(57)【要約】【課題】インクの温度制御を適切に行う。【解決手段】ノズルを有するヘッドと、駆動信号に基づいて、ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、駆動信号を生成するためのトランジスタであって、駆動信号を生成する際に発熱するトランジスタと、トランジスタに対応して設けられたペルチェ素子と、を備え、トランジスタの発熱をヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、トランジスタの発熱をペルチェ素子の一方の接点に熱伝導させることによって、ペルチェ素子の他方の接点における吸熱に変えてヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、によってヘッド内のインクの温度制御を行う。【選択図】図７
2012126097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを有するヘッドと、
駆動信号に基づいて、前記ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、
前記駆動信号を生成するためのトランジスタであって、前記駆動信号を生成する際に発熱するトランジスタと、
前記トランジスタに対応して設けられたペルチェ素子と、
を備え、
前記トランジスタの発熱を前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、
前記トランジスタの発熱を前記ペルチェ素子の一方の接点に熱伝導させることによって、前記ペルチェ素子の他方の接点における吸熱に変えて前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、
によって前記ヘッド内のインクの温度制御を行うことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッドユニットであって、
前記トランジスタの温度を検出する検出部を備え、
前記検出部の検出結果が閾値を超える場合、前記第２熱伝導モードを用いる
ことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のヘッドユニットであって、
前記トランジスタ、及び、前記ペルチェ素子は、放熱体を介して前記ヘッドに設けられている、
ことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のヘッドユニットであって、
前記ペルチェ素子と前記ノズルとの間隔は、前記トランジスタと前記ノズルとの間隔よりも短い、
ことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項５】
ノズルを有するヘッドと、
駆動信号に基づいて、前記ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、
前記駆動信号を生成するためのトランジスタであって、前記ヘッドに設けられ前記駆動信号を生成する際に発熱するトランジスタと、
前記トランジスタに対応して前記ヘッドに設けられたペルチェ素子と、
を備え、
前記トランジスタの発熱を前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、
前記トランジスタの発熱を前記ペルチェ素子の一方の接点に熱伝導させることによって、前記ペルチェ素子の他方の接点における吸熱に変えて前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、によって前記ヘッド内のインクの温度制御を行うことを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
インクを吐出するノズルを有するヘッドと、前記ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、前記ヘッドに設けられたトランジスタと、前記トランジスタに対応して設けられたペルチェ素子と、を備えた印刷装置の印刷方法であって、
前記トランジスタを用いて駆動信号を生成することと、
前記駆動信号を生成する際の前記トランジスタの発熱を前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、前記駆動信号を生成する際の前記トランジスタの発熱を前記ペルチェ素子の一端に熱伝導させて、前記ペルチェ素子の他端における吸熱に変えて前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、によって前記ヘッド内のインクの温度を制御することと、
前記駆動信号によって前記駆動素子を駆動させて、前記ヘッドの前記ノズルからインクを吐出することと、
を有することを特徴とする印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドユニット、印刷装置、及び、印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の一例として、駆動信号を用いて駆動素子を駆動させてヘッドユニットのノズルからインクを吐出するインクジェットプリンターが知られている。このようなプリンターは、駆動信号を生成する駆動信号生成部を備えており、この駆動信号生成部には、駆動信号を生成する際に発熱する発熱体（具体的にはトランジスタ）が用いられている。  
ところで、このようなプリンターで用いられるインクには粘度があり、温度によって粘度や表面張力が変化する。このため、温度（特にインクを吐出するノズル付近の温度）の変化によってインクの吐出特性が変わってしまい、画質が劣化するおそれがある。  
そこで、ヘッドユニットに駆動信号生成部を設けて、駆動信号を生成する際のトランジスタの発熱を利用してヘッド内のインクの温度管理（以下、温度制御ともいう）をするようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２０６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようなプリンターでは、トランジスタの発熱によってインクを加熱しすぎてしまうおそれがあり、これによりインクの温度制御を適切に行うことが出来なくなるというおそれがあるという問題点があった。  
そこで、本発明は、インクの温度制御を適切に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、ノズルを有するヘッドと、駆動信号に基づいて、前記ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、前記駆動信号を生成するためのトランジスタであって、前記駆動信号を生成する際に発熱するトランジスタと、前記トランジスタに対応して設けられたペルチェ素子と、を備え、前記トランジスタの発熱を前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、前記トランジスタの発熱を前記ペルチェ素子の一方の接点に熱伝導させることによって、前記ペルチェ素子の他方の接点における吸熱に変えて前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、によって前記ヘッド内のインクの温度制御を行うことを特徴とするヘッドユニットである。  
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】プリンター１の全体構成のブロック図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、プリンター１の内部構成を示す図である。
【図３】ヘッド４１の下面におけるノズルの配列を示す説明図である。
【図４】駆動信号生成部４８の構成を示す図である。
【図５】駆動信号生成部４８の動作の説明図である。
【図６】ヘッド制御部ＨＣの構成の説明図である。
【図７】ヘッド４１のノズルの周辺の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００８】
ノズルを有するヘッドと、駆動信号に基づいて、前記ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、前記駆動信号を生成するためのトランジスタであって、前記駆動信号を生成する際に発熱するトランジスタと、前記トランジスタに対応して設けられたペルチェ素子と、を備え、前記トランジスタの発熱を前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、前記トランジスタの発熱を前記ペルチェ素子の一方の接点に熱伝導させることによって、前記ペルチェ素子の他方の接点における吸熱に変えて前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、によって前記ヘッド内のインクの温度制御を行うことを特徴とするヘッドユニットが明らかとなる。  
このようなヘッドユニットによれば、インクの温度制御を適切に行うことができる。
【０００９】
かかるヘッドユニットであって、前記トランジスタの温度を検出する検出部を備え、
前記検出部の検出結果が閾値を超える場合、前記第２熱伝導モードを用いることが望ましい。  
このようなヘッドユニットによれば、インクを加熱しすぎないようにすることができる。
【００１０】
かかるヘッドユニットであって、前記トランジスタ、及び、前記ペルチェ素子は、放熱体を介して前記ヘッドに設けられていることが望ましい。  
このようなヘッドユニットによれば、効率よくヘッド内のインクに熱を伝導させることができる。
【００１１】
かかるヘッドユニットであって、前記ペルチェ素子と前記ノズルとの間隔は、前記トランジスタと前記ノズルとの間隔よりも短いことが望ましい。  
このようなヘッドユニットによれば、冷却性能を高めることができる。
【００１２】
また、ノズルを有するヘッドと、駆動信号に基づいて、前記ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、前記駆動信号を生成するためのトランジスタであって、前記ヘッドに設けられ前記駆動信号を生成する際に発熱するトランジスタと、前記トランジスタに対応して前記ヘッドに設けられたペルチェ素子と、を備え、前記トランジスタの発熱を前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、前記トランジスタの発熱を前記ペルチェ素子の一方の接点に熱伝導させることによって、前記ペルチェ素子の他方の接点における吸熱に変えて前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、によって前記ヘッド内のインクの温度制御を行うことを特徴とする印刷装置が明らかとなる。
【００１３】
また、インクを吐出するノズルを有するヘッドと、前記ノズルからインクを吐出させる動作を行う駆動素子と、前記ヘッドに設けられたトランジスタと、前記トランジスタに対応して設けられたペルチェ素子と、を備えた印刷装置の印刷方法であって、前記トランジスタを用いて駆動信号を生成することと、前記駆動信号を生成する際の前記トランジスタの発熱を前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第１熱伝導モードと、前記駆動信号を生成する際の前記トランジスタの発熱を前記ペルチェ素子の一端に熱伝導させて、前記ペルチェ素子の他端における吸熱に変えて前記ヘッド内のインクに熱伝導させる第２熱伝導モードと、によって前記ヘッド内のインクの温度を制御することと、前記駆動信号によって前記駆動素子を駆動させて、前記ヘッドの前記ノズルからインクを吐出することと、を有することを特徴とする印刷方法が明らかとなる。
【００１４】
以下の実施形態では、インクジェットプリンター（以下、プリンター１ともいう）を例に挙げて説明する。
【００１５】
＝＝＝プリンターの構成＝＝＝
図１は、本実施形態のプリンター１の全体構成のブロック図である。また、図２Ａ及び図２Ｂは、プリンター１の内部構成を示す図である。図２Ａは、プリンター１の斜視図であり、図２Ｂは、プリンター１の横断面図である。以下、本実施形態のプリンター１の基本的な構成について説明する。
【００１６】
本実施形態のプリンター１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、及びコントローラー６０を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、媒体に画像を印刷する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。
【００１７】
搬送ユニット２０は、媒体（例えば、紙など）を所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２（ＰＦモーターとも言う）と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する。給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された媒体をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された媒体を印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の媒体を支持する。排紙ローラー２５は、媒体をプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。
【００１８】
キャリッジユニット３０は、ヘッドを所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。なお、この移動方向は搬送方向と交差する方向である。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモーターとも言う）とを有する。キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。
【００１９】
ヘッドユニット４０は、媒体にインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１と、ヘッド制御部ＨＣと、駆動信号生成部４８と、ペルチェ素子４９とを備えている。ヘッド４１はキャリッジ３１に設けられているため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に吐出することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が媒体に形成される。  
なお、ヘッドユニット４０の各構成の詳細については後述する。
【００２０】
検出器群５０には、リニア式エンコーダー５１、ロータリー式エンコーダー５２、紙検出センサー５３、光学センサー５４等が含まれる。リニア式エンコーダー５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダー５２は、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサー５３は、給紙中の媒体の先端の位置を検出する。光学センサー５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により、媒体の有無を検出する。そして、光学センサー５４は、キャリッジ３１によって移動しながら媒体の端部の位置を検出し、媒体の幅を検出することができる。また、光学センサー５４は、状況に応じて、媒体の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。
【００２１】
また、本実施形態では、検出器群５０として、駆動信号生成部４８のトランジスタ（後述する）近傍に設けられて当該トランジスタの温度を検出する温度センサー（検出部に相当する、例えばサーミスタ）を有している。
【００２２】
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントローラー６０は、インターフェイス部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御部６４を有する。インターフェイス部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御部６４を介して各ユニットを制御する。
【００２３】
＜印刷手順について＞
コントローラー６０は、コンピューター１１０から印刷命令及び印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の処理を行う。
【００２４】
まず、コントローラー６０は、給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき媒体（紙Ｓ）を搬送ローラー２３の所まで送る。次に、コントローラー６０は、搬送モーター２２を駆動させることによって搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。
【００２５】
紙Ｓがヘッドユニット４０の下部まで搬送されると、コントローラー６０は、印刷命令に基づいてキャリッジモーター３２を回転させる。このキャリッジモーター３２の回転に応じて、キャリッジ３１が移動方向に移動する。また、キャリッジ３１が移動することによって、キャリッジ３１に設けられたヘッドユニット４０も同時に移動方向に移動する。また、ヘッドユニット４０が移動方向に移動している間に、コントローラー６０は、駆動信号生成部４８に駆動信号ＣＯＭを生成させて、ヘッド４１のピエゾ素子に駆動信号ＣＯＭを印加する。これにより、ヘッドユニット４０が移動方向に移動している間に、ヘッド４１から断続的にインク滴が吐出される。このインク滴が、紙Ｓにインク滴が着弾することによって、移動方向に複数のドットが並ぶドット列が形成される。なお、移動するヘッド４１からインクを吐出することによるドット形成動作のことをパスという。
【００２６】
また、コントローラー６０は、ヘッドユニット４０が往復移動する合間に搬送モーター２２を駆動させる。搬送モーター２２は、コントローラー６０からの指令された駆動量に応じて回転方向の駆動力を発生する。そして、搬送モーター２２は、この駆動力を用いて搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、紙Ｓは所定の搬送量にて搬送される。つまり、紙Ｓの搬送量は、搬送ローラー２３の回転量に応じて定まることになる。このように、パスと搬送動作を交互に繰り返して行い、紙Ｓの各画素にドットを形成していく。こうして紙Ｓに画像が印刷される。
【００２７】
そして、最後に、コントローラー６０は、搬送ローラー２３と同期して回転する排紙ローラー２５によって印刷が終了した紙Ｓを排紙する。
【００２８】
＝＝＝ヘッドユニットの構成＝＝＝
前述したように、本実施形態のヘッドユニット４０は、ヘッド４１、ヘッド制御部ＨＣ、駆動信号生成部４８、ペルチェ素子４９を有している。  
以下、これらの各構成の詳細について説明する。
【００２９】
＜ヘッドについて＞
図３は、ヘッド４１の下面におけるノズルの配列を示す説明図である。図３に示すように、ヘッド４１の下面には、ブラックインクノズル列Ｋと、シアンインクノズル列Ｃと、マゼンタインクノズル列Ｍと、イエローインクノズル列Ｙが移動方向に並んで形成されている。各ノズル列は、各色のインクを吐出するための吐出口であるノズルを複数個（本実施形態では１８０個）備えている。
【００３０】
各ノズル列の複数のノズルは、搬送方向に沿って、一定の間隔（ノズルピッチ：ｋ・Ｄ）でそれぞれ整列して並んでいる。ここで、Ｄは、搬送方向における最小のドットピッチ（つまり、紙Ｓに形成されるドットの最高解像度での間隔）である。また、ｋは、１以上の整数である。例えば、ノズルピッチが１８０ｄｐｉ（１／１８０インチ）であって、搬送方向のドットピッチが７２０ｄｐｉ（１／７２０）である場合、ｋ＝４である。
【００３１】
各ノズル列のノズルは、下流側のノズルほど若い番号が付されている（♯１〜♯１８０）。つまり、ノズル♯１は、ノズル♯１８０よりも搬送方向の下流側に位置している。各ノズルには、各ノズルを駆動してインク滴を吐出させるための駆動素子（後述するピエゾ素子４１７）がそれぞれ対応して設けられている。また、光学センサー５４は、搬送方向の位置に関して、一番上流側にあるノズル♯１８０とほぼ同じ位置にある。
【００３２】
＜駆動信号生成部について＞
駆動信号生成部４８は、駆動素子（ピエゾ素子４１７）を駆動させる駆動信号ＣＯＭを生成する。  
図４は駆動信号生成部４８の構成の一例を示す図である。本実施形態の駆動信号生成部４８は、図４に示すように、Ｄ／Ａ変換器４８１、電圧増幅回路４８２、電流増幅回路４８３を有している。また、駆動信号生成部４８からの駆動信号ＧＯＭの出力信号線は、複数のピエゾ素子４１７にそれぞれスイッチ４１６を介して接続されている。
【００３３】
Ｄ／Ａ変換器（以下ＤＡＣともいう）４８１は、コントローラー６０からのデジタルデータ（例えば、１０ビットのデジタルデータ）をアナログ信号に変換する。  
電圧増幅回路４８２は、アナログ信号の電圧をピエゾ素子４１７の動作に適した電圧まで増幅して、原駆動信号を生成する。
【００３４】
電流増幅回路４８３は、原駆動信号の電流増幅を行ない、駆動信号ＣＯＭを生成する。なお、図４に示すように電流増幅回路４８３は、互いのエミッタ端子同士が接続されたＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＱ１（以下、単にトランジスタＱ１とする）とＰＮＰ型のバイポーラトランジスタＱ２（以下、単にトランジスタＱ２とする）とのトランジスタ対を有する。トランジスタＱ１は、原駆動信号の電圧上昇時に動作するトランジスタである。このトランジスタＱ１は、コレクタが電源（４２Ｖ）に、エミッタが駆動信号ＣＯＭの出力信号線に、それぞれ接続されている。トランジスタＱ２は、原駆動信号の電圧降下時に動作するトランジスタである。トランジスタＱ２は、コレクタが接地（アース）され、エミッタが駆動信号ＣＯＭの出力信号線に接続されている。なお、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２のベースには、共に電圧増幅回路４３３からの原駆動信号が印加される。
【００３５】
電流増幅回路４８３は、電圧増幅回路４８２の出力電圧（原駆動信号の電圧）によって動作が制御される。例えば、出力電圧が上昇状態にあると、トランジスタＱ１がオン状態となる。これに伴い、駆動信号ＣＯＭの電圧も上昇する。一方、出力電圧が降下状態にあると、トランジスタＱ２がオン状態となる。これに伴い、駆動信号ＣＯＭの電圧も降下する。なお、出力電圧が一定である場合、トランジスタＱ１もトランジスタＱ２もオフ状態となる。その結果、駆動信号ＣＯＭは一定電圧となる。
【００３６】
次に駆動信号生成部４８の動作について説明する。図５は、駆動信号生成部４８の動作の説明図である。
【００３７】
≪充電時≫
ピエゾ素子４１７の充電時には、ＤＡＣ４８１からの原駆動信号の電圧が徐々に高くなる。これにより、トランジスタＱ１がオンとなって、図に示すように電流Ｉ１が流れてピエゾ素子４１７が充電される。このときの、トランジスタＱ１の発熱量（消費電力）は、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間の電圧と電流Ｉ１との積で表される。つまり、図５の左側斜線部（右上がり線のハッチング部分）と電流Ｉ１の積になる。
【００３８】
≪ホールド時≫
ホールド時には、原駆動信号の電圧が変化しない。これにより、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２は共にオフとなる。よって、電流が流れず駆動信号ＣＯＭは同じ電圧を維持する。
【００３９】
≪放電時≫
ピエゾ素子４１７の放電時には、ＤＡＣ４８１からの原駆動信号の電圧が徐々に低くなる。これにより、トランジスタＱ２がオンとなって、図に示すように電流Ｉ２が流れてピエゾ素子が放電される。このときの、トランジスタＱ２の発熱量（消費電力）は、トランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間の電圧と電流Ｉ２との積で表される。つまり、図５の右側斜線部（右下がり線のハッチング部分）と電流Ｉ２の積になる。
【００４０】
このように、ピエゾ素子４１７の充放電時（言い換えると駆動信号ＣＯＭの生成時）において、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２は熱を発生する。この発熱量は、プリンター１における他の発熱体（例えばモータードライバー）の発熱量と比べて非常に大きい。そこで、本実施形態のプリンター１では、駆動信号生成部４８をヘッドユニット４０に設けて、後述するように、トランジスタ対（本実施形態ではトランジスタＱ１）による発熱をインクの温度管理（温度制御）に利用するようにしている。
【００４１】
＜ヘッド制御部について＞
ヘッド制御部ＨＣは、ピエゾ素子４１７の駆動等を制御するための制御用ＩＣでありヘッド４１に設けられている。ヘッド制御部ＨＣは、コントローラー６０からのヘッド制御信号に応じて、ヘッド４１の各ノズルと対応するピエゾ素子４１７を選択的に駆動させる。これによりヘッド４１のノズルからインクが吐出される。
【００４２】
図６は、ヘッド制御部ＨＣの構成の一例の説明図である。図６に示すように、ヘッド制御部ＨＣは、第１シフトレジスタ４１１Ａと、第２シフトレジスタ４１１Ｂと、第１ラッチ回路４１２Ａと、第２ラッチ回路４１２Ｂと、デコーダ４１３と、制御ロジック４１４と、スイッチ４１６を備えている。そして、制御ロジック４１４を除いた各部（すなわち、第１シフトレジスタ４１１Ａ、第２シフトレジスタ４１１Ｂ、第１ラッチ回路４１２Ａ、第２ラッチ回路４１２Ｂ、デコーダ４１３、スイッチ４１６）は、それぞれピエゾ素子４１７毎に設けられる。なお、ピエゾ素子４１７は、ノズルからインクを吐出するために駆動される素子であり、ヘッド４１においてノズル毎に設けられている。
【００４３】
また、ヘッド制御部ＨＣには、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、画素データＳＩ、クロック信号ＣＬＫが入力される。以下、これらの各信号について簡単に説明する。
【００４４】
チェンジ信号ＣＨは、繰り返し周期Ｔ（１画素の区間をヘッド４１が移動する期間）を等分（例えば３等分）した期間を示す信号である。チェンジ信号ＣＨは、リニア式エンコーダー５１の信号に基づいてコントローラー６０によって生成され、制御ロジック４１４に入力される。  
画素データＳＩは、画素毎の階調（ドット無し、小ドット、中ドット、大ドット）を示す信号である。この画素データは、１個のノズルに対して２ビットずつで構成されている。例えば、ノズル数が１８０個の場合、２ビット×１８０の画素データＳＩが繰り返し周期Ｔ毎に装置本体側から無線で送られてくることになる。なお、画素データＳＩは、第１シフトレジスタ４１１Ａ及び第２シフトレジスタ４１１Ｂに入力される。  
クロック信号ＣＬＫは、コントローラー６０から送られる画素データＳＩを、各シフトレジスタ（第１シフトレジスタ４１１Ａ、第２シフトレジスタ４１１Ｂ）にセットする際に用いられる信号である。  
また、ヘッド制御部ＨＣには駆動信号生成部４８で生成された駆動信号ＣＯＭも入力される。
【００４５】
次に、ヘッド制御部ＨＣで生成される信号について説明する。ヘッド制御部ＨＣでは、選択信号ｑ０〜ｑ３、スイッチ制御信号ＳＷ、印加信号が生成される。
【００４６】
選択信号ｑ０〜ｑ３は、ラッチ信号ＬＡＴとチェンジ信号ＣＨに基づいて、制御ロジック４１４で生成される。そして生成された選択信号ｑ０〜ｑ３は、ピエゾ素子４１７毎に設けられたデコーダ４１３にそれぞれ入力される。  
スイッチ制御信号ＳＷは、各ラッチ回路（第１ラッチ回路４１２Ａ、第２ラッチ回路４１２Ｂ）にラッチされた画素データ（２ビット）に基づいて、選択信号ｑ０〜ｑ３の何れかがデコーダ４１３によって選択されたものである。各デコーダ４１３で生成されたスイッチ制御信号ＳＷは、対応するスイッチ４１６にそれぞれ入力される。  
印加信号は、駆動信号ＣＯＭとスイッチ制御信号に基づいてスイッチ４１６から出力される。この印加信号は、各スイッチ４１６と対応するピエゾ素子４１７にそれぞれ印加される。
【００４７】
次に、ヘッド制御部ＨＣの動作について説明する。  
ヘッド制御部ＨＣは、コントローラー６０からの画素データＳＩに基づき、インクを吐出させるための制御を行う。すなわち、ヘッド制御部ＨＣは、印刷データに基づいてスイッチ４１６のオン／オフを制御し、駆動信号ＣＯＭの必要な波形部を選択的にピエゾ素子４１７へ印加させている。言い換えると、ヘッド制御部ＨＣは、各ピエゾ素子４１７の駆動を制御している。本実施形態では、画素データＳＩが２ビットで構成されている。そして、転送用クロックＣＬＫに同期して、この画素データＳＩがヘッド４１へ送られてくる。さらに、画素データＳＩの上位ビット群が各第１シフトレジスタ４１１Ａにセットされ、下位ビット群が各第２シフトレジスタ４１１Ｂにセットされる。第１シフトレジスタ４１１Ａには第１ラッチ回路４１２Ａが電気的に接続され、第２シフトレジスタ４１１Ｂには第２ラッチ回路４１２Ｂが電気的に接続されている。そして、コントローラー６０からのラッチ信号ＬＡＴがＨレベルになると、各第１ラッチ回路４１２Ａは対応する画素データＳＩの上位ビットをラッチし、各第２ラッチ回路４１２Ｂは画素データＳＩの下位ビットをラッチする。第１ラッチ回路４１２Ａ及び第２ラッチ回路４１２Ｂでラッチされた画素データＳＩ（上位ビットと下位ビットの組）はそれぞれ、デコーダ４１３に入力される。デコーダ４１３は、第１ラッチ回路４１２Ａ及び第２ラッチ回路４１２Ｂにラッチされた画素データＳＩに応じて、制御ロジック４１４から出力される選択信号ｑ０〜ｑ３のうちの一つの選択信号（例えば選択信号ｑ１）を選択し、選択され選択信号をスイッチ制御信号ＳＷとして出力する。各スイッチ４１６は、スイッチ制御信号ＳＷに応じてオン／オフされて、駆動信号ＣＯＭに含まれる波形部を選択的にピエゾ素子４１７へ印加する。
【００４８】
＜ペルチェ素子について＞
ペルチェ素子４９は、駆動信号生成部４８のトランジスタ対（本実施形態ではトランジスタＱ１）に対応して設けられている。ペルチェ素子４９は、２種類の金属（不図示）を２つの接点で接合して形成されたものであり、この２種類の金属の接合部分に電流を流すと、一方の接点で発熱し、他方の接点で吸熱する（ペルチェ効果）。  
また、上述したペルチェ素子４９の２種類の金属の接点に温度差を設けると、電圧が発生する（ゼーベック効果）。  
なお、ペルチェ素子４９を用いたインクの温度管理についての詳細は後述する。
【００４９】
＝＝＝ノズル周辺の構成について＝＝＝
図７は、ヘッド４１のノズルの周辺の断面図である。図７に示すヘッド４１は、駆動ユニット４２と、駆動ユニット４２を収納するためのケース４３と、ケース４３に装着される流路ユニット４４とを備えている。また、ヘッド４１には、放熱板７２、トランジスタＱ１、トランジスタＱ２、及び、ペルチェ素子４９が設けられている。
【００５０】
駆動ユニット４２は、複数のピエゾ素子４１７によって構成されるピエゾ素子群と、このピエゾ素子群が固定される固定板４２３を有している。各ピエゾ素子４１７は、所謂片持ち梁の状態で固定板４２３に取り付けられている。固定板４２３は、ピエゾ素子４１７からの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材である。また、駆動ユニット４２には、前述したヘッド制御部ＨＣが設けられている。
【００５１】
ケース４３は、駆動ユニット４２を収納可能な収納空部４３１を有する直方体ブロック状の外形である。このケース４３の先端面には流路ユニット４４が接合される。この収納空部４３１は、駆動ユニット４２が丁度嵌合可能な大きさである。また、このケース４３には、インク供給路４３２も形成されている。インク供給路４３２は、インクカートリッジに貯留されたインクをリザーバ４５３に供給するための供給路である。
【００５２】
流路ユニット４４は、流路形成基板４５と、ノズルプレート４６と、弾性板４７とを有し、流路形成基板４５がノズルプレート４６と弾性板４７に挟まれるようにそれぞれを積層して一体的に構成される。ノズルプレート４６は、ノズルが形成されたステンレス鋼製の薄いプレートである。
【００５３】
流路形成基板４５には、圧力室４５１及びインク供給口４５２となる空部が各ノズルに対応して複数形成される。リザーバ４５３は、インクカートリッジに貯留されたインクを各圧力室４５１に供給するための液体貯留室であり、インク供給口４５２を通じて対応する圧力室４５１の他端と連通している。そして、インクカートリッジからのインクは、インク供給路４３２を通って、リザーバ４５３内に導入されるようになっている。
【００５４】
駆動ユニット４２は、ピエゾ素子４１７の自由端部を流路ユニット４４側に向けた状態で収納空部４３１内に挿入され、この自由端部の先端面が対応する島部４７３に接着される。また、固定板４２３の背面が収納空部４３１を区画するケース４３の内壁面に接着される。この収納状態でピエゾ素子４１７に駆動信号ＣＯＭを供給すると、ピエゾ素子４１７は伸縮して圧力室４５１の容積を膨張・収縮させる。このような圧力室４５１の容積変化により、圧力室４５１内のインクには圧力変動が生じる。そして、このインク圧力の変動を利用することでノズルからインク滴を吐出させることができる。
【００５５】
また、駆動信号生成部４８のトランジスタ対（トランジスタＱ１、Ｑ２）、及び、ペルチェ素子４９が、放熱板７２を介してヘッド４１に設けられている。なお、トランジスタ対とペルチェ素子４９は、それぞれ対応してヘッド４１に複数設けられている。
【００５６】
放熱板７２は、アルミニウムや鉄製の金属板であり、発熱体（この場合トランジスタ対）で発生した熱を逃がし発熱体の冷却を行うものである。
【００５７】
ペルチェ素子４９の一方の接点は、熱伝導率の高い伝熱部材７１を介してトランジスタＱ１と接続されている。また、図７に示すように、伝熱部材７１にはスイッチ７３が形成されている。スイッチ７３がオンのときは、トランジスタＱ１とペルチェ素子４９の間で伝熱部材７１によって熱が伝導される。一方、スイッチ７３がオフのときは、伝熱部材７１による熱の伝導は行われない。本実施形態では、ヘッド制御部ＨＣが、スイッチ７３のオンオフの制御を行うこととする。  
また、ペルチェ素子４９の他方の接点は放熱板７２に接続されている。
【００５８】
さらに、本実施形態では、トランジスタＱ１の温度を検出するサーミスタ（不図示）が、トランジスタＱ１の近傍に設けられている。
【００５９】
＝＝＝インクの温度管理について＝＝＝
プリンター１で用いられるインクには粘度があり、温度によってこの粘度や表面張力が変化する。このため、温度（特にインクを吐出するノズル付近の温度）の変化によって、インクの吐出特性が変わってしまうおそれがある。例えば、低温ではインクの粘度が高く所定の吐出特性を得られない場合があり、画質が劣化するおそれがある。この場合、例えばヒーター等の加熱器を用いてインクの温度を上昇させることが考えられる。しかし、ヒーターを用いると、電力の消費量が増加してしまう。そこで、本実施形態では、プリンター１の発熱体のうち、最も発熱量の大きい駆動信号生成部４８のトランジスタ対の発熱をインクの温度管理に利用するようにしている。このため、本実施形態では、駆動信号生成部４８をヘッドユニット４０側に設けている。
【００６０】
もし仮に、駆動信号生成部４８をコントローラー６０側に設けていると、駆動信号ＣＯＭの生成時に発生するトランジスタ対の発熱をヘッド４１のインクの温度管理に利用することができない。これに対し、本実施形態ではヘッドユニット４０側に駆動信号生成部４８を設けているので、トランジスタ対（トランジスタＱ１、Ｑ２）の発熱をヘッド４１のインクの温度管理に利用できる。つまり、ヒーター等を用いることなく、駆動信号生成部４８の発熱を有効利用してインクの温度を上昇させることができる。これにより省電力化を図ることができる。
【００６１】
ただし、この場合、トランジスタ対の発熱が大きくなりすぎると、インクを加熱しすぎるおそれがある。そこで、本実施形態では、さらに、ペルチェ素子４９を用いることによって、トランジスタ対の発熱量が大きくなりすぎる場合に、その熱量を冷却（吸熱）に利用するようにしている。  
以下、ヘッド制御部ＨＣによる、インクの温度管理について説明する。
【００６２】
≪トランジスタの温度が閾値以下の場合≫
サーミスタ（不図示）によるトランジスタＱ１の検出温度が閾値以下の場合、ヘッド制御部ＨＣは、スイッチ７３をオフにする。  
この場合、トランジスタＱ１の発熱は、放熱板７２を介して、ヘッド４１内のインクに熱伝導される。これによりヘッド４１内のインクの温度を上昇させることができる。  
このように、トランジスタＱ１の検出温度が閾値以下の場合、トランジスタ対の発熱をヘッド４１内のインクに熱伝導させてヘッド４１内のインクの温度を制御するモード（第１熱伝導モードに相当する）を用いる。これにより、ヒーター等を用いることなくインクの温度を上昇させることができる。  
なお、本実施形態では、トランジスタ対（発熱体）を、放熱板７２を介してヘッド４１に設けている。こうすることで、トランジスタ対で発生した熱が放熱板７２に伝導されやすくなるので、トランジスタ対の発熱をヘッド４１のインクに熱伝導させやすくできる。
【００６３】
≪トランジスタの温度が閾値を超える場合≫
サーミスタ（不図示）によるトランジスタＱ１の検出温度が閾値を超える場合、ヘッド制御部ＨＣは、スイッチ７３をオンにする。これにより、トランジスタＱ１で発生した熱が伝熱部材７１を介してペルチェ素子４９の一方の接点に伝導され、当該接点の温度が上昇する。このため、ペルチェ素子４９の接点間に温度差が生じ、また、この接点間の温度差によって電圧が生じる（ゼーベック効果）。これによりペルチェ素子４９の金属間に電流が流れて、他方の接点（放熱板７２側）で吸熱作用が起こる（ペルチェ効果）。
【００６４】
このように、トランジスタＱ１の温度が閾値を超える場合では、その発熱をペルチェ素子４９による吸熱（冷却）に変えて、インクに熱伝導するモード（第２熱伝導モードに相当する）を用いる。つまり、トランジスタＱ１の発熱が冷却に用いられることになり、トランジスタＱ１の発熱量が大きいほど、ペルチェ素子４９の放熱板７２側における吸熱量が大きくなる。これにより、トランジスタＱ１の温度が閾値を超えて上昇しても、インクの温度をほぼ一定に保つことが出来る。このように、トランジスタＱ１の検出温度が閾値を超える場合、トランジスタＱ１の発熱を用いたペルチェ素子４９の吸熱を利用してヘッド４１内のインクの温度を制御している。こうすることで、トランジスタＱ１の発熱が大きくなりすぎる場合においても、インクの温度を適切に制御することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、図７に示すように、ペルチェ素子４９をトランジスタＱ１よりもノズルに近い位置に配置している。つまり、ペルチェ素子４９とノズルとの間隔が、トランジスタＱ１とノズルとの間隔よりも短くなるようにペルチェ素子４９を配置している。こうすることにより、ノズル付近のインクの冷却性能をより高めることができる。
【００６６】
以上、説明したように、本実施形態では、ヘッドユニット４０に駆動信号生成部４８を設けている。また、駆動信号生成部４８のトランジスタ対と対応してペルチェ素子４９をヘッドユニット４０に設けている。  
そして、トランジスタＱ１の発熱をそのままヘッド４１のインクに熱伝導させてインクの温度制御に利用するモードと、トランジスタＱ１の発熱をペルチェ素子４９の一方の接点に熱伝導させて、他方の接点の吸熱作用を利用するモードと、を用いてインクの温度管理を行っている。  
これにより、トランジスタＱ１の発熱量が大きくなりすぎる場合であっても、ヘッド４１内のインクの温度をほぼ一定に保つことができ、インクの温度制御を適切に行うことができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、トランジスタＱ１とペルチェ素子４９を伝熱部材７１（及びスイッチ７３）で接続するようにしているが、トランジスタＱ２とペルチェ素子４９間も同様の構成で接続するようにしてもよい。そして、例えば、ピエゾ素子４１７の充電時（トランジスタＱ１が発熱）にはトランジスタＱ１とペルチェ素子４９を接続し、ピエゾ素子４７１の放電時（トランジスタＱ２が発熱）にはトランジスタＱ２とペルチェ素子４９を接続するようにしてもよい。
【００６８】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００６９】
＜プリンターについて＞
前述の実施形態のプリンターは、ヘッドが移動方向に移動しつつドットを形成するドット形成動作（パス）と、媒体を搬送方向に搬送する搬送動作とを交互に繰り返すプリンター（いわゆるシリアルプリンター）であった。しかし、プリンターの種類は、これに限られるものではない。例えば、ヘッドを固定して、ヘッドと対向させて媒体を搬送させながらヘッドからインクを吐出させて印刷を行うプリンター（いわゆるラインプリンター）であっても良い。
【００７０】
＜インクについて＞
前述の実施形態は、プリンターの実施形態だったので、インクをノズルから吐出しているが、このインクは水性でも良いし、油性でも良い。また、ノズルから吐出する流体は、インクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（水も含む）をノズルから吐出しても良い。
【００７１】
＜駆動信号生成部について＞
前述の実施形態では、ヘッドユニット４０に駆動信号生成部４８が設けられていたが、少なくとも電流増幅回路４８３（すなわち、トランジスタＱ１、Ｑ２のトランジスタ対）がヘッドユニット４０に設けられていれば良い。例えば、ＤＡＣ４８１及び電圧増幅回路４８２をコントローラー６０側に設けて、電流増幅回路４８３をヘッドユニット４０に設けても良い。この場合においても、トランジスタ対の発熱をインクの温度管理に利用することができる。
【００７２】
＜スイッチ７３の制御について＞
本実施形態では、トランジスタＱ１の温度をサーミスタ（不図示）で検出し、その検出結果に基づいて、スイッチ７３のオンオフを制御していたが、これには限られない。例えば、コントローラー６０からの印刷データに基づいて、ヘッド４１における駆動の負荷が大きい場合はスイッチ７３をオンにし、負荷が小さい場合はスイッチ７３をオフにするようにしても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１  プリンター、２０  搬送ユニット、
２１  給紙ローラー、２２  搬送モーター（ＰＦモーター）、
２３  搬送ローラー、２４  プラテン、２５  排紙ローラー、
３０  キャリッジユニット、３１  キャリッジ、
３２  キャリッジモーター（ＣＲモーター）、
４０  ヘッドユニット、４１  ヘッド、
４１１Ａ  第１シフトレジスタ、４１１Ｂ  第２シフトレジスタ、
４１２Ａ  第１ラッチ回路、４１２Ｂ  第２ラッチ回路、
４１３  デコーダ、４１４  制御ロジック、
４１６  スイッチ、４１７  ピエゾ素子、
４２  駆動ユニット、４２３  固定板、
４３  ケース、４３１  収納空部、４３２  インク供給路、
４４  流路ユニット、４５  流路形成基板、４５１  圧力室、
４５２  インク供給口、４５３  リザーバ、４６  ノズルプレート、
４７  弾性板、４７３  島部、４８  駆動信号生成部、
４８１  Ｄ／Ａ変換器、４８２  電圧増幅回路、４８３  電流増幅回路、
４９  ペルチェ素子、５０  検出器群、５１  リニア式エンコーダー、
５２  ロータリー式エンコーダー、５３  紙検出センサー、５４  光学センサー、
６０  コントローラー、６１  インターフェイス部、６２  ＣＰＵ、
６３  メモリー、６４  ユニット制御部、７１  伝熱部材、７２  放熱板、
７３  スイッチ、１１０  コンピューター、ＨＣ  ヘッド制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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