(57)【要約】【課題】複数の記録素子と温度検出センサとを備える記録ヘッド構成であっても、吐出動作中のヘッド温度を信頼性の高い状態で取得することが可能なインクジェット記録装置および温度取得方法を提供する。【解決手段】記録素子基板に配された温度センサによる複数回のサンプリングの結果を平均化処理することによって記録素子基板の温度を取得する。この際、サンプリングの回数を、記録素子基板における同時駆動数に基づいて決定する。これにより、時々の同時駆動数に応じて温度センサのサンプリング回数を決定することが出来るので、ノイズの影響を抑えながらも、実際の温度から乖離されない信頼性の高い状態で記録素子基板の温度測定を行うことが可能となる。【選択図】図１４
2013212662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルスを印加することによりインクを吐出する複数の記録素子を配列してなる記録素子列と温度センサとを備える記録素子基板と、
前記温度センサから出力される複数の出力値を平均化処理して前記記録素子基板の温度を取得する温度取得手段と、
前記温度取得手段で取得された温度に基づいて前記記録素子に印加する前記駆動パルスの形状を調整する調整手段と、
を有し、
前記温度取得手段は、前記記録素子基板における前記記録素子の同時駆動数に基づいて、前記平均化処理に用いる前記出力値の数を決定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録素子基板と接続され、前記複数の記録素子に駆動電圧を供給するための駆動電圧供給配線と、前記温度センサの出力値を伝送するための信号配線と、が平行に設けられた部分を備える電気配線基板を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記複数の出力値は一定の時間間隔で出力されることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記温度取得手段は、前記記録素子の同時駆動数が多いほど平均化処理に用いる前記出力値の数を多くすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記インクジェット記録装置はマルチパス記録を行うことが可能であり、
前記温度取得手段は、前記マルチパス記録のマルチパス数に応じて前記出力値の数を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録素子基板には複数の前記温度センサが配されており、前記温度取得手段は、前記温度センサごとに平均化処理に用いる前記出力値の数を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記温度取得手段は、前記温度センサからの配線距離が長いほど前記平均化処理に用いる前記出力値の数を多くすることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記温度取得手段は、前記インクジェット記録装置が予備吐出を行っている間は、前記温度センサによる検出動作を行わないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記温度センサからの出力値はアナログ信号の状態で送信され、前記温度取得手段は、前記アナログ信号に増幅処理およびＡ／Ｄ変換を行うことによって、前記記録素子基板の温度を取得すること特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記平均化処理は、移動平均処理であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
駆動パルスを印加することによりインクを吐出する複数の記録素子を配列してなる記録素子列と温度センサとを備えた記録素子基板を備えたインクジェット記録方法において、
前記温度センサから出力される複数の出力値を平均化処理することによって、前記記録素子基板の温度を取得する温度取得工程と、
前記温度取得工程で取得された前記記録素子基板の温度に基づいて前記記録素子に印加する前記駆動パルスの形状を調整する調整工程と
を有し、
前記温度取得工程の平均化処理で用いる前記出力値の数は、前記記録素子基板における前記記録素子の同時駆動数に基づいて決定されることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置に関する。特に、電気熱変換素子を配列した記録素子基板を具えたインクジェット記録ヘッドを用い、記録素子基板の温度を検出しながら画像を記録するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気熱変換素子を具えたインクジェット記録ヘッドは小液滴なインクを高周波に吐出可能であり、このような記録ヘッドを用いる記録装置は高速かつ高解像度に画像を出力することができる。電気熱変換素子を具えたインクジェット記録ヘッドでは、インク吐出信号に応じて電気熱変換素子に電圧パルスを印加し、これを発泡させる。すると、電気熱変換素子に接するインク中に膜沸騰が起こり、発生した気泡の成長エネルギーによって吐出口（ノズル）からインク液滴が吐出される仕組みになっている。
【０００３】
このようなインクジェット記録ヘッドにおいて、複数の電気熱変換素子が配列する記録素子基板の温度は個々の電気熱変換素子の駆動回数すなわち吐出回数に応じて変化する。また、電気熱変換素子における発泡の大きさすなわち吐出口から吐出されるインク量（吐出量）は、上記記録素子基板の温度に依存する。一方、吐出量は電気熱変換素子印加される電圧パルスのパルス形状によっても変化する。以上のことから、電気熱変換素子を具えたインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の多くでは、検出した記録素子基板の温度に応じて電気熱変換素子に印加するパルス形状を調整し、記録素子基板の温度に依らず安定した吐出量を維持している。
【０００４】
ところで、近年のインクジェット記録装置は記録ヘッドの長尺化やノズル列の多列化、さらにＡ３、Ａ２サイズといった記録媒体の大判化に伴い、記録ヘッドが１回走査する間の温度上昇が顕著になってきている。このため、記録ヘッドの温度を検出し、この検出温度に基づいて電気熱変換素子に印加する電圧パルスを変調するというフィードバック制御を、記録ヘッドの走査中に行うことが必要になって来ている。この際、温度センサの出力信号はアナログ信号であり、その配線は電気熱変換素子の駆動信号やインク吐出ノズルや吐出タイミングを制御するロジック信号と密接した状態で記録素子基板上に配置されている。また、上記アナログ信号は、記録ヘッドの走査に伴って屈曲するフレキシブルケーブルを介して本体のメイン基板に送信される。以上のことより、記録走査中に送信される温度センサの出力信号には、他信号との干渉によるノイズの重畳が不可避となる。
【０００５】
例えば特許文献１には、単位時間あたりの記録デューティ（記録密度）から記録ヘッドの温度上昇を予測し、予測した温度上昇を吐出前の検出温度に加算して駆動信号のパルス形状を決定する方法が開示されている。また、特許文献２には、記録素子基板上のすべての電気熱変換素子への駆動信号がディスイネーブル（ＯＦＦ）状態にあるタイミングに合わせて、記録素子基板上の温度センサをモニタリングする方法が開示されている。これら特許文献１や２の方法によれば、記録ヘッドの吐出中すなわち駆動信号送信中に温度検出信号の検出および送信を行わないため、温度センサ出力信号に他信号との干渉によるノイズが付与されることがなく、信頼性の高いヘッド温度を取得することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２９７７１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２６４３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の方法では、記録ヘッドの温度上昇を予測するために、単位時間あたりの記録デューティを一時的に記憶しておく必要がある。この際、長尺で多数のノズル列を備える近年の記録ヘッド構成では、大容量のメモリが要求され、記録装置の本体メモリの容量を逼迫してしまう恐れが生じる。
【０００８】
また、特許文献２のように、駆動信号がディスイネーブル（ＯＦＦ）状態にあるタイミングを利用しようとしても、複数のノズル列で高周波に吐出動作が行われる状況においては、ディスイネーブル状態となるタイミングを確保すること自体が難しい。特に、更なる高速化および高解像度化が求められる状況においては、記録ヘッドの吐出周波数が上昇し温度上昇も激しくなるので、温度センサのモニタリングもより頻繁に必要になる。しかしその一方で、ディスイネーブル状態となるタイミングも益々減縮されるので、特許文献２の方法を実行すること自体が困難になってくる。
【０００９】
一方、駆動信号送信中に温度検出信号の検出および送信を行う構成であっても、単位時間あたりのサンプリング回数を多くして、移動平均処理によってノイズを抑える方法もある。しかしこの場合、取得したヘッド温度は、同時駆動数の急激な変化に伴う温度変化に追従出来ないという問題を有している。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものである。よってその目的とするところは、長尺で多数のノズル列を備える記録ヘッド構成であっても、吐出動作中のヘッド温度を信頼性の高い状態で取得することが可能なインクジェット記録装置および温度取得方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのために本発明は、駆動パルスを印加することによりインクを吐出する複数の記録素子を配列してなる記録素子列と温度センサとを備える記録素子基板と、前記温度センサから出力される複数の出力値を平均化処理して前記記録素子基板の温度を取得する温度取得手段と、前記温度取得手段で取得された温度に基づいて前記記録素子に印加する前記駆動パルスの形状を調整する調整手段と、を有し、前記温度出力手段は、前記記録素子基板における前記記録素子の同時駆動数に基づいて、平均化処理に用いる前記出力値の数を決定することを特徴とする。
【００１２】
また、駆動パルスを印加することによりインクを吐出する複数の記録素子を配列してなる記録素子列と温度センサとを備えた記録素子基板を備えたインクジェット記録方法において、前記温度センサから出力される複数の出力値を平均化処理することによって、前記記録素子基板の温度を取得する温度取得工程と、前記温度取得工程で取得された前記記録素子基板の温度に基づいて前記記録素子に印加する前記駆動パルスの形状を調整する調整工程とを有し、前記温度取得工程の平均化処理で用いる前記出力値の数は、前記記録素子基板における前記記録素子の同時駆動数に基づいて決定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、記録素子の同時駆動数に応じて平均化処理をするために用いる温度センサのサンプリング数を決定することが出来る。よって、ノイズの影響を抑えながらも、実際の温度から乖離されない信頼性の高い状態で記録素子基板の温度測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明で使用可能なインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】記録ヘッドＨの外観斜視図である。
【図３】記録素子基板における１列の記録素子列の駆動制御回路の１部を示す図である。
【図４】メイン基板から記録素子基板への駆動信号の送信及び回路構成を示す図である。
【図５】１回の吐出動作に対応するヒータ駆動信号（ＨＥＮＢ）の例を示した図である。
【図６】記録素子基板８０１を吐出口面から観察した図である。
【図７】３２個の記録素子が同時に駆動された場合の温度センサによる出力値に対応するヘッド温度を示した図である。
【図８】６４個の記録素子が同時に駆動された場合の温度センサによる出力値に対応するヘッド温度を示した図である。
【図９】４区間分の移動平均処理を行った場合の補正出力値に対応するヘッド温度を示す図である。
【図１０】４区間分の移動平均処理を行った場合の補正出力値に対応するヘッド温度を示す図である。
【図１１】１６区間分の移動平均処理を行った場合の補正出力値に対応するヘッド温度を示す図である。
【図１２】記録ヘッドの記録デューティとヘッド温度の関係を示した図である。
【図１３】第１実施形態における実測ヘッド温度と補正温度ＳＭＡを比較した図である。
【図１４】第１実施形態における温度検出シーケンスを説明するフローチャートである。
【図１５】第２実施形態における温度検出シーケンスを説明するフローチャートである。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、キャリッジ走査中温度更新シーケンスおよびキャリッジ停止中温度更新シーケンスをそれぞれ説明するフローチャートである。
【図１７】予備吐出を実行した時の温度センサの出力値に対応するヘッド温度をプロットした図である。
【図１８】第３実施形態における温度検出シーケンスを説明するフローチャートである。
【図１９】第４実施形態における記録素子基板の配列状態を示した図である。
【図２０】第４実施形態における温度検出シーケンスを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は本実施形態で使用するインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。キャリッジＭ４００１に着脱可能な記録ヘッドＨ（不図示）は、ヘッドセットレバーＭ４００７によって、キャリッジカバーＭ４００２と係合した状態でキャリッジＭ４００１内に装着される。キャリッジＭ４００１は、キャリッジ軸Ｍ４０２１に案内支持されながら、キャリッジモーターＥ０００１を駆動源として図のＸ方向に往復移動が可能である。その移動中、記録ヘッドＨは駆動信号に従って搬送される記録媒体に向かって、−Ｚ方向にインク液滴を吐出する。記録ヘッドＨが吐出を行うための記録データや記録素子基板の温度センサ出力信号は、ケーブル３０５およびキャリッジＭ４００１に固定されたキャリッジ基板３０４を介して送受信される。ケーブル３０５は、キャリッジＭ４００１の往復移動に追従しながら、キャリッジＭ４００１とシャーシＭ３０１９に固定されたメイン基板３０６とを電気的に接続する。
【００１７】
給紙トレイＭ３０２２に積載されている記録媒体（不図示）は、装置内に給紙された後、搬送ローラＭ３００６とピンチローラＭ３０２９のローラ対に挟持されながら、これらの回転に伴って図のＹ方向に搬送される。キャリッジＭ４００１に搭載された記録ヘッドＨによるＸ方向の記録走査と、記録ヘッドＨの記録幅に対応した分の記録媒体の搬送動作とを交互に繰り返すことにより、記録媒体には段階的に画像が記録され、その後排出口Ｍ３０３０から排出される。
【００１８】
図２は、記録ヘッドＨの外観斜視図である。複数の記録素子が形成された２枚の記録素子基板８０１（８０１Ａと８０１Ｂ）は支持基盤８０２上に形成され、駆動パルスの印加に伴って不図示のインク供給ユニットから供給されたインクを−Ｚ方向に滴として吐出する。記録素子基板８０１において、駆動パルスは、個々の記録素子に対応付けて用意された複数の電気熱変換素子（ヒータ）に印加される。この駆動パルスを生成するための駆動信号は、コンタクト端子配線基板８０４およびシート電気配線基板８０３等を介して記録素子基板８０１に入力される。コンタクト端子配線基板８０４は、記録ヘッドＨがキャリッジＭ４００１に装着された際に、キャリッジ基板３０４に電気的に接続する仕組みになっている。
【００１９】
記録素子基板８０１には、Ｓｉ基板の片面に、複数の電気熱変換素子と各電気熱変換素子に電力を供給するためのＡｌ等の配線が成膜技術によって形成されている。また、これら電気熱変換素子のそれぞれに対応づけられた複数の吐出口とこの吐出口までインクを導くためのインク路が、フォトリソグラフィ技術によって形成されている。互いに対応付けられた、電気熱変換素子、吐出口およびインク路の組によって１つの記録素子が画成されている。
【００２０】
支持基板８０２は、アルミニウム、アルミニウム合金、セラミックス等の材料から成り、記録素子基板８０１を支持すると共に、ヒートに伴う発熱を効率良く放熱させるための放熱部材としての役割も担っている。支持基板８０２には、インク供給ユニットからインクを受容するためのインク供給口と、このインクを複数のインク路に共通して誘導するための共通液室とが形成されている。共通液室は記録素子基盤８０１との接合面から開口し、インク供給口は支持基板の接合面と反対側の面から開口するように形成されている。記録素子基板８０１が支持基板８０２の接合面に接合されることで、記録素子基板８０１のインク液室と支持基板８０２の共通液室が連通される。
【００２１】
シート電気配線基板８０３には、フレキシブル配線基板等が用いられており、記録素子基板８０１に対して電気的に接続されるように接合保持されている。シート電気配線基板８０３とコンタクト端子配線基板８０４とはＡＣＦ、リードボンディング、ワイヤボンディング、パターンニング、コネクタ等の手段によって接続されている。
【００２２】
本実施形態において、記録素子基板８０１Ａおよび８０１Ｂのそれぞれには、７６８個のノズルがＹ方向に配列して成るノズル列が、Ｘ方向に４列ずつ並列配置されているものとする。
【００２３】
図３は、記録素子基板８０１における１つの記録素子列の１グループに対応する駆動制御回路を示す図である。記録素子基板８０１上には、７６８個の電気熱変換素子１２０が、キャリッジが走査する方向と交差する方向に配列して記録素子列１１９を構成している。７６８個の電気熱変換素子１２０は連続する複数の電気熱変換素子ごとに区分けされることで、複数のグループを構成している。電気熱変換素子１２０には、駆動を制御するための駆動制御回路３０１が設けられており、駆動制御回路３０１には、ＡＮＤ回路１１５、電圧変換回路１０７、スイッチング素子１０３が設けられている。ＡＮＤ回路１１５は、任意の電気熱変換素子を選択するための回路であり、電圧変換回路１０７はＡＮＤ回路１１５の出力信号の電圧レベルを、スイッチング素子１０３を駆動する電圧レベルに変換する。ここで電気熱変換素子１２０、スイッチング素子１０３、ＡＮＤ回路１１５は、Ｎ個ずつで１つのグループを形成する。このグループをＭ（複数）個備えて記録素子列を構成している。なお、このＮ個の電気熱変換素子１２０は、ブロック選択信号１１８の信号に従い、時分割で１つ選択され駆動するいわゆる時分割駆動を行う。
【００２４】
２値の画像データ（ＶＤＯ）は、転送クロック（ＣＬＫ）に同期しながら、各グループに対応するように設けられたシフトレジスタ１０１に入力され、シリアル−パラレル変換されてラッチ信号（ＬＡＴ）によりラッチ回路１０２にラッチされる。
【００２５】
ヒータ駆動信号（ＨＥＮＢ）は全てのＡＮＤ回路１１５に等しく入力されるが、ブロック選択信号（ＢＥＮＢ０〜１５）は、ブロック毎に異なるタイミングでＡＮＤ回路１１５に入力される。そして、ラッチ回路１０２から出力された記録データ、ヒータ駆動信号（ＨＥＮＢ）、ブロック選択信号（ＢＥＮＢ０〜１５）がＡＮＤ回路１１５で論理積されて出力された駆動信号に基づいて、個々の記録素子は駆動される。
【００２６】
本実施形態の記録素子基板８０１は、ブロック選択信号が１６種類（ＢＥＮＢ0〜１５）入力されることで１６時分割駆動を行うことができ、駆動素子列は４８のグループが設けられている。つまり、記録素子列内の４８グループの同じブロックに属する４８個の電気熱変換素子が、同時に駆動可能な構成となっている。すなわち、本実施形態のインクジェット記録装置および記録ヘッドでは、１枚の記録素子基板について、４列の記録素子列分の全３０７２個の電気熱変換素子のうち１９２個の電気熱変換素子が同時に駆動可能な構成になっている。
【００２７】
本実施形態においては、以上説明したような駆動回路が、１つの記録素子基板にノズル列分（４つ）用意されている。個々のヒータ駆動信号（ＨＥＮＢ）のパルス形状は、記録素子基板８０４の検出温度に応じて変更される。
【００２８】
図４は、メイン基板３０６から記録素子基板８０１までの駆動信号の送信経路および回路構成を示す図である。記録装置本体のメイン基板３０６で生成されたパラメータ信号は、メモリ３１２に一時保存された記録データとともに、ケーブル３０５を介してキャリッジ基板３０４に入力される。その後、コンタクト端子配線基板８０４およびシート電気配線基板８０３等を介して記録素子基板８０１まで送信される。
【００２９】
記録素子基板８０１には、図３で説明した制御回路３０１のほか、記録素子基板８０１の温度を測定するための複数の温度センサ３０３が配備されている。温度センサ３０３が検出したアナログ信号は、シート電気配線基板８０３およびコンタクト配線基板８０４を介してキャリッジ基板３０４に入力される。ここで、このアナログ信号は、増幅器３０７によって増幅処理された後Ａ／Ｄ変換器３０９でデジタルデータに変換され、その後ケーブル３０５を介して、メイン基板３０６に送信される。
【００３０】
記録装置全体の制御を司るＡＳＩＣ３０８は、デジタル変換された複数の温度データに基づいて記録素子基板８０２の温度を推定し、ヘッド駆動信号制御部３１０に対し駆動パルスを適切な形状に調整する様に指示する。ヘッド駆動信号制御部３１０は、取得した温度データに対応したパルスのパラメータを設定し、ケーブル３０５を介してキャリッジ基板３０４にパラメータを送信する。キャリッジ基板３０４に配され、Ｄ／Ａコンバータを含んだ駆動電圧設定回路３１１は、ヘッド駆動信号制御部３１０から受信したパラメータに従ってヒータ駆動信号（ＨＥＮＢ）を生成し、制御回路３０１に向けてこれを発信する。このとき、ヒータ駆動信号（ＨＥＮＢ）は、制御回路３０１にＤＣ／ＤＣコンバータを設けることによって調整してもよい。
【００３１】
なお、従来では、増幅器３０７やＡ／Ｄ変換器３０９はメイン基板３０６上に設けられることが多かったが、この場合、制御回路３０１からメイン基板３０６までの長い配線経路をアナログ信号の状態でデータが伝達され、ノイズの影響を受けることが多かった。本実施形態のように、増幅器３０７やＡ／Ｄ変換器３０９をキャリッジ基板３０４上に設ければ、温度センサ３０３からアナログ信号の状態で送信される配線距離を短くすることが可能となり、ノイズの影響を低減させることが出来る。但し、本実施形態はこのような形態に限定されるものではない。増幅器３０７とＡ／Ｄ変換器３０９の両方、あるいはＡ／Ｄ変換器３０９のみがメイン基板３０６に配備される構成であっても構わない。
【００３２】
図５は、１回の吐出動作に対応するヒータ駆動信号（ＨＥＮＢ）の例を示した図である。横軸は時間、縦軸は電圧を示している。上段はシングルパルスの例、下段はダブルパルスの例を示している。シングルパルスの場合、そのパルス幅や電圧を変化させることによって吐出量を変調することが出来る。例えば、記録素子基板の検出温度が高い場合にはインクの粘度が下がるため同じエネルギーを印加していると、標準よりも吐出量が多くなる傾向がある。よってこの場合、標準よりも駆動電圧が高くパルス幅の小さい駆動パルスを印加し、電気熱変換素子からインクに熱が伝わる時間を短く抑え、吐出量を少なくする。反対に、記録素子基板の検出温度が低い場合には、インクの粘度が上がるため同じエネルギーを印加していると、標準よりも吐出量が少なくなる傾向がある。よってこの場合、標準よりも駆動電圧が低くパルス幅の大きい駆動パルスを印加し、電気熱変換素子からインクに熱が伝わる時間を長くして、吐出量を多くする。
【００３３】
一方、ダブルパルスの場合、実際の吐出に寄与するメインパルス（Ｓ４−Ｓ３）の前に予備的に印加するプレパルス（Ｓ２−Ｓ１）やインターバル（Ｓ３−Ｓ２）の幅を変化させることによって吐出量を変調することが出来る。例えば、記録素子基板の検出温度が高い場合には、プレパルス（Ｓ２−Ｓ１）を小さく、インターバル（Ｓ３−Ｓ２）を大きくすることにより、電気熱変換素子に接するインクの温度上昇を抑え吐出量を少なくすることが出来る。反対に、記録素子基板の検出温度が低い場合には、プレパルス（Ｓ２−Ｓ１）を大きく、インターバル（Ｓ３−Ｓ２）を小さくすることにより、電気熱変換素子に接するインクの温度を上昇させ吐出量を多くすることが出来る。
【００３４】
このように、記録素子基板の温度に基づいてパルス幅や電圧を変化させることにより、インクの吐出量を常に一定の量となるように制御を行い、記録した画像において濃度むらが生じることを防止できる。
【００３５】
図６は、記録素子基板８０１を吐出口面から観察した図である。本実施形態の記録素子基板８０１には、７６８個の電気熱変換素子が１２００ｄｐｉのピッチでＹ方向に配列してなる電気熱変換素子列７００が、Ｘ方向に４列並列配置され、電気熱変換素子が合わせて３０７２個配備されている。そして、これら電気熱変換素子列のそれぞれに対応するように、図３で説明した制御回路３０１が形成されている。
【００３６】
本実施形態の記録素子基板８０１には、温度センサ７０１および７０２が配備され、これらの温度センサの出力値に基づいて、記録素子基板８０１全体の温度を推定する。本実施形態において、温度センサ７０１および７０２はダイオードセンサ（ＤｉＡ０、ＤｉＡ１）であり、温度に応じて順方向電圧が変化する性質を利用している。但し、ダイオード以外の温度検出デバイスを活用することも出来る。シート電気配線基板８０３には、ブロック選択信号や画像データを記録素子基板に送るためのロジック信号線８０６、駆動電圧（Ｖｈ）供給線８０７、駆動電圧用グランド（Ｖｈ＿ＧＮＤ）線８０７が設けられている。また、温度センサ７０１の出力信号をキャリッジ基板に伝送するためのＤｉＡ１配線１１０２、およびＤｉＡ０配線１１０４（信号配線）も設けられている。これらの配線は、シート電気配線基板８０３上に平行となる部分を有して設けられている。このため、駆動電圧供給線８０７に大電流が流れると、ロジック信号線８０６やＤｉＡ１配線１１０２およびＤｉＡ０配線１１０４の出力信号が電磁誘導ノイズの影響を受けることになる。特にＤｉＡ１配線１１０２は、駆動電圧供給線８０７の近くに配設されているため、大きな影響を受ける可能性があるといえる。そして、温度センサ出力信号に電磁誘導ノイズが発生すると正確に温度を測定することができなくなってしまう。
【００３７】
駆動電圧供給配線８０７に大電流が流れるのは、記録素子基板８０１上の電気熱変換素子の同時駆動数が多い時である。なお、このように同時駆動数が多い場合には、記録素子基板８０１の温度上昇も大きくなるため、高品位な画像を出力するためには、正確な温度を検出し電気熱変換素子に適切な駆動パルス制御を施すことが必要である。特に正確な温度を測定したい状況でなるので、電磁誘導ノイズによる測定誤差を低減することが望まれる。
【００３８】
図７は、１つの記録素子基板において、同時に吐出可能な１９２個のうち３２個の記録素子が同時に駆動される状態が５００ｍｓｅｃ続いた場合の温度センサによって検出された出力値に対応するヘッド温度を示した図である。また、図８は、１９２個のうち６４個の記録素子が同時に駆動される状態が５００ｍｓｅｃ続いた場合の温度センサによって検出された出力値に対応するヘッド温度を示した図である。どちらの図においても、横軸は時間軸であり、縦軸は温度センサによる出力値から換算されたヘッド温度を示している。ここで、温度センサの出力値は、１０ｍｓｅｃの一定時間間隔のサンプリングレートで取得されたものとする。  両図を比較すると、図７に示した温度センサ出力値にはほとんどノイズは重畳されていないが、図８に示した温度センサ出力値には多くのノイズが重畳され、時々の値の信頼性は低い。つまりこの様な出力値に基づいて測定誤差を含んだ温度情報により記録ヘッドの駆動制御を行うと、図８の場合には不適切な吐出量制御が行われインクの吐出量を適正に制御することができず、記録した画像において濃度むらなどの弊害が招致される懸念が高くなる。よって本実施形態では、上記出力値に対して更にノイズ成分を低減させるため、サンプリングされた複数の温度センサ出力値に対して平均処理を行うことによって平滑化された温度センサの補正出力値を取得する。
【００３９】
図９は、図７の結果に対し、４区間分（４回分）のサンプリングがされた出力値を用いて移動平均処理を行った場合の温度センサ補正出力値（補正温度）を示した図である。図７と比較すると、±１．０℃以上のノイズ成分がキャンセルされていることが確認できる。
【００４０】
一方、図１０は、図８の結果に対し、４区間分のサンプリングがされた出力値を用いて移動平均処理を行った場合の温度センサの補正出力値を示した図である。図８に比べノイズ成分は低減されているが、図９に比べると、まだ±１．０℃以上のノイズ成分が残存しており、十分にノイズの影響を低減できていないことが分かる。
【００４１】
図１１は、図８の結果に対し、１６区間分のサンプリングがされた出力値を用いて移動平均処理を行った場合の温度センサ補正出力値を示した図である。図８に比べノイズ成分は更に低減され、±１．０℃以下に抑えられており、濃度むらなどの弊害を抑制できる程度に低減できていることが分かる。
【００４２】
このように、移動平均処理に用いられるサンプリング数を増やすほど、ノイズ成分を低減させることが出来るといえる。
【００４３】
しかしながら、移動平均処理に用いられるサンプリング数を多くすると、事象の急激な変化に対する追従性を鈍くするという欠点も有している。例えば、図１１において破線で囲った領域は、６４個の記録素子が同時駆動される５００ｍｓｅｃの後に駆動を停止した領域であるが、実測して得られたヘッド温度（実測値）と移動平均処理を行って取得した補正温度との間で乖離が発生してしまっている。これは、移動平均処理が、現時点での出力値と過去にサンプリングした複数の出力値を用いて行われていることにより、現時点での急激な変化が反映され難くなっているためである。すなわち、６４個の記録素子の同時駆動を停止すると同時に記録ヘッドの温度は低下するが、移動平均処理では過去にサンプリングした同時駆動中の出力値も用いて平均化処理を行っているので、平滑化処理後のヘッド温度が実測値より高くなってしまうのである。
【００４４】
図１２は、記録ヘッドの記録デューティとヘッド温度の関係を示した図である。図において、横軸は記録媒体に対する記録ヘッドＨの位置を示し、縦軸はヘッド温度を示している。ここでは、記録ヘッドＨが矢印の方向に移動しながら、同時駆動数が６４個である高デューティ領域１２１を記録した後、同時駆動数が１６個である低デューティ領域１２２を記録し、記録デューティを０とした場合を示している。高デューティ領域１２１の記録時については、図１１と同様、１６区間分のサンプリング結果を用いて平均化処理して得られた補正温度の方が、ノイズが低減され、記録ヘッドの駆動制御に用いるのに適していると言える。しかしながら、低デューティ領域１２２の記録時については、上記補正温度は実測したヘッド温度から乖離してしまい、記録ヘッドの駆動制御に用いるのに適しているとは言えない。
【００４５】
本発明者らは上記現象を踏まえ、より正確なヘッド温度を取得するためには、時々の同時駆動数に応じて移動平均処理を行う際に用いる検出温度のサンプリング数を決定することが有効であるという知見に至った。具体的には、同時駆動数が多い場合には、ノイズが多く移動平均化処理を行っても実測値からの乖離が発生しにくいので、比較的多いサンプリング数で平均化処理を行う。一方、同時駆動数が少ない場合には、もともとのノイズが少なく、サンプリング数が多いと移動平均化処理を行った際の実測値からの乖離が懸念されるので、比較的少ないサンプリング数で平均化処理を行う。
【００４６】
図１４は、本実施形態のＡＳＩＣ３０８が実行する記録素子基板８０１の温度検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。本シーケンスは、記録装置が記録開始ジョブを受信してから当該ジョブが終了するまでの間、１０ｍｓｅｃ間隔で割り込み処理されるものとする。但し、この１０ｍｓｅｃという間隔は状況によって無論変更可能である。
【００４７】
本シーケンスが開始されると、ＡＳＩＣ３０８はまずステップＳ１２００において、本体メイン基板３０６のメモリ３１２を検索し、メモリ３１２に記憶された記録データに基づいて記録素子基板８０１における所定期間内の記録素子の駆動数をカウントする。そして、その駆動数から記録素子基板における１回の駆動タイミングあたりの平均的な同時駆動数Ｃを算出する。本実施形態において、上記のような１回の駆動タイミングにおける同時駆動数Ｃはメモリ３１２に一時的に記憶されるが、次の所定期間内の駆動数を格納するのに伴って順次削除されるようになっている。
【００４８】
ステップＳ１２１０では、予め用意した閾値Ｔｈ１とステップＳ１２００で算出した同時駆動数Ｃ（ＳＵＭ）とを比較する。ここでＣ≦Ｔｈ１の場合、ノイズの影響は少ないと判断し、ステップＳ１２２０へ進み、温度センサ８０１からの出力値のサンプリング回数を比較的少ない回数であるＭ回に設定する。そして、ステップＳ１２３０においてメモリ３１２に一時的に記憶されているＭ個分の温度センサ出力値を読み込む。本実施形態において、温度センサ出力値は１０ｍｓｅｃの一定の時間間隔で取得され、所定期間だけ本体メモリに記憶されるものとする。よってステップＳ１２３０では、このように記憶された複数の出力値のうち、現時点からＭ×１０ｍｓ分だけ遡った区間のＭ個の出力値を取得する。その後、ステップＳ１２４０では、ステップＳ１２３０で取得したＭ個の出力値の移動平均処理を行い、補正温度ＳＭＡを算出する。
【００４９】
【数１】
2013212662.tif 000003
【００５０】
一方、ステップＳ１２１０でＣ＞Ｔｈ１と判断された場合は、ノイズの影響が多いと判断し、ステップＳ１２５０へ進み、温度センサ８０１のサンプリング回数をＭよりも大きなＮ回に設定する。そして、ステップＳ１２６０においてメモリ３１２に一時的に記憶されているＮ個分の温度センサ出力値を読み込む。すなわち、メモリ３１２に記憶された複数の出力値のうち、現時点からＮ×１０ｍｓ分だけ遡った区間のＮ個の出力値を取得する。その後、ステップＳ１２７０において、ステップＳ１２６０で取得したＮ個の出力値の移動平均処理を行い、補正温度ＳＭＡを算出する。
【００５１】
【数２】
2013212662.tif 000004
【００５２】
以上で本処理が終了し、１０ｍｓｅｃ後に行われる次の処理に戻る。
【００５３】
図１３は、図１４のフローチャートに従って補正温度ＳＭＡを取得した場合の実測ヘッド温度と補正温度ＳＭＡを比較した図である。ここでは、図１２と同様の記録デューティで記録を行い、閾値Ｔｈ１＝３２とし、サンプリング回数をＭ＝１、Ｎ＝１６とした場合の状態を示している。常に１６個のサンプリング結果によって補正温度を算出した図１２の移動平均に比べ、低デューティ領域における実測温度からの乖離が抑制されていることが分かる。
【００５４】
以上説明したように本実施形態によれば、時々の同時駆動数に応じて温度センサの出力値を移動平均処理する際のサンプリング数を決定する。これにより、ノイズの影響を抑えながらも、実際の温度から乖離されない信頼性の高い状態で記録素子基板の温度測定を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、以上では、簡単のため単純移動平均処理で平均化処理を行ったが、補正温度ＳＭＡを求めるための平滑化処理はこれに限定されるものではない。例えば、より検出温度のリアルタイム性を向上させるために、下式で表されるような加重移動平均処理を採用することも出来る。
【００５６】
【数３】
2013212662.tif 000005
【００５７】
この場合、現時点に近い温度出力値ほど係数nの値を大きくし、古い温度出力値ほど係数nを小さくすれば、サンプリング回数を比較的多くしても、急激な温度変化に伴う実測温度からの乖離を最低限に抑えることが出来る。
【００５８】
また、以上では同時駆動数Ｃと比較するために閾値を１つのみ（Ｔｈ１）としたが、複数の閾値を設け、温度センサ出力値のサンプリング数を多段階に設定することも有効である。
【００５９】
（第２の実施形態）
本実施形態も図１〜図６で説明したインクジェット記録装置および記録ヘッドを用いるものとする。本実施形態では、第１の実施形態に加え、記録モードごとに検出センサの出力値を移動平均処理する際のサンプリング数を異ならせたり、記録とは無関係な予備吐出動作における吐出安定のためにヘッド温度取得タイミングを制御したりする方法について説明する。
【００６０】
図１５は、本実施形態のＡＳＩＣ３０８が実行する記録素子基板８０１の温度検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。本シーケンスは、インクジェット記録装置の電源がＯＮされている場合において、常に１０ｍｓｅｃ間隔で割り込み処理されるものとする。
【００６１】
本シーケンスが開始されると、ＡＳＩＣ３０８はまずステップＳ１４００においてインクジェット記録装置がジョブを受信しているか否かを判断する。ジョブを受信している場合はステップＳ１４１０に進み、現時点においてキャリッジＭ４００１が走査中であるか否かを判断し、走査中である場合はステップＳ１４２０に進みキャリッジ走査中温度更新シーケンスを実行する。一方、ステップＳ１４００でジョブを受信していない、またはステップＳ１４１０でＭ４００１キャリッジが走査中ではないと判断した場合は、ステップＳ１４３０へ進みキャリッジ停止中温度更新シーケンスを実行する。
【００６２】
図１６（ａ）および（ｂ）は、上記キャリッジ走査中温度更新シーケンスおよびキャリッジ停止中温度更新シーケンスをそれぞれ説明するためのフローチャートである。
【００６３】
図１６（ａ）を参照するに、キャリッジ走査中温度更新シーケンスにおいては、まずステップＳ１５００において、現在実行中のジョブが４パス以下のマルチパス記録であるか否かを判断する。マルチパス記録とは、記録ヘッドが１回の記録走査で記録可能なドットを複数回の記録走査に分割して記録する方法であり、マルチパス数が多くなるほど１回の記録走査あたりの駆動回数は減少し、ヘッド温度の変化量も抑制される。よって本実施形態ではマルチパス数が５パス以上である場合には、ヘッド温度の急激な変化に伴う補正温度の実測温度からの乖離は発生しないと判断し、比較的多いサンプリング数（Ｎ）で平均化処理を行うために、そのままステップＳ１５６０に進む。一方、ステップＳ１５００において、現在実行中のジョブが４パス以下のマルチパス記録であると判断した場合は、第１の実施形態と同様の処理を行うために、ステップＳ１５１０に進む。
【００６４】
ステップＳ１５１０〜ステップＳ１５８０は図１４のステップＳ１２００〜ステップＳ１２７０と同等である。そして、ステップＳ１５５０またはステップＳ１５８０において補正温度ＳＭＡが算出されると、ＡＳＩＣは１０ｍｓｅｃ後に行われる次の処理に戻る。
【００６５】
図１６（ｂ）を参照するに、キャリッジ停止中温度更新シーケンスにおいては、まずステップＳ１５９０で、現時点が予備吐出動作までの２０ｍｓｅｃ以内であるかどうかを判定する。予備吐出動作とは、吐出を安定させるために記録動作に先立って実行する予備的な吐出動作であり、一般に記録時の吐出動作よりも高いディーティ（１２８回〜）で実行される。この予備吐出のためにも、適切なパルス設定は必要となるので、ステップＳ１５９０で現時点が予備吐出動作の２０ｍｓｅｃ前以内と判断した場合は、ヘッド温度を取得するためにステップＳ１５００へ進む。一方、ステップＳ１５９０で現時点が予備吐出動作の２０ｍｓｅｃ前以内ではないと判断した場合は、現時点でヘッド温度の取得は必要ないと判断し、本処理を終了する。
【００６６】
図１７は、予備吐出を実行した時の温度センサの出力値をプロットした図である。予備吐出期間においては、高いデューティの吐出動作が行われるので、大きなノイズが発生している。このように、温度センサ出力信号に大きなノイズが重畳される予備吐出中にサンプリングした結果を用いて平均化処理を行っても、正確なヘッド温度を取得することは出来ない。
【００６７】
よって本実施形態では、このような予備吐出期間において、ヘッド温度の検出動作自体を回避する。このため、ステップＳ１６００では、予備吐出動作直前の１回分のサンプリングによって得られたヘッド温度を補正温度ＳＭＡとして設定する。その結果、この１回分のサンプリングに基づいて設定されたパルスで予備吐出は実行される。
【００６８】
以上、説明したように本実施形態によれば、上述した第１の実施形態の効果に加え、記録モードに応じてヘッド温度のサンプリング数を効率的に設定することが可能となる。また、ノイズが発生しやすい予備吐出動作においても、ノイズの影響を回避してヘッド温度を取得することが可能となる。
【００６９】
（第３の実施形態）
本実施形態も図１〜図６で説明したインクジェット記録装置および記録ヘッドを用いるものとする。
【００７０】
再度図６を参照するに、記録素子基板８０１において、２つの温度センサ７０１および７０２のうち、温度センサ７０２からコンタクト端子配線基板８０４までの配線１１０２は、温度センサ７０１からコンタクト端子配線基板８０４までの配線１１０４よりも長い。すなわち、配線距離が長い分、温度センサ７０２からのアナログ信号には温度センサ７０１からのアナログ信号よりもノイズが重畳されやすい。よって本実施形態では、記録素子基板８０１上の２つの温度センサ７０１および７０２のいずれの温度センサの出力値かで、サンプリング数を決定するものとする。
【００７１】
図１８は、本実施形態のＡＳＩＣ３０８が、温度センサ７０２からの温度を取得するためのシーケンスを示すフローチャートである。また、温度センサ７０１については、既に説明した図１４のシーケンスに従って、温度を取得する。図１８が図１４と異なる点は、記録素子基板の平均同時駆動数Ｃと比較する閾値Ｔｈ２を、図１４の閾値Ｔｈ１よりも小さな値（Ｔｈ２＜Ｔｈ１）に設定していることである。このようにすることにより、配線距離が長い温度センサ７０２については、大きなサンプリング数（Ｎ）が設定され易くなり、ノイズの低減がより重視される。本実施形態のＡＳＩＣ３０８は、サンプリング数の異なる２つの補正温度ＳＭＡの平均を取ることにより、記録素子基板８０１の検出温度とすることが出来る。
【００７２】
なお、本実施形態では、平均同時駆動数Ｃと比較する閾値を温度センサ７０１と７０２で異ならせる構成としたが、例えば閾値を同値にしておきながら設定するサンプリング数を異ならせることも有効である。具体的には、配線距離の短い温度センサ７０１のサンプリング数をＭおよびＮに設定したのに対し、配線距離の長い温度センサ７０２のサンプリング数をＭ´（＞Ｍ）およびＮ´（＞Ｎ）に設定すればよい。
【００７３】
（第４の実施形態）
図１〜図５で説明したインクジェット記録装置および記録ヘッドを用いるものとする。上記実施形態では、１つの記録素子基板における温度検出を行う場合について説明したが、本実施形態では、複数並列する記録素子基板の温度検出を行う場合について説明する。
【００７４】
図１９は、本実施形態の記録素子基板の配列状態を示した図である。ここでは図６で示した記録素子基板と同形の記録素子基板９１０Ａ、９０１Ｂおよび９１０ＣがＸ方向に並列配置した状態を示している。このような構成の場合、両側の記録素子基板９１０Ａおよび９１０Ｃの配線２１０８および２１１２については、図のように互いの記録素子基板とは反対側の側部を回るようにすれば、上記実施形態と同等の精度で温度検出を行うことが出来る。しかし、中央の記録素子基板９１０Ｂにおいては、コンタクト配線基板８０４から遠い側の温度センサ２１０４の配線を左右のどちら側に回しても、その配線経路は隣接する記録素子基板の駆動配線からの電流干渉を受けてしまう。すなわち、配線２１１０に重畳されるノイズの量は、配線２１０８や配線２１１２よりも多くなる。
【００７５】
以上の状況を踏まえ、本実施形態では、中央の記録素子基板９１０Ｂの温度センサ２１０４については、その配線２１１０に近い記録素子基板から受けるノイズの影響も考慮に入れて、補正温度ＳＭＡを算出する。具体的には、記録素子基板９０１Ｂにおける同時駆動数のみでなく、記録素子基板９０１Ｃの同時駆動数もカウントすることによって、温度センサ２１０４のサンプリング数を設定する。
【００７６】
図２０は、本実施形態のＡＳＩＣ３０８が実行する温度センサ２１０４の温度検出シーケンスを説明するためのフローチャートである。本シーケンスが開始されると、ＡＳＩＣ３０８はまずステップＳ１９００において、本体メイン基板３０６のメモリ３１２を検索し、記録素子基板９１０Ｂにおける所定期間内の記録素子の駆動回数をカウントする。そして、その駆動回数から記録素子基板における１回の駆動タイミングにおける同時駆動数ＣＢを算出する。更に、ステップＳ１９１０において、本体メイン基板３０６のメモリ３１２を検索し、記録素子基板９１０Ｃにおける所定期間内の駆動回数をカウントする。そして、その駆動回数から記録素子基板における１回の駆動タイミングにおける同時駆動数Ｃｃを算出する。
【００７７】
ステップＳ１９２０では、ステップＳ１９００およびステップＳ１９１０で取得した平均同時駆動数ＣＢ、Ｃｃ夫々に重み付け係数α、β（＜α）をかけたものを合算し、その値を閾値Ｔｈ３と比較する。そして、αＣＢ＋βＣｃ≦Ｔｈ３の場合、配線２１１０に影響するノイズは少ないと判断し、ステップＳ１９３０へ進み、温度センサ２１０４のサンプリング回数をＭ回に設定する。一方、αＣＢ＋βＣｃ≦Ｔｈ３の場合は、配線２１１０に影響するノイズは大きいと判断し、ステップＳ１９６０へ進み、温度センサ２１０４のサンプリング回数をＮ回（Ｎ＞Ｍ）に設定する。
【００７８】
本実施形態において、温度センサ２１０１、２１０３および２１０５については、既に説明した図１４のシーケンスに従って、温度を検出することが出来る。また、温度センサ２１０２および２１０６については、第３の実施形態で説明した図１８のシーケンスに従って、温度を検出することが出来る。そして、ＡＳＩＣ３０８は、基板９１０Ａ、９１０Ｂおよび９１０Ｃの夫々について、サンプリング数の異なる２つの補正温度の平均を取ることにより、個々の記録素子基板の最終的な検出温度とすることが出来る。
【符号の説明】
【００７９】
１００    記録ヘッド
２１０    搬送ローラ
２１２    搬送ローラ
２１３    キャリッジ
２１４    記録媒体
３００    記録装置
３０１    記録制御部
３０６    ヘッドドライバ
４０１    記録バッファ
４０２    記録データ
４０３    マスクバッファ
４０４    マスクデータ
４０５    ＡＮＤ処理部
５０１〜５０８    記録位置
【図１】
2013212662.tif 000006
【図２】
2013212662.tif 000007
【図３】
2013212662.tif 000008
【図４】
2013212662.tif 000009
【図５】
2013212662.tif 000010
【図６】
2013212662.tif 000011
【図７】
2013212662.tif 000012
【図８】
2013212662.tif 000013
【図９】
2013212662.tif 000014
【図１０】
2013212662.tif 000015
【図１１】
2013212662.tif 000016
【図１２】
2013212662.tif 000017
【図１３】
2013212662.tif 000018
【図１４】
2013212662.tif 000019
【図１５】
2013212662.tif 000020
【図１６】
2013212662.tif 000021
【図１７】
2013212662.tif 000022
【図１８】
2013212662.tif 000023
【図１９】
2013212662.tif 000024
【図２０】
2013212662.tif 000025