JP2014000743A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドへの電力供給をオンする時の突入電流を低減するとともに、記録ヘッドの電源ショート状態を検出して記録装置の動作を停止させ、ＡＣ電源電圧の瞬断による誤動作を防止可能な記録装置を提供することである。
【解決手段】ヘッド電源電圧をオン・オフする回路と、ヘッド電源電圧を安定させるためのコンデンサと、コンデンサに充放電するための回路と、コンデンサへの充放電電流を抑制するための抵抗を設ける。コンデンサに充電されてヘッド電源電圧が上昇した状態でヘッドへの電力供給をオンする。また、ヘッド電源電圧をオン・オフする回路の前後の電圧を夫々検出して、記録ヘッドの電源ショート状態を判定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は記録装置に関し、特に、記録ヘッドへの電力供給のオン・オフを制御する手段を備えた記録装置に関する。

現在のインクジェット記録装置（以下、記録装置）は、多数のインク吐出ノズル（以下、ノズル）を備えたインクジェット記録ヘッドを搭載し、記録内容に応じてインクを吐出するノズルを選択する構成を採用している。このような記録装置では、記録内容に応じて同時駆動するノズル数が変化し、記録ヘッドが消費する電力も大きく変化する。このため記録ヘッドの消費電力は、平均的な消費電力に比べて瞬間的にかなり大きくなる。当然ながら記録ヘッドに電力を供給する電源は、記録ヘッドの消費電力を上回る電力供給能力を備えていることが必要となる。

さらに、より高速でより高精細な記録を実現するために、最近の記録装置は、ノズル数を増やしたり、駆動速度を上げる傾向にあり、動作時の消費電力も増加する傾向にある。一般的な家庭用の安価な記録装置でも動作中の消費電力が瞬間的には２０Ｗを越えるものも珍しくなく、電源にはそれ以上の電力容量が求められる。

また、同時駆動するノズル数が変化してもインクの吐出特性が変化しないように、記録ヘッドを安定的に駆動するためには、電気的負荷が変動しても電源電圧の変動が少ない低インピーダンスの出力特性が電源には求められる。一方、記録ヘッドを使用しないときには、消費電力削減の観点から記録ヘッドには電源を供給しないことが望ましい。また、記録ヘッドにはユーザが取り外し可能な構造となっているものがあり、記録ヘッドの着脱時には、電気的接点の接続状態が不安定となるため、記録ヘッドと記録装置本体の保護上、記録ヘッドへの電源供給はオフすることが必要となる。

また、記録ヘッドの着脱可能な記録装置では、記録ヘッド交換時に、記録ヘッドとキャリッジとの接続部に異物が混入したり、その他の原因で記録ヘッドの電源部がショート状態になった場合は、故障を検出して記録装置の動作を停止できることが望ましい。

特開２００９−２８６０９６号公報

しかしながら、記録ヘッドへの電力供給のオン・オフを制御構成を備えたことにより、記録ヘッドの電力供給をオンするときに、突入電流が発生することがある。この突入電流は短時間に大きな電流が流れるため、電気的なノイズが発生して回路に誤動作を生じさせる恐れがある。

近年のＦＥＴはオン抵抗が小さく、その応答速度も速いので、スイッチング用素子として優れた特性を示すが、記録ヘッドへの電力供給のスイッチング用素子をＦＥＴで構成することがある。しかしながら、その場合、スイッチング特性の性能向上によって、電源オン時の突入電流が増加するという問題もあった。

また、電源のショート状態等に伴う異常電流を検出しようとした場合、民生機器などの比較的安価な電子機器で使用する電源回路においては、電流が流れる経路に抵抗を挿入し、抵抗による電圧降下を測定する方法が一般的である。

しかしながら、電源電流が変動しても電源電圧が極力変化しないような低インピーダンスの電源が求められる場合、電気経路の途中に抵抗成分を入れることは好ましくない。他方、抵抗による電圧降下による方法を用いずに電源の負荷電流を検出しようとすると高価な検出回路が必要となり、機器のコストを上昇させてしまうという問題があった。

特許文献１の構成では、記録ヘッドに電力を供給するためのスイッチング用ＦＥＴによる電源オン・オフ回路とは別に、電源部のコンデンサへの充放電回路を備えることにより、記録ヘッドへの電力供給をオンする時の突入電流を低減することが可能にしている。また、この構成によれば、記録ヘッドへの電力供給をオンする際、記録ヘッドがショート状態となっていた場合、記録ヘッドがショート状態であることを検出して、記録ヘッドへの電力供給を停止することも可能である。さらに、記録ヘッド内の電源回路の抵抗値が数Ωから数百Ωとなるような中途半端なショート状態も検出することも可能である。

しかしながら、特許文献１に開示の構成においては、電源電圧が瞬断等によって一時的に低下したときに、記録ヘッドがショート状態であると誤検出する場合があった。

さて、記録装置に用いられるＡＣ電源が、電源周波数の数サイクル程度以下の短時間のみ電源電圧が低下する現象は瞬断または瞬低などと呼ばれている。電子機器の一般的な特性として、１サイクル程度の瞬断が発生しても正常に動作することが望ましい。しかし、特許文献１に開示の構成では、瞬断が発生して記録ヘッドの電源電圧が低下するとこれを記録ヘッドのショートによる電源電圧低下と区別することができない。このため、記録ヘッドがショート状態であると誤検出して、記録装置がエラー状態となる可能性があった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、記録ヘッドへの電力供給をオンする際の突入電流を低減し電源電圧の急激な変動を防止し、また、記録ヘッドがショート状態の場合、記録ヘッドへの電力供給停止が可能な記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。

即ち、記録ヘッドと、前記記録ヘッドに記録のための電力を供給する電源部とを備えた記録装置であって、前記電源部から前記記録ヘッドに対する電力供給のオン・オフをスイッチングするスイッチング素子と、前記スイッチング素子から前記記録ヘッドへの電源供給線に並列に接続されたコンデンサと、前記記録ヘッドに前記スイッチング素子を経て前記記録ヘッドに供給されるヘッド電源電圧と前記電源部からの電源電圧とを検出する検出回路と、前記電源電圧に基づく電圧を入力として動作し、前記電源供給線に出力が接続されたプッシュプル回路と、前記記録ヘッドによる記録動作に先立ち、前記プッシュプル回路に前記電源電圧に基づく電圧を入力して前記プッシュプル回路により前記電源供給線に電圧を出力し、前記電源供給線に出力された電圧が前記電源電圧に近い値となるまで待ち合わせ、その後、前記検出回路により検出されたヘッド電源電圧と電源電圧とに基づいて、前記記録動作のために前記スイッチング素子の動作を制御して、前記記録ヘッドへの電力供給を制御する制御回路とを有することを特徴とする。

従って本発明によれば、記録ヘッドへの電力供給をオンする時の突入電流を低減し、電源電圧の急激な変動を防止可能であり、記録ヘッドへの電力供給をオンする際に記録ヘッドがショート状態となっていた場合、記録ヘッドへの電力供給を停止が可能である。さらには、電源の瞬断等によって記録ヘッドの電源電圧が低下した時に、記録ヘッドのショート状態と誤検出することを防止することができる。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成を示す概観斜視図である。 図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。 記録ヘッド駆動用電源の制御回路の構成を示すブロック図である。 記録ヘッドへの電力供給動作を示すフローチャートである。 記録ヘッドの電源電圧を監視するタイマ動作を示すフローチャートである。 記録ヘッドへの電力供給動作を示すタイミングチャートである。 ショート時の記録ヘッドへの電力供給動作を示すタイミングチャートである。 瞬断時の記録ヘッドへの電力供給動作を示すタイミングチャートである。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成要素の相対配置等は、特定の記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

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、有意無意を問わない。さらに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も問わず、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ある。従って、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、「記録要素」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。

＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置１の構成の概要を示す外観斜視図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置）はインクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３をキャリッジ２に搭載し、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させて記録を行う。記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。

記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６を装着する。インクカートリッジ６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。

図１に示した記録装置１はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。

この実施例の記録ヘッド３は、熱エネルギを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、電気熱変換体を備えている。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。

また、図１に示す例では、記録ヘッド３とインクカートリッジ６とが分離している構成であるが、記録ヘッドとインクカートリッジとが一体となったヘッドカートリッジを用いても良い。

＜インクジェット記録装置の制御構成（図２）＞
図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などで構成される。ここで、ＲＯＭ６０２は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する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２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。ＲＡＭ６０４は、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として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行う。Ａ／Ｄ変換器６０６は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。

また、図２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。この画像データは、例えば、ラスタ形式で入力される。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などから構成される。

６３０は装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。

さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。また、６４４はコントローラ６００から転送される記録データや制御信号に基づいて記録ヘッドを駆動するヘッドドライバである。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０４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（吐出用のヒータ）を駆動するためのデータを転送する。

そして、電力供給装置１００がコントローラ６００に対して電力を供給する。また、電力供給装置１００は各ドライバ、各モータ、記録ヘッド、センサ群、スイッチ群、また、各機構部など装置各部の動作に必要な電力を供給することができる。

図３は電力供給装置１００に含まれる記録ヘッド駆動用電源の制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図１〜図２において既に説明した構成要素には同じ参照番号を付している。

図３において、１０１は記録ヘッド３を駆動するための電源電圧２４Ｖを生成する電源部、ＭＰＵ６０１は出力ポートＰＯ１とＰＯ２と、Ａ／Ｄコンバータ変換器６０６からの入力ポートＰＩ１とＰＩ２を有する。また、１０３は記録ヘッド３へのヘッド電源電圧の供給をオン・オフするためのＦＥＴ（スイッチング素子）、１０４はＦＥＴ１０３を制御するためのトランジスタである。

ＭＰＵ６０１が出力ポートＰＯ２を“Ｌ”レベルにしているとき、トランジスタ１０４とＦＥＴ１０３はともにオフ状態であり、記録ヘッド３の電源供給線に電圧は出力されない。出力ポートＰＯ２が“Ｈ”レベルになると、トランジスタ１０４がオンすることによってＦＥＴ１０３もオン状態となり、電源供給線に電圧が出力される。

また、１０５はヘッド電源電圧を安定させるために電源供給線に並列に接続された電解コンデンサ、１０６はコンデンサ１０５を充電するためのトランジスタ、１０７は電解コンデンサ１０５を放電させるためのトランジスタである。さらに、１０８はトランジスタ１０６、１０７で構成されるプッシュプル回路、１０９は電解コンデンサ１０５への充放電電流を抑制するための抵抗、１１０はプッシュプル回路１０８をオン・オフ制御するためのトランジスタである。またさらに、１１１はトランジスタ１１０をオン・オフするためのトランジスタである。

プッシュプル回路１０８は、それ自身への入力電圧が出力電圧より高いときは電流を流し出そうとする一方、それ自身への入力電圧が出力電圧より低いときは電流を吸い込もうとする。

ＭＰＵ６０１が出力ポートＰＯ１を“Ｌ”レベルにしているとき、トランジスタ１１１とトランジスタ１１０はともにオフ状態であり、プッシュプル回路１０８の入力部に電圧は印加されず、出力電圧も低い状態にある。一方、出力ポートＰＯ１が“Ｈ”レベルになると、トランジスタ１１１がオンすることによって、トランジスタ１１０もオン状態となり、プッシュプル回路１０８の入力部に電圧が印加される。プッシュプル回路１０８の入力部に電圧が印加されると、プッシュプル回路１０８の出力電圧が上昇し、抵抗１０９を通じて電解コンデンサ１０５が充電される。出力ポートＰＯ１が“Ｌ”レベルになると、トランジスタ１１１とトランジスタ１１０はオフ状態となり、プッシュプル回路１０８の出力電圧が低下し、抵抗１０９を通じてコンデンサ１０５は放電される。

またさらに、１１２と１１３は電源供給線に出力されるヘッド電源電圧ＨＶＨを分圧するための抵抗であり、分圧された信号ＶＨ＿ＳＮＳがＭＰＵ６０１の入力ポートＰＩ１に入力される。抵抗１１２と１１３は、電源供給線に出力されるヘッド電源電圧ＨＶＨが最大電圧である２４Ｖとなったときに、信号ＶＨ＿ＳＮＳがＭＰＵ６０１の入力ポートの最大入力電圧である３．３Ｖ付近となるよう調整されている。また、抵抗１１２と１１３の直列抵抗値は、抵抗１０９に比べて十分に大きい値であり、プッシュプル回路１０８と抵抗１０９による充放電動作にほとんど影響を与えない。

またさらに、１１４と１１５は電源電圧２４Ｖを分圧するための抵抗であり、分圧された信号ＤＣ＿ＳＮＳがＭＰＵ６０１の入力ポートＰＩ２に入力される。抵抗１１４と１１５も電源電圧が２４Ｖのときに、信号ＤＣ＿ＳＮＳが３．３Ｖ付近となるよう調整されている。

なお、トランジスタ１０４、１１０および１１１は抵抗内蔵トランジスタであり、各トランジスタの内蔵抵抗は、オンしたときに適切な電流が流れるような抵抗値が選択されている。

図４は、記録装置１が記録ヘッド３への電力供給をオンするときのＭＰＵ６０１による電力制御動作を示すフローチャートである。

ここで、図３〜図４を用いて記録ヘッド３への電力供給の制御動作を説明する。

記録装置１が記録動作の実行に先立ち、ステップＳ１においてＭＰＵ６０１は出力ポートＰＯ１の電圧レベルを“Ｈ”レベルにして、トランジスタ１１１、１１０をオン状態にする。トランジスタ１１０を通じて、プッシュプル回路１０８の入力部に、電源電圧２４Ｖが印加されるため、プッシュプル回路１０８の出力電圧も２４Ｖ付近まで上昇し、プッシュプル回路１０８は電流を流し出そうとする。ただし、抵抗１０９によって、プッシュプル回路からの出力電流が制限されるため、ヘッド電源電圧は抵抗（Ｒ）１０９と電解コンデンサ（Ｃ）１０５によって規定される時定数（ＲＣ）で立ち上がる。

次に、ステップＳ２においてＭＰＵ６０１は所定時間（Ｔｒ）待機する。この所定時間とは、電解コンデンサ１０５が徐々に充電され、ヘッド電源電圧が２４Ｖ近くになる状態に要する時間に相当し、一例として２秒程度に設定される。

さらに、ステップＳ３において、ＭＰＵ６０１は後述するＳＮＳ＿ＯＦＦフラグの状態を確認する。通常、ＳＮＳ＿ＯＦＦフラグの値は“０”であり、“０”の値が確認されると、ステップＳ４に進む。もし、ＳＮＳ＿ＯＦＦフラグの値が“１”であれば、その値が“０”になるまで待機する。

続いてＭＰＵ６０１は、ステップＳ４において、入力ポートＰＩ１に入力される信号ＶＨ＿ＳＮＳの電圧レベルを検出して読み取り、その電圧を閾値電圧Ｖｔｈ１（第１の閾値電圧）と比較し、その電圧が閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高いかどうかを判定する。閾値電圧Ｖｔｈ１は、ヘッド電源電圧ＨＶＨが２４Ｖ近い状態であるかどうかを判断するために、予め定められた電圧であり、ヘッド電源電圧が２４Ｖ近い状態であれば、入力ポートＰＩ１への入力電圧は閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高くなる。この結果、動作はステップＳ５に進む。従って、ＭＰＵ６０１は信号ＶＨ＿ＳＮＳの電圧レベルに対する検出回路としての役割も果たす。

ＭＰＵ６０１はステップＳ５において出力ポートＰＯ２の電圧レベルを“Ｈ”レベルにする。トランジスタ１０４とＦＥＴ１０３がオンして、ヘッド駆動用電力がＦＥＴ１０３を通じて供給される。ＦＥＴ１０３のオン抵抗は極めて低いため、記録ヘッド３が記録動作を行い電源に駆動電流が流れるときでも、ヘッド電源電圧の変動は小さく安定している。記録ヘッド３に電源電圧２４Ｖが印加された後、ステップＳ６において記録装置による印刷動作を開始する。

印刷動作が終了すると、ＭＰＵ６０１はステップＳ７において出力ポートＰＯ１とＰＯ２の電圧レベルを“Ｌ”レベルにして、記録ヘッド３への電力供給を停止する。

なお、ステップＳ４において入力ポートＰＩ１の電圧レベルが第１の閾値電圧以下と判定されれば、ＭＰＵ６０１は、ステップＳ８において出力ポートＰＯ１の電圧レベルを“Ｌ”レベルに戻す。この結果、トランジスタ１１１および１１０がオフ状態になり、プッシュプル回路１０８は電解コンデンサ１０５の電荷を放電する。その後、ＭＰＵ６０１はステップＳ９において、記録装置本体をエラー状態にするためのエラーフラグをセットする。その後、ステップＳ１０において、ＭＰＵ６０１は記録装置本体の表示部（例えば、ＬＥＤランプやＬＣＤ）にエラーが発生していることを表示し、記録装置本体をエラー状態に置く。

図５は、記録装置１が瞬断等による電源電圧低下による誤動作を防止するため、記録ヘッドの電源電圧を監視するタイマ動作を示すフローチャートである。図５に示す処理を実行するプログラムは、ＭＰＵ６０１に内蔵されるタイマによって、一定周期毎、例えば、１０ｍｓ毎に起動される。

ＭＰＵ６０１はステップＳ１１において、入力ポートＰＩ２で、信号ＤＣ＿ＳＮＳの電圧レベルを読み取り、これを閾値電圧Ｖｔｈ２（第２の閾値電圧）と比較し、閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高いかどうかを判定する。閾値電圧Ｖｔｈ２は、ヘッド電源電圧が２４Ｖ近い状態であるかどうかを判断するために、予め定められた電圧であり、ヘッド電源電圧が２４Ｖに近い状態であれば、入力ポートＰＩ２の電圧レベルは閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高くなる。従って、ＭＰＵ６０１は信号ＤＣ＿ＳＮＳの電圧レベルに対する検出回路としての役割も果たす。

即ち、ＰＩ２＞Ｔｔｈ２であれば、処理はステップＳ１４に進む。これに対して、入力ポートＰＩ２の電圧レベルが第２の閾値電圧以下、即ち、ＰＩ２≦Ｖｔｈ２であれば、ＭＰＵ６０１は瞬断等が発生したと判断して、処理はステップＳ１２に進む。そして、ヘッド電源電圧の検出が無効期間であることを意味するフラグであるＳＮＳ＿ＯＦＦを“１”にセットする。続いて、処理はステップＳ１３に進み、ＭＰＵ６０１は無効期間タイマを初期値（Ｔｏｆｆ）にセットする。

さて、ステップＳ１４において、無効期間タイマをカウントダウンする。なお、無効期間タイマがゼロであれば、それ以上のカウントダウンは実行しない。従って、ステップＳ１５で、ＭＰＵ６０１は無効期間タイマのカウント値がゼロであるかどうかを調べ、ゼロであれば、処理はステップＳ１６においてＳＮＳ＿ＯＦＦフラグを“０”にセットする。これに対して、無効期間タイマのカウント値がゼロでなければ、ステップＳ１６をスキップして、そのまま処理を終了する。

以上の動作を一定周期毎に繰り返すことにより、瞬断等が発生してヘッド電源電圧が低下したときは、無効期間タイマの初期値（Ｔｏｆｆ）で設定された時間（例えば、２秒）の間は、ＳＮＳ＿ＯＦＦフラグが“１”にセットされる。

図６は、記録ヘッドへの電力供給動作の時間変化を示すタイミングチャートである。図６によれば、ｔ（時刻）＝ｔ１においてＭＰＵ６０１が出力ポートＰＯ１の電圧レベルを“Ｈ”レベルにすることにより、信号ＶＨ＿ＰＲＥが“Ｈ”レベルとなり、プッシュプル回路１０８を通じて電解コンデンサ１０５への充電が開始される。ヘッド電源電圧ＨＶＨは電解コンデンサ１０５と抵抗１０９によって決まる時定数に従って立ち上がる。

電源電圧２４Ｖが、最初からスイッチング用ＦＥＴによって直接、ヘッド電源電圧ＨＶＨに供給される構成の場合、オンとなる以前のヘッド電源電圧ＨＶＨは０Ｖである。このため、電源電圧との電圧差が大きく、この電圧差によって記録ヘッドへの電源オン時に電解コンデンサ１０５への突入電流が生じていた。

この実施例によれば、プッシュプル回路１０８と抵抗１０９によって電流が制限され、電源１０１とヘッド電源電圧ＨＶＨとの電圧差を徐々に緩和することで、突入電流が発生しにくい構成となっている。

ＭＰＵ６０１はｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２までの期間（Ｔｒ）、動作を待機することにより、ヘッド電源電圧ＨＶＨは電源電圧の２４Ｖ近くまで立ち上がる。期間（Ｔｒ）は先に説明したように電解コンデンサ１０５が徐々に充電され、ヘッド電源電圧ＨＶＨが２４Ｖ近くになる状態に要する時間として予め設定された時間である。

ヘッド電源電圧ＨＶＨは抵抗１１２と抵抗１１３によって分圧され、ＭＰＵ６０１で読み取れるレベルの信号ＶＨ＿ＳＮＳとしてＭＰＵ６０１の入力ポートＰＩ１に入力されている。ＭＰＵ６０１はｔ＝ｔ２において入力ポートＰＩ１の電圧レベルを読み取る。ｔ＝ｔ２の状態では、図６に示すようにヘッド電源電圧ＨＶＨはわずかに２４Ｖを下回っているが、信号ＶＨ＿ＳＮＳの電圧レベルは閾値電圧Ｖｔｈ１を超えている。

ＭＰＵ６０１はｔ＝ｔ３において出力ポートＰＯ２からの出力信号を“Ｈ”レベルにすることにより、信号ＶＨ＿ＣＮＴが“Ｈ”レベルとなり、ＦＥＴ１０３がオンして記録ヘッドに電力が供給される。図６によれば、ｔ＝ｔ２ではヘッド電源電圧ＨＶＨはわずかに２４Ｖを下回っているが、ＦＥＴ１０３がオンとなった段階で２４Ｖに達する。この結果、ＦＥＴ１０３がオンするときには、電源電圧２４Ｖとヘッド電源電圧ＨＶＨの電圧差は小さく、従来と比較して非常にわずかな突入電流となっている。

そして、記録装置１はｔ＝ｔ３〜ｔ４において記録動作を実行する。ｔ＝ｔ４において記録動作が終了すると、ＭＰＵ６０１は出力ポートＰＯ１、ＰＯ２の電圧レベルを“Ｌ”レベルにして、記録ヘッド３への電力供給を停止する。この結果、プッシュプル回路１０８を通じて電解コンデンサ１０５が放電され、ヘッド電源電圧ＨＶＨが低下する。

図７は、図４のステップＳ４においてＰＩ１≦Ｖｔｈ１であった場合、ステップＳ８以降に対応する記録ヘッドへの電力供給動作を示すタイミングチャートである。

図７によれば、ｔ＝ｔ１においてＭＰＵ６０１が出力ポートＰＯ１からの信号レベルを“Ｈ”レベルにすることは図６と同じである。しかし、先に説明したように記録ヘッドの電源がショート状態にある場合、ヘッド電源電圧ＨＶＨは抵抗１０９と記録ヘッドのショート抵抗分との分圧状態となり十分に上昇しない。このとき、記録ヘッドに流れる電流は抵抗１０９で抑制されるため、過大な電流が流れることはない。

ＭＰＵ６０１はｔ＝ｔ２において入力ポートＰＩ１の電圧レベルを読み取るが、このときＶＨ＿ＳＮＳの電圧レベルは閾値電圧Ｖｔｈ１を下回っている。従って、ＭＰＵ６０１はｔ＝ｔ３において、図４のステップＳ８に示すように、出力ポートＰＯ１の電圧レベルを“Ｌ”レベルに戻す。一方、プッシュプル回路１０８を通じて電解コンデンサ１０５に蓄積された電荷は放電される。放電が完了後は、記録ヘッドに電流が流れることはない。

このように、この実施例によれば、プッシュプル回路１０８と抵抗１０９で記録ヘッドに流れる電流を抑制することにより、記録ヘッドがショート状態にあることを容易に検出することができる。また、記録ヘッドがショート状態であっても、記録ヘッドに流れる電流は抵抗１０９で抑制されるために過大な電流が流れることはない。

図８は、図４のステップＳ３においてＳＮＳ＿ＯＦＦ≠“０”である場合、記録ヘッドへの電力供給動作を示すタイミングチャートである。

図８によれば、ｔ＝ｔ１においてＭＰＵ６０１が出力ポートＰＯ１からの信号レベルを“Ｈ”レベルにすることは、図６〜図７に示したのと同じである。

図８において、信号ＡＤＣは、ＭＰＵ６０１が入力ポートＰＩ２の電圧レベルを周期的に読み出すタイミングを示していて、信号ＡＤＣが“Ｈ”レベルのときに、ＭＰＵ６０１は入力ポートＰＩ２の電圧レベルを読み出している。図３に示すように、ヘッド電源電圧の２４Ｖを抵抗１１４と１１５で分圧した信号ＤＣ＿ＳＮＳが入力ポートＰＩ２に接続されている。瞬断によって電源電圧が一時的に低下すると、それに合わせて信号ＤＣ＿ＳＮＳも低下する。

ｔ＝ｔ５において、ＤＣ＿ＳＮＳの電圧レベルが閾値電圧Ｖｔｈ２を下回っていると、図５のステップＳ１２においてＳＮＳ＿ＯＦＦフラグが“１”にセットされ、ステップＳ１３において無効期間タイマが初期値（Ｔｏｆｆ）にセットされる。ｔ＝ｔ６において、瞬断が回復して電源電圧が上昇し、ＤＣ＿ＳＮＳの電圧レベルが閾値電圧Ｖｔｈ２を超えると、図５のステップＳ１４において無効期間タイマのカウントダウンが開始される。

一方、ｔ＝ｔ２において、ＭＰＵ６０１は入力ポートＰＩ１の電圧レベルを読み取るが、この時、信号ＶＨ＿ＳＮＳの電圧レベルは、瞬断によって一時的に電源電圧が低下したため、閾値電圧Ｖｔｈ１を下回る。そのため、単に、ＶＨ＿ＳＮＳの電圧レベルのみで状態を判断した場合、図７と同様に記録ヘッドがショート状態にあると判断される。しかしながら、ＳＮＳ＿ＯＦＦフラグが“１”にセットされているため、図４のステップＳ３において、ＳＮＳ＿ＯＦＦフラグが“０”になるまでＭＰＵ６０１は動作を待機することになる。

さらに、無効期間タイマの初期値（Ｔｏｆｆ）で設定された時間が経過すると、ｔ＝ｔ７において、図５のステップＳ１６ではＳＮＳ＿ＯＦＦフラグを“０”に戻す。これにより、ＭＰＵ６０１はｔ＝ｔ７において、入力ポートＰＩ１の電圧レベルを読み取る。このとき、信号ＶＨ＿ＳＮＳの電圧レベルは閾値電圧Ｖｔｈ１を超えているため、ＭＰＵ６０１はｔ＝ｔ８において出力ポートＰＯ２を“Ｈ”レベルにする。以後の動作は図６に示したのと同様である。

このように、この実施例に従えば、電源電圧を周期的に読み出して判定条件に加えることにより、瞬断による一時的な電源電圧低下を記録ヘッドのショート状態と誤判定することを防ぐことができる。

従って、以上説明した実施例に従えば、一定周期毎に記録ヘッドの電源電圧を監視することで記録装置が瞬断等による電源電圧低下による誤動作を防止することができる。また、記録ヘッドの電源がショート状態にあることを検出した場合には記録ヘッドに過大電流が流れることを抑制するので、記録ヘッドを保護することができる。加えて、瞬断による一時的な電源電圧低下と記録ヘッドのショート状態とを正確に判断することで誤判定による動作不良を防止するともに電子回路の保護を図ることができる。

Claims (6)

1. 記録ヘッドと、前記記録ヘッドに記録のための電力を供給する電源部とを備えた記録装置であって、
   前記電源部から前記記録ヘッドに対する電力供給のオン・オフをスイッチングするスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子から前記記録ヘッドへの電源供給線に並列に接続されたコンデンサと、
   前記記録ヘッドに前記スイッチング素子を経て前記記録ヘッドに供給されるヘッド電源電圧と前記電源部からの電源電圧とを検出する検出回路と、
   前記電源電圧に基づく電圧を入力として動作し、前記電源供給線に出力が接続されたプッシュプル回路と、
   前記記録ヘッドによる記録動作に先立ち、前記プッシュプル回路に前記電源電圧に基づく電圧を入力して前記プッシュプル回路により前記電源供給線に電圧を出力し、前記電源供給線に出力された電圧が前記電源電圧に近い値となるまで待ち合わせ、その後、前記検出回路により検出されたヘッド電源電圧と電源電圧とに基づいて、前記記録動作のために前記スイッチング素子の動作を制御して、前記記録ヘッドへの電力供給を制御する制御回路とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記制御回路は、前記検出回路により検出されたヘッド電源電圧を第１の閾値電圧と比較し、前記ヘッド電源電圧が前記第１の閾値電圧より高い場合には、前記スイッチング素子をオンとするよう制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記制御回路は、一定周期毎に前記検出回路により検出された電源電圧を第２の閾値電圧と比較し、前記電源電圧が前記第２の閾値電圧以下の場合には、前記検出されたヘッド電源電圧と前記第１の閾値電圧との比較を待ち合わせるように制御することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記制御回路は、前記電源電圧が前記第２の閾値電圧以下の場合には、引き続き前記電源電圧の変化を監視し、前記電源電圧が前記第２の閾値電圧を超えると、タイマによる監視を行い、該タイマに設定された時間が経過すると、再び、前記検出されたヘッド電源電圧と前記第１の閾値電圧との比較を行うよう制御することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記スイッチング素子はＦＥＴであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記制御回路は、前記ヘッド電源電圧が前記第１の閾値電圧以下の場合には、前記記録装置をエラー状態とし、前記エラー状態を表示することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。

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