記録装置
【課題】小容量で安価なコンデンサを選択しつつも、専用の温度検出部品を付加することなく、コンデンサの過度の温度上昇を防止することが可能な記録装置を提供すること。
【解決手段】温度推定部８４は、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度検出部８７により検出された環境温度とに基づいて、ドライバＩＣ５２とアクチュエータユニット２１にそれぞれ電気的に接続されたコンデンサ６０の内部温度を推定する。そして、この温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度が所定の許容温度を超えたときには、ドライバ制御部８５は、コンデンサ６０の内部温度が許容温度以下となるまで、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止する。
【解決手段】温度推定部８４は、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度検出部８７により検出された環境温度とに基づいて、ドライバＩＣ５２とアクチュエータユニット２１にそれぞれ電気的に接続されたコンデンサ６０の内部温度を推定する。そして、この温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度が所定の許容温度を超えたときには、ドライバ制御部８５は、コンデンサ６０の内部温度が許容温度以下となるまで、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に文字や画像等を記録する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被記録媒体に所望の文字や画像等を記録する記録装置において、記録素子を駆動する駆動回路（ドライバ）には、その駆動特性を安定させるなどの目的でコンデンサ（電解コンデンサ）が設けられていることが多い。例えば、記録速度を高めるために記録素子を高い周波数で駆動する必要があるときに、複数の記録素子と駆動回路とを接続する配線のインダクタンスが大きいと、駆動電流が記録素子に瞬時に供給されず、所望の駆動特性を得ることができない。そこで、このような場合には、駆動回路と記録素子の間にコンデンサを配置して記録素子から見たインピーダンスを低下させることにより、駆動電流を瞬時に供給することができるようになり、駆動特性をより安定させることが可能となる。
【０００３】
ところで、記録素子の駆動時には瞬間的に大きな電流が流れ、その際に生じる損失（特に、交流成分であるリプル電流に起因する発熱）によりコンデンサの内部温度が上昇する。そして、コンデンサの内部温度が過度に上昇すると、コンデンサ内部の電解液がガスとして抜けてしまい、寿命低下につながる。ここで、リプル電流が生じたときの発熱によるコンデンサの温度上昇は、コンデンサ内部の等価直列抵抗（ＥＳＲ）に比例する。また、容量が大きいコンデンサほど一般的に等価直列抵抗が小さい。従って、大容量のコンデンサを選択すればリプル電流による温度上昇を抑えることができるが、一般的に大容量のコンデンサはサイズが大きく高価であることから、前述した駆動特性の安定のために必要な容量以上のコンデンサを選択することは、装置の大型化及び装置コストの上昇につながる。そこで、小容量の安価なコンデンサが選択されるとともに、このコンデンサの過度の温度上昇を防止するための構成を記録装置が備えていることが好ましい。
【０００４】
この課題に関連する技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載された感熱プリンタの定着装置は、感熱記録紙に定着光を照射するＸｅランプと、このＸｅランプへの印加電圧が充電される電解コンデンサと、電解コンデンサの表面温度を測定する温度センサとを備えている。そして、この定着装置は、温度センサで測定された電解コンデンサの表面温度が予め設定された設定温度以上であるときに、Ｘｅランプの発光を中止するように構成されており、電解コンデンサの過度の温度上昇を防止できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０３９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に開示されている技術を用いれば、容量が小さく安価なコンデンサを選択した場合でも、このコンデンサの過度の温度上昇を防止することが可能である。しかし、一方で、電解コンデンサの表面温度を測定するための専用の温度センサが必要になるため、その分、装置のコストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、小容量で安価なコンデンサを選択しつつも、専用の温度検出部品を付加することなく、コンデンサの過度の温度上昇を防止することが可能な記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
第１の発明の記録装置は、記録素子を駆動する素子駆動手段と、この素子駆動手段を制御する駆動制御手段と、前記素子駆動手段に電気的に接続されたコンデンサと、前記素子駆動手段の動作温度を検出する第１温度検出手段と、前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度に基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定する温度推定手段とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
この構成によれば、温度推定手段が、第１温度検出手段により検出された素子駆動手段の動作温度に基づいて、コンデンサの内部温度を推定することから、このコンデンサの内部温度を監視することができる。従って、記録装置のコスト低減及び小型化を実現するために容量が小さく安価なコンデンサが選択された場合でも、推定された内部温度に基づいて素子駆動手段の駆動状態を変更してコンデンサの過度の温度上昇を防止する、あるいは、コンデンサの内部温度が上昇していることを使用者に対して警告することなどが可能になる。また、コンデンサの内部温度を監視するための専用の温度センサ等を設ける必要がないため、記録装置のコストを抑制できる。
【００１０】
第２の発明の記録装置は、前記第１の発明において、周囲の環境温度を検出する第２温度検出手段をさらに備え、前記温度推定手段は、前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度と前記第２温度検出手段により検出された前記環境温度とに基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定することを特徴とするものである。この構成によれば、温度推定手段が、第１温度検出手段により検出された素子駆動手段の動作温度と第２温度検出手段により検出された周囲の環境温度の両方に基づいて、コンデンサの内部温度を推定することから、推定精度が高くなる。
【００１１】
第３の発明の記録装置は、前記第２の発明において、前記温度推定手段は、前記素子駆動手段の動作温度及び前記環境温度と前記コンデンサの内部温度とを対応させるテーブルを有することを特徴とするものである。この構成によれば、コンデンサの内部温度の推定を容易に行うことができる。
【００１２】
第４の発明の記録装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記コンデンサの内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とするものである。この構成によれば、小容量のコンデンサを選択しつつ、このコンデンサの過度の温度上昇を確実に防止できる。
【００１３】
第５の発明の記録装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動の間隔を長くすることを特徴とするものである。この構成によれば、小容量のコンデンサを選択しつつ、このコンデンサの過度の温度上昇を防止できる。
【００１４】
第６の発明の記録装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記温度推定手段は、前記素子駆動手段により前記記録素子が駆動されたと仮定したときの、仮想的な前記コンデンサの内部温度を推定し、前記温度推定手段により推定された、仮想的な前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えているときには、前記駆動制御手段は、その仮想的な内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とするものである。この構成によれば、次に記録素子が駆動されることによってコンデンサの内部温度が許容温度を超えると予測されるときには、その記録素子の駆動が禁止されるため、コンデンサの過度の温度上昇をさらに確実に防止することができる。
【００１５】
第７の発明の記録素子は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記記録素子は、インクを吐出するノズルと前記ノズルに連通するインク流路とが形成された流路ユニットに接着されて、前記素子駆動手段によって駆動電圧が印加されたときに前記ノズルからインクを吐出させるように構成され、前記コンデンサは、前記素子駆動手段と並列に接続されているとともに、前記記録素子の駆動によって前記素子駆動手段に最大負荷がかかったときに、少なくとも前記記録素子に印加される電圧が前記駆動電圧に維持されるような静電容量を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
この構成によれば、記録素子を駆動する上で素子駆動手段に最大負荷がかかるようなときであっても、適切な容量を有するコンデンサの働きによって、記録素子に印加される電圧が、適正なインク吐出をするのに必要な駆動電圧に維持されるため、ノズルからのインクの吐出が確実に行われることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録用紙にインクを噴射して文字や画像等を記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。
【００１８】
まず、本実施形態に係るプリンタ１（記録装置）の構成について簡単に説明する。図１に示すように、プリンタ１は、図１の紙面垂直方向に延びる４つのライン型インクジェットヘッド２を備え、これら４つのインクジェットヘッド２から４種類（シアン、マゼンタ、イエロー、及び、ブラック）のインクを記録用紙Ｐに噴射してカラー画像を記録可能なカラーインクジェットプリンタである。また、プリンタ１は、給紙装置１１４、紙受け部１１６、及び、搬送ユニット１２０を備えており、インクジェットヘッド２、給紙装置１１４、搬送ユニット１２０等の動作は、プリンタ制御部８０（図７参照）によりそれぞれ制御される。
【００１９】
給紙装置１１４は、積層された複数の矩形記録用紙Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある記録用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有する。用紙収容部１１５内には、記録用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って、２対の送りローラ１１８ａ、１１８ｂ；１１９ａ、１１９ｂが配置されている。また、給紙ローラ１４５は給紙モータ８１（図７参照）により回転駆動される。そして、この給紙ローラ１４５により給紙装置１１４から取り出された記録用紙Ｐは、送りローラ１１８ａ、１１８ｂによって図１中の上方へ送られ、その後、送りローラ１１９ａ、１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて左方へ送られる。
【００２０】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた駆動ローラ１０６及び従動ローラ１０７とを備えている。従動ローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されており、記録用紙Ｐがこれら２つのローラ１３８，１３９に挟み込まれて、搬送ベルト１１１の搬送面（上面）に押しつけられるようになっている。
【００２１】
また、駆動ローラ１０６は搬送モータ８２（図７参照）により図１中の矢印Ａの方向に回転駆動される。そして、給紙装置１１４から搬送ユニット１２０に送られてきた記録用紙Ｐは、搬送ベルト１１１により左方へ搬送されながら、その上面に４つのインクジェットヘッド２によって所望の文字や画像等が記録される。尚、搬送ユニット１２０の左方には、搬送されてきた記録用紙Ｐを搬送ベルト１１１の搬送面から剥離する剥離プレート１４０が設けられている。さらに、画像等が記録された後の記録用紙Ｐは、２対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ；１２２ａ、１２２ｂにより紙受け部１１６に送られ、この紙受け部１１６において、複数の記録用紙Ｐが重なり合うように載置される。
【００２２】
次に、インクジェットヘッド２について説明する。図２は、インクジェットヘッド２の長手方向に直交する鉛直面に関する縦断面図である。図２に示すように、インクジェットヘッド２は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とを含むヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上面に配置され、このヘッド本体７０にインクを供給するリザーバユニット７１と、インクジェットヘッド２の動作を制御するヘッド制御部８３（図７参照）が設けられたヘッド基板５４とを備えている。
【００２３】
ヘッド本体７０は、インクを噴射するノズルを含むインク流路が形成された流路ユニット４の上面に、アクチュエータユニット２１が配置された構成を有する。図２、図３に示すように、流路ユニット４の上面には、内部のインク流路に連通する１０個のインク供給口５ｂが形成されている。また、アクチュエータユニット２１の上面には、ドライバＩＣ５２が実装されたフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）５０が接続されている。また、ＦＰＣ５０は、リザーバユニット７１の上方において水平に配置されたヘッド基板５４にもコネクタ５４ａを介して接続されている。そして、ヘッド基板５４に設けられたヘッド制御部８３（図７参照）からの指令に基づいて、ドライバＩＣ５２が、ＦＰＣ５０に設けられた配線を介してアクチュエータユニット２１に駆動信号を供給するように構成されている。さらに、ヘッド基板５４には、コンデンサ６０（本実施形態では、電解コンデンサ）がドライバＩＣ５２に対して並列接続となるように配設されており、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動特性の安定化が図られている。流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１の詳細な構成については、後ほどさらに詳しく説明する。
【００２４】
リザーバユニット７１は、ヘッド本体７０の上方に配置されている。このリザーバユニット７１は、その内部にインクを収容するインクリザーバ７１ａを備えており、このインクリザーバ７１ａは流路ユニット４のインク供給口５ｂに連通している。従って、このインクリザーバ７１ａ内のインクは、インク供給口５ｂを介して流路ユニット４内のインク流路に供給される。
【００２５】
尚、以上説明したアクチュエータユニット２１、リザーバユニット７１、ヘッド基板５４、及び、ＦＰＣ５０等は、サイドカバー５３とヘッドカバー５５とからなるカバー部材５８により覆われており、外部に飛散するインクやインクミストが浸入するのが防止されている。尚、このカバー部材５８は金属材料で形成されている。また、リザーバユニット７１の側面とＦＰＣ５０との間の、ＦＰＣ５０を挟んでドライバＩＣ５２と反対側の位置には、弾力性を有するスポンジ５１が介装されており、このスポンジ５１により、ドライバＩＣ５２がサイドカバー５３の内面に押しつけられている。従って、ドライバＩＣ５２で発生した熱が金属製のカバー部材５８を介して速やかに外部へ放散されるようになっている。ここでは、カバー部材５８は放熱部材としても機能している。
【００２６】
次に、ヘッド本体１３について詳細に説明する。図３は図２のヘッド本体１３の平面図であり、図４は、図３中の一点鎖線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。図３及び図４に示すように、ヘッド本体１３の流路ユニット４には、４つの圧力室群９を構成する多数の圧力室１０及びこれらの圧力室１０にそれぞれ連通した多数のノズル８が形成されている。流路ユニット４の上面には、台形形状を有する４つのアクチュエータユニット２１が千鳥状に２列に配列された状態でそれぞれ接着されている。
【００２７】
アクチュエータユニット２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、多数のノズル８の出射口が配置されたインク吐出領域となっている。また、図４に示すように、流路ユニット４の上面には、平面視で略菱形形状の圧力室１０が２方向に沿ってマトリックス状に配列されている。尚、流路ユニット４の上面において１つのアクチュエータユニット２１の接着領域に対向した領域内に位置する複数の圧力室１０が、１つの圧力室群９を構成している。
【００２８】
本実施形態では、図３に示すように、流路ユニット４の長手方向に等間隔に並ぶ圧力室１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１０の数は、アクチュエータユニット２１の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。また、ノズル８もこの圧力室１０と同様の配置がされている。これにより、全体として、６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。
【００２９】
図３、図４に示すように、流路ユニット４内には、インク流入口５ｂに連なるマニホールド流路５と、このマニホールド流路５から分岐する副マニホールド流路５ａが形成されている。マニホールド流路５は、アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路ユニット４の長手方向と交差して配置されている。２つのアクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド流路５が、隣接するアクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド流路５の両側から分岐している。また、副マニホールド５ａは、台形形状のインク吐出領域と対向する領域において、流路ユニット４の長手方向に延在している。
【００３０】
図４に示すように、多数のノズル８は流路ユニット４の長手方向に配列されている。各ノズル８は、圧力室１０と絞り流路であるアパーチャ１２を介して副マニホールド流路５ａと連通している。尚、図面を分かりやすくするために、図４においては、アクチュエータユニット２１が二点鎖線で描かれており、さらに、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０、アパーチャ１２が実線で描かれている。
【００３１】
さらに、ヘッド本体１３の断面構造について説明する。上述のように、ヘッド本体１３は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とが貼り合わされたものである。図５に示すように、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の、９枚の金属プレートが積層された積層構造を有する。そして、これらの金属プレート２２〜３０にそれぞれ形成された孔により、流路ユニット４内に、副マニホールド５ａの出口からアパーチャ１２、圧力室１０を介してノズル８に至る、個別インク流路３２が形成されている。
【００３２】
次に、アクチュエータユニット２１について説明する。図６（ａ），（ｂ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、積層された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４と、最上層の圧電シート４１の上面に形成された複数の個別電極３５と、２枚の圧電シート４１、４２の間に配置された共通電極３４とを備えている。
【００３３】
圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなり、ヘッド本体１３内の１つのインク吐出領域内に形成された、１つの圧力室群９（図３、図４参照）に属する全ての圧力室１０に跨って配置されている。
【００３４】
複数の個別電極３５と共通電極３４は、共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。図６（ｂ）に示すように、個別電極３５は、圧力室１０よりも一回り小さい略菱形の平面形状を有する。略菱形の個別電極３５の一方の鋭角部は、キャビティプレート２２の圧力室１０が形成されていない部分（桁部）にまで延出されており、その延出部の先端部に凸状のランド３６が形成されている。このランド３６は、例えばガラスフリットを含む金からなる。また、ランド３６には、ＦＰＣ５０に設けられた配線が接続される。つまり、複数の個別電極３５は、ランド３６及びＦＰＣ５０を介してドライバＩＣ５２に接続されており、これら複数の個別電極３５に対して、ドライバＩＣ５２から選択的に所定の駆動電圧が印加されるようになっている。
【００３５】
最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に亙って共通電極３４が介在している。そのため、最上層の圧電シート４１の圧力室１０に対向する部分が、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれることになり、この部分は、個別電極３５と共通電極３４との間に電位差が生じたときに、分極方向と直交する方向に収縮する活性部となる。つまり、４枚の圧電シート４１からなる積層体中には、図６に示すようなアクチュエータの単位構造が圧力室１０毎に作り込まれており、これにより１つのアクチュエータユニット２１が構成されている。尚、最上層の圧電シート４１の上面には、複数の個別電極３５とともに表面電極（図示省略）が形成されており、この表面電極と共通電極３４は、圧電シート４１を貫通するスルーホールを介して電気的に接続されている。そして、複数の個別電極３５と同様に、この表面電極もＦＰＣ５０に設けられた配線と接続される。つまり、共通電極３４は、表面電極及びＦＰＣ５０を介してドライバＩＣ５２に接続されている。さらに、共通電極３４は、ドライバＩＣ５２により所定の基準電位（例えば、グランド電位）に保持されている。
【００３６】
次に、インク噴射時におけるアクチュエータユニット２１の動作について説明する。インク噴射時には、ヘッド基板５４（図２参照）に設けられたヘッド制御部８３（図７参照）の指令に基づいてドライバＩＣ５２により個別電極３５に駆動電圧が印加される。ところで、アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、最上層の圧電シート４１を活性部が存在する層とし、下側の３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、ドライバＩＣ５２により個別電極３５に正又は負の電位が付与されたときには、例えば電界方向と分極方向とが同じ方向であれば圧電シート４１中の、両電極３４，３５に挟まれた電界印加部分が活性部として働き、圧電横効果により分極方向と直交する面方向に縮む。一方、下側３枚の圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まない。そのため、最上層の圧電シート４１と下層の３枚の圧電シート４２〜４４との間で、面方向に関する歪みに差が生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側（下側）に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。
【００３７】
このとき、図６（ａ）に示すように、圧電シート４１〜４４の下面はキャビティプレート２２の上面（桁部）に固定されているので、結果的に、４枚の圧電シート４１〜４４は圧力室１０側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５への駆動電圧の印加が解除され、その電位が共通電極３４と同じ電位に戻ったときには、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、マニホールド５側からインクが吸い込まれる。
【００３８】
また、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇するため、ノズル８からインクが吐出される。
【００３９】
尚、以上の説明において、１つのノズル８とこのノズル８に連なる１つの圧力室１０、及び、この圧力室１０に対応するアクチュエータユニット２１の一部分が、ドライバＩＣ５２（素子駆動手段）により駆動されて記録用紙Ｐに１つの画素を記録する、本発明の記録素子に相当する。
【００４０】
ところで、外部のヘッド駆動電源９２（図７参照）と接続されるヘッド基板５４とアクチュエータユニット２１の複数の個別電極３５は、図２のようにリザーバユニット７１の側面からその下側まで延びる、比較的長いＦＰＣ５０を介して互いに接続されており、ＦＰＣ５０に設けられた配線のインダクタンスはある程度大きいものとなっている。そのため、記録速度を上げるために、ドライバＩＣ５２により高い周波数でアクチュエータユニット２１を駆動したときには、給電系統のインピーダンスが無視できなくなり、結果的に電圧降下が生じて、個別電極３５に所望の駆動電流を瞬時に供給できなくなる虞がある。別の言い方をすれば、アクチュエータユニット２１の各個別電極３５と共通電極３４、及び、これら両電極３４，３５に挟まれた誘電体（ＰＺＴ）としての圧電シート４１（図６（ａ）参照）という構成から、一種のコンデンサ（以下の説明において、ＰＺＴコンデンサという）が構成されていると見ることができるが、このアクチュエータユニット２１のＰＺＴコンデンサを、所定の駆動周期内に十分に充電することができなくなってしまう。この場合には、適切なタイミングで圧力室１０内のインクに所望の圧力を付与することができず、所望の液滴噴射特性（液適体積、液滴速度など）を実現することが不可能になる。
【００４１】
そこで、図７に示すように、ドライバＩＣ５２の駆動特性を安定させるためのコンデンサ６０が、ドライバＩＣ５２に電気的に接続されている。このコンデンサ６０としては、例えば、アルミ電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ、高分子固体電解コンデンサ等の、電解コンデンサを用いることができる。また、このコンデンサ６０は、ドライバＩＣ５２と並列に接続されている。このようなコンデンサ６０が設けられることによって、ドライバＩＣ５２からアクチュエータユニット２１への給電系統におけるインピーダンスが低下し、駆動特性がより安定することになる。
【００４２】
このコンデンサ６０は、ヘッド駆動電源９２に対しては直列に接続されており、ドライバＩＣ５２が駆動中にヘッド駆動電源９２から充電される。ヘッド駆動電源９２の能力によっては、いくつものＰＺＴコンデンサを充電するときに、瞬間的に電力の供給不足に陥ることがある。このとき、コンデンサ６０が放電することで、この供給不足を補う働きをしている。このようにして、アクチュエータユニット２１の駆動安定性が保たれている。
【００４３】
このコンデンサ６０の容量は、概略的には以下のようにして決定される。コンデンサ６０の容量をＣ０、同時に駆動（充電）されるアクチュエータユニット２１のＰＺＴコンデンサの総容量をＣ１、ドライバＩＣ５２の電源電圧をＶ１、所定の駆動周期において個別電極３５に印加される必要のある最低電圧をＶ２、駆動周期での充放電回数をｎとすると、数式１の関係が成立する。
【００４４】
【数１】
【００４５】
つまり、高周波駆動時の駆動電圧をＶ２以上確保するためには、数式１により決定される容量Ｃ０以上の容量を有するコンデンサ６０を選択すればよいことになる。尚、高周波駆動時のインピーダンスをさらに低下させるために、コンデンサ６０として、電解コンデンサに加えて、これと並列にセラミックコンデンサがさらに設けられていてもよい。
【００４６】
次に、プリンタ１の構成について図７を参照して説明する。プリンタ１は、プリンタ制御部８０や電源を有する。プリンタ制御部８０はプリンタ１の種々の装置（電気回路、給紙装置１１４、搬送ユニット１２０等）の動作を制御し、電源はプリンタ制御部８０を含めて各装置の動作に必要な電力を供給している。尚、説明の都合上、図７には、電源として、上述のヘッド駆動電源９２だけが示されている。
【００４７】
図７に示すように、プリンタ１のプリンタ制御部８０は、インクジェットヘッド２のインク噴射動作、給紙ローラ１４５による給紙動作、搬送ユニット１２０による記録用紙Ｐの搬送動作等の、プリンタ１の各種動作の制御を司るものであり、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read-Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力インターフェースやバス等で構成されている。そして、プリンタ制御部８０は、ＰＣ等の外部入力装置９０から入力された記録画像等に関するデータに基づいて、インクジェットヘッド２のドライバＩＣ５２、給紙ローラ１４５（図１参照）を駆動する給紙モータ８１、駆動ローラ（図１参照）を駆動する搬送モータ８２等、プリンタ１を構成する種々の装置を制御する。
【００４８】
また、インクジェットヘッド２のヘッド基板５４（図２参照）には、インクジェットヘッド２のインク噴射動作を制御するヘッド制御部８３が設けられている。このヘッド制御部８３も、プリンタ制御部８０と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されている。そして、ヘッド制御部８３は、ＦＰＣ５０（図２参照）に実装されたドライバＩＣ５２と、ＦＰＣ５０に設けられた配線を介して電気的に接続されており、このドライバＩＣ５２（素子駆動手段）を制御するドライバ制御部８５（駆動制御手段）を備えている。また、前述したように、ドライバＩＣ５２とアクチュエータユニット２１の個別電極３５及び共通電極３４も、ＦＰＣ５０に設けられた配線を介して電気的に接続されている。つまり、ドライバＩＣ５２は、ヘッド制御部８３のドライバ制御部８５から送られた信号に基づいて、複数の個別電極３５に所定の駆動電圧を選択的に印加するように構成されている。尚、このときに必要とされる電力は、ヘッド駆動電源９２によって供給され、瞬間的に生じる電力の不足分は、コンデンサ６０によって補われる。つまり、アクチュエータユニット２１は、ドライバＩＣ５２を介してヘッド駆動電源９２及びコンデンサ６０と電気的に接続されている。
【００４９】
尚、ドライバＩＣ５２には、その動作時の温度が所定の動作上限温度（例えばＩＣの定格温度が１２０℃の場合には、１００℃程度）を超えていないかを監視するために、ドライバＩＣ５２の動作温度を検出するドライバ温度検出部８６（第１温度検出手段）が内蔵されている。このドライバ温度検出部８６としては半導体温度センサ（ＰＮ接合ダイオード温度センサ）などを用いることができる。また、ヘッド基板５４には、インクジェットヘッド２の周囲の環境温度を検出する環境温度検出部８７（第２温度検出手段）が設けられている。この環境温度検出部８７としては、半導体温度センサやサーミスタなどを用いることができる。そして、ドライバ温度検出部８６で検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と、環境温度検出部８７で検出された環境温度は、それぞれヘッド制御部８３に送られる。
【００５０】
尚、環境温度が変化するとインクの粘度が変化するため、環境温度によって所望の液滴噴射特性を実現するために必要な駆動電圧の値は異なる。そこで、ヘッド制御部８３は、ドライバＩＣ５２によりアクチュエータユニット２１の個別電極３５に印加される駆動電圧の値を、環境温度検出部８７で検出された環境温度に応じた適切な値に適宜設定するように構成されている。尚、駆動電圧の値を変える代わりに、印加される電圧パルスの幅を変えてもよい。この場合には、電源の回路構成が簡素化される。
【００５１】
ところで、前述したように、ドライバＩＣ５２には、アクチュエータユニット２１の駆動特性を安定させるためのコンデンサ６０が並列に接続されている。駆動特性の安定化という観点からは、コンデンサ６０の容量は、前述したように、電圧降下が所定の範囲内に収まるように数式１の関係を最低限満たしていればよい。これによって印字品質を一定に保てる。さらに理想的には、例えば、印字条件として全面ベタ印字のとき、つまり、アクチュエータユニット２１を駆動する上でドライバＩＣ５２に最大の負荷がかかるようなときであっても、コンデンサ６０の容量は、少なくとも各ＰＺＴコンデンサの電極間に印加される電圧が所定の駆動電圧（適正なインク吐出をするための電圧）とほぼ同じとなるような容量がよい。
【００５２】
しかし、アクチュエータユニット２１の駆動時には、時として瞬間的にヘッド駆動電源９２の能力を超える大きなリプル電流が要求され、電力供給に補助的な働きをするコンデンサ６０にこのようなリプル電流が流れることになる。そして、リプル電流による発熱によってコンデンサ６０の内部温度が上昇し、この内部温度がコンデンサ６０の定格温度を超えてしまうと、その寿命が低下してしまうことから、実際には、この内部温度上昇をも考慮してコンデンサ６０の容量を決定する必要がある。
【００５３】
コンデンサ６０に発生する電流の直流分による損失は無視できるほど小さいため、コンデンサ６０の損失は、交流成分であるリプル電流の２乗とコンデンサ６０の内部の等価直列抵抗の積となる。そして、この損失がほとんど全て発熱となり、さらに、コンデンサ６０の温度が熱平衡状態に達した場合には、コンデンサ６０の温度上昇はその発熱量と比例関係になる。つまり、コンデンサ６０の温度上昇は、等価直列抵抗に比例し、リプル電流の２乗に比例する。そのため、コンデンサ６０の温度上昇を小さくするには、等価直列抵抗はできるだけ小さいことが好ましい。
【００５４】
しかし、一般的には、コンデンサ６０の容量が大きいほど等価直列抵抗は小さくなる。従って、リプル電流による内部温度上昇を小さくしようとすると、容量の大きなコンデンサが必要となる。特に、多くのＰＺＴコンデンサが同時駆動されて、コンデンサ６０に大きなリプル電流が生じる頻度の高いインクジェットヘッドの場合には、一般的には、前述した電圧降下抑制の条件よりも、リプル電流による温度上昇がコンデンサ６０の容量決定の際の制約条件となることが多い。
【００５５】
具体例を挙げてさらに詳細に説明する。リプル電流は簡易的には以下のようにして算出できる。個別電極３５に印加される駆動電圧をＶ、駆動周波数をＦ、アクチュエータユニット２１の１つのＰＺＴコンデンサの容量をＣ、同時に充電されるＰＺＴコンデンサの数（同時に駆動電圧Ｖが印加される個別電極３５の数）をｎ、ドライバＩＣ５２の充電時ピーク電流をＩｐとすると、等価駆動時間ｔ＝Ｖ・Ｃ／Ｉｐとなることから、リプル電流Ｉｒは数式２のようになる。
【００５６】
【数２】
【００５７】
例えば、１つのノズルに対応する１つのＰＺＴコンデンサ容量Ｃ＝２２０ｐＦ、ドライバＩＣ５２の駆動電圧Ｖ＝２０Ｖ、ドライバＩＣ５２の駆動電流Ｉｐ＝５ｍＡ、駆動周波数Ｆ＝１００ｋＨｚとし、さらに、同時に２６５６個のノズルからインクが噴射される場合（ｎ＝２６５６）には、数式２から、リプル電流Ｉｒ＝３．９４Ａｒｍｓとなる。つまり、約４アンペアのリプル電流が想定されることになる。
【００５８】
一方、同じ条件で、駆動電圧の降下を１％以内に収めるのに必要なコンデンサ６０の容量Ｃを、前述した数式１を用いて計算すると、Ｃ＝５７．８μＦとなる。つまり、電圧降下を抑制する観点からは、コンデンサ６０として３５Ｖ／６８μＦのものを選択すれば十分である。しかし、この３５Ｖ／６８μＦの容量のコンデンサには、４アンペアという大きなリプル電流に対応するものは通常なく、この種類のコンデンサのリプル電流の定格値は０．２〜０．４Ａｒｍｓ程度であるのが一般的である。
【００５９】
そのため、リプル電流の制約から、より大容量のコンデンサを複数並列に設ける必要がある。しかし、コンデンサ６０は、他の電子部品に比べてサイズが大きく、特に、容量が大きくなるとその傾向は顕著であり、インクジェットヘッド２の小型化を妨げることになる。また、容量が大きくなるほどコンデンサ６０は高価なものになり、さらに、そのようなコンデンサ６０を複数設けることは、装置のコスト上昇につながる。
【００６０】
そこで、本実施形態のインクジェットヘッド２においては、コンデンサ６０として、電圧降下を十分に抑制できる、容量の比較的小さいものが選択されるとともに、ヘッド制御部８３がコンデンサ６０の内部温度を監視して、さらに、その内部温度が過度に上昇することがないようにドライバＩＣ５２を制御するように構成されている。
【００６１】
ところで、ヘッド制御部８３がコンデンサ６０の内部温度を監視するためには、コンデンサ６０の温度を何らかの手段により検出する必要がある。しかし、専用の温度検出部（例えば、熱電対など）をコンデンサ６０に設けることは、コストが上昇する観点から好ましくない。
【００６２】
ここで、前述したように、ドライバＩＣ５２は、その動作温度監視用のドライバ温度検出部８６を元々内蔵しており、さらに、インクジェットヘッド２のヘッド基板５４には、環境温度を検出する環境温度検出部８７が設けられている。そして、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度と、コンデンサ６０の内部温度には、以下のような関係がある。
【００６３】
ドライバＩＣ５２がアクチュエータユニット２１を駆動する（ＰＺＴコンデンサを充放電する）際には、損失が発生する。この損失Ｐｄは、駆動周波数をＦ、駆動電圧をＶ、同時に駆動（充放電）されるアクチュエータユニット２１のＰＺＴコンデンサの総容量をＣとすると、Ｐｄ＝ＦＣＶ２となる。さらに、損失Ｐｄが全て熱となり、また、放熱板と放熱条件で決まる熱抵抗をＲ、環境温度に対するドライバＩＣ５２の温度上昇をΔＴとすると、ΔＴ＝Ｐｄ・Ｒとなる。尚、Ｒには、ドライバＩＣ５２自身の熱抵抗、放熱板と接触する面での熱抵抗も含んでいるとする。
【００６４】
一方、アクチュエータユニット２１を駆動する電流Ｉは、Ｑ＝ＣＶより、Ｉ＝ＦＣＶとなり、駆動電圧Ｖが一定であれば、電流ＩはドライバＩＣ５２の損失Ｐｄに比例する。つまり、ドライバＩＣ５２の温度上昇ΔＴと、アクチュエータユニット２１を駆動する電流Ｉは比例する。従って、リプル電流とドライバＩＣ５２の発熱量も比例関係にあることがわかる。また、前述したように、コンデンサ６０の発熱量（損失）はリプル電流の２乗に比例する。これらの関係から、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度との間には所定の関係が成立していることがわかり、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度に基づいてコンデンサ６０の内部温度を推定することが可能である。
【００６５】
そこで、図７に示すように、ヘッド制御部８３は、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度検出部８７で検出された環境温度とに基づいて、コンデンサ６０の内部温度を推定する温度推定部８４を備えている。この温度推定部８４は、表１に示すような、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度とを対応させるテーブルを有する。
【００６６】
【表１】
【００６７】
この表１において、ｔは、アクチュエータユニット２１の連続駆動時間（即ち、プリンタ１の連続記録動作時間）であり、０秒から３０秒までの間の５秒間隔の値となっている。また、Ｔａは環境温度（単位：℃）であり、ΔＴｄ、ΔＴｃは、それぞれ、環境温度Ｔａに対するドライバＩＣ５２とコンデンサ６０の温度上昇量（単位：℃）である。また、このテーブルを、環境温度Ｔａごとに、横軸にΔＴｄ、縦軸にコンデンサ内部温度Ｔｃ（＝ΔＴｃ＋Ｔａ）をとって、グラフにしたものを図８に示す。そして、温度推定部８４は、表１（図８）に示すテーブルを参照することにより、ドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと環境温度Ｔａに基づいてコンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定するように構成されており、内部温度Ｔｃの推定を容易に行うことができるようになっている。
【００６８】
尚、表１に示すテーブルは、前述したような、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度の間の、理論的な関係に基づいて算出されるものであってよい。但し、本実施形態では、ヘッド制御部８３は、環境温度に対するインクの粘度変化に対応するために、ドライバＩＣ５２から個別電極３５に印加される駆動電圧を環境温度に応じて変化させる。そして、このような駆動電圧の変化、あるいは、それ以外の他の条件によって、実際のドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度の関係は、前述した理論的に導き出される関係と比べてずれることも多い。そこで、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度とを対応させる、表１のテーブルは、実測から得られたものであるか、あるいは、理論的に導き出された場合でも、さらに、実測値により補正されていることがより好ましい。
【００６９】
以上のようにして温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度Ｔｃが、コンデンサ６０の定格温度よりも低い所定の許容温度Ｔ０（例えば、８０℃）を超えたときには、ドライバ制御部８５は、ドライバＩＣ５２による個別電極３５への駆動電圧印加を停止させ、内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下に低下するまでアクチュエータユニット２１の駆動を禁止する。このとき、コンデンサ６０にリプル電流が流れなくなるため、コンデンサ６０の内部温度がそれ以上上昇しなくなり、過度の温度上昇が防止される。
【００７０】
同時に、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えているという情報が、ヘッド制御部８３からプリンタ制御部８０に送られて、プリンタ制御部８０は、給紙装置１１４の給紙モータ８１、及び、搬送ユニット１２０の搬送モータ８２を停止させて、インクジェットヘッド２への記録用紙Ｐの供給を停止する。従って、コンデンサの内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下に低下するまで、プリンタ１の記録用紙Ｐへの記録動作が禁止される。
【００７１】
尚、環境温度Ｔａが低い場合には、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超える可能性は低く、コンデンサ６０の内部温度の上昇が問題になることは少ない。図８に示すように、環境温度Ｔａが低い場合（例えば、Ｔａ＝−１０℃）には、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度（例えば、８０℃）を超えるよりも先に、ドライバＩＣ５２の動作温度がその動作上限温度（例えば、１００℃）を超える。このような場合には、ドライバ制御部８５は、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃとは無関係に、ドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄに基づいて、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止することになる。従って、このように環境温度Ｔａが低い場合には、温度推定部８４は、表１（図８）のテーブルを参照せず、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定しないように構成されていてもよい。
【００７２】
例えば、本実施形態では、表１に示されるように、環境温度Ｔａが４０℃で、アクチュエータユニット２１の連続駆動時間に対するドライバＩＣ５２とコンデンサ６０の温度上昇量がほぼ同じになっている。この温度以下では、コンデンサ６０の内部温度を推定することなしに、ドライバ温度検出部８６の検出結果に基づいて直接的にドライバＩＣ５２が駆動されることになる。つまり、ヘッド制御部８３は、素子駆動手段としてのドライバＩＣ５２を、コンデンサ６０の内部温度を推定して駆動するモードと、コンデンサ６０の内部温度を推定せずに駆動するモードとを有している。そして、これら２つのモードの切り替えは、環境温度Ｔａ＝４０℃で行われることになる。
【００７３】
次に、ヘッド制御部８３及びプリンタ制御部８０による、コンデンサ６０の内部温度推定及びそれに基づくプリンタ１の記録動作停止を含む、一連の制御について、図７のブロック図と図９のフローチャートを参照して説明する。尚、図９において、Ｓｉ（ｉ＝１０，１１，１２・・・）は各ステップを示す。
【００７４】
まず、ヘッド制御部８３の温度推定部８４が、表１（図８）のテーブルに基づいて、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと、環境温度検出部８７により検出された環境温度Ｔａとから、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定する（Ｓ１０）。尚、この温度推定はどのようなタイミングで行われてもよいが、以下の説明では、１枚の記録用紙Ｐへの記録が完了するごとに行われるものとする。
【００７５】
推定された内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下である場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、記録動作をさらに連続して実行可能であると判定して、そのままリターンする。一方、内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超える場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、プリンタ１による記録用紙Ｐへの記録動作を停止する（Ｓ１２）。即ち、プリンタ制御部８０が給紙モータ８１及び搬送モータ８２を停止させることにより、給紙装置１１４及び搬送ユニット１２０による記録用紙Ｐのインクジェットヘッド２への供給を停止させるとともに、ヘッド制御部８３のドライバ制御部８５が、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を停止させる。
【００７６】
そして、先の温度推定から一定時間経過した後に（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、再度、温度推定部８４が、ドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと環境温度Ｔａとに基づいて、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定する（Ｓ１４）。そして、推定された内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えている間は一連のステップを繰り返し（Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５）、内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下となったときに（Ｓ１５：Ｎｏ）、記録動作を再開する（Ｓ１６）。即ち、プリンタ制御部８０が、給紙装置１１４及び搬送ユニット１２０による記録用紙Ｐのインクジェットヘッド２への供給を開始させるとともに、ヘッド制御部８３のドライバ制御部８５が、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を開始させる。
【００７７】
以上説明したプリンタ１によれば、次のような効果が得られる。
ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度検出部８７により検出された環境温度から、コンデンサ６０の内部温度が推定され、さらに、推定されたコンデンサ６０の内部温度が許容温度を超えたときにはドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動が禁止される。そのため、プリンタ１のコスト低減及び小型化を実現するために、容量が小さく安価なコンデンサ６０を選択しつつ、コンデンサ６０の内部温度が過度に上昇してその寿命が低下するのを確実に防止することができる。また、この内部温度を監視するための専用の温度センサ等を設ける必要がなく、コストをさらに抑制できる。さらに、ドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度の両方に基づいてコンデンサ６０の内部温度を推定することから、温度推定の精度も高くなる。
【００７８】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］前記実施形態のプリンタ１においては、温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度が所定の許容温度を超えたときには、ドライバ制御部８５がドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止することで、プリンタ１の記録動作が一時停止するように構成されているが、ドライバ制御部８５がドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動間隔を一時的に長く設定するように構成されていてもよい。このように、アクチュエータユニット２１の駆動間隔が長くなると、単位時間当たりのコンデンサ６０の発熱量が少なくなるため、前記実施形態と同様に、コンデンサ６０の内部温度が過度に上昇するのが防止される。尚、アクチュエータユニット２１の駆動間隔が長く設定されるときには、同時に、プリンタ制御部８０は、給紙モータ８１及び搬送モータ８２の回転数を落として記録用紙Ｐの搬送速度を低下させる。つまり、プリンタ１の記録用紙Ｐへの記録速度が一時的に低下することになる。
【００７９】
２］前記実施形態のインクジェットヘッドは、ライン型インクジェットヘッドであるが、記録用紙Ｐの幅方向に往復移動するキャリッジに搭載された、いわゆる、シリアル型のインクジェットヘッド２を備えたプリンタにも本発明を適用することは可能である。この場合には、キャリッジの１回の走査後に、温度推定部８４によりコンデンサ６０の内部温度が推定される。そして、推定された内部温度が所定の許容温度を超える場合には、次のキャリッジの走査が禁止されるとともに、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の動作が禁止される。
【００８０】
３］温度推定部８４が、次にアクチュエータユニット２１が駆動されたと仮定したときの、仮想的なコンデンサ６０の内部温度を推定し、この推定された仮想的な内部温度が所定の許容温度を超えているときには、ドライバ制御部８５が、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止する（あるいは、駆動間隔を長くする）ように構成されていてもよい。
【００８１】
この変更形態におけるヘッド制御部８３及びプリンタ制御部８０による一連の制御について、図１０のフローチャートを参照して詳細に説明する。まず、ヘッド制御部８３の温度推定部８４が、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと、環境温度検出部８７により検出された環境温度Ｔａとから、前述した表１のテーブルを参照して、現在のコンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定する（Ｓ２０）。
【００８２】
さらに、温度推定部８４は、次の記録動作（アクチュエータユニット２１の駆動）が行われたと仮定したときの温度上昇量ΔＴｃ’を推定し、現在のコンデンサ６０の内部温度Ｔｃと温度上昇量ΔＴｃ’とから、その記録動作が行われたと仮定したときの仮想的なコンデンサ６０の内部温度Ｔｃ’を算出する（Ｓ２１）。
【００８３】
ここで、仮想的な温度上昇量ΔＴｃ’は次のようにして求めることができる。最も簡単に設定するには、１回の記録によるコンデンサ６０の温度上昇量ΔＴｃ’を記録画像等に関わらず常に一定値とみなして、実測から得られた所定の値に設定すればよい。
【００８４】
また、入力された記録画像等のデータから、インクジェットヘッド２による１回の記録（例えば、ライン型ヘッドでは１ページの記録、シリアル型ヘッドでは１回のキャリッジ走査）の際に、駆動されるＰＺＴコンデンサの総数（インクを噴射するノズルの総数）を算出することが可能である。そこで、ヘッド制御部８３が、１回の記録動作の間に駆動されるＰＺＴコンデンサの総数とコンデンサ６０の温度上昇量とを対応させるテーブルを保持しており、このテーブルに基づいてコンデンサ６０の仮想的な温度上昇量ΔＴｃ’を推定してもよい。
【００８５】
あるいは、１回の記録動作の間に駆動されるＰＺＴコンデンサの総数から、単位時間当たりの消費電力を算出して、この消費電力に基づいてコンデンサ６０の温度上昇量ΔＴｃ’を計算により推定してもよい。
【００８６】
そして、このようにして推定された仮想的な内部温度Ｔｃ’が所定の許容温度Ｔ０を超える場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、プリンタ１による記録動作を禁止する（Ｓ２３）。さらに、先の温度推定から一定時間経過した後に、再度、温度推定部８４がコンデンサ６０の仮想的な内部温度Ｔｃ’を推定し（Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６）、この推定された内部温度Ｔｃ’が許容温度Ｔ０以下となるときには（Ｓ２７：Ｎｏ）、記録動作を再開する（Ｓ２８）。
【００８７】
この構成によれば、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えると予測されるときには、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動が禁止されるため、コンデンサ６０の内部温度が許容温度を超えることがなく、過度の温度上昇をさらに確実に防止することができる。
【００８８】
４］前記実施形態では、温度推定部８４は、ドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度の両方に基づいて、コンデンサ６０の内部温度を推定している。しかし、図２に示すように、アクチュエータユニット２１、ＦＰＣ５０、及び、ヘッド基板５４等がカバー部材５８により覆われて環境温度が安定しているなどの要因により、コンデンサ６０の周囲の環境温度の変動が小さく（例えば、±５℃程度）、その変動が温度推定部８４によるコンデンサ６０の温度推定にほとんど影響しない場合には、環境温度は一定とみなして、ドライバＩＣ５２の動作温度のみに基づいてコンデンサ６０の内部温度を推定してもよい。
【００８９】
５］温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度に基づいて、ドライバ制御部８５が自動的にドライバＩＣ５２の動作状態を変更（アクチュエータユニット２１の駆動を禁止する、あるいは、駆動間隔を長くするなど）する必要は必ずしもない。例えば、推定されたコンデンサ６０の内部温度が許容温度を超えたときに、メッセージを表示したり、あるいは、警告ランプを点灯させたりするなどして、使用者に注意を喚起したりするように構成されていてもよい。
【００９０】
６］記録素子としては、前記実施形態に示したような圧電式のアクチュエータに限られるものではなく、流路内のインクに熱を与えて気泡を発生させることによりノズルからインクを噴射する構成のものや、インクリボンに熱を与えて記録用紙に転写する構成のものなど、その他の公知の記録素子を備えた記録装置に対しても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図３】ヘッド本体の平面図である。
【図４】図３に一点鎖線で示された領域Ｂの拡大図である。
【図５】ヘッド本体の断面図である。
【図６】アクチュエータユニットを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は個別電極の平面図である。
【図７】プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図８】ドライバＩＣの温度上昇量ΔＴｄとコンデンサの内部温度Ｔｃとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態のプリンタに係る、コンデンサの内部温度推定及びそれに基づく記録動作停止を含む一連の制御のフローチャートである。
【図１０】変更形態のプリンタに係る、コンデンサの内部温度推定及びそれに基づく記録動作禁止を含む一連の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１ プリンタ
２ インクジェットヘッド
８ ノズル
１０ 圧力室
３４ 共通電極
３５ 個別電極
４１ 圧電シート
５２ ドライバＩＣ
８４ 温度推定部
８５ ドライバ制御部
８６ ドライバ温度検出部
８７ 環境温度検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に文字や画像等を記録する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被記録媒体に所望の文字や画像等を記録する記録装置において、記録素子を駆動する駆動回路（ドライバ）には、その駆動特性を安定させるなどの目的でコンデンサ（電解コンデンサ）が設けられていることが多い。例えば、記録速度を高めるために記録素子を高い周波数で駆動する必要があるときに、複数の記録素子と駆動回路とを接続する配線のインダクタンスが大きいと、駆動電流が記録素子に瞬時に供給されず、所望の駆動特性を得ることができない。そこで、このような場合には、駆動回路と記録素子の間にコンデンサを配置して記録素子から見たインピーダンスを低下させることにより、駆動電流を瞬時に供給することができるようになり、駆動特性をより安定させることが可能となる。
【０００３】
ところで、記録素子の駆動時には瞬間的に大きな電流が流れ、その際に生じる損失（特に、交流成分であるリプル電流に起因する発熱）によりコンデンサの内部温度が上昇する。そして、コンデンサの内部温度が過度に上昇すると、コンデンサ内部の電解液がガスとして抜けてしまい、寿命低下につながる。ここで、リプル電流が生じたときの発熱によるコンデンサの温度上昇は、コンデンサ内部の等価直列抵抗（ＥＳＲ）に比例する。また、容量が大きいコンデンサほど一般的に等価直列抵抗が小さい。従って、大容量のコンデンサを選択すればリプル電流による温度上昇を抑えることができるが、一般的に大容量のコンデンサはサイズが大きく高価であることから、前述した駆動特性の安定のために必要な容量以上のコンデンサを選択することは、装置の大型化及び装置コストの上昇につながる。そこで、小容量の安価なコンデンサが選択されるとともに、このコンデンサの過度の温度上昇を防止するための構成を記録装置が備えていることが好ましい。
【０００４】
この課題に関連する技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載された感熱プリンタの定着装置は、感熱記録紙に定着光を照射するＸｅランプと、このＸｅランプへの印加電圧が充電される電解コンデンサと、電解コンデンサの表面温度を測定する温度センサとを備えている。そして、この定着装置は、温度センサで測定された電解コンデンサの表面温度が予め設定された設定温度以上であるときに、Ｘｅランプの発光を中止するように構成されており、電解コンデンサの過度の温度上昇を防止できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０３９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に開示されている技術を用いれば、容量が小さく安価なコンデンサを選択した場合でも、このコンデンサの過度の温度上昇を防止することが可能である。しかし、一方で、電解コンデンサの表面温度を測定するための専用の温度センサが必要になるため、その分、装置のコストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、小容量で安価なコンデンサを選択しつつも、専用の温度検出部品を付加することなく、コンデンサの過度の温度上昇を防止することが可能な記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
第１の発明の記録装置は、記録素子を駆動する素子駆動手段と、この素子駆動手段を制御する駆動制御手段と、前記素子駆動手段に電気的に接続されたコンデンサと、前記素子駆動手段の動作温度を検出する第１温度検出手段と、前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度に基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定する温度推定手段とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
この構成によれば、温度推定手段が、第１温度検出手段により検出された素子駆動手段の動作温度に基づいて、コンデンサの内部温度を推定することから、このコンデンサの内部温度を監視することができる。従って、記録装置のコスト低減及び小型化を実現するために容量が小さく安価なコンデンサが選択された場合でも、推定された内部温度に基づいて素子駆動手段の駆動状態を変更してコンデンサの過度の温度上昇を防止する、あるいは、コンデンサの内部温度が上昇していることを使用者に対して警告することなどが可能になる。また、コンデンサの内部温度を監視するための専用の温度センサ等を設ける必要がないため、記録装置のコストを抑制できる。
【００１０】
第２の発明の記録装置は、前記第１の発明において、周囲の環境温度を検出する第２温度検出手段をさらに備え、前記温度推定手段は、前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度と前記第２温度検出手段により検出された前記環境温度とに基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定することを特徴とするものである。この構成によれば、温度推定手段が、第１温度検出手段により検出された素子駆動手段の動作温度と第２温度検出手段により検出された周囲の環境温度の両方に基づいて、コンデンサの内部温度を推定することから、推定精度が高くなる。
【００１１】
第３の発明の記録装置は、前記第２の発明において、前記温度推定手段は、前記素子駆動手段の動作温度及び前記環境温度と前記コンデンサの内部温度とを対応させるテーブルを有することを特徴とするものである。この構成によれば、コンデンサの内部温度の推定を容易に行うことができる。
【００１２】
第４の発明の記録装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記コンデンサの内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とするものである。この構成によれば、小容量のコンデンサを選択しつつ、このコンデンサの過度の温度上昇を確実に防止できる。
【００１３】
第５の発明の記録装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動の間隔を長くすることを特徴とするものである。この構成によれば、小容量のコンデンサを選択しつつ、このコンデンサの過度の温度上昇を防止できる。
【００１４】
第６の発明の記録装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記温度推定手段は、前記素子駆動手段により前記記録素子が駆動されたと仮定したときの、仮想的な前記コンデンサの内部温度を推定し、前記温度推定手段により推定された、仮想的な前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えているときには、前記駆動制御手段は、その仮想的な内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とするものである。この構成によれば、次に記録素子が駆動されることによってコンデンサの内部温度が許容温度を超えると予測されるときには、その記録素子の駆動が禁止されるため、コンデンサの過度の温度上昇をさらに確実に防止することができる。
【００１５】
第７の発明の記録素子は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記記録素子は、インクを吐出するノズルと前記ノズルに連通するインク流路とが形成された流路ユニットに接着されて、前記素子駆動手段によって駆動電圧が印加されたときに前記ノズルからインクを吐出させるように構成され、前記コンデンサは、前記素子駆動手段と並列に接続されているとともに、前記記録素子の駆動によって前記素子駆動手段に最大負荷がかかったときに、少なくとも前記記録素子に印加される電圧が前記駆動電圧に維持されるような静電容量を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
この構成によれば、記録素子を駆動する上で素子駆動手段に最大負荷がかかるようなときであっても、適切な容量を有するコンデンサの働きによって、記録素子に印加される電圧が、適正なインク吐出をするのに必要な駆動電圧に維持されるため、ノズルからのインクの吐出が確実に行われることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録用紙にインクを噴射して文字や画像等を記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。
【００１８】
まず、本実施形態に係るプリンタ１（記録装置）の構成について簡単に説明する。図１に示すように、プリンタ１は、図１の紙面垂直方向に延びる４つのライン型インクジェットヘッド２を備え、これら４つのインクジェットヘッド２から４種類（シアン、マゼンタ、イエロー、及び、ブラック）のインクを記録用紙Ｐに噴射してカラー画像を記録可能なカラーインクジェットプリンタである。また、プリンタ１は、給紙装置１１４、紙受け部１１６、及び、搬送ユニット１２０を備えており、インクジェットヘッド２、給紙装置１１４、搬送ユニット１２０等の動作は、プリンタ制御部８０（図７参照）によりそれぞれ制御される。
【００１９】
給紙装置１１４は、積層された複数の矩形記録用紙Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある記録用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有する。用紙収容部１１５内には、記録用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って、２対の送りローラ１１８ａ、１１８ｂ；１１９ａ、１１９ｂが配置されている。また、給紙ローラ１４５は給紙モータ８１（図７参照）により回転駆動される。そして、この給紙ローラ１４５により給紙装置１１４から取り出された記録用紙Ｐは、送りローラ１１８ａ、１１８ｂによって図１中の上方へ送られ、その後、送りローラ１１９ａ、１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて左方へ送られる。
【００２０】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた駆動ローラ１０６及び従動ローラ１０７とを備えている。従動ローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されており、記録用紙Ｐがこれら２つのローラ１３８，１３９に挟み込まれて、搬送ベルト１１１の搬送面（上面）に押しつけられるようになっている。
【００２１】
また、駆動ローラ１０６は搬送モータ８２（図７参照）により図１中の矢印Ａの方向に回転駆動される。そして、給紙装置１１４から搬送ユニット１２０に送られてきた記録用紙Ｐは、搬送ベルト１１１により左方へ搬送されながら、その上面に４つのインクジェットヘッド２によって所望の文字や画像等が記録される。尚、搬送ユニット１２０の左方には、搬送されてきた記録用紙Ｐを搬送ベルト１１１の搬送面から剥離する剥離プレート１４０が設けられている。さらに、画像等が記録された後の記録用紙Ｐは、２対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ；１２２ａ、１２２ｂにより紙受け部１１６に送られ、この紙受け部１１６において、複数の記録用紙Ｐが重なり合うように載置される。
【００２２】
次に、インクジェットヘッド２について説明する。図２は、インクジェットヘッド２の長手方向に直交する鉛直面に関する縦断面図である。図２に示すように、インクジェットヘッド２は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とを含むヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上面に配置され、このヘッド本体７０にインクを供給するリザーバユニット７１と、インクジェットヘッド２の動作を制御するヘッド制御部８３（図７参照）が設けられたヘッド基板５４とを備えている。
【００２３】
ヘッド本体７０は、インクを噴射するノズルを含むインク流路が形成された流路ユニット４の上面に、アクチュエータユニット２１が配置された構成を有する。図２、図３に示すように、流路ユニット４の上面には、内部のインク流路に連通する１０個のインク供給口５ｂが形成されている。また、アクチュエータユニット２１の上面には、ドライバＩＣ５２が実装されたフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）５０が接続されている。また、ＦＰＣ５０は、リザーバユニット７１の上方において水平に配置されたヘッド基板５４にもコネクタ５４ａを介して接続されている。そして、ヘッド基板５４に設けられたヘッド制御部８３（図７参照）からの指令に基づいて、ドライバＩＣ５２が、ＦＰＣ５０に設けられた配線を介してアクチュエータユニット２１に駆動信号を供給するように構成されている。さらに、ヘッド基板５４には、コンデンサ６０（本実施形態では、電解コンデンサ）がドライバＩＣ５２に対して並列接続となるように配設されており、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動特性の安定化が図られている。流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１の詳細な構成については、後ほどさらに詳しく説明する。
【００２４】
リザーバユニット７１は、ヘッド本体７０の上方に配置されている。このリザーバユニット７１は、その内部にインクを収容するインクリザーバ７１ａを備えており、このインクリザーバ７１ａは流路ユニット４のインク供給口５ｂに連通している。従って、このインクリザーバ７１ａ内のインクは、インク供給口５ｂを介して流路ユニット４内のインク流路に供給される。
【００２５】
尚、以上説明したアクチュエータユニット２１、リザーバユニット７１、ヘッド基板５４、及び、ＦＰＣ５０等は、サイドカバー５３とヘッドカバー５５とからなるカバー部材５８により覆われており、外部に飛散するインクやインクミストが浸入するのが防止されている。尚、このカバー部材５８は金属材料で形成されている。また、リザーバユニット７１の側面とＦＰＣ５０との間の、ＦＰＣ５０を挟んでドライバＩＣ５２と反対側の位置には、弾力性を有するスポンジ５１が介装されており、このスポンジ５１により、ドライバＩＣ５２がサイドカバー５３の内面に押しつけられている。従って、ドライバＩＣ５２で発生した熱が金属製のカバー部材５８を介して速やかに外部へ放散されるようになっている。ここでは、カバー部材５８は放熱部材としても機能している。
【００２６】
次に、ヘッド本体１３について詳細に説明する。図３は図２のヘッド本体１３の平面図であり、図４は、図３中の一点鎖線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。図３及び図４に示すように、ヘッド本体１３の流路ユニット４には、４つの圧力室群９を構成する多数の圧力室１０及びこれらの圧力室１０にそれぞれ連通した多数のノズル８が形成されている。流路ユニット４の上面には、台形形状を有する４つのアクチュエータユニット２１が千鳥状に２列に配列された状態でそれぞれ接着されている。
【００２７】
アクチュエータユニット２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、多数のノズル８の出射口が配置されたインク吐出領域となっている。また、図４に示すように、流路ユニット４の上面には、平面視で略菱形形状の圧力室１０が２方向に沿ってマトリックス状に配列されている。尚、流路ユニット４の上面において１つのアクチュエータユニット２１の接着領域に対向した領域内に位置する複数の圧力室１０が、１つの圧力室群９を構成している。
【００２８】
本実施形態では、図３に示すように、流路ユニット４の長手方向に等間隔に並ぶ圧力室１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１０の数は、アクチュエータユニット２１の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。また、ノズル８もこの圧力室１０と同様の配置がされている。これにより、全体として、６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。
【００２９】
図３、図４に示すように、流路ユニット４内には、インク流入口５ｂに連なるマニホールド流路５と、このマニホールド流路５から分岐する副マニホールド流路５ａが形成されている。マニホールド流路５は、アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路ユニット４の長手方向と交差して配置されている。２つのアクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド流路５が、隣接するアクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド流路５の両側から分岐している。また、副マニホールド５ａは、台形形状のインク吐出領域と対向する領域において、流路ユニット４の長手方向に延在している。
【００３０】
図４に示すように、多数のノズル８は流路ユニット４の長手方向に配列されている。各ノズル８は、圧力室１０と絞り流路であるアパーチャ１２を介して副マニホールド流路５ａと連通している。尚、図面を分かりやすくするために、図４においては、アクチュエータユニット２１が二点鎖線で描かれており、さらに、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０、アパーチャ１２が実線で描かれている。
【００３１】
さらに、ヘッド本体１３の断面構造について説明する。上述のように、ヘッド本体１３は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とが貼り合わされたものである。図５に示すように、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の、９枚の金属プレートが積層された積層構造を有する。そして、これらの金属プレート２２〜３０にそれぞれ形成された孔により、流路ユニット４内に、副マニホールド５ａの出口からアパーチャ１２、圧力室１０を介してノズル８に至る、個別インク流路３２が形成されている。
【００３２】
次に、アクチュエータユニット２１について説明する。図６（ａ），（ｂ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、積層された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４と、最上層の圧電シート４１の上面に形成された複数の個別電極３５と、２枚の圧電シート４１、４２の間に配置された共通電極３４とを備えている。
【００３３】
圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなり、ヘッド本体１３内の１つのインク吐出領域内に形成された、１つの圧力室群９（図３、図４参照）に属する全ての圧力室１０に跨って配置されている。
【００３４】
複数の個別電極３５と共通電極３４は、共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。図６（ｂ）に示すように、個別電極３５は、圧力室１０よりも一回り小さい略菱形の平面形状を有する。略菱形の個別電極３５の一方の鋭角部は、キャビティプレート２２の圧力室１０が形成されていない部分（桁部）にまで延出されており、その延出部の先端部に凸状のランド３６が形成されている。このランド３６は、例えばガラスフリットを含む金からなる。また、ランド３６には、ＦＰＣ５０に設けられた配線が接続される。つまり、複数の個別電極３５は、ランド３６及びＦＰＣ５０を介してドライバＩＣ５２に接続されており、これら複数の個別電極３５に対して、ドライバＩＣ５２から選択的に所定の駆動電圧が印加されるようになっている。
【００３５】
最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に亙って共通電極３４が介在している。そのため、最上層の圧電シート４１の圧力室１０に対向する部分が、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれることになり、この部分は、個別電極３５と共通電極３４との間に電位差が生じたときに、分極方向と直交する方向に収縮する活性部となる。つまり、４枚の圧電シート４１からなる積層体中には、図６に示すようなアクチュエータの単位構造が圧力室１０毎に作り込まれており、これにより１つのアクチュエータユニット２１が構成されている。尚、最上層の圧電シート４１の上面には、複数の個別電極３５とともに表面電極（図示省略）が形成されており、この表面電極と共通電極３４は、圧電シート４１を貫通するスルーホールを介して電気的に接続されている。そして、複数の個別電極３５と同様に、この表面電極もＦＰＣ５０に設けられた配線と接続される。つまり、共通電極３４は、表面電極及びＦＰＣ５０を介してドライバＩＣ５２に接続されている。さらに、共通電極３４は、ドライバＩＣ５２により所定の基準電位（例えば、グランド電位）に保持されている。
【００３６】
次に、インク噴射時におけるアクチュエータユニット２１の動作について説明する。インク噴射時には、ヘッド基板５４（図２参照）に設けられたヘッド制御部８３（図７参照）の指令に基づいてドライバＩＣ５２により個別電極３５に駆動電圧が印加される。ところで、アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、最上層の圧電シート４１を活性部が存在する層とし、下側の３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、ドライバＩＣ５２により個別電極３５に正又は負の電位が付与されたときには、例えば電界方向と分極方向とが同じ方向であれば圧電シート４１中の、両電極３４，３５に挟まれた電界印加部分が活性部として働き、圧電横効果により分極方向と直交する面方向に縮む。一方、下側３枚の圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まない。そのため、最上層の圧電シート４１と下層の３枚の圧電シート４２〜４４との間で、面方向に関する歪みに差が生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側（下側）に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。
【００３７】
このとき、図６（ａ）に示すように、圧電シート４１〜４４の下面はキャビティプレート２２の上面（桁部）に固定されているので、結果的に、４枚の圧電シート４１〜４４は圧力室１０側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５への駆動電圧の印加が解除され、その電位が共通電極３４と同じ電位に戻ったときには、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、マニホールド５側からインクが吸い込まれる。
【００３８】
また、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇するため、ノズル８からインクが吐出される。
【００３９】
尚、以上の説明において、１つのノズル８とこのノズル８に連なる１つの圧力室１０、及び、この圧力室１０に対応するアクチュエータユニット２１の一部分が、ドライバＩＣ５２（素子駆動手段）により駆動されて記録用紙Ｐに１つの画素を記録する、本発明の記録素子に相当する。
【００４０】
ところで、外部のヘッド駆動電源９２（図７参照）と接続されるヘッド基板５４とアクチュエータユニット２１の複数の個別電極３５は、図２のようにリザーバユニット７１の側面からその下側まで延びる、比較的長いＦＰＣ５０を介して互いに接続されており、ＦＰＣ５０に設けられた配線のインダクタンスはある程度大きいものとなっている。そのため、記録速度を上げるために、ドライバＩＣ５２により高い周波数でアクチュエータユニット２１を駆動したときには、給電系統のインピーダンスが無視できなくなり、結果的に電圧降下が生じて、個別電極３５に所望の駆動電流を瞬時に供給できなくなる虞がある。別の言い方をすれば、アクチュエータユニット２１の各個別電極３５と共通電極３４、及び、これら両電極３４，３５に挟まれた誘電体（ＰＺＴ）としての圧電シート４１（図６（ａ）参照）という構成から、一種のコンデンサ（以下の説明において、ＰＺＴコンデンサという）が構成されていると見ることができるが、このアクチュエータユニット２１のＰＺＴコンデンサを、所定の駆動周期内に十分に充電することができなくなってしまう。この場合には、適切なタイミングで圧力室１０内のインクに所望の圧力を付与することができず、所望の液滴噴射特性（液適体積、液滴速度など）を実現することが不可能になる。
【００４１】
そこで、図７に示すように、ドライバＩＣ５２の駆動特性を安定させるためのコンデンサ６０が、ドライバＩＣ５２に電気的に接続されている。このコンデンサ６０としては、例えば、アルミ電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ、高分子固体電解コンデンサ等の、電解コンデンサを用いることができる。また、このコンデンサ６０は、ドライバＩＣ５２と並列に接続されている。このようなコンデンサ６０が設けられることによって、ドライバＩＣ５２からアクチュエータユニット２１への給電系統におけるインピーダンスが低下し、駆動特性がより安定することになる。
【００４２】
このコンデンサ６０は、ヘッド駆動電源９２に対しては直列に接続されており、ドライバＩＣ５２が駆動中にヘッド駆動電源９２から充電される。ヘッド駆動電源９２の能力によっては、いくつものＰＺＴコンデンサを充電するときに、瞬間的に電力の供給不足に陥ることがある。このとき、コンデンサ６０が放電することで、この供給不足を補う働きをしている。このようにして、アクチュエータユニット２１の駆動安定性が保たれている。
【００４３】
このコンデンサ６０の容量は、概略的には以下のようにして決定される。コンデンサ６０の容量をＣ０、同時に駆動（充電）されるアクチュエータユニット２１のＰＺＴコンデンサの総容量をＣ１、ドライバＩＣ５２の電源電圧をＶ１、所定の駆動周期において個別電極３５に印加される必要のある最低電圧をＶ２、駆動周期での充放電回数をｎとすると、数式１の関係が成立する。
【００４４】
【数１】
【００４５】
つまり、高周波駆動時の駆動電圧をＶ２以上確保するためには、数式１により決定される容量Ｃ０以上の容量を有するコンデンサ６０を選択すればよいことになる。尚、高周波駆動時のインピーダンスをさらに低下させるために、コンデンサ６０として、電解コンデンサに加えて、これと並列にセラミックコンデンサがさらに設けられていてもよい。
【００４６】
次に、プリンタ１の構成について図７を参照して説明する。プリンタ１は、プリンタ制御部８０や電源を有する。プリンタ制御部８０はプリンタ１の種々の装置（電気回路、給紙装置１１４、搬送ユニット１２０等）の動作を制御し、電源はプリンタ制御部８０を含めて各装置の動作に必要な電力を供給している。尚、説明の都合上、図７には、電源として、上述のヘッド駆動電源９２だけが示されている。
【００４７】
図７に示すように、プリンタ１のプリンタ制御部８０は、インクジェットヘッド２のインク噴射動作、給紙ローラ１４５による給紙動作、搬送ユニット１２０による記録用紙Ｐの搬送動作等の、プリンタ１の各種動作の制御を司るものであり、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read-Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力インターフェースやバス等で構成されている。そして、プリンタ制御部８０は、ＰＣ等の外部入力装置９０から入力された記録画像等に関するデータに基づいて、インクジェットヘッド２のドライバＩＣ５２、給紙ローラ１４５（図１参照）を駆動する給紙モータ８１、駆動ローラ（図１参照）を駆動する搬送モータ８２等、プリンタ１を構成する種々の装置を制御する。
【００４８】
また、インクジェットヘッド２のヘッド基板５４（図２参照）には、インクジェットヘッド２のインク噴射動作を制御するヘッド制御部８３が設けられている。このヘッド制御部８３も、プリンタ制御部８０と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されている。そして、ヘッド制御部８３は、ＦＰＣ５０（図２参照）に実装されたドライバＩＣ５２と、ＦＰＣ５０に設けられた配線を介して電気的に接続されており、このドライバＩＣ５２（素子駆動手段）を制御するドライバ制御部８５（駆動制御手段）を備えている。また、前述したように、ドライバＩＣ５２とアクチュエータユニット２１の個別電極３５及び共通電極３４も、ＦＰＣ５０に設けられた配線を介して電気的に接続されている。つまり、ドライバＩＣ５２は、ヘッド制御部８３のドライバ制御部８５から送られた信号に基づいて、複数の個別電極３５に所定の駆動電圧を選択的に印加するように構成されている。尚、このときに必要とされる電力は、ヘッド駆動電源９２によって供給され、瞬間的に生じる電力の不足分は、コンデンサ６０によって補われる。つまり、アクチュエータユニット２１は、ドライバＩＣ５２を介してヘッド駆動電源９２及びコンデンサ６０と電気的に接続されている。
【００４９】
尚、ドライバＩＣ５２には、その動作時の温度が所定の動作上限温度（例えばＩＣの定格温度が１２０℃の場合には、１００℃程度）を超えていないかを監視するために、ドライバＩＣ５２の動作温度を検出するドライバ温度検出部８６（第１温度検出手段）が内蔵されている。このドライバ温度検出部８６としては半導体温度センサ（ＰＮ接合ダイオード温度センサ）などを用いることができる。また、ヘッド基板５４には、インクジェットヘッド２の周囲の環境温度を検出する環境温度検出部８７（第２温度検出手段）が設けられている。この環境温度検出部８７としては、半導体温度センサやサーミスタなどを用いることができる。そして、ドライバ温度検出部８６で検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と、環境温度検出部８７で検出された環境温度は、それぞれヘッド制御部８３に送られる。
【００５０】
尚、環境温度が変化するとインクの粘度が変化するため、環境温度によって所望の液滴噴射特性を実現するために必要な駆動電圧の値は異なる。そこで、ヘッド制御部８３は、ドライバＩＣ５２によりアクチュエータユニット２１の個別電極３５に印加される駆動電圧の値を、環境温度検出部８７で検出された環境温度に応じた適切な値に適宜設定するように構成されている。尚、駆動電圧の値を変える代わりに、印加される電圧パルスの幅を変えてもよい。この場合には、電源の回路構成が簡素化される。
【００５１】
ところで、前述したように、ドライバＩＣ５２には、アクチュエータユニット２１の駆動特性を安定させるためのコンデンサ６０が並列に接続されている。駆動特性の安定化という観点からは、コンデンサ６０の容量は、前述したように、電圧降下が所定の範囲内に収まるように数式１の関係を最低限満たしていればよい。これによって印字品質を一定に保てる。さらに理想的には、例えば、印字条件として全面ベタ印字のとき、つまり、アクチュエータユニット２１を駆動する上でドライバＩＣ５２に最大の負荷がかかるようなときであっても、コンデンサ６０の容量は、少なくとも各ＰＺＴコンデンサの電極間に印加される電圧が所定の駆動電圧（適正なインク吐出をするための電圧）とほぼ同じとなるような容量がよい。
【００５２】
しかし、アクチュエータユニット２１の駆動時には、時として瞬間的にヘッド駆動電源９２の能力を超える大きなリプル電流が要求され、電力供給に補助的な働きをするコンデンサ６０にこのようなリプル電流が流れることになる。そして、リプル電流による発熱によってコンデンサ６０の内部温度が上昇し、この内部温度がコンデンサ６０の定格温度を超えてしまうと、その寿命が低下してしまうことから、実際には、この内部温度上昇をも考慮してコンデンサ６０の容量を決定する必要がある。
【００５３】
コンデンサ６０に発生する電流の直流分による損失は無視できるほど小さいため、コンデンサ６０の損失は、交流成分であるリプル電流の２乗とコンデンサ６０の内部の等価直列抵抗の積となる。そして、この損失がほとんど全て発熱となり、さらに、コンデンサ６０の温度が熱平衡状態に達した場合には、コンデンサ６０の温度上昇はその発熱量と比例関係になる。つまり、コンデンサ６０の温度上昇は、等価直列抵抗に比例し、リプル電流の２乗に比例する。そのため、コンデンサ６０の温度上昇を小さくするには、等価直列抵抗はできるだけ小さいことが好ましい。
【００５４】
しかし、一般的には、コンデンサ６０の容量が大きいほど等価直列抵抗は小さくなる。従って、リプル電流による内部温度上昇を小さくしようとすると、容量の大きなコンデンサが必要となる。特に、多くのＰＺＴコンデンサが同時駆動されて、コンデンサ６０に大きなリプル電流が生じる頻度の高いインクジェットヘッドの場合には、一般的には、前述した電圧降下抑制の条件よりも、リプル電流による温度上昇がコンデンサ６０の容量決定の際の制約条件となることが多い。
【００５５】
具体例を挙げてさらに詳細に説明する。リプル電流は簡易的には以下のようにして算出できる。個別電極３５に印加される駆動電圧をＶ、駆動周波数をＦ、アクチュエータユニット２１の１つのＰＺＴコンデンサの容量をＣ、同時に充電されるＰＺＴコンデンサの数（同時に駆動電圧Ｖが印加される個別電極３５の数）をｎ、ドライバＩＣ５２の充電時ピーク電流をＩｐとすると、等価駆動時間ｔ＝Ｖ・Ｃ／Ｉｐとなることから、リプル電流Ｉｒは数式２のようになる。
【００５６】
【数２】
【００５７】
例えば、１つのノズルに対応する１つのＰＺＴコンデンサ容量Ｃ＝２２０ｐＦ、ドライバＩＣ５２の駆動電圧Ｖ＝２０Ｖ、ドライバＩＣ５２の駆動電流Ｉｐ＝５ｍＡ、駆動周波数Ｆ＝１００ｋＨｚとし、さらに、同時に２６５６個のノズルからインクが噴射される場合（ｎ＝２６５６）には、数式２から、リプル電流Ｉｒ＝３．９４Ａｒｍｓとなる。つまり、約４アンペアのリプル電流が想定されることになる。
【００５８】
一方、同じ条件で、駆動電圧の降下を１％以内に収めるのに必要なコンデンサ６０の容量Ｃを、前述した数式１を用いて計算すると、Ｃ＝５７．８μＦとなる。つまり、電圧降下を抑制する観点からは、コンデンサ６０として３５Ｖ／６８μＦのものを選択すれば十分である。しかし、この３５Ｖ／６８μＦの容量のコンデンサには、４アンペアという大きなリプル電流に対応するものは通常なく、この種類のコンデンサのリプル電流の定格値は０．２〜０．４Ａｒｍｓ程度であるのが一般的である。
【００５９】
そのため、リプル電流の制約から、より大容量のコンデンサを複数並列に設ける必要がある。しかし、コンデンサ６０は、他の電子部品に比べてサイズが大きく、特に、容量が大きくなるとその傾向は顕著であり、インクジェットヘッド２の小型化を妨げることになる。また、容量が大きくなるほどコンデンサ６０は高価なものになり、さらに、そのようなコンデンサ６０を複数設けることは、装置のコスト上昇につながる。
【００６０】
そこで、本実施形態のインクジェットヘッド２においては、コンデンサ６０として、電圧降下を十分に抑制できる、容量の比較的小さいものが選択されるとともに、ヘッド制御部８３がコンデンサ６０の内部温度を監視して、さらに、その内部温度が過度に上昇することがないようにドライバＩＣ５２を制御するように構成されている。
【００６１】
ところで、ヘッド制御部８３がコンデンサ６０の内部温度を監視するためには、コンデンサ６０の温度を何らかの手段により検出する必要がある。しかし、専用の温度検出部（例えば、熱電対など）をコンデンサ６０に設けることは、コストが上昇する観点から好ましくない。
【００６２】
ここで、前述したように、ドライバＩＣ５２は、その動作温度監視用のドライバ温度検出部８６を元々内蔵しており、さらに、インクジェットヘッド２のヘッド基板５４には、環境温度を検出する環境温度検出部８７が設けられている。そして、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度と、コンデンサ６０の内部温度には、以下のような関係がある。
【００６３】
ドライバＩＣ５２がアクチュエータユニット２１を駆動する（ＰＺＴコンデンサを充放電する）際には、損失が発生する。この損失Ｐｄは、駆動周波数をＦ、駆動電圧をＶ、同時に駆動（充放電）されるアクチュエータユニット２１のＰＺＴコンデンサの総容量をＣとすると、Ｐｄ＝ＦＣＶ２となる。さらに、損失Ｐｄが全て熱となり、また、放熱板と放熱条件で決まる熱抵抗をＲ、環境温度に対するドライバＩＣ５２の温度上昇をΔＴとすると、ΔＴ＝Ｐｄ・Ｒとなる。尚、Ｒには、ドライバＩＣ５２自身の熱抵抗、放熱板と接触する面での熱抵抗も含んでいるとする。
【００６４】
一方、アクチュエータユニット２１を駆動する電流Ｉは、Ｑ＝ＣＶより、Ｉ＝ＦＣＶとなり、駆動電圧Ｖが一定であれば、電流ＩはドライバＩＣ５２の損失Ｐｄに比例する。つまり、ドライバＩＣ５２の温度上昇ΔＴと、アクチュエータユニット２１を駆動する電流Ｉは比例する。従って、リプル電流とドライバＩＣ５２の発熱量も比例関係にあることがわかる。また、前述したように、コンデンサ６０の発熱量（損失）はリプル電流の２乗に比例する。これらの関係から、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度との間には所定の関係が成立していることがわかり、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度に基づいてコンデンサ６０の内部温度を推定することが可能である。
【００６５】
そこで、図７に示すように、ヘッド制御部８３は、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度検出部８７で検出された環境温度とに基づいて、コンデンサ６０の内部温度を推定する温度推定部８４を備えている。この温度推定部８４は、表１に示すような、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度とを対応させるテーブルを有する。
【００６６】
【表１】
【００６７】
この表１において、ｔは、アクチュエータユニット２１の連続駆動時間（即ち、プリンタ１の連続記録動作時間）であり、０秒から３０秒までの間の５秒間隔の値となっている。また、Ｔａは環境温度（単位：℃）であり、ΔＴｄ、ΔＴｃは、それぞれ、環境温度Ｔａに対するドライバＩＣ５２とコンデンサ６０の温度上昇量（単位：℃）である。また、このテーブルを、環境温度Ｔａごとに、横軸にΔＴｄ、縦軸にコンデンサ内部温度Ｔｃ（＝ΔＴｃ＋Ｔａ）をとって、グラフにしたものを図８に示す。そして、温度推定部８４は、表１（図８）に示すテーブルを参照することにより、ドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと環境温度Ｔａに基づいてコンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定するように構成されており、内部温度Ｔｃの推定を容易に行うことができるようになっている。
【００６８】
尚、表１に示すテーブルは、前述したような、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度の間の、理論的な関係に基づいて算出されるものであってよい。但し、本実施形態では、ヘッド制御部８３は、環境温度に対するインクの粘度変化に対応するために、ドライバＩＣ５２から個別電極３５に印加される駆動電圧を環境温度に応じて変化させる。そして、このような駆動電圧の変化、あるいは、それ以外の他の条件によって、実際のドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度の関係は、前述した理論的に導き出される関係と比べてずれることも多い。そこで、ドライバＩＣ５２の動作温度及び環境温度とコンデンサ６０の内部温度とを対応させる、表１のテーブルは、実測から得られたものであるか、あるいは、理論的に導き出された場合でも、さらに、実測値により補正されていることがより好ましい。
【００６９】
以上のようにして温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度Ｔｃが、コンデンサ６０の定格温度よりも低い所定の許容温度Ｔ０（例えば、８０℃）を超えたときには、ドライバ制御部８５は、ドライバＩＣ５２による個別電極３５への駆動電圧印加を停止させ、内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下に低下するまでアクチュエータユニット２１の駆動を禁止する。このとき、コンデンサ６０にリプル電流が流れなくなるため、コンデンサ６０の内部温度がそれ以上上昇しなくなり、過度の温度上昇が防止される。
【００７０】
同時に、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えているという情報が、ヘッド制御部８３からプリンタ制御部８０に送られて、プリンタ制御部８０は、給紙装置１１４の給紙モータ８１、及び、搬送ユニット１２０の搬送モータ８２を停止させて、インクジェットヘッド２への記録用紙Ｐの供給を停止する。従って、コンデンサの内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下に低下するまで、プリンタ１の記録用紙Ｐへの記録動作が禁止される。
【００７１】
尚、環境温度Ｔａが低い場合には、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超える可能性は低く、コンデンサ６０の内部温度の上昇が問題になることは少ない。図８に示すように、環境温度Ｔａが低い場合（例えば、Ｔａ＝−１０℃）には、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度（例えば、８０℃）を超えるよりも先に、ドライバＩＣ５２の動作温度がその動作上限温度（例えば、１００℃）を超える。このような場合には、ドライバ制御部８５は、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃとは無関係に、ドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄに基づいて、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止することになる。従って、このように環境温度Ｔａが低い場合には、温度推定部８４は、表１（図８）のテーブルを参照せず、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定しないように構成されていてもよい。
【００７２】
例えば、本実施形態では、表１に示されるように、環境温度Ｔａが４０℃で、アクチュエータユニット２１の連続駆動時間に対するドライバＩＣ５２とコンデンサ６０の温度上昇量がほぼ同じになっている。この温度以下では、コンデンサ６０の内部温度を推定することなしに、ドライバ温度検出部８６の検出結果に基づいて直接的にドライバＩＣ５２が駆動されることになる。つまり、ヘッド制御部８３は、素子駆動手段としてのドライバＩＣ５２を、コンデンサ６０の内部温度を推定して駆動するモードと、コンデンサ６０の内部温度を推定せずに駆動するモードとを有している。そして、これら２つのモードの切り替えは、環境温度Ｔａ＝４０℃で行われることになる。
【００７３】
次に、ヘッド制御部８３及びプリンタ制御部８０による、コンデンサ６０の内部温度推定及びそれに基づくプリンタ１の記録動作停止を含む、一連の制御について、図７のブロック図と図９のフローチャートを参照して説明する。尚、図９において、Ｓｉ（ｉ＝１０，１１，１２・・・）は各ステップを示す。
【００７４】
まず、ヘッド制御部８３の温度推定部８４が、表１（図８）のテーブルに基づいて、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと、環境温度検出部８７により検出された環境温度Ｔａとから、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定する（Ｓ１０）。尚、この温度推定はどのようなタイミングで行われてもよいが、以下の説明では、１枚の記録用紙Ｐへの記録が完了するごとに行われるものとする。
【００７５】
推定された内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下である場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、記録動作をさらに連続して実行可能であると判定して、そのままリターンする。一方、内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超える場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、プリンタ１による記録用紙Ｐへの記録動作を停止する（Ｓ１２）。即ち、プリンタ制御部８０が給紙モータ８１及び搬送モータ８２を停止させることにより、給紙装置１１４及び搬送ユニット１２０による記録用紙Ｐのインクジェットヘッド２への供給を停止させるとともに、ヘッド制御部８３のドライバ制御部８５が、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を停止させる。
【００７６】
そして、先の温度推定から一定時間経過した後に（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、再度、温度推定部８４が、ドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと環境温度Ｔａとに基づいて、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定する（Ｓ１４）。そして、推定された内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えている間は一連のステップを繰り返し（Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５）、内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以下となったときに（Ｓ１５：Ｎｏ）、記録動作を再開する（Ｓ１６）。即ち、プリンタ制御部８０が、給紙装置１１４及び搬送ユニット１２０による記録用紙Ｐのインクジェットヘッド２への供給を開始させるとともに、ヘッド制御部８３のドライバ制御部８５が、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を開始させる。
【００７７】
以上説明したプリンタ１によれば、次のような効果が得られる。
ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度検出部８７により検出された環境温度から、コンデンサ６０の内部温度が推定され、さらに、推定されたコンデンサ６０の内部温度が許容温度を超えたときにはドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動が禁止される。そのため、プリンタ１のコスト低減及び小型化を実現するために、容量が小さく安価なコンデンサ６０を選択しつつ、コンデンサ６０の内部温度が過度に上昇してその寿命が低下するのを確実に防止することができる。また、この内部温度を監視するための専用の温度センサ等を設ける必要がなく、コストをさらに抑制できる。さらに、ドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度の両方に基づいてコンデンサ６０の内部温度を推定することから、温度推定の精度も高くなる。
【００７８】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］前記実施形態のプリンタ１においては、温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度が所定の許容温度を超えたときには、ドライバ制御部８５がドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止することで、プリンタ１の記録動作が一時停止するように構成されているが、ドライバ制御部８５がドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動間隔を一時的に長く設定するように構成されていてもよい。このように、アクチュエータユニット２１の駆動間隔が長くなると、単位時間当たりのコンデンサ６０の発熱量が少なくなるため、前記実施形態と同様に、コンデンサ６０の内部温度が過度に上昇するのが防止される。尚、アクチュエータユニット２１の駆動間隔が長く設定されるときには、同時に、プリンタ制御部８０は、給紙モータ８１及び搬送モータ８２の回転数を落として記録用紙Ｐの搬送速度を低下させる。つまり、プリンタ１の記録用紙Ｐへの記録速度が一時的に低下することになる。
【００７９】
２］前記実施形態のインクジェットヘッドは、ライン型インクジェットヘッドであるが、記録用紙Ｐの幅方向に往復移動するキャリッジに搭載された、いわゆる、シリアル型のインクジェットヘッド２を備えたプリンタにも本発明を適用することは可能である。この場合には、キャリッジの１回の走査後に、温度推定部８４によりコンデンサ６０の内部温度が推定される。そして、推定された内部温度が所定の許容温度を超える場合には、次のキャリッジの走査が禁止されるとともに、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の動作が禁止される。
【００８０】
３］温度推定部８４が、次にアクチュエータユニット２１が駆動されたと仮定したときの、仮想的なコンデンサ６０の内部温度を推定し、この推定された仮想的な内部温度が所定の許容温度を超えているときには、ドライバ制御部８５が、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動を禁止する（あるいは、駆動間隔を長くする）ように構成されていてもよい。
【００８１】
この変更形態におけるヘッド制御部８３及びプリンタ制御部８０による一連の制御について、図１０のフローチャートを参照して詳細に説明する。まず、ヘッド制御部８３の温度推定部８４が、ドライバ温度検出部８６により検出されたドライバＩＣ５２の動作温度Ｔｄと、環境温度検出部８７により検出された環境温度Ｔａとから、前述した表１のテーブルを参照して、現在のコンデンサ６０の内部温度Ｔｃを推定する（Ｓ２０）。
【００８２】
さらに、温度推定部８４は、次の記録動作（アクチュエータユニット２１の駆動）が行われたと仮定したときの温度上昇量ΔＴｃ’を推定し、現在のコンデンサ６０の内部温度Ｔｃと温度上昇量ΔＴｃ’とから、その記録動作が行われたと仮定したときの仮想的なコンデンサ６０の内部温度Ｔｃ’を算出する（Ｓ２１）。
【００８３】
ここで、仮想的な温度上昇量ΔＴｃ’は次のようにして求めることができる。最も簡単に設定するには、１回の記録によるコンデンサ６０の温度上昇量ΔＴｃ’を記録画像等に関わらず常に一定値とみなして、実測から得られた所定の値に設定すればよい。
【００８４】
また、入力された記録画像等のデータから、インクジェットヘッド２による１回の記録（例えば、ライン型ヘッドでは１ページの記録、シリアル型ヘッドでは１回のキャリッジ走査）の際に、駆動されるＰＺＴコンデンサの総数（インクを噴射するノズルの総数）を算出することが可能である。そこで、ヘッド制御部８３が、１回の記録動作の間に駆動されるＰＺＴコンデンサの総数とコンデンサ６０の温度上昇量とを対応させるテーブルを保持しており、このテーブルに基づいてコンデンサ６０の仮想的な温度上昇量ΔＴｃ’を推定してもよい。
【００８５】
あるいは、１回の記録動作の間に駆動されるＰＺＴコンデンサの総数から、単位時間当たりの消費電力を算出して、この消費電力に基づいてコンデンサ６０の温度上昇量ΔＴｃ’を計算により推定してもよい。
【００８６】
そして、このようにして推定された仮想的な内部温度Ｔｃ’が所定の許容温度Ｔ０を超える場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、プリンタ１による記録動作を禁止する（Ｓ２３）。さらに、先の温度推定から一定時間経過した後に、再度、温度推定部８４がコンデンサ６０の仮想的な内部温度Ｔｃ’を推定し（Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６）、この推定された内部温度Ｔｃ’が許容温度Ｔ０以下となるときには（Ｓ２７：Ｎｏ）、記録動作を再開する（Ｓ２８）。
【００８７】
この構成によれば、コンデンサ６０の内部温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えると予測されるときには、ドライバＩＣ５２によるアクチュエータユニット２１の駆動が禁止されるため、コンデンサ６０の内部温度が許容温度を超えることがなく、過度の温度上昇をさらに確実に防止することができる。
【００８８】
４］前記実施形態では、温度推定部８４は、ドライバＩＣ５２の動作温度と環境温度の両方に基づいて、コンデンサ６０の内部温度を推定している。しかし、図２に示すように、アクチュエータユニット２１、ＦＰＣ５０、及び、ヘッド基板５４等がカバー部材５８により覆われて環境温度が安定しているなどの要因により、コンデンサ６０の周囲の環境温度の変動が小さく（例えば、±５℃程度）、その変動が温度推定部８４によるコンデンサ６０の温度推定にほとんど影響しない場合には、環境温度は一定とみなして、ドライバＩＣ５２の動作温度のみに基づいてコンデンサ６０の内部温度を推定してもよい。
【００８９】
５］温度推定部８４により推定されたコンデンサ６０の内部温度に基づいて、ドライバ制御部８５が自動的にドライバＩＣ５２の動作状態を変更（アクチュエータユニット２１の駆動を禁止する、あるいは、駆動間隔を長くするなど）する必要は必ずしもない。例えば、推定されたコンデンサ６０の内部温度が許容温度を超えたときに、メッセージを表示したり、あるいは、警告ランプを点灯させたりするなどして、使用者に注意を喚起したりするように構成されていてもよい。
【００９０】
６］記録素子としては、前記実施形態に示したような圧電式のアクチュエータに限られるものではなく、流路内のインクに熱を与えて気泡を発生させることによりノズルからインクを噴射する構成のものや、インクリボンに熱を与えて記録用紙に転写する構成のものなど、その他の公知の記録素子を備えた記録装置に対しても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図３】ヘッド本体の平面図である。
【図４】図３に一点鎖線で示された領域Ｂの拡大図である。
【図５】ヘッド本体の断面図である。
【図６】アクチュエータユニットを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は個別電極の平面図である。
【図７】プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図８】ドライバＩＣの温度上昇量ΔＴｄとコンデンサの内部温度Ｔｃとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態のプリンタに係る、コンデンサの内部温度推定及びそれに基づく記録動作停止を含む一連の制御のフローチャートである。
【図１０】変更形態のプリンタに係る、コンデンサの内部温度推定及びそれに基づく記録動作禁止を含む一連の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１ プリンタ
２ インクジェットヘッド
８ ノズル
１０ 圧力室
３４ 共通電極
３５ 個別電極
４１ 圧電シート
５２ ドライバＩＣ
８４ 温度推定部
８５ ドライバ制御部
８６ ドライバ温度検出部
８７ 環境温度検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録素子を駆動する素子駆動手段と、
この素子駆動手段を制御する駆動制御手段と、
前記素子駆動手段に電気的に接続されたコンデンサと、
前記素子駆動手段の動作温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度に基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定する温度推定手段と、
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
周囲の環境温度を検出する第２温度検出手段をさらに備え、
前記温度推定手段は、前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度と前記第２温度検出手段により検出された前記環境温度とに基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記温度推定手段は、前記素子駆動手段の動作温度及び前記環境温度と前記コンデンサの内部温度とを対応させるテーブルを有することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記コンデンサの内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の記録装置。
【請求項５】
前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動の間隔を長くすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の記録装置。
【請求項６】
前記温度推定手段は、前記素子駆動手段により前記記録素子が駆動されたと仮定したときの、仮想的な前記コンデンサの内部温度を推定し、
前記温度推定手段により推定された、仮想的な前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えているときには、前記駆動制御手段は、その仮想的な内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の記録装置。
【請求項７】
前記記録素子は、インクを吐出するノズルと前記ノズルに連通するインク流路とが形成された流路ユニットに接着されて、前記素子駆動手段によって駆動電圧が印加されたときに前記ノズルからインクを吐出させるように構成され、
前記コンデンサは、前記素子駆動手段と並列に接続されているとともに、前記記録素子の駆動によって前記素子駆動手段に最大負荷がかかったときに、少なくとも前記記録素子に印加される電圧が前記駆動電圧に維持されるような静電容量を有していることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の記録装置。
【請求項１】
記録素子を駆動する素子駆動手段と、
この素子駆動手段を制御する駆動制御手段と、
前記素子駆動手段に電気的に接続されたコンデンサと、
前記素子駆動手段の動作温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度に基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定する温度推定手段と、
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
周囲の環境温度を検出する第２温度検出手段をさらに備え、
前記温度推定手段は、前記第１温度検出手段により検出された前記素子駆動手段の動作温度と前記第２温度検出手段により検出された前記環境温度とに基づいて、前記コンデンサの内部温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記温度推定手段は、前記素子駆動手段の動作温度及び前記環境温度と前記コンデンサの内部温度とを対応させるテーブルを有することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記コンデンサの内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の記録装置。
【請求項５】
前記温度推定手段により推定された前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えたときに、前記駆動制御手段は、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動の間隔を長くすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の記録装置。
【請求項６】
前記温度推定手段は、前記素子駆動手段により前記記録素子が駆動されたと仮定したときの、仮想的な前記コンデンサの内部温度を推定し、
前記温度推定手段により推定された、仮想的な前記コンデンサの内部温度が所定温度を超えているときには、前記駆動制御手段は、その仮想的な内部温度が前記所定温度以下となるまで、前記素子駆動手段による前記記録素子の駆動を禁止することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の記録装置。
【請求項７】
前記記録素子は、インクを吐出するノズルと前記ノズルに連通するインク流路とが形成された流路ユニットに接着されて、前記素子駆動手段によって駆動電圧が印加されたときに前記ノズルからインクを吐出させるように構成され、
前記コンデンサは、前記素子駆動手段と並列に接続されているとともに、前記記録素子の駆動によって前記素子駆動手段に最大負荷がかかったときに、少なくとも前記記録素子に印加される電圧が前記駆動電圧に維持されるような静電容量を有していることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２１６４９７（Ｐ２００７−２１６４９７Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３９２６９（Ｐ２００６−３９２６９）
【出願日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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