(57)【要約】【課題】プリントヘッドの駆動電圧補正のための温度情報と、ヘッド駆動素子の過熱を警告するための情報とは、それぞれ別の信号線でプリントヘッド側から、プリンタ本体側制御基板に対して伝えられており、配線数が多くなってノイズの発生原因となる可能性もあった。【解決手段】プリントヘッドの雰囲気温度を検出するための温度検出手段４と、ヘッド駆動用スイッチング素子３５の過熱を検知するための過熱検知装置３６とから、単一の信号線２１を介して受信される情報に基づき、プリンタ本体側基板１でプリントヘッドの駆動制御を行なう。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドの雰囲気温度を検出するための温度検出手段と、
プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱を検知するための過熱検知手段と、
前記温度検出手段及び前記過熱検知手段から、単一の信号線を介して受信される情報に基づき、プリントヘッドの駆動制御を行なう印刷制御手段とからなるインクジェットプリンタのプリントヘッド駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のプリントヘッド駆動制御装置において、
前記プリントヘッドの駆動制御には、
前記温度検出手段から出力される温度情報に基づく印刷補正制御の項目と、
前記過熱検知手段から出力される過熱検知情報に基づく印刷停止制御の項目が含まれることを特徴とするプリントヘッド駆動制御装置。
【請求項３】
前記温度情報と、前記過熱検知情報とが、前記信号線を介して前記印刷制御手段に対して電圧の値で与えられるものである請求項２記載のプリントヘッド駆動制御装置において、
前記プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱が検知される際に、前記過熱検知手段から前記印刷制御部に対して与えられる電圧の値は、
前記プリントヘッドの雰囲気温度がプリンタの適正稼働可能温度の範囲外であるときに、前記温度検出手段から前記印刷制御部に対して与えられる電圧の値の範囲に相当する値となるように構成されて成ることを特徴とするプリントヘッド駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のプリントヘッド駆動制御装置において、
前記信号線に各々接続された前記過熱検知手段と前記温度検出手段との間に介在し、
前記過熱検知手段の出力の値に応じて、定電圧電源と前記信号線とを導通、又は非導通とさせるよう構成されて成るスイッチ回路を備えて成ることを特徴とするプリントヘッド駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタにおけるヘッドの駆動制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタでは、インクカートリッジや、実際にインクの吐出を行わせるプリントヘッドや、その駆動のための各種回路などを実装した小型の基板等をキャリッジと呼ばれる容器に搭載し、そのキャリッジを走査させながら印刷を行う。上記キャリッジ側の小型基板は、プリンタ本体側基板とフレキシブルフラットケーブルで結ばれ、プリントヘッドはプリンタ本体側が送信する信号に従った制御を受けて印刷を実行する。
【０００３】
一方、プリントヘッド側からも機器の温度に関する情報がプリンタ本体側に伝えられ、きめ細やかな印刷制御に役立てられている。一例として、プリントヘッドに搭載されるヘッド駆動用スイッチング素子（ディジタル信号のタイミングでアナログの電圧波形信号を圧電素子に対して印加することから、双方向アナログスイッチ、あるいはトランスミッションゲート等とも呼ばれる）の過熱に際して印刷停止制御を行うことが挙げられる。
【０００４】
現在では印刷に用いるインクの種類が増えており、それにつれてプリントヘッドの数が増し、延いてはプリントヘッド駆動用スイッチング素子の数も増えている。その各々の過熱情報信号をプリンタ本体側に送信するために複数の信号線が必要となることを防止するため、過熱検知装置の出力信号線を共通化して１本の信号線とする技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２５２４６号公報
また、プリントヘッド側から、プリンタ本体側制御基板に対して伝えられる情報の一つには、プリントヘッド雰囲気の温度情報がある。印刷実行中におけるプリントヘッドの雰囲気温度の変化を時系列に観測し、それをプリンタの制御部側で監視しつつ、温度によって変化するインクの粘性に応じたプリントヘッド駆動電圧の調整を行うなどの印刷補正制御の項目を実施している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、プリントヘッド側から、プリンタ本体側制御基板に対して伝えられる情報の各々は、前記のフレキシブルフラットケーブル上にプリント配線された専用の信号線によって送信されている。
【０００７】
テープ幅などの物理的制約の多いフレキシブルフラットケーブルに、信号線の数が増えることは好ましくない。そればかりでなく、比較的引き回し距離が長く、またプリンタ筐体内を変形しながら移動するという性質を持つフレキシブルフラットケーブルに信号線の数が増えれば、それだけノイズを拾う機会が多くなってしまうことが避けられない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであって、フレキシブルフラットケーブルに引き回される配線数を減らし、それでいて従来通りにヘッド駆動用スイッチング素子の過熱や、プリントヘッド周辺の温度変化に際して、適切なヘッド駆動制御を行なわせることが可能な制御装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェットプリンタにおけるプリントヘッド駆動制御装置では、従来、プリントヘッド雰囲気の温度変化の状態をプリントヘッド側からプリンタ本体側制御基板へと送信するために用いられていた信号線と、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱を検出して、その事実を通知する際に用いられていた信号線とを、単一の信号線にまとめるものとする。
【００１０】
すなわち、本発明のプリントヘッド駆動制御装置は、プリントヘッドの雰囲気温度を検出するための温度検出手段（例えば、温度の変化に応じて出力電圧の値を変化させるためのサーミスタ）と、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱を検出して、その事実を通知するための過熱検知手段（例えば、プリントヘッド駆動用スイッチング素子内に設けられた回路であって、定電流に接続されたダイオードの出力電圧値と、予め定められた設定値とを比較するコンパレータ）と、前記温度検出手段及び前記過熱検知手段から、単一の信号線を介して受信される情報に基づき、プリントヘッドの駆動制御を行なう印刷制御手段とから構成される。これにより、フレキシブルフラットケーブル上に２本必要であった配線が、１本で賄われる。
【００１１】
また、上記構成のプリントヘッド駆動制御装置において、前記プリントヘッドの駆動制御には、前記温度検出手段から出力される温度情報に基づく印刷補正制御（例えば圧電振動子に印加される電圧の調整）の項目と、前記過熱検知手段から出力される過熱検知情報に基づく印刷停止制御の項目とが含まれる。これにより、上記単一の信号線をもって温度変化に応じたヘッド駆動電圧の調整に必要な情報と、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の破壊を免れるために必要な情報とを、プリンタ本体側において取得できるようになる。
【００１２】
また、前記温度情報と、前記過熱検知情報とが、前記信号線を介して前記印刷制御手段に対して電圧の値で与えられるものである上記構成のプリントヘッド駆動制御装置においては、各電圧の値は、相互に以下のような関係とされるものであればよい。すなわち、プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱が検知される際に、過熱検知手段から印刷制御手段に対して与えられる電圧の値は、プリントヘッドの雰囲気温度がプリンタの適正稼働可能温度の範囲外であるときに、温度検出手段から印刷制御手段に対して与えられる電圧の値の範囲に相当する値となるように構成される。これにより、上記ヘッド駆動電圧の調整に必要な情報と、素子の破壊を免れるために必要な情報とが、プリンタ本体側（印刷制御手段）において明確に識別できるようになる。
【００１３】
また、上記構成のプリントヘッド駆動制御装置において、前記信号線に各々接続された過熱検知手段（例えば前述のコンパレータ）と温度検出手段（例えば前述のサーミスタ）との間に介在し、前記過熱検知手段の出力の値に応じて、定電圧電源と前記信号線とを導通、又は非導通とさせるよう構成されて成るスイッチ回路が備えられていれば、上記プリントヘッド駆動用スイッチング素子の過熱が検知された際にのみ、前記信号線の温度検出手段側に対して影響を及ぼす電圧出力を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明の１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、インクジェットプリンタの構成のうち、本発明が関わる主要部である本体側基板１、キャリッジ側基板３等の概要を表す図である。
【００１５】
図１において、本体側基板１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、コンピュータ構成によってプリンタ全体を統轄制御する機能を有するとともに、印刷制御専用のカスタムＩＣチップを備え、外部から受信した印刷データに基づいて、キャリッジに搭載される各機器を実際に駆動する。すなわち、本体側基板１は実施形態における印刷制御手段として機能する。
【００１６】
フレキシブルフラットケーブル２には、各インクノズル毎のｏｎ／ｏｆｆのタイミングを表すディジタル信号を送信するｏｎ／ｏｆｆ信号線２２や、そのノズルｏｎ信号のタイミングにおいて、どの位の強さでインクを吐出させるかについての情報をディジタル化したデータとしてキャリッジ側基板３のＤ／Ａコンバータ３３に送信するための波形データ信号線２３等がプリント配線されている。Ｄ／Ａコンバータ３３は、このディジタルデータをアナログの電圧波形信号に変換する。ヘッドドライバＩＣ３４は、このアナログ波形信号により、インクノズル駆動用スイッチング素子３５を駆動する。
【００１７】
プリントヘッド駆動用スイッチング素子３５は、ディジタル及びアナログの双方向の入力を受け、ディジタルの信号がｏｎを表すノズルについて、アナログ波形信号が表す強さで圧電振動子３７を振動させることにより、インクを図示しないノズルから吐き出させる。
【００１８】
印刷実行の際には、このような動作が非常に高速に行なわれるため、プリントヘッド側の各機器は動作に伴って発熱する。サーミスタ３１は、このような印刷動作に伴って変化するヘッドの雰囲気温度を検出するために、キャリッジ側基板上に取り付けられているものである。サーミスタ３１の端子のうち、一端は接地されている。また、他端はフレキシブルフラットケーブル２にプリント配線されたアナログ信号線２１を介して、本体側基板１上のＡ／Ｄポートに接続されている。
【００１９】
信号線２１はＡ／Ｄポート側で定電源に接続されていて、サーミスタ３１が置かれている箇所の雰囲気温度に応じて変化する抵抗値に応じて、Ａ／Ｄポートに入力される電圧の値が変化していく。このような構成によって実施形態おける温度検出手段４（図１及び後述の図４において一点鎖線で囲んで表される）が実現される。Ａ／Ｄポートに電圧入力があると、本体側基板１でこれをディジタルの数値化したデータに変換し、その値に基づき、印刷制御を行う。
【００２０】
信号線２１には、プリントヘッド駆動用スイッチング素子３５の内部に存在する過熱検知装置３６の出力信号線も接続されている。この過熱検知装置３６は温度検出用のダイオードや、そのダイオードの出力電圧値と設定電圧値とを比較するコンパレータ回路等により構成されるものであり、プリントヘッド駆動用スイッチング素子３５内に作り込まれているものである。なお、プリントヘッド駆動用スイッチング素子３５の過熱という事態はは、印刷を実行するにあたって障害となる事象である。従ってその温度変化の様子をうかがう必要があるわけではなく、素子が過熱であるか、あるいはそうでないかが判ればよい。そこで現在では過熱検知装置３６は、プリントヘッド駆動用スイッチング素子のジャンクション温度である１００度Ｃ前後で、出力がＨｉからＬｏｗに切り替わるようなディジタル回路で構成されている。
【００２１】
図２は、温度検出手段４によって観測されるプリントヘッドの雰囲気温度と、Ａ／Ｄポートに入力される電圧の値の関係をグラフ形式で表した図である。ここでは実施形態におけるプリンタの適正稼働可能温度をマイナス１０度Ｃから５０度Ｃの温度帯とし、その温度帯雰囲気下にサーミスタ３１が置かれた場合、温度検出手段４によって２．５Ｖから１．４Ｖの範囲の出力電圧が得られる場合の例が示されている。プリンタの本体側基板では、この温度帯の範囲内おいて、前述のインクの粘度に応じたプリントヘッドの駆動電圧調整（印刷補正制御の項目）を行っている。
【００２２】
サーミスタ３１と、過熱検知装置３６の出力とは、同じ信号線２１に接続されており、過熱検知装置３６側からＬｏｗ電圧が出力されたときには、その値がＡ／Ｄポートに入力されるようになっている。このＬｏｗ電圧の値は、前記の２．５Ｖから１．４Ｖの範囲の出力電圧は異なる値、例えば図２に表されるように０．５Ｖに設定されている。この電圧値は、温度検出手段４単独であれば、サーミスタ３１が９０度Ｃの雰囲気下に置かれたような状態を表すこととなる。それは、現実のプリンタ利用環境とは大きく隔たりのある値となることから、過熱検知装置３６からの信号であることが明確とされる。
【００２３】
図３は、上述のＡ／Ｄポートに入力される電圧値に応じて、実際にどのような手順に従って印刷制御を実行するかの手順について、フローチャートの形式で表す図である。まず、ホストコンピュータから印刷命令を受けると、プリンタの制御部はプリンタ本体側基板のＡ／Ｄポートの電圧値を確認する（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。プリンタが通常の良好な状態にあるとき、Ａ／Ｄポートではサーミスタ３１の出力電圧である１．４Ｖから２．５Ｖの範囲の電圧が検出さる（Ｓ１０３においてＹｅｓ）。この状態であれば、まずキャリッジを１回走査させて印刷を実行する。（Ｓ１０７）。１回の主走査ごとにＡ／Ｄポートの電圧検出を行い、印刷データが終了するまでこの動作が繰り返される（Ｓ１０８においてＹｅｓ）。
【００２４】
印刷を進めるにつれ、ヘッドの負荷条件によってはヘッド駆動用スイッチング素子３５が過熱してしまう場合がある。その場合、過熱検知装置３６の出力信号がＬｏｗに切り替わってＡ／Ｄポートで０．５Ｖが検出される（Ｓ１０３においてＮｏ）。その場合には印刷停止制御が行われる（Ｓ１０４）。
【００２５】
なお、ヘッド駆動用スイッチング素子３５の過熱が解除された際には、印刷が再開れる。すなわち、２秒後に再度Ａ／Ｄポートの電圧値を確認する（Ｓ１０５）。その時点で過熱が解除されていれば、過熱検知装置３６のディジタル出力信号はＨｉに戻っている。そこで、Ａ／Ｄポートの電圧値は１．４Ｖ以上となって、印刷も再開される（Ｓ１０６においてＹｅｓ，Ｓ１０７）。
図４は、過熱検知装置３６側からの電流のリークに対する対策を執るための回路構成例を表す図である。過熱検知装置３６では、プリントヘッド駆動用スイッチング素子３５の温度変化によって、微量であるが過熱検知装置３６と接地との間で電位差を生じてしまうことがある。それが温度検出手段４と共用している信号線２１に流れてしまい、サーミスタ３１の出力に乗せられてしまうと、プリントヘッドの雰囲気温度を正確に測ることができなくなる。
【００２６】
図４に表される例では、過熱検知装置３６の出力信号線がトランジスタ３８のベースに接続されており、ここに過熱検知装置３６からの信号入力があった場合にのみ、トランジスタ３８のコレクタ／エミッタ間が導通されて、３．３Ｖの電圧がＡ／Ｄポートに印加されるようになっている。これにより上記のリーク電流の影響を排除して、プリントヘッドの雰囲気温度の測定に誤差を与えないようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるインクジェットプリンタの構成を表す図。
【図２】サーミスタによって観測されるヘッド雰囲気温度と電圧の関係を表す図。
【図３】Ａ／Ｄポートで観測される値に基づき行われる制御の手順を表す図。
【図４】過熱検知装置側からの電流リークに対策する回路構成例を表す図。
【符号の説明】
１  本体側基板、  ２  フレキシブルフラットケーブル、
２１  信号線、  ３  キャリッジ側基板、  ３１  サーミスタ、
３５  ヘッド駆動用スイッチング素子、  ３６  過熱検知装置、
４  温度検出手段
【図１】
2004291280.tif 000003
【図２】
2004291280.tif 000004
【図３】
2004291280.tif 000005
【図４】
2004291280.tif 000006