(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に温度制御対象物を密着する熱電モジュールと、当該熱電モジュールに駆動電流を流す駆動手段と、前記駆動電流が流れていないときに前記熱電モジュールの両面の温度差から生じるゼーベック電圧を取得して温度差信号を出力する温度差検出手段と、前記熱電モジュールの他方の面に熱結合した温度センサーの信号に基づき温度検出信号を出力する温度検出手段と、前記温度検出信号及び前記温度差信号から前記温度制御対象物を目標温度にするように前記駆動手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記熱電モジュールと前記駆動手段との接続状態と、前記熱電モジュールと前記温度差検出手段との接続状態とを交互に切り換える切換手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記駆動手段が前記熱電モジュールに供給する前記駆動電流の電流量及び電流方向を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記温度制御対象物が、インクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記熱電モジュールの他方の面に放熱器を密着したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記熱電モジュールが、Ｐ型熱電エレメントとＮ型熱電エレメントとが直列又は直並列に接続されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の温度制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかの温度制御装置を具備することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項８】
熱電モジュールの一方の面に温度制御対象物を密着すると共に、前記熱電モジュールに駆動電流を流して前記温度制御対象物を目標温度に制御する温度制御方法において、
前記駆動電流を流さない状態にした前記熱電モジュールの一方の面と他方の面との間の温度差から生じるゼーベック電圧から温度差を取得する一方、前記熱電モジュールの他方の面の温度を検出し、前記熱電モジュールの一方の面と他方の面の温度差と他方の面の温度とから、前記熱電モジュールに流す前記駆動電流の方向及び量を制御することにより前記温度制御対象物の温度を目標温度に制御することを特徴とする温度制御方法。
【請求項９】
前記熱電モジュールの前記温度差の検出と、前記熱電モジュールへの前記駆動電流の供給とを交互に繰り返して行うことを特徴とする請求項８に記載の温度制御方法。
【請求項１０】
前記温度制御対象物が、インクジェットヘッドであることを特徴とする請求項８又は９に記載の温度制御方法。
【請求項１１】
前記熱電モジュールの他方の面に放熱器を密着したことを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の温度制御方法。
【請求項１２】
前記熱電モジュールが、Ｐ型熱電エレメントとＮ型熱電エレメントとが直列又は直並列に接続されていることを特徴とする請求項８〜１１の何れかに記載の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電モジュールを適用してインックジェットヘッド等の温度制御対象物の温度制御を行う温度制御装置及び温度制御方法並びにインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に温度制御対象物を一定温度に制御するために、種々の機器に温度制御装置が使用されている。このような温度制御装置によって温度制御される温度制御対象物としては、例えば、インクジェット式記録装置に搭載されたインクジェットヘッドを挙げることができる。
【０００３】
インクジェット式記録装置のインクジェットヘッドでは、環境の温度の変化や駆動時の熱等により温度変化して、内部に充填されたインクが温度変化を起こしてしまう。インクジェットヘッド内のインクは、この温度変化に伴いインクの粘度が変化してしまうので、ノズル開口からインク滴を常に同一のインク粘度で吐出させて最適なインク吐出特性を維持するためにインクジェットヘッドを所定温度に制御する温度制御装置が設けられている。
【０００４】
ここで従来のインクジェットヘッドに用いられる温度制御装置について図１３を参照して説明する。なお、図１３は、従来技術に係る温度制御装置の概略ブロック図である。
【０００５】
図１３に示すように、温度制御対象物としてのインクジェット式記録装置のインクジェットヘッド３０１には、熱電モジュール３０２の一方の面が熱伝導性良好に密着固定され、熱電モジュール３０２の他方の面には放熱器３０３が同様に熱伝導性良好に密着固定されている。
【０００６】
また、インクジェットヘッド３０１には、温度センサー３０４が取り付けられている。この温度センサー３０４は温度検出部３０５に接続され、温度検出部３０５からインクジェットヘッド３０１の温度情報を制御部３０６に出力するようになっている。
【０００７】
ここで、制御部３０６は、インクジェットヘッド３０１の温度と目標温度との温度差に応じて駆動部３０７を制御することにより、熱電モジュール３０２に流す駆動電流を制御して熱電モジュール３０２に加熱又は冷却駆動を行わせてインクジェットヘッド３０１の温度を目標温度になるように制御している。
【０００８】
このように従来の温度制御装置では、温度制御対象物に温度センサー３０４を取り付けて温度を測定すると共に、熱電モジュール３０２を密着固定してその駆動電流量を調整することにより、温度制御対象物の温度を目標温度になるように制御している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の温度制御装置では、熱電モジュールを用いて温度制御対象物を高精度に温度制御するため、温度制御対象物の温度を正確に検出する必要があり、そのためには温度制御対象物の温度を正確に検出できる場所に温度センサーを熱伝導性良好に取り付けなければならない。また、温度制御対象物には熱電モジュールも熱伝導性良好に密着固定しなければならない。
【００１０】
しかしながら、インクジェットヘッド等からなる温度制御対象物に熱電モジュールを熱伝導性良好に密着固定した上に、さらに温度センサーを取り付けるとなると、温度制御対象物の形状及び寸法によっては取り付け場所が制限されるため、温度を正確に検出できる場所に温度センサーを熱伝導性良好に密着固定することができない。このため、温度センサーによって温度制御対象物の温度を正確に検出できず、温度制御対象物を高精度に温度制御をすることができないという問題がある。
【００１１】
このように、温度制御対象物の温度制御を高精度に行えないと、温度制御対象物がインクジェットヘッドの場合には、温度制御装置によってインクジェットヘッド内のインクの温度制御を高精度に行うことができず、印字品質が低下してしまうという問題がある。
【００１２】
さらに、周囲温度の影響や結露の影響を防止するために、温度制御対象物によっては、密閉構造にすることがあるが、密閉構造にすることにより更に温度センサーの取り付け場所に制限が加わって、正確に温度を検出する場所がなく、一層熱抵抗が大きくなり、高精度の目標温度制御ができないという問題がある。
【００１３】
特に、温度制御対象物がインクジェットヘッドの場合では、使用時と不使用時の温度差が大きいために、特に結露が顕著に現れ、周囲温度及び結露の影響を防止するために密閉構造にすることがあるが、密閉構造にすることにより温度センサーの取り付け場所が一層制限され、温度センサーをインクジェットヘッドに熱伝導性良好に密着固定ができないために、温度を正確に検出できないので、インク温度を高精度に目標温度になるように制御できないという問題がある。
【００１４】
また、故障等で温度制御対象物を交換するために、温度測制御象物が本体に対して着脱可能になっている温度制御対象物にあっては、温度センサーを再利用したい場合に、温度制御対象物に温度センサーが取り付けられていると、温度センサーを温度制御対象物から取り外さなければならず、大変手間がかかるという問題がある。
【００１５】
特にインクジェトヘッドでは、インクジェットヘッドの故障や消耗などによりインクジェトヘッドの交換を行うが、インクジェットヘッド自体は着脱可能の構造になっているが、温度センサーがインクジェットヘッドに取り付けられていると、温度センサーを再利用するために温度センサーをインクジェットヘッドから取り外すことになり、その取り外しに手間がかかるという問題がある。
【００１６】
本発明はこのような事情に鑑み、温度制御対象物に対して、高精度な温度制御を行うと共に、温度制御対象物の取り外しを容易にして、交換時のコストを低減することができる温度制御装置及び温度制御方法並びにインクジェット式記録装置を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、一方の面に温度制御対象物を密着する熱電モジュールと、当該熱電モジュールに駆動電流を流す駆動手段と、前記駆動電流が流れていないときに前記熱電モジュールの両面の温度差から生じるゼーベック電圧を取得して温度差信号を出力する温度差検出手段と、前記熱電モジュールの他方の面に熱結合した温度センサーの信号に基づき温度検出信号を出力する温度検出手段と、前記温度検出信号及び前記温度差信号から前記温度制御対象物を目標温度にするように前記駆動手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする温度制御装置にある。
【００１８】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記熱電モジュールと前記駆動手段との接続状態と、前記熱電モジュールと前記温度差検出手段との接続状態とを交互に切り換える切換手段をさらに具備することを特徴とする温度制御装置にある。
【００１９】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記制御手段は、前記駆動手段が前記熱電モジュールに供給する前記駆動電流の電流量及び電流方向を制御することを特徴とする温度制御装置にある。
【００２０】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記温度制御対象物が、インクジェットヘッドであることを特徴とする温度制御装置にある。
【００２１】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記熱電モジュールの他方の面に放熱器を密着したことを特徴とする温度制御装置にある。
【００２２】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記熱電モジュールが、Ｐ型熱電エレメントとＮ型熱電エレメントとが直列又は直並列に接続されていることを特徴とする温度制御装置にある。
【００２３】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、温度制御装置を具備することを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００２４】
本発明の第８の態様は、熱電モジュールの一方の面に温度制御対象物を密着すると共に、前記熱電モジュールに駆動電流を流して前記温度制御対象物を目標温度に制御する温度制御方法において、前記駆動電流を流さない状態にした前記熱電モジュールの一方の面と他方の面との間の温度差から生じるゼーベック電圧から温度差を取得する一方、前記熱電モジュールの他方の面の温度を検出し、前記熱電モジュールの一方の面と他方の面の温度差と他方の面の温度とから、前記熱電モジュールに流す前記駆動電流の方向及び量を制御することにより前記温度制御対象物の温度を目標温度に制御することを特徴とする温度制御方法にある。
【００２５】
本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記熱電モジュールの前記温度差の検出と、前記熱電モジュールへの前記駆動電流の供給とを交互に繰り返して行うことを特徴とする温度制御方法にある。
【００２６】
本発明の第１０の態様は、第８又は９の態様において、前記温度制御対象物が、インクジェットヘッドであることを特徴とする温度制御方法にある。
【００２７】
本発明の第１１の態様は、第８〜１０の何れかの態様において、前記熱電モジュールの他方の面に放熱器を密着したことを特徴とする温度制御方法にある。
【００２８】
本発明の第１２の態様は、第８〜１１の何れかの態様において、前記熱電モジュールが、Ｐ型熱電エレメントとＮ型熱電エレメントとが直列又は直並列に接続されていることを特徴とする温度制御方法にある。
【００２９】
かかる本発明では、温度制御対象物に対して高精度な温度制御を行うことができると共に、温度制御対象物の取り外しを容易にして交換時のコストを低減することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
（実施形態１）
本実施形態では、温度制御対象物をインクジェット式記録装置に用いられるインクジェットヘッドとし、インクが充填されているインクジェットヘッドの温度、すなわちインクの温度を目標温度に制御する温度制御装置について説明する。
【００３２】
図１は、実施形態１に係る温度制御装置の概略ブロック図である。
以下に図１に基づいて温度制御装置について詳細に説明する。
【００３３】
図１に示すように、実施形態１の温度制御装置は、温度制御対象物となるインクジェットヘッド１に密着固定される熱電モジュール２と、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１とは反対側の面に固定される放熱器３とを具備すると共に、熱電モジュール２の放熱器３側の温度を検出する温度検出手段として、温度センサー４及び温度センサー４に接続される温度検出部５を具備する。また、熱電モジュール２には切替部６を介して駆動部７及び温度差検出部８が相互に切り替え可能に接続されている。さらに、駆動部７及び温度差検出部８を制御する制御部９が設けられている。
【００３４】
ここで、熱電モジュール２は、駆動電流を供給することにより、いわゆるペルチェ素子として機能して、この場合にはインクジェットヘッド１を加熱又は冷却するものであり、例えば、Ｐ型熱電エレメントとＮ型熱電エレメントとが直列又は直並列に接続されているものである。また、熱電モジュール２は、駆動電流を供給しない場合には、インクジェットヘッド１が密着した面と放熱器３が設けられた面との間の温度差によりゼーベック電圧を発生するゼーベック素子としても機能する。
【００３５】
したがって、本発明では、熱電モジュール２のかかる機能に着目し、熱電モジュール２をペルチェ素子及びゼーベック素子として切替え使用する。すなわち、本発明の温度制御装置は、熱電モジュール２が切替部６を介して駆動部７に接続され、当該熱電モジュール２が駆動部７からの電流の供給を受けてインクジェットヘッド１を加熱又は冷却するように動作する温度制御モードと、熱電モジュール２が切替部６を介して温度差検出部８と接続され、当該熱電モジュール２がインクジェットヘッド１側と放熱器３側との両面の温度差に応じてゼーベック電圧を発生する温度差検出モードとを有する。なお、両モードは、制御部９に制御される切替部６により所定のタイミングで交互に切り替えられるようになっている。
【００３６】
ここで、温度差検出モードでは、制御部９は、熱電モジュール２から発生したゼーベック電圧に基づいて温度差検出部８が出力する信号から熱電モジュール２のインクジェットヘッド１側と放熱器３側との温度差情報を取得する一方、温度検出部５からは放熱器３側の温度情報を取得し、放熱器３側の温度と熱伝モジュール２の両側の温度差とを加算することによって、インクジェットヘッド１の温度を取得することができる。
【００３７】
一方、温度制御モードでは、制御部９は、温度差検出モードで取得したインクジェットヘッド１の温度と、インクジェットヘッド１の目標温度との差に応じ、駆動部７を介して熱電モジュール２に所定の電流を供給するように制御し、インクジェットヘッド１を所定の目標温度に制御する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の温度制御装置は、熱電モジュール２の一方の面に温度制御対象物としてインクジェットヘッド１を密着固定し、他方の面に温度センサー４を熱伝導性良好に取り付け、温度センサー４から得た他方の面の温度と熱電モジュール２の双方の面の温度差とを加算し、熱電モジュールの一方の面の温度、即ちインクジェトヘッド１の温度を得て、その温度に基づいて熱電モジュール２に駆動電流を流し、インクジェットヘッド１の温度を高精度で目標温度になるように制御するものである。
【００３９】
なお、放熱器３は、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１とは反対側の面からの熱の放出を促進するものであれば特に限定されず、一般的には表面積を大きくしたアルミニウム部材であるが、放熱器３を省いてプリンタ装置本体の熱伝導性の良好な部材に接合させてもよい。
【００４０】
また、温度センサー４及び温度検出部５からなる温度検出手段は、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１とは反対側の面の温度を測定できるものであれば特に限定されず、例えばサーミスタ素子とその抵抗値検出回路、あるいは赤外線センサなどの非接触タイプのものでもよい。好適には熱電対などの温度センサー４を放熱器３の、好ましくは熱電モジュール２の近傍に熱伝導性良好に密着固定できるものを用いるのがよく、温度検出部５は、温度センサー４から得た信号によって熱電モジュール２の他方の面の温度情報を検出するものであればよい。なお、温度センサー４は放熱器３に設けるのが取り付け上好ましいが、熱電モジュール２に直接固定してもよい。
【００４１】
さらに、温度検出部５、切替部６、駆動部７、温度差検出部８及び制御部９は、以下に述べるような電気回路により実現できるが、一部又は全ては、マイクロコンピュータ等によっても実現されることはいうまでもない。なお、この場合、切替部６は、電気的なスイッチである必要はなく、熱電モジュール２に駆動電圧を供給する温度制御モードと、駆動電圧を供給しない温度差検出モードとを実質的に切り替えることができるものであればよい。
【００４２】
以下、図２に基づいて、更に詳細にインクの温度を目標温度に制御する温度制御装置について詳細に説明する。なお、図２は実施形態１に係る温度制御装置を具体的な電子回路で実現した詳細回路図である。
【００４３】
図示するように、この電子回路は、上述した駆動部７及び制御部９として機能するＩＣからなる制御回路１００と、上述した切替部６として機能する切替部６０とを具備する。制御回路１００は、図１で述べたように、温度差検出部８から出力される温度差検出信号Ｓ1と、温度検出部５から出力される温度検出信号Ｓ2とを入力して両信号Ｓ1、Ｓ2からインクジェットヘッド１の温度を取得すると共に取得した温度と目標温度とを比較することにより指令信号を出力する指令回路１１０と、この取得したインクジェットヘッド１の温度が目標温度になるように指令回路１１０からの指令信号により、電流方向及びパルス幅を設定する電流方向設定回路１２０及び駆動パルス発生回路１３０と、上述した２つのモードを切り替える切替信号Ｓ5を出力する切替指令回路１４０とを具備する。
【００４４】
この電流方向設定回路１２０は、電流方向設定信号Ｓ3を切換部６０に出力して、熱電モジュール２に流す駆動電流の方向を設定する。即ち、熱電モジュール２において一方の方向に例えば端子Ｘ→端子Ｙの方向に駆動電流を流すと、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１が密着固定された面が加熱されると共に、放熱器３が密着固定された面は冷却される。一方、逆の方向、例えば端子Ｙ→端子Ｘの方向に駆動電流を流せばインクジェットヘッド１側の面が冷却されて放熱器３側の面が加熱されることによって、放熱器３から熱が放熱される。
【００４５】
また、駆動パルス発生回路１３０は、熱電モジュール２に流すパルス電流の幅を設定する駆動パルス信号Ｓ4を切換部６０に出力する。
【００４６】
次に、切換部６０は、検出スイッチ６１、スイッチング指令回路６２、スイッチング回路６３及び電源６４から構成されている。
【００４７】
スイッチング指令回路６２は、４つのＡＮＤ回路６５、６６、６７、６８及びＯＲ回路６９から構成され、各ＡＮＤ回路６５〜６８の一方の入力端子は、電流方向設定回路１２０の出力端子Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3及びＤ4がそれぞれ接続され、他方の入力端子は全てＯＲ回路６９の出力に接続される。またＯＲ回路６９の一方の入力端子は駆動パルス発生回路１３０の出力端子ＤＲＶと、他方の入力端子は切換指令回路１４０の出力端子ＳＷとに接続されている。
【００４８】
また、スイッチング回路６３は、４つのトランジスタＴＲ1、ＴＲ2、ＴＲ3、ＴＲ4でブリッジ回路が構成されており、各トランジスタＴＲ1〜ＴＲ4のゲート端子は、スイッチング指令回路６２の各ＡＮＤ回路６５〜６８の出力端子にそれぞれ接続されている。
【００４９】
次に、スイッチング回路６３のブリッジ回路の一方の対角線上の２端子Ｔ1、及びＴ2は熱電モジュール２の端子Ｘ、Ｙにそれぞれ接続され、他方の対角線上の端子Ｔ3は電源６４に接続され、端子Ｔ4は接地されている。
【００５０】
ところで、切換指令回路１４０は、切換信号Ｓ5を検出スイッチ６１に出力して、検出スイッチ６１をＯＮにすると共に、スイッチング指令回路６２にも同時に切換信号Ｓ5を出力して熱電モジュール２に流す駆動電流を一時停止し、温度差検出部８がゼーベック電圧を検出できるようにしている。一方、切替信号Ｓ5を出力しない場合には、後述するように、熱電モジュール２に駆動電流が流れるようになっている。
【００５１】
ここで、インクジェットヘッド１を熱電モジュール２で冷却する場合の回路動作を以下に説明する。
【００５２】
熱電モジュール２のインクジェットヘッド１が密着固定している一方の面を冷却する駆動電流を流すために、まず切換指令回路１４０は、切換信号Ｓ5を出力しないで、検出スイッチ６１をＯＦＦとする。
【００５３】
そして、ＡＮＤ回路６５，６６，６７及び６８の一方の入力端子には、電流方向設定回路１２０の端子Ｄ2とＤ4からＯＮ信号，Ｄ1とＤ3からＯＦＦ信号をそれぞれ入力し、他方の入力端子には駆動パルス発生回路１３０が出力する駆動パルス信号Ｓ4がＯＲ回路６９を経て入力される。これにより、トランジスタＴＲ1とＴＲ3が常時ＯＦＦ、またトランジスタＴＲ2とＴＲ4が所定のパルス幅でＯＮとなり、電源６４からパルス状の駆動電流が熱電モジュール２の例えば端子ＸからＹの方向に流れて、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１側の面が冷却され、インクジェットヘッド１が冷却される。なお、このとき熱電モジュール２の他方の面は加熱され、放熱器３は放熱する。
【００５４】
次に、インクジェットヘッド１を加熱する場合の回路動作を以下に説明する。
【００５５】
インクジェットヘッド１を熱電モジュール２で加熱する場合、電流方向設定回路１２０が出力する電流方向設定信号Ｓ3の状態が異なる以外は上述した冷却の場合と同様である。
【００５６】
すなわち、電流方向設定回路１２０は端子Ｄ1及びＤ3からＯＮ信号、端子Ｄ2及びＤ4からＯＦＦ信号をそれぞれ出力し、トランジスタＴＲ1とＴＲ3が所定のパルス幅でＯＮとなり、トランジスタＴＲ2とＴＲ4が常時ＯＦＦとなる。これによって熱電モジュール２の端子には冷却の場合とは逆方向に、例えば端子ＹからＸの方向にパルス状の駆動電流が流れ、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１が密着固定している面が加熱され、放熱器３が密着固定している反対側の面は冷却される。
【００５７】
ところで、上述のようにインクジェットヘッド１を冷却又は加熱する温度制御モードと、インクジェットヘッド１の温度が、所定温度になっているかどうか調べる温度差検出モードとを所定の間隔で交互に切り替えている。
【００５８】
ここで、インクジェトヘッド１の温度を検出する回路動作を詳細に説明する。
【００５９】
まず、指令回路１１０の制御により電流方向設定回路１２０は、端子Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3をＯＦＦ状態とし、端子Ｄ4のみからＯＮ信号をＡＮＤ回路６８の一方の入力端子に出力する。また、切換指令回路１４０は、切換信号Ｓ5をＯＲ回路６９に出力し、駆動パルス信号Ｓ4がＯＲ回路６９を通過するのを阻止するとともに、ＡＮＤ回路６８の他方の入力端子をＯＮ状態とする。このようにしてＡＮＤ回路６５〜６８のうち、ＡＮＤ回路６８の出力端子のみがＯＮ状態となり、トランジスタＴＲ1、ＴＲ2、及びＴＲ3はＯＦＦ状態、トランジスタＴＲ4のみがＯＮ状態となる。また切換指令回路１４０は切換信号Ｓ5を検出スイッチ６１にも同時に出力するので、検出スイッチ６１も同時にＯＮ状態となる。
【００６０】
このように検出スイッチ６１及びトランジスタＴＲ4をＯＮ状態とすることによって、熱電モジュール２の端子Ｘ及び端子Ｙ間に発生するゼーベック電圧が温度差検出部８の入力に印加され、温度差検出信号Ｓ1が得られる。
【００６１】
上述のように取得した温度差検出信号Ｓ1からは熱電モジュール２の両面の温度差が得られ、さらに温度センサー４及び温度検出部５が取得した温度検出信号Ｓ2からは熱電モジュール２の他方の面の温度が得られ、この両者を加算することによって、熱電モジュール２の一方の面、即ちインクジェットヘッド１の温度を取得することができる。
【００６２】
次に、図３及び図４を参照して、さらに具体的な温度制御について説明する。なお、図３は実施形態１に係る温度制御装置の信号の動作波形図であり、図４は実施形態１に係る温度制御装置のインクジェットヘッド及び放熱器等の温度変化図である。
【００６３】
図３及び図４において、冷却期間は、駆動電流を熱電モジュール２の例えば端子Ｘから端子Ｙの方向に流し、熱電モジュール２の一方の面に密着固定している温度制御対象物であるインクジェットヘッド１を冷却する期間であり、駆動方向Ｘ→Ｙとして表す。なお、このとき、熱電モジュール２の他方の面に密着固定している放熱器３からは熱が放熱される。一方、加熱期間は、駆動電流を逆に、例えば端子Ｙから端子Ｘ方向に流してインクジェットヘッド１を加熱する期間であり、駆動方向Ｙ→Ｘとして表す。なお、このとき、放熱器３は冷却される。また、熱電モジュール２に駆動電流を流す期間を駆動期間とし、熱電モジュール２のゼーベック電圧を検出する期間を検出期間と規定する。
【００６４】
なお、本実施形態では、各駆動期間と各検出期間とはそれぞれ同じ時間としたが、これに限定されず、適宜に時間を設定することができる。また、冷却期間及び加熱期間は、それぞれ一定期間に限定されず、その期間の長さは、例えば、目標温度との差などに応じて適宜設定することができる。
【００６５】
まず、図３に示す信号の動作波形図について説明する。図示するように、信号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、それぞれ電流方向設定回路１２０から出力される電流方向設定信号Ｓ3すなわちＤ1、Ｄ2、Ｄ3及びＤ4に対応し、ＡＮＤ回路６５、６６、６７及び６８に出力される。ここで、信号を出力した場合をＯＮ信号、信号を出力しない場合をＯＦＦ信号と規定する。また、波形Ｅは、駆動パルス発生回路１３０から出力される駆動パルス信号Ｓ4であり、熱電モジュール２に流れる駆動電流の駆動波形にも一致する。
【００６６】
冷却期間において、駆動期間では、信号Ａ及びＣがＯＦＦ信号で、信号Ｂ及びＤがＯＮ信号であり、同時に、波形Ｅが出力される。これにより、波形ＥのＯＮ状態のときにトランジスタＴＲ2とＴＲ4がＯＮ、トランジスタＴＲ1とＴＲ3がＯＦＦとなり、電源６４から波形Ｅのパルス波形に一致した駆動電流が熱電モジュール２の端子ＸからＹの方向に流れる。なお、切替指令回路１４０からの切替信号Ｓ5である信号ＦはＯＦＦ信号である。
【００６７】
一方、検出期間では、信号Ａ、Ｂ及びＣがＯＦＦ信号で、信号ＤがＯＮ信号であり、信号ＦがＯＮ信号となる。これにより、トランジスタＴＲ4のみがＯＮとなり、同時に検出スイッチ６１がＯＮになる。
【００６８】
ここで、検出スイッチ６１がＯＮになると、温度差検出部８にゼーベック電圧が出力され、温度差検出部８はこれに基づいて温度差検出信号Ｓ1を出力する。
【００６９】
信号Ｇは、温度差検出部８に出力されるゼーベック電圧を表し、信号Ｈは温度差検出信号Ｓ1を表し、インクジェットヘッド１の温度と目標温度との温度差を表す信号である。
【００７０】
ところで、上述した波形Ｅは、熱電モジュール２に流れる駆動電流であり、パルスのＯＮ状態のときに駆動電流が流れ、ＯＦＦ状態のときには駆動電流が流れない。従って、駆動電圧が一定だとすると、パルスのＯＮ状態の比であるデューティ比の異なるパルスを駆動期間に出力することにより、駆動電流の電流量を変化させることができる。上述した例では、駆動期間を一定の期間とし、パルス周波数を一定にしてパルス幅を変化させることにより、駆動電流量を変化させている。すなわち、上述した例では、冷却期間において、駆動期間１、２、３の順に波形Ｅにおけるパルスのデューティ比が徐々に小さくなっている。これは、熱電モジュール２に流す電流量が徐々に制限され、熱電モジュール２の冷却作用が次第に抑制されてゆく遷移状態を示している。
【００７１】
一方、加熱期間は、駆動期間における信号Ａ〜ＤのＯＮ、ＯＦＦが冷却期間と逆になっている。これにより、熱電モジュール２に流れる電流が逆方向になってインクジェットヘッド１が加熱され、これ以外は基本的には冷却期間と同一である。
【００７２】
図４は、図３の冷却期間、加熱期間に対応させて、インクジェットヘッド１の温度、放熱器３の温度、及び環境温度を、目標温度と共に表したものである。冷却期間においては、図４に示すように温度制御対象物の置かれた環境温度が目標温度より高い場合、インクジェットヘッド１の温度制御を行う前の初期状態では、インクジェットヘッド１の温度と、放熱器３の温度とは、環境温度と同じであるので、インクジェットヘッド１の温度は、目標温度より高い状態にあり、インクジェットヘッド１を冷却する。
【００７３】
そこで、図３に基づいて冷却期間における駆動期間１では、パルスのデューティ比を大きく設定した駆動電流を熱電モジュール２の端子Ｘから端子Ｙの方向に流すことにより、インクジェットヘッド１の温度を目標温度になるよう冷却し、一方、放熱器３の温度は上昇する。
【００７４】
この駆動期間１では、信号Ｆの切換信号Ｓ5はＯＦＦ信号故に、検出スイッチ６１はＯＦＦになっており、信号Ｇのゼーベック電圧は検出されないので、従って波形Ｈの温度誤差を表す信号も出力されない。
【００７５】
次に、駆動期間１で駆動電流を流すことにより、インクジェットヘッド１の温度が変化している。そこで検出期間１ではインクジェットヘッド１の温度を上述したように検出する。
【００７６】
上述したように、インクジェットヘッド１が冷却されたので、インクジェットヘッド１と目標温度との温度差を表す信号Ｈの値はそれ以前より小さくなり、駆動期間２における駆動電流のパルスのデューティ比は、駆動期間１のパルスのデューティ比より小さく設定されてインクジェットヘッド１の温度を更に下げるようになっている。検出期間２の温度誤差を表す信号Ｈが検出期間１のそれより小さな値になっているので、駆動期間３では、駆動電流のパルスのデューティ比は一層小さく設定してインクジェットヘッド１の温度を一層下げるようにしている。
【００７７】
このように、冷却期間における駆動期間では、駆動電流を熱電モジュール２に流して、インクジェットヘッド１を冷却し、次の検出期間でゼーベック電圧を検出して得られる温度誤差を表す信号Ｈに応じて、次の駆動期間に流す駆動電流のパルスのデューティ比を設定することを繰り返して、インクジェットヘッド１の温度が目標温度になるように制御する。
【００７８】
ところで、図４に示すように、インクジェットヘッド１の温度が、目標温度に達し暫くして、環境温度が下がり始め、それに伴ってインクジェットヘッド１の温度が低下して目標温度以下になったため、検出期間３の温度誤差を表す信号Ｈの極性が逆になって表れるので、今度はインクジェットヘッド１の温度を目標温度まで上げなければならない。そこで、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１が密着固定している方の面を冷却から加熱に切換えることになる。
【００７９】
そこで、検出期間４、５における熱電モジュール２の両面間の温度差が検出期間３に比べ次第に大きくなっているので、ゼーベック電圧である信号Ｇの値も、検出期間３より次第に大きな値になっている。
【００８０】
図４に示すように、インクジェットヘッド１の温度が、目標温度より大きく下がっていくので、検出期間４の温度誤差を表す信号Ｈは、検出期間３の信号Ｈに比べて、大きな値になっている。そこで、インクジェットヘッド１の温度を目標温度に近づけるために、駆動期間５における波形Ｅである駆動電流のパルスのデューティ比は、駆動期間４より大きくなっている。
【００８１】
更に検出期間５の時点においては、図示するように、インクジェットヘッド１の温度が目標温度より更に下がっているので、信号Ｈは、検出期間４の信号Ｈより大きい値となっている。従って、駆動期間６では更に波形Ｅである駆動電流のパルスのデューティ比を大きくして、インクジェットヘッド１の温度を目標温度になるように加熱する。一方、放熱器３は、逆に冷却されて、図示するような変化をする。
【００８２】
このように、インクジェットヘッド１の密着固定している側の熱電モジュール２の面を目標温度に制御することにより、インクジェットヘッド１の温度を目標温度になるよう制御できるので、環境温度の変化や、インクジェットヘッド１自体の発熱などによるインクジェットヘッド１の温度変化があっても、インクジェットヘッド１を所定温度に容易に制御することができる。従ってインクジェットヘッド１内のインクの温度を所定温度に保持できて、印字品質が向上する。
【００８３】
なお、本実施形態では駆動部７における駆動電流の電流量を可変する手段として、パルスの周波数を一定としパルス幅を変化させるようにしたが、パルス幅を一定としてパルス周波数を変化させたり、駆動期間あるいは駆動電圧を変化させることにより、電流量を変化させてもよい。勿論、アナログ的に電流量を変化させてもよい。
【００８４】
次に、目標温度に制御する対象となるインクジェット式記録装置のインクジェットヘッドについて詳細に説明する。
【００８５】
図５は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録装置の概略図である。図５に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置２００はヘッドが走査されるシリアル方式のインクジェット式記録装置であり、インクを吐出するインクジェットヘッド１と、図示しないインク流路を介してインクジェットヘッド１にインクを供給するインクカートリッジ２０１を着脱可能に保持するタンクホルダ２０２とを有するヘッドユニット２０３がキャリッジ２０４に固定され、このキャリッジ２０４は一対のガイドレール２０５ａ、２０５ｂ上に軸方向に移動自在に搭載されている。また、ガイドレール２０５ａ、２０５ｂの一端側には駆動モータ２０６が設けられており、この駆動モータ２０６による駆動力が、駆動モータ２０６に連結されたプーリ２０７ａと、ガイドレール２０５ａ、２０５ｂの他端側に設けられたプーリ２０７ｂとの間に掛け渡されたタイミングベルト２０８に沿って移動されるようになっている。
【００８６】
また、キャリッジ２０４の搬送方向と直交する方向の両端部側には、ガイドレール２０５ａ、２０５ｂに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ２０９、２１０が設けられている。これらの搬送ローラ２０９、２１０は、キャリッジ２０４の下方にキャリッジ２０４の搬送方向とは直交する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。
【００８７】
そして、これら搬送ローラ２０９、２１０によって被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ２０４をその送り方向とは直交方向に走査することにより、インクジェットヘッド１によって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像等が記録される。
【００８８】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録装置２００に用いられるインクジェットヘッド１の一例について説明する。なお、図６は、実施形態１に係るインクジェットヘッドの概略を示す分解斜視図であり、図７は実施形態１に係るヘッドチップの概略を示す斜視図であり、図８は実施形態１に係るインクジェットヘッドの概略斜視図である。
【００８９】
本実施形態の温度制御対象物であるインクジェットヘッド１は、図６に示すように、ヘッドチップ２２０とこのヘッドチップ２２０の一方面側に設けられるベースプレート２４０と、ヘッドチップ２２０の他方面側に設けられるカバープレート２５０とを有する。
【００９０】
また、ベースプレート２４０のヘッドチップ２２０と反対側には、インクジェットヘッド１を所定温度に保持するための温度制御装置の熱電モジュール２と放熱器３とが順次接合されている。
【００９１】
ここでヘッドチップ２２０について詳しく説明する。図７に示すように、ヘッドチップ２２０を構成する圧電セラミックプレート２２１には、複数の溝２２２が並設され、各溝２２２は、側壁２２３で隔離されている。各溝２２２の長手方向の一端部は圧電セラミックプレート２２１の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。また、各溝２２２の幅方向両側の側壁２２３には、溝２２２の開口側に長手方向に亘って駆動電界印加用の電極２２４が形成されている。
【００９２】
圧電セラミックプレート２２１に形成される各溝２２２は、例えば、円盤状のダイスカッターにより形成され、深さが徐々に浅くなった部分は、ダイスカッターの形状により形成される。また、各溝２２２内に形成される電極２２４は、例えば、公知の斜め方向からの蒸着により形成される。
【００９３】
また、圧電セラミックプレート２２１の溝２２２の開口側には、インク室プレート２２５が接合されている。インク室プレート２２５には、各溝２２２の浅くなった他端部と連通する凹部となる共通インク室２２６と、この共通インク室２２６の底部から溝２２２とは反対方向に貫通するインク供給口２２７とを有する。
【００９４】
ここで、本実施形態では、各溝２２２は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応したグループに分かれており、共通インク室２２６及びインク供給口２２７は、それぞれ４つずつ設けられている。
【００９５】
また、圧電セラミックプレート２２１とインク室プレート２２５との接合体の溝２２２が開口している端面には、ノズルプレート２２８が接合されており、ノズルプレート２２８の各溝２２２に対向する位置にはノズル開口２２９が形成されている。
【００９６】
なお、本実施形態では、圧電セラミックプレート２２１とインク室プレート２２５との接合体の溝２２２が開口している端部の周囲には、ノズル支持プレート２３０が配置されている。このノズル支持プレート２３０は、ノズルプレート２２８の接合体の端面の外側と接合されて、チップヘッド２２０はノズルプレート２２８の外側面及び圧電セラミックプレート２２１とインク室プレート２２５との接合体にノズル支持プレート２３０を嵌合接着することにより形成される。
【００９７】
また、ヘッドチップ２２０には、図６に示すようにヘッドチップ２２０を構成する圧電セラミックプレート２２１のノズル開口２２９側とは反対側の端部には電極２２４に接続される図示しない配線パターンが形成されており、この配線パターンには、異方性電極膜２３１を介してフレキシブルケーブル２３２が接合される。
【００９８】
さらに、圧電セラミックプレート２２１とインク室プレート２２５との接合体のノズル支持プレート２３０の後端側には、圧電セラミックプレート２２１側にアルミニウム製のベースプレート２４０と、インク室プレート２２５側にカバープレート２５０とが組み付けられてインクジェットヘッド１が形成される。ベースプレート２４０とカバープレート２５０とは、ベースプレート２４０の係止孔２４０ａにカバープレート２５０の係止シャフト２５０ａを係合することにより固定され、両者で圧電セラミックプレート２２１とインク室プレート２２５との接合体を挟持する。カバープレート２５０には、インク室プレート２２５のインク供給口２２７のそれぞれに連通するインク導入路２５１が設けられている。
【００９９】
また、図８（ａ）に示すように、ベースプレート２４０の後端部の突出した領域には配線基板２６０が固着される。ここで、配線基板２６０上にはヘッドチップ２２０を駆動するための集積回路などの側壁変形用駆動回路２６１が搭載され、側壁変形用駆動回路２６１とフレキシブルケーブル２３２とが異方性電極膜２６２を介して接続される。
【０１００】
また、ベースプレート２４０には、インクジェットヘッド１を加熱又は冷却する上述した熱電モジュール２と放熱器３とが熱伝導性良好な接着剤等を介して密着固定されている。これにより図８（ｂ）に示す温度制御装置の設けられたインクジェットヘッド１が完成する。
【０１０１】
このようなインクジェットヘッド１では、インク導入路２５１を介して、図７（ｂ）に示すインク供給口２２７から各溝２２２内にインクを充填し、図８（ａ）に示す側壁変形用駆動回路２６１によって所定の溝２２２の両側の側壁２２３に電極２２４を介して所定の駆動電界を発生させることにより、側壁２２３を撓み変形させて所定の溝２２２内の容積を変化させ、溝２２２内のインクをノズル開口２２９から吐出させることができる。
【０１０２】
図９は実施形態１に係るインクジェットヘッドを用いたヘッドユニットの組み立て工程を示す斜視図である。
【０１０３】
図９に示すように、タンクホルダ２０２は、一方面が開口した略箱形形状をなし、図５に示すインクカートリッジ２０１が着脱自在に保持可能なものである。また、タンクホルダ２０２の底壁上面には、インクカートリッジ２０１の底部に形成された図示しない開口部であるインク供給口と連結する連結部２７０が設けられている。連結部２７０は、例えば、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク毎に設けられている。連結部２７０内には図示しないインク流路が形成され、その開口となる連結部２７０の先端には、フィルタ２７１が設けられている。また、連結部２７０内に形成されたインク流路は、底壁の裏面側まで連通して形成され、各インク流路は、タンクホルダ２０２の裏面側に設けられた流路基板２７２内の図示しないインク流路を介して流路基板２７２の隔壁に開口するヘッド連結口２７３に連通する。このヘッド連結口２７３は、タンクホルダ２０２の側面側に開口し、当該隔壁の底部には、上述したインクジェットヘッド１を保持するインクジェットヘッド保持部２７４が設けられている。インクジェットヘッド保持部２７４は、熱電モジュール２と放熱器３とが密着固定されたベースプレート２４０の後端部側に設けられた配線基板２６０上に設けられた側壁変形用駆動回路２６１を包囲する略コ字状に立設された包囲壁２７５と、包囲壁２７５内にあってインクジェットヘッド１のベースプレート２４０に設けられた係止孔２４０ｂと係合する係合シャフト２７６とを具備する。
【０１０４】
このとき、図８に示すカバープレート２５０に形成されたインク導入路２５１が流路基板２７２のヘッド連結口２７３に連結される。インクの入ったインクカートリッジ２０１をタンクホルダ２０２に搭載することで、インクカートリッジ２０１から導入されたインクは、タンクホルダ２０２の連結部２７０を介して流路基板２７２内のインク流路を通ってインクジェットヘッド１のインク導入路２５１に導入され、共通インク室２２６及び溝２２２内に充填される。
【０１０５】
このようなヘッドユニット２０３は、上述したように、インクジェット式記録装置２００のキャリッジ２０４に搭載されてカートリッジ型インクジェット式記録装置として使用される。
【０１０６】
ここで、図１０は、実施形態１に係るインクジェットヘッドに熱電モジュールと放熱器を搭載した斜視図である。
【０１０７】
熱電モジュール２は、吐出する直前のインクを所定温度になるよう加熱又は冷却するのがよく、このため、ノズル開口２２９近傍のインクを温度制御するのが好ましい。そこで、本実施形態では、吐出直前の溝２２２内のインクの温度制御が行えるようにベースプレート２４０のインクジェットヘッド１とは反対側の面に熱電モジュール２を密着固定した。
【０１０８】
図示するように、熱電モジュール２の一方の全面は、インクジェットヘッド１のベースプレート２４０のほぼ全面に熱伝導性接着剤、例えば熱伝導性シリコーングリース等の熱伝導性可塑性エラストマで熱伝導性良好に密着固定されている。
【０１０９】
一方、熱電モジュール２の他方の全面は、放熱器３を例えば同じ熱伝導性シリコーングリース等の接着剤で熱伝導性良好に密着固定している。また、この放熱器３には、温度センサー４が熱伝導性良好に密着固定されている。
【０１１０】
また、ベースプレート２４０の熱電モジュール２が接合された側の面には、熱電モジュール２の両側の面に設けられた電極に接続された端子Ｘ、Ｙが設けられている。この端子Ｘ、Ｙを介して、上述したように、熱電モジュール２の両面の温度差で生じるゼーベック電圧の検出や、逆にこの端子Ｘ、Ｙに駆動電流を流して、熱電モジュール２の両面を加熱又は冷却するのに用いられる。
【０１１１】
上述のような構造からわかるように、インクジェットヘッド１と熱電モジュール２の接合部においては、両者の熱抵抗を低く保つためにほぼ全面が密着固定に使われる。従って、インクジェットヘッド１側に温度センサーを取り付けるとすればその位置が大幅に制限され、仮に接合部の端部に温度センサーを取り付けたとしても、検出温度は温度制御対象物の実際の温度を反映せず、誤差の多い値となる。
【０１１２】
これに対し、放熱器３側においては温度センサー４の取り付け手段に自由度があり、例えば熱伝導性の接着剤を用いて放熱器３の側面に温度センサー４を密着固定したり、あるいは温度センサー４が挿入可能な穴を放熱器３の側面に予め設け、この穴に熱導電性シリコーングリースと共に温度センサー４を封入するなど、温度センサー４を熱抵抗低く設置する種々の手段が実現可能である。従って、インクジェットヘッド１側に温度センサーを設置する場合より格段に正確な温度検出が可能となる。なお、放熱器３がない場合は、温度センサー４を熱電モジュール２に直接接合してもよい。
【０１１３】
次に、上述の熱電モジュール２について詳細に説明する。
【０１１４】
図１１は本実施形態１に係る熱電モジュールの概略図である。図示するように、熱電モジュール２は金属等の導電性電極２８０を介してＰ型熱電エレメント２８１とＮ型熱電エレメント２８２とを接合して形成したＰＮ接合対を連続して形成したものである。この熱電モジュール２はＰＮ接合対間に温度差を与えることによりゼーベック効果に基づく起電力を発生することから、一般に温度差を利用した発電装置としての用途がある。また、逆に、熱電モジュール２に電流を流すことにより接合部の一方で冷却、他方の接合部で発熱が起こるペルチェ効果を利用した冷却装置、あるいは加熱装置などとしての用途がある。
【０１１５】
このような熱電モジュール２は、一般にその性能を向上するために複数個の熱電エレメントが直列または直並列に接続されて用いられる。この熱電モジュール２の構造は、一辺が数百μｍから数ｍｍの直方体の形状をしたＰ型熱電エレメント２８１及びＮ型熱電エレメント２８２が２枚のアルミナや窒化アルミニウムなどの電気絶縁性の第１基板２８４と第２基板２８５で挾持され、Ｐ型熱電エレメント２８１とＮ型熱電エレメント２８２とがこの第１及び第２基板２８４及び２８５上で金属等の導電性物質からなる導電性電極２８０で各熱電エレメント２８1及び２８２が直列又は直並列に接続されている。そして、Ｐ型熱電エレメント２８１とＮ型熱電エレメント２８２の直列接続の両端は、リード線２８６の一端に半田２８７で接続されていると共に、リード線２８６の他端は端子Ｘ、Ｙに接続されている。なお、Ｐ型熱電エレメント２８１、Ｎ型熱電エレメント２８２及び半田２８７全体は、電着塗装樹脂層２８８で覆われている。
【０１１６】
図１０で説明した熱電モジュール２は、以上説明した構造をしたものであり、この熱電モジュール２が、前述したようにインクジェットヘッド１のベースプレート２４０に熱伝導性良好に密着固定されている。
【０１１７】
ところで、タンクホルダ２０２に収納されているインクカートリッジ２０１から流出したインクは、タンクホルダ２０２の連結部２７０を介して流路基板２７２内のインク流路を通ってインクジェットヘッド１のインク導入路２５１に導入され、共通インク室２２６及び溝２２２を経てノズル開口２２９から吐出される。このインク流路において、ノズル開口２２９に最も近くて、且つインクの温度を熱電モジュール２に最も小さい熱抵抗で伝達できるベースプレート２４０の殆ど全面に、熱電モジュール２を密着固定することで、ノズル開口２２９から流出する直前のインクの温度を高精度に熱電モジュール２に伝達できると共に、熱電モジュール２の発生する熱が高精度にインクに伝達できる。
【０１１８】
また、熱電モジュール２の他の面に放熱器３を熱伝導性良好に密着結合すると共に、温度センサー４を直接インクジェットヘッド１には取り付けずに、熱伝導性良好に密着固定できる放熱器３側に取り付けることにより、放熱器３の温度を高精度に検出して、インクの温度を正確に検出することができる。
【０１１９】
次に温度制御対象物の一例としてのインクジェットヘッド１の温度制御方法について以下に説明する。
【０１２０】
図１２は、本実施形態に係る制御回路１００による温度制御方法のフロー図である。
【０１２１】
制御回路１００は、図示するように、まずステップＳ１で切換部６０の検出スイッチ６１を切換え、熱電モジュール２に供給していた駆動電流を停止する。これにより、温度差検出部８では、熱電モジュール２の両面の温度差により生じるゼーベック電圧が検出される（ステップＳ２）。ステップＳ３では、温度差検出部８がゼーベック電圧から熱電モジュール２の両面の温度差を表す温度差検出信号Ｓ1を生成し、これを取得する。
【０１２２】
一方、ステップＳ４では、温度検出部５が熱電モジュール２のインクジェットヘッド１が密着固定されていない他方の面の温度を放熱器３に取り付けられている温度センサー４から検出し、これに基づく温度検出信号Ｓ2を取得する。そして、ステップＳ５では、熱電モジュール２の両面の温度差検出信号Ｓ1と熱電モジュール２の他方の面の温度検出信号Ｓ2とからインクジェットヘッド１の温度を取得する。
【０１２３】
次に、制御回路１００は、ステップＳ６でインクジェットヘッド１の温度と目標温度とを比較してインクジェットヘッド１の温度が、目標温度より高いか低いか判断し、高いと判断した場合は（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７で熱電モジュール２のインクジェットヘッド１の密着固定している側の面を冷却するように、電流方向設定回路１２０が駆動電流の流す方向を設定する。また、ステップＳ８でインクジェットヘッド１の温度が目標温度より高い温度差に応じて、駆動パルス発生回路１３０が駆動電流のパルス幅を設定する。
【０１２４】
ここで、切換部６０の検出スイッチ６１を切換え（ステップＳ９）、熱電モジュール２のゼーベック電圧の検出を停止し、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１を冷却する駆動電流を流す（ステップＳ１０）。これにより、インクジェットヘッド１が冷却される（ステップＳ１１）。
【０１２５】
その後、ステップＳ１に戻り、切替部６０を切替えて再度インクジェットヘッド１の温度を測定し、次の制御に移行する。
【０１２６】
一方、ステップＳ６においてインクジェットヘッド１の温度が目標温度より低いと判断した場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ１２で、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１の密着している側の面を加熱するように、電流方向設定回路１２０が駆動電流の流す方向を設定する。また、ステップＳ１３でインクジェットヘッド１の温度と目標温度との温度差に応じて、駆動パルス発生回路１３０が駆動電流のパルス幅を設定する。
【０１２７】
ここで、切換部６０の検出スイッチ６１を切換え（ステップＳ１４）、熱電モジュール２のゼーベック電圧の検出を停止し、熱電モジュール２のインクジェットヘッド１を加熱する駆動電流を流す（ステップＳ１５）。これにより、ステップＳ１６でインクジェットヘッド１が加熱される。
【０１２８】
その後、ステップＳ１に戻り、切替部６０を切替えて再度インクジェットヘッド１の温度を測定し、次の制御に移行する。
【０１２９】
上述のような温度制御方法により、環境温度等が変化しても、インクの温度を高い精度で、目標温度に制御できるので、インクの温度が適切に保持されて印字品質が向上する。
【０１３０】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、温度制御装置の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
【０１３１】
例えば、上述した実施形態１では、ベースプレートのインクジェットヘッドとは反対側の面に熱電モジュールを設置したが、これに限定されず、インクジェットヘッドのカバープレート側に設けてもよく、また、ヘッドユニット全体を加熱又は冷却できるように設けてもよい。
【０１３２】
さらに、本発明の温度制御装置は、インクジェット式記録装置に限らず、各種機器の制御装置の発熱面や熱交換器、あるいは断熱空間を構成する隔壁の一部に搭載して、温度制御対象物を目標温度に制御することができる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、温度検出手段が温度を正確に検出できる熱電モジュールの他方の面に取り付けられるので、形状及び寸法によって温度検出手段を熱伝導性良好に密着固定できない温度制御対象物に対して、高精度に温度検出ができる。従って、精度の高い温度制御が可能となり、インクの粘度を適正に保持することができるので印字品質が向上する。
【０１３４】
また、修理等で機械器具の本体から着脱可能にしなければならない温度制御対象物は、温度検出手段を、温度制御対象物に設けないですむので、着脱が容易にできる。
【０１３５】
さらに、結露防止あるいは防塵等でカバーを取り付ける必要のある温度制御対象物は、温度制御対象物に温度検出手段を設けないので、温度制御対象物にカバーを取り付けても何ら支障を来たさない等の種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る温度制御装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る温度制御装置の詳細回路図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る温度制御装置の信号の動作波形図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る温度制御装置のインクジェットヘッド及び放熱器等の温度変化図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【図６】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッドの概略を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの概略を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッドの概略斜視図である。
【図９】本発明の実施形態１に係るヘッドチップを用いたヘッドユニットの組み立て工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッドに熱電モジュールと放熱器を搭載した斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る熱電モジュールの概略図である。
【図１２】本発明の実施形態１に係る温度制御方法のフロー図である。
【図１３】従来技術に係る温度制御装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１  インクジェットヘッド
２  熱電モジュール
３  放熱器
４  温度センサー
５  温度検出部
６  切替部
７  駆動部
８  温度差検出部
９  制御部
６０  切替部
６１  検出スイッチ
６２  スイッチング指令回路
６３  スイッチング回路
６４  電源
１００  制御回路
１１０  指令回路
１２０  電流方向設定回路
１３０  駆動パルス発生回路
１４０  切換指令回路
２００  インクジェット式記録装置
２２０  ヘッドチップ
【図１】
0003795401.tif 000002
【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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【図８】
0003795401.tif 000009
【図９】
0003795401.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003795401.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003795401.tif 000014