(57)【要約】【課題】複数の駆動回路の温度に応じて、各駆動回路の動作を切り替えるヘッド駆動装置を提供する。【解決手段】駆動波形データに基づく駆動波形から駆動電圧波形を生成し、当該駆動電圧波形を液体吐出ヘッドに印加する複数のヘッド駆動部を備える駆動電圧波形生成部と、駆動波形データから駆動波形を生成し、所定の条件に基づいて、各ヘッド駆動部への駆動波形の渡し方を切り替えるヘッド駆動切替部と、と有し、ヘッド駆動切替部は、各ヘッド駆動部の動作状況を検知し、当該動作状況に基づいて各ヘッド駆動部の動作負荷を算出し、当該動作負荷の偏りが所定の閾値を越えたとき、当該動作負荷の偏りが減少するように、各ヘッド駆動部に渡す駆動波形データの種類を切り替える、ヘッド駆動装置による。【選択図】図６
2020146956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動波形データに基づく駆動波形から駆動電圧波形を生成し、当該駆動電圧波形を液体吐出ヘッドに印加する複数のヘッド駆動部を備える駆動電圧波形生成部と、
前記駆動波形データから前記駆動波形を生成し、所定の条件に基づいて、各ヘッド駆動部への前記駆動波形の渡し方を切り替えるヘッド駆動切替部と、と有し、
前記ヘッド駆動切替部は、各ヘッド駆動部の動作状況を検知し、当該動作状況に基づいて各ヘッド駆動部の動作負荷を算出し、当該動作負荷の偏りが所定の閾値を越えたとき、当該動作負荷の偏りが減少するように、各ヘッド駆動部に渡す前記駆動波形データの種類を切り替える、
ことを特徴とするヘッド駆動装置。
【請求項２】
前記駆動電圧波形生成部はそれぞれの温度を検知する温度検知部を備え、
前記ヘッド駆動切替部は、各駆動電圧波形生成部の前記温度に基づいて算出した温度上昇率が所定の閾値を越えたとき、前記駆動電圧波形生成部のそれぞれに入力される前記駆動波形データの種類を切り替える、
請求項１に記載のヘッド駆動装置。
【請求項３】
自然冷却または強制冷却による前記駆動電圧波形生成部の温度減少率を予め記憶する記憶部を有し、
前記駆動電圧波形生成部は、前記温度上昇率の算出において前記温度減少率も用いる、
請求項２に記載のヘッド駆動装置。
【請求項４】
前記ヘッド駆動切替部は、前記動作状況に基づいて算出した各ヘッド駆動部の温度が所定の閾値を越えたときは、前記駆動電圧波形生成部のそれぞれに入力される前記駆動波形データの種類を切り替える、
請求項１に記載のヘッド駆動装置。
【請求項５】
前記ヘッド駆動切替部は、前記動作状況に基づいて算出した各ヘッド駆動部の温度上昇率が所定の閾値を越えたときは、前記駆動電圧波形生成部のそれぞれに入力される前記駆動波形データの種類を切り替える、
請求項１に記載のヘッド駆動装置。
【請求項６】
前記ヘッド駆動切替部は、前記動作状況に基づいて算出した各ヘッド駆動部の累積負荷が所定の閾値を越えたときは、前記駆動電圧波形生成部のそれぞれに入力される前記駆動波形データの種類を切り替える、
請求項１に記載のヘッド駆動装置。
【請求項７】
前記ヘッド駆動切替部は、前記動作状況を一定の時間間隔をもって検知する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヘッド駆動装置。
【請求項８】
搬送される媒体に液体を吐出して画像を形成する画像形成装置であって、
駆動電圧波形に基づいて、前記媒体に液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体吐出部に対して前記媒体を搬送する搬送部と、
外部から入力される画像データに基づき前記駆動電圧波形を生成して前記液体吐出部に当該駆動電圧波形を印加するヘッド駆動装置と、
を備え、
前記ヘッド駆動装置は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のヘッド駆動装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッド駆動装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体に液体を吐出する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置が知られている。当該液体吐出装置には、液体吐出ヘッドの液体吐出動作を駆動するヘッド駆動装置も搭載される。なお、液体インクを記録媒体に吐出して文字や画像を形成する液体吐出装置として画像形成装置（いわゆる、インクジェットプリンタ）も知られている。
【０００３】
液体吐出ヘッドの液体吐出動作は、画像データに基づいて、ヘッド駆動装置が液滴の大きさや吐出周期に合わせて生成した駆動電圧波形を圧電素子（ピエゾアクチュエータ）に印加することによって制御される。
【０００４】
液滴の吐出状態の安定性を確保する観点から、液体吐出ヘッドに駆動波形電圧を印加するドライバ回路の動作安定性が重要となる。なお、ドライバ回路の動作安定性を低下させる要因として、温度上昇が挙げられる。
【０００５】
特にドライバ回路が備える電力増幅部は温度が上昇しやすい構成の一つである。そこで、電力増幅部の発熱量を均等にするように、二つのドライバ回路で生じた温度差が生じたときは、駆動させるドライバ回路を選択する記録ヘッド駆動回路が開示されている（特許文献１を参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術は、複数のドライバ回路の温度差を、駆動させるドライバ回路を選択的に用いるものである。なお、ヘッド駆動回路は、複数の駆動電圧波形を生成するが、この駆動電圧波形の生成に係る負荷は、生成して印加する駆動電圧波形の種類や周囲などによって異なる。すなわち、駆動回路の温度は、駆動電圧波形の生成及び印加による負荷により異なる。
【０００７】
ヘッド駆動回路を複数備える構成を前提にした場合、特許文献１のように温度差によって動作させるヘッド駆動回路を選択するのだけでは、温度変化に即した制御を行うには課題がある。そして、各ヘッド駆動回路が生成する駆動電圧波形の種類や組み合わせなどによって異なる温度上昇の度合いに応じて、より柔軟に温度変化に対応し、動作安定性を向上させるには、課題がある。
【０００８】
本発明は、複数の駆動回路の温度に応じて、各駆動回路の動作を切り替えるヘッド駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、駆動波形データから駆動電圧波形を生成し、当該駆動電圧波形を液体吐出ヘッドに印加する複数の駆動波形生成部と、各駆動波形生成部へ入力する前記駆動波形データを所定の条件に基づいて切り替えるヘッド駆動切替部と、と有し、前記ヘッド駆動切替部は、各駆動波形生成部の動作状況を検知し、当該動作状況に元付いて各駆動波形生成部の動作負荷を算出し、当該動作負荷の偏りが所定の閾値を越えたとき、当該動作負荷の偏りが減少するように、各駆動波形生成部に渡す前記駆動波形データの種類を切り替える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の駆動回路の温度に応じて、各駆動回路の動作を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるプリンタの構成を示す概略図。
【図２】上記プリンタが備える液体吐出ヘッドの一実施形態の構成を示す側面図。
【図３】上記液体吐出ヘッドの構造の例を示す底面図。
【図４】上記記録ヘッドがノズル口の例を示す平面図。
【図５】上記プリンタが備える液体吐出ヘッドの一実施形態の構成を示す分解斜視図。
【図６】上記本発明に係るヘッド駆動部の一実地形態であるヘッド駆動制御部の機能ブロック図。
【図７】上記ヘッド駆動制御部の詳細な機能ブロック図。
【図８】上記ヘッド駆動制御部に含まれるヘッド駆動回路切替部の詳細な機能ブロック図。
【図９】上記ヘッド駆動制御部に含まれるヘッド駆動回路の温度上昇要因を説明するグラフ。
【図１０】上記ヘッド駆動回路切替部における切替判定の閾値の設定例を示すグラフ
【図１１】上記ヘッド駆動制御部における切替処理の流れの例を示すフローチャート。
【図１２】上記ヘッド駆動制御部における切替処理の流れの別の例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るヘッド駆動装置及び画像形成装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の実施形態であるインクジェットプリンタ１０００について図１を用いて説明する。
【００１３】
［インクジェットプリンタ１０００の全体構成］
インクジェットプリンタ１０００は、例えば、オンデマンド方式のライン走査型を採用した画像形成装置である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０００は、画像形成部２１０と、給紙部２２０と、レジスト調整部２３０と、乾燥部２４０と、記録媒体反転部２５０と、排紙部２９０と、を備えている。次に、当該構成を備えるインクジェットプリンタ１０００における画像形成出力動作（印刷動作）の流れの一例を説明する。なお、画像形成部２１０は、液体吐出装置の実施形態に相当する。
【００１４】
まず給紙部２２０の給紙スタック２２１に積載された記録媒体Ｐが、エアー分離部２２２によって一枚ずつピックアップされ、画像形成部２１０の方向に搬送される。給紙部２２０から搬送された記録媒体Ｐは、レジスト調整部２３０に達すると、レジスト調整部２３０の内部に設けられたレジストローラ対２３１によって、搬送方向に対する記録媒体Ｐの傾きが補正される。
【００１５】
レジストローラ対２３１における補正（レジスト調整）がなされた記録媒体Ｐは、画像形成部２１０に送られる。そして、円筒形状のドラム２１１の表面に設けた記録媒体グリッパ２１２によって記録媒体Ｐの先端が挟まれて、ドラム２１１の回転によってヘッドアレイ１００Ｋ〜１００Ｐに対向する位置へと、記録媒体Ｐが搬送される。画像形成部２１０では、円筒形状のドラム２１１表面に沿って、インクジェット方式によりインクを吐出するヘッドアレイ１００Ｋ〜１００Ｐが、所定のインク色を充填した状態で放射状に角度をもって配置されている。
【００１６】
複数のヘッドアレイ１００Ｋ〜１００Ｐによって、液体吐出部である液体吐出モジュールが構成されていて、この液体吐出モジュールからドラム２１１の表面に保持された記録媒体Ｐの外周面にインク(液体)を吐出することで、記録媒体Ｐに画像が形成される。ドラム２１１の外周面には、空吐出受け２１３が設けられており、ヘッドモジュール１００が記録媒体Ｐにインクを吐出していないときに空吐出されたインクを受け取るようになっている。画像が形成されると記録媒体Ｐは、乾燥部２４０に搬送される。
【００１７】
乾燥部２４０には乾燥ユニット２４１が設けられていて、この乾燥ユニット２４１の下方を記録媒体Ｐが通過することによって、記録媒体Ｐの水分が蒸発するようになっている。また、乾燥部２４０には、記録媒体反転機構２５１を含む記録媒体反転部２５０が設けられている。両面印刷時には、記録媒体反転部２５０で記録媒体Ｐを反転し反転搬送部２５２により再度画像形成部２１０の方向へ搬送する。なお、ドラム２１１に達する前に画像形成部２１０内部に設けられたレジストローラ２５３によって記録媒体Ｐの傾きが補正される。乾燥部２４０による乾燥を終えた記録媒体Ｐは排紙部２９０に搬送されて、記録媒体Ｐの端部が整合された状態で積載される。
【００１８】
画像形成部２１０における液滴吐出動作の制御の一部は、画像形成部２１０が備える画像形成制御部２０１において行われるものとする。なお、画像形成制御部２０１は、インクジェットプリンタ１０００の全体の動作を制御してもよい。また、給紙部２２０、レジスト調整部２３０、乾燥部２４０、のそれぞれにおいて個別に制御部を備え、画像形成制御部２０１と連携することでインクジェットプリンタ１０００の全体の動作を制御するように構成してもよい。
【００１９】
［ヘッドモジュール１００の構成］
次に、ヘッドモジュール１００の構成について説明する。図２は、ヘッドモジュール１００の側面図である。図２に示すように、ヘッドモジュール１００は、主に、ヘッド駆動制御部１１０と、インクジェット記録ヘッド１３０と、ヘッド駆動制御部１１０とインクジェット記録ヘッド１３０を接続する接続部１２０と、から構成される。
【００２０】
ヘッド駆動制御部１１０には、ヘッド制御基板１１１に、駆動制御ＩＣ１１２と、駆動電圧波形生成制御ＩＣ１１３と、不揮発性記憶素子１１４と、が搭載されている。
【００２１】
接続部１２０は、ケーブル１２１の両端に、駆動制御基板コネクタ１２２と、ヘッド側コネクタ１２３が取り付けられていて、インクジェット記録ヘッド１３０に搭載されているヘッド基板１３２とヘッド駆動制御部１１０との間のアナログ信号通信及びデジタル信号通信を担う。
【００２２】
インクジェット記録ヘッド１３０は、主に、残留振動検知モジュール１３１と、ヘッド基板１３２と、駆動電圧波形をどの圧電素子１４２に印加するかを切り替えるヘッド駆動ＩＣ基板１３４と、ヘッド内インクタンク１３３と、剛性プレート１３５と、から構成される。なお、インクジェットプリンタ１０００が備える液体吐出ヘッドの構成がライン走査型であれば、記録媒体Ｐの搬送方向と交わる方向が記録媒体Ｐの幅方向に相当し、この記録媒体Ｐの幅寸法に渡ってインクジェット記録ヘッド１３０が並べられている。この構成をラインヘッド構成という。なお、本発明は、一つ若しくは複数のインクジェット記録ヘッド１３０を、記録媒体Ｐの幅方向に移動させながら、さらに記録媒体Ｐを搬送方向に搬送しながら、画像を形成するシリアル走査型にも適用可能である。また、その他の型の液体吐出装置にも適用可能である。
【００２３】
［インクジェット記録ヘッド１３０の構成］
図３は、インクジェット記録ヘッド１３０をラインヘッド構成で配置した例を示す概略図である。本実施形態に係るヘッドモジュール１００は、吐出する液体インクの色ごとに区別された構成物の集合体である。図３で例示するヘッドモジュール１００は図１に示したヘッドモジュール１００とは異なる構成例を示している。図３に例示するヘッドモジュール１００は、ブラックのインク滴を吐出するブラック用のヘッドアレイ１００Ｋ、シアンのインク滴を吐出するシアン用のヘッドアレイ１００Ｃ、マゼンダのインク滴を吐出するマゼンダ用のヘッドアレイ１００Ｍ、イエローのインク滴を吐出するイエロー用のヘッドアレイ１００Ｙ、の四つによって構成されている例である。ヘッドモジュール１００が備える各ヘッドアレイは、記録媒体の搬送方向（黒塗り太矢印方向）と交わる方向（概ね直交する方向）に配置されている。このようにインクジェット記録ヘッド１３０をアレイ化することにより広域な印刷領域を確保している。
【００２４】
図４は、インクジェット記録ヘッド１３０の底面図である。インクジェット記録ヘッド１３０の底面には、複数のノズル口２９である印字ノズル１３７が千鳥状に配置されている。この複数の印字ノズル１３７によってノズル面１３６が形成されている。ノズル面１３６に配列されている各印字ノズル１３７からは、圧電素子１４２の伸縮に基づいて液滴が吐出される。印字ノズル１３７を千鳥配列にすることで、吐出した液体によって形成する画像の解像度を高くすることができる。
【００２５】
［インクジェット記録ヘッド１３０の詳細構成］
次にインクジェット記録ヘッド１３０の詳細な構成について図５を用いて説明する。インクジェット記録ヘッド１３０は、主に、ノズルプレート３１と、圧力室プレート３３と、リストリクタプレート３５と、ダイアフラムプレート３８と、剛性プレート１３５と、圧電素子であるピエゾ素子群４６と、から構成されている。
【００２６】
多数の印字ノズル１３７が千鳥状に配列されたノズルプレート３１と、各印字ノズル１３７に対応する個別圧力室３２を形成した圧力室プレート３３と、共通インク流路３９と、個別圧力室３２を連通して個別圧力室３２へのインク流量を制御するリストリクタ３４を形成したリストリクタプレート３５と、振動板３６と、フィルタ３７を設けたダイアフラムプレート３８と、を順次重ねて位置決めして接合することにより、流路板が構成される。この流路板を剛性プレート１３５に接合して、フィルタ３７を共通インク流路３９の開口と対向させる。
【００２７】
インク導入パイプ１３９の上側開口端は、剛性プレート１３５の共通インク流路３９に接続され、インク導入パイプ１３９の下側開口端は、インクを充填したヘッド内インクタンク１３３に接続される。
【００２８】
ピエゾ素子支持基板１４３上には、ピエゾ素子駆動ＩＣ４４が搭載され、圧電素子１４２を多数個配列して構成したピエゾ素子群４６を、剛性プレート１３５に設けられている開口部１３８から挿入し、各圧電素子１４２の自由端を振動板３６に接着固定することで、インクジェット記録ヘッド１３０が構成される。なお、図５では、簡略化のために印字ノズル１３７、個別圧力室３２、リストリクタ３４などの部品を減らして図示している。
【００２９】
［ヘッド駆動装置の実施形態］
次に本発明に係るヘッド駆動装置の実施形態であるヘッド駆動制御部１１０の構成について図６を用いて説明する。ヘッド駆動制御部１１０は、画像処理部１０と、ヘッド駆動回路切替部２０と、記憶部３０と、駆動電圧波形生成部４０と、を有する。
【００３０】
［画像処理部１０］
画像処理部１０は、ヘッドモジュール１００を動作させて記録媒体Ｐに画像を形成するための画像形成動作を制御する画像形成制御部２０１から受け取った画像データに基づいて、駆動データを生成し、ヘッド駆動回路切替部２０に渡す。また、画像処理部１０は、画像形成制御部２０１から受け取った画像データに基づいて、インクジェット記録ヘッド１３０の動作タイミングを制御するタイミング制御信号を生成し、インクジェット記録ヘッド１３０に通知する。
【００３１】
インクジェット記録ヘッド１３０を構成するヘッド駆動ＩＣ基板１３４（図２参照）には、タイミング制御信号と駆動電圧波形に基づいて圧電素子を駆動するドライバＩＣが搭載されている。このドライバＩＣがタイミング制御信号に基づく周期に基づいて駆動電圧波形を圧電素子に印加し液体の吐出動作を実行する。
【００３２】
［ヘッド駆動回路切替部２０］
ヘッド駆動回路切替部２０は、画像処理部１０から渡された駆動波形データに基づいて、記憶部３０に記憶されている駆動波形パターンを読み出して、駆動波形パターンに基づく駆動波形を生成し、これを駆動電圧波形生成部４０に渡す。
【００３３】
ヘッド駆動回路切替部２０は、駆動電圧波形生成部４０に含まれるヘッド駆動部の数に応じて、複数の波形の組み合わせからなる駆動波形を複数種類生成する。本実施形態においては、駆動電圧波形生成部４０に二つのヘッド駆動部が含まれている。したがって、ヘッド駆動回路切替部２０は、駆動波形データを元にして、二種類の駆動波形を生成し、それぞれを駆動電圧波形生成部４０に渡す。以下の説明において、二種類の駆動波形については、「第一駆動波形（駆動波形Ａ）」と「第二駆動波形（駆動波形Ｂ）」として説明する。
【００３４】
ヘッド駆動回路切替部２０が生成する二つの駆動波形は、例えば、大滴と中滴を吐出させるための第一駆動波形と、小滴の吐出と微駆動を行わせるための第二駆動波形である。ヘッド駆動回路切替部２０は、これらの駆動波形をタイミング制御信号によって制御される吐出動作を一周期にて印加される駆動電圧波形となるように生成して、駆動電圧波形生成部４０に渡す。以下の説明において、二種類の駆動波形のうち、大滴と中滴の組み合わせからなる駆動波形を「第一駆動波形（駆動波形Ａ）」とし、小滴と微駆動の組み合わせからなる駆動波形を「第二駆動波形（駆動波形Ｂ）」として説明する。
【００３５】
ヘッド駆動部に係る負荷は、第一駆動波形の駆動電圧波形を印加するときの方が、第二駆動波形の駆動電圧波形を印加するときよりも高い。したがって、第一駆動波形に係る動作をするときの方が、第二駆動波形に係る動作をするときに比べて、ヘッド駆動部の発熱量が多くなり、温度も上昇し易くなる。
【００３６】
また、ヘッド駆動回路切替部２０は、駆動電圧波形生成部４０からの温度情報に基づいて駆動電圧波形生成部４０が備える二つのヘッド駆動部のそれぞれに渡す駆動波形を切り替える。すなわち、第一駆動波形又は第二駆動波形に係る吐出動作の結果で生ずる熱による温度や温度上昇の仕方に応じて、いずれの駆動波形を、いずれのヘッド駆動部に渡すのか、その渡し方を切り替える。言い換えると、ヘッド駆動回路切替部２０は、駆動電圧波形生成部４０が備えるヘッド駆動部のそれぞれに渡す駆動波形の種類を切り替える。ヘッド駆動回路切替部２０は、ヘッド駆動切替部を構成する。
【００３７】
［記憶部３０］
記憶部３０は、画像データに基づいて駆動波形を生成するための駆動波形パターンを記憶する。駆動波形パターンは、画像データに基づく画像を形成するために記録媒体Ｐに吐出する必要がある液滴に対応するように分類されている。例えば液体吐出動作で吐出される液滴の大きさを区別し、それぞれに対応する「大滴」「中滴」「小滴」の駆動波形パターンがある。また、駆動波形パターンには、インクジェット記録ヘッド１３０のノズル口２９の状態などを整えるために、液滴が吐出されない程度に圧電素子を振動させるための「微駆動」の駆動波形パターンがある。
【００３８】
記憶部３０に記憶されている駆動波形パターンは、画像データに対応するものが、インクジェット記録ヘッド１３０を動作せるための必要となる駆動波形パターンとして読み出される。読み出された駆動波形パターンを用いてヘッド駆動回路切替部２０は駆動波形を生成する。
【００３９】
また、記憶部３０には、後述する温度予測部２４において温度上昇率を算出するための過去の温度情報が記憶されている。
【００４０】
また、記憶部３０には、ヘッド駆動部（第一ヘッド駆動部４１及び第二ヘッド駆動部４２）のそれぞれにおいて、自然冷却による温度低下率が記憶されている。ヘッド駆動部に強制冷却機構（ファンなど）が設けられているときは、強制冷却を加味した温度低下率が記憶されている。
【００４１】
また、記憶部３０には、後述する切替判定部２５における切替判定処理に用いられる閾値も記憶されている。
【００４２】
［駆動電圧波形生成部４０］
駆動電圧波形生成部４０は、ヘッド駆動回路切替部２０から渡された駆動波形に対して電圧増幅および電流増幅をして駆動電圧波形を生成し、インクジェット記録ヘッド１３０が備えるドライバＩＣに渡す。駆動電圧波形を渡されたドライバＩＣは、駆動電圧波形に基づく液体吐出動作を実行する。駆動電圧波形生成部４０は、例えば、図６に例示するように二つのヘッド駆動部を備える。
【００４３】
駆動電圧波形生成部４０は、第一ヘッド駆動部４１と、第二ヘッド駆動部４２と、第一温度検知部４３と、第二温度検知部４４と、を備える。第一ヘッド駆動部４１と第二ヘッド駆動部４２は、それぞれ、ヘッド駆動回路切替部２０から渡された駆動波形を上記のように増幅して駆動電圧波形を生成し、生成したそれぞれの駆動電圧波形をドライバＩＣに渡す。第一ヘッド駆動部４１と第二ヘッド駆動部４２からドライバＩＣに駆動電圧波形が渡される注記は、タイミング制御信号に基づくインクジェット記録ヘッド１３０の周期と同期している。したがって、タイミング制御信号に基づくインクジェット記録ヘッド１３０の動作の一周期内で、二種類の駆動波形に基づく駆動電圧波形をインクジェット記録ヘッド１３０に印加する。
【００４４】
第一温度検知部４３は、第一ヘッド駆動部４１の温度を計測し、計測結果を温度情報としてヘッド駆動回路切替部２０にフィードバックする。第二温度検知部４４は、第二ヘッド駆動部４２の温度を計測し、計測結果を温度情報としてヘッド駆動回路切替部２０にフィードバックする。第一温度検知部４３及び第二温度検知部４４は、第一ヘッド駆動部４１及び第二ヘッド駆動部４２の温度検知し、その検知結果を温度情報として通知できる構成であればよい。第一温度検知部４３及び第二温度検知部４４は、例えば、サーミスタなどの温度検知素子を用いることで構成される。
【００４５】
［ヘッド駆動回路切替部２０の詳細構成］
次に、ヘッド駆動回路切替部２０の詳細な構成について図７及び図８を用いて説明する。図７に示すように、ヘッド駆動回路切替部２０は、Ｄ／Ａ変換部２１と、スイッチ部２２と、を有している。
【００４６】
Ｄ／Ａ変換部２１は、画像処理部１０から入力されるデジタル信号である駆動電圧波形データをアナログ信号である駆動波形に変換するためのデジタル−アナログ変換回路によって構成されている。
【００４７】
スイッチ部２２は、Ｄ／Ａ変換部２１から出力される二つの駆動波形（駆動波形Ａと駆動波形Ｂ）の、二つのヘッド駆動部（第一ヘッド駆動部４１と第二ヘッド駆動部４２）への渡し方を切り替えるスイッチ回路によって構成されている。
【００４８】
図７に例示した状態では、第一駆動波形（駆動波形Ａ）が第一ヘッド駆動部４１に渡され、第二駆動波形（駆動波形Ｂ）が第二ヘッド駆動部４２に渡される状態になっている。後述する切替制御において、スイッチ部２２が動作をしてスイッチの状態が切り替わると、第一駆動波形（駆動波形Ａ）が第二ヘッド駆動部４２に渡され、第二駆動波形（駆動波形Ｂ）が第一ヘッド駆動部４１に渡される状態に切り替わる。すなわち、スイッチ部２２の動作によって、あるヘッド駆動部に渡される駆動波形の種類が切り替わる。
【００４９】
［ヘッド駆動回路切替部２０の詳細機能構成］
次に、ヘッド駆動回路切替部２０のより詳細な構成について説明する。図８に示すように、ヘッド駆動回路切替部２０は、Ｄ／Ａ変換部２１と、スイッチ部２２と、累積駆動時間算出部２３と、温度予測部２４と、切替判定部２５と、を有する。
【００５０】
［Ｄ／Ａ変換部２１］
Ｄ／Ａ変換部２１は、画像処理部１０から入力される画像データに基づいて記憶部３０に記憶されている駆動波形パターンで特定される駆動波形を生成し、スイッチ部２２に渡す。
【００５１】
［スイッチ部２２］
スイッチ部２２は、Ｄ／Ａ変換部２１から渡された駆動波形（第一駆動波形と第二駆動波形）を、スイッチの状態に基づいて駆動電圧波形生成部４０（第一ヘッド駆動部４１と第二ヘッド駆動部４２）に渡す。スイッチ部２２は、後述する切替判定部２５から通知される切替制御信号に基づいて、スイッチを切り替える。
【００５２】
［累積駆動時間算出部２３］
累積駆動時間算出部２３は、Ｄ／Ａ変換部２１において各ヘッド駆動部に渡された駆動波形の種類や回数に基づいて、各ヘッド駆動部がインクジェット記録ヘッド１３０に対し行った印加動作の累積時間を算出する。この累積時間は、ヘッド駆動部毎に算出される累積負荷である。この累積時間をヘッド駆動部の動作状況として用いることができる。累積駆動時間算出部２３は、算出した累積時間を切替判定部２５に渡す。
【００５３】
［温度予測部２４］
温度予測部２４は、駆動電圧波形生成部４０が備える第一温度検知部４３と第二温度検知部４４からの温度情報に基づいて、第一ヘッド駆動部４１及び第二ヘッド駆動部４２のそれぞれの温度又は温度上昇度合い（温度上昇率）を予測した、予測温度情報を生成する。予測温度情報の生成タイミングは、予め既定される所定の時間間隔をもって定期的であればよい。また、所定の温度又は温度上昇率に至るまでの時間間隔を長くし、後述する切替判定部２５における切替反対の閾値（特定の温度、または時間）に近づく度合いに応じて、予測温度情報を生成する時間間隔を短くしてもよい。
【００５４】
温度予測部２４は、生成した予測温度情報を切替判定部２５に渡す。なお、温度予測部２４は、各ヘッド駆動部の温度又は温度上昇率の予測をするときに、累積駆動時間算出部２３が算出している累積時間に基づいて、温度情報に基づく温度に対し補正をして予測温度情報を生成してもよい。例えば、温度情報に基づく温度が同じだとしても、累積時間に差異があれば、これを加味し、より累積時間の長いヘッド駆動部の温度を高めに予測する。
【００５５】
温度予測部２４は、あるタイミングで生成した予測温度情報を記憶しておく。そして、次のタイミングで生成した予測温度情報と記憶されている過去の予測温度情報の差分を算出し、温度上昇率（温度環境の変化の度合い）を算出する。算出した温度上昇率は、予測温度情報に含められて切替判定部２５に渡される。
【００５６】
温度予測部２４は、画像形成制御部２０１からヘッド駆動制御部１１０への入力データである画像データにより既定される連続印刷枚数も考慮して、予測温度情報などを算出してもよい。
【００５７】
［切替判定部２５］
切替判定部２５は、温度予測部２４から渡される予測温度情報に基づいて、スイッチ部２２の状態を切り替える否かの判定をし、「切り替える」と判定したときは、スイッチ部２２の状態を切り替える制御を行う。
【００５８】
また、切替判定部２５は、記憶部３０に記憶されている過去の予測温度情報と、直近の予測温度情報との差分に基づいて算出される予測温度上昇率に基づいて、スイッチ部２２の状態を切り替える否かの判定をする。切替判定部２５は、「切り替える」と判定したときは、スイッチ部２２の状態を切り替える制御を行う。
【００５９】
切替判定部２５は、記憶部３０に予め記憶されている閾値を用いて、予測温度情報に含まれる温度、予測温度情報から算出される予測温度上昇率などが、これらに対応する閾値を越えているか否かを判定し、閾値を越えているときは、スイッチ部２２に対して切替制御信号を通知する。
【００６０】
以上のとおり、ヘッド駆動回路切替部２０によれば、各ヘッド駆動部の動作負荷により変化する情報（温度に関する情報）や、累積負荷の情報（累積駆動時間）によって、ヘッド駆動部の動作を切り替える。これによって、駆動電圧波形を生成してインクジェット記録ヘッド１３０に印加する複数のヘッド駆動部の発熱量を均一化し、動作安定性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態に係るヘッド駆動回路切替部２０は、ヘッド駆動部の温度計測結果に基づく予想温度や予想温度上昇率を用いて、ヘッド駆動部の動作状況を切り替えるので、温度環境の変化への追従性が向上し、動作安定性をより向上させることができる。
【００６２】
［ヘッド駆動部の動作状況と温度との関係］
ここで、ヘッド駆動部の動作状況と温度との関係について説明する。また、切替判定部２５の判定に用いられる閾値の設定や、予測温度情報に含まれる情報の種類についても説明する。
【００６３】
ヘッド駆動部（第一ヘッド駆動部４１及び第二ヘッド駆動部４２）の発熱要因には、これらに渡される駆動波形に含まれる駆動波形パターンの種類（大滴・中滴・小滴・微駆動）と、その駆動波形の電流増幅動作やアイドリング電流などが挙げられる。また、ヘッド駆動部は、自然冷却によって温度が低下するので、これに対応する温度低下率を予め記憶部３０に記憶させておく。また、ファンなどの強制冷却機構を設置した場合であれば、ファンによる強制冷却での温度低下率も記憶部３０に記憶させておく。
【００６４】
図９（ａ）は、ヘッド駆動部の温度に影響する要因である駆動量と、様々な要素の組み合わせによる発熱量の関係を例示するグラフである。図９（ａ）に示すように、大滴を吐出させるための駆動動作の方が、小滴吐出や微駆動を行うときの駆動動作よりも発熱量は多くなる。また、駆動回数が多くなるほど発熱量は多くなる。一方、駆動回数が多いほど（時間が経過するほど）、冷却による発熱量の低下も多くなる。したがって、正味の発熱量は、ヘッド駆動部の動作状況（どのような液滴を何回吐出したか）によって増加し、冷却によって減少する。このように、ヘッド駆動部において生成される駆動電圧波形の種類（内容）と、その回数、及び冷却による温度減少率を加味することで、駆動部の温度を予測することができる。
【００６５】
図９（ｂ）は、同じ駆動部を同じ条件（同じ駆動電圧波形の生成）で動作させたときの、駆動周波数と発熱量との関係を例示するグラフである。図９（ｂ）に示すように、駆動周波数が高くなると、同じ経過時間であっても発熱量が多くなり、温度上昇率も高くなる。
【００６６】
したがって、温度予測部２４では、駆動電圧波形生成部４０から通知される温度情報、記憶部３０に記憶されている過去の温度情報、冷却効率、駆動波形パターン毎の推定発熱量、累積駆動時間算出部２３に記憶されている過去の駆動波形やその動作周波数を用いて温度又は温度上昇率の予測値（予測温度、予測温度上昇率）を算出する。
【００６７】
したがって、第一温度検知部４３や第二温度検知部４４による応答性が低くても、より精度の高い温度予測ができ、ヘッド駆動部の動作安定性を確保するための制御（切替制御）の精度を高めることができる。
【００６８】
［切替判定の閾値と切替動作との関係］
次に、切替判定部２５において、予測温度や予測温度上昇率に基づいて切替判定をするための閾値の例について図１０を用いて説明する。
【００６９】
図１０（ａ）は、第一ヘッド駆動部４１及び第二ヘッド駆動部４２の動作経過時間と温度上昇の様子を例示している。なお、第一ヘッド駆動部４１には、大滴を吐出するための駆動電圧波形が印加され、第二ヘッド駆動部４２には、小滴を吐出するための駆動電圧波形が印加されているものする。
【００７０】
図１０（ａ）に示すように、吐出動作に要する負荷が高い第一ヘッド駆動部４１の方が短い時間で温度が高くなっている。そして、ある時点で温度閾値に至っている。ここで、切替判定部２５はスイッチ部２２に対して切替制御信号を通知し、スイッチ部２２は切替動作をする。そうすると、駆動電圧波形生成部４０に対する駆動波形Ａと駆動波形Ｂの渡し方が変わり、駆動波形Ａ（大滴吐出）は第二ヘッド駆動部４２に渡され、駆動波形Ｂ（小滴吐出）には第一ヘッド駆動部４１に渡される。これによって、第一ヘッド駆動部４１の温度は冷却によって自然に減少し、第二ヘッド駆動部４２の温度は上昇する。
【００７１】
以上のように、温度状況が変化したことを閾値と温度との比較によって検知することで、適時に、ヘッド駆動部それぞれにおける駆動電圧波形の生成を切り替えて、温度が均一になるように制御することができる。
【００７２】
図１０（ｂ）は、特定のヘッド駆動部の温度が上昇して温度閾値を越えないようにするために、所定の時間間隔を時間閾値として設定し、この時間間隔を用いて、ヘッド駆動部それぞれにおける駆動波形の生成動作の内容を切り替える例である。図１０（ｂ）に示すように、負荷の高い（温度上昇を引き起こしやすい）駆動波形Ａを渡す先を、一定の時間間隔で切り替えることで、温度上昇率を均一化させることができる。
【００７３】
［制御方法の第一実施形態］
次に、本実施形態に係るヘッド駆動制御部１１０における切替制御の流れの例について、図１１のフローチャートを用いて説明する。画像形成制御部２０１からの画像データが入力されると（Ｓ１１０１）、画像処理部１０が駆動波形データを生成する（Ｓ１１０２）。
【００７４】
画像処理部１０で生成された駆動波形データは、Ｄ／Ａ変換部２１で変換されて、アナログ信号である駆動波形に変換されスイッチ部２２に渡される。画像処理部１０は駆動波形データを生成すると同時にタイミング制御信号を生成し、駆動電圧波形生成部４０に通知する。これによって、駆動電圧波形生成部４０が備える第一温度検知部４３及び第二温度検知部４４から、それぞれが検知した温度情報が、温度予測部２４に通知される。
【００７５】
温度予測部２４は、通知された温度情報と、記憶部３０に記憶されている過去の温度情報に基づいて予測温度又は予測温度上昇率をヘッド駆動部毎に算出し、切替判定部２５に渡す（Ｓ１１０３）。なお、温度予測部２４は、累積駆動時間算出部２３が算出した累積駆動時間を加味して予測温度又は予測温度上昇率を算出してもよい。
【００７６】
続いて、切替判定部２５が、予測温度又は予測温度上昇率が閾値を越えるヘッド駆動部があるか否かを判定する（Ｓ１１０４）。閾値を越えるヘッド駆動部があれば（Ｓ１１０４／ＹＥＳ）、スイッチ部２２に切替制御信号を通知し、スイッチ部２２において、駆動波形の渡し方を切り替えて、負荷配分を変更する（Ｓ１１０５）。閾値を越えるヘッド駆動部がなければ（Ｓ１１０４／ＮＯ）、Ｓ１１０５をスキップする。
【００７７】
続いて、入力された画像データに基づく液体吐出動作（印刷動作）が終了しているか否かを判定し（Ｓ１１０６）、印刷動作が終了していなければ、処理をＳ１１０２に戻す（Ｓ１１０６／ＮＯ）。印刷動作が終了していれば（Ｓ１１０６／ＹＥＳ）、当該処理を終了する。
【００７８】
以上のように、本実施形態に係るヘッド駆動制御部１１０によれば、ヘッド駆動部の温度を検知した結果を用いて、その後の予測温度又は予測温度上昇率を算出して、ヘッド駆動部の発熱量を推測する。これによって、動作の安定性を欠く可能性がある発熱量（温度、温度上昇率）に到達することが予測された段階で、動作内容を切り替えて発熱量を下げるように制御できる。
【００７９】
また、タイミング制御信号と同期させて温度や温度上昇率の予測と切替判定を行うことができるので、温度応答性が高く、精度のよい予測に基づいて適時に切替動作をすることができる。
【００８０】
［制御方法の第二実施形態］
次に、本実施形態に係るヘッド駆動制御部１１０における切替制御の流れの別例について、図１２のフローチャートを用いて説明する。図１１を用いて説明したものとは、切替判定部２５における判定動作の内容が異なる。その他の処理は共通する部分が多いので、共通する処理に関する説明は簡易にする。
【００８１】
画像形成制御部２０１からの入力された画像データに基づいて画像処理部１０が駆動波形データを生成し、これをＤ／Ａ変換部２１で駆動波形に変換されスイッチ部２２に渡される（Ｓ１２０１、Ｓ１２０２）。
【００８２】
Ｄ／Ａ変換部２１からスイッチ部２２に駆動波形が渡されるタイミングで、各ヘッド駆動部に渡される駆動波形の種類と、その駆動波形よる各ヘッド駆動部の累積駆動時間が、累積駆動時間算出部２３において算出されて、切替判定部２５に通知される（Ｓ１２０３）。
【００８３】
続いて、切替判定部２５は、累積駆動時間が閾値を越えるか否かを判定する（Ｓ１２０４）。閾値を越えていれば（Ｓ１２０４／ＹＥＳ）、スイッチ部２２に切替制御信号を通知し、駆動波形の渡し方を切り替えて、負荷配分を変更し、発熱量を均一化させる（Ｓ１２０５）。閾値を越えていなければ（Ｓ１２０４／ＮＯ）、Ｓ１２０５をスキップする。
【００８４】
続いて、入力された画像データに基づく液体吐出動作（印刷動作）が終了しているか否かを判定し（Ｓ１２０６）、印刷動作が終了していなければ、処理をＳ１２０２に戻す（Ｓ１２０６／ＮＯ）。印刷動作が終了していれば（Ｓ１２０６／ＹＥＳ）、当該処理を終了する。
【００８５】
なお、画像処理部１０が駆動波形データの生成と同時に生成したタイミング制御信号を駆動電圧波形生成部４０に通知すると、第一温度検知部４３及び第二温度検知部４４がそれぞれ検知した温度情報が温度予測部２４に通知される。そこで、Ｓ１２０３において、切替判定部２５では、温度予測部２４において算出される予測温度又は予測温度上昇を、累積駆動時間に係数として掛けて、その値を用いて切替判定を行ってもよい。
【００８６】
以上のように、本実施形態に係るヘッド駆動制御部１１０によれば、ヘッド駆動部の温度を検知した結果の他に、各ヘッド駆動部に係る累積の負荷量（累積駆動時間）を用いて、その後の上昇などを見越して、ヘッド駆動部の切替を制御できる。
【００８７】
また、タイミング制御信号と同期させて累積時間の算出を行うことができるので、動作状況の変動に対する応答性が高く、精度のよい予測に基づいて適時に切替動作をすることができる。
【００８８】
以上説明をした本実施形態によれば、温度エラーが発生した駆動波形生成回路の吐出動作は停止させ、停止させた分の吐出動作を集中して処理する駆動波形生成回路の動作周期が長くなる分に対応させて、被吐出対象物の相対速度を遅くするように制御する。そして、正常に動作する駆動波形生成回路で、全ての液滴種の吐出動作を行うことで、温度異常が発生した場合でも、吐出動作を停止することなく継続させることができ、生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０        ：画像処理部
２０        ：ヘッド駆動回路切替部
２１        ：Ｄ／Ａ変換部
２２        ：スイッチ部
２３        ：累積駆動時間算出部
２４        ：温度予測部
２５        ：切替判定部
２９        ：ノズル口
３０        ：記憶部
４０        ：駆動電圧波形生成部
４１        ：第一ヘッド駆動部
４２        ：第二ヘッド駆動部
４３        ：第一温度検知部
４４        ：第二温度検知部
４６        ：ピエゾ素子群
１００      ：ヘッドモジュール
１０１      ：ヘッド駆動制御部
１１０      ：ヘッド駆動制御部
１１１      ：ヘッド制御基板
２０１      ：画像形成制御部
２１０      ：画像形成部
１０００    ：インクジェットプリンタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９０】
【特許文献１】特開２００８−００２８７０号公報
【図１】
2020146956.tif 000003
【図２】
2020146956.tif 000004
【図３】
2020146956.tif 000005
【図４】
2020146956.tif 000006
【図５】
2020146956.tif 000007
【図６】
2020146956.tif 000008
【図７】
2020146956.tif 000009
【図８】
2020146956.tif 000010
【図９】
2020146956.tif 000011
【図１０】
2020146956.tif 000012
【図１１】
2020146956.tif 000013
【図１２】
2020146956.tif 000014