(57)【要約】      （修正有）【課題】エレクトロマイグレーションによる測温抵抗体の経時変化を抑制する液滴吐出装置を提供する。【解決手段】液滴を出力する液滴吐出ヘッドを含む液滴吐出装置であって、液滴吐出ヘッドの温度を検知するための測温抵抗体と、測温抵抗体に電流を流すための電力を供給する電力供給部と、測温抵抗体に電力が供給された状態において測定される抵抗値に基づいて液滴吐出ヘッドの温度を検知する温度検知部と、液滴吐出ヘッドを駆動して液滴を吐出させるための駆動波形を生成するための波形データを、液滴の吐出量を示すデータ及び前記プリントヘッドの温度に基づいて選択する波形データ選択部とを含み、装置の動作状態に応じて、測温抵抗体に対して電流を流す方向を切り替える。【選択図】図９
2016064601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を出力する液滴吐出ヘッドを含む液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドの温度を検知するための測温抵抗体と、
前記測温抵抗体に電流を流すための電力を供給する電力供給部と、
前記測温抵抗体に電力が供給された状態において測定される前記測温抵抗体の抵抗値に基づいて前記液滴吐出ヘッドの温度を検知する温度検知部と、
前記液滴吐出ヘッドを駆動して液滴を吐出させるための駆動波形を生成するための波形データを、液滴の吐出量を示すデータ及び前記プリントヘッドの温度に基づいて選択する波形データ選択部とを含み、
前記電力供給部は、装置の動作状態に応じて、前記測温抵抗体に対して電流を流す方向を切り替えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記電力供給部は、前記液滴吐出装置が動作する際、前記測温抵抗体に対して温度検知用の方向に電流が流れるように電力を供給し、前記液滴吐出ヘッドから液滴が吐出される間は、前記測温抵抗体に対して温度検知用の方向とは逆の方向に電流が流れるように電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記電力供給は、前記液滴吐出ヘッドを駆動するための駆動波形の印加状態に応じて、前記測温抵抗体に対して電流を流す向きを切り替えることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記電力供給部は、前記測温抵抗体に電力が供給された期間が所定期間に達する毎に、前記測温抵抗体に対して電流を流す方向を切り替えるように電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか１項に記載の液滴吐出装置によってインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２または３に記載の液滴吐出装置によってインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置であって、
前記電力供給部は、前記画像形成装置が動作して画像形成出力が実行される際、前記測温抵抗体に対して温度検知用の方向に電流が流れるように電力を供給し、前記液滴吐出ヘッドからインクが吐出される間は、前記測温抵抗体に対して温度検知用の方向とは逆の方向に電流が流れるように電力を供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
液滴を出力する液滴吐出ヘッドを含むと共に、前記液滴吐出ヘッドの温度を検知するための測温抵抗体及び前記測温抵抗体に電流を流すための電力を供給する電力供給部を含む液滴吐出装置の駆動方法であって、
前記測温抵抗体に電力が供給された状態において測定される前記測温抵抗体の抵抗値に基づいて前記液滴吐出ヘッドの温度を検知し、
前記液滴吐出ヘッドを駆動して液滴を吐出させるための駆動波形を生成するための波形データを、液滴の吐出量を示すデータ及び前記プリントヘッドの温度に基づいて選択し、
装置の動作状態に応じて、前記測温抵抗体に対して電流を流す方向を切り替えることを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置、画像形成装置および液滴吐出装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリおよび書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられるプリンタにおいては、プリントヘッドが搭載されたキャリッジを主走査方向に移動させながらプリントヘッドからインクを吐出し、用紙を副走査方向に搬送することによって用紙の前面に画像を形成するインクジェット方式のプリンタが知られている。
【０００３】
このような画像処理装置のうち、電子化された情報の出力に用いられるプリンタの一態様として、インクジェット方式を採用したプリンタ（以降、インクジェットプリンタとする）がある。インクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルを含む記録ヘッドが搭載され、記録ヘッド内のインク液室に圧力変動を加えることにより、記録媒体である用紙に対してインクを吐出することにより、画像形成を実行する。
【０００４】
また、圧力変動を発生させるための方式として、インク液室に設けられたアクチュエータに駆動信号を印加して圧力を発生させるアクチュエータ方式が知られている。アクチュエータ方式には、アクチュエータの種類により圧電素子方式、静電方式等が用いられる。
【０００５】
このような圧力変動によるインクの吐出性能は、温度変化に大きな影響を受ける。即ち、温度が高いと同一の駆動条件下でもインクの粘度が低くなり、同一の圧力において吐出されるインクの量が多くなる。他方、温度が低いとインクの粘度が高くなり、同一の圧力において吐出されるインクの量が少なくなる。
【０００６】
このような温度変化によるインク吐出量の変動を抑えるため、記録ヘッドの温度を検知し、検知温度に応じた駆動エネルギーをアクチュエータに印加することが行われる。ここで、アクチュエータの電極層には金属が用いられるため、温度が変わると抵抗が変化するという金属の性質を利用して測温抵抗体として用いることが可能である。
【０００７】
このような測温抵抗体による温度検知の精度を保つため、２個のレファレンス用の定抵抗と２個の定電流源と、２個の定電流源の接続を測温抵抗体側とレファレンス用の定抵抗側とで切り替える方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、４線式の測温抵抗体において精度よく温度を測定することや周囲環境、経年変化による誤差を低減することを目的として技術が開示されている。しかしながら、開示されているのは、レファレンス抵抗についての計測値が所定範囲にない場合に故障又はドリフトが発生したと判断することであり、測温抵抗体の経年変化を抑制するような技術は開示されていない。
【０００９】
測温抵抗体の経年変化の要因としては、エレクトロマイグレーションによる影響が考えられる。即ち、測温抵抗体に電流または電圧をかけ続けておくと、測温抵抗体を構成する原子構造が変化してしまい、結果的に抵抗値が継時的に高くなってしまう。
【００１０】
測温抵抗体による温度検知は、所定の電流を流した場合に測温抵抗体に生じる電圧や、所定の電圧を印加した場合に測温抵抗体に流れる電流に基づいて行われる。従って、上述したような経年変化が生じると、ヘッドの温度に対して測温抵抗体から得られる情報が変化してしまうため、温度を正確に検知することが出来なくなる。
【００１１】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、エレクトロマイグレーションによる測温抵抗体の経時変化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、液滴を出力する液滴吐出ヘッドを含む液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドの温度を検知するための測温抵抗体と、前記測温抵抗体に電流を流すための電力を供給する電力供給部と、前記測温抵抗体に電力が供給された状態において測定される前記測温抵抗体の抵抗値に基づいて前記液滴吐出ヘッドの温度を検知する温度検知部と、前記液滴吐出ヘッドを駆動して液滴を吐出させるための駆動波形を生成するための波形データを、液滴の吐出量を示すデータ及び前記プリントヘッドの温度に基づいて選択する波形データ選択部とを含み、前記電力供給部は、装置の動作状態に応じて、前記測温抵抗体に対して電流を流す方向を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エレクトロマイグレーションによる測温抵抗体の経時変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一部の機械的構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るヘッド駆動部およびキャリッジの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る波形データ選択テーブルを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る温度センサによる温度検知の原理を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る温度センサによる温度検知の原理を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る温度センサによる温度検知の原理を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るリレー回路および温度センサを示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電流方向の切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係るヘッドの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るヘッドの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るヘッド駆動部およびキャリッジの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、インク滴を吐出する液滴吐出ヘッドであるプリントヘッドが搭載されたキャリッジを主走査方向に往復移動させながら紙面上にインク滴を吐出して画像形成出力を行うインクジェット方式のプリンタを例として説明する。そして、インク滴を吐出させるためのアクチュエータの駆動エネルギーをプリントヘッドの温度に応じて調整するため、プリントヘッドに設けられる測温抵抗体の経年変化を抑制することが本実施形態に係る要旨である。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ１００、操作パネル１１０、キャリッジ１３０、主走査モータ１４０および副走査モータ１５０を含む。
【００１７】
操作パネル１１０は、画像形成装置１に必要な情報の入力および表示を行なうための操作部および表示部として機能するユーザインタフェースである。キャリッジ１３０は、用紙表面に顕色剤であるインクを吐出するプリントヘッドが搭載されており、画像形成出力動作時に主走査方向に動かされる。
【００１８】
主走査モータ１４０は、キャリッジ１３０を主走査方向に動かすための動力を供給するモータである。副走査モータ１５０は、画像を形成する対象である用紙を副走査方向に搬送するための動力を供給するモータである。
【００１９】
コントローラ１００は、画像形成装置１の動作を制御する制御部であり、図１に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）１４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１５、ホストＩ／Ｆ１７、ヘッド駆動部３０、主走査モータ駆動部２１、副走査モータ駆動部２２を含む。
【００２０】
ＣＰＵ１１は演算手段であり、コントローラ１００各部の動作を制御する。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ１３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、制御プログラムや制御用のパラメータが格納される。
【００２１】
ＡＳＩＣ１５は、画像形成出力に際して必要な画像処理を実行するハードウェア回路である。ホストＩ／Ｆ１７は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のホスト装置から印刷データを受信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。
【００２２】
ヘッド駆動部３０は、キャリッジ１３０に搭載されているプリントヘッドを駆動するためのハードウェアであり、ＣＰＵ１１による制御に応じてキャリッジ１３０を駆動する。また、ヘッド駆動部３０は、キャリッジ１３０に設けられている測温抵抗体による温度の検知結果を取得する機能を有する。
【００２３】
主走査モータ駆動部２１および副走査モータ駆動部２２は、それぞれ、ＣＰＵ１１の制御に従い、それぞれ主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動する。
【００２４】
ＰＣ等の情報処理装置、イメージスキャナ等の画像読取装置、デジタルカメラ等の撮像装置といったホスト側からの印刷データは、ホストＩ／Ｆ１７によって受信される。ＣＰＵ１１は、ホストＩ／Ｆ１７に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１５を制御して、画像形成出力の為に必要な画像処理やデータの並び替え処理等を実行させる。
【００２５】
ＡＳＩＣ１５によって画像データが処理されると、ＣＰＵ１１はその処理結果に応じてインクを吐出させるためにキャリッジ１３０に含まれるプリントヘッドに印加するための波形データを取得してヘッド駆動部３０に入力する。この波形データは、例えばＮＶ−ＲＡＭ１４に記憶されている。
【００２６】
ヘッド駆動部３０は、ＣＰＵ１１から取得した波形データをアナログ信号に変換してプリントヘッドの駆動波形としてキャリッジ１３０に入力する。キャリッジ１３０は、ヘッド駆動部３０から入力される駆動波形を選択的にプリントヘッドのアクチュエータに印加してプリントヘッドを駆動する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１における画像形成出力機構の機械的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成出力機構の機械的な構成を上面から見た状態を示す図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成出力機構において、記録媒体である用紙Ｓは副走査モータ１５０によって駆動される搬送ローラ２０２と搬送ローラ２０２に従動して動作するテンションローラ２０３にかけ渡された搬送ベルト２０１によって搬送される。この搬送方向が副走査方向である。また、副走査モータ１５０、搬送ローラ２０２、副走査モータ１５０および搬送ローラ２０２を連結するタイミングベルトおよび搬送ベルト２０１が、用紙を搬送するための搬送機構である。
【００２８】
インクジェット方式の画像形成装置１に用いられるプリントヘッドはキャリッジ１３０に取り付けられている。このキャリッジ１３０は、主走査モータ１４０を駆動することで駆動プーリ２０４、従動プーリ２０７、タイミングベルト２０５によって用紙搬送方向とは直角な方向にガイドロッド２０６上を往復移動する。
【００２９】
またキャリッジ１３０にはインクカートリッジ２０９からプリントヘッドにインクを供給するためのインクチューブ２０８が接続されている。シリアル方式のインクジェットプリンタは、このキャリッジ１３０の走査と用紙の搬送とを繰り返すことで、用紙全面への印刷を行う。
【００３０】
次に、本実施形態に係るヘッド駆動部３０およびキャリッジ１３０の構成について図３を参照して説明する。図３に示すように、ヘッド駆動部３０は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２０１、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２０２、アンプ３３を含む。
【００３１】
また、キャリッジ１３０は、中継基板３００およびプリントヘッド４００を含む。そして、中継基板３００は、ブリッジ回路３０１およびリレー回路３０２を含み、プリントヘッド４００は、温度センサ４０１、駆動ＩＣ４０２およびアクチュエータ４０３を含む。
【００３２】
ヘッド駆動部３０においては、上述したように、ＣＰＵ１１から入力される波形データをＤＡＣ３２が取得し、アナログ信号である駆動波形に変換する。ＤＡＣ３２によって生成された駆動波形はアンプ３３によって増幅され、中継基板３００を介してプリントヘッド４００に入力される。プリントヘッド４００においては、駆動ＩＣ４０２に駆動波形が入力され、駆動ＩＣ４０２が、入力された駆動波形に基づいてアクチュエータ４０３を駆動することにより、ノズルからインクが吐出される。
【００３３】
プリントヘッド４００には測温抵抗体によって実現される温度センサ４０１が設けられている。温度センサ４０１には、リレー回路３０２によって定電流が流される。即ち、リレー回路３０２が測温抵抗体に電流を流すための電力を供給する電力供給部として機能する。リレー回路３０２によって流された定電流により測温抵抗体に生じた電圧がブリッジ回路３０１にも生じる。
【００３４】
ブリッジ回路３０１は、温度センサ４０１の測温抵抗体に生じた電圧をヘッド駆動部３０のＡＤＣ３１に伝達する。ＡＤＣ３１は、ブリッジ回路３０１から伝達された電圧をデジタルデータ、即ち電圧値を示すデータに変化し、ＣＰＵ１１に通知する。
【００３５】
ＡＤＣ３１によってＣＰＵ１１に通知される電圧値は、温度センサ４０１の測温抵抗体に生じた電圧の値である。測温抵抗体の抵抗値は温度によって変化するため、結果的に定電流を流した場合の電圧値も変化する。即ち、ＣＰＵ１１に通知される電圧値は、プリントヘッド４００の温度に応じて変化する値である。このようにして、ＣＰＵ１１がプリントヘッド４００の温度を検知する。即ち、ＣＰＵ１１が、温度検知部として機能する。
【００３６】
ＣＰＵ１１は、上述したように画像データに基づいて吐出するべきインク量に応じた波形データを取得するが、その際、ＡＤＣ３１から通知される電圧値のデータに基づいて波形データを選択する。図４は、ＣＰＵ１１が波形データを選択する際に参照されるテーブル（以降、「波形データ選択テーブル」とする）を示す図である。
【００３７】
図４に示すように、本実施形態に係る波形データ選択テーブルは、“駆動エネルギー１”、“駆動エネルギー２”等、画像データによって定まる“駆動エネルギー”と、“温度範囲１”、“温度範囲２”等の“温度範囲”とのマトリクスとなっている。この温度範囲とは、プリントヘッド４００の温度の検知結果の範囲である。そして、夫々のマトリクスには、“波形データ１”、“波形データ２”のように、“波形データ”が関連付けられている。
【００３８】
ＣＰＵ１１は、画像データに応じたインク滴の吐出量に応じて“駆動エネルギー”を決定する。温度変化を考慮しない場合、“駆動エネルギー”と“波形データ”とは１対１で対応する。これに対して、本実施形態に係る画像形成装置においては、プリントヘッド４００の温度に応じて駆動波形を調整する。そのため、ＣＰＵ１１は、“駆動エネルギー”ＡＤＣ３１からＣＰＵ１１に通知された電圧値に応じて認識される温度が含まれる“温度範囲”と、上述したように決定した“駆動エネルギー”とで定まる“波形データ”を取得する。即ち、ＣＰＵ１１が波形データ選択部としても機能する。
【００３９】
次に、リレー回路３０２から温度センサ４０１への電流の供給について説明する。図５〜図７は、リレー回路３０２から温度センサ４０１に電流を供給する際の原理を示す図である。図５は２線測定の場合、図６は３線測定の場合、図７は４線測定の場合を夫々示している。線が多い程配線抵抗の影響を低減することができるため、より高精度な測定が可能となる。
【００４０】
図５〜図７に示すように、リレー回路３０２内部に含まれる抵抗を介して定電流源が供給される。これにより、温度センサ４０１に含まれる測温抵抗体には、プリントヘッド４００の温度に応じて変動する測温抵抗体の抵抗値に応じた電圧が印加される。その電圧が、ブリッジ回路３０１にも印加されることとなる。
【００４１】
このような構成において、本実施形態に係る要旨は、リレー回路３０２の機能により、温度センサ４０１に含まれる測温抵抗体の経年変化を抑制することにある。測温抵抗体の経年変化の要因として、エレクトロマイグレーションが考えられる。
【００４２】
具体的には、測温抵抗体やその周囲の配線中を電流が流れる際に、電子と原子の衝突が発生して運動量が原子に移転されることにより、電子の流れる方向に原子が移動することがある。この原子の移動により抵抗値が上昇し、重大な場合には回路に断線が発生する可能性がある。このような弊害は電流密度が増大するほど生じやすくなる。
【００４３】
従って、プリントヘッド４００を小型化するために半導体デバイス製造プロセスを用いて温度センサ４０１を形成する場合には、特に問題となり得る。本実施形態に係る画像形成装置においては、このような弊害を可能な限り抑制するため、リレー回路３０２の機能により、温度センサ４０１の測温抵抗体に両方向から電流を印加する。
【００４４】
図８（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施形態に係るリレー回路３０２の構成について説明する。尚、本実施形態においては、３線測定の場合を例として説明する。図８（ａ）に示すように、リレー回路３０２は、定電流源３２１およびスイッチ回路３２２を含む。定電流源３２１から出力される電流は、スイッチ回路３２２を介して温度センサ４０１の測温抵抗体に供給される。
【００４５】
スイッチ回路３２２は、温度センサ４０１の測温抵抗体に対して一方向と逆方向のいずれの方向に電流を流すかを切り替える回路である。図８（ａ）の場合、スイッチ回路３２２の接続状態は、温度センサ４０１の測温抵抗体には図中の矢印のように図面上側から下側に向かって電流が流れるようになっている。他方、図８（ｂ）の場合、スイッチ回路３２２の接続状態が切り替えられ、温度センサ４０１の測温抵抗体には図中の矢印のように図面下側から上側に向かって電流が流れるようになっている。
【００４６】
上述したように、エレクトロマイグレーションは一方向に電流を流し続けることによって電子が流れる方向に原子が移動する現象である。このため、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、温度検知の際には一方向から、他の場合には逆方向から電流を流すことにより、反対方向にも原子の移動を発生させ、抵抗値の経年変化を抑制することが可能となる。
【００４７】
尚、定電流源３２１による定電流の供給は、図３に示すようにヘッド駆動部３０を介してＣＰＵ１１からリレー回路３０２に入力される制御信号によって制御される。また、スイッチ回路３２２の切り替えは、図３に示すようにヘッド駆動部３０を介してＣＰＵ１１からリレー回路３０２に入力される制御信号によって実現される。図９を参照して、ＣＰＵ１１によるスイッチ回路３２２の切り替え動作について説明する。
【００４８】
図９に示すように、画像形成装置１に印刷ジョブが入力されて印刷ジョブを開始すると（Ｓ９０１）、ＣＰＵ１１は温度検知時の方向に電流を供給するように定電流源３２１を制御する（Ｓ９０２）。これにより、ＣＰＵ１１は、温度センサ４０１に含まれる測温抵抗体に印加される電圧値をブリッジ回路３０１、ＡＤＣ３１を介して取得し、その電圧値に基づいてプリントヘッド４００の温度を検知することが出来る。尚、Ｓ９０２において供給される電流は例えば１ｍＡである。
【００４９】
本実施形態においては、図８（ａ）に示す状態を温度検知方向の電流状態とする。ＣＰＵ１１は、そのようにして取得した温度および画像データに基づいて定まる駆動エネルギーに基づいて図４において説明したように波形データを取得し、ヘッド駆動部３０のＤＡＣ３２に入力する。ＣＰＵ１１は、波形データの入力を開始するまで温度検知方向への電流の供給制御を継続する（Ｓ９０３／ＮＯ）。
【００５０】
そして、上述したように波形データを取得してＤＡＣ３２に入力する際（Ｓ９０３／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、温度検知方向とは逆方向に電流を供給するように定電流源３２１を制御する（Ｓ９０４）。これにより、図８（ａ）に示す電流状態から図８（ｂ）に示す電流状態に切り替わり、図８（ａ）に示す状態において一方向に移動した原子が、反対方向に移動されることとなる。
【００５１】
尚、Ｓ９０４において供給される電流は、温度検知時に供給された電流によって移動された原子を短期間で効率的に元に戻すため、時間に対して一定であることが好ましい。値としては、例えば０．１ｍＡから１００ｍＡの間で、選択することが出来る。
【００５２】
ＣＰＵ１１は、波形データの入力を開始した後、１ページ分のインク吐出が完了するまで逆方向の電流供給制御を継続する（Ｓ９０５／ＮＯ）。そして、１ページ分のインク吐出が完了すると（Ｓ９０５／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、そのページによりジョブが完了したか判断する（Ｓ９０６）。
【００５３】
Ｓ９０６の判断の結果、ジョブが完了していた場合（Ｓ９０６／ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、電流供給を停止するように定電流源３２１を制御し（Ｓ９０７）、ジョブを完了する。他方、まだページが残っておりジョブが完了していない場合（Ｓ９０６／ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、再度温度検知方向への電流供給を行うよう定電流源３２１を制御する（Ｓ９０２）。これにより、次に波形データの入力タイミングになるまでプリントヘッド４００の温度検知が実行され、より高精度な温度検知が可能となる。
【００５４】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１においては、ＣＰＵ１１が、波形データの選択に対して温度検知を行うようにリレー回路３０２を制御する。また、インクが吐出されている間は、温度センサ４０１の測温抵抗体に対して温度検知の際とは反対方向に電流が流れるようにリレー回路３０２を制御する。これにより、上述したようなエレクトロマイグレーションによる測温抵抗体の抵抗値の変化を抑制することが出来る。
【００５５】
次に、本実施形態に係るプリントヘッド４００の構成について説明する。図１０は、プリントヘッド４００において温度センサ４０１、駆動ＩＣ４０２、アクチュエータ４０３等が実装された面を示す図である。また、図１１は、図１０の切断線ＡＡ´における断面図である。
【００５６】
振動板４１１、アクチュエータ４０３、メタル層４１３が上部に積層された個別液室基板４１４の下面にノズルプレート４１５が接合されている。個別液室基板４１４の上部に保持基板４１６、図示しない共通液室基板が積層されて、インク流路が形成される。
【００５７】
インクカートリッジ２０９に接続されている共通液室（共通液室基板・保持基板）を介して個別液室基板４１４に開口するインク供給口４０４、個別液室４１７にインクが供給される。個別液室４１７の振動板上に形成されるアクチュエータ４０３に駆動信号が入力されることにより生じる圧力で、個別液室４１７に接続されているノズルからインクが吐出される。
【００５８】
アクチュエータ４０３は、圧電体４０３ａ、上部電極４０３ｂ、下部電極４０３ｃによって構成される。アクチュエータ４０３は、上部電極４０３ｂおよび下部電極４０３ｃにかかる電圧により駆動される。上部電極４０３ｂには、図１０に示す個別配線４０５を用いて接続された駆動ＩＣ４０２から信号が供給される。他方、下部電極４０３ｃは共通配線４０６を介して接続パッド４０７に接続されており、この接続パッド４０７から共通の電圧が供給される。
【００５９】
温度センサ４０１は、よりインクに近い温度を検知するため、個別液室基板４１４上に形成される。ここで、上述したように、個別液室基板上には、振動板４１１を介してアクチュエータ４０３が形成される。このアクチュエータ４０３のうち、下部電極４０３ｃ及び圧電体４０３ａによって温度センサ４０１が構成される。
【００６０】
アクチュエータ４０３を構成する圧電体４０３ａ、上部電極４０３ｂ、下部電極４０３ｃは、夫々スパッタリングやパターニング等のプロセスを用いて振動板４１１上に形成される。従って、振動板４１１上には、一時的に全面にわたって下部電極４０３ｃや圧電体４０３ａが形成されることになり、レジストを用いてパターニングすることによって必要な部位に下部電極４０３ｃや圧電体４０３ａが形成される。
【００６１】
従って、下部電極４０３ｃや圧電体４０３ａの生成プロセスにおいて、アクチュエータ４０３を形成するための位置に加え、温度センサ４０１を形成するための位置にもパターンを残すことにより、温度センサ４０１が形成される。このような製法により、温度センサ４０１の測温抵抗体を構成するための専用の材料やプロセスを追加する必要がないため、コストアップにならない。また、専用のエリアも必要ないため、ヘッドが大型化することも防ぐことができる。
【００６２】
下部電極４０３ｃの層は、例えばＴｉを２０ｎｍ、Ｐｔを２００ｎｍスパッタリング法で製膜することにより振動板上に形成される。そのように形成された下部電極４０３ｃの層上に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を有機金属溶液に用いたゾルゲル法で厚さ２μｍを成膜した後、７００℃で焼成することにより、ＰＺＴの層が形成される。この層が圧電体４０３ａの層となる。
【００６３】
また、上部電極４０３ｂの層は、上述したように形成された圧電体４０３ａの層上にＰｔを２００ｎｍ、スパッタリング法により製膜することにより形成される。上部電極４０３ｂの層が形成された後、ドライエッチング法により上部電極４０３ａがパターにニングされる。その後、同じくドライエッチング法により圧電体４０３ａがパターニングされる。
【００６４】
この圧電体４０３ａのパターニングに際し、アクチュエータ４０３を構成するための層に加えて、温度センサ４０１を構成するための層もパターニングされる。圧電体４０３ａがパターニングされた後、ドライエッチング法により下部電極４０３ｃがパターニングされる。下部電極４０３ｃのパターニングに際しても、圧電体４０３ａと同様に、アクチュエータ４０３を構成するための層に加えて、温度センサ４０１を構成するための層もパターニングされる。
【００６５】
温度センサ４０１として用いられる下部電極の層からは、引出配線が接続パッド４０７まで引き出されている。この接続パッド４０７と中継基板３００とが接続されることにより、図３において説明した接続構成が実現される。この下部電極の材料としては、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｉｒ酸化物、Ｐｄ、Ｐｄ酸化物等を用いることが可能であるが、測温抵抗体としてはＰｔが好ましい。
【００６６】
なお、温度センサ４０１としての機能は下部電極の層が果たすが、その上に圧電体を形成することで、下部電極をパターニングする際の耐エッチング層になる。そのため、オーバーエッチングによる膜べりと、加工幅精度が高度に得られ、高精度な測温抵抗体が得られる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１においては、プリントヘッド４００に設けられた測温抵抗体に電流を流して温度を検知する構成において、温度検知時とは逆方向に電流を印加する構成を有する。これにより、一方向にのみ電流を流すことによって経年的に発生する測温抵抗体の抵抗値の変化を抑制することが可能となり、結果的に、長期間にわたって高精度な温度検知が可能となる。
【００６８】
尚、上記実施形態においては、図９において説明したように、温度検知時において電流が流れる方向が決まっており、非温度検知時において逆の方向に電流が流れる場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、本願の趣旨は、温度センサ４０１に含まれる測温抵抗に対して両方向から電流を流す構成を設け、装置の動作状態に応じて電流を流す方向を切り替えることである。
【００６９】
従って、例えば温度センサ４０１に電力を供給した期間が所定時間に達する毎に電流を流す方向を変えるような態様でも良い。その場合、図１２に示すように、中継基板３００にタイマ３０３を設け、所定期間のカウントごとにスイッチ回路３２２の接続状態を切り替えることにより実現可能である。
【００７０】
また、図９において説明したように、画像形成出力時の状態により電流供給方向を切り替える態様と、図１２に示す時間経過によって切り替える態様とを併用することも可能である。即ち、温度検知用の電流方向を図１２に示す態様により時間経過によって切り替えると共に、図９において説明した態様により、それとは逆の方向に電流を流す。これにより、測温抵抗体に対して電流を流す方向を更に分散することが出来る。
【００７１】
また、図９においては、ＣＰＵ１１によって出力される制御信号によりスイッチ回路３２２が切り替えられる場合を例として説明した。この他、例えば、ＤＡＣ３２からアンプ３３に入力される信号やアンプ３３から中継基板３００を介して駆動ＩＣ４０２に入力される信号に基づいてスイッチ回路３２２を切り替えるようにしても良い。換言すると、駆動波形の印加状態に応じて、測温抵抗体に対して電流を流す方向を切り替えることが出来る。これにより、ＣＰＵ１１による専用の制御信号を出力する必要がなくなり、構成を簡略化することが出来る。
【００７２】
また、上記実施形態においてはインクジェット方式の画像形成装置を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、高精度に液滴を吐出する必要のある液滴吐出装置であれば、上記実施形態に係る構成を採用することによって同様の効果を得ることが可能である。例えば、上述した半導体プロセスにおいて液体レジストを吐出する装置や、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する装置が挙げられる。
【００７３】
また、上記実施形態においては、リレー回路３０２が定電流源３２１によって温度センサ４０１に電力を供給するため、測温抵抗体の抵抗値は測温抵抗体の両端に印加される電圧によって検知される場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、リレー回路３０２が定電圧によって温度センサ４０１に電力を供給する場合には、測温抵抗体の抵抗値は回路に流れる電流によって検知される。
【符号の説明】
【００７４】
１  画像形成装置
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  ＮＶＲＡＭ
１５  ＡＳＩＣ
１７  ホストＩ／Ｆ
２１  主走査モータ駆動部
２２  副走査モータ駆動部
３０  ヘッド駆動部
１００  コントローラ
１１０  操作パネル
１３０  キャリッジ
１４０  主走査モータ
１５０  副走査モータ
２０１  搬送ベルト
２０２  搬送ローラ
２０３  テンションローラ
２０４  駆動プーリ
２０５  タイミングベルト
２０６  ガイドロッド
２０７  従動プーリ
２０８  インクチューブ
２０９  インクカートリッジ
３００  中継基板
３０１  ブリッジ回路
３０２  リレー回路
３０３  タイマ
３２１  定電流源
３２２  スイッチ回路
４００  プリントヘッド
４０１  温度センサ
４０２  駆動ＩＣ
４０３  アクチュエータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００６−２０５４３４号公報
【図１】
2016064601.tif 000003
【図２】
2016064601.tif 000004
【図３】
2016064601.tif 000005
【図４】
2016064601.tif 000006
【図５】
2016064601.tif 000007
【図６】
2016064601.tif 000008
【図７】
2016064601.tif 000009
【図８】
2016064601.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2016064601.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2016064601.tif 000014