| 【発明の名称】 |
プリンタヘッドの加熱防止装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】チェ キョンチョル
|
| 【要約】 |
【課題】ハードウェア的に基板の加熱を防止してより安定的にプリンタヘッドの損傷を防止できるプリンタヘッドの加熱防止装置を提供する。
【解決手段】ヒーター駆動制御信号に応答して駆動するヒーター駆動部２１６，ヒーター駆動部２１６の駆動により印加された電流によって発熱するヒーターＲＨ，ヒーターＲＨが取り付けられたヘッド基板温度を検出する基板温度検出部２１２，基準電圧発生器１１６，基板温度検出部２１２で検出された検出電圧と基準電圧発生器１１６から出力された基準電圧とを比較する比較器Ｃ１，電源スイッチイング制御信号及び比較器Ｃ１の出力信号に応答してヒーターに印加する駆動電源をスイッチングする電源スイッチング部１１４，伝達された印刷データによってヒーター駆動部２１６及び電源スイッチング部１１４を制御する制御部を含むプリンタヘッドの加熱防止装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ヒーター駆動制御信号に応答して駆動されるヒーター駆動部と；前記ヒーター駆動部の駆動により印加された電流によって発熱するヒーターと；前記ヒーターが内装されたヘッド基板の温度を検出する基板温度検出部と；基準電圧を発生する基準電圧発生器と；前記基板温度検出部を通して検出された検出電圧と前記基準電圧とを比較する比較器と；電源スイッチング制御信号に応答して前記ヒーターに印加する駆動電源をスイッチングする一方，前記比較器の出力信号に応じて前記ヒーターに駆動する電源をスイッチングする電源スイッチング部と；伝達された印刷データに応じて前記ヒーター駆動部及び前記電源スイッチング部を制御する制御部と；を含むことを特徴とする，プリンタヘッドの加熱防止装置。
【請求項２】 前記ヒーターは，前記ヘッドのノズルプレートに設けられることを特徴とする，請求項１に記載のプリンタヘッドの加熱防止装置。
【請求項３】 前記温度検出部は，サーミスタであることを特徴とする，請求項１または２のうちのいずれか１項に記載のプリンタヘッドの加熱防止装置。
【請求項４】 前記ヒーター駆動部または／及び前記電源スイッチング部は，電界効果トランジスタであることを特徴とする，請求項１，２，または３のうちのいずれか１項に記載のプリンタヘッドの加熱防止装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，インクジェットプリンタのヘッドの加熱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタは，所望の画像を紙面を通して得るために，記録用紙，フィルムなどの印刷媒体上にインクを噴射するように設計された装置である。インクジェットプリンタには，インクを噴射する複数のノズルのそれぞれに個別にインクが供給できるような構造を有するヘッドと，印刷データに応じてヘッドの各ノズルが選択的に駆動できるように設計された電気的回路装置とが備えられる。
【０００３】インクジェットプリンタは，各ノズルを通してインクが吐き出される方式によって，電気−圧力変換（ピエゾ）式のプリンタと，電気−熱変換（バブルジェット（登録商標））式のプリンタとに区別される。電気−圧力変換式のプリンタは，インクが流入するインク流路に圧力要素によって圧力を加えて，インクが紙面に吐き出されるように設計されたものである。一方，電気−熱変換式のプリンタは，インク吐出部に高熱を加えて形成したインクバブルの体積変化によって，インクが紙面に吐き出されるように設計されたものである。
【０００４】図１は，従来の一般的な電気−熱変換式のインクジェットプリンタの回路の構成を簡略に示した図である。インクジェットプリンタは，システム全般を電気的に制御するプリンタシステムカード１０と，プリンタシステムカード１０から伝達された制御信号及び駆動電源Ｖphによってインクバブルを形成するために，発熱するヒーターＲＨを有するヘッド２０とを有している。プリンタシステムカード１０には，システム全般の動作を制御するＭＰＵ（Main Process Unit）１２及びＭＰＵ１２の制御の下，ヘッド２０のヒーターＲＨを駆動させるための駆動電源Ｖphをスイッチングする第１トランジスタＦＥＴ１が備えられる。そして，ヘッド２０には，ＭＰＵ１２の制御の下，駆動する第２トランジスタＦＥＴ２，及び第２トランジスタＦＥＴ２の駆動によって発熱するヒーターＲＨが備えられている。ここで，ヒーターＲＨは一般に抵抗からなり，ヘッド２０の基板またはノズルプレートに取り付けられる。また，同図では，単一のヒーターＲＨに単一のヒーター駆動用第２トランジスタＦＥＴ２が示されているが，ヒーターＲＨ及び第２トランジスタＦＥＴ２は，各インク吐出し口（ノズル）毎に個別にそれぞれ設けられる。
【０００５】上記のような電気−熱変換（バブルジェット（登録商標））式インクジェットプリンタにおいて，ＭＰＵ１２では，印刷データが伝達されると，伝達された印刷データに応じて第１トランジスタＦＥＴ１を駆動させ，駆動電源ＶphがヒーターＲＨに供給できるようにする一方，第２トランジスタＦＥＴ２を駆動させ，ヒーターＲＨが発熱するように制御する。これにより，ヒーターＲＨが発熱し，ヒーターＲＨの発熱によってインクバブルが形成され，その体積が次第に大きくなる。その後，インクバブルがそれ以上膨脹できない程にまで達すると，インクバブルがインク吐出口から滲み出して，インクが記録用紙に吐出する。そのとき，インクが吐出する最適温度は約４０℃である。そして，ＭＰＵ１２では，ヒーターＲＨが設けられた基板またはノズルプレートが４０℃まで上昇できるように，設定された時間の間ヒーターＲＨに電流を印加する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが，上記のような従来の一般的な電気−熱変換（バブルジェット（登録商標））式のインクジェットプリンタでは，正常な状態ではノズルプレートまたは基板を適正の温度に加熱することができるが，非正常的な状態では，即ち，ＭＰＵの温度検出異常などが生じた場合，またはその他原因でヒーターが発熱し続いている場合などには，加熱によってノズルプレートまたはヘッド基板が溶けてしまう問題が生じていた。
【０００７】上記のような問題を解決するために，従来では，ヘッド２０内の温度を検出し，検出したヘッド２０自体の温度が予め設定された温度に達すると，ＭＰＵ１２によって図１に示すような第１駆動トランジスタＦＥＴ１の駆動を停止させ，ヘッド２０を保護するようにしていた。
【０００８】しかし，上記のような従来のヘッドの加熱防止方法ではソフトウェア的な処理が行われるため，以前と同様に温度検出に異常が生じた場合は，基板またはノズルプレートが加熱し続け，高価なヘッドが使用できなくなる問題を依然として抱えている。
【０００９】本発明は，上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，ヘッドのヒーターの加熱が生じたとき，ハードウェア的に加熱を制御してヘッドを保護するプリンタヘッドの加熱防止装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明のプリンタヘッドの加熱防止装置は，ヒーター駆動制御信号に応答して駆動するヒーター駆動部と；ヒーター駆動部の駆動により印加された電流によって発熱するヒーターと；ヒーターが内装されたヘッド基板の温度を検出する基板温度検出部と；基準電圧を発生する基準電圧発生器と；基板温度検出部を通して検出された検出電圧と基準電圧とを比較する比較器と；電源スイッチング制御信号に応答してヒーターに印加する駆動電源をスイッチングする一方，比較器の出力信号に応じてヒーターに駆動する電源をスイッチングする電源スイッチング部と；伝達された印刷データに応じてヒーター駆動部及び電源スイッチング部を制御する制御部と；を含むことを特徴とする。
【００１１】ここでヒーターは，ヘッドのノズルプレートに設けてもよく，基板温度検出部は，ノズルプレートの温度の増減を検出するノズルプレート温度検出部としてもよい。
【００１２】温度検出部としては，例えばサーミスタなどが用いられ，ヒーター駆動部または／及び電源スイッチング部としては，例えば電界効果トランジスタなどを用いることができる。
【００１３】以上のような本発明のプリンタヘッドの加熱防止装置では，プリンタヘッドのヒーターによって基板またはノズルプレートが加熱した場合にヒーターに供給する電源が比較器の出力によって強制的に遮断されるので，高価なヘッドを加熱から保護することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に，添付図面を参照しながら，本発明にかかるプリンタヘッドの加熱防止装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】図２は，本発明の一実施の形態によるプリンタヘッドの加熱防止装置を備えたインクジェットプリンタを簡略に示した回路図である。プリンタは，システム全般を制御して，伝達された印刷データに応じてヘッド基板に取り付けられたヒーターＲＨを選択的に駆動するように設計されたプリンタシステムカード１００と，プリンタシステムカード１００から伝達された制御信号に応じて発熱するヒーターＲＨを有し，インクが記録用紙に噴射できるような構造を有したヘッド２００とを有する。
【００１６】ここで，プリンタシステムカード１００には，プリンタヘッドの加熱防止装置を成すＭＰＵ１１２，比較器Ｃ１，電源スイッチング部１１４，基準電圧発生部１１６が設けられる。そして，ヘッド２００には，基板温度検出部２１２，ヒーター駆動部２１４が設けられる。ここで，電源スイッチング部１１４及びヒーター駆動部２１４には電界効果トランジスタＦＥＴが用いられ，基板温度検出部２１２にはサーミスタＲｔｈが用いられる。勿論，ＦＥＴは一例に過ぎず，様々なスイッチング素子がＦＥＴの代わりに用いられる。また，サーミスタＲｔｈに替えて，様々な温度検出手段を用いることができる。
【００１７】プリンタシステムカードのＭＰＵ１１２は，システム全般の動作を制御し，ヘッド基板に取り付けられたヒーターＲＨの駆動電源Ｖphへの供給を，第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）を通して制御する。また，ヒーターＲＨの駆動を第２ＦＥＴ（ＦＥＴ２）を通して制御する。更に，ヘッド２００の基板温度をサーミスタＲｔｈを通して検出し，第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）を制御する。付け加えると，サーミスタＲｔｈは，基板の温度変化によって抵抗値が変化する素子であり，基板の温度が上がると抵抗値が減少して上昇した電圧を出力し，基板の温度が下がると抵抗値が増加して下降した電圧を出力する。
【００１８】一方，ヘッド２００に設けられたサーミスタＲｔｈは，ＭＰＵ１１２の入力ポートに連結されると共に比較器の反転端子（−）に連結され，第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２からなる基準電圧発生器１１６の基準電圧Ｖref出力ノードは，比較器Ｃ１の非反転端子（＋）に連結される。また，比較器Ｃ１の出力端子は，第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）のゲートに連結される。このような構成にて比較器の反転端子（−）及び非反転端子（＋）には，サーミスタＲｔｈ及び基準電圧Ｖref出力ノードが互いに相反するように連結され，第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）にはゲート入力に対して逆のスイッチイング動作を行うトランジスタを利用することができる。
【００１９】上記のようなプリンタヘッドの加熱防止装置を有するプリンタに印刷データが伝達されると，ＭＰＵ１１２では，設定時間の間ヒーターＲＨに駆動電源Ｖphが供給されるように第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）及び第２ＦＥＴ（ＦＥＴ２）を制御する。また，ヒーターＲＨが発熱し基板温度が上昇すると，第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）をオープンさせ，インクを供給して印刷作業を進行する。また，ＭＰＵ１１２では，ヒーターＲＨを駆動するときに基板の加熱状態をサーミスタＲｔｈを通して検出し続け，異常動作による加熱が検出されると，第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）を制御する。
【００２０】一方，上記のような正常な印刷の動作中，第３抵抗値Ｒ３とサーミスタＲｔｈの抵抗値によって分配された検出電圧Ｖsenと，基準電圧発生器１１６から発生された基準電圧Ｖrefとがそれぞれ反転端子（−）と非反転端子（＋）に入力された比較器は，検出電圧Ｖsenに応じてhighまたはlowの電圧を第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）のゲートに出力する。つまり，比較器は，検出電圧Ｖsenが基準電圧Ｖrefより大きいと，low電圧を第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）のゲートへ出力し，ヒーターＲＨに印加される駆動電源Ｖphをスイッチングし，検出電圧Ｖsenが基準電圧Ｖrefより低いと，high電圧を第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）のゲートへ出力し，ヒーターＲＨに印加する駆動電源Ｖphを遮断する。その後，ヘッド基板の温度が下がると，比較器の出力電圧が再びlowになって第１ＦＥＴ（ＦＥＴ１）の駆動を再開する。
【００２１】つまり，本発明によるプリンタヘッドの加熱防止装置を有するプリンタは，加熱が発生するとき，ＭＰＵ１１２を通してヒーターＲＨに印加する駆動電源Ｖphを制御して加熱を防止できるようにする一方，ハードウェア的な構成を有するプリンタヘッドの加熱防止装置によっても基板の加熱を制御できるように設計したのである。
【００２２】上記の実施の形態にては，プリンタヘッドの基板内にヒーターＲＨが取り付けられたプリンタを例に挙げて説明したが，本発明のプリンタヘッドの加熱防止装置では，プリンタヘッドのノズルプレート内にヒーターＲＨが取り付けられた場合にも同様に適用できる。
【００２３】以上，添付図面を参照しながら本発明のプリンタヘッドの加熱防止装置の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。いわゆる当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的思想に属するものと了解される。
【００２４】
【発明の効果】以上のような本発明のプリンタヘッドの加熱防止装置によると，プリンタヘッド基板に加熱が生じた場合，ＭＰＵの異常によって基板の加熱状態が制御できないとしてもハードウェア的に基板の加熱を防止することができるので，より安定的にプリンタヘッドの損傷を防止することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】３９００１９８３９
【氏名又は名称】三星電子株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１５年１月２９日（２００３．１．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５９５７
【弁理士】
【氏名又は名称】亀谷 美明 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１０６４（Ｐ２００３−３４１０６４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−２００６２（Ｐ２００３−２００６２） |
|