(57)【要約】【課題】プリンタヘッドの温度と、プリンタヘッドを駆動するためのヘッド駆動用ＩＣの温度とを検出するプリンタ用温度検出回路において、製造コストを削減できると共に、回路サイズが小さく、消費電流も小さいプリンタ用温度検出回路を提供する。【解決手段】プリンタヘッド温度を検出して電圧ＶＴＨとして出力するプリンタヘッド温度検出回路１と、ヘッド駆動用ＩＣチップ１０の温度を検出して電圧ＶＴとして出力する基準電圧発生・ＩＣチップ温度演出回路３とを備えるプリンタ用温度検出回路において、電圧ＶＴＨと電圧ＶＴを切り換えていずれか一方を電圧Ｖ３として比較回路４に出力する切換回路６を設ける。電圧Ｖ３と、基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３が出力する基準電圧ＶＲＥＦとは比較回路４で比較され、比較結果がヘッド駆動用回路７に出力電圧Ｖ４として出力される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタヘッドと、プリンタヘッドを駆動するためのヘッド駆動用ＩＣチップとを備えるプリンタに用いられるプリンタ用温度検出回路において、
上記プリンタヘッドの温度を電圧として検出して、第一の検出電圧として出力する第一の温度検出手段と、
上記ヘッド駆動用ＩＣチップの温度を電圧として検出して、第二の検出電圧として出力する第二の温度検出手段と、
検出温度の基準となる基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
上記第一の温度検出手段からの第一の検出電圧と上記第二の温度検出手段からの第二の検出電圧とを切り換えていずれか一方の電圧を出力する切り換え手段と、
上記切り換え手段から出力された上記第一の検出電圧または上記第二の検出電圧と、上記基準電圧生成手段の基準電圧とを比較して、比較結果を出力する比較手段とを備えることを特徴とするプリンタ用温度検出回路。
【請求項２】
上記プリンタヘッドは、容量素子を含み、
上記第一の温度検出手段は、上記容量素子に接続された発振回路を含むことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ用温度検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタヘッドと、プリンタヘッドを駆動するためのヘッド駆動用ＩＣ（半導体集積回路）とを備えるヘッドインクジェットプリンタ等のプリンタに用いられるプリンタ用温度検出回路に関し、より詳細には、プリンタヘッドの温度とヘッド駆動用ＩＣの温度とを検出するプリンタ用温度検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタでは、インクを吐出させるプリンタヘッドが備えられている。インクジェットプリンタのプリンタヘッドとしては、ピエゾ素子のような圧電素子でインクを吐出させるタイプ（特許文献１参照）や、インクをヒータで蒸気化することでインクを吐出させるタイプ（特許文献２参照）等がある。前者のタイプでは、ピエゾ素子を駆動すれば温度が上昇し、後者のタイプではヒータを加熱すると温度が上昇する（特許文献１・２参照）。したがって、いずれのタイプにおいても、プリンタヘッドが過熱してプリンタヘッド内の回路の熱破壊等を招く可能性がある。
【０００３】
それゆえ、従来より、プリンタヘッドの過熱を防止するために、プリンタヘッドの温度を検出する温度検出回路が用いられている。
【０００４】
たとえばプリンタヘッドの温度を検出する温度検出回路は、サーミスタのような温度センサを含んでおり、温度センサからの出力によってプリンタヘッドの温度を検出していた。
【０００５】
また、特許文献１には、温度検出用半導体素子としてのダイオードが組み込まれていて、ダイオードの出力電圧値でプリンタヘッド内部の温度を計測するプリンタヘッド用温度検出回路が開示されている。
【０００６】
また、プリンタヘッドの温度を間接的な方法で推定する温度検出回路も提案されている。たとえば特許文献２には、サーミスタなどの高精度の温度センサをプリンタの本体内の制御回路基板に装着してプリンタ内の周囲温度を検出し、周囲温度の変動から、インク吐出で発生するエネルギーおよび外気へ放散されるエネルギーを計算して、記録ヘッドとインクタンク内のインクの温度を推定する回路構成が開示されている。
【０００７】
さらに特許文献３には、プリンタヘッドが持つ圧電素子の静電容量を測定することにより、温度によって変化する静電容量値からプリンタヘッドの温度を検知する方法が開示されている。
【０００８】
一方、インクジェットプリンタには、プリンタヘッドとは別に、プリンタヘッドを駆動するためのヘッド駆動用ＩＣが設けられている。ＩＣは、使用環境温度が動作に与える影響が大きく、一定の温度以上になった場合、何らかの保護や動作停止等を行う必要がある。ヘッド駆動用ＩＣの温度は、プリンタヘッドの温度、周囲温度、ＩＣ自体の動作状態等の影響を受けて変化し、プリンタヘッドの温度とは独立して変化する。このため、ヘッド駆動用ＩＣにも、温度検出回路が組み込まれている。このヘッド駆動用ＩＣの温度を検出する温度検出回路は、駆動用ＩＣ自身に組み込まれた温度依存性の半導体素子を利用して温度を検出していた。すなわち、ヘッド駆動用ＩＣ自身が温度検出回路としての役割を持っていた。
【０００９】
以上のように、従来、インクジェットプリンタ用の温度検出回路では、プリンタヘッドの温度を検出する温度検出回路と、ヘッド駆動用ＩＣの温度を検出する温度検出回路とが設けられていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２６４３３７号公報
（公開日：平成１４年（２００２）９月１８日）
【００１１】
【特許文献２】
特開平１１−３４２６０４号公報
（公開日：平成１１年（１９９９）１２月１４日）
【００１２】
【特許文献３】
特開平３−１６２９６５号公報
（公開日：平成３年（１９９１）７月１２日）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の温度検出回路では、プリンタヘッドの温度を検出する温度検出回路と、ヘッド駆動用ＩＣの温度を検出する温度検出回路とが、別々の独立した回路に分かれていた。それゆえ、温度検出回路の構成要素、たとえば検出温度を表す電圧と基準電圧とを比較する比較回路や、基準電圧を発生する回路などを、両者の温度検出回路内にそれぞれ設ける必要がある。そのため、多くの回路が必要であった。したがって、上記従来の温度検出回路は、多くの材料を使用し、多くの製造プロセスを用いて製造する必要があるため、製造コストが高いという問題が生じていた。他にも、回路を実装する基板サイズが大きい、回路全体のサイズ（ＩＣチップの面積等）が大きい、消費電流が大きい、等の問題点があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、プリンタヘッドの温度と、プリンタヘッドを駆動するためのヘッド駆動用ＩＣの温度とを検出するプリンタ用温度検出回路において、製造コストを削減できると共に、回路サイズが小さく、消費電流も小さいプリンタ用温度検出回路を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリンタ用温度検出回路は、上記課題を解決するために、プリンタヘッドと、プリンタヘッドを駆動するためのヘッド駆動用ＩＣチップとを備えるプリンタに用いられるプリンタ用温度検出回路において、上記プリンタヘッドの温度を電圧として検出して、第一の検出電圧として出力する第一の温度検出手段と、上記ヘッド駆動用ＩＣチップの温度を電圧として検出して、第二の検出電圧として出力する第二の温度検出手段と、検出温度の基準となる基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、上記第一の温度検出手段からの第一の検出電圧と上記第二の温度検出手段からの第二の検出電圧とを切り換えていずれか一方の電圧を出力する切り換え手段と、上記切り換え手段から出力された上記第一の検出電圧または上記第二の検出電圧と、上記基準電圧生成手段の基準電圧とを比較して、比較結果を出力する比較手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、プリンタヘッドの温度とプリンタヘッド駆動用ＩＣチップの温度を１つの基準電圧発生手段と１つの比較手段とで実現することができる。それゆえ、プリンタヘッドの温度検出とプリンタヘッド駆動用ＩＣチップの温度検出を別々の回路で行う従来の構成と比較して、構成要素の数を削減できるので、より少ない材料、製造プロセスで製造することができ、製造コストを削減できる。また、構成要素数の削減により、サイズを縮小できる。さらに、構成要素数の削減により、消費電力を低減できる。
【００１７】
したがって、製造コストを削減できると共に、回路サイズが小さく、消費電流も小さいプリンタ用温度検出回路を提供できる。
【００１８】
また、従来２つに分かれていた回路を１つに纏めることができるため、ＩＣの特性的なばらつきに起因する不一致を、より少なくできる。特に、ＩＣでは温度の僅かな違いが特性値として指数関数的に違って現れる事があるため、二つの回路を一つに纏める事で少しでも特性値を近づけることができる。例えば基準電圧発生回路を２回路設ければ、ＩＣの特性的なばらつきが原因で、ＶＲＥＦ電圧に若干の違いが生じるが、こういった不一致をより少なくできる。
【００１９】
本発明のプリンタ用温度検出回路は、上記プリンタヘッドは、容量素子を含み、上記第一の温度検出手段は、上記容量素子に接続された発振回路を含む構成であることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、サーミスタ等のような温度検出用の素子を用いることなくプリンタヘッドの容量素子を用いて容量素子の静電容量からプリンタヘッド温度を検出することができる。それゆえ、常にシビアな温度制御を要求されるプリンタヘッドの温度を検出する第一の温度検出手段の構成を簡略化できる。したがって、簡素な構成のプリンタ用温度検出回路を提供できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本実施の一形態について、図１〜図６、及び図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２２】
図１は、本実施の形態によるプリンタ用温度検出回路を備えるプリンタの構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ２０は、プリンタヘッド１１と、プリンタヘッド１１を駆動するためのヘッド駆動用ＩＣチップ（ＩＣ、制御手段）１０とを備えている。なお上記プリンタヘッド１１は、圧電方式のヘッドやサーマルインクジェット方式のヘッドなど、種類は特に限定されない。
【００２３】
ヘッド駆動用ＩＣチップ１０は、プリンタヘッド１１を駆動するためのヘッド駆動回路７と、プリンタヘッド１１の温度およびヘッド駆動用ＩＣチップ１０の温度を検出するための温度検出回路（プリンタ用温度検出回路）１３とを備えている。
【００２４】
この温度検出回路１３は、プリンタヘッド１１の温度を検出するヘッド温度検出回路１と、基準電圧ＶＲＥＦを発生しかつヘッド駆動用ＩＣチップ１０の温度を検出する基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路（基準電圧生成手段、第二の温度検出手段）３と、上記ヘッド検出回路１からの出力電圧ＶＴＨと上記基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３からの出力電圧ＶＴとを切り換えて出力する切換回路（切り換え手段）６と、上記切換回路６からの出力電圧Ｖ３と上記基準電圧ＶＲＥＦとを比較した結果を出力電圧Ｖ４としてヘッド駆動回路７に出力する比較回路（比較手段）４とを備えている。そして、この温度検出回路１３は、ヘッド駆動用ＩＣチップ１０に組み込まれ、比較回路４からの出力である出力電圧Ｖ４を、やはり上記ヘッド駆動用ＩＣチップ１０に組み込まれるヘッド駆動回路７に出力する。
【００２５】
図４は、ヘッド温度検出回路１の構成を示す回路図である。このヘッド温度検出回路１は、図４に示すように、抵抗Ｒ５を備えている。ヘッド温度検出回路１は、温度検出素子としてプリンタヘッド１１内に取り付けられたサーミスタ１２を用いてプリンタヘッド１１の温度を検出するものである。この場合、サーミスタ１２とヘッド温度検出回路１とで第一の温度検出手段が構成されている。
【００２６】
サーミスタ１２の一端は、図１に示すように、ヘッド駆動用ＩＣチップ１０に電圧ＶＣＣを供給する電源１４に接続され、サーミスタ１２の一端は、図４に示すように、ヘッド温度検出回路１の抵抗Ｒ５の一端に接続されている。また、当該抵抗Ｒ５のもう一端は、接地端子ＧＮＤに接続されている。
【００２７】
上記構成では、サーミスタ１２と抵抗Ｒ５により電源電圧ＶＣＣ（図１に示す）が分圧された分圧電圧ＶＴＨが発生する。ここで、上記サーミスタ１２は負特性（温度勾配が負）であり、プリンタヘッド１１の温度が上昇すればサーミスタ１２の温度が上昇し、その結果、サーミスタ１２の抵抗値が下がる。一方、この温度上昇時に、抵抗Ｒ５は、サーミスタ１２の抵抗値変化と比較してずっと小さい温度変化しか示さない。その結果、分圧電圧ＶＴＨが上昇する。ヘッド温度検出回路１は、この分圧電圧ＶＴＨを検出電圧として切換器６に出力する。
【００２８】
次に、上記基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３の構成例を図５に基づいて説明する。図５は、上記基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３の構成例を示す回路図である。
【００２９】
この基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３は、図５に示すように、トランジスタＱ１〜Ｑ８、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、およびダイオードＤ１を備えている。
【００３０】
トランジスタＱ３〜Ｑ７はそれぞれＰＮＰ型トランジスタであり、各エミッタは電源電圧ＶＣＣのライン（電源１４に接続されたライン）に接続されている。また、トランジスタＱ３〜Ｑ７の各ベースは互いに接続され、トランジスタＱ５のベースとコレクタとは短絡されている。このように、トランジスタＱ３〜Ｑ７はカレントミラー回路を構成していることから、トランジスタＱ３〜Ｑ７のそれぞれには略同一のコレクタ電流が流れる。尚、トランジスタＱ３〜Ｑ７はＭＯＳトランジスタでも良い。
【００３１】
トランジスタＱ１はＮＰＮ型トランジスタであり、コレクタはトランジスタＱ３のコレクタに接続されており、またトランジスタＱ１自身のベースに接続されている。トランジスタＱ２はＮＰＮ型トランジスタであり、コレクタはトランジスタＱ４のコレクタに接続されている。トランジスタＱ１のベースとトランジスタＱ２のベースとは互いに接続されている。また、トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ１を介して接地端子ＧＮＤに接続されており、トランジスタＱ２のエミッタは接地端子ＧＮＤに接続されている。
【００３２】
トランジスタＱ８はＮＰＮ型トランジスタであり、コレクタはトランジスタＱ５のコレクタに接続されており、エミッタは接地端子ＧＮＤに接続されている。トランジスタＱ８のベースは、前記トランジスタＱ２のコレクタに接続されている。抵抗Ｒ２はトランジスタＱ６のコレクタとダイオードＤ１のアノードとの間に直列に挿入されるように接続されている。ダイオードＤ１のカソードは接地端子ＧＮＤに接続されている。抵抗Ｒ３はトランジスタＱ７のコレクタと接地端子ＧＮＤとの間に直列に挿入されるように接続されている。
【００３３】
トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ８は、それぞれコレクタがトランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ５に接続されているので、前述の略同一のトランジスタＱ３〜Ｑ５のコレクタ電流は、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ８のコレクタ電流とも略同一となる。同様に、ダイオードＤ１および抵抗Ｒ３に流れる電流も、上記コレクタ電流と略同一となる。
【００３４】
抵抗Ｒ３とトランジスタＱ７のコレクタとの接続点から、基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３の出力電圧ＶＴが出力される。ここで、出力電圧ＶＴは、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ２との直列回路にかかる合計電圧であり、当該ＩＣチップの温度を電圧として検出して出力される検出電圧である。一方、抵抗Ｒ２とトランジスタＱ６のコレクタとの接続点から基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３の出力電圧ＶＲＥＦが出力される。ここで、出力電圧ＶＲＥＦは、検出温度の基準となる基準電圧である。出力電圧ＶＴ・ＶＲＥＦはともに、同一の電源電圧ＶＣＣから生成される。
【００３５】
トランジスタＱ３〜Ｑ７がカレントミラー回路を構成しているため、トランジスタＱ１のコレクタ電流とトランジスタＱ２のコレクタ電流とは略同一となる。一方、トランジスタＱ１のエミッタ面積をトランジスタＱ２よりもここでは１０倍大きくしている。このため、抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧ＶＴ１は、２５℃で、
（ｋＴ／ｑ）×ｌｎ（１０）＝６０ｍＶ
（ただし、ｋ：ボルツマン定数＝１．３８×１０−２３Ｊ／Ｋ、Ｔ：絶対温度（Ｋ）＝２９８Ｋ、ｑ：電子の電荷量＝１．６×１０−１９クーロン）
となる。よって、抵抗Ｒ１の抵抗値を１２ｋΩとすれば、抵抗Ｒ１には約５μＡの電流が流れることになる。従って、抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧ＶＴ１は、電源電圧ＶＣＣには依存しない。
【００３６】
そして、抵抗Ｒ１に流れる電流５μＡと略同じ値が、前述の説明の如くトランジスタＱ１〜Ｑ７のコレクタに流れるため、抵抗Ｒ３の抵抗値を例えば２００ｋΩに設定すれば、抵抗Ｒ３の両端には電圧ＶＴとして２５℃で約１Ｖが発生する。ヘッド駆動用ＩＣチップ１０の温度（以下、「ＩＣチップ温度」と称する）が何らかの要因で９０℃まで上昇すれば、前述の式により電圧ＶＴ１が上昇するため、抵抗Ｒ１の温度係数を０とすれば、抵抗Ｒ１の両端に約７２ｍＶの電圧が発生し、抵抗Ｒ１には約６μＡの電流が流れる。その結果、トランジスタＱ７のコレクタ電流も同じく６μＡとなるため、出力電圧ＶＴは９０℃で約１．２Ｖとなる。すなわち、出力電圧ＶＴは温度に比例する。
【００３７】
また、抵抗Ｒ１に流れる電流５μＡと略同じ値は、抵抗Ｒ２とダイオードＤ１の直列回路にも抵抗Ｒ１にも同様に流れるため、抵抗Ｒ２の抵抗値を１２０ｋΩとすれば、抵抗Ｒ２の両端に発生する電圧ＶＴ２は、２５℃で約０．６Ｖとなる。一方、ダイオードＤ１のアノード、カソード間電圧は、２５℃で約０．６Ｖである。そのため、出力電圧ＶＲＥＦとして、上記電圧ＶＴ２と、上記ダイオードＤ１のアノード、カソード間電圧とを合計した電圧、すなわち、２５℃で約１．２Ｖの電圧が発生する。
【００３８】
次に、ＩＣチップ温度が上記と同じく９０℃まで上昇すると、抵抗Ｒ２の温度係数を０とすれば、抵抗Ｒ２の両端に発生する電圧ＶＴ２は約０．７２Ｖとなる。ここで、ダイオードＤ１は、約−１．７ｍＶ／℃の負の温度勾配があるため、ダイオードＤ１のアノード、カソード間電圧は約０．４８Ｖとなる。その結果、電圧ＶＲＥＦは１．２Ｖとなる。以上のように、電圧ＶＲＥＦはＩＣチップ温度が変わってもほぼ一定の値となる。
【００３９】
なお、上記の例では、検出電圧である電圧ＶＴの温度勾配は正であるが、電圧ＶＴの温度勾配は負であっても構わない。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る温度検出回路１３に備えられる比較回路４の好適な例について説明する。図６は、比較回路４の一例を示す回路図である。
【００４１】
図６に示すように、比較回路４は、トランジスタＱ１１〜Ｑ１８、および定電流源４３を備えている。トランジスタＱ１１〜Ｑ１３はＰＮＰ型トランジスタであり、各エミッタは電源電圧ＶＣＣのラインに接続されている。また、トランジスタＱ１１〜Ｑ１３の各ベースは互いに接続されている。トランジスタＱ１１のベースとコレクタとは互いに接続されている。定電流源４３はトランジスタＱ１１のコレクタと接地端子ＧＮＤとの間に直列に挿入されるように接続されている。
【００４２】
トランジスタＱ１４・Ｑ１５はＰＮＰ型トランジスタであり、各エミッタは共通にトランジスタＱ１２のコレクタに接続されている。トランジスタＱ１４のベースは基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３の出力電圧Ｖ３が入力される端子であり、トランジスタＱ１５のベースは基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３の出力電圧ＶＲＥＦが入力される端子である。トランジスタＱ１６・Ｑ１７はＮＰＮ型トランジスタであり、トランジスタＱ１６のコレクタはトランジスタＱ１４のコレクタに、また、トランジスタＱ１７のコレクタはトランジスタＱ１５のコレクタにそれぞれ接続されている。トランジスタＱ１６のベースとコレクタとは互いに接続されている。トランジスタＱ１６・Ｑ１７のエミッタは接地端子ＧＮＤに接続されている。
【００４３】
トランジスタＱ１８はＮＰＮ型トランジスタであり、コレクタはトランジスタＱ１３のコレクタに接続されている。また、ベースはトランジスタＱ１５のコレクタとトランジスタＱ１７のコレクタとの接続点に接続されており、エミッタは接地端子ＧＮＤに接続されている。トランジスタＱ１３のコレクタとトランジスタＱ１８のコレクタとの接続点は比較回路４の出力端子となる。
【００４４】
比較回路４は、以上のような構成により、基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３の出力電圧ＶＲＥＦと切換回路６の出力電圧Ｖ３との関係がＶＲＥＦ＞Ｖ３であるときには出力端子からＨ（Ｈｉｇｈ）の電圧Ｖ４を出力し、ＶＲＥＦ＜Ｖ３であるときには出力端子からＬ（Ｌｏｗ）の電圧Ｖ４を出力する。
【００４５】
なお、比較回路４は、上述したような出力電圧ＶＲＥＦと切換回路６の出力電圧Ｖ３との関係に応じてＨまたはＬの電圧Ｖ４を出力することができるものであれば、その構成は特に限定されるものではない。
【００４６】
次に、切換回路６の構成例について説明する。図２は、切換回路６の構成例を示す回路図である。
【００４７】
図２に示すように、切換回路６は、アナログスイッチＳＷ１・ＳＷ２を備えている。アナログスイッチＳＷ１は、電圧ＶＴＨが入力される入力端子と、電圧Ｖ３を出力する出力端子との間に接続されている。アナログスイッチＳＷ１は、図１に示す切換信号源１５から供給される切換信号ＶＴＨＡによってＯＮ／ＯＦＦ制御される。アナログスイッチＳＷ２は、電圧ＶＴが入力される入力端子と、電圧Ｖ３を出力する出力端子との間に接続されている。アナログスイッチＳＷ２は、図１に示す切換信号源１６から供給される切換信号ＶＴＡによってＯＮ／ＯＦＦ制御される。切換信号ＶＴＨＡ・ＶＴＡは、図３に示すように、一定時間間隔で周期的にレベル変化（オフレベルからオンレベル、またはオンレベルからオフレベル）が起こる矩形波信号である。また、切換信号ＶＴＨＡ・ＶＴＡは、常に、一方がオンレベル、他方がオフレベルとなる。
【００４８】
切換信号ＶＴＨＡがオンレベル、切換信号ＶＴＡがオフレベルの時、当該切換回路６は、出力電圧Ｖ３として電圧ＶＴＨをそのまま出力する。逆に、切換信号ＶＴＡがオンレベル、切換信号ＶＴＨＡがオフレベルの時、当該切換回路６は、出力電圧Ｖ３として電圧ＶＴを出力する。当該切換回路６の出力電圧Ｖ３は前記の比較回路４の−入力端子（図中に「−」で示す）に入力される。前述したように、この出力電圧３が、比較回路４の＋入力端子（図中に「＋」で示す）に入力される電圧ＶＲＥＦより高ければ、比較回路４の出力電圧Ｖ４は「Ｌ」となり、出力電圧３が電圧ＶＲＥＦより低ければ、出力電圧Ｖ４は「Ｈ」となる。出力電圧Ｖ４がＬの場合、ヘッド駆動回路７がプリンタヘッド１１の駆動を制御する。
【００４９】
なお、切換回路６は、電圧ＶＴＨおよび電圧ＶＴのいずれか一方を選択して電圧Ｖ３として出力し、かつ、選択する電圧を所定のタイミングで切り換えることができるものであれば、特に限定されるものではない。
【００５０】
図１４は、ヘッド駆動回路７の構成を示す回路図である。このヘッド駆動回路７は、図１４に示すように、ＡＮＤ回路ＡＮＤ−１、ＡＮＤ回路ＡＮＤ−２、インバータＩＮＶ−１、インバータＩＮＶ−２、ＮＯＲ回路ＮＯＲ、および出力トランジスタＴｒを備えている。
【００５１】
ＡＮＤ回路ＡＮＤ−１には、切換信号ＶＴＡがそのまま入力され、一方出力電圧Ｖ４がインバータＩＮＶ−１を通じて反転されて入力される。入力後の両方の信号がいずれもＨなら、Ｈである出力信号ＶＴＢが出力される。それ以外の組み合わせなら、Ｌである出力信号ＶＴＢが出力される。出力信号ＶＴＢはＮＯＲ回路ＮＯＲに出力される。
【００５２】
ＡＮＤ回路ＡＮＤ−２には、切換信号ＶＴＨＡがそのまま入力され、一方出力電圧Ｖ４がインバータＩＮＶ−２を通じて反転されて入力される。入力後の両方の信号がいずれもＨなら、Ｈである出力信号ＶＴＨＢが、それ以外の組み合わせならＬとなる出力信号ＶＴＨＢが、ＮＯＲ回路ＮＯＲに対して出力される。
【００５３】
回路ＮＯＲには、ＡＮＤ回路ＡＮＤ−１からの出力である出力信号ＶＴＢと、ＡＮＤ回路ＡＮＤ−２からの出力である出力信号ＶＴＨＢが入力される。両方の入力信号がＬなら、この回路の出力である出力信号ＶＴＣはＨとなり、それ以外の組み合わせであれば出力信号ＶＴＣはＬとなる。出力信号ＶＴＣは出力トランジスタＴｒへ入力される。入力された出力信号ＶＴＣがＨなら、該トランジスタＴｒはＯＮになり、ヘッドが駆動される。一方、入力される出力信号ＶＴＣがＬなら該トランジスタＴｒはＯＦＦとなり、ヘッド駆動は停止する。
【００５４】
上記ヘッド駆動回路７の動作の一例を示すと、ＩＣチップ温度が高いとき、出力電圧Ｖ４はＬとなる。出力電圧Ｖ４はインバータを通じて反転されてＡＮＤ回路ＡＮＤ−１に入力されるので、入力後のレベルはＨとなる。ここで、切替信号ＶＴＡがＨのとき、ＡＮＤ回路ＡＮＤ−１の出力信号ＶＴＢは上述のようにＨとなる。それゆえ、ＮＯＲ回路ＮＯＲの出力ＶＴＣはＬとなり、出力トランジスタＴｒがＯＦＦとなって、ヘッド駆動は停止する。
【００５５】
もう一例を示すと、プリンタヘッド温度が高いとき、出力電圧Ｖ４はＬとなる。出力電圧Ｖ４はインバータを通じて反転されてＡＮＤ回路ＡＮＤ−２に入力されるので、入力後のレベルはＨとなる。ここで、切替信号ＶＴＨＡがＨのとき、ＡＮＤ回路ＡＮＤ−２の出力信号ＶＴＨＢはＨとなる。それゆえ、ＮＯＲ回路ＮＯＲの出力である出力信号ＶＴＣはＬとなり、出力トランジスタＴｒがＯＦＦとなって、やはりヘッドの駆動は停止する。
【００５６】
プリンタヘッド１１がヘッド駆動回路７の出力トランジスタＴｒによってどのように制御されるのかについては、その詳細は省略するが、たとえばプリンタヘッドが実施の形態２に示すような圧電素子を含む圧電方式プリンタヘッドである場合は、実施の形態２に記載のように制御される。
【００５７】
図３に、本実施の形態に係る温度検出回路を構成する各部の電圧変化を示す。ここでは、サーミスタ１２の温度（以下、「サーミスタ温度」と称する）およびＩＣチップ温度の両方が６０℃から１秒間に１０℃上昇したと仮定している。図３の横軸には、温度と時間の関係を判りやすくするため、温度上昇開始時点からの経過時間に加えて、サーミスタ温度およびＩＣチップ温度を示している。図３の縦軸は、電圧、および切換信号ＶＴＨＡ・ＶＴＡのタイミングを表している。なお、電圧ＶＲＥＦは代表的に１．２Ｖに設定している。また、この例では、基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３は、その温度が９０℃以上になったときだけ、１．２Ｖ以上の出力電圧ＶＴを出力するように構成されている。また、この例では、サーミスタ１２およびヘッド温度検出回路１は、サーミスタ温度が１００℃以上になったときだけ、１．２Ｖ以上の出力電圧ＶＴＨを出力するように構成されている。
【００５８】
ここで、ＩＣチップ温度が約９０℃以上になると、電圧ＶＴは１．２Ｖ以上になる。そのため、切換信号ＶＴＡがオンレベル、切換信号ＶＴＨＡがオフレベルの時に切換回路６の出力電圧Ｖ３が１．２Ｖ以上になり、比較回路４の出力電圧Ｖ４はＬになる。次に、切換信号ＶＴＡがオンレベル（このタイミングでは切換信号ＶＴＨはオフレベル）になると、このとき電圧ＶＴＨはまだ１．２Ｖ未満のため、比較回路４の出力電圧Ｖ４はＨに戻る。そして、サーミスタ温度が１００℃以上になると電圧ＶＴＨも１．２Ｖ以上になるため、切換信号ＶＴＨＡがオン（Ｈ）レベルの時にも比較回路４の出力電圧Ｖ４がＬになる。当該例の場合、このタイミング以降では、ＩＣチップ温度が９０℃以上と仮定しているため、切換信号ＶＴＨＡが「オン」レベルの時も「オフ」レベルの時も、比較回路４の出力電圧Ｖ４は「Ｌ」を維持している。
【００５９】
ＩＣチップ温度にしてもサーミスタ温度にしても所定の温度以上にならないように設計するのが一般的である。
【００６０】
そのため、本実施形態においても、ＩＣチップの温度にしてもサーミスタ温度にしても所定の温度以上にならないように、ヘッド駆動回路７によってヘッド駆動回路７の主要部（ＩＣ）およびプリンタヘッド１１を制御することが望ましい。
【００６１】
そこで、例えば、ＩＣチップ温度が９０℃を超えれば、ヘッド駆動回路７がヘッド駆動回路７の主要部（ＩＣ）を制御してこれ以上過度に上昇しないようにする。
【００６２】
これはサーミスタ温度についても言える事であるが、本発明の主旨から逸れるので詳細説明は割愛する。
【００６３】
以上のように、本実施形態にかかる温度検出回路１３は、切換回路６を備え、プリンタヘッド１１の温度検出と駆動用ＩＣチップの温度検出を１つの基準電圧発生回路（基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３）と１つの比較回路４で実現した構成である。そのため、材料を減らすことができ、コスト削減を実現できる。また、実装する基板サイズが小さくなり、ＩＣのチップ面積や消費電流が小さくなる。
【００６４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図７〜図１３に基づいて説明すれば以下のようになる。なお、前記実施の形態１で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
図７は、本実施の形態によるプリンタ用温度検出回路を備えるプリンタの構成を示す回路図である。図１１に示すように、本実施形態に係るプリンタ３０は、インクジェットプリンタであり、インクを吐出させるための圧電素子（容量素子）９を含むプリンタヘッド２１と、プリンタヘッド２１を駆動するためのヘッド駆動用ＩＣチップ（ＩＣ、制御手段）２２とを備えている。
【００６６】
ヘッド駆動用ＩＣチップ２０は、ヘッド駆動回路７ａと、プリンタヘッド２１の温度（プリンタヘッド温度）およびヘッド駆動用ＩＣチップ２２の温度を検出するための温度検出回路（プリンタ用温度検出回路）２３とを備えている。
【００６７】
この温度検出回路２３は、基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路３、比較回路４、切換回路６、およびプリンタヘッド２１の圧電素子９に接続された発振回路８を備えている。
【００６８】
このプリンタヘッド２１に含まれる圧電素子９はチャネル形成部材であり、圧電部材で出来ている。このチャネル形成部材は図示しない側壁で隔てられた図示しない複数のチャネル（インク室）を有し、各チャネルには、側壁に蒸着する形で図示しない電極が備えられている。この電極にヘッド駆動回路７ａから所定の電圧が印加されると、側壁が変形し、チャネル内のインクが所定の１方向へ吐出される。
【００６９】
発振回路８の１例を図８に基づいて説明する。図８は、発振回路８の１例を示す回路図である。
【００７０】
この発振回路８は、図８に示すように、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５、キャパシタＣ１０、ダイオードＤ１０、および比較回路１００を備えている。ＶＣＣは電源電圧である。当該発振回路８の比較回路１００の「−」入力端子にはプリンタヘッドの圧電素子９が接続される。すると、当該「−」入力端子ＶＴＨに三角波が現れる。ここで、当該三角波の周期は、プリンタヘッド１１の圧電素子９の静電容量と抵抗Ｒ１１の抵抗値Ｒ１との積に基づき決まる。抵抗Ｒ１２の抵抗値をＲ１２、抵抗Ｒ１３の抵抗値をＲ１３、Ｒ１３＞＞Ｒ１２、Ｒ１１＞＞Ｒ１２とすれば、Ｒ１１は一定である。そのため、当該圧電素子９の静電容量が小さい時に、当該三角波の周期が短くなる。
【００７１】
図９に、当該圧電素子９の静電容量の温度特性の一例を示す。圧電素子９の静電容量はプリンタヘッド温度に略正比例した特性になっている。また、図１０および図１１に、発振回路８の入出力波形を示すタイムチャートを示す。これらの図は、電圧ＶＴＨのタイミングと、比較回路１００の出力端子ＯＵＴから出力される電圧Ｖ１０のタイミングを表している。また、図１０は、プリンタヘッド温度が低い時（圧電素子９の静電容量Ｃが小さい時）のタイムチャートであり、図１１は、プリンタヘッド温度が高い時（圧電素子９の静電容量Ｃが大きい時）のタイムチャートである。
【００７２】
当該発振回路８は、一般的な回路であるため、これ以上の説明は本発明の主旨から逸れるので詳細説明は割愛する。
【００７３】
図１２および図１３に、本実施の形態に係る温度検出回路２３を構成する各部の電圧変化を示す。また、図１２は、プリンタヘッド温度が低い時（圧電素子９の静電容量Ｃが小さい時）の電圧変化を示し、図１３は、プリンタヘッド温度が高い時（圧電素子９の静電容量Ｃが大きい時）の電圧変化を示す。この例では、ＩＣチップ温度は一定とみなし、電圧ＶＴを１Ｖ、電圧ＶＲＥＦは一定の１．２Ｖと仮定する。横軸は時間を、縦軸は電圧を示す。
【００７４】
プリンタヘッド温度が低い時、すなわち圧電素子９の静電容量Ｃが小さいときには、電圧ＶＴＨの波形の発振周期が短いため、切換信号ＶＴＨＡがオンである期間に、三角波が切換回路６から数多く出力される。その結果、比較回路４から出力される出力電圧Ｖ４のＨ・Ｌの数が多くなる。逆に、プリンタヘッド温度が高い時、すなわち圧電素子９の静電容量Ｃが大きいときには、電圧ＶＴＨＡの波形の発振周期が長くなるため、切換信号ＶＴＨＡがオンである期間に、三角波が少なく出力される。そのため、比較回路４から出力される出力電圧Ｖ４のＨ・Ｌの数が少なくなる。
【００７５】
以上のように、プリンタヘッド温度に依存して、切換信号ＶＴＨがＨである期間の比較回路４の出力電圧Ｖ４のＨ・Ｌの数が変化するため、当該Ｈ、Ｌの数をカウントすればヘッド温度が判明する。なお当該Ｈ・Ｌの数は、例えばヘッド駆動回路７ａでカウントしても良い。
【００７６】
なお、当該Ｈ、Ｌの数をカウントする手段は一般的な構成であり、たとえばマイクロコンピュータでも実現できるが、詳細は省略する。また、本実施の形態でＩＣチップ温度を測定する場合、上記実施の形態１に記載のＩＣチップ温度測定手段と同一の手段で実現できるため、その詳細は省略する。
【００７７】
ヘッド駆動回路７ａによってプリンタヘッド２１が制御される仕組みを以下に説明する。ヘッド駆動回路７ａからの出力はプリンタヘッド２１に備えられる電極に入力される。この出力が所定値以上であれば、該電極が蒸着している側壁が変形し、チャネル内のインクが吐出される。一方、出力が所定値よりも小さければ、側壁は変形せず、インクは吐出されない。このように、ヘッド駆動回路７ａはインクの吐出を調整する形でプリンタヘッド２１を制御する。なお、ヘッド駆動回路７ａによるプリンタヘッド２１の制御は、上記のインク吐出に限定されるものではなく、圧電素子を含むプリンタヘッドにおける何らかの動作を制御することを含むものとする。
【００７８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のプリンタ用温度検出回路は、上記プリンタヘッドの温度を電圧として検出して、第一の検出電圧として出力する第一の温度検出手段と、上記ヘッド駆動用ＩＣチップの温度を電圧として検出して、第二の検出電圧として出力する第二の温度検出手段と、検出温度の基準となる基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、上記第一の温度検出手段からの第一の検出電圧と上記第二の温度検出手段からの第二の検出電圧とを切り換えていずれか一方の電圧を出力する切り換え手段と、上記切り換え手段から出力された上記第一の検出電圧または上記第二の検出電圧と、上記基準電圧生成手段の基準電圧とを比較して、比較結果を出力する比較手段とを備える構成である。
【００８０】
本発明によれば、プリンタヘッドの温度とプリンタヘッド駆動用ＩＣチップの温度を１つの基準電圧発生手段と１つの比較手段とで実現することができ、構成要素の数を削減できる。それゆえ、本発明は、製造コストを削減できると共に、回路サイズが小さく、消費電流も小さいプリンタ用温度検出回路を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路を備えるプリンタの構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備える切換回路の構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路を構成する各部の電圧変化を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備えるヘッド温度検出回路の構成例を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備える基準電圧発生・ＩＣチップ温度検出回路の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備える比較回路の構成例を示す回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路を備えるプリンタの構成を示す回路図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備える発振回路の構成を示す回路図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備える発振回路で検出する静電容量の温度特性を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備える発振回路の入出力波形を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備える発振回路の入出力波形を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路を構成する各部の電圧変化を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路を構成する各部の電圧変化を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタ用温度検出回路が備えるヘッド駆動回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ヘッド温度検出回路（第一の温度検出手段）
３  基準電圧発生・ＩＣチップ温度演出回路（基準電圧生成手段、第二の温度検出手段）
４  比較回路（比較手段）
６  切換回路（切り換え手段）
７  ヘッド駆動回路
７ａ  ヘッド駆動回路
８  発振回路
９  圧電素子（容量素子）
１０・２２  ヘッド駆動用ＩＣチップ（ＩＣ、制御手段）
１１・２１  プリンタヘッド
１３・２３  温度検出回路（プリンタ用温度検出回路）
ＶＴ  出力電圧（第二の検出電圧）
ＶＴＨ  出力電圧（第一の検出電圧）
ＶＲＥＦ  出力電圧（基準電圧）
Ｖ３  出力電圧
Ｖ４  出力電圧（比較結果）
Ｖ１０  出力電圧（比較結果）
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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