JP4168666B2 - インクジェット式プリンタのヘッドドライバｉｃ温度検出装置のデジタル基準値入力方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式プリンタのヘッドにおいて、ヘッドドライバＩＣが所定温度以上になったことを検出するようにしたインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣの温度検出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、ノズルからインクを吐出させるための素子として圧電振動子を用いて構成されるインクジェットプリンタのハードウエアの概要を表している。図１においてコントローラ１０２は、プリンタ内に実装される制御基板であって、インタフェース装置１０４から入力されるデータに従った印刷動作を、プリントエンジン１０３に実行させる。ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１２３は、ＲＯＭ（Read Only Memory：読出し専用記憶素子）１２１に格納されたプログラムを実行することにより、コントローラ１０２内の各部を制御する。コントローラ１０２のメインバスには、ＣＰＵ１２３の主記憶装置として働くＲＡＭ（Random Access Memory：読み書き可能記憶素子）１２２や各種設定事項を記録しておくためのＰＲＯＭ（Programable Read Only Memory：再書き込み可能読出し専用記憶素子）１２４が接続されている。
【０００３】
コントローラ１０２内のカスタムＩＣチップ１２６は、ＣＰＵ１２３によって解釈された印刷命令に従い、実際にプリントエンジン１０３に対して各種信号を送出し、これを動作させる。すなわちカスタムＩＣチップ１２６は、プリンタの印字駆動に関する統轄制御を行なうエンジン制御部としての役割を果たす。
【０００４】
カスタムＩＣチップ１２６から送出される信号には、第１にモータ制御のための駆動信号がある。信号線１２８を介して送出されるモータ駆動信号は、印刷用紙の紙送りをおこなわせたり、図示を省略するキャリッジに搭載されるヘッドユニット１３１を移動させたりする。
【０００５】
直接印字にかかわる信号は、スイッチング回路駆動用のディジタル信号及びアナログ信号である。各ノズルにおけるインクの吐出及び吐出停止の状態を表すディジタル信号は、信号線１３２を介して、そのままインクノズル駆動用スイッチング半導体素子１３５に送られる。一方、インク粒の大きさを決定するための信号は、ディジタルのベクトルデータの集まりの形式で、一旦、ディジタル／アナログコンバータ１３３に送られる。ここでディジタル信号は、図２において一例を示すようなアナログの台形波に変換されてから、インクノズル駆動用スイッチング半導体素子１３５に送られる。
【０００６】
図１に表すような圧電振動子の伸長作用を利用することによりノズルからインクを吐出させる方式のインクジェットプリンタにおいて、インクノズル駆動用スイッチング半導体素子は、概略図３に表すような構成を採る。
【０００７】
図３において、各スイッチング回路１３５（１３５の１〜１３５のｎ）はディジタルとアナログの２つの入力を持ち、これら入力に従ったアナログの駆動信号を、信号線１３６（１３６の１〜１３６のｎ）を介して圧電振動子１３７（１３７の１〜１３７のｎ）に対して出力する。各スイッチング回路１３５の入力信号線のうち、一方は、そのノズルにおけるインクの吐出及び吐出停止の状態を表すディジタル入力信号線１３２である。このディジタル信号線１３２は、カスタムＩＣチップ１２６（図１）からの入力に接続されている。カスタムＩＣチップ１２６から直列で入力されたデータは、各シフトレジスタ１４１（１４１の１〜１４１のｎ）にシリアル転送され、所定のタイミングでラッチされてスイッチング回路１３５に対して出力される。
【０００８】
各スイッチング回路１３５の入力信号線のうちの、もう一方の入力信号線は、吐出すべきインク粒の大きさ等を決定させるためのアナログ波形入力信号線１３４である。
【０００９】
スイッチング回路１３５では、吐出を表すディジタル信号入力のタイミングで、アナログ波形信号が表す振幅（図２）の出力を、圧電振動子１３７に対して行なう。このようなスイッチング回路が各ノズル毎に設けられていることにより、任意の大きさのインク粒を、任意のノズルから、任意のタイミングで吐出させることができる。以上のようなスイッチング回路がノズル数に対応する数だけ集積されて、１個のインクノズル駆動用スイッチング半導体素子が構成される。
【００１０】
インクジェットプリンタの標準的組立工程では、例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ、ライトシアン、ライトマゼンダ、ダークイエローの各彩色インク用のノズル群、合計８つのノズル群で１ヘッドを構成する。そして、各ノズル群に対して、各々インクノズル駆動用スイッチング半導体素子が取り付けられる。
【００１１】
例えば、各色につき１８０個（１〜ｎ＝１８０）のノズルで構成されるインクヘッドを搭載するプリンタの場合、１チップで構成されるこのインクノズル駆動用スイッチング半導体素子には、前述のようなスイッチング回路が１８０個組み含まれる。そして、インクジェットプリンタの組立てに際しては、各チップが、各ノズル群に対して取り付けられる。１８０個の各ノズルの上部には、各々圧電振動子が配され、そのそれぞれに対して各スイッチング回路の出力が導通されるように配線される。
【００１２】
上記のインクノズル駆動用スイッチング半導体素子は、最近では、毎秒１万回を超えるような高速のスイッチング動作を行なうこともあるため、素子自体が発熱する。通常、ヘッドにインクが充填され、正常に吐出が行なわれているときには、インクの冷却効果により、素子自体が過熱することから免れる。ところが、インク切れを起こした際に空打ちを行なったりすると、上述のようなインクの冷却機能が果たされなくなり、素子自体が過熱してしまう。
【００１３】
この集積化されたスイッチング回路には、正常動作が保証される耐熱温度がある。また、これらヘッドの構成部品を組み立てる際に用いられる導電性接着剤等にも耐熱温度が定められている。従って、インク切れ時の空打ち等によって各構成部品の正常動作が妨げられ、また熱破壊が起こることを防止するため、各インクノズル駆動用スイッチング半導体素子には、温度検出用半導体素子としてのダイオードが組み込まれていて、ダイオードの出力電圧値で内部の温度を計測するようにしている。
【００１４】
図４には、定電流源とグラウンド間に接続された４個のダイオードの電位差によって、温度を測定するための構成が示されている。これらダイオードは、定電流源から一定電力が供給されている際には、温度環境に応じて出力電圧が決定されるという物性を有している。
【００１５】
このような構成の温度検出用半導体素子（ダイオード）の出力は、印字ヘッドユニット１３１を搭載するキャリッジからフレキシブルフラットケーブルの信号線（図１におけるアナログ信号線１２７）を介して、前述のカスタムＩＣチップ２６に戻される。カスタムＩＣチップ２６では、この値を利用して、例えば過熱に際して印字停止を行なわせる等、各種の印字制御を実行する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
プリンタ製造における実際の組立て工程では、部品として供給されるインクノズル駆動用スイッチング半導体素子には、既に温度検出用ダイオードが組み込まれている。この部品としてのインクノズル駆動用スイッチング半導体素子が、単一の製造過程から生まれてくるものである場合、品質のばらつきによる誤差は生じる可能性があるものの、スイッチングによる発熱量やダイオードの温度に応じた電圧変化の特性等、基本的な部分では各インクノズル駆動用スイッチング半導体素子において異なるところがない。
【００１７】
ところが、部品供給量の関係や資材調達におけるコストの面などから、製造工程管理の現場では、異なる製造過程を経て生産された部品が同一のプリンタに用いられる場合も多い。インクノズル駆動用スイッチング半導体素子の場合も、異なる製造過程を経て生産されたものが用いられることがある。そのような場合、ある製造過程から供給されたものと、他の製造過程から供給されたものとで、組み込まれているダイオードの特性からして異なるものであることが多い。
【００１８】
図５には、その関係を表すグラフが描かれている。グラフは、縦軸に図４におけるアノード出力５０の電圧値が表されている。すなわち直列に配されたダイオード４個におけるアノード及びカソード間の電位差の合計が、これに相当する。グラフの横軸は、図４に表すような温度検出用回路が置かれている箇所の温度を表す。
【００１９】
グラフからは、製造過程Ａを経て生産されたインクノズル駆動用スイッチング半導体素子と、製造過程Ｂを経て生産されたインクノズル駆動用スイッチング半導体素子との、それぞれに組み込まれているダイオード毎の、温度環境に応じて出力電圧が決定される物性が読み取れる。すなわち、製造過程Ａを経て生産されたダイオードでは、２５度Ｃの温度環境下においてアノード出力２．４Ｖであるのに対して、製造過程Ｂを経て生産されたダイオードでは、同じく２５度Ｃの温度環境下においてアノード出力２．０Ｖである。
【００２０】
また、両者は、温度環境の変化に伴って出力電圧を変化させる変化率の特性、すなわちグラフにおける各線分の傾きが異なっていることも見て取れる。
【００２１】
なお、製造過程Ａ及びＢで生産された各々のダイオードについても、それぞれ個体差によるばらつきは存在する。グラフでは、各製品の標準値を実線で、ばらつきの範囲を鎖線で表している。
【００２２】
例えば、前述したスイッチ回路の保証耐熱温度等が１２０度Ｃである場合、製造過程Ｂを経て生産されたダイオードの温度／電圧特性からすれば、アノード出力電圧が１．３Ｖ（個体差によるばらつきの最大値を採っている）まで降下したときに、スイッチ回路が過熱状態であることが判る。このようなダイオードの出力電圧の変化率の特性を前提にプリンタの温度制御を行なう場合、もし、製造過程Ａを経て生産されたインクノズル駆動用スイッチング半導体素子が製品に用いられていたような場合、そのアノード出力電圧は２．１Ｖ（同じく、ばらつきによる最大値）までにしか降下していないことが考えられる。従って、スイッチ回路の過熱を検出できない。
【００２３】
以上のように、従来のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置では、ヘッドドライバＩＣ内部のダイオードのアノード電圧を測定し、その温度特性によってＩＣ内のトランジスタのジャンクション温度の検出を行う。
【００２４】
しかしながら、ヘッドドライバＩＣ内部の温度検出用ダイオードで、ジャンクション温度を測定するだけでは、この測定結果は、ダイオードの特性バラツキが大きいため、大きな誤差を含んでいる。
【００２５】
即ち、上記のような温度検出方法においては、ある温度におけるアノード電圧の個体バラツキ、アノード電圧の温度係数の個体バラツキにより、正確な温度検出が困難である。
【００２６】
そこで、本発明の課題は、ヘッドドライバＩＣの温度検出用ダイオードの特性バラツキを高精度に補正して正確なジャンクション温度の検出を行うことが可能なインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置及び方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ヘッド基板上にはヘッド近傍の温度測定用のサーミスタがあり、このサーミスタは高精度の測定が可能であることに着眼した。印刷動作中はこの両者の温度は異なるが、電源投入直後は双方の温度は一致していると考えられるので、サーミスタによる温度測定値を用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正するようにした。
【００２８】
また、あらかじめ各ノズル列毎の容量を記憶しておき、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量を測定する。この値と、計算上の温度上昇による電圧変化とを比較し、アノード電圧の温度係数の固体バラツキを補正する。
【００２９】
これらの補正を行うタイミングは、工場組立時、ユーザーが購入後の初回電源投入時、毎回電源を投入する都度などが好適である。
【００３０】
そして、アノード電圧をＡ／Ｄ変換して、上で求めた係数を用いてジャンクション温度を求める。上記で求めた係数からジャンクション温度の上限のアノード電圧値を求め、アノード電圧がその値になったら印刷を中断する等の保護措置をとる。
【００３１】
このように、ヘッド基板上のサーミスタによる温度検出結果と照合して、アノード電圧値の補正を行い、また、インクが吐出しない程度の駆動波形をヘッドに引加し、アノード電圧の温度係数の補正を行うので、ヘッドドライバＩＣのジャンクション温度を正確に検出することができる。
【００３２】
即ち、請求項１記載のヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、インクジェット式プリンタの複数のヘッドドライバＩＣ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧に基づいて、プリンタ本体の制御部にて、前記複数のヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する、インクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置であって、各ヘッドドライバＩＣは、温度検出のための基準温度に対応するデジタル基準値を設定する温度設定部と、温度設定部からのデジタル基準値をアナログ基準値に変換するＤＡコンバータと、上記ダイオードのアノード電圧と、上記ＤＡコンバータからのアナログ基準値とを比較して、上記ダイオードのアノード電圧のアナログ基準値に対する高低をプリンタ本体の制御部に対してデジタル信号として出力するコンパレータとを含んでおり、前記ヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、更に、ヘッド基板上のサーミスタを用いて検出した環境温度を用いて、前記ヘッドドライバＩＣ内部のダイオードのアノード電圧による温度検出値を補正する手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項２記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、ヘッド各ノズル列の負荷容量の記憶手段と、ある波形を印加した場合の温度上昇によるアノード電圧の理論値計算手段を備えることを特徴とする。
【００３４】
尚、請求項３記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量と、理論値からアノード電圧の温度係数を求める手段を備えることを特徴とする。
【００３５】
一方、本発明は、上記ダイオードのアノード電圧に対応するアナログ信号を信号線を介してプリンタ本体の制御部に対して出力し、プリンタ本体の制御部がこのアナログ信号をデジタル信号に変換して各ヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する装置にも適用可能である。
【００３６】
即ち、請求項４記載のヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、インクジェット式プリンタの複数のヘッドドライバＩＣ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧に基づいて、プリンタ本体の制御部にて、前記複数のヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する、インクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置であって、各ヘッドドライバＩＣは、上記ダイオードのアノード電圧に対応するアナログ信号を信号線を介してプリンタ本体の制御部に対して出力し、前記プリンタ本体の制御部は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換して、前記各ヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出するヘッドドライバＩＣ温度検出装置において、前記ヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、更に、ヘッド基板上のサーミスタを用いて検出した環境温度を用いて、前記ヘッドドライバＩＣ内部のダイオードのアノード電圧による温度検出値を補正する手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項５記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、ヘッド各ノズル列の負荷容量の記憶手段と、ある波形を印加した場合の温度上昇によるアノード電圧の理論値計算手段を備えることを特徴とする。
【００３８】
尚、請求項６記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量と、理論値からアノード電圧の温度係数を求める手段を備えることを特徴とする。
【００３９】
更に、本発明は、上述した各ヘッドドライバＩＣ毎に設定する温度検出のための基準温度に対応するデジタル基準値を補正するのにも適用可能である。
【００４０】
即ち、請求項７記載のヘッドドライバＩＣ温度検出方法は、インクジェット式プリンタの複数のヘッドドライバＩＣ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧に基づいて、プリンタ本体の制御部にて、前記複数のヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する、インクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出方法であって、温度検出のための基準温度に対応するデジタル基準値を各ヘッドドライバＩＣ毎に設定するステップと、前記デジタル基準値をアナログ基準値に変換するステップと、前記ダイオードのアノード電圧と、前記アナログ基準値とを比較して、前記ダイオードのアノード電圧のアナログ基準値に対する高低がいずれか一のヘッドドライバＩＣについて検出された場合に、該検出信号をプリンタ本体の制御部に対してデジタル信号として出力するステップと、ヘッド基板上のサーミスタを用いて検出した環境温度を用いて、前記デジタル基準値を補正するステップとを有していることを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態に係るヘッドドライバＩＣ温度検出装置について説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００４２】
まず、本発明の第一の実施形態について述べる。図６は、本発明の第一の実施形態に係るヘッドドライバＩＣ温度検出装置の構成を示している。尚、本実施形態のヘッドドライバＩＣ温度検出装置を備えるインクジェット式プリンタは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ダークイエロー（ＤＹ）の７色のカラープリンタであり、ブラック（Ｋ）については２ノズル列、他は１ノズル列の合計８つのノズル列を含むプリンタヘッドを備えるものとする。
【００４３】
本実施形態のヘッドドライバＩＣ温度検出装置１０は、上述したインクジェット式プリンタのプリンタヘッド１５内に、各ノズル列ごとに設けられた複数個（８個）のヘッドドライバＩＣ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧を基準電圧と比較して、比較結果をデジタル化して、ＦＦＣ１６内の１本の信号線１２を介して、プリンタ本体１３内の制御部１４に出力するように構成されている。
【００４４】
ここで、各ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈは、それぞれ同じ構成であり、プリンタヘッド１５の図示しないヘッド基板上に取り付けられている。各ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈは、上述した各色計８個のノズル列内の複数のノズルからのインクの吐出／非吐出を制御するスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦするためのトランスミッションゲート（ＴＧ）を構成するＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ［集積回路］）である。
【００４５】
また、プリンタヘッド１５のヘッド基板上には、サーミスタ１７が取り付けられている。このサーミスタ１７は、駆動波形（図２に示したアナログの台形波）の温度補正を行うために、ヘッド近傍の温度（環境温度）を検出するために設けられている。即ち、温度が低下する程、インクの粘度が増加するので、駆動波形（図２に示したアナログの台形波）は、例えば、室温（２５℃）の時を基準とし、温度の上昇した時は、その最大電圧等を低下させ、反対に、温度の低下した時は、その最大電圧等を上昇させる等の補正を行った上で、ヘッドに印加するようにしている。このため、例えば、１頁印刷する毎にサーミスタ１７により環境温度の検出を行い、この温度検出信号をＦＦＣ１６内の信号線１８を介して、プリンタ本体１３内の制御部１４に出力する。この温度検出信号を受信した制御部１４は、上記の如きその最大電圧等の補正を行った駆動波形を生成し、ヘッドに印加する。
【００４６】
図７は、各ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈの温度検出にかかわる部分の構成と、各温度検出出力の接続方式を示す図である。図２において、ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈは、それぞれ温度設定部２１と、ＤＡコンバータ２２と、ダイオード２３と、コンパレータ２４と、ＦＥＴ２５とを含んでいる。
【００４７】
上記温度設定部２１は、例えばレジスタ等から構成されており、温度検出のための基準温度Ｔｒｅｆに対応するデジタル基準値Ｖｄを設定するものである。上記ＤＡコンバータ２２は、温度設定部２１からのデジタル基準値Ｖｄをアナログ基準値Ｖａに変換するようになっている。上記ダイオード２３は、ヘッドドライバＩＣ１１ａ内に設けられており、アノード側が抵抗Ｒ１を介して定電圧電源Ｖｄｄ１と、またカソード側がグラウンドと接続されている。
【００４８】
尚、ダイオード２３は、図示の場合、複数個（例えば４個）のダイオードが互いに直列に接続されることにより構成されている。ここで、ダイオード２３のアノード電圧は、後述するように、ヘッドドライバＩＣの温度が上昇するに従って低くなる特性を有している。
【００４９】
上記コンパレータ２４は、反転入力端子に上記ダイオード２３のアノード電圧Ｖが入力され、また非反転入力端子に上記ＤＡコンバータ２２からのアナログ基準値Ｖａが入力されることにより、これらのアノード電圧Ｖとアナログ基準値Ｖａとを比較する。そして、コンパレータ２４は、上記ダイオード２３のアノード電圧Ｖがアナログ基準値Ｖａより高い場合には、Ｌレベルのデジタル信号を出力すると共に、上記ダイオード２３のアノード電圧Ｖがアナログ基準値Ｖａより低くなったとき、Ｈレベルのデジタル信号を出力するようになっている。
【００５０】
上記ＦＥＴ２５は、ゲートが上記コンパレータ２４の出力端子に接続され、ソースがグラウンド接続されると共に、ドレインが抵抗Ｒ２を介して定電圧電源Ｖｄｄ２に接続され、さらにオープンドレインとしてドレインからデジタル信号が出力されるようになっている。これにより、ＦＥＴ２５は、コンパレータ２４からの出力信号がＬレベルの場合には、オフであって、そのドレインが定電圧電源Ｖｄｄ２の電圧（Ｈレベル）に保持されるが、コンパレータ２４からの出力信号がＨレベルになると、オンとなり、そのドレインはグラウンド電位（Ｌレベル）に落とされる。
【００５１】
それぞれ以上のように構成されるヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈの各温度検出部は、図７において、各ＦＥＴ２５のオープンドレインの出力が共通する出力端子２８にワイヤード・アンド（Ｗｉｒｅｄ ＡＮＤ）接続されている。従って、すべてのヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈの温度検出出力が上記した定電圧電源Ｖｄｄ２の電圧（Ｈレベル）に保持されていれば、出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴはＨレベルを維持する一方、ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈのどれか１つでも温度検出出力がグラウンド電位（Ｌレベル）になると、出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴはＬになる。尚、ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈのどれか１つでも温度検出出力がグラウンド電位（Ｌレベル）になると、出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴはＬになるように、各ＦＥＴ２５のオープンドレインの出力が共通する出力端子２８にワイヤード・オア（Ｗｉｒｅｄ ＯＲ）接続されるようにしても良い。
【００５２】
図８は、上記各ヘッドドライバＩＣの温度検出部の具体的な構成例として、そのヘッドドライバＩＣ１１ａの温度検出部の一例を示している。図８において、ヘッドドライバＩＣ１１ａは、図２のヘッドドライバＩＣ１１ａと同様の構成であり、電圧設定部２１及びＤＡコンバータ２２の代わりに、複数個のフリップフロップ回路２６と、抵抗群２７とを備えている。
【００５３】
上記フリップフロップ回路２６は、図示の場合、８個のフリップフロップ回路２６ａから構成されている。これらのフリップフロップ回路２６ａは、それぞれラッチ信号がクロック端子ＣＬＫに入力され、Ｄ端子に設定信号が入力され、さらにＶｒｅｆ端子に基準電圧Ｖｒｅｆが入力されるようになっている。
【００５４】
フリップフロップにＨが設定されると、出力はＶｒｅｆになり、Ｌが設定されると、ＧＮＤになる。ヘッドドライバＩＣは、ノズル選択のためのデータ（上述した各ノズル列内の複数ノズルからのインクの吐出／非吐出を制御するスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦするためのデータ）が、例えば、シリアルデータとして送られてくるが、Ｄ端子の入力Ｄ０〜Ｄ７は、このデータを用いると良い。この場合、シリアルデータはシフトレジスタに入力されるが、例えば最後に送られたデータをＤ０〜Ｄ７とし、温度検出回路専用のラッチ信号ＬＡＴを用い、フリップフロップにデータを格納する。
【００５５】
また、抵抗群２７は、コンパレータ２４の非反転入力端子＋とグラウンド間に、直列に接続された７個の抵抗１Ｒ及び１個の抵抗２Ｒと、各抵抗１Ｒのアノード側と各フリップフロップ回路２６ａの出力端子Ｑとの間にそれぞれ接続された８個の抵抗２Ｒとから構成されている。
【００５６】
これにより、各フリップフロップ回路２６ａのＤ端子に入力される設定信号の組合せにより、コンパレータ２４の非反転入力端子＋に入力されるアナログ基準値Ｖａが、電圧０からＶｒｅｆより僅かに低い電圧まで、２５６段階に設定され得るようになっている。
【００５７】
ここで、コンパレータ２４の非反転入力端子＋に入力されるアナログ基準値Ｖａは、当該ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ内に組み込まれるダイオード２３の特性バラツキを考慮して、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈの保証温度Ｔ１に対して僅かに低く設定した上限温度Ｔ２に対応する電圧となるように、個々のヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ毎に、工場出荷前に設定される。
【００５８】
本実施形態によるヘッドドライバＩＣ温度検出装置１０は、以上のように構成されており、以下のように動作する。先ず、アナログ基準値Ｖａの設定について説明する。
【００５９】
図９に示すように、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ内に組み込まれるダイオード２３は、個々の特性バラツキの固体差により、直線Ｐ及び直線Ｑで示すような温度−電圧特性の幅を有している。この特性のバラツキには、傾きのバラツキと、オフセットのバラツキがあるが、傾きのバラツキによる弊害が大きい。即ち、オフセットのバラツキの方が、工場出荷時等に、ある温度で電圧を測定することにより、補正することができる。
【００６０】
先ず、初期測定を行わない場合について考察する。個々のダイオード２３は、この直線Ｐ及び直線Ｑの間の特性を有している。これにより、特性の上限を示す直線ＰとヘッドドライバＩＣの保証温度Ｔ１に対してマージンを取った僅かに低い上限温度Ｔ２との交点Ａを与える電圧Ｖｂを、初期測定をしない場合のダイオードのアノード電圧のしきい値として、このしきい値の直線Ｑとの交点Ｂ（温度Ｔ３，電圧Ｖｂ）を求める。
【００６１】
このようにして、ダイオード２３の初期測定を行なわない場合、個々のダイオード２３の特性バラツキを考慮して設定したアノード電圧のしきい値Ｖｂは、点Ａ及びＢの間の温度範囲、即ちＴ３〜Ｔ２の温度範囲を有することになる。
【００６２】
このため、ダイオード２３の特性バラツキによっては、上限温度Ｔ２より著しく低い温度Ｔ３でも、ヘッドドライバＩＣの温度上昇を検出してしまうことになる。
【００６３】
これに対して、実際に室温Ｔ０でダイオード２３のアノード電圧を測定し、このアノード電圧を測定電圧Ｖ０として、図４に示すように、温度−電圧グラフ上に点Ｃをプロットする。そして、この点Ｃから傾きのバラツキの上限である勾配の緩やかな直線Ｐ（傾きの符号は負）と平行な直線Ｒを引き、上限温度Ｔ２との交点Ｄ（温度Ｔ２，電圧Ｖｃ）を求める。
【００６４】
このとき、上記点Ｃから傾きのバラツキの下限である勾配の急な直線Ｑと平行な直線Ｓを引き、上記電圧Ｖｃとの交点Ｅ（温度Ｔ４，電圧Ｖｃ）を求める。この場合、ダイオード２３の初期測定を行なった場合、交点Ｄによるアノード電圧のしきい値は、点Ｄ及びＥの間の温度範囲、即ちＴ４〜Ｔ２の比較的狭い温度範囲となり、温度検出精度が向上することになる。
【００６５】
このようにして、ダイオード２３のアノード電圧のしきい値Ｖｃ（＝アナログ基準値Ｖａ）が決まると、このアナログ基準値Ｖａに対応するデジタル基準値Ｖｄ（例えば、［０１００１１００］で表される）が決まるので、このデジタル基準値Ｖｄを温度設定部２１に入力する。これにより、個々のダイオード２３の特性バラツキを吸収することによって、温度検出の精度が向上することになる。
【００６６】
さて、図６に関して上述したように、プリンタヘッド１５のヘッド基板上には、ヘッド近傍の温度（環境温度）を検出するためのサーミスタ１７が取り付けられており、本実施形態では、サーミスタは高精度の測定が可能であることに着眼した。即ち、印刷動作中は、ヘッドドライバＩＣ内の温度とヘッド近傍の温度（環境温度）とは異なるが、電源投入直後等であれば、双方の温度は一致していると考えられるので、サーミスタによる温度測定値を用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正する。また、あらかじめ各ノズル列毎の容量を不揮発性ＲＡＭ等の記憶手段に記憶しておき、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量を測定する。インクが吐出しない電圧であっても駆動波形パルスを規定数印加すれば、その分各ヘッドドライバＩＣ内の温度が上昇するので、アノード電圧が低下する。従って、記憶している各ノズル列毎の容量との関係で、当該ヘッドドライバＩＣ内のダイオードのアノード電圧の温度係数が求められる。この値と、計算上の温度上昇によるアノード電圧の変化による温度係数とを比較し、アノード電圧の温度係数の固体バラツキを補正するようにした。図１１は、上記サーミスタ１７とインクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加する方法を用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正し得ることを示すグラフである。
【００６７】
図９及び図１１の比較から明らかなように、第一に、サーミスタ１７による温度測定値との比較で、ある温度（例えば、２５℃）におけるアノード電圧を特定し、第二に、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量を測定することで、傾き（ダイオードのアノード電圧の温度係数）を特定することができる。
【００６８】
従って、このようにして補正したダイオードのアノード電圧の温度変化の特性に基づいて、例えば、上述した各ヘッドドライバＩＣ毎のダイオードのアノード電圧のしきい値Ｖｃ（＝アナログ基準値Ｖａ）を決定し、このアナログ基準値Ｖａに対応するデジタル基準値Ｖｄ（例えば、［０１００１１００］で表される）を求めて、このデジタル基準値Ｖｄを温度設定部２１に入力することができる。これにより、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを高精度に補正した各ヘッドドライバＩＣ毎の温度測定が可能である。
【００６９】
次に、ヘッドドライバＩＣ温度検出装置１０の温度検出動作について説明する。インクジェット式プリンタの電源が投入された時、初期化動作として各ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ内では、それぞれ電圧設定部２１に前以て工場等で初期測定され定められ不揮発性ＲＡＭ等に格納されたデジタル基準値Ｖｄを設定し、ＤＡコンバータ２２がこのデジタル基準値Ｖｄをアナログ基準値Ｖａに変換して、コンパレータ２４の非反転入力端子に入力する。
【００７０】
他方、ダイオード２３には当該ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈの温度に対応したアノード電圧Ｖが発生する。これにより、コンパレータ２４は、アナログ基準値Ｖａとアノード電圧Ｖを比較して、アノード電圧Ｖがアナログ基準値Ｖａより高い場合には、Ｌレベルの信号を出力するので、ＦＥＴ２５はオフのままであり、各ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈのＦＥＴ２５には、すべて各定電圧電源Ｖｄｄ２からの電圧が印加される。この結果、これらがワイヤード・アンド接続された出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴは、Ｈレベルとなる。
【００７１】
これに対して、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈのいずれかの温度が印刷動作に伴って上昇して、ダイオード２３のアノード電圧Ｖが低下して、アナログ基準値Ｖａより低くなると、コンパレータ２４は、Ｈレベルの信号を出力し、ＦＥＴ２５がオンとなるので、当該ＦＥＴ２５のドレインがグラウンド電位に落とされる。この結果、これらがワイヤード・アンド接続された出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴは、Ｌレベルとなる。
【００７２】
このようにして、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈの何れかの温度が上限温度Ｔ２を超える可能性がある場合（傾きのバラツキによりＴ２より低い場合もあるが、Ｔ４よりは高い）、そのコンパレータ２４の出力がＨレベルとなって、ＦＥＴ２５のオープンドレインによりワイヤード・アンド接続された出力端子２８から出力され、ＦＦＣ１６内の１本の信号線１２を介して制御部１４に入力されるデジタル信号がＨレベルからＬレベルに切り替わることとなって、制御部１４が何れかのヘッドドライバＩＣの温度が上限温度Ｔ２を超えた可能性があることを検出し得る。
【００７３】
この場合、制御部１４には、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈからデジタル信号が、ＦＦＣ１６内の１本の信号線１２を介して入力されるので、従来のようにダイオード２３からのアノード電圧を制御部１４内でＡＤ変換しなくてもよいので、制御部１４内にＡＤコンバータを備える必要がなく、また、ＦＦＣ１６内に個々のヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ毎の信号線を備えなくてもよい。従って、制御部１４が小型に、そして少ない入力ピンで構成され得ると共に、ヘッドドライバＩＣの温度検出に関する信号線がＦＦＣ１６内の一本の芯線でよいので、コストを低減することができる。
これらの補正を行うタイミングは、工場組立時、ユーザーが購入後の初回電源投入時、毎回電源を投入する都度などが好適である。
【００７４】
そして、アノード電圧をＡ／Ｄ変換して、上で求めた係数を用いてジャンクション温度を求める。上記で求めた係数からジャンクション温度の上限のアノード電圧値を求め、アノード電圧がその値になったら印刷を中断する等の保護措置をとる。
【００７５】
このように、ヘッド基板上のサーミスタによる温度検出結果と照合して、アノード電圧値の補正を行い、また、インクが吐出しない程度の駆動波形をヘッドに引加し、アノード電圧の温度係数の補正を行うので、ヘッドドライバＩＣのジャンクション温度を正確に検出することができる。
【００７６】
さて、本実施形態のヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、図１０に示すように、そのダイオードのアノード電圧の個体バラツキの補正動作において、まず、電源がＯＮされたら（Ｓ１）、サーミスタでヘッドの環境温度（Ｔ０）を測定する（Ｓ２）。次に、アノード電圧を測定することにより、上記温度（Ｔ０）におけるアノード電圧を規定する（Ｓ３）。再び、アノード電圧を測定し、このアノード電圧をＶ１とする（Ｓ４）。そして、インクを吐出しない程度の波形を一定数ヘッドに印加し（Ｓ５）た後、再び、アノード電圧を測定し、このアノード電圧をＶ２とする（Ｓ６）。そして、計算上の温度変化と、Ｖ１−Ｖ２からアノード電圧の温度特性（傾き）を規定する（Ｓ７）。
【００７７】
本発明は、図１０のフローチャートに示したヘッドドライバＩＣ温度検出方法に限られず、これら処理を記録したコンピュータが読取り可能な記録媒体やこれら処理を実行させるコンピュータプログラムそのものにも適用し得ることは勿論である。
【００７８】
また、上述した実施形態では、各ヘッドドライバＩＣ毎にしきい値温度に対応するデジタル基準値を温度設定部に設定し、これをＤＡコンバータによりアナログ基準値に変換してアノード電圧と比較し、アノード電圧が基準値より低下したときデジタル信号をプリンタ本体の制御部に伝送する例に、本発明を適用したが、本発明は、検出したアノード電圧に応じたアナログ信号をＦＦＣ内の信号線等を介してプリンタ本体の制御部に伝送し、このプリンタ本体の制御部でＡ／Ｄ変換等して、しきい値温度に対する高低を判定する、従来からのヘッドドライバＩＣ温度の検出例にも適用可能である。
【００７９】
尚、メモリ等の記憶手段に、サーミスタの温度とアノード電圧とを対応させて記憶したテーブル等を備え、このテーブル等を参照して温度補正を行うようにしても良い。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘッド基板上のサーミスタによる温度検出結果と照合して、アノード電圧値の補正を行い、また、インクが吐出しない程度の駆動波形をヘッドに印加し、アノード電圧の温度係数の補正を行うので、ヘッドドライバＩＣのジャンクション温度を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例と実施形態におけるプリンタハードウエア構成を表す図である。
【図２】従来例と実施形態において利用されるアナログ波形データの一例を表す図である。
【図３】スイッチ回路を用いて圧電振動子を駆動させるための構成を表す図である。
【図４】従来例と実施形態における温度検出用半導体素子の構成例を表す図である。
【図５】従来例における温度検出用半導体素子の特性をグラフで表す図である。
【図６】本発明によるヘッドドライバＩＣ温度検出装置の第一の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】図６のヘッドドライバＩＣ温度検出装置における各ヘッドドライバＩＣの要部を示すブロック図である。
【図８】図７の各ヘッドドライバＩＣの要部の具体的な構成例を示す図である。
【図９】図６のヘッドドライバＩＣ温度検出装置におけるアナログ基準値の設定手順を示すグラフである。
【図１０】図１のヘッドドライバＩＣ温度検出装置における温度検出動作の制御の一例を示すフローチャートである。
【図１１】ヘッド基板上のサーミスタを用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正する方法を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１ インクジェットプリンタ
１０２ コントローラ
１０３ プリントエンジン
１２３ ＣＰＵ
１２１ ＲＯＭ
１２２ ＲＡＭ
１２４ ＰＲＯＭ
１３０ モータ
１３１ ヘッドユニット
１３５ インクノズル駆動用スイッチング半導体素子
１４２ ラッチ
１０ ヘッドドライバＩＣ温度検出装置
１１ａ〜１１ｈ ヘッドドライバＩＣ
１２ 信号線（ケーブル）
１３ プリンタ本体
１４ 制御部
１７ サーミスタ
１８ 信号線
２１ 温度設定部
２２ ＤＡコンバータ
２３ ダイオード
２４ コンパレータ
２５ ＦＥＴ
２６ フリップフロップ回路
２７ 抵抗群
２８ 出力端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式プリンタのヘッドにおいて、ヘッドドライバＩＣが所定温度以上になったことを検出するようにしたインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣの温度検出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、ノズルからインクを吐出させるための素子として圧電振動子を用いて構成されるインクジェットプリンタのハードウエアの概要を表している。図１においてコントローラ１０２は、プリンタ内に実装される制御基板であって、インタフェース装置１０４から入力されるデータに従った印刷動作を、プリントエンジン１０３に実行させる。ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１２３は、ＲＯＭ（Read Only Memory：読出し専用記憶素子）１２１に格納されたプログラムを実行することにより、コントローラ１０２内の各部を制御する。コントローラ１０２のメインバスには、ＣＰＵ１２３の主記憶装置として働くＲＡＭ（Random Access Memory：読み書き可能記憶素子）１２２や各種設定事項を記録しておくためのＰＲＯＭ（Programable Read Only Memory：再書き込み可能読出し専用記憶素子）１２４が接続されている。
【０００３】
コントローラ１０２内のカスタムＩＣチップ１２６は、ＣＰＵ１２３によって解釈された印刷命令に従い、実際にプリントエンジン１０３に対して各種信号を送出し、これを動作させる。すなわちカスタムＩＣチップ１２６は、プリンタの印字駆動に関する統轄制御を行なうエンジン制御部としての役割を果たす。
【０００４】
カスタムＩＣチップ１２６から送出される信号には、第１にモータ制御のための駆動信号がある。信号線１２８を介して送出されるモータ駆動信号は、印刷用紙の紙送りをおこなわせたり、図示を省略するキャリッジに搭載されるヘッドユニット１３１を移動させたりする。
【０００５】
直接印字にかかわる信号は、スイッチング回路駆動用のディジタル信号及びアナログ信号である。各ノズルにおけるインクの吐出及び吐出停止の状態を表すディジタル信号は、信号線１３２を介して、そのままインクノズル駆動用スイッチング半導体素子１３５に送られる。一方、インク粒の大きさを決定するための信号は、ディジタルのベクトルデータの集まりの形式で、一旦、ディジタル／アナログコンバータ１３３に送られる。ここでディジタル信号は、図２において一例を示すようなアナログの台形波に変換されてから、インクノズル駆動用スイッチング半導体素子１３５に送られる。
【０００６】
図１に表すような圧電振動子の伸長作用を利用することによりノズルからインクを吐出させる方式のインクジェットプリンタにおいて、インクノズル駆動用スイッチング半導体素子は、概略図３に表すような構成を採る。
【０００７】
図３において、各スイッチング回路１３５（１３５の１〜１３５のｎ）はディジタルとアナログの２つの入力を持ち、これら入力に従ったアナログの駆動信号を、信号線１３６（１３６の１〜１３６のｎ）を介して圧電振動子１３７（１３７の１〜１３７のｎ）に対して出力する。各スイッチング回路１３５の入力信号線のうち、一方は、そのノズルにおけるインクの吐出及び吐出停止の状態を表すディジタル入力信号線１３２である。このディジタル信号線１３２は、カスタムＩＣチップ１２６（図１）からの入力に接続されている。カスタムＩＣチップ１２６から直列で入力されたデータは、各シフトレジスタ１４１（１４１の１〜１４１のｎ）にシリアル転送され、所定のタイミングでラッチされてスイッチング回路１３５に対して出力される。
【０００８】
各スイッチング回路１３５の入力信号線のうちの、もう一方の入力信号線は、吐出すべきインク粒の大きさ等を決定させるためのアナログ波形入力信号線１３４である。
【０００９】
スイッチング回路１３５では、吐出を表すディジタル信号入力のタイミングで、アナログ波形信号が表す振幅（図２）の出力を、圧電振動子１３７に対して行なう。このようなスイッチング回路が各ノズル毎に設けられていることにより、任意の大きさのインク粒を、任意のノズルから、任意のタイミングで吐出させることができる。以上のようなスイッチング回路がノズル数に対応する数だけ集積されて、１個のインクノズル駆動用スイッチング半導体素子が構成される。
【００１０】
インクジェットプリンタの標準的組立工程では、例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ、ライトシアン、ライトマゼンダ、ダークイエローの各彩色インク用のノズル群、合計８つのノズル群で１ヘッドを構成する。そして、各ノズル群に対して、各々インクノズル駆動用スイッチング半導体素子が取り付けられる。
【００１１】
例えば、各色につき１８０個（１〜ｎ＝１８０）のノズルで構成されるインクヘッドを搭載するプリンタの場合、１チップで構成されるこのインクノズル駆動用スイッチング半導体素子には、前述のようなスイッチング回路が１８０個組み含まれる。そして、インクジェットプリンタの組立てに際しては、各チップが、各ノズル群に対して取り付けられる。１８０個の各ノズルの上部には、各々圧電振動子が配され、そのそれぞれに対して各スイッチング回路の出力が導通されるように配線される。
【００１２】
上記のインクノズル駆動用スイッチング半導体素子は、最近では、毎秒１万回を超えるような高速のスイッチング動作を行なうこともあるため、素子自体が発熱する。通常、ヘッドにインクが充填され、正常に吐出が行なわれているときには、インクの冷却効果により、素子自体が過熱することから免れる。ところが、インク切れを起こした際に空打ちを行なったりすると、上述のようなインクの冷却機能が果たされなくなり、素子自体が過熱してしまう。
【００１３】
この集積化されたスイッチング回路には、正常動作が保証される耐熱温度がある。また、これらヘッドの構成部品を組み立てる際に用いられる導電性接着剤等にも耐熱温度が定められている。従って、インク切れ時の空打ち等によって各構成部品の正常動作が妨げられ、また熱破壊が起こることを防止するため、各インクノズル駆動用スイッチング半導体素子には、温度検出用半導体素子としてのダイオードが組み込まれていて、ダイオードの出力電圧値で内部の温度を計測するようにしている。
【００１４】
図４には、定電流源とグラウンド間に接続された４個のダイオードの電位差によって、温度を測定するための構成が示されている。これらダイオードは、定電流源から一定電力が供給されている際には、温度環境に応じて出力電圧が決定されるという物性を有している。
【００１５】
このような構成の温度検出用半導体素子（ダイオード）の出力は、印字ヘッドユニット１３１を搭載するキャリッジからフレキシブルフラットケーブルの信号線（図１におけるアナログ信号線１２７）を介して、前述のカスタムＩＣチップ２６に戻される。カスタムＩＣチップ２６では、この値を利用して、例えば過熱に際して印字停止を行なわせる等、各種の印字制御を実行する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
プリンタ製造における実際の組立て工程では、部品として供給されるインクノズル駆動用スイッチング半導体素子には、既に温度検出用ダイオードが組み込まれている。この部品としてのインクノズル駆動用スイッチング半導体素子が、単一の製造過程から生まれてくるものである場合、品質のばらつきによる誤差は生じる可能性があるものの、スイッチングによる発熱量やダイオードの温度に応じた電圧変化の特性等、基本的な部分では各インクノズル駆動用スイッチング半導体素子において異なるところがない。
【００１７】
ところが、部品供給量の関係や資材調達におけるコストの面などから、製造工程管理の現場では、異なる製造過程を経て生産された部品が同一のプリンタに用いられる場合も多い。インクノズル駆動用スイッチング半導体素子の場合も、異なる製造過程を経て生産されたものが用いられることがある。そのような場合、ある製造過程から供給されたものと、他の製造過程から供給されたものとで、組み込まれているダイオードの特性からして異なるものであることが多い。
【００１８】
図５には、その関係を表すグラフが描かれている。グラフは、縦軸に図４におけるアノード出力５０の電圧値が表されている。すなわち直列に配されたダイオード４個におけるアノード及びカソード間の電位差の合計が、これに相当する。グラフの横軸は、図４に表すような温度検出用回路が置かれている箇所の温度を表す。
【００１９】
グラフからは、製造過程Ａを経て生産されたインクノズル駆動用スイッチング半導体素子と、製造過程Ｂを経て生産されたインクノズル駆動用スイッチング半導体素子との、それぞれに組み込まれているダイオード毎の、温度環境に応じて出力電圧が決定される物性が読み取れる。すなわち、製造過程Ａを経て生産されたダイオードでは、２５度Ｃの温度環境下においてアノード出力２．４Ｖであるのに対して、製造過程Ｂを経て生産されたダイオードでは、同じく２５度Ｃの温度環境下においてアノード出力２．０Ｖである。
【００２０】
また、両者は、温度環境の変化に伴って出力電圧を変化させる変化率の特性、すなわちグラフにおける各線分の傾きが異なっていることも見て取れる。
【００２１】
なお、製造過程Ａ及びＢで生産された各々のダイオードについても、それぞれ個体差によるばらつきは存在する。グラフでは、各製品の標準値を実線で、ばらつきの範囲を鎖線で表している。
【００２２】
例えば、前述したスイッチ回路の保証耐熱温度等が１２０度Ｃである場合、製造過程Ｂを経て生産されたダイオードの温度／電圧特性からすれば、アノード出力電圧が１．３Ｖ（個体差によるばらつきの最大値を採っている）まで降下したときに、スイッチ回路が過熱状態であることが判る。このようなダイオードの出力電圧の変化率の特性を前提にプリンタの温度制御を行なう場合、もし、製造過程Ａを経て生産されたインクノズル駆動用スイッチング半導体素子が製品に用いられていたような場合、そのアノード出力電圧は２．１Ｖ（同じく、ばらつきによる最大値）までにしか降下していないことが考えられる。従って、スイッチ回路の過熱を検出できない。
【００２３】
以上のように、従来のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置では、ヘッドドライバＩＣ内部のダイオードのアノード電圧を測定し、その温度特性によってＩＣ内のトランジスタのジャンクション温度の検出を行う。
【００２４】
しかしながら、ヘッドドライバＩＣ内部の温度検出用ダイオードで、ジャンクション温度を測定するだけでは、この測定結果は、ダイオードの特性バラツキが大きいため、大きな誤差を含んでいる。
【００２５】
即ち、上記のような温度検出方法においては、ある温度におけるアノード電圧の個体バラツキ、アノード電圧の温度係数の個体バラツキにより、正確な温度検出が困難である。
【００２６】
そこで、本発明の課題は、ヘッドドライバＩＣの温度検出用ダイオードの特性バラツキを高精度に補正して正確なジャンクション温度の検出を行うことが可能なインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置及び方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ヘッド基板上にはヘッド近傍の温度測定用のサーミスタがあり、このサーミスタは高精度の測定が可能であることに着眼した。印刷動作中はこの両者の温度は異なるが、電源投入直後は双方の温度は一致していると考えられるので、サーミスタによる温度測定値を用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正するようにした。
【００２８】
また、あらかじめ各ノズル列毎の容量を記憶しておき、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量を測定する。この値と、計算上の温度上昇による電圧変化とを比較し、アノード電圧の温度係数の固体バラツキを補正する。
【００２９】
これらの補正を行うタイミングは、工場組立時、ユーザーが購入後の初回電源投入時、毎回電源を投入する都度などが好適である。
【００３０】
そして、アノード電圧をＡ／Ｄ変換して、上で求めた係数を用いてジャンクション温度を求める。上記で求めた係数からジャンクション温度の上限のアノード電圧値を求め、アノード電圧がその値になったら印刷を中断する等の保護措置をとる。
【００３１】
このように、ヘッド基板上のサーミスタによる温度検出結果と照合して、アノード電圧値の補正を行い、また、インクが吐出しない程度の駆動波形をヘッドに引加し、アノード電圧の温度係数の補正を行うので、ヘッドドライバＩＣのジャンクション温度を正確に検出することができる。
【００３２】
即ち、請求項１記載のヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、インクジェット式プリンタの複数のヘッドドライバＩＣ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧に基づいて、プリンタ本体の制御部にて、前記複数のヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する、インクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置であって、各ヘッドドライバＩＣは、温度検出のための基準温度に対応するデジタル基準値を設定する温度設定部と、温度設定部からのデジタル基準値をアナログ基準値に変換するＤＡコンバータと、上記ダイオードのアノード電圧と、上記ＤＡコンバータからのアナログ基準値とを比較して、上記ダイオードのアノード電圧のアナログ基準値に対する高低をプリンタ本体の制御部に対してデジタル信号として出力するコンパレータとを含んでおり、前記ヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、更に、ヘッド基板上のサーミスタを用いて検出した環境温度を用いて、前記ヘッドドライバＩＣ内部のダイオードのアノード電圧による温度検出値を補正する手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項２記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、ヘッド各ノズル列の負荷容量の記憶手段と、ある波形を印加した場合の温度上昇によるアノード電圧の理論値計算手段を備えることを特徴とする。
【００３４】
尚、請求項３記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量と、理論値からアノード電圧の温度係数を求める手段を備えることを特徴とする。
【００３５】
一方、本発明は、上記ダイオードのアノード電圧に対応するアナログ信号を信号線を介してプリンタ本体の制御部に対して出力し、プリンタ本体の制御部がこのアナログ信号をデジタル信号に変換して各ヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する装置にも適用可能である。
【００３６】
即ち、請求項４記載のヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、インクジェット式プリンタの複数のヘッドドライバＩＣ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧に基づいて、プリンタ本体の制御部にて、前記複数のヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する、インクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置であって、各ヘッドドライバＩＣは、上記ダイオードのアノード電圧に対応するアナログ信号を信号線を介してプリンタ本体の制御部に対して出力し、前記プリンタ本体の制御部は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換して、前記各ヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出するヘッドドライバＩＣ温度検出装置において、前記ヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、更に、ヘッド基板上のサーミスタを用いて検出した環境温度を用いて、前記ヘッドドライバＩＣ内部のダイオードのアノード電圧による温度検出値を補正する手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項５記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、ヘッド各ノズル列の負荷容量の記憶手段と、ある波形を印加した場合の温度上昇によるアノード電圧の理論値計算手段を備えることを特徴とする。
【００３８】
尚、請求項６記載のインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置においては、更に、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量と、理論値からアノード電圧の温度係数を求める手段を備えることを特徴とする。
【００３９】
更に、本発明は、上述した各ヘッドドライバＩＣ毎に設定する温度検出のための基準温度に対応するデジタル基準値を補正するのにも適用可能である。
【００４０】
即ち、請求項７記載のヘッドドライバＩＣ温度検出方法は、インクジェット式プリンタの複数のヘッドドライバＩＣ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧に基づいて、プリンタ本体の制御部にて、前記複数のヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出する、インクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出方法であって、温度検出のための基準温度に対応するデジタル基準値を各ヘッドドライバＩＣ毎に設定するステップと、前記デジタル基準値をアナログ基準値に変換するステップと、前記ダイオードのアノード電圧と、前記アナログ基準値とを比較して、前記ダイオードのアノード電圧のアナログ基準値に対する高低がいずれか一のヘッドドライバＩＣについて検出された場合に、該検出信号をプリンタ本体の制御部に対してデジタル信号として出力するステップと、ヘッド基板上のサーミスタを用いて検出した環境温度を用いて、前記デジタル基準値を補正するステップとを有していることを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態に係るヘッドドライバＩＣ温度検出装置について説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００４２】
まず、本発明の第一の実施形態について述べる。図６は、本発明の第一の実施形態に係るヘッドドライバＩＣ温度検出装置の構成を示している。尚、本実施形態のヘッドドライバＩＣ温度検出装置を備えるインクジェット式プリンタは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ダークイエロー（ＤＹ）の７色のカラープリンタであり、ブラック（Ｋ）については２ノズル列、他は１ノズル列の合計８つのノズル列を含むプリンタヘッドを備えるものとする。
【００４３】
本実施形態のヘッドドライバＩＣ温度検出装置１０は、上述したインクジェット式プリンタのプリンタヘッド１５内に、各ノズル列ごとに設けられた複数個（８個）のヘッドドライバＩＣ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧を基準電圧と比較して、比較結果をデジタル化して、ＦＦＣ１６内の１本の信号線１２を介して、プリンタ本体１３内の制御部１４に出力するように構成されている。
【００４４】
ここで、各ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈは、それぞれ同じ構成であり、プリンタヘッド１５の図示しないヘッド基板上に取り付けられている。各ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈは、上述した各色計８個のノズル列内の複数のノズルからのインクの吐出／非吐出を制御するスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦするためのトランスミッションゲート（ＴＧ）を構成するＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ［集積回路］）である。
【００４５】
また、プリンタヘッド１５のヘッド基板上には、サーミスタ１７が取り付けられている。このサーミスタ１７は、駆動波形（図２に示したアナログの台形波）の温度補正を行うために、ヘッド近傍の温度（環境温度）を検出するために設けられている。即ち、温度が低下する程、インクの粘度が増加するので、駆動波形（図２に示したアナログの台形波）は、例えば、室温（２５℃）の時を基準とし、温度の上昇した時は、その最大電圧等を低下させ、反対に、温度の低下した時は、その最大電圧等を上昇させる等の補正を行った上で、ヘッドに印加するようにしている。このため、例えば、１頁印刷する毎にサーミスタ１７により環境温度の検出を行い、この温度検出信号をＦＦＣ１６内の信号線１８を介して、プリンタ本体１３内の制御部１４に出力する。この温度検出信号を受信した制御部１４は、上記の如きその最大電圧等の補正を行った駆動波形を生成し、ヘッドに印加する。
【００４６】
図７は、各ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈの温度検出にかかわる部分の構成と、各温度検出出力の接続方式を示す図である。図２において、ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈは、それぞれ温度設定部２１と、ＤＡコンバータ２２と、ダイオード２３と、コンパレータ２４と、ＦＥＴ２５とを含んでいる。
【００４７】
上記温度設定部２１は、例えばレジスタ等から構成されており、温度検出のための基準温度Ｔｒｅｆに対応するデジタル基準値Ｖｄを設定するものである。上記ＤＡコンバータ２２は、温度設定部２１からのデジタル基準値Ｖｄをアナログ基準値Ｖａに変換するようになっている。上記ダイオード２３は、ヘッドドライバＩＣ１１ａ内に設けられており、アノード側が抵抗Ｒ１を介して定電圧電源Ｖｄｄ１と、またカソード側がグラウンドと接続されている。
【００４８】
尚、ダイオード２３は、図示の場合、複数個（例えば４個）のダイオードが互いに直列に接続されることにより構成されている。ここで、ダイオード２３のアノード電圧は、後述するように、ヘッドドライバＩＣの温度が上昇するに従って低くなる特性を有している。
【００４９】
上記コンパレータ２４は、反転入力端子に上記ダイオード２３のアノード電圧Ｖが入力され、また非反転入力端子に上記ＤＡコンバータ２２からのアナログ基準値Ｖａが入力されることにより、これらのアノード電圧Ｖとアナログ基準値Ｖａとを比較する。そして、コンパレータ２４は、上記ダイオード２３のアノード電圧Ｖがアナログ基準値Ｖａより高い場合には、Ｌレベルのデジタル信号を出力すると共に、上記ダイオード２３のアノード電圧Ｖがアナログ基準値Ｖａより低くなったとき、Ｈレベルのデジタル信号を出力するようになっている。
【００５０】
上記ＦＥＴ２５は、ゲートが上記コンパレータ２４の出力端子に接続され、ソースがグラウンド接続されると共に、ドレインが抵抗Ｒ２を介して定電圧電源Ｖｄｄ２に接続され、さらにオープンドレインとしてドレインからデジタル信号が出力されるようになっている。これにより、ＦＥＴ２５は、コンパレータ２４からの出力信号がＬレベルの場合には、オフであって、そのドレインが定電圧電源Ｖｄｄ２の電圧（Ｈレベル）に保持されるが、コンパレータ２４からの出力信号がＨレベルになると、オンとなり、そのドレインはグラウンド電位（Ｌレベル）に落とされる。
【００５１】
それぞれ以上のように構成されるヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈの各温度検出部は、図７において、各ＦＥＴ２５のオープンドレインの出力が共通する出力端子２８にワイヤード・アンド（Ｗｉｒｅｄ ＡＮＤ）接続されている。従って、すべてのヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈの温度検出出力が上記した定電圧電源Ｖｄｄ２の電圧（Ｈレベル）に保持されていれば、出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴはＨレベルを維持する一方、ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈのどれか１つでも温度検出出力がグラウンド電位（Ｌレベル）になると、出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴはＬになる。尚、ヘッドドライバＩＣ１１ａ〜１１ｈのどれか１つでも温度検出出力がグラウンド電位（Ｌレベル）になると、出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴはＬになるように、各ＦＥＴ２５のオープンドレインの出力が共通する出力端子２８にワイヤード・オア（Ｗｉｒｅｄ ＯＲ）接続されるようにしても良い。
【００５２】
図８は、上記各ヘッドドライバＩＣの温度検出部の具体的な構成例として、そのヘッドドライバＩＣ１１ａの温度検出部の一例を示している。図８において、ヘッドドライバＩＣ１１ａは、図２のヘッドドライバＩＣ１１ａと同様の構成であり、電圧設定部２１及びＤＡコンバータ２２の代わりに、複数個のフリップフロップ回路２６と、抵抗群２７とを備えている。
【００５３】
上記フリップフロップ回路２６は、図示の場合、８個のフリップフロップ回路２６ａから構成されている。これらのフリップフロップ回路２６ａは、それぞれラッチ信号がクロック端子ＣＬＫに入力され、Ｄ端子に設定信号が入力され、さらにＶｒｅｆ端子に基準電圧Ｖｒｅｆが入力されるようになっている。
【００５４】
フリップフロップにＨが設定されると、出力はＶｒｅｆになり、Ｌが設定されると、ＧＮＤになる。ヘッドドライバＩＣは、ノズル選択のためのデータ（上述した各ノズル列内の複数ノズルからのインクの吐出／非吐出を制御するスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦするためのデータ）が、例えば、シリアルデータとして送られてくるが、Ｄ端子の入力Ｄ０〜Ｄ７は、このデータを用いると良い。この場合、シリアルデータはシフトレジスタに入力されるが、例えば最後に送られたデータをＤ０〜Ｄ７とし、温度検出回路専用のラッチ信号ＬＡＴを用い、フリップフロップにデータを格納する。
【００５５】
また、抵抗群２７は、コンパレータ２４の非反転入力端子＋とグラウンド間に、直列に接続された７個の抵抗１Ｒ及び１個の抵抗２Ｒと、各抵抗１Ｒのアノード側と各フリップフロップ回路２６ａの出力端子Ｑとの間にそれぞれ接続された８個の抵抗２Ｒとから構成されている。
【００５６】
これにより、各フリップフロップ回路２６ａのＤ端子に入力される設定信号の組合せにより、コンパレータ２４の非反転入力端子＋に入力されるアナログ基準値Ｖａが、電圧０からＶｒｅｆより僅かに低い電圧まで、２５６段階に設定され得るようになっている。
【００５７】
ここで、コンパレータ２４の非反転入力端子＋に入力されるアナログ基準値Ｖａは、当該ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ内に組み込まれるダイオード２３の特性バラツキを考慮して、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈの保証温度Ｔ１に対して僅かに低く設定した上限温度Ｔ２に対応する電圧となるように、個々のヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ毎に、工場出荷前に設定される。
【００５８】
本実施形態によるヘッドドライバＩＣ温度検出装置１０は、以上のように構成されており、以下のように動作する。先ず、アナログ基準値Ｖａの設定について説明する。
【００５９】
図９に示すように、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ内に組み込まれるダイオード２３は、個々の特性バラツキの固体差により、直線Ｐ及び直線Ｑで示すような温度−電圧特性の幅を有している。この特性のバラツキには、傾きのバラツキと、オフセットのバラツキがあるが、傾きのバラツキによる弊害が大きい。即ち、オフセットのバラツキの方が、工場出荷時等に、ある温度で電圧を測定することにより、補正することができる。
【００６０】
先ず、初期測定を行わない場合について考察する。個々のダイオード２３は、この直線Ｐ及び直線Ｑの間の特性を有している。これにより、特性の上限を示す直線ＰとヘッドドライバＩＣの保証温度Ｔ１に対してマージンを取った僅かに低い上限温度Ｔ２との交点Ａを与える電圧Ｖｂを、初期測定をしない場合のダイオードのアノード電圧のしきい値として、このしきい値の直線Ｑとの交点Ｂ（温度Ｔ３，電圧Ｖｂ）を求める。
【００６１】
このようにして、ダイオード２３の初期測定を行なわない場合、個々のダイオード２３の特性バラツキを考慮して設定したアノード電圧のしきい値Ｖｂは、点Ａ及びＢの間の温度範囲、即ちＴ３〜Ｔ２の温度範囲を有することになる。
【００６２】
このため、ダイオード２３の特性バラツキによっては、上限温度Ｔ２より著しく低い温度Ｔ３でも、ヘッドドライバＩＣの温度上昇を検出してしまうことになる。
【００６３】
これに対して、実際に室温Ｔ０でダイオード２３のアノード電圧を測定し、このアノード電圧を測定電圧Ｖ０として、図４に示すように、温度−電圧グラフ上に点Ｃをプロットする。そして、この点Ｃから傾きのバラツキの上限である勾配の緩やかな直線Ｐ（傾きの符号は負）と平行な直線Ｒを引き、上限温度Ｔ２との交点Ｄ（温度Ｔ２，電圧Ｖｃ）を求める。
【００６４】
このとき、上記点Ｃから傾きのバラツキの下限である勾配の急な直線Ｑと平行な直線Ｓを引き、上記電圧Ｖｃとの交点Ｅ（温度Ｔ４，電圧Ｖｃ）を求める。この場合、ダイオード２３の初期測定を行なった場合、交点Ｄによるアノード電圧のしきい値は、点Ｄ及びＥの間の温度範囲、即ちＴ４〜Ｔ２の比較的狭い温度範囲となり、温度検出精度が向上することになる。
【００６５】
このようにして、ダイオード２３のアノード電圧のしきい値Ｖｃ（＝アナログ基準値Ｖａ）が決まると、このアナログ基準値Ｖａに対応するデジタル基準値Ｖｄ（例えば、［０１００１１００］で表される）が決まるので、このデジタル基準値Ｖｄを温度設定部２１に入力する。これにより、個々のダイオード２３の特性バラツキを吸収することによって、温度検出の精度が向上することになる。
【００６６】
さて、図６に関して上述したように、プリンタヘッド１５のヘッド基板上には、ヘッド近傍の温度（環境温度）を検出するためのサーミスタ１７が取り付けられており、本実施形態では、サーミスタは高精度の測定が可能であることに着眼した。即ち、印刷動作中は、ヘッドドライバＩＣ内の温度とヘッド近傍の温度（環境温度）とは異なるが、電源投入直後等であれば、双方の温度は一致していると考えられるので、サーミスタによる温度測定値を用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正する。また、あらかじめ各ノズル列毎の容量を不揮発性ＲＡＭ等の記憶手段に記憶しておき、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量を測定する。インクが吐出しない電圧であっても駆動波形パルスを規定数印加すれば、その分各ヘッドドライバＩＣ内の温度が上昇するので、アノード電圧が低下する。従って、記憶している各ノズル列毎の容量との関係で、当該ヘッドドライバＩＣ内のダイオードのアノード電圧の温度係数が求められる。この値と、計算上の温度上昇によるアノード電圧の変化による温度係数とを比較し、アノード電圧の温度係数の固体バラツキを補正するようにした。図１１は、上記サーミスタ１７とインクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加する方法を用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正し得ることを示すグラフである。
【００６７】
図９及び図１１の比較から明らかなように、第一に、サーミスタ１７による温度測定値との比較で、ある温度（例えば、２５℃）におけるアノード電圧を特定し、第二に、インクが吐出しない電圧の駆動波形パルスを規定数印加し、アノード電圧の変化量を測定することで、傾き（ダイオードのアノード電圧の温度係数）を特定することができる。
【００６８】
従って、このようにして補正したダイオードのアノード電圧の温度変化の特性に基づいて、例えば、上述した各ヘッドドライバＩＣ毎のダイオードのアノード電圧のしきい値Ｖｃ（＝アナログ基準値Ｖａ）を決定し、このアナログ基準値Ｖａに対応するデジタル基準値Ｖｄ（例えば、［０１００１１００］で表される）を求めて、このデジタル基準値Ｖｄを温度設定部２１に入力することができる。これにより、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを高精度に補正した各ヘッドドライバＩＣ毎の温度測定が可能である。
【００６９】
次に、ヘッドドライバＩＣ温度検出装置１０の温度検出動作について説明する。インクジェット式プリンタの電源が投入された時、初期化動作として各ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ内では、それぞれ電圧設定部２１に前以て工場等で初期測定され定められ不揮発性ＲＡＭ等に格納されたデジタル基準値Ｖｄを設定し、ＤＡコンバータ２２がこのデジタル基準値Ｖｄをアナログ基準値Ｖａに変換して、コンパレータ２４の非反転入力端子に入力する。
【００７０】
他方、ダイオード２３には当該ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈの温度に対応したアノード電圧Ｖが発生する。これにより、コンパレータ２４は、アナログ基準値Ｖａとアノード電圧Ｖを比較して、アノード電圧Ｖがアナログ基準値Ｖａより高い場合には、Ｌレベルの信号を出力するので、ＦＥＴ２５はオフのままであり、各ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈのＦＥＴ２５には、すべて各定電圧電源Ｖｄｄ２からの電圧が印加される。この結果、これらがワイヤード・アンド接続された出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴは、Ｈレベルとなる。
【００７１】
これに対して、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈのいずれかの温度が印刷動作に伴って上昇して、ダイオード２３のアノード電圧Ｖが低下して、アナログ基準値Ｖａより低くなると、コンパレータ２４は、Ｈレベルの信号を出力し、ＦＥＴ２５がオンとなるので、当該ＦＥＴ２５のドレインがグラウンド電位に落とされる。この結果、これらがワイヤード・アンド接続された出力端子２８からの温度検出信号ＸＨＯＴは、Ｌレベルとなる。
【００７２】
このようにして、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈの何れかの温度が上限温度Ｔ２を超える可能性がある場合（傾きのバラツキによりＴ２より低い場合もあるが、Ｔ４よりは高い）、そのコンパレータ２４の出力がＨレベルとなって、ＦＥＴ２５のオープンドレインによりワイヤード・アンド接続された出力端子２８から出力され、ＦＦＣ１６内の１本の信号線１２を介して制御部１４に入力されるデジタル信号がＨレベルからＬレベルに切り替わることとなって、制御部１４が何れかのヘッドドライバＩＣの温度が上限温度Ｔ２を超えた可能性があることを検出し得る。
【００７３】
この場合、制御部１４には、ヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈからデジタル信号が、ＦＦＣ１６内の１本の信号線１２を介して入力されるので、従来のようにダイオード２３からのアノード電圧を制御部１４内でＡＤ変換しなくてもよいので、制御部１４内にＡＤコンバータを備える必要がなく、また、ＦＦＣ１６内に個々のヘッドドライバＩＣ１１ａ乃至１１ｈ毎の信号線を備えなくてもよい。従って、制御部１４が小型に、そして少ない入力ピンで構成され得ると共に、ヘッドドライバＩＣの温度検出に関する信号線がＦＦＣ１６内の一本の芯線でよいので、コストを低減することができる。
これらの補正を行うタイミングは、工場組立時、ユーザーが購入後の初回電源投入時、毎回電源を投入する都度などが好適である。
【００７４】
そして、アノード電圧をＡ／Ｄ変換して、上で求めた係数を用いてジャンクション温度を求める。上記で求めた係数からジャンクション温度の上限のアノード電圧値を求め、アノード電圧がその値になったら印刷を中断する等の保護措置をとる。
【００７５】
このように、ヘッド基板上のサーミスタによる温度検出結果と照合して、アノード電圧値の補正を行い、また、インクが吐出しない程度の駆動波形をヘッドに引加し、アノード電圧の温度係数の補正を行うので、ヘッドドライバＩＣのジャンクション温度を正確に検出することができる。
【００７６】
さて、本実施形態のヘッドドライバＩＣ温度検出装置は、図１０に示すように、そのダイオードのアノード電圧の個体バラツキの補正動作において、まず、電源がＯＮされたら（Ｓ１）、サーミスタでヘッドの環境温度（Ｔ０）を測定する（Ｓ２）。次に、アノード電圧を測定することにより、上記温度（Ｔ０）におけるアノード電圧を規定する（Ｓ３）。再び、アノード電圧を測定し、このアノード電圧をＶ１とする（Ｓ４）。そして、インクを吐出しない程度の波形を一定数ヘッドに印加し（Ｓ５）た後、再び、アノード電圧を測定し、このアノード電圧をＶ２とする（Ｓ６）。そして、計算上の温度変化と、Ｖ１−Ｖ２からアノード電圧の温度特性（傾き）を規定する（Ｓ７）。
【００７７】
本発明は、図１０のフローチャートに示したヘッドドライバＩＣ温度検出方法に限られず、これら処理を記録したコンピュータが読取り可能な記録媒体やこれら処理を実行させるコンピュータプログラムそのものにも適用し得ることは勿論である。
【００７８】
また、上述した実施形態では、各ヘッドドライバＩＣ毎にしきい値温度に対応するデジタル基準値を温度設定部に設定し、これをＤＡコンバータによりアナログ基準値に変換してアノード電圧と比較し、アノード電圧が基準値より低下したときデジタル信号をプリンタ本体の制御部に伝送する例に、本発明を適用したが、本発明は、検出したアノード電圧に応じたアナログ信号をＦＦＣ内の信号線等を介してプリンタ本体の制御部に伝送し、このプリンタ本体の制御部でＡ／Ｄ変換等して、しきい値温度に対する高低を判定する、従来からのヘッドドライバＩＣ温度の検出例にも適用可能である。
【００７９】
尚、メモリ等の記憶手段に、サーミスタの温度とアノード電圧とを対応させて記憶したテーブル等を備え、このテーブル等を参照して温度補正を行うようにしても良い。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘッド基板上のサーミスタによる温度検出結果と照合して、アノード電圧値の補正を行い、また、インクが吐出しない程度の駆動波形をヘッドに印加し、アノード電圧の温度係数の補正を行うので、ヘッドドライバＩＣのジャンクション温度を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例と実施形態におけるプリンタハードウエア構成を表す図である。
【図２】従来例と実施形態において利用されるアナログ波形データの一例を表す図である。
【図３】スイッチ回路を用いて圧電振動子を駆動させるための構成を表す図である。
【図４】従来例と実施形態における温度検出用半導体素子の構成例を表す図である。
【図５】従来例における温度検出用半導体素子の特性をグラフで表す図である。
【図６】本発明によるヘッドドライバＩＣ温度検出装置の第一の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】図６のヘッドドライバＩＣ温度検出装置における各ヘッドドライバＩＣの要部を示すブロック図である。
【図８】図７の各ヘッドドライバＩＣの要部の具体的な構成例を示す図である。
【図９】図６のヘッドドライバＩＣ温度検出装置におけるアナログ基準値の設定手順を示すグラフである。
【図１０】図１のヘッドドライバＩＣ温度検出装置における温度検出動作の制御の一例を示すフローチャートである。
【図１１】ヘッド基板上のサーミスタを用いて、ダイオードのアノード電圧の固体バラツキを補正する方法を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１ インクジェットプリンタ
１０２ コントローラ
１０３ プリントエンジン
１２３ ＣＰＵ
１２１ ＲＯＭ
１２２ ＲＡＭ
１２４ ＰＲＯＭ
１３０ モータ
１３１ ヘッドユニット
１３５ インクノズル駆動用スイッチング半導体素子
１４２ ラッチ
１０ ヘッドドライバＩＣ温度検出装置
１１ａ〜１１ｈ ヘッドドライバＩＣ
１２ 信号線（ケーブル）
１３ プリンタ本体
１４ 制御部
１７ サーミスタ
１８ 信号線
２１ 温度設定部
２２ ＤＡコンバータ
２３ ダイオード
２４ コンパレータ
２５ ＦＥＴ
２６ フリップフロップ回路
２７ 抵抗群
２８ 出力端子
Claims (1)
- インクジェット式プリンタの複数のヘッドドライバＩＣ内にそれぞれ設けられたダイオードのアノード電圧に基づいて、プリンタ本体の制御部にて、前記複数のヘッドドライバＩＣ温度の所定温度に対する高低を検出するインクジェット式プリンタのヘッドドライバＩＣ温度検出装置のデジタル基準値入力方法であって、
前記各ヘッドドライバＩＣは、前記プリンタのヘッドのノズル列ごとに設けられ、当該ノズル列のノズルからインクを吐出させるための素子を駆動するノズル駆動用スイッチング半導体素子であり、
温度検出のための基準温度に対応する前記デジタル基準値を設定する温度設定部と、
前記温度設定部からのデジタル基準値をアナログ基準値に変換するＤＡコンバータと、
前記ダイオードのアノード電圧と、前記ＤＡコンバータからのアナログ基準値とを比較して、前記ダイオードのアノード電圧のアナログ基準値に対する高低を前記プリンタ本体の制御部に対してデジタル信号として出力するコンパレータとを含むものであり、
前記ヘッドのヘッド基板上のサーミスタと前記ヘッドドライバＩＣの温度が一致している時の当該サーミスタを用いて検出した温度測定値から当該温度における前記各ヘッドドライバＩＣのダイオードのアノード電圧を特定することと、前記ノズルからインクを吐出させるための素子に駆動波形を印加したときの当該各アノード電圧の変化量と計算上の電圧変化とから当該各ダイオードのアノード電圧の温度係数を特定することとによって、当該各ダイオードの前記デジタル基準値を決定し、
前記決定した各デジタル基準値を、前記各温度設定部に入力する、
デジタル基準値入力方法
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