JP2022081137A - インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】複数のドライバＩＣを備えたインクジェットヘッドにおいて、安全性と小型化とを両立可能とする。【解決手段】インクジェットヘッドは、アクチュエータと、複数のドライバＩＣと、バイパスコンデンサと、複数のヒューズとを備える。アクチュエータは、ノズルからインクを吐出させるためのものである。複数のドライバＩＣは、アクチュエータを駆動するためのものである。バイパスコンデンサは、複数のドライバＩＣへの電源供給ラインに接続される。複数のヒューズは、電源供給ラインのバイパスコンデンサとの接続点よりも複数のドライバＩＣに近い側において、電源供給ラインから複数のドライバＩＣに対してそれぞれ分岐した複数の分岐電源供給ラインのそれぞれに設けられている。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタは、インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを制御するためのヘッドコントローラと、を備える。インクジェットヘッドは、インクを吐出するためのアクチュエータと、アクチュエータを駆動するためのドライバＩＣとを備える。ドライバＩＣは、論理回路を含む。論理回路は、ヘッドコントローラからの制御信号に応じて、半導体スイッチをスイッチングするように構成されている。インクジェットヘッドにおいては、半導体スイッチのスイッチングにより、電源供給ラインを通じてアクチュエータが備える電極に電圧が印加される。この電極への電圧印加により、アクチュエータが変形して、ノズルからインクが吐出される。

ドライバＩＣにおいて、論理回路の電源端子が何らかの要因でグランド端子と短絡する等の不具合が発生すると、論理回路に電源電圧が印加されなくなる。このような異常時に電源供給ラインを通じてドライバＩＣに高圧の電源電圧が印加されると、ドライバＩＣ内で、電源供給ラインからグランド端子に貫通電流が流れる場合がある。貫通電流が流れると、ドライバＩＣの温度が急激に上昇する。その結果、ドライバＩＣのパッケージが破損し、封止剤がガス化し、発煙、発火が生じる可能性がある。

そこで、電源供給ラインにヒューズを設けて、貫通電流が流れ続けることを防ぐ技術が知られている。しかし、この技術を採用する際には、ドライバＩＣの通常動作時に電源供給ラインを流れる電流によってヒューズが溶断されることを防ぐために、容量（アンペア数）が大きいヒューズを用いる必要がある。ヒューズのサイズは、容量に比例する。このため、この技術を採用することによって、インクジェットヘッドが大型化するという懸念がある。

その上、近年では、インクジェットヘッドの長尺化又は高解像度化に対応するために、ノズル数が増加傾向にある。ノズル数が増えると、単一のドライバＩＣでは対応できない場合がある。このような場合、１つのインクジェットヘッドに複数のドライバＩＣを設けて対処する。複数のドライバＩＣは、並列に配置される。したがって、ドライバＩＣの通常動作時に電源供給ラインを流れる電流は、ドライバＩＣの数に比例して大きくなる。ただし、ドライバＩＣにおいて上述したような不具合が発生している場合に電源供給ラインを流れる電流は、複数のドライバＩＣの中でインピーダンスが最も小さいドライバＩＣに集中する。つまり、ドライバＩＣが破損に至る電流値は、単一のドライバＩＣを設けた場合と変わらない。このことから、ヒューズで溶断すべき目標の電流値は、ドライバＩＣの数が増えても変わらないと考えられる。しかしながら、ドライバＩＣが増えた分、通常動作時に電源供給ラインを流れる電流の値が大きくなるため、ヒューズを溶断すべき電流値との差が小さくなる。このため、通常動作時でもヒューズが溶断する虞がある。

特開２０２０－１０００３０号公報

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、複数のドライバＩＣを備えたインクジェットヘッドにおいて、安全性と小型化とを両立可能な技術を提供しようとするものである。

一実施形態において、インクジェットヘッドは、アクチュエータと、複数のドライバＩＣと、バイパスコンデンサと、複数のヒューズとを備える。アクチュエータは、ノズルからインクを吐出させるためのものである。複数のドライバＩＣは、アクチュエータを駆動するためのものである。バイパスコンデンサは、複数のドライバＩＣへの電源供給ラインに接続される。複数のヒューズは、電源供給ラインのバイパスコンデンサとの接続点よりも複数のドライバＩＣに近い側において、電源供給ラインから複数のドライバＩＣに対してそれぞれ分岐した複数の分岐電源供給ラインのそれぞれに設けられている。

一実施形態に係るインクジェットプリンタの要部回路構成を示すブロック図。 同インクジェットプリンタにおけるインクジェットヘッドの詳細な構成を示す模式図。 第１の参考例であるインクジェットヘッドの要部回路構成を示す模式図。 第２の参考例であるインクジェットヘッドの要部回路構成を示す模式図。 第２の参考例における第１ヒューズの溶断特性を説明するためのグラフ。 一実施形態における第１ヒューズの溶断特性を説明するためのグラフ。 ４つのドライバＩＣを備えたインクジェットヘッドに対する保護回路を説明するための模式図。

以下、一実施形態に係るインクジェットプリンタ及びインクジェットヘッドについて、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
先ず、図１を用いて、インクジェットプリンタ１について説明する。図１は、一実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部回路構成を示すブロック図である。

インクジェットプリンタ１は、インクジェット記録装置の一例である。なお、インクジェット記録装置はこれに限らず、複写機のような他の装置であっても良い。

インクジェットプリンタ１は、例えば、記録媒体である印刷媒体を搬送しながら画像形成等の各種処理を行う。インクジェットプリンタ１は、制御部１１、ディスプレイ１２、操作部１３、通信インタフェース１４、搬送モータ１５、モータ駆動回路１６、ポンプ１７、ポンプ駆動回路１８、インクジェットヘッド１９、ヘッドコントローラ２０、及び電源回路２１を備える。さらに、インクジェットプリンタ１は、図示されない給紙カセット及び排紙トレイを備える。

制御部１１は、インクジェットプリンタ１の各種の制御を行う。制御部１１は、プロセッサ３１とメモリ３２とを備える。プロセッサ３１は、演算処理を実行する演算素子である。プロセッサ３１は、例えば、メモリ３２に記憶されているプログラム及びプログラムで用いられるデータに基づいて種々の処理を行う。メモリ３２は、プログラム及びプログラムで用いられるデータなどを記憶する。

ディスプレイ１２は、プロセッサ３１、または図示されないグラフィックコントローラなどの表示制御部から入力される映像信号に応じて画面を表示する表示装置である。

操作部１３は、操作に基づいて、操作信号を生成する操作部材を有する。操作部材は、例えば、タッチセンサ、テンキー、電源キー、用紙フィードキー、種々のファンクションキー、またはキーボードなどである。タッチセンサは、例えば、抵抗膜式タッチセンサ、または静電容量式タッチセンサ等である。タッチセンサは、ある領域内において指定された位置を示す情報を取得する。タッチセンサは、上記のディスプレイ１２と一体にタッチパネルとして構成されることにより、ディスプレイ１２に表示された画面上のタッチされた位置を示す信号を生成する。

通信インタフェース１４は、他の機器と通信するインタフェースである。通信インタフェース１４は、例えば、インクジェットプリンタ１に印刷データを送信するホストＰＣ２との通信に用いられる。通信インタフェース１４は、有線で構成されたネットワークを介して、ホストＰＣ２と通信する。また、通信インタフェース１４は、無線で構成されたネットワークを介して、ホストＰＣ２と通信する構成でもよい。

搬送モータ１５は、回転することによって、印刷媒体を搬送するための図示されない搬送路の搬送部材を動作させる。搬送部材は、印刷媒体を搬送するベルト、ローラ、及びガイドなどである。搬送モータ１５は、印刷媒体を保持するベルトと連動して動作するローラを駆動することによって印刷媒体をガイドに沿って搬送させる。

モータ駆動回路１６は、搬送モータ１５を駆動する回路である。モータ駆動回路１６は、制御部１１から入力された搬送制御信号に従って搬送モータ１５を駆動する。これにより、給紙カセットの印刷媒体が、インクジェットヘッド１９を経由して排紙トレイに搬送される。給紙カセットは、複数の印刷媒体を収容するカセットである。排紙トレイは、インクジェットプリンタ１から排出された印刷媒体を収容するトレイである。

ポンプ１７は、例えばインクが保持されているインクタンク（図示せず）とインクジェットヘッド１９とを連通するチューブを備える。具体的には、チューブは、インクジェットヘッド１９の図示されない共通インク室と連通されている。

ポンプ駆動回路１８は、プロセッサ３１から入力されたインク供給制御信号に従ってポンプ１７を駆動することによって、インクタンク内のインクをインクジェットヘッド１９の共通インク室に供給させる。

インクジェットヘッド１９は、印刷媒体に画像を形成する画像形成部である。インクジェットヘッド１９は、ヘッドコントローラ２０から供給される電源電圧及び制御信号に基づき、搬送モータ１５及び図示されない保持ローラによって搬送される印刷媒体にインクを吐出することにより、画像を形成する。インクジェットプリンタ１は、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、及びブラック等の各色にそれぞれ対応した複数のインクジェットヘッド１９を備えていてもよい。

ヘッドコントローラ２０は、インクジェットヘッド１９を制御する回路である。ヘッドコントローラ２０は、インクジェットヘッド１９を動作させることにより、インクジェットヘッド１９からインクを吐出させる。ヘッドコントローラ２０は、インクジェットヘッド１９に複数の電源電圧を供給する。また、ヘッドコントローラ２０は、通信インタフェース１４を介して入力された印刷データに基づいて制御信号を生成する。ヘッドコントローラ２０は、電源電圧及び制御信号を供給することにより、印刷媒体に対してインクジェットヘッド１９により画像を形成させる。

電源回路２１は、商用電源から供給された交流電力を直流電力に変換する。電源回路２１は、直流電力をインクジェットプリンタ１内の各構成要素に供給する。

図２は、インクジェットヘッド１９の詳細な構成を示す模式図である。インクジェットヘッド１９は、ヘッドコントローラ２０と伝送用のフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）基板を介して接続される。この接続により、ヘッドコントローラ２０は、インクジェットヘッド１９に対して電源電圧及び制御信号を供給することができる。

電源電圧は、第１電源電圧ＶＡＡと第２電源電圧ＶＤＤとを含む。第１電源電圧ＶＡＡと第２電源電圧ＶＤＤとは、ヘッドコントローラ２０において生成される。すなわちヘッドコントローラ２０は、電源回路２１から供給される直流電圧を用いて、第１電源電圧ＶＡＡ及び第２電源電圧ＶＤＤ等を生成するための電源生成回路を備える。

制御信号は、図示しないが、クロック信号、リセット信号、初期化信号、及び印刷データ等を含む。制御信号は、ヘッドコントローラ２０において生成される。すなわちヘッドコントローラ２０は、通信インタフェース１４を介して入力された印刷データに基づいて、各種の制御信号を生成するための制御信号生成回路を備える。

インクジェットヘッド１９は、第１電源電圧ＶＡＡの端子４０１と、第２電源電圧ＶＤＤの端子４０２と、グランド電位ＧＮＤの端子４０３とを備える。またインクジェットヘッド１９は、アクチュエータ４１、２つのドライバＩＣ４２１，４２２、及びヘッド基板４３を備える。２つのドライバＩＣ４２１，４２２、各ドライバＩＣ４２１，４２２とアクチュエータ４１とを接続する配線、及びヘッド基板４３と各ドライバＩＣ４２１，４２２とを接続する配線は、ＣＯＦ（Chip On Film）パッケージとして構成される。ＣＯＦパッケージは、ポリイミドフイルムなどのフィルム状の樹脂素材上に配線が形成され、さらに各ドライバＩＣ４２１，４２２が搭載されて構成される。インクジェットヘッド１９は、ドライバＩＣ４２１，４２２の熱を放出するためのヒートシンク（放熱フィン）をＣＯＦパッケージに備えてもよい。

アクチュエータ４１は、インクを吐出する部材である。アクチュエータ４１は、インクを吐出するためのノズルを複数配列してなる。アクチュエータ４１は、第１の圧電部材、第１の圧電部材に接合された第２の圧電部材、複数の電極、及びノズルプレートを備える。

第１の圧電部材及び第２の圧電部材は、互いに分極方向が対向するように接合される。第１の圧電部材及び第２の圧電部材には、第２の圧電部材側から第１の圧電部材に至る複数の平行な溝が形成されている。また、溝毎に電極が形成されている。２つの溝に形成された２つの電極により挟まれた第１の圧電部材及び第２の圧電部材は、２つの電極の電位差によって変形する。

ノズルプレートは、溝を封止する部材である。ノズルプレートには、溝とインクジェットヘッド１９の外部とを連通する複数のノズルが溝毎に形成されている。ノズルプレートにより封止された溝は、ポンプ１７によりインクが充填されるインク室として機能する。

インク室の壁は、第１の圧電部材及び第２の圧電部材によって構成される。ドライバＩＣ４２１，４２２から駆動波形がインク室の溝に形成された電極に入力されると、第１の圧電部材及び第２の圧電部材が変形する。この変形により、インク室の容積が変化する。インク室の容積が変化すると、インク室の圧力が変化する。この圧力変化により、インク室内のインクがノズルから吐出される。よって、インク室は、圧力室とも称される。また、インク室とノズルとの組合せは、チャネルと称される。アクチュエータ４１は、溝の数に応じた複数のチャネルを有する。

各ドライバＩＣ４２１，４２２は、いずれもアクチュエータ４１のチャネル毎に電極の電位を制御することによりアクチュエータ４１を駆動して、ノズルからインクを吐出させるものである。例えばドライバＩＣ４２１は、アクチュエータ４１の中央よりも一方の側の複数のチャネル毎に電極の電位を制御することによって、アクチュエータ４１を駆動する。ドライバＩＣ４２２は、アクチュエータ４１の中央よりも他方の側の複数のチャネル毎に電極の電位を制御することによって、アクチュエータ４１を駆動する。

各ドライバＩＣ４２１，４２２は、同一構成である。各ドライバＩＣ４２１，４２２は、それぞれ論理回路５０１，５０２を含む。各論理回路５０１，５０２は同一構成である。そこで以下では、ドライバＩＣ４２１及びドライバＩＣ４２１が備える論理回路５０１について説明する。ドライバＩＣ４２２及びドライバＩＣ４２２が備える論理回路５０２についての説明も同様なので、ここでの説明は省略する。

ドライバＩＣ４２１は、論理回路５０１以外に、レベルシフタ、ドライバ等を備える。ドライバは、スイッチング素子を有する。論理回路５０１は、第２電源電圧ＶＤＤにより動作する。論理回路５０１は、ヘッドコントローラ２０から制御信号として入力されるクロック信号、リセット信号、初期化信号、及び印刷データに基づき駆動信号を生成する。駆動信号は、ドライバＩＣ４２１が備えるドライバのスイッチング素子を制御するための信号である。論理回路５０１は、駆動信号をレベルシフタに入力する。レベルシフタは、論理回路５０１から入力された駆動信号の電圧レベルを、第１電源電圧ＶＡＡを用いて変換する。レベルシフタは、電圧レベルを変換した駆動信号をドライバに入力する。

ドライバは、例えばｐ－ＭＯＳＦＥＴにより構成されたスイッチング素子と、ｎ－ＭＯＳＦＥＴにより構成されたスイッチング素子とを、アクチュエータ４１のチャネル毎に備える。スイッチング素子のゲートは、それぞれレベルシフタの出力端子に接続されている。ｐ－ＭＯＳＦＥＴのソースは、第１電源電圧ＶＡＡに接続されている。また、ｎ－ＭＯＳＦＥＴのソースは、グランド電位ＧＮＤに接続されている。また、２つのスイッチング素子の接続点であるそれぞれのドレインは、チャネルの電極に接続されている。このような構成により、ドライバは、第１電源電圧ＶＡＡの信号またはグランド電位ＧＮＤの信号を、レベルシフタから入力された駆動信号に応じたタイミングで出力する。すなわちドライバは、アクチュエータ４１における各チャネルの電極に駆動波形を入力する。この駆動波形により、各チャネルのインク室を構成する壁が選択的に変形して、インク吐出対象のインク室内の容積が変化する。その結果、容積が変化したインク室内のインクが、そのインク室に連通するノズルから吐出される。

ヘッド基板４３は、ヘッドコントローラ２０から各ドライバＩＣ４２１，４２１への電源電圧及び制御信号の供給を中継する。ヘッド基板４３は、第１電源供給ライン６１と、第２電源供給ライン６２と、グランドライン６３とを配線する。第１電源供給ライン６１は、ヘッドコントローラ２０から端子４０１を介して入力される第１電源電圧ＶＡＡを各ドライバＩＣ４２１，４２２に供給するための配線である。第２電源供給ライン６２は、ヘッドコントローラ２０から端子４０２を介して入力される第２電源電圧ＶＤＤを各ドライバＩＣ４２１，４２２の論理回路５０１，５０２に供給するための配線である。グランドライン６３は、ヘッドコントローラ２０から端子４０３を介して入力されるグランド電位ＧＮＤを各ドライバＩＣ４２１，４２２に供給するための配線である。

この他、ヘッド基板４３は、図示しないが、ヘッドコントローラ２０から供給されるクロック信号、リセット信号、初期化信号、及び印刷データを各ドライバＩＣ４２１，４２２に供給するための複数の信号ラインを配線する。

ヘッド基板４３は、第１電源供給ライン６１とグランドライン６３との間に、バイパスコンデンサ７１を接続する。インクジェットヘッド１９は、アクチュエータ４１を高速に駆動することで、高速印刷が実現される。すなわち高速印刷のためには、ドライバＩＣ４２１，４２２に対して瞬時に電流を供給することが可能な大容量のバイパスコンデンサ７１が必要となる。バイパスコンデンサ７１は、例えば高誘導電率のセラミックコンデンサである。バイパスコンデンサ７１は、第１電源供給ライン６１に高圧側の端子が接続され、グランドライン６３に低圧側の端子が接続される。バイパスコンデンサ７１は、第１電源供給ライン６１からの第１電源電圧ＶＡＡによって充電される。バイパスコンデンサ７１は、電界コンデンサであってもよい。

ヘッド基板４３は、保護回路７２を備える。保護回路７２は、ドライバＩＣ４２１，４２２の論理回路５０１，５０２に第２電源電圧ＶＤＤが印加されていない状態で第１電源電圧ＶＡＡが印加されたときに、ドライバＩＣ４２１，４２２内に貫通電流が流れ続けることを防ぐための回路である。

貫通電流は、第１電源供給ライン６１からドライバＩＣ４２１，４２２内を通ってグランドライン６３へと流れる。第１電源供給ライン６１は、バイパスコンデンサ７１との接続点よりもドライバＩＣ４２１，４２２に近い下流側において、ドライバＩＣ４２１，４２２の数だけ分岐する。以下では、１つ目のドライバＩＣ４２１に対して分岐した第１電源供給ライン６１を第１分岐電源供給ライン６１１と称し、２つ目のドライバＩＣ４２２に対して分岐した第１電源供給ライン６１を第２分岐電源供給ライン６１２と称する。

ドライバＩＣ４２１に対する貫通電流は、第１分岐電源供給ライン６１１からドライバＩＣ４２１内を通ってグランドライン６３へと流れる。ドライバＩＣ４２２に対する貫通電流は、第２分岐電源供給ライン６１２からドライバＩＣ４２２内を通ってグランドライン６３へと流れる。そこで保護回路７２は、第１分岐電源供給ライン６１１と第２分岐電源供給ライン６１２とに、それぞれ第１ヒューズ７２１と第２ヒューズ７２２とを設けることによって構成される。

第１ヒューズ７２１及び第２ヒューズ７２２は、定格電流の２５０％以上の電流が５秒間流れた場合に溶断し、回路を開く素子であって、同一仕様のものを採用する。第１ヒューズ７２１及び第２ヒューズ７２２は、定格内の電流が流れている場合、導体として機能する。したがって、第１ヒューズ７２１は、定格内の電流が流れている場合には、第１分岐電源供給ライン６１１の一部として機能する。第２ヒューズ７２２は、定格内の電流が流れている場合には、第２分岐電源供給ライン６１２の一部として機能する。

第１ヒューズ７２１及び第２ヒューズ７２２は、電流が流れた際に生じるジュール熱によって溶断する。ジュール熱は、ジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］によって表される。“Ｉ”は、ヒューズを溶断するために流れる電流[Ａ（アンペア）]である。“Ｔ”は、電流Ｉが流れている時間[sec（秒）]である。

そこで次に、インクジェットヘッド１９における保護回路７２の作用について説明する。はじめに、参考例における保護回路の作用について説明する。
図３は、第１の参考例であるインクジェットヘッド１９１の要部回路構成を示す模式図であり、図４は、第２の参考例であるインクジェットヘッド１９２の要部回路構成を示す模式図である。図３及び図４において、本実施形態である図２のインクジェットヘッド１９と共通する部分には同一符号を付してあり、その詳しい説明は省略する。

図２と図３とを対比すれば明らかなように、第１の参考例であるインクジェットヘッド１９１は、保護回路７３を構成するヒューズが第１ヒューズ７２１の１つだけである。第１ヒューズ７２１は、第１電源供給ライン６１のバイパスコンデンサ７１との接続点よりもドライバＩＣ４２１，４２２から離れた上流側に設けられている。

図２と図４とを対比すれば明らかなように、第２の参考例であるインクジェットヘッド１９１も、保護回路７４を構成するヒューズが第１ヒューズ７２１の１つだけである。第１ヒューズ７２１は、第１電源供給ライン６１のバイパスコンデンサ７１との接続点よりもドライバＩＣ４２１，４２２に近い下流側であり、かつ、第１分岐電源供給ライン６１１と第２分岐電源供給ライン６１２とに分岐する分岐点よりも上流側に設けられている。

ここで、ドライバＩＣ４２１又はドライバＩＣ４２２が貫通電流によって破損に至る場合の電流値の下限は、実験により３．５［Ａ］であることが判明している。また、第１電源供給ライン６１を通って２つのドライバＩＣ４２１及びドライバＩＣ４２２に第１電源電圧ＶＡＡを印加するための通常の駆動電流は、０．６［Ａ］であることも判明している。そこで、一例として、３．０［Ａ］以上の電流が所定時間に亙って流れた場合に溶断するヒューズを第１ヒューズ７２１として採用する。

さて、第１の参考例のように、第１ヒューズ７２１を第１電源供給ライン６１のバイパスコンデンサ７１との接続点よりも上流側に設けて保護回路７３を構成した場合、駆動電源のオンに伴い第１電源供給ライン６１を流れる電流は、バイパスコンデンサ７１を充電するための充電電流が大きく、駆動電源のオン、オフの繰り返しのパルス耐性を満足しなければならない。このため、パルス耐性を満足するための大型のヒューズを第１ヒューズ７２１として選定する必要がある。よって、インクジェットヘッド１９１の大型化は避けられない。

一方、第２の参考例のように、第１ヒューズ７２１を第１電源供給ライン６１のバイパスコンデンサ７１との接続点よりも下流側に設けた場合には、充電電流を無視できる。ただしバイパスコンデンサ７１は、ドライバＩＣ４２１及びドライバＩＣ４２２に対して瞬時に電流を供給することが可能な大容量のコンデンサである。このため、バイパスコンデンサ７１を充電後に、第１電源供給ライン６１のバイパスコンデンサ７１との接続点よりも上流側を流れる電流の実効電流値は、０．６［Ａ］程度で変化しないが、下流側を流れる電流の実効電流値は、１．６［Ａ］程度まで上昇する場合がある。

図５は、第１ヒューズ７２１の溶断特性を説明するためのグラフである。グラフの縦軸はジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］を示しており、横軸は時間Ｔ[sec（秒）]を示している。図５において、実線Ｌａは、第１ヒューズ７２１が溶断する時間Ｔ[sec（秒）]とジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］との対応関係を示すラインである。破線Ｌｂは、実線Ｌａで示されるジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］に対して２５％の値を示すラインである。実線Ｌｃは、実効電流値１．６［Ａ］の電流が第１ヒューズ７２１に流れた場合の時間Ｔ[sec（秒）]とジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］との対応関係を示すラインである。

一般に、ヒューズが溶断する際のジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］に対して２５％以下の値であれば、保護回路７４における第１ヒューズ７２１として選定できる。図５に示すように、実効電流値１．６［Ａ］の電流が第１ヒューズ７２１に流れた場合、時間Ｔ[sec（秒）]の経過に伴ってジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］が２５％のラインＬｂを超える。具体的には、１００秒を経過した時点で、実線Ｌａで示されるジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］の３２％程度まで上昇する。このため、実効電流値１．６［Ａ］の電流が流れる通常時でも第１ヒューズ７２１が溶断する可能性がある。したがって、第１ヒューズ７２１の選定が困難である。

図２を用いて説明したように、本実施形態では、ドライバＩＣ４２１に対する第１分岐電源供給ライン６１１に第１ヒューズ７２１を設け、ドライバＩＣ４２２に対する第２分岐電源供給ライン６１２に第２ヒューズ７２２を設けて、保護回路７２を構成している。このような構成により、第１ヒューズ７２１又は第２ヒューズ７２２を通常時に流れる電流はドライバＩＣ４２１，４２２の１個分となるので、実効電流値は０．８［Ａ］となる。

図６も、図５と同様に、第１ヒューズ７２１の溶断特性を説明するためのグラフである。グラフの縦軸はジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］を示しており、横軸は時間Ｔ[sec（秒）]を示している。図６において、実線Ｌａ及び破線Ｌｂは、図５で説明したラインと共通である。実線Ｌｄは、実効電流値０．８［Ａ］の電流が第１ヒューズ７２１に流れた場合の時間Ｔ[sec（秒）]とジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］との対応関係を示すラインである。

図６に示すように、実効電流値０．８［Ａ］の電流が第１ヒューズ７２１に流れた場合には、時間Ｔ[sec（秒）]の経過に拘わらずジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］が２５％のラインＬｂを超えることはない。具体的には、１００秒を経過した時点で、実線Ｌａで示されるジュール積分値Ｉ^2＊Ｔ［Ａ^2*sec］の８％程度までしか上昇しない。このため、通常時に第１ヒューズ７２１が溶断する可能性がない。第２ヒューズ７２２についても同様である。したがって、比較的小型のヒューズを、保護回路７２の第１ヒューズ７２１及び第２ヒューズとして選定することができる。

インクジェットヘッド１９は、保護回路７２を備えることによって、貫通電流によりドライバＩＣ４２１又はドライバＩＣ４２２のパッケージが破損する前に、第１ヒューズ７２１又は第２ヒューズ７２２が溶断して第１電源電圧ＶＡＡの供給を停止させるので、パッケージの破損には至らない。その結果、発煙、発火等が生じる可能性を未然に防ぐことができる。

かくして、２つのドライバＩＣ４２１，４２２を備えたインクジェットヘッド１９において、安全性と小型化とを両立が可能となる。

［第２の実施形態］
図７は、４つのドライバＩＣ４２１，４２２，４２３，４２４を備えたインクジェットヘッド１９３に対する保護回路７５を説明するための模式図である。なお、図２と共通する部分には同一符号を付してあり、その詳しい説明は省略する。

図７に示すように、４つのドライバＩＣ４２１，４２２，４２３，４２４を備えたインクジェットヘッド１９３においては、第１電源供給ライン６１は、バイパスコンデンサ７１との接続点よりもドライバＩＣ４２１，４２２，４２３，４２４に近い下流側において、ドライバＩＣ４２１，４２２，４２３，４２４の数だけ分岐する。以下では、１つ目のドライバＩＣ４２１に対して分岐した第１電源供給ライン６１を第１分岐電源供給ライン６１１と称し、２つ目のドライバＩＣ４２２に対して分岐した第１電源供給ライン６１を第２分岐電源供給ライン６１２と称し、３つ目のドライバＩＣ４２３に対して分岐した第１電源供給ライン６１を第３分岐電源供給ライン６１３と称し、４つ目のドライバＩＣ４２４に対して分岐した第１電源供給ライン６１を第４分岐電源供給ライン６１４と称する。保護回路７５は、第１分岐電源供給ライン６１１に第１ヒューズ７２１を設け、第２分岐電源供給ライン６１２に第２ヒューズ７２２を設け、第３分岐電源供給ライン６１３に第３ヒューズ７２３を設け、第４分岐電源供給ライン６１４に第４ヒューズ７２４を設けることによって構成される。

第１電源供給ライン６１のバイパスコンデンサ７１との接続点よりも下流側でかつ各分岐電源供給ライン６１１，６１２，６１３，６１４との分岐点よりも上流側を流れる電流の実効電流値は、３．２［Ａ］である。しかし、各分岐電源供給ライン６１１，６１２，６１３，６１４を流れる電流の実効電流値は、０．８［Ａ］である。したがって、第１ヒューズ７２１、第２ヒューズ７２２、第３ヒューズ７２３及び第４ヒューズ７２４として小型のヒューズを容易に選定することができる。その結果、４つのドライバＩＣ４２１，４２２，４２３，４２４を備えたインクジェットヘッド１９３においても、第１の実施形態と同様に、安全性と小型化とを両立を図ることができる。

前記各実施形態では、２つのドライバＩＣ４２１，４２２を備えたインクジェットヘッド１９と、４つのドライバＩＣ４２１，４２２，４２３，４２４を備えたインクジェットヘッド１９３を例示した。ドライバＩＣ４２１，４２２は、２つまたは４つに限定されない。３つ又は５つ以上のドライバＩＣを備えたインクジェットヘッドに対しても、前記各実施形態と同様な構成とすることで、安全性と小型化とを両立を図ることができる。

この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…インクジェットプリンタ、２…ホストＰＣ、１１…制御部、１２…ディスプレイ、１３…操作部、１４…通信インタフェース、１５…搬送モータ、１６…モータ駆動回路、１７…ポンプ、１８…ポンプ駆動回路、１９，１９１，１９２，１９３…インクジェットヘッド、２０…ヘッドコントローラ、２１…電源回路、３１…プロセッサ、３２…メモリ、４１…アクチュエータ、４３…ヘッド基板、６１…第１電源供給ライン、６１１…第１分岐電源供給ライン、６１２…第２分岐電源供給ライン、６１３…第３分岐電源供給ライン、６１４…第４分岐電源供給ライン、６２…第２電源供給ライン、７１…バイパスコンデンサ、７２，７３，７４，７５…保護回路、４２１，４２２，４２３，４２４…ドライバＩＣ、５０１，５０２，５０３，５０４…論理回路、７２１，７２２，７２３，７２４…ヒューズ。

Claims (5)

1. ノズルからインクを吐出させるためのアクチュエータと、
   前記アクチュエータを駆動する複数のドライバＩＣと、
   前記複数のドライバＩＣへの電源供給ラインに接続されるバイパスコンデンサと、
   前記電源供給ラインの前記バイパスコンデンサとの接続点よりも前記複数のドライバＩＣに近い側において、前記電源供給ラインから前記複数のドライバＩＣに対してそれぞれ分岐した複数の分岐電源供給ラインのそれぞれに設けた複数のヒューズと、
   を具備するインクジェットヘッド。
2. 前記ドライバＩＣは、それぞれ論理回路を含み、
   前記電源供給ラインとは別に、前記論理回路への電源供給ラインをさらに具備する、請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記分岐電源供給ラインを流れる電流に対する前記ヒューズのジュール積分値は、当該ヒューズの溶断特性であるジュール積分値の２５％以下である、請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
4. 印刷媒体を搬送する搬送モータと、
   前記搬送モータにより搬送される前記印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドに電源電圧を供給するヘッドコントローラと、
   を具備し、
   前記インクジェットヘッドは、
   ノズルからインクを吐出させるためのアクチュエータと、
   前記アクチュエータを駆動する複数のドライバＩＣと、
   前記ヘッドコントローラから前記複数のドライバＩＣに対して電源電圧を供給するための電源供給ラインに接続されるバイパスコンデンサと、
   前記電源供給ラインの前記バイパスコンデンサとの接続点よりも前記複数のドライバＩＣに近い側において、前記電源供給ラインから前記複数のドライバＩＣに対してそれぞれ分岐した複数の分岐電源供給ラインのそれぞれに設けた複数のヒューズと、
   を具備するインクジェットプリンタ。
5. 前記ドライバＩＣは、それぞれ論理回路を含み、
   前記インクジェットヘッドは、
   前記電源供給ラインとは別に、前記ヘッドコントローラから前記論理回路への電源供給ラインをさらに具備する、請求項４記載のインクジェットプリンタ。
   

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