JP2009113207A - 電池残量検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも電池駆動が可能な記録装置において、記録中にも正確に電池電圧を検出する。
【解決手段】一枚の記録時間が短い時（１６ ＮＯ）には電池の減りも微量であるため、電池電圧を検出する必要が無いので行なわない。記録媒体排出時の検出だけで充分な電池電圧検出頻度である。一枚の記録時間が長い（１６ ＹＥＳ）時には、記録中の記録ヘッド往復走査用モータ、紙送りモータ等のモータ駆動を全て一時停止し、ダミー励磁（１７）を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は電池残量方法に関し、特に、例えば、携帯可能なＡＣ／ＤＣ電源両用のインクジェット記録装置に適用される電池残量検出方法に関するものである。

最近、電子機器の小型化やモバイル化が進み、携帯型パーソナルコンピュータが普及してきている。これに伴い、このようなパーソナルコンピュータの周辺機器にも携帯可能な小型製品が増えてきた。モバイル機器は一般的に駆動電源として電池を用いるため、ユーザに対して電池の残量状態を通知する機能が不可欠である。

電池の残量検出方法には大きく分けて次の２つがある。

一つはエネルギー積算法と呼ばれる方法で、放電電流を積算して、これを電池の総容量から減算する方法である。この方法は、精度良く残量を計算することが出来るという利点があるが、この方法を実現するシステムが複雑になり、相対的に高価になってしまうという。

もう一つは電圧検出法と呼ばれる方法で、電池電圧から残量を推測する方法である。電池電圧から残量を推測するのは困難なため、この方法を用いた場合、電池の残量検出精度が低くなってしまうが、この方法を実現するシステムが単純なため、安価に実現できるという利点がある。

本発明は、電圧検出法を用いて電池残量を検出する方法に関するものである。

さて、電圧検出法を利用して電池の残量を検出する場合、電池が無負荷状態では正しい電圧を示さないため、ある一定の負荷を掛ける必要がある。ところが、モータ等のアクチュエータを備えた電子機器においては、駆動状態によって負荷が一定でないことが多い。一方、電池は同じ残量でも負荷の大きさにより出力電圧が変化するため、電池電圧を検出するためには一定負荷の状態を作らなければならない。

このために故意にモータを停止状態のまま励磁して、従来より一定負荷のかかった状態で電圧を検出するようにしている。このように、電池電圧を検出するために故意にモータを停止状態のまま励磁することを、以降「ダミー励磁」と呼ぶことにする。

さて、携帯型のインクジェット記録装置では、電池電圧が低下して機器を正常に動作させるのに必要な電池残量を保証できなくなった時、パワーオフする前に記録用紙などの記録媒体を装置本体内から排出し、記録ヘッドにキャップをしてその記録ヘッドの乾燥を防ぐ等の処理を行う必要がある。

また、その記録装置の電池残量を検出しても、上記のようなパワーオフのための処理をするのに必要な残量がない場合、最後まで処理を終えることなく、装置の動作が停止してしまう。これは、記録ヘッドが破損する可能性につながるため、携帯型のインクジェット記録装置の電池残量が少なくなったとき、最も注意すべき点である。この対策として、装置が電池駆動中はなるべく頻繁にダミー励磁を行い、電池電圧を検出することが考えられる。

しかしながら、ダミー励磁はいつでも出来るわけではない。特に、インクジェット記録装置のように複数のモータを備える電子機器では、すべてのモータが停止しているか、或いは、一定の負荷がかかっている状態でダミー励磁をしなければならないため、電池電圧検出タイミングを電池駆動中の記録動作シーケンスに定期的に組み込んでいる。

通常、記録装置は電源投入から記録動作、そして、電源切断に至るまである程度は決まったシーケンスをたどって動作する。つまり、ユーザからの記録命令を含めて、次の動作がある程度まで予測できるため、記録装置の動作シーケンスの任意の場所にダミー励磁による電池電圧検出タイミングを組み込むことにより、その動作中は必ず一定時間おきに電池電圧を検出することが可能である。

このような記録装置の動作シーケンスにおいて、記録ヘッドを用いた記録中にも電池電圧を検出することが必要である。例えば、テキストのような文字パターンを記録する時はそれほど記録に時間を要しないので、電池残量が問題になることはないが、写真や図形等を記録するときには、記録終了まで比較的長い時間を要するので、この間に電池残量が低下して、終了処理を正常に終えることができなくなってしまう可能性がある。このような理由から、記録中にも電池電圧を検出する必要がある。

しかしながら、記録中にダミー励磁を行うと、そのために時間を要するので、著しく記録速度が低下してしまうという問題が生じてしまう。

記録装置の性能において重視されるものの一つに、記録速度がある。特に、複数枚の記録紙に連続的に記録を行う（連続記録）時の記録速度はスループット（単位はｐｐｍ（ｐａｐｅｒ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）、即ち、毎分当たりの印刷枚数）で表され、記録装置の記録速度の指標となっている。

従って、記録中に電池電圧を検出する必要はあるものの、このためのダミー励磁により記録速度の低下は避けなければならない。

この問題に対処するため、特開2004-230813号公報に示されているように、従来は記録ヘッドを往復走査して記録媒体に記録中に、ダミー励磁のためにモータを停止することなく、電池電圧を検出していた。検出タイミングとしては、ダミー励磁時と同様に負荷がほぼ一定となり、さらにその負荷が電池電圧検出のためには充分大きい期間である必要がある。特開2004-230813号公報の実施例では、インクジェットプリンタの紙送りモータにステッピングモータを採用しており、前述の検出タイミングは、紙送りモータを停止させるための励磁（以下ホールド励磁と呼ぶ）期間であった。ホールド励磁期間は比較的負荷が一定となり、その負荷が電池電圧検出のためには充分大きいことが分かっている。しかし通常記録速度を上げるため、紙送りモータと記録ヘッドを往復走査するモータを同時駆動（以下クロス駆動と呼ぶ）させることがある。クロス駆動制御は、記録するパターンに依存するが、クロス駆動をするかしないかにより、ホールド励磁による電池電圧検出結果が異なる。つまり、検出結果が不安定になる。したがって、同発明では、ホールド励磁時の電池電圧検出結果が、ある閾値より下がったのを検出すると、クロス駆動をやめ、紙送りモータのホールド励磁のみの、より安定した負荷状態を一定期間作るという手段が提案されている。
特開2004-230813号公報

上述してきた特開2004-230813号公報には、２つの問題点があった。一つは、ホールド励磁期間が短いことである。ダミー励磁は前述の通り、電池電圧が充分に降下して安定するまでの時間行う。しかしホールド励磁は、一連の記録シーケンスの中で短時間に行われるため、電池電圧が降下して安定するのに充分な期間ではない。この結果電池電圧検出結果が不安定になってしまう。２つ目の問題点は、負荷の大きさである。ダミー励磁は一定時間毎に比較的少ない頻度で行われ、負荷を大きくとる。ところがホールド励磁は記録動作中、頻繁に行われるため、ホールド励磁の負荷を大きくとると、電池容量を浪費してしまう。これを防止するため、ホールド励磁は負荷を小さくする必要がある。この結果、ダミー励磁とホールド励磁の２種類の負荷状態で、電池電圧を検出することになる。詳しく後述するが、電池電圧の検出結果は、「残量テーブル」と呼ばれるもので用意された値と比較され、その結果によって電池残量を推測している。また電池の特性として、同じ残量でも負荷の大きさにより異なる電圧値を示す。従って、ダミー励磁とホールド励磁が異なる負荷であるとすると、残量テーブルを２つ用意する必要がある。ここで問題となるのが、この２つのテーブル間の相関性である。例えば、ダミー励磁を行って電池電圧を検出し、ダミー励磁用のテーブルの値と比較した結果が残量エラーになるときは、ホールド励磁を行って電池電圧を検出し、ホールド励磁用のテーブルの値と比較した結果残量エラーにならなければならない。ところが、電池の特性には個体差があり、２種類の負荷状態での電圧検出値の差がどの電池でも一定になるとは限らない。従って、二つの検出結果には、ずれが出てしまうことがあった。

本発明では、上述のような問題を解決し、記録中にも正確に電池電圧を検出することを目的とする。

紙送りモータに、ステッピングモータを使用している場合は、特開２００４−２３０８１２号公報で示されている提案が有効である。すなわち、記録が終了した記録媒体を排出中に、紙送りモータにかける負荷をダミー励磁と同等にし、他のモータが駆動していない状態で電池電圧を検出する。記録媒体の排出動作は前述のホールド励磁と異なり、比較的頻度が少ないため負荷を多くかけられ、さらに他のモータも駆動している必要が無い。従って、排出中に検出した値に使う残量テーブルは、ダミー励磁中に検出した値に使う残長テーブルと共通化出来る。本発明の前提として、特開2004-230812号公報に提案されている通り、記録媒体の排出時には、必ず電池電圧を検出するものとする。

さて、特開2004-230813号公報に提案されているように、ホールド励磁中に電池電圧を検出する目的は、長期間続く可能性のある記録動作中に電池残量の低下を検出することであった。しかし前述の通りホールド励磁は良くないため、本発明では、ホールド励磁を行わない。代替手段として、記録媒体に記録をするのに必要な時間が一定時間以上である場合には、記録動作を一時中断してダミー励磁を行い、電池電圧の検出を行う。逆に記録媒体に記録をするのに必要な時間が、一定時間以下である場合には記録動作中に電池電圧の検出を行わない。特開２００４−２３０８１２号公報に示されている通り、記録動作が終了し、記録媒体を排出する時に電池電圧を検出するからである。なお前述の一定時間は、電池の残量が大きく減ってしまうのを防止できる程度の任意の期間である。

一枚の記録時間が短い時には電池の減りも微量であるため、電池電圧を検出する必要が無く、記録媒体排出時の検出だけで、充分な電池電圧検出頻度である。一枚の記録時間が長い時には、記録中の記録ヘッド往復走査用モータ、紙送りモータ等のモータ駆動を全て一時停止し、ダミー励磁を行う。これにより、一枚の記録時間が短く、スループットが要求されるようなパターンを記録する時には、ダミー励磁を行わないため、記録速度に影響が出ない。逆に、一枚の記録時間が長いパターンでは、ある任意の一定時間毎に記録を停止し、ダミー励磁を行っても、スループットには、ほとんど影響を及ぼさない。さらに、ホールド励磁を行わないため、検出した電池電圧から残量を判定するための残量テーブルも１つだけで済む。つまり、複数のテーブルをもつことにより、異なったテーブルと比較した残量判定結果に違いが出てくることが無くなるため、より正確な検出を行うことが可能となる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

さて以上のような解決手段の構成をさらに詳しく言えば、前記搬送モータはステッピングモータであること、さらにＡＣ電源でも動作可能であることが望ましい。

また、本発明が適用される記録装置としてインクジェット記録装置が好ましいものであり、その記録装置にはインクジェット記録ヘッドが搭載される。

その場合、そのインクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが望ましい。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について、さらに具体的かつ詳細に説明する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

図１は本発明の代表的な実施形態であるＡＣ電源とＤＣ電源の両方で駆動可能なインクジェット記録装置（以下、記録装置）の全体構成の概要を示す外観斜視図である。図１に示すように、この記録装置は、インクジェットプリンタ（以下、プリンタ）８００、バッテリーを内蔵しプリンタ８００本体に着脱可能なバッテリーチャージャ９００、及び両者を取り付けた状態で縦置きに収容するための置き台であるクレイドル９５０から構成される。なお、このプリンタで記録する記録媒体として紙を例にとって説明するが、記録媒体はこれに限らず、記録可能なシート状の媒体ならばどれでも構わない。

さて、図１において、プリンタ８００の外観は、上ケース８０１、下ケース８０２、給紙カバー８０３、排紙口カバー８０４によって構成された一体シェル構造であり、プリンタとして非使用時（据え置き時、携帯時など）は、この形態をとるものである。また、プリンタ８００の側面には、ＡＣ電源から電力供給を受ける場合に使用するＡＣアダプターケーブル（不図示）を差し込むＤＣｉｎジャック（直流電源入力用ジャック）８１７とＵＳＢケーブルを接続するためのＩ／Ｆ（インタフェース）コネクタ８１５が設けられている。給紙カバー８０３は記録時にプリンタ本体に対して開いて紙などの記録シートを載せるための記録シート供給トレイとなる。

次に、バッテリーチャージャ９００の外観は、メインケース９０１、カバーケース９０２、バッテリー蓋９０３によって構成され、バッテリー蓋９０３を外してメインケース９０１を開口することにより充電池を内蔵したバッテリーパックを取り外すことが可能である。

また、バッテリーチャージャ９００とプリンタ８００との装着面（接続面）には、電気的に接続するための本体用コネクタ９０４と、機械的に取り付け及び固定するための固定ビス９０５，９０６を有し、図１の矢印Ａ方向にプリンタ本体に接続することによって、プリンタ８００はバッテリー駆動可能になる。さらにバッテリーチャージャ９００の天面には、バッテリーの充電状態を示す充電表示部９０９を有し、バッテリーチャージャー９００の側面には、ＡＣアダプターケーブルを差し込むＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７と、バッテリーチャージャ９００を取り付けたときにプリンタ８００のＤＣｉｎジャック８１７を覆うための目隠し板９０８が設けられている。

クレイドル９５０は、プリンタ８００にバッテリーチャージャ９００を取り付けた状態で、図１の矢印Ｂ方向に挿入することにより置き台として機能する。なお、クレイドル９５０には、プリンタ８００とバッテリーチャージャ９００とを取り付けた場合にも、ＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７にＡＣアダプターケーブルを差し込んで充電が可能なように、開口部９５６が設けられている。

図２はプリンタ８００にバッテリーチャージャ９００を装着した状態を、プリンタ背面側で且つプリンタ天面側を斜め上から見た斜視図である。

図２に示すように、プリンタ８００の背面にバッテリーチャージャ９００を取り付け、固定ビス９０５，９０６で固定することにより、プリンタ８００は、バッテリー駆動可能なプリンタとなる。

また、前述したように、バッテリーチャージャ９００に設けられた目隠し板９０８により、プリンタ８００のＤＣｉｎジャック８１７を覆うように構成されている。このため使用者はバッテリーチャージャ９００の取り付け時には、ＡＣアダプターケーブルを間違いなくバッテリーチャージャ９００のＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７側に差し込むことになるので、誤挿入を防止することができる。

バッテリーチャージャ９００の背面には、メインケース９０１に設けられた４ヶ所の足部９０１ａ，９０１ｂ，９０１ｃ，９０１ｄが設けられている。また、その背面には、クレイドル９５０に取り付けたときに電気的にコンタクトするための接点部９１０ａ，９１０ｂ，９１０ｃが設けられている。

さらに図２に示すように、バッテリーチャージャ９００の充電表示部９０９は、プリンタ８００を装着し、記録のために使用する時に視認しやすい天面で、且つ給紙カバー８０３を開いていた時にも視認を遮られない位置に配されている。

図３はプリンタ８００の内部構成を示す斜視図である。

図３に示されているように、記録ヘッド１０５はキャリッジ１０４に搭載されてガイドレール１０３に沿って長手方向に往復運動可能となっている。記録ヘッド１０５より吐出されたインクは、記録ヘッド１０５と微小な間隔をおいて、プラテン（不図示）に記録面を規制された記録媒体１０２に達し、その上に画像を形成する。

記録ヘッド１０５には、フレキシブルケーブル１１９を介して画像データに応じて記録信号が供給される。

なお、図３において、１１４はキャリッジ１０４をガイドレール１０３に沿って走査させるためのキャリッジモータである。１１３はキャリッジモータ１１４の駆動力をキャリッジ１０４に伝達するキャリッジベルトである。また、１１８は搬送ローラ１０１に結合して記録媒体１０２を搬送させるための搬送モータである。

また、記録ヘッド１０５はインクタンク１０５ａと結合してヘッドカートリッジを構成する。このヘッドカートリッジは記録ヘッドとインクタンクとが分離可能な構成でも良いし、一体化した構成でも良い。

図４は図１〜図３に示したプリンタ８００の制御構成を示すブロック図である。

図４に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータ１１４の制御、搬送モータ１１８の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などで構成される。

また、図４において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド１０５のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。

さらに、６４０はキャリッジ１０４をガイドレール１０３に沿って往復走査させるためのキャリッジモータ１１４を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体１０２を搬送するための搬送モータ１１８を駆動させる搬送モータドライバである。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド１０５による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。

なお、記録ヘッド１０５の内部にはヘッド温度を測定するためのヘッド温度センサ１０５ａが設けられている。

また、プリンタ８００にはＡＣ電源やＤＣ電源からの電力供給がなくなっても計時動作を続行することが可能なように小型電池（リチウム電池、ニッケル水素電池、アルカリボタン電池、酸化銀電池、空気亜鉛電池など）６０８からの電力供給を受けて動作可能なタイマ６０７が備えられている。そして、タイマ６０７によって計測された時刻はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ６０９に格納される。なお、不揮発性メモリとしてはＥＥＰＲＯＭの他に、ＦｅＲＡＭ、ＭＲＡＭなどを用いても良い。

なお、この記録装置は、ＡＣ電源とＤＣ（電池）電源両用であるので、ＡＣアダプタ（不図示）からのＡＣ電力が供給されて動作している状態で、ＡＣアダプタが引き抜かれたとしても、ＤＣ（電池）から電力が供給されて動作を継続することが可能である。このため、この記録装置はＡＣアダプタ駆動か電池駆動かを判別する機構を備える。このような機構は、公知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

次に以上の構成の記録装置に適用される電圧検出法を用いた電池残量検出処理について説明する。

図５は記録装置がパワーオンされてからの動作シーケンスを表す状態遷移図である。

図５において、四角で囲まれたブロック１〜１２はＡＣ駆動、ＤＣ（電池）駆動に関わらず記録に必要な動作を表している。ブロック１〜１２の枠外に示した記述は、電池電圧を検出するタイミングを示している。この実施形態では、これらのタイミングでダミー励磁を行う。

図６は検出した電池電圧値に基づいて残量制御を行う際に参照する残量テーブルを示す図である。

この実施形態に従う残量制御は、図６によれば、具体的には、電池残量（ＲＥＳ）と３つの閾値ａ、ｂ、ｃ（ａ＞ｂ＞ｃ）との比較をし、その比較結果に従って行われる。即ち、ＲＥＳ＞ａ，ｂであれば、例えば、充電表示部９０９に残量表示（残量大、或いは残量中の表示）をし、（ｃ＜）ＲＥＳ≦ｂの時はプリンタ８００の充電表示部９０９とホスト装置６１０にインストールされたドライバを用いて、例えば、ホスト装置６１０のディスプレイなどに残量警告表示（残量小）を行い、ＲＥＳ≦ｃの時はプリンタ８００の充電表示部９０９とホスト装置６１０にインストールされたドライバを用いて、例えば、ホスト装置６１０のディスプレイなどに残量エラー表示をすると共に、記録ヘッド１０５のキャップクローズ等の終了動作を行う。

なお、以下に示す電圧検出タイミングにより、電池に掛かる負荷が異なる場合は、それぞれ個別に、図６に示すような残量テーブルを用意しておく。

図５に戻って説明を続けると、ユーザによりプリンタ８００にパワーＯＮ（ブロック１）されると、記録装置の状態はブロック２に移り、記録ヘッド１０５のキャップオープン２などの記録に必要な初期動作を行う。

一度初期動作がなされると、パワーＯＦＦするためにはブロック１０に示すようなキャップクローズなどの終了動作が必要となるが、この時に電池残量が充分でないとこの終了動作を終えられずに記録装置がパワーＯＦＦしてしまうことがある。これが発生すると、記録ヘッドを破損する可能性があるため、プリンタ８００の動作においては最も注意すべき点である。

このため、この実施形態では、キャップオープンの前（図５の２−１のタイミング）にダミー励磁を行い、最低限キャップクローズするのに必要な電池残量があることを確認する。電池残量（ＲＥＳ）がエラーレベル以下（ＲＥＳ≦ｃ）の時は、キャップオープンを行わずにエラー表示をする。

パワーＯＮ後、次の動作が確定していないと、プリンタ８００の状態はブロック３の記録待機に移る。記録待機とは、記録ヘッド１０５にキャップをしていないまま次の指示を待っている状態である。通常は一定時間が経過すると、プリンタ８００の状態はブロック１０のキャップクローズへと移行するが、記録データが途中で途切れて長時間キャップがオープンの状態が続くこともありうる（図５の３−１のタイミング）。キャップオープン中は、キャップクローズ等の終了動作を行うために必要な電池残量を確保する必要があるため、このタイミングでもダミー励磁を一定時間おきに行うことにより、定期的に電池残量をチェックする必要がある。

また、記録待機中にインクタンク交換動作が確定すると、プリンタ８００の状態はブロック９のキャリッジ１０４がインクタンク交換位置に移動する状態に移る。従って、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置に移動する前（図５の３−２のタイミング）でダミー励磁を行う。このダミー励磁により、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置まで移動して後に元の位置に戻ってくることが可能で、さらにキャップクローズ等の終了動作を行うのに必要な電池残量があることが確認される。

さらに、記録待機中で吸引動作が確定した時、プリンタ８００の状態はブロック８の吸引動作へと移行する。従って、その前（図５の３−３のタイミング）にダミー励磁を行う。吸引動作は記録ヘッド１０５のメンテナンスをすることである。

一般的に、インクジェット記録ヘッドは、長時間使用しないと、インクが乾燥してその溶質がノズルにこびりついてしまう。特に、ヒータに通電しインクに発生した熱ネットワークを加えることにより生じる気泡でインクをノズルから吐出させる方式のサーマルインクジェット記録は、長期間使用し続けていると、ヒータにインクが焦げてこびりついてしまう。これはインクの良好な吐出を妨げ、インク吐出不良を引き起こし、その結果、記録画像の品質低下につながる。

これを防止するために、インクを記録ヘッドのノズルから強制的に吸い出して、記録ヘッドの状態を良好に保つ必要がある。吸引動作は一連のシーケンスに沿って連続的に行われるため、その動作を途中で止めることができない。従って、吸引動作の前にも、吸引動作を最後まで終えることが可能であり、さらにキャップクローズ等の終了動作を行うのに必要な電池残量があることを確認する。

またさらに、記録待機中でＡＣアダプタ（不図示）がＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７から引き抜かれた時、その直後（図５の３−４のタイミング）にダミー励磁を行う。プリンタ８００はＡＣアダプタからＡＣ電源の供給を受けて駆動可能であるので、その場合には従来例でも説明したように電池残量を検出する必要がない。このため、ＡＣ電源でプリンタ８００が駆動中にＡＣアダプタがＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７から引き抜かれ電池駆動に切り替わった時、電池の残量が不明である。従って、電池駆動に切り替わった直後にダミー励磁を行い、電池の残量を確認する。

同じ理由で、プリンタ８００がブロック９に示す状態、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置にある状態でＡＣアダプタが引き抜かれた直後（図５の９−１のタイミング）や、また、ブロック１１に示すスタンバイにある状態でＡＣアダプタが引き抜かれた直後（図５の１１−２のタイミング）にも、ダミー励磁を行い、電池の残量を確認する。

なお、それ以外のタイミングでＡＣアダプタが引き抜かれた場合には、ダミー励磁を行わない。なぜなら、ダミー励磁を行うこと自体が不可能である（ダミー励磁を行うための搬送（ＬＦ）モータ１１８が駆動中である）ことと、モータ駆動中は、プリンタ８００が比較的短時間の間に定期的に電池電圧を検出するシーケンスになっているという、二つの理由からである。

またさらに、記録待機中に記録データを受信した時、給紙前（図５の３−５のタイミング）にダミー励磁を行う。これは、プリンタ８００に記録紙が給紙されたままの状態で全ての動作が停止してしまうのを防ぐために、給紙後に、必ず排紙をすることができ、さらに終了動作を行うのに必要な電池残量があることを給紙前に確認する必要があるからである。

なお、この実施形態では、給紙前のダミー励磁を行う前に、ホスト装置６１０から送信されてきた記録データが記録紙１ページ分の記録データなのか、或いは記録紙複数ページ分の連続記録データなのかどうかを判別する。記録紙１ページ分の記録の場合は給紙前のダミー励磁を行う。記録紙複数ページ分の連続記録の場合には１ページ目の給紙前にのみダミー励磁を行い、その後、プリンタ８００は、その用紙の排紙、次のページの記録、そして、その用紙の排紙状態に移行するのが明らかなので、記録動作に移行する２ページ目以降の記録では排紙中（図５の６−１のタイミング）でダミー励磁を行い、電池電圧を検出する。なお、排紙中の電池電圧の検出の詳細については後述する。

図７は記録データを受信して記録を行う際に実行される電池電圧検出のタイミングを変更する制御を示すフローチャートである。

記録開始１３されると、タイマーによる時間カウントを開始１４し、記録中１５状態に入る。記録中１５には一定時間が経過したかどうかの判断１６を行う。一定時間が経過していなかったら、そのまま印字を続ける（１９）。一定時間が経過していた場合は、記録を停止して、ダミー励磁１７を行い、時間カウント値を0に戻す（１８）。その後、一枚の記録が終了したかどうかの判断２０を行い、終了時には、排紙２１を行う。記録が終了していない場合は、記録中１５状態に戻る。

排紙１５は、図５の排紙６−１と同等である。このタイミングでは、記録中のホールド励磁と異なり、キャリッジ１０４は動作しておらず負荷は搬送モータ１１８のみである。また、排紙には相対的に長い時間を要するので、電池電圧を検出するのに十分な時間を用いることができ、安定した電圧の検出が可能である。排紙中の電池電圧検出を行うと、給紙を行うごとに給紙前のダミー励磁を行う必要がなくなるため、記録紙に複数ページにわたり連続的に記録を行う時のスループットを落とすことなく、各ページの記録毎に電池電圧を検出することができる。

記録中には、以上の制御を行うことにより、一枚の記録時間が短く、スループットが要求されるようなパターンを記録する時には、ダミー励磁を行わないため、記録速度に影響が出ない。逆に、一枚の記録時間が長いパターンでは、ある任意の一定時間毎に記録を停止し、ダミー励磁を行っても、スループットには、ほとんど影響を及ぼさない。さらに、ホールド励磁を行わないため、検出した電池電圧から残量を判定するための残量テーブルも１つだけで済む。つまり、複数のテーブルをもつことにより、異なったテーブルと比較した残量判定結果に違いが出てくることが無くなるため、より正確な検出を行うことが可能となる。

再び、図５に戻って説明を続ける。

記録待機中に、次の指示が無い状態が一定時間続くと、プリンタ８００はブロック１０の状態に移行し、記録ヘッド１０５のキャップクローズを行い、さらにブロック１１の状態に移行し、スタンバイ状態に入る。

さて、プリンタ８００がスタンバイ状態に入る前にキャップオープン状態でＡＣアダプタがＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７から引き抜かれた時、ダミー励磁をするのは、記録待機の状態にあるときと、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置に移動した状態のみである。それ以外のタイミングでＡＣアダプタが引き抜かれた場合、次に電圧を検出するタイミングまで、電池の電圧は不明である。また、次の電圧検出が約束されていればよいが、例えば、キャップオープン中やキャップクローズ中にＡＣアダプタが引き抜かれると、プリンタ８００は電圧検出を行わないままスタンバイ状態に入ってしまい、ユーザが次に記録命令を発行しない限り、電池電圧は不明のままである。

この実施形態では、これを避けるため、キャッピングが終了しスタンバイ状態に入った直後に、即ち、キャッピング終了直後（図５の１１−１のタイミング）にダミー励磁を行う。なお、スタンバイ状態でＡＣアダプタが引き抜かれた時には（図５の１１−２のタイミング）、上述のように、ダミー励磁を行うことにより電池電圧を検出する。

このような制御を行うことにより、いつＡＣアダプタが抜かれても電池残量が不明のままの状態が長時間続くことを防止できる。

なお、プリンタ８００がスタンバイ中にＡＣアダプタが抜かれた直後に実行されるダミー励磁は他のダミー励磁と異なり、低負荷状態が長い期間続き、見かけの電圧が高くなっている可能性がある。これを防止するため、この実施形態ではダミー励磁を長時間行ったり、他のダミー励磁よりも高い負荷をかけて電池電圧の検出を行う等の対策を行って、電圧検出の精度を向上させている。

さらに、スタンバイ状態が一定時間続くと、電池の浪費を防ぐため、プリンタ８００の状態はパワーＯＦＦに移行し、プリンタの動作は停止する。

従って以上説明した実施形態に従えば、記録中のホールド励磁による電池残量検出において、複数回の検出値の平均をとって、電池残量がエラーレベル以下になったかどうかを判定するように制御するとともに、一回電池の残量がエラーレベルになったことを検出したなら、駆動モータの動作モードを搬送モータ１１８のホールド励磁とキャリッジモータ１１４のキャリッジ移動動作が重ならないモード（クロスオフモード）に移行するように制御するので、負荷が搬送モータ１１８のホールド励磁のみである時間が十分にとれ、より正確な電池電圧の検出を行うことが可能となるのみならず、スループットの低下を最低限に抑えることができる。

これにより、より効率的に電池電源を記録に用いることが可能になる。

さらに、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。

このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。

また、以上の実施形態は記録ヘッドを走査して記録を行なうシリアルタイプの記録装置であったが、記録媒体の幅に対応した長さを有する記録ヘッドを用いたフルラインタイプの記録装置であっても良い。フルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。

さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。

以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。

さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。

［産業上の利用可能性］
一枚の記録時間が短い時には電池の減りも微量であるため、電池電圧を検出する必要が無く、記録媒体排出時の検出だけで、充分な電池電圧検出頻度である。一枚の記録時間が長い時には、記録中の記録ヘッド往復走査、紙送りモータ等のモータ駆動を全て一時停止し、ダミー励磁を行う。これにより、一枚の記録時間が短く、スループットが要求されるようなパターンを記録する時には、ダミー励磁を行わないため、記録速度に影響が出ない。逆に、一枚の記録時間が長いパターンでは、ある任意の一定時間毎に記録を停止し、ダミー励磁を行っても、スループットには、ほとんど影響を及ぼさない。さらに、ホールド励磁を行わないため、検出した電池電圧から残量を判定するための残量テーブルも１つだけで済む。つまり、複数のテーブルをもつことにより、異なったテーブルと比較した残量判定結果に違いが出てくることが無くなるため、より正確な検出を行うことが可能となる。

本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の全体構成の概要を示す外観斜視図である。 図１に示したインクジェットプリンタにバッテリーチャージャを装着した状態を示す斜視図である。 プリンタ８００の内部構成を示す斜視図である。 図１〜図３に示したプリンタ８００の制御構成を示すブロック図である。 記録装置がパワーオンされてからの動作シーケンスを表す状態遷移図である。 検出した電池電圧値に基づいて残量制御を行う際に参照する残量テーブルを示す図である。 記録中に電池電圧検出ためのダミー励磁を行う制御シーケンスを示す図である。

符号の説明

１ パワーＯＮ
２ キャップオープン
３ 記録待機
４ 給紙
５ 記録
６ 排紙
７ 予備吐出
８ 吸引（記録ヘッド回復）
９ インクタンク交換位置へのキャリッジ移動
１０ キャッピング
１１ スタンバイ
１２ パワーＯＦＦ
１３ 記録開始
１４ 時間カウント開始
１５ 記録中
１６ 一定時間が経過したかどうかの判断
１７ 記録を停止して、ダミー励磁
１８ 時間カウント値を０に戻す
１９ 記録中
２０ １枚の記録が終了したかどうかの判断
２１ 排紙
８００ インクジェットプリンタ
８０１ 上ケース
８０２ 下ケース
８０３ 給紙カバー
８０４ 排紙口カバー
８１５ Ｉ／Ｆコネクタ
８１７ ＤＣｉｎジャック
９００ バッテリーチャージャ
９０１ メインケース
９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ 足部
９０２ カバーケース
９０３ バッテリー蓋
９０４ 本体用コネクタ
９０５、９０６ 固定ビス
９０７ ＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック
９０８ 目隠し板
９０９ 充電表示部
９１０、９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃ 接点部
９５０ クレイドル
９５１ アッパーケース
９５１ａ 窓部
９５２ 床面部材
９４４、９５５ ＣＤＬ化粧板
９５６ ＣＤＬ−ＤＣｉｎジャック
９５７ ＣＤＬゴム足
９５８、９５８ａ、９５８ｂ、９５８ｃ コンタクト端子部
９５９ シャッター部材
９５９ａ、９５９ｂ、９５９ｃ スリット部

Claims (4)

1. 少なくとも電池電源で動作可能な記録装置の電池残量検出方法であって、
   前記記録装置は電池電圧を検出して前記電池の残量を検出する検出工程と・前記検出工程によって検出された前記電池の残量が所定の閾値以下であるかどうかを判別する判別工程とを有し、前記記録装置が１枚の印刷媒体に印刷をするのに必要な時間が一定以上である場合には、印字を一時停止して電池電圧の検出を行うことを特徴とする電池残量検出方法。
2. 前記電池の残量を検出する検出工程は、電池に一定の負荷を一定時間かけた状態で電池電圧の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の電池残量検出方法。
3. 前記電池の残量を検出する検出工程は、前記記録装置が備えているステッピングモータ、又はDCモータに電流を流した状態で、電池電圧の検出を行うことを特徴とする、請求項２に記載の電池残量検出方法。
4. 前記記録装置は、シリアルインクジェットプリンタであることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電池残量検出方法。

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