JP5029297B2 - Temperature detection device and recording device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a temperature detection device that detects the temperature of an object to be detected, and a recording device including the same.
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。 There is an ink jet printer that prints an image on a recording sheet by ejecting ink droplets onto the recording sheet that is a recording medium. As such an ink jet printer, a recording head having a nozzle that discharges ink droplets and a flow path unit in which a pressure chamber communicating with the nozzle is formed, an actuator that applies discharge energy to ink in the pressure chamber, and an actuator are provided. One having a driver IC that generates a pulse for driving is known. The actuator applies discharge energy to the pressure chamber by changing the volume of the pressure chamber. This actuator is driven when a pulsed drive signal is applied from the driver IC.
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。ドライバIC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)。これにより、ドライバICの熱破壊を防止することができる。さらに、ドライバICの温度を検出するため、温度により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参照電圧(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(例えば、特許文献2参照)。この技術によると、コンパレータが、ダイオードからの出力電圧が参照電圧と一致したことを検知したときに、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させ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。 In such an ink jet printer, the speed of printing is increased by increasing the pulse frequency of the drive signal output from the driver IC to shorten the ink droplet ejection cycle. However, when the pulse frequency of the drive signal is increased, the amount of heat generated by the driver IC increases. A technique is known in which when the driver IC becomes a predetermined temperature or higher, the driving of the driver IC is stopped until the driver IC is cooled, and the temperature of the driver IC is prevented from becoming too high (Patent Literature). 1). Thereby, thermal destruction of the driver IC can be prevented. Furthermore, in order to detect the temperature of the driver IC, a diode whose output voltage changes according to the temperature and a comparator that detects that the output voltage from the diode matches the reference voltage (reference voltage) corresponding to the detected temperature are provided. A temperature detection circuit is known (see, for example, Patent Document 2). According to this technique, when the comparator detects that the output voltage from the diode matches the reference voltage, it can detect that the temperature of the driver IC is the detected temperature. In addition, a technique of outputting a reference voltage as a sawtooth wave or a triangular wave and sweeping it has been known. By applying this, the temperature of the driver IC can be detected in a wide range.
上述した技術によると、ドライバICが検出温度になったときにのみ、ドライバICの温度が検出されるため、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、ドライバICを低い温度範囲で駆動させることになるため駆動効率が低下する。この場合、参照電圧を変化させる回路として、D/Aコンバータを用いることが知られているが、コストが高くなってしまう。そこで、PWM信号を出力する回路と、PWM信号を平滑して参照電圧を生成する平滑回路と、PWM信号をパルス幅変調させる回路を用いる技術が知られている。これによると、安価な回路構成で参照電圧を変化させることができる。しかしながら、温度検出の精度を高くするためにリップルの少ない安定した参照電圧を生成するには、平滑回路の時定数を十分大きくしなければならない。このように、平滑回路の時定数を大きくすると、参照電圧の位相遅れが大きくなるため、温度検出の応答性が低くなる。 According to the above-described technique, the temperature of the driver IC is detected only when the driver IC reaches the detection temperature. Therefore, it is necessary to set the detection temperature low in anticipation of a sudden rise in the temperature of the driver IC. . In this case, the driving efficiency is lowered because the driver IC is driven in a low temperature range. In this case, it is known to use a D / A converter as a circuit for changing the reference voltage, but the cost increases. Therefore, a technique using a circuit that outputs a PWM signal, a smoothing circuit that generates a reference voltage by smoothing the PWM signal, and a circuit that performs pulse width modulation on the PWM signal is known. According to this, the reference voltage can be changed with an inexpensive circuit configuration. However, in order to generate a stable reference voltage with little ripple in order to increase the accuracy of temperature detection, the time constant of the smoothing circuit must be made sufficiently large. As described above, when the time constant of the smoothing circuit is increased, the phase delay of the reference voltage is increased, so that the temperature detection response is lowered.
本発明の目的は、温度検出の精度が低くなるのを抑制しつつ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。 An object of the present invention is to provide a temperature detection apparatus and a recording apparatus that have high temperature detection responsiveness while suppressing a decrease in temperature detection accuracy.
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を備えている。そして、前記参照信号生成回路は、所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成回路と、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参照信号として出力する平滑回路とを含む。前記制御回路は、前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1電圧から前記第2電圧までの範囲で変化させると共に、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前記判断回路が判断したとき、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。 The temperature detection device of the present invention includes a temperature sensor that outputs an output signal whose voltage changes with a change in temperature of the detection object, a reference signal generation circuit that generates a reference signal associated with the temperature of the detection object, A voltage storage circuit that stores a first voltage and a second voltage that define a range in which the voltage of the reference signal changes, and a determination circuit that determines whether the voltage of the reference signal matches the voltage of the output signal And a control circuit that controls the reference signal generation circuit so that the voltage of the reference signal changes from the first voltage stored in the voltage storage circuit to the second voltage. The reference signal generation circuit generates a pulse signal having a predetermined period, and the pulse signal generated within a sampling period composed of a plurality of the predetermined periods is a total time for which the pulse signal is maintained at a high level. A pulse signal generation circuit which is the same in any of the predetermined cycles and has two or more types of patterns of periods maintained at a high level within the predetermined cycle, and the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit And a smoothing circuit that performs smoothing and outputs as a reference signal. The control circuit changes the voltage of the reference signal from the first voltage by changing, with the sampling period as a unit, a total time during which the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined period. When the determination circuit determines that the voltage of the reference signal and the voltage of the output signal match, the detection is performed based on the voltage of the reference signal when the voltages match. Detect the temperature of the object.
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を備えている。そして、前記参照信号生成回路は、所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成部と、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参照信号として出力する平滑回路とを含む。前記制御ユニットは、前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1信号レベルから前記第2信号レベルまでの範囲で変化させると共に、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。 In another aspect, the temperature detection device of the present invention includes a temperature sensor that changes a level of an output signal in accordance with a temperature change of a detection target, a reference signal generation circuit that generates a reference signal whose level can be changed, A level storage unit that rewriteably stores a first signal level and a second signal level that define a range in which the level of the reference signal changes, and the first signal in which the level of the reference signal is stored in the level storage unit A control unit that controls the reference signal generation circuit so as to change from a level to the second signal level; and a comparison circuit that compares the level of the reference signal with the level of the output signal. The reference signal generation circuit generates a pulse signal having a predetermined period, and the pulse signal generated within a sampling period composed of a plurality of the predetermined periods is a total time for which the pulse signal is maintained at a high level. A pulse signal generation unit that is the same in any of the predetermined cycles and has two or more types of patterns of periods that are maintained at a high level within the predetermined cycle, and the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit And a smoothing circuit that performs smoothing and outputs as a reference signal. The control unit is configured to change a voltage of the reference signal to the first signal level by changing a total time in which the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined cycle in units of the sampling cycle. To the second signal level, and according to the comparison result of the comparison circuit, it is determined that the level of the reference signal has reached the level of the output signal, and the level of the reference signal is the level of the output signal. When the level is reached, a signal corresponding to the level of the reference signal generated by the reference signal generation circuit is generated as a detected temperature signal representing the current temperature of the detection target.
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電圧が変化する出力信号を出力する温度センサと、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を備えている。そして、前記参照信号生成回路は、所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成回路と、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参照信号として出力する平滑回路とを含む。 前記制御回路は、前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1電圧から前記第2電圧までの範囲で変化させると共に、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前記判断回路が判断したとき、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。
The recording apparatus of the present invention is associated with a recording head that records an image on a recording medium, a temperature sensor that outputs an output signal whose voltage changes with a temperature change of the recording head, and a temperature of the recording head. A reference signal generation circuit for generating a reference signal, a voltage storage circuit for storing a first voltage and a second voltage that define a range in which the voltage of the reference signal changes, a voltage of the reference signal, and a voltage of the output signal And a reference circuit for controlling the reference signal generation circuit so that the voltage of the reference signal changes from the first voltage stored in the voltage storage circuit to the second voltage. And a control circuit. The reference signal generation circuit generates a pulse signal having a predetermined period, and the pulse signal generated within a sampling period composed of a plurality of the predetermined periods is a total time for which the pulse signal is maintained at a high level. A pulse signal generation circuit which is the same in any of the predetermined cycles and has two or more types of patterns of periods maintained at a high level within the predetermined cycle, and the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit And a smoothing circuit that performs smoothing and outputs as a reference signal. The control circuit changes the voltage of the reference signal from the first voltage by changing, with the sampling period as a unit, a total time during which the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined period. When the determination circuit determines that the voltage of the reference signal and the voltage of the output signal match, the recording signal is changed based on the voltage of the reference signal when the voltage matches. Detect the head temperature.
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を備えている。そして、前記参照信号生成回路は、所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成部と、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参照信号として出力する平滑回路とを含む。前記制御ユニットは、前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1信号レベルから前記第2信号レベルまでの範囲で変化させると共に、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。
In another aspect, the recording apparatus of the present invention includes a recording head that records an image on a recording medium, a temperature sensor that changes a level of an output signal in accordance with a temperature change of the recording head, and a reference whose level can be changed. A reference signal generation circuit for generating a signal, a level storage unit that rewriteably stores a first signal level and a second signal level that define a range in which the level of the reference signal changes, and a level of the reference signal, A control unit that controls the reference signal generation circuit so as to change from the first signal level stored in the level storage unit to the second signal level, and compares the level of the reference signal and the level of the output signal And a comparison circuit. The reference signal generation circuit generates a pulse signal having a predetermined period, and the pulse signal generated within a sampling period composed of a plurality of the predetermined periods is a total time for which the pulse signal is maintained at a high level. A pulse signal generation unit that is the same in any of the predetermined cycles and has two or more types of patterns of periods that are maintained at a high level within the predetermined cycle, and the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit And a smoothing circuit that performs smoothing and outputs as a reference signal. The control unit is configured to change a voltage of the reference signal to the first signal level by changing a total time in which the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined cycle in units of the sampling cycle. To the second signal level, and according to the comparison result of the comparison circuit, it is determined that the level of the reference signal has reached the level of the output signal, and the level of the reference signal is the level of the output signal. When the level is reached, a signal corresponding to the level of the reference signal generated by the reference signal generation circuit is generated as a detected temperature signal indicating the current temperature of the recording head .
これら本発明によると、パルス信号生成回路が、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号を生成するので、当該パルス信号のスペクトルが複数に分散する。このとき、より高周波帯に分散したスペクトルに対応するパルス周期に合わせて平滑回路を最適化することで、リップルの発生を抑制しつつ平滑回路の時定数を小さくすることができる。これにより、参照信号の位相遅れが抑制され、温度検出の精度が低くなるのを抑制しつつ温度検出の応答性を高くすることができる。
なお、実際に生成されるパルス信号は、直流成分と交流成分の合成波である。このうち、交流成分は、基本波に加えて、その高調波からなるスペクトルを持っている。ここで、2つの前記所定周期内におけるデューティーが互いに同じであっても、前記所定周期内にハイレベルが1つだけの場合と、前記所定周期内にハイレベルが複数ある場合とではスペクトルに違いがあり、後者では高調波成分が多くなる傾向がある。平滑回路は一種のローパスフィルタであるので、後者を平滑化して得られる信号ではよりリップルが抑制されることになる。
According to these aspects of the present invention, the pulse signal generation circuit generates a pulse signal having two or more types of patterns of periods that are maintained at a high level within the predetermined period, so that the spectrum of the pulse signal is dispersed in a plurality. At this time, by optimizing the smoothing circuit according to the pulse period corresponding to the spectrum dispersed in a higher frequency band, the time constant of the smoothing circuit can be reduced while suppressing the generation of ripples. Thereby, the phase delay of the reference signal is suppressed, and the responsiveness of the temperature detection can be increased while suppressing the accuracy of the temperature detection from being lowered.
The actually generated pulse signal is a combined wave of a direct current component and an alternating current component. Among these, the AC component has a spectrum composed of its harmonics in addition to the fundamental wave. Here, even if the duty in the two predetermined cycles is the same, there is a difference in spectrum between the case where there is only one high level in the predetermined cycle and the case where there are multiple high levels in the predetermined cycle. In the latter case, the harmonic component tends to increase. Since the smoothing circuit is a kind of low-pass filter, ripples are further suppressed in the signal obtained by smoothing the latter.
前記パルス信号生成回路が、前記所定周期内にランダムに1つのパルスが配置されたパルス信号を生成してよい。これによると、パルス信号生成回路が生成したパルス信号のスペクトルが所定の範囲において均一に分散するため、参照信号のリップルが部分的に大きくなるのを抑制することができる。 The pulse signal generation circuit may generate a pulse signal in which one pulse is randomly arranged within the predetermined period. According to this, since the spectrum of the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is uniformly distributed in a predetermined range, it is possible to suppress a partial increase in the ripple of the reference signal.
前記パルス信号生成回路が、前記所定周期内に複数のパルスがランダムに配置されたパルス信号を生成してよい。これによると、パルス信号生成回路が生成したパルス信号のスペクトルを確実により高周波帯へとシフトさせることができるため、参照信号のリップルの発生を抑制しつつ平滑回路の時定数をさらに小さくすることができる。 The pulse signal generation circuit may generate a pulse signal in which a plurality of pulses are randomly arranged within the predetermined period. According to this, the spectrum of the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit can be surely shifted to the high frequency band, so that the time constant of the smoothing circuit can be further reduced while suppressing the generation of ripple of the reference signal. it can.
前記パルス信号生成回路が、乱数を発生する乱数発生回路を含んでおり、前記パルス信号生成回路は、前記所定周期内における一又は複数のパルスの位置を前記乱数発生回路の出力に基づいて決定してもよい。これによると、パルス信号生成回路を簡易な構成にすることができる。 The pulse signal generation circuit includes a random number generation circuit that generates a random number, and the pulse signal generation circuit determines a position of one or a plurality of pulses within the predetermined period based on an output of the random number generation circuit. May be. According to this, the pulse signal generation circuit can be simplified.
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、用紙が無駄に消費されることがなくなる。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。 In the recording apparatus of the present invention, a determination unit that determines that the current temperature of the recording head represented by the detected temperature signal has reached a predetermined upper limit temperature, and the current temperature of the recording head is: When it is determined that a predetermined upper limit temperature has been reached, the recording head may further include a stop unit that stops the recording operation of the recording head after the recording process of one recording medium by the recording head is completed. As a result, paper is not wasted. In addition, printing can be reliably performed without losing image data being printed.
また、前記パルス信号生成部は、前記所定周期内において、前記パルス信号のハイレベルに対応した複数のハイレベル期間がランダムに配置されたハイローパターンを表す信号を生成する乱数発生部と、前記乱数発生部が生成した信号を一時的に記憶する乱数記憶部と、
前記乱数記憶部に記憶された信号の最終部分の符号と前記乱数発生部が新たに生成した信号の先頭部分の符号とを比較するハイロー比較回路とを有し、前記最終部分の符号と前記先頭部分の符号がともにハイレベルであると前記ハイロー比較回路が判断したとき、前記乱数発生部は、さらに新たに前記ハイローパターンを表す信号を生成してよい。これによって、得られる参照信号に含まれるリップルがさらに抑制されることになる。
The pulse signal generation unit generates a signal representing a high / low pattern in which a plurality of high level periods corresponding to the high level of the pulse signal are randomly arranged within the predetermined period; and the random number A random number storage unit for temporarily storing the signal generated by the generation unit;
A high-low comparison circuit that compares the code of the last part of the signal stored in the random number storage unit with the code of the head part of the signal newly generated by the random number generation unit; and the code of the last part and the head When the high / low comparison circuit determines that both of the codes of the portions are at a high level, the random number generator may newly generate a signal representing the high / low pattern. As a result, ripples included in the obtained reference signal are further suppressed.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一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。
Figure 1 is a side view of a recording apparatus der Louis inkjet printer comprising a temperature detection device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an
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。
Inside the
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。
A
図1に示すように、搬送ベルト8のすぐ下流には、剥離機構14が設けられている。剥離機構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に向けて導くように構成されている。
As shown in FIG. 1, a
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。
The four
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。
When the paper P transported by the transport belt 8 sequentially passes immediately below the four
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。
Next, the
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。
In the
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。
The actuator unit 21 includes a plurality of actuators corresponding to the pressure chambers of the flow path unit 9 and selectively applies ejection energy to the ink in the pressure chamber. In this embodiment, the actuator unit 21 is a piezoelectric actuator that is formed of a ferroelectric lead zirconate titanate (PZT) ceramic material and has a piezoelectric sheet (piezoelectric layer). The piezoelectric sheet is sandwiched between an individual electrode facing the pressure chamber and a common electrode. The common electrode is equally grounded in the region corresponding to all the pressure chambers. On the other hand, the individual electrode is electrically connected to each terminal of the
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。 That is, in the actuator unit 21, the portion sandwiched between the individual electrodes and the pressure chambers functions as individual actuators, and a plurality of actuators corresponding to the number of pressure chambers are built. When a drive signal is input to the individual electrode, a region corresponding to the individual electrode of the actuator unit 21 is displaced convexly toward the inside of the pressure chamber. Thereby, pressure, that is, ejection energy is applied to the ink in the pressure chamber, and a pressure wave is generated in the pressure chamber. Then, the generated pressure wave propagates from the pressure chamber to the nozzle, whereby an ink droplet is ejected from the nozzle.
リザーバユニット71は、プレート91〜94の4枚の金属製のプレート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のは、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。
The
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。
At one end of the
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。
The
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。
The side cover 53 is a metal plate member, and extends upward from the vicinity of both end portions in the width direction on the upper surface of the flow path unit 9. The lower end of the
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。また、ヘッドカバー55の長手方向に関する両端が、サイドカバー53同士の間に配置されるように折り曲げられている。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。
The
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。
Next, the
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。
The print
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。
The
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。
The driver
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、120℃)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。
In order to prevent thermal destruction of the
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。
The restarting
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。
The transport
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。
The
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。
Next, the temperature
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、判断回路及び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。
As shown in FIG. 4, the temperature
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9参照)。温度検出信号は、この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9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。
The
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又はパルス信号生成部である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。
Next, the
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は、各PWM周期内において、パルスのハイレベル位置がランダムであるPWM信号を生成する。これにより、PWM信号生成回路41が生成するPWM信号は、PWM周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに複数種類がある信号になる。なお、デューティーが同じであれば、各パルスのパルス幅、すなわちハイレベルに維持される期間は同じである。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。
The PWM
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)。
The
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により平滑された信号が、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。
The smoothing
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9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。サンプリング周期内におけるパルス間隔には複数の種類がある。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。
When the
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〜図9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、PWM信号生成回路41が生成するPWM信号を説明するための図である。図9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。
Next, the PWM
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が発生した基準クロックは、PWMカウンタ82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。
As shown in FIG. 7, the PWM
PWMカウンタ82は、各PWM周期において、スイープカウンタ83から出力される後述の制御クロックの数に対応する時間だけHigh(ハイレベル)となる1つのパルスを生成する。
The
PWMカウンタ82は、ランダムパターン記憶部82aを有している。ランダムパターン記憶部82aは、乱数発生回路182と、その出力を一時的に記憶する乱数記憶部である記憶回路183とを有している。さらに、ランダムパターン記憶部82aは、記憶回路183に格納された情報と乱数発生回路182の出力とを比較するハイロー比較回路184をも有している。乱数発生回路182は、スイープカウンタ83から出力される制御クロック数(PWM信号のデューティーに相当)に対応してPWM信号の1パルス分のハイロー(high-low)(HL)パターンを生成する。記憶回路183は、乱数発生回路182が丁度1PWM周期前に生成したHLパターンを記憶している。
The
図8に示すように、PWM信号は、各PWM周期においてハイレベルとなる期間がランダムに配置された信号である。ランダムパターンは、1サンプリング周期を作る複数のPWM周期分のパルスによって構成されている。図中、ハイレベル期間を示す符号が「H」、ローレベル期間を示す符号が「L」で表されている。各ランダムパターンでは、PWM信号に含まれる各パルスが、制御クロック数分だけ連続してハイレベルとなっている。図8は、デューティーが20%の場合におけるPWM信号のランダムパターンの一部を示している。図8においては、1つのPWM周期が10基準ブロックで構成され、且つ、連続する2基準ブロックをハイレベルとするランダムパターンが示されている。本実施の形態では、1基準ブロックの期間が約409個の制御パルス(デューティー10%分)に対応している。
As shown in FIG. 8, the PWM signal is a signal in which periods of high level are randomly arranged in each PWM cycle. The random pattern is composed of pulses for a plurality of PWM periods that form one sampling period. In the drawing, a code indicating a high level period is represented by “H”, and a code indicating a low level period is represented by “L”. In each random pattern, each pulse included in the PWM signal is continuously at a high level by the number of control clocks. FIG. 8 shows a part of the random pattern of the PWM signal when the duty is 20%. FIG. 8 shows a random pattern in which one PWM cycle is composed of 10 reference blocks and two consecutive reference blocks are at a high level. In this embodiment, the period of one reference block corresponds to about 409 control pulses (
ランダムパターン記憶部453の乱数発生回路453aは、制御クロック数に対応してハイレベル期間がランダムに配置されたHLパターン信号を生成する。HLパターン信号はPWM周期毎に生成され、PWMカウンタ452によって、複数のパルス間隔を有するPWM信号が生成されることになる。 The random number generation circuit 453a of the random pattern storage unit 453 generates an HL pattern signal in which high-level periods are randomly arranged corresponding to the number of control clocks. The HL pattern signal is generated every PWM cycle, and the PWM counter 452 generates a PWM signal having a plurality of pulse intervals.
記憶回路453bには、直前のHLパターン信号が記憶されている。ハイロー比較回路453cは、HLパターン信号に関して、直前のPWM周期の最終ブロックの符号と今回のPWM周期の先頭ブロックの符号とを比較する。ともにハイレベルを示していると判断されると、乱数発生回路は、HLパターンを再び生成する。このHLパターンの再生成は、ハイロー比較回路453cによって、符号同士が一致していないと判断されるまで繰り返される。これによって、PWMカウンタ452は、隣接するPWM周期のハイレベル同士が連続しないようなPWM信号を生成するので、参照電圧のリップルが抑制される。各ランダムパターンにおいては、デューティー100%の場合を除いて、隣接する2つのPWM周期間に亘って「H」が連続しなくなる。 The memory circuit 453b stores the previous HL pattern signal. The high / low comparison circuit 453c compares the code of the last block of the previous PWM cycle with the code of the first block of the current PWM cycle with respect to the HL pattern signal. If it is determined that both are high, the random number generation circuit generates the HL pattern again. This regeneration of the HL pattern is repeated until the high / low comparison circuit 453c determines that the codes do not match. As a result, the PWM counter 452 generates a PWM signal in which the high levels of adjacent PWM periods do not continue, so that the ripple of the reference voltage is suppressed. In each random pattern, except for the case where the duty is 100%, “H” does not continue between two adjacent PWM periods.
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、電圧記憶回路又はレベル記憶部である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とが決まる。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って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。
The
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。
The
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。
Specifically, the repeat counter 84 stores the total number of PWM clocks output in each sampling period. The repeat counter 84 counts the number of PWM clocks generated by the PWM
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。
For example, when one sampling period is five times the PWM period, the PWM
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。 When the borrow signal is output, the number of repeats in the next sampling period is loaded into the repeat counter 84 from a storage unit (not shown) such as a ROM by a CPU (not shown) that is a part of the control circuit or control unit. In the present embodiment, the number of repeats is fixed. However, the number of repeats to be loaded may be changeable by the CPU. As a result, the length of the sampling period can be changed. The number of repeats may be changed according to the rate of change of the detected temperature. For example, when the rate of change is high, that is, when the temperature shows a sudden change, the number of repeats is reduced to shorten the sampling period. The rate of change is calculated by the CPU.
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。
The temperature PWM
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。
Note that a rewrite signal from the
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。
Here, a configuration in which the temperature PWM
温度PWMデューティー変換回路85、86は、それぞれ、図12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。
Each of the temperature PWM
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。
In the present embodiment, every time one sampling period elapses, the
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。
The
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。
The
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。
The
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9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。
Subsequently, in the
これにより、図9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。
As a result, as shown in FIG. 9, the reference voltage output from the
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。
The
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13に示す。図13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。
A specific configuration of this conversion will be described based on the linearity of the
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9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。
The temperature T detected by the PWM duty
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。
The
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。
A storage means (for example, RAM) (not shown) stores a detected temperature that goes back a predetermined number of sweeps from the current time. The
例えば、図9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。
For example, as shown in FIG. 9, when the detected temperature rises with time, the minimum temperature of the rewrite signal is sequentially changed to a higher temperature in accordance with this rise. The newly set minimum temperature Tmin may be set to a temperature that is 20-30% lower than the previously measured detected temperature. If the increment of the number of control clocks for each increment is not changed, the number of samplings during one sweep cycle is reduced. As a result, the time required for one sweep is shortened, and the detection speed of the head temperature, that is, the temperature of the
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。 If the number of repeats is increased, the resolution at the time of sweeping is improved, but if the number of samplings is the same, the sweep time becomes longer. On the other hand, if the number of repeats is reduced, the resolution at the time of sweeping is lowered, but the sweep time is shortened even if the number of samplings is the same. Here, since the number of times of sampling is reduced, the sweep time does not become longer than necessary even if the resolution is emphasized with an increased number of repeats. If the detection time-oriented configuration with a reduced number of repeats, the detection time can be further shortened. This embodiment can be said to have a balanced configuration in which the resolution is maintained and the detection time is shortened.
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。
The
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。 Thus, by grasping the detected temperature in time series, the temperature T detected in the next sweep can be predicted, and the corresponding detected temperature range can be narrowed down. That is, based on the detected temperature T, the new maximum temperature (corresponding to the minimum number of clocks stored in the temperature PWM duty conversion circuit 85) and the minimum temperature (maximum number of clocks stored in the temperature PWM duty conversion circuit 86). Is determined in accordance with the predicted value of the temperature T, the range in which the reference voltage is next swept can be narrowed.
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。
As described above, the
次に、制御装置16の動作について図10を参照しつつ説明する。図10は、制御装置16の動作を示すフローチャートである。図10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。
Next, the operation of the
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。
Then, the process proceeds to S103, and when the
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10に示すフローチャートの処理を完了させる。
In S106, the printing process for the next sheet P is performed. At this time, when the driving of the
以上、説明した本実施形態によると、PWM信号生成回路41のPWMカウンタ82が、PWM周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに複数種類があるPWM信号を生成するため、PWM信号のスペクトルが分散する。より高周波帯に分散したスペクトルに対応するパルス周期に合わせて平滑回路43を最適化することで、リップルの発生を抑制しつつ平滑回路43の時定数を小さくすることができる。これにより、参照電圧の位相遅れが抑制され、温度検出の精度が低くなるのを抑制しつつ温度検出の応答性を高くすることができる。
As described above, according to the present embodiment described above, the
また、PWMカウンタ82が、ランダムパターン記憶部82aの乱数発生回路182が生成するHLパターンを参照してPWM信号を生成するため、PWMカウンタ82を簡易な構成にすることができる。
In addition, since the
また、デューティー100%の場合を除いて、隣接する2つのPWM周期間に亘って「H」が連続しないようになっている。これによって、電源回路への負荷が減るとともに、リップルの影響も低減される。 In addition, except for the case where the duty is 100%, “H” does not continue between two adjacent PWM periods. As a result, the load on the power supply circuit is reduced and the influence of ripple is also reduced.
さらに、PWMカウンタ82が、PWM周期毎にランダムに1つのハイレベルが配置されたパルスを生成するため、このパルスから構成されたPWM信号のスペクトルが均一に分散する。これにより、参照電圧のリップルが部分的に大きくなるのを抑制することができる。
Furthermore, since the
なお、本実施形態においては、PWMカウンタ82が、各PWM周期においてランダムに1つのパルスが配置されたPWM信号を生成する構成であるが、図11に示すように、PWMカウンタ82が、各PWM周期においてランダムに2つのパルスが配置されたパルスを生成してもよい。さらには、PWMカウンタ82が、各PWM周期において3つ以上のパルスがランダムに配置されたパルスを生成するようなパルスパターン(ランダムパターン)を、ランダムパターン記憶部82aに記憶させてもよい。いずれの場合も、上述の実施例と同様に隣接するPWM周期間で、それぞれのハイレベルが連続しないことが好ましい。これによると、PWM信号生成回路が生成したPWM信号のスペクトルを確実に高周波側にシフトさせることができるため、参照電圧のリップルを抑制しつつ平滑回路の時定数をさらに小さくすることができる。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。
In the present embodiment, the
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、PWMカウンタ82が、各PWM周期においてランダムに1つのパルスが配置されたPWM信号を生成する構成であるが、ハイレベルに維持される合計時間がいずれのPWM周期においても同じであると共に各PWM周期において少なくとも2種類のハイレベル期間のパターンを有する範囲で、任意の数のパルスが配置されたPWM信号を生成する構成であってもよい。また、本発明の温度検出装置は、電圧書換回路を含んでいる必要はない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, in the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態においては、PWMカウンタ82が乱数発生回路の生成するHLパターンを参照してPWM信号を生成する構成であるが、ランダムパターン記憶部82aや別に記憶された乱数表を参照しながら、リアルタイムに決定されたパターンにしたがってPWM信号を生成する構成など、他の構成でPWM信号を生成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、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。
In the above-described embodiment, the reference voltage change rate is changed by changing the repeat count signal Repeat input to the
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。 In addition, in the embodiment described above, the actuator unit 21 is a unimorph type actuator using a piezoelectric sheet, but may be another actuator that applies discharge energy to the pressure chamber.
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。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
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
63 印刷データ記憶部
64 ドライバIC駆動部
65 温度検出回路
66 停止部
67 再開部
81 PWMクロック発生回路
82 PWMカウンタ
82a ランダムパターン記憶部
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
DESCRIPTION OF
C1 capacitor R1 resistance
Claims (15)
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を備えており、
前記参照信号生成回路は、
所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成回路と、
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参照信号として出力する平滑回路とを含み、
前記制御回路は、
前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1電圧から前記第2電圧までの範囲で変化させると共に、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前記判断回路が判断したとき、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ことを特徴とする温度検出装置。 A temperature sensor that outputs an output signal whose voltage changes in accordance with the temperature change of the detection object;
A reference signal generation circuit for generating a reference signal associated with the temperature of the detection object;
A voltage storage circuit for storing a first voltage and a second voltage defining a range in which the voltage of the reference signal changes;
A determination circuit for determining whether or not the voltage of the reference signal and the voltage of the output signal match;
A control circuit that controls the reference signal generation circuit so that the voltage of the reference signal changes from the first voltage stored in the voltage storage circuit to the second voltage;
The reference signal generation circuit includes:
A pulse signal having a predetermined cycle is generated, and a pulse signal generated within a sampling cycle composed of a plurality of the predetermined cycles has the same total time maintained at a high level in any of the predetermined cycles. And a pulse signal generation circuit having two or more patterns in a period maintained at a high level within the predetermined period;
A smoothing circuit that smoothes the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit and outputs it as a reference signal;
The control circuit includes:
The voltage of the reference signal is changed from the first voltage to the second voltage by changing the total time in which the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined period in units of the sampling period. And when the determination circuit determines that the voltage of the reference signal matches the voltage of the output signal, the temperature of the detection object is set based on the voltage of the reference signal when the voltage matches. A temperature detecting device characterized by detecting.
前記パルス信号生成回路は、前記所定周期内における一又は複数のパルスの位置を前記乱数発生回路の出力に基づいて決定することを特徴とする請求項2又は3に記載の温度検出装置。 The pulse signal generation circuit includes a random number generation circuit for generating a random number;
The temperature detection device according to claim 2, wherein the pulse signal generation circuit determines a position of one or a plurality of pulses within the predetermined period based on an output of the random number generation circuit.
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を備えており、
前記参照信号生成回路は、
所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成部と、
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参照信号として出力する平滑回路とを含み、
前記制御ユニットは、
前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1信号レベルから前記第2信号レベルまでの範囲で変化させると共に、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ことを特徴とする温度検出装置。 A temperature sensor in which the level of the output signal changes as the temperature of the object to be detected changes,
A reference signal generation circuit for generating a reference signal whose level can be changed;
A level storage unit that rewriteably stores a first signal level and a second signal level that define a range in which the level of the reference signal changes;
A control unit that controls the reference signal generation circuit so that the level of the reference signal changes from the first signal level stored in the level storage unit to the second signal level;
A comparison circuit for comparing the level of the reference signal and the level of the output signal;
The reference signal generation circuit includes:
A pulse signal having a predetermined cycle is generated, and a pulse signal generated within a sampling cycle composed of a plurality of the predetermined cycles has the same total time maintained at a high level in any of the predetermined cycles. And a pulse signal generator having two or more types of patterns in a period maintained at a high level within the predetermined period;
A smoothing circuit that smoothes the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit and outputs it as a reference signal;
The control unit is
The voltage of the reference signal is changed from the first signal level to the second signal by changing the total time that the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined period in units of the sampling period. When the level of the reference signal reaches the level of the output signal, it is determined that the level of the reference signal has reached the level of the output signal according to the comparison result of the comparison circuit. A temperature detection device that generates a signal corresponding to the level of the reference signal generated by the reference signal generation circuit as a detection temperature signal that represents a current temperature of the detection target.
前記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6に記載の温度検出装置。 The control unit is
A sweep counter that counts the signal of the predetermined period;
A latch circuit that stores and holds the count content of the sweep counter when the level of the reference signal reaches the level of the output signal;
The sweep counter is loaded with the first signal level as an initial value, and when the counted content reaches the second signal level, the first signal level is loaded again as an initial value.
The temperature detection apparatus according to claim 6, wherein the control unit generates a signal corresponding to the stored contents of the latch circuit as the detected temperature signal.
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7に記載の温度検出装置。 The temperature detection range from the first signal level to the second signal level is composed of a plurality of the sampling periods, and each sampling period is composed of a plurality of pulse width modulation periods each including a plurality of the predetermined periods,
The temperature detection device according to claim 7, wherein the sweep counter counts the signal of the predetermined period generated within the sampling period.
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8に記載の温度検出装置。 The control unit includes a repeat counter that counts a clock having a constant repetition period shorter than the pulse width modulation period,
The repeat counter can store the number of the pulse width modulation periods constituting each sampling period, and the repeat counter can set a period corresponding to the stored number of the pulse width modulation periods according to the clock. 9. The temperature detecting device according to claim 8 , wherein when the count is counted, an increment signal is supplied to the sweep counter.
前記所定周期内において、前記パルス信号のハイレベルに対応した複数のハイレベル期間がランダムに配置されたハイローパターンを表す信号を生成する乱数発生部と、
前記乱数発生部が生成した信号を一時的に記憶する乱数記憶部と、
前記乱数記憶部に記憶された信号の最終部分の符号と前記乱数発生部が新たに生成した信号の先頭部分の符号とを比較するハイロー比較回路とを有し、
前記最終部分の符号と前記先頭部分の符号がともにハイレベルであると前記ハイロー比較回路が判断したとき、前記乱数発生部は、さらに新たに前記ハイローパターンを表す信号を生成することを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の温度検出装置。 The pulse signal generator is
A random number generator for generating a signal representing a high / low pattern in which a plurality of high level periods corresponding to the high level of the pulse signal are randomly arranged within the predetermined period;
A random number storage unit for temporarily storing the signal generated by the random number generation unit;
A high-low comparison circuit that compares the code of the last part of the signal stored in the random number storage unit with the code of the head part of the signal newly generated by the random number generation unit;
When the high / low comparison circuit determines that both the code of the final part and the code of the head part are at a high level, the random number generation unit further generates a signal representing the high / low pattern. The temperature detection apparatus in any one of Claims 6-9.
前記記録ヘッド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を備えており、
前記参照信号生成回路は、
所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成回路と、
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参照信号として出力する平滑回路とを含み、
前記制御回路は、
前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1電圧から前記第2電圧までの範囲で変化させると共に、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前記判断回路が判断したとき、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ことを特徴とする記録装置。 A recording head for recording an image on a recording medium;
A temperature sensor that outputs an output signal whose voltage changes with a change in temperature of the recording head;
A reference signal generation circuit for generating a reference signal associated with the temperature of the recording head ;
A voltage storage circuit for storing a first voltage and a second voltage defining a range in which the voltage of the reference signal changes;
A determination circuit for determining whether or not the voltage of the reference signal and the voltage of the output signal match;
A control circuit that controls the reference signal generation circuit so that the voltage of the reference signal changes from the first voltage stored in the voltage storage circuit to the second voltage;
The reference signal generation circuit includes:
A pulse signal having a predetermined cycle is generated, and a pulse signal generated within a sampling cycle composed of a plurality of the predetermined cycles has the same total time maintained at a high level in any of the predetermined cycles. And a pulse signal generation circuit having two or more patterns in a period maintained at a high level within the predetermined period;
A smoothing circuit that smoothes the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit and outputs it as a reference signal;
The control circuit includes:
The voltage of the reference signal is changed from the first voltage to the second voltage by changing the total time in which the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined period in units of the sampling period. And when the determination circuit determines that the voltage of the reference signal and the voltage of the output signal match, the temperature of the recording head is detected based on the voltage of the reference signal when the voltage matches. A recording apparatus.
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を備えており、
前記参照信号生成回路は、
所定周期を有するパルス信号を生成するものであって、複数の前記所定周期からなるサンプリング周期内に生成されるパルス信号は、ハイレベルに維持される合計時間がいずれの前記所定周期においても同じであると共に、前記所定周期内においてハイレベルに維持される期間のパターンに2種類以上があるパルス信号生成部と、
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参照信号として出力する平滑回路とを含み、
前記制御ユニットは、
前記パルス信号生成回路が生成するパルス信号が各所定周期においてハイレベルに維持される合計時間を前記サンプリング周期を単位として変更することによって前記参照信号の電圧を前記第1信号レベルから前記第2信号レベルまでの範囲で変化させると共に、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ことを特徴とする記録装置。 A recording head for recording an image on a recording medium;
A temperature sensor in which the level of an output signal changes with a change in temperature of the recording head;
A reference signal generation circuit for generating a reference signal whose level can be changed;
A level storage unit that rewriteably stores a first signal level and a second signal level that define a range in which the level of the reference signal changes;
A control unit that controls the reference signal generation circuit so that the level of the reference signal changes from the first signal level stored in the level storage unit to the second signal level;
A comparison circuit for comparing the level of the reference signal and the level of the output signal;
The reference signal generation circuit includes:
A pulse signal having a predetermined cycle is generated, and a pulse signal generated within a sampling cycle composed of a plurality of the predetermined cycles has the same total time maintained at a high level in any of the predetermined cycles. And a pulse signal generator having two or more types of patterns in a period maintained at a high level within the predetermined period;
A smoothing circuit that smoothes the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit and outputs it as a reference signal;
The control unit is
The voltage of the reference signal is changed from the first signal level to the second signal by changing the total time that the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit is maintained at a high level in each predetermined period in units of the sampling period. When the level of the reference signal reaches the level of the output signal, it is determined that the level of the reference signal has reached the level of the output signal according to the comparison result of the comparison circuit. And generating a signal corresponding to the level of the reference signal generated by the reference signal generation circuit as a detected temperature signal representing the current temperature of the recording head .
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。 A determination unit that determines that the current temperature of the recording head represented by the detected temperature signal has reached a predetermined upper limit temperature;
When it is determined that the current temperature of the recording head has reached a predetermined upper limit temperature, the recording head stops the recording operation after the recording processing of one recording medium by the recording head is completed. The recording apparatus according to claim 13, further comprising: a recording unit.
前記所定周期内において、前記パルス信号のハイレベルに対応した複数のハイレベル期間がランダムに配置されたハイローパターンを表す信号を生成する乱数発生部と、
前記乱数発生部が生成した信号を一時的に記憶する乱数記憶部と、
前記乱数記憶部に記憶された信号の最終部分の符号と前記乱数発生部が新たに生成した信号の先頭部分の符号とを比較するハイロー比較回路とを有し、
前記最終部分の符号と前記先頭部分の符号がともにハイレベルであると前記ハイロー比較回路が判断したとき、前記乱数発生部は、さらに新たに前記ハイローパターンを表す信号を生成することを特徴とする請求項13または14に記載の記録装置。 The pulse signal generator is
A random number generator for generating a signal representing a high / low pattern in which a plurality of high level periods corresponding to the high level of the pulse signal are randomly arranged within the predetermined period;
A random number storage unit for temporarily storing the signal generated by the random number generation unit;
A high-low comparison circuit that compares the code of the last part of the signal stored in the random number storage unit with the code of the head part of the signal newly generated by the random number generation unit;
When the high / low comparison circuit determines that both the code of the final part and the code of the head part are at a high level, the random number generation unit further generates a signal representing the high / low pattern. The recording apparatus according to claim 13 or 14.
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