ周期分としての４０９６パルスをカウントするまで維持される。これにより、所定のデューティーを有するＰＷＭ信号の１ＰＷＭ周期分の波形が形成される。

また、スイープカウンタ８３から、制御クロックが、ラッチ回路８８、及び、コンパレータ８７に出力される。コンパレータ８７は、スイープカウンタ８３からの制御クロック数と、温度ＰＷＭデューティー変換回路８６に記憶されている最大クロック数（Ｓｍｉｎに相当）とが一致すると、スイープカウンタ８３にＬＤ信号を出力する。このとき、温度ＰＷＭデューティー変換回路８５に記憶されている最小クロック数（Ｓｍａｘに相当）が、再度スイープカウンタ８３にプリセットされる。これにより、ＳｍａｘからＳｍｉｎの間で繰り返しＰＷＭ信号のデューティーがスイープされる。一方、ラッチ回路８８に、温度信号生成回路４０から温度検出信号が出力されたとき、スイープカウンタ８３からの現在の制御クロック数がラッチされる。ラッチされた制御クロック数が、ＰＷＭデューティー温度変換回路８９によって温度値に変換され、検出温度として外部に出力される。

以上、説明した本実施形態によると、ドライバＩＣ５２の温度をリアルタイムで検出できるとともに、電圧書換回路９０から出力された書換信号によって温度ＰＷＭデューティー変換回路８５、８６に記憶された最小クロック数及び最大クロック数の少なくともいずれか一方を変更することにより、参照信号の電圧変化範囲を温度センサ４４の出力信号の電圧に近い適切な範囲に容易に変更することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、リピートカウンタ８４に入力されるリピート回数信号Ｒｅｐｅａｔを変更することにより、参照電圧の変化率を変更する構成であるが、参照電圧の変化率は固定であってもよい。

また、上述した実施形態においては、温度検出回路６５が、ＰＷＭ信号のパルス幅変調により参照電圧を変化させる構成であるが、温度検出回路は、参照電圧を変化させる他の回路を用いる構成であってもよい。例えば、Ｄ／Ａコンバータを用いて参照電圧を変化させる構成であってもよい。これにより、参照電圧を正確に制御することができるため、温度検出の応答性をより一層高くすることができる。

加えて、上述した実施形態においては、アクチュエータユニット２１が圧電シートを用いたユニモルフタイプのアクチュエータとなっているが、圧力室に吐出エネルギーを付与する他のアクチュエータであってもよい。

上述した実施形態においては、インクジェットプリンタ１０１に本発明を適用し、温度検出回路６５がインクジェットヘッドのドライバＩＣ５２の温度Ｔを検出する構成となっているが、温度検出が必要な他のあらゆる装置に対して本発明は適用可能である。

本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタの外観側面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの幅方向に沿った断面図である。 図１に示す制御装置のブロック図である。 図３に示す温度信号生成回路及び温度検出回路のブロック図である。 図４に示す温度センサが出力する電圧の温度特性を示すグラフである。 図４に示すＰＷＭ信号生成回路が出力するＰＷＭ信号と、参照電圧との関係について示した図である。 図４に示すＰＷＭ信号生成回路及びＰＷＭコントローラのブロック図である。 図３に示す温度信号生成回路における参照電圧と温度センサからの出力電圧との関係を示した図である。 図１に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るＰＷＭコントローラを説明するためのブロック図である。 図７に示す温度ＰＷＭデューティー変換回路に含まれるパルス数算出回路のブロック図である。 図７に示すＰＷＭデューティー温度変換回路に含まれる温度算出回路のブロック図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
２ ヘッド本体
１６ 制御装置
４０ 温度信号生成回路
４１ ＰＷＭ信号生成回路
４２ ＰＷＭコントローラ
４３ 平滑回路
４４ 温度センサ
４５ コンパレータ
４６ 増幅回路
５４ 基板
６３ 印刷データ記憶部
６４ 駆動部
６５ 温度検出回路
６６ 停止部
６７ 再開部
６８ 搬送モータ制御部
６９ 載置制御部
７１ リザーバユニット
７６ コンパレータ
７７ フリップフロップ
８１ ＰＷＭクロック発生回路
８２ ＰＷＭカウンタ
８３ スイープカウンタ
８４ リピートカウンタ
８５、８６ 温度ＰＷＭデューティー変換回路
８７ コンパレータ
８８ ラッチ回路
８９ ＰＷＭデューティー温度変換回路
１０１ インクジェットプリンタ
５２ ドライバＩＣ
Ｃ１ コンデンサ
Ｒ１ 抵抗

Claims (15)

1. 検知対象物の温度変化に伴って電圧が変化する出力信号を出力する温度センサと、
   前記検知対象物の温度に関連付けられる参照信号を生成する参照信号生成回路と、
   前記参照信号の電圧が変化する範囲を規定した第１電圧及び第２電圧を記憶する電圧記憶回路と、
   前記参照信号の電圧が、前記電圧記憶回路に記憶された前記第１電圧から前記第２電圧に変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御回路と、
   前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致するか否かを判断する判断回路と、
   前記電圧記憶回路に記憶された前記第１電圧及び第２電圧の少なくともいずれか一方を書き換える電圧書換回路とを備えており、
   前記制御回路は、前記判断回路が前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致すると判断したとき、当該一致したときの前記参照信号の電圧に基づいて前記検知対象物の温度を検出するとともに、検出された前記検知対象物の温度に対応して前記参照信号の電圧の変化範囲が変更されるように前記電圧書換回路を制御することを特徴する温度検出装置。
2. 前記参照信号生成回路が、所定周期のパルス信号を生成するパルス信号生成回路、及び、前記パルス信号生成回路が生成した前記パルス信号を平滑化して前記参照信号として出力する平滑回路を有しており、
   前記制御回路が、前記パルス信号生成回路が生成する前記パルス信号のパルス幅を変更することによって、前記参照信号の電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。
3. 前記制御回路は、
   前記パルス信号生成回路が一定のパルス幅を有する前記パルス信号を生成している間、前記パルス信号のパルス数をカウントするカウンタと、
   前記パルス信号に関するパルス数を記憶するパルス数記憶回路とを含んでおり、
   前記制御回路は、前記カウンタの値が、前記パルス数記憶回路に記憶されたパルス数と一致する毎に、前記パルス信号のパルス幅を変更することを特徴とする請求項２に記載の温度検出装置。
4. 前記制御回路が、検出した温度に対応する前記参照信号の電圧に基づいて新たな前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくともいずれか一方を決定し、決定された新たな前記第１電圧及び前記第２電圧の少なくともいずれか一方が前記電圧記憶回路に記憶されるように前記電圧書換回路を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度検出装置。
5. 前記参照信号生成回路が、Ｄ／Ａコンバータであることを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。
6. 前記第１電圧が検出温度範囲における最高温度に関連付けられており、
   前記第２電圧が前記検出温度範囲における最低温度に関連付けられており、
   前記制御回路は、過去に検出した温度に基づいて、前記検知対象物の温度が上昇傾向にあると判断したとき、前記最低温度が高くなるように前記第２電圧を変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の温度検出装置。
7. 検知対象物の温度変化に伴って出力信号のレベルが変化する温度センサと、
   レベルが変化可能な参照信号を生成する参照信号生成回路と、
   前記参照信号のレベルが変化する範囲を規定した第１信号レベル及び第２信号レベルを書換え可能に記憶するレベル記憶部と、
   前記参照信号のレベルが、前記レベル記憶部に記憶された前記第１信号レベルから前記第２信号レベルに変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御ユニットと、
   前記参照信号のレベルと前記出力信号のレベルとを比較する比較回路と、
   前記レベル記憶部に記憶された第１信号レベルおよび第２信号レベルの少なくとも一方を書き換えるレベル書換部とを備えており、
   前記制御ユニットは、前記比較回路の比較結果に従って前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したことを判断し、前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したときに前記参照信号生成回路が生成した前記参照信号のレベルに相当する信号を前記検知対象物の現在の温度を表す検出温度信号として発生するとともに、前記検知対象物の温度を表す信号に対応して前記参照信号のレベルの変化範囲が変更されるように前記レベル書換部を制御することを特徴する温度検出装置。
8. 前記制御ユニットは、
   所定周期の信号をカウントするスイープカウンタと、
   前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したときに前記スイープカウンタの計数内容を記憶保持するラッチ回路とを含み、
   前記スイープカウンタには、前記第１信号レベルが初期値としてロードされ、その計数内容が前記第２信号レベルに達したとき前記第１信号レベルが初期値として再度ロードされ、
   前記制御ユニットは、前記ラッチ回路の記憶保持内容に相当する信号を前記検出温度信号として発生することを特徴とする請求項７に記載の温度検出装置。
9. 前記第１信号レベルから前記第２信号レベルまでの温度検出範囲は、複数のサンプリング周期からなり、各サンプリング周期は、複数の前記所定周期をそれぞれ含む複数のパルス幅変調周期からなっており、
   前記スイープカウンタは、前記サンプリング周期内に発生する前記所定周期の信号をカウントすることを特徴とする請求項８に記載の温度検出装置。
10. 前記制御ユニットは、前記パルス幅変調周期より短い一定の繰返し周期を有するクロックをカウントするリピートカウンタを含み、
    前記リピートカウンタには、前記各サンプリング周期を構成する前記パルス幅変調周期の数を記憶可能であり、前記リピートカウンタは、その記憶された数の前記パルス幅変調周期に相当する期間を前記クロックによりカウントしたとき、インクリメント信号を前記スイープカウンタに供給することを特徴とする請求項９に記載の温度検出装置。
11. 前記制御ユニットは、前記パルス幅変調周期で発生するパルス幅変調信号をカウントするリピートカウンタを含み、
    前記リピートカウンタには、前記各サンプリング周期を構成する前記パルス幅変調周期の数を記憶可能であり、前記リピートカウンタは、その記憶された数の前記パルス幅変調周期に相当する期間を前記パルス幅変調信号によりカウントしたとき、インクリメント信号を前記スイープカウンタに供給することを特徴とする請求項９に記載の温度検出装置。
12. 被記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドの温度変化に伴って出力信号の電圧が連続的に変化する温度センサと、
    前記記録ヘッドの温度に関連付けられる参照信号を生成する参照信号生成回路と、
    前記参照信号の電圧が変化する範囲を規定した第１電圧及び第２電圧を記憶する電圧記憶回路と、
    前記参照信号の電圧が、前記電圧記憶回路に記憶された前記第１電圧から前記第２電圧に変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御回路と、
    前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致するか否かを判断する判断回路と、
    前記電圧記憶回路に記憶された第１電圧及び第２電圧の少なくともいずれか一方を書き換える電圧書換回路とを備えており、
    前記制御回路は、前記判断回路が前記参照信号の電圧と前記出力信号の電圧とが一致すると判断したとき、当該一致したときの前記参照信号の電圧に基づいて前記記録ヘッドの温度を検出するとともに、検出された前記記録ヘッドの温度に対応して前記参照信号の電圧の変化範囲が変更されるように前記電圧書換回路を制御することを特徴する記録装置。
13. 被記録媒体に画像を記録する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドの温度変化に伴って出力信号のレベルが変化する温度センサと、
    レベルが変化可能な参照信号を生成する参照信号生成回路と、
    前記参照信号のレベルが変化する範囲を規定した第１信号レベル及び第２信号レベルを書換え可能に記憶するレベル記憶部と、
    前記参照信号のレベルが、前記レベル記憶部に記憶された前記第１信号レベルから前記第２信号レベルに変化するように前記参照信号生成回路を制御する制御ユニットと、
    前記参照信号のレベルと前記出力信号のレベルとを比較する比較回路と、
    前記レベル記憶部に記憶された第１信号レベルおよび第２信号レベルの少なくとも一方を書き換えるレベル書換部とを備えており、
    前記制御ユニットは、前記比較回路の比較結果に従って前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したことを判断し、前記参照信号のレベルが前記出力信号のレベルに達したときに前記参照信号生成回路が生成した前記参照信号のレベルに相当する信号を前記記録ヘッドの現在の温度を表す検出温度信号として発生するとともに、前記記録ヘッドの温度を表す信号に対応して前記参照信号のレベルの変化範囲が変更されるように前記レベル書換部を制御することを特徴する記録装置。
14. 前記検出温度信号により表された前記記録ヘッドの現在の温度が、予め定められた上限温度に達したことを判断する判断部と、
    前記記録ヘッドの現在の温度が、予め定められた上限温度に達したと判断されたとき、前記記録ヘッドによる１つの被記録媒体の記録処理が完了した後に前記記録ヘッドの記録動作を停止させる停止部とをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の記録装置。
15. 前記制御ユニットは、
    前記現在の温度を表す検出温度信号に加え、現在から遡って発生した複数の検出温度信号の平均レベルに基づいて、新たな前記第１信号レベル及び新たな前記第２信号レベルの少なくともいずれか一方を決定し、決定された新たな前記第１信号レベル及び新たな前記第２信号レベルの少なくともいずれか一方が前記レベル記憶部に記憶されるように前記レベル書換部を制御することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の記録装置。

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