(57)【要約】【課題】集積回路装置を備え、当該集積回路装置に設けられた半導体素子のしきい値電圧を用いて当該集積回路装置の温度を精度よく測定できるプリンタを提供すること。【解決手段】移動式のプリントヘッドと、前記プリントヘッドの温度を検出するサーミスタと、前記プリントヘッドを移動させるためのモータと、温度検出用の半導体素子を有するドライバと、コントローラと、を備え、前記コントローラは、前記半導体素子で検出された温度を補正するための補正量を更新可能に保持し、電源が投入されたときに、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致しているか否かを推定し（Ｓ２１〜Ｓ２３）、両者が実質的に一致していると推定された場合に（Ｓ２３でＹＥＳ）、前記サーミスタで検出された温度と前記半導体素子で検出された温度との差分を表す新たな補正量で、前記保持されている補正量を更新する（Ｓ２４）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動しながら印刷媒体に画像を形成するプリントヘッドと、
前記プリントヘッドの温度を検出するサーミスタと、
前記プリントヘッドの移動及び前記印刷媒体の搬送の少なくともいずれか一方を行うためのモータと、
温度検出用の半導体素子を有し、前記プリントヘッド及び前記モータの少なくとも何れか一方に駆動電力を供給するドライバと、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記半導体素子で検出された温度を補正するための補正量を更新可能に保持し、
電源が投入されたときに、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致しているか否かを推定し、両者が実質的に一致していると推定された場合に、前記サーミスタで検出された温度と前記半導体素子で検出された温度との差分を表す新たな補正量で、前記保持されている補正量を更新し、
前記半導体素子で検出された温度と前記更新後の補正量とを用いて前記ドライバの温度を算出する、
プリンタ。
【請求項２】
前記コントローラは、
電源が投入されたときに、前記新たな補正量と前記保持されている補正量との差分を算出し、算出された前記差分が所定値以下である場合に、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致していると推定して、前記新たな補正量で前記保持されている補正量を更新する、
請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
さらに、電源が切断されてから電源が投入されるまでの期間の長さを計測するタイマを備え、
前記コントローラは、
電源が投入されたときに、前記タイマから前記期間の長さを取得し、取得された前記長さが所定のしきい値以上である場合に、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致していると推定して、前記新たな補正量で前記保持されている補正量を更新する、
請求項１に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路装置を備えるプリンタに関し、特には、当該集積回路装置の温度を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子のしきい値電圧が温度に依存することは周知である。従来、様々な集積回路装置において、温度検出用の半導体素子を設け、当該半導体素子のしきい値電圧に応じて当該集積回路装置の動作を停止して過熱による破壊を回避する機能が備えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、インクジェットプリンタのヘッドドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に温度検出用のダイオードを設け、当該ダイオードのアノード電圧を利用して、過熱に際して印字動作を停止させることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献１には、ダイオードのアノード電圧に個体ばらつきがあるため正確な温度検出（つまり、過熱か否かの正確な判断）が困難であるという課題を解決するために、プリントヘッドに設けられた温度測定用のサーミスタで指示される温度を用いて、ダイオードのアノード電圧の個体ばらつきを校正すること、すなわち、ダイオードのアノード電圧の補正に用いられる当該ダイオードに固有の補正量を求めること、が記載されている。
【０００５】
特許文献１は、このような校正を行うための好適なタイミングとして、工場組立時、ユーザが購入後の初回電源投入時、電源を投入する都度など、前記サーミスタの温度と前記ダイオードの温度とが一致していると考えられるいくつかのタイミングを挙げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４１０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体素子のしきい値電圧は経時的に変化する。そのため、半導体素子のしきい値電圧を利用して温度測定を行う場合、しきい値電圧の個体ばらつきのみならず、経時的な変化に関しても校正を行う必要がある。特許文献１では、アノード電圧の経時的な変化に関して校正を行うことについては述べられていないが、例えば、電源を投入する都度、補正量を更新することは、そのような校正の一例として有効と考えられる。
【０００８】
しかしながら、本発明者は、毎回電源を投入する都度、校正を行った場合、誤った補正量が求まり、その結果、正確な温度検出ができなくなる可能性があることに気付いた。
【０００９】
そこで、本発明は、集積回路装置を備え、当該集積回路装置に設けられた半導体素子のしきい値電圧を用いて当該集積回路装置の温度を精度よく測定できるプリンタ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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプリンタは、移動しながら印刷媒体に画像を形成するプリントヘッドと、前記プリントヘッドの温度を検出するサーミスタと、前記プリントヘッドを移動させるためのモータと、温度検出用の半導体素子を有し、前記プリントヘッド及び前記モータの少なくとも何れか一方を駆動するドライバと、コントローラと、を備え、前記コントローラは、前記半導体素子で検出された温度を補正するための補正量を更新可能に保持し、電源が投入されたときに、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致しているか否かを推定し、両者が実質的に一致していると推定された場合に、前記サーミスタで検出された温度と前記半導体素子で検出された温度との差分を表す新たな補正量で、前記保持されている補正量を更新し、前記半導体素子で検出された温度と前記更新後の補正量とを用いて前記ドライバの温度を算出する。
【００１１】
このような構成によれば、電源が投入されたとき、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致していると推定される場合のみ、前記補正量を更新することができる。その結果、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが異なっているときに誤った補正量を保持することにより前記ドライバの温度が正確に測定できなくなる、という不都合を、起こりにくくすることができる。
【００１２】
また、例えば、前記コントローラは、電源が投入されたときに、前記新たな補正量と前記保持されている補正量との差分を算出し、算出された前記差分が所定値以下である場合に、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致していると推定して、前記新たな補正量で前記保持されている補正量を更新してもよい。
【００１３】
このような構成によれば、前記新たな補正量と前記保持されている補正量との差分が前記所定値よりも大きければ、前記新たな補正量が、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが異なっているために誤って算出された補正量であると推定して、補正量の更新を取り止めることができる。このような構成は、例えば、前記半導体素子のしきい値電圧の経時的な変化量の上限が経験的に分かっている場合など、前記差分の妥当な上限が想定できる場合に有効である。
【００１４】
また、たとえば、前記プリンタは、さらに、電源が切断されてから電源が投入されるまでの期間の長さを計測するタイマを備え、前記コントローラは、電源が投入されたときに、前記タイマから前記期間の長さを取得し、取得された前記長さが所定のしきい値以上である場合に、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが実質的に一致していると推定して、前記新たな補正量で前記保持されている補正量を更新してもよい。
【００１５】
このような構成によれば、前記期間の長さが前記所定のしきい値未満であれば、動作時に生じた前記プリントヘッドと前記ドライバとの間の温度差がまだ残っていると推定して、補正量の更新を取り止めることができる。このような構成は、例えば、前記プリンタの停止後、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが再び室温に統一されるまでに要する時間が経験的に分かっている場合など、前記期間の長さの妥当な下限が想定できる場合に有効である。
【００１６】
なお、本発明は、このような特徴的なコントローラを備えるプリンタとして実現することができるだけでなく、このようなコントローラにおいて実行される特徴的なステップで構成される温度測定方法として実現することができる。また、コンピュータを前記コントローラとして機能させるためのプログラム、及びそのようなプログラムを非一時的に格納する記録媒体として実現することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るプリンタによると、集積回路装置を備え、当該集積回路装置に設けられた半導体素子のしきい値電圧を用いて当該集積回路装置の温度を精度よく測定できるプリンタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１に係るプリンタの外観の一例を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るプリンタの機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】半導体素子のしきい値電圧の温度特性の一例を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係る標準特性情報の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る補正情報の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る温度測定処理の一例を説明するための図である。
【図７】実施の形態１に係る温度測定処理の他の一例を説明するための図である。
【図８】実施の形態１に係る補正量更新処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係る補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る補正量更新処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２０】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るプリンタは、集積回路装置を備え、当該集積回路装置に設けられた半導体素子のしきい値電圧を用いて当該集積回路装置の温度を測定できるプリンタである。
【００２１】
図１は、実施の形態１に係るプリンタの外観の一例を示す斜視図である。図１に示されるプリンタ１は、給紙部１０、排紙部３０、及び筐体９０を備え、筐体９０内には、印刷部２０が格納されている。プリンタ１は、例えば、インクジェットプリンタであってもよい。
【００２２】
図２は、印刷部２０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【００２３】
印刷部２０は、給紙部１０から供給される紙などの印刷媒体上に、任意の画像を形成し、排紙部３０に送り出す部であり、プリントヘッド部４０、モータ部５０、ガイド７０、信号ケーブル７１、７２、及びコントローラ８０を有している。
【００２４】
プリントヘッド部４０は、ガイド７０に沿って移動しながら印刷媒体に画像を形成する部であり、図示しないインクを圧電素子による加圧やヒータによる加熱により印刷媒体へ向けて吐出するヘッド４１、ヘッド４１に駆動電力を供給するドライバ４２、及びヘッド４１の温度を測定するサーミスタ４３を搭載している。ドライバ４２は、温度検出用のダイオードを内蔵した集積回路装置で構成される。
【００２５】
モータ部５０は、プリントヘッド部４０の移動及び前記印刷媒体の搬送の少なくともいずれか一方を行うための動力を発生する部であり、モータ５１、及びモータ５１に駆動電力を供給するドライバ５２を有している。ドライバ５２は、温度検出用のダイオードを内蔵した集積回路装置で構成される。
【００２６】
コントローラ８０は、プリントヘッド部４０、モータ部５０を制御する部であり、コントローラ８０は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するワンチップマイクロコンピュータで構成されてもよい。コントローラ８０は、信号ケーブル７１、７２を介して、ドライバ４２、５２に設けられた温度検出用のダイオードのしきい値電圧を参照して、参照されたしきい値電圧に応じてドライバ４２、５２が過熱していると判断される場合に、ドライバ４２、５２を停止させる制御を行う。
【００２７】
次に、上記のように構成されたプリンタ１で行われる温度測定について説明する。
【００２８】
まず、プリンタ１で従来の温度測定を行った場合の課題について説明した後、当該課題を解決するための温度測定の特徴的な態様について詳細に説明する。
【００２９】
図３は、ダイオードのしきい値電圧、つまり、ダイオードに電流が流れ始める最小の順方向電圧、の温度特性の一例を示すグラフである。図３のグラフは、本発明者によって複数のダイオードを測定して得られたしきい値電圧の最大値（破線）、標準値（実線）、最小値（点線）を示している。
【００３０】
図３に示されるように、ダイオードのしきい値電圧には、温度が高いほど低くなる特性があるため、ダイオードのしきい値電圧を測定すれば、しきい値電圧に対応する温度を特定することができる。しきい値電圧は、例えば定電流回路でダイオードを駆動するなど、周知の方法で測定される。ダイオードのしきい値電圧には個体ばらつきがあり、ダイオードのしきい値電圧の個体ばらつきを校正して正確な温度測定を行うことは、従来、行われている。
【００３１】
そのような従来の温度測定を行うために、プリンタ１では、コントローラ８０に、標準的なダイオードに想定されるしきい値電圧の温度特性を表す標準特性情報と、ダイオードに固有の補正情報とが保持される。
【００３２】
図４は、標準特性情報の一例を示す図である。図４に示される標準特性情報８１は、複数の温度と各温度に対応する標準的なしきい値電圧（以下、標準電圧とも言う）とを表している。図４の標準特性情報８１は、図３において実線で示される温度と電圧との関係を表した一例である。
【００３３】
標準特性情報８１は、さらに多数の温度と標準電圧とを表してもよく、標準特性情報８１によって表されない温度に対応する標準電圧は、隣接する標準電圧の補間により求めてもよい。標準特性情報８１は、図４のような表の形式に限らず、温度と標準電圧との関係を数式で表してもよい。
【００３４】
図５は、補正情報の一例を示す図である。図５に示される補正情報８２は、ダイオードで測定されたしきい値電圧（以下、測定電圧とも言う）に適用される補正量であり、測定のときにサーミスタ４３が指示している温度に対応する標準電圧の、当該測定電圧からの差分として求められる。このような補正量は、例えば、電源の投入時など、プリントヘッド部４０の温度とドライバ４２、５２の温度とが実質的に一致していると考えられるタイミングで好適に求めることができる。
【００３５】
図５の補正情報８２は、サーミスタ４３の指示温度が２５℃のときに、あるダイオードでしきい値電圧２．２３６Ｖが測定された場合（図３の破線）の一例であり、２５℃における標準電圧２．１９５Ｖの当該測定電圧２．２３６Ｖからの差分−０．０４１Ｖが、当該ダイオードに固有の補正量として表されている。
【００３６】
図６は、当該ダイオードのしきい値電圧と補正量とを用いた温度測定の一例を説明するための図である。
【００３７】
図６に示されるように、補正情報８２によって表される補正量は、ダイオードで測定されたしきい値電圧に加算され、補正後電圧が算出される。当該補正後電圧に対応する温度が標準特性情報８１から参照され、測定温度として決定される。
【００３８】
このように、ダイオードのしきい値電圧を当該ダイオードに固有の補正量で補正することによって、実用の温度域において、実温度との誤差が小さい良好な測定温度が算出される。なお、図６では、２５℃での測定電圧から得られた補正量−０．０４１Ｖを用いた例が示されているが、０℃での測定電圧から得られた補正量、及び４０℃での測定電圧から得られた補正量のいずれを用いた場合でも、実用の温度域において、実温度との誤差が小さい良好な測定温度が得られることが確かめられている。
【００３９】
しきい値電圧が異なるダイオードでは、補正情報８２で表される補正量も異なる。例えば、サーミスタ４３の指示温度が２５℃のときに、別のダイオードでしきい値電圧２．１４９Ｖが測定された場合（図３の点線）、２５℃における標準電圧２．１９５Ｖの当該測定電圧２．１４９Ｖからの差分０．０４６Ｖが、当該別のダイオードに固有の補正量として求められる。
【００４０】
図７は、当該別のダイオードのしきい値電圧と補正量とを用いた温度測定の一例を説明するための図である。
【００４１】
図７に示されるように、当該別のダイオードによっても、固有の補正量を用いることによって、実用の温度域において実温度との誤差が小さい良好な測定温度が得られる。
【００４２】
このように、ダイオードの固有の補正量で当該ダイオードのしきい値電圧を補正することで、個体ばらつきのない正確な温度測定が可能になる。
【００４３】
さて、課題の欄で述べたように、ダイオードのしきい値電圧は経時的に変化するため、補正量は、定期的に更新される必要がある。しかしながら、例えば電源を投入する都度、補正量を更新した場合、電源投入直後のプリントヘッド部４０の温度とドライバ４２、５２の温度とが一致していなければ、誤った更新が行われ正確な温度測定ができなくなる。
【００４４】
一例として、プリンタの電源が切断されてから電源が投入されるまでの時間が短い場合、動作時に生じたプリントヘッド部４０とドライバ４２、５２との間の温度差がまだ残っている可能性が高い。このような状況では、誤った補正量が求まるため、補正量を更新すべきではない。
【００４５】
そこで、開示される補正量更新処理では、電源が投入されたとき、プリントヘッド部４０の温度とドライバ４２、５２の温度とが実質的に一致しているか否かを推定する処理が追加される。そして、両者が実質的に一致していると推定された場合に、サーミスタ４３で検出された温度と前記半導体素子で検出された温度との差分を表す新たな補正量で、前記保持されている補正量が更新される。
【００４６】
図８は、実施の形態１に係る補正量更新処理の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
図８に示される補正量更新処理では、電源が投入されたときに、新たな補正量と保持されている現行の補正量との差分が算出され、算出された前記差分が所定値以下である場合に、プリントヘッド部４０の温度とドライバ４２、５２の温度とが実質的に一致していると推定して、前記新たな補正量で前記保持されている補正量が更新される。
【００４８】
まず、初回起動か否かが判断される（Ｓ１１）。初回起動である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、補正量が算出され（Ｓ１２）、算出された補正量が補正情報８２として記憶され（Ｓ１３）、初回起動フラグがリセットされる（Ｓ１４）。
【００４９】
図９は、補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。
【００５０】
補正量算出処理では、サーミスタ４３で指示される温度に対応する標準電圧が標準特性情報８１から参照され（Ｓ４１）、半導体素子のしきい値電圧が測定され（Ｓ４２）、参照された標準電圧の測定電圧からの差分が補正量として算出される（Ｓ４３）。
【００５１】
再び図８において、初回起動でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、新たな補正量が算出され（Ｓ１２）、前記新たな補正量と、保持されている補正量との差が算出される（Ｓ２２）。算出された差が所定値以下であれば（Ｓ２３でＹＥＳ）、前記新たな補正量で保持されている補正量が更新される（Ｓ２４）。
【００５２】
このような構成によれば、前記新たな補正量と前記保持されている補正量との差分が前記所定値よりも大きければ、前記新たな補正量が、プリントヘッド部４０の温度とドライバ４２、５２の温度とが異なっているために誤って算出された補正量であると推定して、補正量の更新を取り止めることができる。このような構成は、例えば、前記半導体素子のしきい値電圧の経時的な変化量の上限が経験的に分かっている場合など、前記差分の妥当な上限が想定できる場合に有効である。
【００５３】
（実施の形態２）
実施の形態２では、プリンタ１に、電源が切断されてから電源が投入されるまでの期間の長さ（以下、オフ時間とも言う）を計測するタイマ（図示せず）が追加され、補正量更新処理が変更される。
【００５４】
図１０は、実施の形態２に係る補正量更新処理の一例を示すフローチャートである。
【００５５】
図１０に示される補正量更新処理では、電源が投入されたときに、前記タイマから取得された前記期間の長さが所定のしきい値以上である場合に、プリントヘッド部４０の温度とドライバ４２、５２の温度とが実質的に一致していると推定して、前記新たな補正量で前記保持されている補正量が更新される。
【００５６】
まず、初回起動か否かが判断される（Ｓ１１）。初回起動である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、補正量が算出され（Ｓ１２）、算出された補正量が補正情報８２として記憶され（Ｓ１３）、初回起動フラグがリセットされる（Ｓ１４）。
【００５７】
初回起動でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、前記タイマからオフ時間が取得される（Ｓ３１）。取得されたオフ時間が所定値以上であれば（Ｓ３２でＹＥＳ）、新たな補正量が算出され（Ｓ３３）、前記新たな補正量で、記憶されている補正量が更新される（Ｓ３４）。
【００５８】
このような構成によれば、前記オフ時間が前記所定値未満であれば、動作時に生じたプリントヘッド部４０とドライバ４２、５２との間の温度差がまだ残っていると推定して、補正量の更新を取り止めることができる。このような構成は、例えば、前記プリンタの停止後、前記プリントヘッドの温度と前記ドライバの温度とが再び室温に統一されるまでに要する時間が経験的に分かっている場合など、前記期間の長さの妥当な下限が想定できる場合に有効である。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態に係るプリンタについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施した形態は、本発明の範囲内に含まれ得る。
【００６０】
例えば、実施の形態では、ダイオードの順方向電圧のしきい値電圧を用いて温度測定を行う例を説明したが、このような温度測定には、バイポーラトランジスタのベース電圧のしきい値電圧や、電界効果トランジスタのゲート電圧のしきい値電圧など、他の半導体素子のしきい値電圧を用いることもできる。その場合も、実施の形態で説明した態様は、しきい値電圧の経時的な変動を校正するために有効である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、たとえば、インクジェットプリンタなど、集積回路装置を備え、当該集積回路装置に設けられた半導体素子のしきい値電圧を用いて当該集積回路装置の温度を測定するプリンタに広く利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１    プリンタ
１０    給紙部
２０    印刷部
３０    排紙部
４０    プリントヘッド部
４１    ヘッド
４２    ドライバ
４３    サーミスタ
５０    モータ部
５１    モータ
５２    ドライバ
７０    ガイド
７１、７２  信号ケーブル
８０    コントローラ
８１    標準特性情報
８２    補正情報
９０    筐体
【図１】
2015182386.tif 000003
【図２】
2015182386.tif 000004
【図３】
2015182386.tif 000005
【図４】
2015182386.tif 000006
【図５】
2015182386.tif 000007
【図６】
2015182386.tif 000008
【図７】
2015182386.tif 000009
【図８】
2015182386.tif 000010
【図９】
2015182386.tif 000011
【図１０】
2015182386.tif 000012