画像形成装置
【課題】ドット形成素子に印加する駆動電圧パルスを生成するトランジスターの温度を簡易な構成で測定する。
【解決手段】ドット形成素子と、前記ドット形成素子を駆動させる駆動電圧パルスと、当該駆動電圧パルス間に設けられる温度測定用電圧部と、を含む電圧信号を、トランジスターを含む増幅回路を用いて生成する電圧信号生成回路と、前記電圧信号に基づいて前記トランジスターの温度を測定する温度測定制御部と、前記トランジスターが前記駆動電圧パルスに対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記ドット形成素子に出力し、前記トランジスターが前記温度測定用電圧部に対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記温度測定制御部に出力する切替回路と、を備える。
【解決手段】ドット形成素子と、前記ドット形成素子を駆動させる駆動電圧パルスと、当該駆動電圧パルス間に設けられる温度測定用電圧部と、を含む電圧信号を、トランジスターを含む増幅回路を用いて生成する電圧信号生成回路と、前記電圧信号に基づいて前記トランジスターの温度を測定する温度測定制御部と、前記トランジスターが前記駆動電圧パルスに対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記ドット形成素子に出力し、前記トランジスターが前記温度測定用電圧部に対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記温度測定制御部に出力する切替回路と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドット形成素子に印加する駆動電圧パルスを生成するトランジスターの温度を測定する機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスターの接合温度を測定する方法が知られている（例えば特許文献１）。また、トランジスターを温度測定のための手段として用いることが知られている（例えば特許文献２，３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】昭６４−１６９７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５０８９７号公報
【特許文献３】特開２００１−１１６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドット形成素子に印加する駆動電圧パルスを生成するトランジスターが発熱すると、パルスの形状が変化しドット形成精度が低下する。そのため、発熱した場合にはファンを回す等してトランジスターを冷却し、トランジスターの温度を一定に保つことが望ましい。そのためにはトランジスターの温度を精度良く測定する必要がある。しかし、サーミスターなどの温度測定用の他の部品を用いる場合、部品点数が増加しコストが増加する。
本発明は、ドット形成素子に印加する駆動電圧パルスを生成するトランジスターの温度を簡易な構成で測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明の画像形成装置は、ドット形成素子と電圧信号生成回路と温度測定制御部と切替回路とを備える。ドット形成素子は、記録媒体にドットを形成するために記録剤を吐出する等のドット形成動作を行う。電圧信号生成回路が生成する電圧信号には、駆動電圧パルスと温度測定用電圧部とが含まれている。駆動電圧パルスは、ドット形成素子によるドット形成動作に寄与する電位変化を有する信号部を意味する。温度測定用電圧部は、駆動電圧パルスと駆動電圧パルスとの間に設けられる（温度測定用電圧部は駆動電圧パルスに重複しないように設けられる）。電圧信号生成回路は、トランジスターを含む増幅回路を用いて信号を増幅して、上述のような駆動電圧パルスや温度測定用電圧部を含む波形を有する電圧信号を生成する。切替回路は電圧信号生成回路によって生成された電圧信号に対応する信号の出力先をドット形成素子と温度測定制御部とで切り替える。切替回路は、駆動電圧パルスに対応する信号が増幅回路によって増幅される期間においては電圧信号をドット形成素子に出力し、温度測定用電圧部に対応する信号が増幅回路によって増幅される期間においては電圧信号を温度測定制御部に出力する。
【０００６】
温度測定制御部は電圧信号生成回路によって生成された電圧信号に基づいてトランジスターの温度を測定する。そのために温度測定制御部は、トランジスターの温度特性を予め取得している。すなわち、温度測定用電圧部を生成するための予め決められた大きさの信号（電流）をトランジスターに入力した場合に、トランジスターによって増幅された信号（電流）に対応する電圧信号の電圧値の温度特性を、温度測定制御部は予め取得しておく。そして、温度測定制御部は、ドット形成素子に出力される駆動電圧パルスの合間に設けられた温度測定用電圧部の電圧値を取得し、当該電圧値と予め取得しておいた温度特性とに基づいて、ドット形成素子の駆動の合間におけるトランジスターの温度を検出することができる。トランジスターが最も発熱するのは駆動電圧パルスを出力する期間であり、本発明によるとドット形成素子を駆動する合間にトランジスターの温度を測定することが可能であるので、トランジスターを含む増幅回路を冷却する等の対応の要否を細かく判断することができる。また、本発明によると、サーミスターなどの温度測定用の別の部品を設ける必要がないため部品点数を低減することができる。
【０００７】
本発明において、温度測定用電圧部は、ピーク電圧値の絶対値が最大の駆動電圧パルスである最大駆動電圧パルスと、当該最大駆動電圧パルスに後続する前記駆動電圧パルスと、の間に設けられてもよい。
最大駆動電圧パルス（ピーク電圧値が他の駆動電圧パルスのピーク電圧値に比べて最も高い駆動電圧パルス）に対応する信号（電流）の増幅時は最大電圧を含まない駆動電圧パルス（最大駆動電圧パルスのピーク電圧値よりピーク電圧値が低い駆動電圧パルス）に対応する信号（電流）の増幅時よりも、トランジスターの発熱が大きい。そのため、最大駆動電圧パルスの直後にトランジスターの温度を測定することによって、トランジスターが最も発熱していることが予想される期間の温度に近い温度を測定することができる。なお、最大駆動電圧パルスは、１記録画素に対してドットを形成する期間内に出力される駆動電圧パルスのうち最大電圧を含む駆動電圧パルスを意味する。仮に当該期間内に駆動電圧パルスが１個だけ出力される場合は、その駆動電圧パルスと、次の期間の最初に出力される駆動電圧パルスとの間に温度測定用電圧部が設けられる。また、仮に期間内に複数の駆動電圧パルスが出力され最大駆動電圧パルスはそのうちの最後に位置する場合は、期間の最後に位置する最大駆動電圧パルスと次の期間の最初に出力される駆動電圧パルスとの間に温度測定用電圧部が設けられる。
【０００８】
さらに本発明においては、駆動電圧パルスの後であって温度測定用電圧部の前に、電圧信号がグランド電位となってもよい。
駆動電圧パルス直後の電圧信号の振動をグランド電位期間で減衰させてから温度を測定することができるため、温度測定の精度を向上させることができる。
【０００９】
さらに本発明において、温度測定制御部は、トランジスターが温度測定用電圧部に対応する信号の増幅を開始してから所定時間経過後の温度測定用電圧部の電圧値に基づいてトランジスターの温度を測定してもよい。
駆動電圧パルスの後の電圧信号の振動を減衰させるために所定時間経過後から温度を測定することで、温度測定の精度を向上させることができる。したがって所定時間は、電圧信号の振動が減衰し安定するのに要する時間に基づいて設定される。
【００１０】
さらに本発明において、駆動電圧パルスは、電圧上昇部と定電圧部と電圧下降部とからなる台形波であり、その場合、温度測定用電圧部は、ピーク電圧となる定電圧部に後続する電圧上昇部または電圧下降部の勾配が最も大きい駆動電圧パルスである急勾配電圧パルスと当該急勾配電圧パルスに後続する駆動電圧パルスとの間に設けられてもよい。
例えば１記録画素に対してドットを形成する期間内においてピーク電圧値が同じ駆動電圧パルスが複数出力される場合に、電圧下降部の勾配が最も急な急勾配電圧パルスの直後に温度測定用電圧部を設ける構成は、急勾配電圧パルスの電圧下降部の勾配より緩やかな電圧下降部を有する駆動電圧パルスの直後に温度測定用電圧部を設ける構成よりも、ピーク電圧が出力されてから短時間のうちにトランジスターの温度を測定することができる。そのため、ピーク電圧出力時のトランジスターの温度により近い温度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置を示すブロック図。
【図２】（２Ａ）および（２Ｂ）は第一実施形態にかかる電圧信号を示す図。
【図３】（３Ａ）および（３Ｂ）は他の実施形態にかかる電圧信号を示す図。
【図４】他の実施形態にかかる電圧信号を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００１３】
１．第一実施形態
１−１．構成
図１は本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１のブロック図である。画像形成装置１は、印刷ヘッドを主走査方向に往復動させることにより記録媒体上に印刷画像を形成するシリアルインクジェットプリンターである。画像形成装置１は、主基板１０とキャリッジ２０とキャリッジ駆動部３０と記録媒体搬送部４０とファン駆動部５０とを備える。主基板１０は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭやＡＳＩＣ等が実装された基板であり、記録媒体搬送制御回路１０ａとキャリッジ駆動制御回路１０ｂと駆動データ生成回路１０ｃと印刷データ生成部１０ｄと温度測定制御部１０ｅと駆動信号生成回路１１を備える。駆動データ生成回路１０ｃと駆動信号生成回路１１とは電圧信号生成回路に相当する。
【００１４】
キャリッジ２０は、印刷ヘッド２１とインクカートリッジ２２とを備える。キャリッジ２０は主走査方向に移動する。印刷ヘッド２１は、複数のドット形成素子ＤＥと、ドット形成素子ＤＥごとに設けられた第一切替回路２１ａとを備える。ドット形成素子ＤＥは、一対の電極間に圧電材料を挟み込んだ圧電素子と、当該圧電素子の駆動により振動する振動板と、当該振動板を壁面として有するインク室と、当該インク室と連通するノズルとを備える。ドット形成素子ＤＥの圧電素子に駆動信号としての駆動電圧パルスを印加することにより、インク室内に充填されたインクが加減圧される。これにより、インク室に連通するノズルからインク滴が吐出され、当該インク滴が記録媒体に着弾してドットが形成される。また、キャリッジ２０に備えられたインクカートリッジ２２からノズルにインクが供給される。第一切替回路２１ａは、後述する２系統の増幅回路１１ｂ、１１ｃによって増幅された信号を入力し、第一切替信号に応じてドット形成素子ＤＥに入力する信号を切り替えることによってドット形成素子ＤＥに印加する駆動電圧パルスを切り替える。
【００１５】
駆動信号生成回路１１は、ドット形成素子ＤＥに印加するための駆動電圧パルスや温度測定用電圧部を含む電圧波形を有する信号を生成する回路であり、駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データに基づいて当該信号を生成する。駆動データ生成回路１０ｃは、印刷条件などに応じた２系統の信号を生成させるための駆動データを駆動信号生成回路１１に出力する。また駆動データ生成回路１０ｃは、駆動信号生成回路１１が生成する２系統の信号の出力先を切り替えるための第二切替信号を駆動信号生成回路１１が備える第二切替回路１１ｄおよび第二切替回路１１ｅに出力する。印刷データ生成部１０ｅは、印刷対象の画像データに基づいて解像度変換処理や色変換処理やハーフトーン処理や並べ替え処理等を順次実行することにより印刷データを生成し、印刷データに応じてドット形成素子ＤＥに印加する駆動電圧パルスを切り替えさせるために印刷データに応じた第一切替信号を第一切替回路２１ａに出力する。
【００１６】
駆動信号生成回路１１は、２個の増幅回路１１ｂ，１１ｃと２個の第二切替回路１１ｄ，１１ｅ（請求項に記載の切替回路に相当する）とを備える。増幅回路１１ｂ，１１ｃは互いに同一の回路構成を有しており、それぞれデジタル積分器ＤＩとアナログ変換器ＡＣとプリアンプＰＡと抵抗器ＲＲ１，ＲＲ２と増幅トランジスターＴＲ１，ＴＲ２と平滑化コンデンサＣＬとを備える。増幅回路１１ｂと増幅回路１１ｃとは、それぞれに入力された駆動データに基づいて互いに異なる波形の駆動電圧パルスに対応する信号を生成する（温度測定用電圧部の生成タイミングも互いに相違しうる）。
【００１７】
デジタル積分器ＤＩは駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データを所定の微少時間周期ごとに積算した積算値を示すデータを生成し、当該データを順次アナログ変換器ＡＣに出力する。アナログ変換器ＡＣは、積算値を示すデータを電流パルスに変換し、プリアンプＰＡに出力する。プリアンプＰＡは、電流パルスのうち所定電流値よりも大きい成分を抽出した正電流パルスと、所定電流値以下の成分を抽出した負電流パルスとを生成する。そして、プリアンプＰＡは、正電流パルスを抵抗器ＲＲ１を介して増幅トランジスターＴＲ１のベースに出力し、負電流パルスを抵抗器ＲＲ２を介して増幅トランジスターＴＲ２のベースに出力する。増幅トランジスターＴＲ１はＮＰＮ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ１のコレクターは直流電源ＶＣＣに接続されている。一方、増幅トランジスターＴＲ２はＰＮＰ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ２のコレクターはグランドＧＮＤに接続されている。増幅トランジスターＴＲ１と増幅トランジスターＴＲ２のエミッター同士が出力点Ｙにて接続されており、当該出力点Ｙから第二切替回路１１ｄ，第一切替回路２１ａを介してドット形成素子ＤＥへ駆動電圧パルスに対応する信号が出力される。
【００１８】
ここで、正電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ１のベースに正の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間の抵抗が低下して、直流電源ＶＣＣによってエミッターの電圧が引き上げられる。一方、負電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ２のベースに負の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間の抵抗が低下してグランドＧＮＤによってエミッターの電圧が引き下げられる。なお、コレクター・エミッター間で電流が流れることによってトランジスターは発熱する。以上のように増幅回路１１ｂ，１１ｃは、いわゆるプッシュプル増幅回路を構成し、増幅した電流を出力点Ｙから出力する。なお、正電流パルスと負電流パルスとは、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間と、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間とを択一的に導通させるものであり、これらの一方が導通している場合には他方は導通しない。増幅回路１１ｂの出力点Ｙは第二切替回路１１ｄに接続されている。増幅回路１１ｃの出力点Ｙは第二切替回路１１ｅに接続されている。また、平滑化コンデンサＣＬは、ドット形成素子ＤＥに流れる電流を平滑化する。
【００１９】
第二切替回路１１ｄは、駆動データ生成回路１０ｃから出力された第二切替信号に応じて信号の出力先をドット形成素子ＤＥまたは温度測定制御部１０ｅに切り替える。同様に第二切替回路１１ｅは、駆動データ生成回路１０ｃから出力された第二切替信号に応じて信号の出力先をドット形成素子ＤＥまたは温度測定制御部１０ｅに切り替える。第二切替回路１１ｄは抵抗Ｒ１を介して温度測定制御部１０ｅと接続している。第二切替回路１１ｅは抵抗Ｒ２を介して温度測定制御部１０ｅと接続している。温度測定制御部１０ｅは図示しないＡ／Ｄ変換器を備えており、第二切替回路１１ｄおよび第二切替回路１１ｅから入力した信号（電流）が抵抗Ｒ１，Ｒ２を流れることにより生じた電圧を反映させた電圧値をデジタル値に変換し、当該デジタル値に基づいて増幅トランジスターＴＲ１，ＴＲ２の温度を測定する。
【００２０】
記録媒体搬送部４０は、図示しない搬送モーター制御回路や搬送モーターや搬送ローラーを備える。記録媒体搬送部４０は、主基板１０の記録媒体搬送制御回路１０ａから入力した搬送制御データに基づいて搬送モーター制御回路が搬送モーターを駆動させることにより、主走査方向に直交する副走査方向に記録媒体を搬送させる。
【００２１】
キャリッジ駆動部３０は、キャリッジモーター制御回路３０ａとキャリッジモーター３０ｂとを備える。キャリッジモーター制御回路３０ａはキャリッジ駆動制御回路１０ｂから入力した移動制御データに基づいてキャリッジモーター３０ｂの駆動信号を生成する。これにより、キャリッジモーター３０ｂが駆動し、キャリッジ２０が主走査方向に移動させられる。
ファン駆動部５０は、増幅回路１１ｂや増幅回路１１ｃに対して送風するファンと当該ファンを駆動するモーターとモーター制御回路等を含んで構成されている。ファン駆動部５０は、温度測定制御部１０ｅからの制御信号に応じてファンの駆動と停止を行う。
【００２２】
１−２．ドット形成素子の駆動と温度測定
図２Ａは、増幅回路１１ｂから第二切替回路１１ｄに入力された電流がそのまま出力先を切り替えることなくドット形成素子ＤＥに入力された場合にドット形成素子ＤＥに印加される電圧信号の波形を示す図である。ドット形成素子ＤＥに入力される電流とドット形成素子ＤＥに印加される電圧とは比例関係にあるので、ドット形成素子ＤＥに入力される電流波形も図２Ａと同様の波形である。同図では１記録画素に対応する周期Ｔ１において駆動電圧パルスＡと駆動電圧パルスＢが含まれていることを示している。駆動電圧パルスＡは、電圧上昇部Ａ１と定電圧部Ａ２と電圧下降部Ａ３と定電圧部Ａ４と電圧上昇部Ａ５とで構成される台形波である。駆動電圧パルスＢも同様に、電圧上昇部Ｂ１と定電圧部Ｂ２と電圧下降部Ｂ３と定電圧部Ｂ４と電圧上昇部Ｂ５とで構成される台形波である。駆動電圧パルスＢのピーク電圧Ｖｈｂ，Ｖｌｂ（定電圧部の電圧）の絶対値は、駆動電圧パルスＡのピーク電圧Ｖｈａ，Ｖｌａの絶対値よりも小さい。したがって周期Ｔ１内では駆動電圧パルスＡは最大駆動電圧パルスに相当する。本実施形態では、駆動電圧パルスＡの後であって駆動電圧パルスＢの前には温度測定用電圧部Ｃが設けられる。温度測定用電圧部Ｃは、任意の一定電圧で構成される。温度測定用電圧部Ｃは例えば、第二切替回路１１ｄによって温度測定用電圧部Ｃが温度測定制御部１０ｅに出力されることなくドット形成素子ＤＥに印加された（温度を測定しない場合）としても期間Ｔ１におけるインク滴の吐出量に影響を及ぼさない程度に絶対値が小さい電圧Ｖｃ（ただし≠ＧＮＤ）で構成される。また、温度測定用電圧部Ｃの期間は、駆動電圧パルスＡの終了から駆動電圧パルスＢの開始までの期間より短く、かつ、温度測定制御部１０ｅによる温度測定が可能な程度に長い期間であればよい。駆動データ生成回路１０ｃは、図２Ａに示すような波形の電圧信号に対応する信号を生成させるための駆動データを増幅回路１１ｂに出力し、増幅回路１１ｂは周期Ｔ１ごとに繰り返し当該駆動データに応じた信号を生成する。増幅回路１１ｃも、図２Ａとは異なる波形の電圧信号に対応する信号を生成するための駆動データを駆動データ生成回路１０ｃから取得し、当該駆動データに応じた信号を期間Ｔ１ごとに繰り返し生成する。
【００２３】
温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データは予め決められている。そのため本実施形態の構成において、温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データが増幅回路１１ｂや増幅回路１１ｃに入力された場合にプリアンプＰＡが出力する電流パルスの正負も、回路設計段階において特定することができる。例えば温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データに基づいてプリアンプＰＡから出力される電流パルスが負電流である場合、増幅トランジスターＴＲ２が動作する。複数の温度状況下において温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データを増幅回路１１ｂに入力した場合に温度測定制御部１０ｅが取得する電圧値と温度との対応関係が、予め取得されている。そして当該対応関係を示す情報が、温度測定制御部１０ｅがアクセス可能なＲＯＭなどに予め記録されている。増幅回路１１ｃで生成される信号に対応する温度測定用電圧部についても同様に、複数の温度状況下において温度測定用電圧部（不図示）を生成するための駆動データを増幅回路１１ｃに入力した場合に温度測定制御部１０ｅが取得する電圧値と温度との対応関係が予め取得され記録されている。トランジスターのベース電流が一定の場合、温度が高くなるほどコレクター・エミッター間の電流が大きくなるため、対応する電圧値の絶対値も大きくなる。なお、この事前準備の段階で測定する温度は、例えば増幅トランジスターＴＲ１やＴＲ２そのものの温度を温度測定用の別の装置を使用して測定される。
【００２４】
駆動データ生成回路１０ｃは、増幅回路１１ｂが温度測定用電圧部Ｃに対応する信号を増幅する期間においては当該信号を温度測定制御部１０ｅに出力させる信号（第二切替信号）を第二切替回路１１ｄに出力する。また、駆動データ生成回路１０ｃは、増幅回路１１ｂが温度測定用電圧部Ｃ以外に対応する信号を増幅する期間においては信号をドット形成素子ＤＥに出力させる信号（第二切替信号）を第二切替回路１１ｄに出力する。したがって駆動電圧パルスＡ，Ｂはドット形成素子ＤＥに出力され、温度測定用電圧部Ｃは温度測定制御部１０ｅに出力される。駆動電圧パルスＡ，Ｂがドット形成素子ＤＥに印加されることにより、ノズルからインク滴を吐出させることができる。第二切替回路１１ｅについても同様に、増幅回路１１ｃが温度測定用電圧部に対応する信号とそれ以外の部分に対応する信号の出力先が第二切替信号によって切り替えられる。
【００２５】
温度測定制御部１０ｅは、温度測定用電圧部Ｃに対応する信号の増幅期間の開始から所定時間ｔ経過後から所定のサンプリング時間（例えば１μｓｅｃ）内の電圧信号をＡ／Ｄ変換し、温度測定用電圧部Ｃの電圧値をデジタル値で取得する。温度測定用電圧部Ｃに対応する信号の増幅期間の開始から所定時間ｔ経過後の信号に対応する電圧信号を温度測定制御部１０ｅが取得することにより、駆動電圧パルスＡの電圧上昇部Ａ５直後の信号の振動を減衰させ安定した電圧値を温度測定の対象とすることが可能である。
【００２６】
図２Ａに示す例では温度測定用電圧部Ｃの電位が負となるような信号が生成されるので、温度測定制御部１０ｅは増幅回路１１ｂの増幅トランジスターＴＲ２によって生成された温度測定用電圧部Ｃの電圧値Ｖｃを取得することができる。そして、温度測定制御部１０ｅは当該電圧値Ｖｃと、前述の対応関係を示す情報とから、温度測定用電圧部Ｃが生成された際の増幅回路１１ｂに含まれる増幅トランジスターＴＲ２の温度を検出することができる。増幅回路１１ｃに含まれる増幅トランジスターＴＲ２の温度も同様に温度を検出することができる。温度測定制御部１０ｅは、検出した温度が所定の基準よりも高い場合には、ファン駆動部５０にファンを駆動させるための制御信号を送信する。また、検出した温度が所定の基準よりも低い場合には、ファン駆動部５０にファンの駆動を停止させる制御信号を送信する。
【００２７】
トランジスターが最も発熱するのは駆動電圧パルスのピーク電圧に対応する電流を増幅する期間であり、本実施形態によるとドット形成素子ＤＥを駆動する合間の期間を利用して、トランジスターの温度を測定することが可能である。そのため、トランジスターを含む増幅回路を冷却する等の対応が必要か否かを細かく判断することができる。また本実施形態によると、温度測定用の別の部品を設ける必要がないためコストを低減することができる。さらに本実施形態においては、温度測定用電圧部Ｃは、最大駆動電圧パルスである駆動電圧パルスＡとそれに後続する駆動電圧パルスである駆動電圧パルスＢの間に設けられている。駆動電圧パルスＡが生成される際の増幅トランジスターＴＲ１の温度は駆動電圧パルスＢが生成される際の増幅トランジスターＴＲ１の温度よりも、トランジスターの発熱が大きいため高い（駆動電圧パルスＡの方がＢよりピークが大きいため）。そのため、駆動電圧パルスＡの直後に増幅トランジスターＴＲ１の温度を測定することによって、増幅トランジスターＴＲ１が最も発熱している期間の温度に近い温度を測定することができる。
【００２８】
図２Ｂは、増幅回路１１ｂから第二切替回路１１ｄに入力された電流がそのまま出力先を切り替えることなくドット形成素子ＤＥに入力された場合にドット形成素子ＤＥに印加される電圧信号を示す図であって、温度測定用電圧部Ｃに対応する信号が増幅トランジスターＴＲ１によって増幅される場合を示す図である。図２Ａの例では増幅トランジスターＴＲ２の温度を測定することができたが、増幅トランジスターＴＲ１の温度を測定する場合は、温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データを、プリアンプＰＡからの出力が正電流となるデータとし、増幅トランジスターＴＲ２と同様に温度と温度測定制御部１０ｅが取得する電圧値との対応関係を取得しておくことで、増幅トランジスターＴＲ１についても上述した方法と同様に温度を測定することができる。
【００２９】
２．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。図３Ａ，図３Ｂ，図４は、増幅回路１１ｂ（または１１ｃ）から第二切替回路１１ｄ（または１１ｅ）に入力された電流がそのまま出力先を切り替えることなくドット形成素子ＤＥに入力された場合にドット形成素子ＤＥに印加される電圧信号を示す図である。例えば図３Ａに示すように、温度測定用電圧部Ｃの直前に電圧信号がグランド電位が一定期間保たれるようにしてもよい。そうすることにより、温度測定用電圧部Ｃの直前の電圧上昇部Ａ５に起因する信号の振動を減衰させ温度測定用電圧部Ｃの信号を安定させることができ、温度測定の精度を向上させることができる。なお、温度測定用電圧部Ｃは大電流を要さないので、グランド電位から温度測定用電圧部Ｃへの遷移で信号の振動が発生しない。
【００３０】
また、図３Ｂに示すように、温度測定用電圧部Ｃは、電圧下降部の勾配が最も大きい駆動電圧パルスである急勾配電圧パルス（駆動電圧パルスＡ）と当該急勾配電圧パルスに後続する駆動電圧パルスＢとの間に設けられてもよい。図３Ｂは、駆動電圧パルスＡ，Ｂにおいてピーク電圧ＶｈａとＶｈｂ、ＶｌａとＶｌｂが互いに同じであって、駆動電圧パルスＡの一方のピーク電圧を構成する定電圧部Ａ４に後続する電圧上昇部Ａ５の勾配θ１が、駆動電圧パルスＢの一方のピーク電圧である定電圧部Ｂ４に後続する電圧上昇部Ｂ５の勾配θ２よりも大きい（急である）ことを示している。ピーク電圧である定電圧部に後続する電圧上昇部の勾配が最も急な駆動電圧パルスＡ（急勾配電圧パルス）の直後に温度測定用電圧部Ｃを設ける場合は、配電圧パルスＡの電圧上昇部Ａ５の勾配より緩やかな電圧上昇部を有する駆動電圧パルスＢの直後に温度測定用電圧部Ｃを設ける場合よりも、ピーク電圧が出力されてから短時間のうちにトランジスターの温度を測定することができる。そのため、ピーク電圧出力時のトランジスターの温度により近い温度を測定することができる。
【００３１】
また、前記実施形態では、一記録画素に対応する周期Ｔ１において温度測定用電圧部が１回設けられている例を説明したが、周期Ｔ１における駆動電圧パルスと重複しない期間の長さに余裕があれば、複数回温度測定用電圧部を設けても良い。例えば、図２や図３において駆動電圧パルスＢの後であって次の周期Ｔ１の駆動電圧パルスＡの前にも温度測定用電圧部Ｃが設けられても良い。
また、図４に示すように、駆動電圧パルスＡと駆動電圧パルスＢとの間に、増幅トランジスターＴＲ１の温度を測定するための温度測定用電圧部Ｃ１（プリアンプＰＡからの出力を正電流）と、増幅トランジスターＴＲ２の温度を測定するための温度測定用電圧部Ｃ２（プリアンプＰＡからの出力が負電流）とが設けられていても良い。また例えば、Ｃ１とＣ２のうちのいずれか一方が駆動電圧パルスＡの後であって駆動電圧パルスＢの前に設けられ、Ｃ１とＣ２のうちの他方が駆動電圧パルスＢの後であって次の周期Ｔ１の駆動電圧パルスＡの前に設けられても良い。
なお、駆動電圧パルスの波形は上述した実施形態に示した例に限定されない。上述した実施形態に示した台形波よりも複雑な波形であってもよい。また、台形波でなくて例えば矩形波であってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１：画像形成装置、１０：主基板、１０ａ：記録媒体搬送制御回路、１０ｂ：キャリッジ駆動制御回路、１０ｃ：駆動データ生成回路、１０ｄ：印刷データ生成部、１０ｅ：温度測定制御部、１１：駆動信号生成回路、１１ｂ：増幅回路、１１ｃ：増幅回路、１１ｄ：第二切替回路、１１ｅ：第二切替回路、２０：キャリッジ、２１：印刷ヘッド、２１ａ：第一切替回路、２２：インクカートリッジ、３０：キャリッジ駆動部、３０ａ：キャリッジモーター制御回路、３０ｂ：キャリッジモーター、４０：記録媒体搬送部、５０：ファン駆動部、Ａ：駆動電圧パルス、Ａ１：電圧上昇部、Ａ２：定電圧部、Ａ３：電圧下降部、Ａ４：定電圧部、Ａ５：電圧上昇部、ＡＣ：アナログ変換器、Ｂ：駆動電圧パルス、Ｂ１：電圧上昇部、Ｂ２：定電圧部、Ｂ３：電圧下降部、Ｂ４：定電圧部、Ｂ５：電圧上昇部、Ｃ：温度測定用電圧部、ＣＬ：平滑化コンデンサ、ＤＥ：ドット形成素子、ＤＩ：デジタル積分器、ＰＡ：プリアンプ、ＲＲ１：抵抗器、ＲＲ２：抵抗器、ＴＲ１：増幅トランジスター、ＴＲ２：増幅トランジスター、Ｙ：出力点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドット形成素子に印加する駆動電圧パルスを生成するトランジスターの温度を測定する機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスターの接合温度を測定する方法が知られている（例えば特許文献１）。また、トランジスターを温度測定のための手段として用いることが知られている（例えば特許文献２，３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】昭６４−１６９７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５０８９７号公報
【特許文献３】特開２００１−１１６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドット形成素子に印加する駆動電圧パルスを生成するトランジスターが発熱すると、パルスの形状が変化しドット形成精度が低下する。そのため、発熱した場合にはファンを回す等してトランジスターを冷却し、トランジスターの温度を一定に保つことが望ましい。そのためにはトランジスターの温度を精度良く測定する必要がある。しかし、サーミスターなどの温度測定用の他の部品を用いる場合、部品点数が増加しコストが増加する。
本発明は、ドット形成素子に印加する駆動電圧パルスを生成するトランジスターの温度を簡易な構成で測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明の画像形成装置は、ドット形成素子と電圧信号生成回路と温度測定制御部と切替回路とを備える。ドット形成素子は、記録媒体にドットを形成するために記録剤を吐出する等のドット形成動作を行う。電圧信号生成回路が生成する電圧信号には、駆動電圧パルスと温度測定用電圧部とが含まれている。駆動電圧パルスは、ドット形成素子によるドット形成動作に寄与する電位変化を有する信号部を意味する。温度測定用電圧部は、駆動電圧パルスと駆動電圧パルスとの間に設けられる（温度測定用電圧部は駆動電圧パルスに重複しないように設けられる）。電圧信号生成回路は、トランジスターを含む増幅回路を用いて信号を増幅して、上述のような駆動電圧パルスや温度測定用電圧部を含む波形を有する電圧信号を生成する。切替回路は電圧信号生成回路によって生成された電圧信号に対応する信号の出力先をドット形成素子と温度測定制御部とで切り替える。切替回路は、駆動電圧パルスに対応する信号が増幅回路によって増幅される期間においては電圧信号をドット形成素子に出力し、温度測定用電圧部に対応する信号が増幅回路によって増幅される期間においては電圧信号を温度測定制御部に出力する。
【０００６】
温度測定制御部は電圧信号生成回路によって生成された電圧信号に基づいてトランジスターの温度を測定する。そのために温度測定制御部は、トランジスターの温度特性を予め取得している。すなわち、温度測定用電圧部を生成するための予め決められた大きさの信号（電流）をトランジスターに入力した場合に、トランジスターによって増幅された信号（電流）に対応する電圧信号の電圧値の温度特性を、温度測定制御部は予め取得しておく。そして、温度測定制御部は、ドット形成素子に出力される駆動電圧パルスの合間に設けられた温度測定用電圧部の電圧値を取得し、当該電圧値と予め取得しておいた温度特性とに基づいて、ドット形成素子の駆動の合間におけるトランジスターの温度を検出することができる。トランジスターが最も発熱するのは駆動電圧パルスを出力する期間であり、本発明によるとドット形成素子を駆動する合間にトランジスターの温度を測定することが可能であるので、トランジスターを含む増幅回路を冷却する等の対応の要否を細かく判断することができる。また、本発明によると、サーミスターなどの温度測定用の別の部品を設ける必要がないため部品点数を低減することができる。
【０００７】
本発明において、温度測定用電圧部は、ピーク電圧値の絶対値が最大の駆動電圧パルスである最大駆動電圧パルスと、当該最大駆動電圧パルスに後続する前記駆動電圧パルスと、の間に設けられてもよい。
最大駆動電圧パルス（ピーク電圧値が他の駆動電圧パルスのピーク電圧値に比べて最も高い駆動電圧パルス）に対応する信号（電流）の増幅時は最大電圧を含まない駆動電圧パルス（最大駆動電圧パルスのピーク電圧値よりピーク電圧値が低い駆動電圧パルス）に対応する信号（電流）の増幅時よりも、トランジスターの発熱が大きい。そのため、最大駆動電圧パルスの直後にトランジスターの温度を測定することによって、トランジスターが最も発熱していることが予想される期間の温度に近い温度を測定することができる。なお、最大駆動電圧パルスは、１記録画素に対してドットを形成する期間内に出力される駆動電圧パルスのうち最大電圧を含む駆動電圧パルスを意味する。仮に当該期間内に駆動電圧パルスが１個だけ出力される場合は、その駆動電圧パルスと、次の期間の最初に出力される駆動電圧パルスとの間に温度測定用電圧部が設けられる。また、仮に期間内に複数の駆動電圧パルスが出力され最大駆動電圧パルスはそのうちの最後に位置する場合は、期間の最後に位置する最大駆動電圧パルスと次の期間の最初に出力される駆動電圧パルスとの間に温度測定用電圧部が設けられる。
【０００８】
さらに本発明においては、駆動電圧パルスの後であって温度測定用電圧部の前に、電圧信号がグランド電位となってもよい。
駆動電圧パルス直後の電圧信号の振動をグランド電位期間で減衰させてから温度を測定することができるため、温度測定の精度を向上させることができる。
【０００９】
さらに本発明において、温度測定制御部は、トランジスターが温度測定用電圧部に対応する信号の増幅を開始してから所定時間経過後の温度測定用電圧部の電圧値に基づいてトランジスターの温度を測定してもよい。
駆動電圧パルスの後の電圧信号の振動を減衰させるために所定時間経過後から温度を測定することで、温度測定の精度を向上させることができる。したがって所定時間は、電圧信号の振動が減衰し安定するのに要する時間に基づいて設定される。
【００１０】
さらに本発明において、駆動電圧パルスは、電圧上昇部と定電圧部と電圧下降部とからなる台形波であり、その場合、温度測定用電圧部は、ピーク電圧となる定電圧部に後続する電圧上昇部または電圧下降部の勾配が最も大きい駆動電圧パルスである急勾配電圧パルスと当該急勾配電圧パルスに後続する駆動電圧パルスとの間に設けられてもよい。
例えば１記録画素に対してドットを形成する期間内においてピーク電圧値が同じ駆動電圧パルスが複数出力される場合に、電圧下降部の勾配が最も急な急勾配電圧パルスの直後に温度測定用電圧部を設ける構成は、急勾配電圧パルスの電圧下降部の勾配より緩やかな電圧下降部を有する駆動電圧パルスの直後に温度測定用電圧部を設ける構成よりも、ピーク電圧が出力されてから短時間のうちにトランジスターの温度を測定することができる。そのため、ピーク電圧出力時のトランジスターの温度により近い温度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置を示すブロック図。
【図２】（２Ａ）および（２Ｂ）は第一実施形態にかかる電圧信号を示す図。
【図３】（３Ａ）および（３Ｂ）は他の実施形態にかかる電圧信号を示す図。
【図４】他の実施形態にかかる電圧信号を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００１３】
１．第一実施形態
１−１．構成
図１は本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１のブロック図である。画像形成装置１は、印刷ヘッドを主走査方向に往復動させることにより記録媒体上に印刷画像を形成するシリアルインクジェットプリンターである。画像形成装置１は、主基板１０とキャリッジ２０とキャリッジ駆動部３０と記録媒体搬送部４０とファン駆動部５０とを備える。主基板１０は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭやＡＳＩＣ等が実装された基板であり、記録媒体搬送制御回路１０ａとキャリッジ駆動制御回路１０ｂと駆動データ生成回路１０ｃと印刷データ生成部１０ｄと温度測定制御部１０ｅと駆動信号生成回路１１を備える。駆動データ生成回路１０ｃと駆動信号生成回路１１とは電圧信号生成回路に相当する。
【００１４】
キャリッジ２０は、印刷ヘッド２１とインクカートリッジ２２とを備える。キャリッジ２０は主走査方向に移動する。印刷ヘッド２１は、複数のドット形成素子ＤＥと、ドット形成素子ＤＥごとに設けられた第一切替回路２１ａとを備える。ドット形成素子ＤＥは、一対の電極間に圧電材料を挟み込んだ圧電素子と、当該圧電素子の駆動により振動する振動板と、当該振動板を壁面として有するインク室と、当該インク室と連通するノズルとを備える。ドット形成素子ＤＥの圧電素子に駆動信号としての駆動電圧パルスを印加することにより、インク室内に充填されたインクが加減圧される。これにより、インク室に連通するノズルからインク滴が吐出され、当該インク滴が記録媒体に着弾してドットが形成される。また、キャリッジ２０に備えられたインクカートリッジ２２からノズルにインクが供給される。第一切替回路２１ａは、後述する２系統の増幅回路１１ｂ、１１ｃによって増幅された信号を入力し、第一切替信号に応じてドット形成素子ＤＥに入力する信号を切り替えることによってドット形成素子ＤＥに印加する駆動電圧パルスを切り替える。
【００１５】
駆動信号生成回路１１は、ドット形成素子ＤＥに印加するための駆動電圧パルスや温度測定用電圧部を含む電圧波形を有する信号を生成する回路であり、駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データに基づいて当該信号を生成する。駆動データ生成回路１０ｃは、印刷条件などに応じた２系統の信号を生成させるための駆動データを駆動信号生成回路１１に出力する。また駆動データ生成回路１０ｃは、駆動信号生成回路１１が生成する２系統の信号の出力先を切り替えるための第二切替信号を駆動信号生成回路１１が備える第二切替回路１１ｄおよび第二切替回路１１ｅに出力する。印刷データ生成部１０ｅは、印刷対象の画像データに基づいて解像度変換処理や色変換処理やハーフトーン処理や並べ替え処理等を順次実行することにより印刷データを生成し、印刷データに応じてドット形成素子ＤＥに印加する駆動電圧パルスを切り替えさせるために印刷データに応じた第一切替信号を第一切替回路２１ａに出力する。
【００１６】
駆動信号生成回路１１は、２個の増幅回路１１ｂ，１１ｃと２個の第二切替回路１１ｄ，１１ｅ（請求項に記載の切替回路に相当する）とを備える。増幅回路１１ｂ，１１ｃは互いに同一の回路構成を有しており、それぞれデジタル積分器ＤＩとアナログ変換器ＡＣとプリアンプＰＡと抵抗器ＲＲ１，ＲＲ２と増幅トランジスターＴＲ１，ＴＲ２と平滑化コンデンサＣＬとを備える。増幅回路１１ｂと増幅回路１１ｃとは、それぞれに入力された駆動データに基づいて互いに異なる波形の駆動電圧パルスに対応する信号を生成する（温度測定用電圧部の生成タイミングも互いに相違しうる）。
【００１７】
デジタル積分器ＤＩは駆動データ生成回路１０ｃから入力した駆動データを所定の微少時間周期ごとに積算した積算値を示すデータを生成し、当該データを順次アナログ変換器ＡＣに出力する。アナログ変換器ＡＣは、積算値を示すデータを電流パルスに変換し、プリアンプＰＡに出力する。プリアンプＰＡは、電流パルスのうち所定電流値よりも大きい成分を抽出した正電流パルスと、所定電流値以下の成分を抽出した負電流パルスとを生成する。そして、プリアンプＰＡは、正電流パルスを抵抗器ＲＲ１を介して増幅トランジスターＴＲ１のベースに出力し、負電流パルスを抵抗器ＲＲ２を介して増幅トランジスターＴＲ２のベースに出力する。増幅トランジスターＴＲ１はＮＰＮ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ１のコレクターは直流電源ＶＣＣに接続されている。一方、増幅トランジスターＴＲ２はＰＮＰ型のバイポーラトランジスターであり、増幅トランジスターＴＲ２のコレクターはグランドＧＮＤに接続されている。増幅トランジスターＴＲ１と増幅トランジスターＴＲ２のエミッター同士が出力点Ｙにて接続されており、当該出力点Ｙから第二切替回路１１ｄ，第一切替回路２１ａを介してドット形成素子ＤＥへ駆動電圧パルスに対応する信号が出力される。
【００１８】
ここで、正電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ１のベースに正の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間の抵抗が低下して、直流電源ＶＣＣによってエミッターの電圧が引き上げられる。一方、負電流パルスにより増幅トランジスターＴＲ２のベースに負の電流が供給される場合、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間の抵抗が低下してグランドＧＮＤによってエミッターの電圧が引き下げられる。なお、コレクター・エミッター間で電流が流れることによってトランジスターは発熱する。以上のように増幅回路１１ｂ，１１ｃは、いわゆるプッシュプル増幅回路を構成し、増幅した電流を出力点Ｙから出力する。なお、正電流パルスと負電流パルスとは、増幅トランジスターＴＲ１のコレクター・エミッター間と、増幅トランジスターＴＲ２のコレクター・エミッター間とを択一的に導通させるものであり、これらの一方が導通している場合には他方は導通しない。増幅回路１１ｂの出力点Ｙは第二切替回路１１ｄに接続されている。増幅回路１１ｃの出力点Ｙは第二切替回路１１ｅに接続されている。また、平滑化コンデンサＣＬは、ドット形成素子ＤＥに流れる電流を平滑化する。
【００１９】
第二切替回路１１ｄは、駆動データ生成回路１０ｃから出力された第二切替信号に応じて信号の出力先をドット形成素子ＤＥまたは温度測定制御部１０ｅに切り替える。同様に第二切替回路１１ｅは、駆動データ生成回路１０ｃから出力された第二切替信号に応じて信号の出力先をドット形成素子ＤＥまたは温度測定制御部１０ｅに切り替える。第二切替回路１１ｄは抵抗Ｒ１を介して温度測定制御部１０ｅと接続している。第二切替回路１１ｅは抵抗Ｒ２を介して温度測定制御部１０ｅと接続している。温度測定制御部１０ｅは図示しないＡ／Ｄ変換器を備えており、第二切替回路１１ｄおよび第二切替回路１１ｅから入力した信号（電流）が抵抗Ｒ１，Ｒ２を流れることにより生じた電圧を反映させた電圧値をデジタル値に変換し、当該デジタル値に基づいて増幅トランジスターＴＲ１，ＴＲ２の温度を測定する。
【００２０】
記録媒体搬送部４０は、図示しない搬送モーター制御回路や搬送モーターや搬送ローラーを備える。記録媒体搬送部４０は、主基板１０の記録媒体搬送制御回路１０ａから入力した搬送制御データに基づいて搬送モーター制御回路が搬送モーターを駆動させることにより、主走査方向に直交する副走査方向に記録媒体を搬送させる。
【００２１】
キャリッジ駆動部３０は、キャリッジモーター制御回路３０ａとキャリッジモーター３０ｂとを備える。キャリッジモーター制御回路３０ａはキャリッジ駆動制御回路１０ｂから入力した移動制御データに基づいてキャリッジモーター３０ｂの駆動信号を生成する。これにより、キャリッジモーター３０ｂが駆動し、キャリッジ２０が主走査方向に移動させられる。
ファン駆動部５０は、増幅回路１１ｂや増幅回路１１ｃに対して送風するファンと当該ファンを駆動するモーターとモーター制御回路等を含んで構成されている。ファン駆動部５０は、温度測定制御部１０ｅからの制御信号に応じてファンの駆動と停止を行う。
【００２２】
１−２．ドット形成素子の駆動と温度測定
図２Ａは、増幅回路１１ｂから第二切替回路１１ｄに入力された電流がそのまま出力先を切り替えることなくドット形成素子ＤＥに入力された場合にドット形成素子ＤＥに印加される電圧信号の波形を示す図である。ドット形成素子ＤＥに入力される電流とドット形成素子ＤＥに印加される電圧とは比例関係にあるので、ドット形成素子ＤＥに入力される電流波形も図２Ａと同様の波形である。同図では１記録画素に対応する周期Ｔ１において駆動電圧パルスＡと駆動電圧パルスＢが含まれていることを示している。駆動電圧パルスＡは、電圧上昇部Ａ１と定電圧部Ａ２と電圧下降部Ａ３と定電圧部Ａ４と電圧上昇部Ａ５とで構成される台形波である。駆動電圧パルスＢも同様に、電圧上昇部Ｂ１と定電圧部Ｂ２と電圧下降部Ｂ３と定電圧部Ｂ４と電圧上昇部Ｂ５とで構成される台形波である。駆動電圧パルスＢのピーク電圧Ｖｈｂ，Ｖｌｂ（定電圧部の電圧）の絶対値は、駆動電圧パルスＡのピーク電圧Ｖｈａ，Ｖｌａの絶対値よりも小さい。したがって周期Ｔ１内では駆動電圧パルスＡは最大駆動電圧パルスに相当する。本実施形態では、駆動電圧パルスＡの後であって駆動電圧パルスＢの前には温度測定用電圧部Ｃが設けられる。温度測定用電圧部Ｃは、任意の一定電圧で構成される。温度測定用電圧部Ｃは例えば、第二切替回路１１ｄによって温度測定用電圧部Ｃが温度測定制御部１０ｅに出力されることなくドット形成素子ＤＥに印加された（温度を測定しない場合）としても期間Ｔ１におけるインク滴の吐出量に影響を及ぼさない程度に絶対値が小さい電圧Ｖｃ（ただし≠ＧＮＤ）で構成される。また、温度測定用電圧部Ｃの期間は、駆動電圧パルスＡの終了から駆動電圧パルスＢの開始までの期間より短く、かつ、温度測定制御部１０ｅによる温度測定が可能な程度に長い期間であればよい。駆動データ生成回路１０ｃは、図２Ａに示すような波形の電圧信号に対応する信号を生成させるための駆動データを増幅回路１１ｂに出力し、増幅回路１１ｂは周期Ｔ１ごとに繰り返し当該駆動データに応じた信号を生成する。増幅回路１１ｃも、図２Ａとは異なる波形の電圧信号に対応する信号を生成するための駆動データを駆動データ生成回路１０ｃから取得し、当該駆動データに応じた信号を期間Ｔ１ごとに繰り返し生成する。
【００２３】
温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データは予め決められている。そのため本実施形態の構成において、温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データが増幅回路１１ｂや増幅回路１１ｃに入力された場合にプリアンプＰＡが出力する電流パルスの正負も、回路設計段階において特定することができる。例えば温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データに基づいてプリアンプＰＡから出力される電流パルスが負電流である場合、増幅トランジスターＴＲ２が動作する。複数の温度状況下において温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データを増幅回路１１ｂに入力した場合に温度測定制御部１０ｅが取得する電圧値と温度との対応関係が、予め取得されている。そして当該対応関係を示す情報が、温度測定制御部１０ｅがアクセス可能なＲＯＭなどに予め記録されている。増幅回路１１ｃで生成される信号に対応する温度測定用電圧部についても同様に、複数の温度状況下において温度測定用電圧部（不図示）を生成するための駆動データを増幅回路１１ｃに入力した場合に温度測定制御部１０ｅが取得する電圧値と温度との対応関係が予め取得され記録されている。トランジスターのベース電流が一定の場合、温度が高くなるほどコレクター・エミッター間の電流が大きくなるため、対応する電圧値の絶対値も大きくなる。なお、この事前準備の段階で測定する温度は、例えば増幅トランジスターＴＲ１やＴＲ２そのものの温度を温度測定用の別の装置を使用して測定される。
【００２４】
駆動データ生成回路１０ｃは、増幅回路１１ｂが温度測定用電圧部Ｃに対応する信号を増幅する期間においては当該信号を温度測定制御部１０ｅに出力させる信号（第二切替信号）を第二切替回路１１ｄに出力する。また、駆動データ生成回路１０ｃは、増幅回路１１ｂが温度測定用電圧部Ｃ以外に対応する信号を増幅する期間においては信号をドット形成素子ＤＥに出力させる信号（第二切替信号）を第二切替回路１１ｄに出力する。したがって駆動電圧パルスＡ，Ｂはドット形成素子ＤＥに出力され、温度測定用電圧部Ｃは温度測定制御部１０ｅに出力される。駆動電圧パルスＡ，Ｂがドット形成素子ＤＥに印加されることにより、ノズルからインク滴を吐出させることができる。第二切替回路１１ｅについても同様に、増幅回路１１ｃが温度測定用電圧部に対応する信号とそれ以外の部分に対応する信号の出力先が第二切替信号によって切り替えられる。
【００２５】
温度測定制御部１０ｅは、温度測定用電圧部Ｃに対応する信号の増幅期間の開始から所定時間ｔ経過後から所定のサンプリング時間（例えば１μｓｅｃ）内の電圧信号をＡ／Ｄ変換し、温度測定用電圧部Ｃの電圧値をデジタル値で取得する。温度測定用電圧部Ｃに対応する信号の増幅期間の開始から所定時間ｔ経過後の信号に対応する電圧信号を温度測定制御部１０ｅが取得することにより、駆動電圧パルスＡの電圧上昇部Ａ５直後の信号の振動を減衰させ安定した電圧値を温度測定の対象とすることが可能である。
【００２６】
図２Ａに示す例では温度測定用電圧部Ｃの電位が負となるような信号が生成されるので、温度測定制御部１０ｅは増幅回路１１ｂの増幅トランジスターＴＲ２によって生成された温度測定用電圧部Ｃの電圧値Ｖｃを取得することができる。そして、温度測定制御部１０ｅは当該電圧値Ｖｃと、前述の対応関係を示す情報とから、温度測定用電圧部Ｃが生成された際の増幅回路１１ｂに含まれる増幅トランジスターＴＲ２の温度を検出することができる。増幅回路１１ｃに含まれる増幅トランジスターＴＲ２の温度も同様に温度を検出することができる。温度測定制御部１０ｅは、検出した温度が所定の基準よりも高い場合には、ファン駆動部５０にファンを駆動させるための制御信号を送信する。また、検出した温度が所定の基準よりも低い場合には、ファン駆動部５０にファンの駆動を停止させる制御信号を送信する。
【００２７】
トランジスターが最も発熱するのは駆動電圧パルスのピーク電圧に対応する電流を増幅する期間であり、本実施形態によるとドット形成素子ＤＥを駆動する合間の期間を利用して、トランジスターの温度を測定することが可能である。そのため、トランジスターを含む増幅回路を冷却する等の対応が必要か否かを細かく判断することができる。また本実施形態によると、温度測定用の別の部品を設ける必要がないためコストを低減することができる。さらに本実施形態においては、温度測定用電圧部Ｃは、最大駆動電圧パルスである駆動電圧パルスＡとそれに後続する駆動電圧パルスである駆動電圧パルスＢの間に設けられている。駆動電圧パルスＡが生成される際の増幅トランジスターＴＲ１の温度は駆動電圧パルスＢが生成される際の増幅トランジスターＴＲ１の温度よりも、トランジスターの発熱が大きいため高い（駆動電圧パルスＡの方がＢよりピークが大きいため）。そのため、駆動電圧パルスＡの直後に増幅トランジスターＴＲ１の温度を測定することによって、増幅トランジスターＴＲ１が最も発熱している期間の温度に近い温度を測定することができる。
【００２８】
図２Ｂは、増幅回路１１ｂから第二切替回路１１ｄに入力された電流がそのまま出力先を切り替えることなくドット形成素子ＤＥに入力された場合にドット形成素子ＤＥに印加される電圧信号を示す図であって、温度測定用電圧部Ｃに対応する信号が増幅トランジスターＴＲ１によって増幅される場合を示す図である。図２Ａの例では増幅トランジスターＴＲ２の温度を測定することができたが、増幅トランジスターＴＲ１の温度を測定する場合は、温度測定用電圧部Ｃを生成するための駆動データを、プリアンプＰＡからの出力が正電流となるデータとし、増幅トランジスターＴＲ２と同様に温度と温度測定制御部１０ｅが取得する電圧値との対応関係を取得しておくことで、増幅トランジスターＴＲ１についても上述した方法と同様に温度を測定することができる。
【００２９】
２．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。図３Ａ，図３Ｂ，図４は、増幅回路１１ｂ（または１１ｃ）から第二切替回路１１ｄ（または１１ｅ）に入力された電流がそのまま出力先を切り替えることなくドット形成素子ＤＥに入力された場合にドット形成素子ＤＥに印加される電圧信号を示す図である。例えば図３Ａに示すように、温度測定用電圧部Ｃの直前に電圧信号がグランド電位が一定期間保たれるようにしてもよい。そうすることにより、温度測定用電圧部Ｃの直前の電圧上昇部Ａ５に起因する信号の振動を減衰させ温度測定用電圧部Ｃの信号を安定させることができ、温度測定の精度を向上させることができる。なお、温度測定用電圧部Ｃは大電流を要さないので、グランド電位から温度測定用電圧部Ｃへの遷移で信号の振動が発生しない。
【００３０】
また、図３Ｂに示すように、温度測定用電圧部Ｃは、電圧下降部の勾配が最も大きい駆動電圧パルスである急勾配電圧パルス（駆動電圧パルスＡ）と当該急勾配電圧パルスに後続する駆動電圧パルスＢとの間に設けられてもよい。図３Ｂは、駆動電圧パルスＡ，Ｂにおいてピーク電圧ＶｈａとＶｈｂ、ＶｌａとＶｌｂが互いに同じであって、駆動電圧パルスＡの一方のピーク電圧を構成する定電圧部Ａ４に後続する電圧上昇部Ａ５の勾配θ１が、駆動電圧パルスＢの一方のピーク電圧である定電圧部Ｂ４に後続する電圧上昇部Ｂ５の勾配θ２よりも大きい（急である）ことを示している。ピーク電圧である定電圧部に後続する電圧上昇部の勾配が最も急な駆動電圧パルスＡ（急勾配電圧パルス）の直後に温度測定用電圧部Ｃを設ける場合は、配電圧パルスＡの電圧上昇部Ａ５の勾配より緩やかな電圧上昇部を有する駆動電圧パルスＢの直後に温度測定用電圧部Ｃを設ける場合よりも、ピーク電圧が出力されてから短時間のうちにトランジスターの温度を測定することができる。そのため、ピーク電圧出力時のトランジスターの温度により近い温度を測定することができる。
【００３１】
また、前記実施形態では、一記録画素に対応する周期Ｔ１において温度測定用電圧部が１回設けられている例を説明したが、周期Ｔ１における駆動電圧パルスと重複しない期間の長さに余裕があれば、複数回温度測定用電圧部を設けても良い。例えば、図２や図３において駆動電圧パルスＢの後であって次の周期Ｔ１の駆動電圧パルスＡの前にも温度測定用電圧部Ｃが設けられても良い。
また、図４に示すように、駆動電圧パルスＡと駆動電圧パルスＢとの間に、増幅トランジスターＴＲ１の温度を測定するための温度測定用電圧部Ｃ１（プリアンプＰＡからの出力を正電流）と、増幅トランジスターＴＲ２の温度を測定するための温度測定用電圧部Ｃ２（プリアンプＰＡからの出力が負電流）とが設けられていても良い。また例えば、Ｃ１とＣ２のうちのいずれか一方が駆動電圧パルスＡの後であって駆動電圧パルスＢの前に設けられ、Ｃ１とＣ２のうちの他方が駆動電圧パルスＢの後であって次の周期Ｔ１の駆動電圧パルスＡの前に設けられても良い。
なお、駆動電圧パルスの波形は上述した実施形態に示した例に限定されない。上述した実施形態に示した台形波よりも複雑な波形であってもよい。また、台形波でなくて例えば矩形波であってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１：画像形成装置、１０：主基板、１０ａ：記録媒体搬送制御回路、１０ｂ：キャリッジ駆動制御回路、１０ｃ：駆動データ生成回路、１０ｄ：印刷データ生成部、１０ｅ：温度測定制御部、１１：駆動信号生成回路、１１ｂ：増幅回路、１１ｃ：増幅回路、１１ｄ：第二切替回路、１１ｅ：第二切替回路、２０：キャリッジ、２１：印刷ヘッド、２１ａ：第一切替回路、２２：インクカートリッジ、３０：キャリッジ駆動部、３０ａ：キャリッジモーター制御回路、３０ｂ：キャリッジモーター、４０：記録媒体搬送部、５０：ファン駆動部、Ａ：駆動電圧パルス、Ａ１：電圧上昇部、Ａ２：定電圧部、Ａ３：電圧下降部、Ａ４：定電圧部、Ａ５：電圧上昇部、ＡＣ：アナログ変換器、Ｂ：駆動電圧パルス、Ｂ１：電圧上昇部、Ｂ２：定電圧部、Ｂ３：電圧下降部、Ｂ４：定電圧部、Ｂ５：電圧上昇部、Ｃ：温度測定用電圧部、ＣＬ：平滑化コンデンサ、ＤＥ：ドット形成素子、ＤＩ：デジタル積分器、ＰＡ：プリアンプ、ＲＲ１：抵抗器、ＲＲ２：抵抗器、ＴＲ１：増幅トランジスター、ＴＲ２：増幅トランジスター、Ｙ：出力点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドット形成素子と、
前記ドット形成素子を駆動させる駆動電圧パルスと、当該駆動電圧パルス間に設けられる温度測定用電圧部と、を含む電圧信号を、トランジスターを含む増幅回路を用いて生成する電圧信号生成回路と、
前記電圧信号に基づいて前記トランジスターの温度を測定する温度測定制御部と、
前記トランジスターが前記駆動電圧パルスに対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記ドット形成素子に出力し、前記トランジスターが前記温度測定用電圧部に対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記温度測定制御部に出力する切替回路と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記温度測定用電圧部は、ピーク電圧値の絶対値が最大の前記駆動電圧パルスである最大駆動電圧パルスと、当該最大駆動電圧パルスに後続する前記駆動電圧パルスと、の間に設けられる、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動電圧パルスの後であって前記温度測定用電圧部の前に、前記電圧信号がグランド電位となる、
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度測定制御部は、前記トランジスターが前記温度測定用電圧部に対応する信号の増幅を開始してから所定時間経過後の前記温度測定用電圧部の電圧値に基づいて前記トランジスターの温度を測定する、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動電圧パルスは、電圧上昇部と定電圧部と電圧下降部とからなる台形波であり、
前記温度測定用電圧部は、ピーク電圧となる前記定電圧部に後続する前記電圧上昇部または前記電圧下降部の勾配が最も大きい前記駆動電圧パルスである急勾配電圧パルスと、当該急勾配電圧パルスに後続する前記駆動電圧パルスと、の間に設けられる、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１】
ドット形成素子と、
前記ドット形成素子を駆動させる駆動電圧パルスと、当該駆動電圧パルス間に設けられる温度測定用電圧部と、を含む電圧信号を、トランジスターを含む増幅回路を用いて生成する電圧信号生成回路と、
前記電圧信号に基づいて前記トランジスターの温度を測定する温度測定制御部と、
前記トランジスターが前記駆動電圧パルスに対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記ドット形成素子に出力し、前記トランジスターが前記温度測定用電圧部に対応する信号を増幅する期間においては前記電圧信号を前記温度測定制御部に出力する切替回路と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記温度測定用電圧部は、ピーク電圧値の絶対値が最大の前記駆動電圧パルスである最大駆動電圧パルスと、当該最大駆動電圧パルスに後続する前記駆動電圧パルスと、の間に設けられる、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動電圧パルスの後であって前記温度測定用電圧部の前に、前記電圧信号がグランド電位となる、
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度測定制御部は、前記トランジスターが前記温度測定用電圧部に対応する信号の増幅を開始してから所定時間経過後の前記温度測定用電圧部の電圧値に基づいて前記トランジスターの温度を測定する、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動電圧パルスは、電圧上昇部と定電圧部と電圧下降部とからなる台形波であり、
前記温度測定用電圧部は、ピーク電圧となる前記定電圧部に後続する前記電圧上昇部または前記電圧下降部の勾配が最も大きい前記駆動電圧パルスである急勾配電圧パルスと、当該急勾配電圧パルスに後続する前記駆動電圧パルスと、の間に設けられる、
請求項１に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２２４０１２（Ｐ２０１２−２２４０１２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４７７９（Ｐ２０１１−９４７７９）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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