JP6186858B2 - 電源システムおよびインクジェット式画像形成装置 - Google Patents
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Description
例えば、検知対象として温度を検出する際に、スイッチング電源の停止中にADコンバータを使用すると、CPU等も動作させる必要があり、小容量電源の供給する電力では動作させられないため、スイッチング電源を復帰させてスイッチング電源の電力によりADコンバータによる温度検出を行えるが、電力消費が大きい。一方、スイッチング電源の停止中に比較回路を使用して、例えば、温度が所定温度範囲にあるか否かを監視するようにすれば、CPU等を動作させる必要が無いので、小容量電源の供給する電力で温度の監視を行え、消費電力が抑制される。したがって、スイッチング電源の停止中に検知対象を監視する際の省電力化を図ることができる。
本構成によれば、スイッチング電源の停止時の検知対象に関する情報を得ることで、スイッチング電源の停止中における監視部による監視がより適正化される。
本構成によれば、基準電圧が、常時、生成されないため、スイッチング電源の停止中において、さらに省電力化となる。
本構成によれば、スイッチング電源の停止中において検知対象を監視する際に、2つの基準電圧を生成することによって、検知対象が許容範囲にあるか否かの判断を、的確に行える。
本構成によれば、1つの比較回路で、検知対象の上限値および検知対象の下限値と、センサの検出電圧とを比較できる。1つの比較回路で構成することにより、より省電力化となる。
本構成によれば、簡易な処理で、検知対象の上限値および検知対象の下限値と、センサの検出電圧と比較できる。また、比較処理を同時に行えるため、比較回路が一個の場合と比べて、比較処理に要する時間が短縮できる。
本構成によれば、検知対象が許容範囲内にない場合の状況に応じて復帰期間を変更することによって、検知対象に応じた復帰期間とすることができる。すなわち、復帰後に行う処理の実施時期を検知対象の変動に応じて適切化できる。例えば、検知対象が温度である場合、温度が許容範囲を超えた場合、復帰期間を短縮することによって、復帰後に行う処理を早期に行える。
本構成によれば、検知対象を精度良く検出できる。
本構成によれば、スイッチング電源の停止中において、電力消費の大きい変換回路を含む第2ブロックは小容量電源からは電力供給されない構成のため、スイッチング電源の停止中、小容量電源から電力供給される第1ブロックによって検知対象を省電力で監視できる。
本構成によれば、スイッチング電源の停止中に監視される検知対象に、現実の値とのずれが生じた場合に、スイッチング電源の停止状態からの復帰時においてそのずれが補正されるため、次回のスイッチング電源の停止時における検知対象の監視が適正化される。
本構成によれば、小容量電源を簡易な構成で実現できる。
本構成によれば、環境温度を、小容量電源によって監視できる。
本構成によれば、インクヘッド周辺の環境温度を、スイッチング電源の停止中においても小容量電源からの電力供給によって、省電力下で監視することができる。
本構成によれば、インクヘッド周辺の環境温度が許容範囲内にないと判断された場合に、スイッチング電源を自動的に停止状態から復帰させ、インクヘッドをパージすることができる。それによって、例えば、インクヘッドのノズルが高温によって乾燥されることを抑制することができる。
一実施形態について図1から図10を参照して説明する。
図1に示されるように、インクジェット式画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタ(以下、単に「プリンタ」と記す)1は、印刷部(画像形成部の一例)2、通信部3a、画像メモリ3b、および電源システム100を備えている。電源システム100は、電源部10と制御装置50とから構成されている。電源部10はプリンタ1の電源となるものであり、プリンタ内の各部、印刷部2、通信部3a、画像メモリ3bおよび制御装置50等に対して電力を供給する。
図2および図3を参照して電源システム100の構成について説明する。図2に示されるように電源システム100の電源部10は、スイッチング電源20および小容量電源30含む。
スイッチング電源20は、整流平滑回路21、制御IC22、電圧発生回路23、トランス24、FET(電界効果トランジスタ)Q1、整流平滑回路25、電圧検出回路26、およびDC−DCコンバータ27、28を含む。
DC−DCコンバータ27は、DC31VをDC3.3Vに変換して出力し、DC−DCコンバータ28は、DC3.3VをDC1.2Vに変換して出力する。
小容量電源30は、スイッチング電源20の電源容量より小さい電源容量を有し、省電力モードおよび通常モードにおいて制御装置50のRTC回路70に電力を供給する。すなわち、小容量電源30は、スイッチング電源20が停止中において、RTC回路70に電力を供給する。
制御装置50は、ASIC60、RTC回路70、および発振制御部53を含む。ASIC60は第2ブロックの一例であり、RTC回路70および発振制御部53は第1ブロックの一例である。
ASIC60は、図3に示されるように、アナログスイッチ61、ADコンバータ(変換回路の一例)62、第1温度制御部63、およびシステム制御部64を含む。ASIC60は、電源としてDC3.3VおよびDC1.2Vをスイッチング電源20から受け取る。そのため、ASIC60は、通常モード中に限り電力が供給されて動作状態となり、スイッチング電源20が出力停止モード、すなわち、省電力モードに移行すると、電力の供給が断たれて停止状態になる。
システム制御部64は、例えばCPUによって構成され、主にプリンタ1の印刷部2を制御する。その際、システム制御部64は、後述するインクヘッド2bのパージ処理等を行う。
次に、図6〜図10を参照して、インクヘッド2bの定期メンテナンスのためにインクヘッド周辺の環境温度Taを監視する温度監視制御について説明する。インクヘッド2bの定期メンテナンスは、インクヘッド2bの状態を良好に維持するために、所定の期間毎、例えば、4〜30日毎に実施される。本実施形態では、所定の期間を4日とする(図10参照)。
まず、図6を参照してテーブル更新処理について説明する。テーブル更新処理は、PWM生成部73およびPWM平滑部76によって生成される第1、第2基準電圧Vbs1、Vbs2には一定のバラツキが生じるため、そのバラツキを補正するために行われる。テーブル更新処理は、プリンタ1の電源ON時に行われるとともに、スイッチング電源20のON時の任意タイミングで定期的に行われる。
次に、図7を参照してOFFモード移行処理について説明する。OFFモード移行処理は、ONモードからOFFモードにモードが移行する際の処理であり、スイッチング電源20からASIC60に電力が供給されている場合の処理である。OFFモード移行処理は、例えば、ユーザによるスイッチS1の操作によってONモードからOFFモードへの移行指示があった際に実行される。
次に、図8を参照して、OFFモード中の環境温度Taの監視処理である、OFFモード中処理について説明する。OFFモード中処理は、図10の時刻t0から時刻t3までの期間(復帰期間の一例)K1に相当する。期間K1毎に、インクヘッド2bの定期メンテナンスが行われる。すなわち、期間K1は、OFFモード中における定期メンテナンス間隔に相当する。なお、上記したように、本実施形態では、基本的には、期間K1は4日間とされるが、後述するように、環境温度Taの変化に応じて期間K1は、短縮あるいは拡張される。なお、図10において、本実施形態での電力消費は実線で示され、従来のスイッチング電源20を起動させてデジタルサーミスタ電圧VDdを検出する場合の電力消費は点線で示される。また、図10に示される各電力消費は、概要を示すものであり、説明の便宜のために一部誇張して示されている。
なお、これに限られず、OFFモード中において、すなわち、期間K1中において、PWM生成部73によって常時、基準電圧Vbs1、Vbs2を生成するようにしてもよい。
図9を参照して、スイッチング電源20のONモードへの復帰直後の処理である、ONモード復帰処理を説明する。
インクヘッド周辺の環境温度Taを検出する際に、従来のように、スイッチング電源20の停止中にADコンバータ62を使用すると、システム制御部64も動作させる必要がある。その際、小容量電源30の供給する電力では動作させられないため、スイッチング電源20を復帰させてスイッチング電源20の電力によりADコンバータ62による温度検出を行えるが、例えば、40mWもの電力を消費する(図10参照)。一方、本実施形態のように、スイッチング電源20の停止中に比較器74を使用して、環境温度Taが所定温度範囲にあるか否かを監視するようにすれば、システム制御部64を動作させる必要が無いので、小容量電源30の供給する電力で環境温度Taの監視を行え、消費電力も、例えば10mW程度に抑えられる(図10参照)。したがって、スイッチング電源20の停止中に環境温度Ta(検知対象)を監視する際の省電力化を図ることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
あるいは、検知対象が許容範囲内にないと判断された回数が所定回数に達した場合にスイッチング電源を停止状態から復帰させるようにしてもよい。
Claims (18)
- 交流電源の交流電圧を整流平滑化して直流電圧を生成するスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の電源容量より小さい電源容量を有する小容量電源と、
検知対象に応じた検出電圧を出力するセンサと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記小容量電源から電力供給される、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記センサからの前記検出電圧を前記基準電圧と比較して、比較結果である比較電圧を生成する比較回路と、
前記スイッチング電源の停止中に、前記比較電圧に基づいて前記検知対象を監視する監視部と、を含む電源システムであって、
前記制御装置は、前記スイッチング電源を停止する際に、前記基準電圧の値を前記検出電圧に基づいて決定する、電源システム。 - 交流電源の交流電圧を整流平滑化して直流電圧を生成するスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の電源容量より小さい電源容量を有する小容量電源と、
検知対象に応じた検出電圧を出力するセンサと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記小容量電源から電力供給される、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記センサからの前記検出電圧を前記基準電圧と比較して、比較結果である比較電圧を生成する比較回路と、
前記スイッチング電源の停止中に、前記比較電圧に基づいて前記検知対象を監視する監視部と、を含む電源システムであって、
前記基準電圧生成回路は、前記検出電圧に応じて、前記検知対象の許容範囲の上限値に対応する基準電圧を第1基準電圧として、前記検知対象の前記許容範囲の下限値に対応する基準電圧を第2基準電圧としてそれぞれ生成し、前記比較回路に対して前記第1基準電圧および前記第2基準電圧を交互に出力し、
前記比較回路は、前記センサからの前記検出電圧を前記第1基準電圧および前記第2基準電圧と比較して、第1比較電圧および第2比較電圧を生成し、
前記監視部は、前記検知対象を監視する際に、前記第1比較電圧および前記第2比較電圧に基づいて、前記検知対象が前記許容範囲内にあるか否かを判断する判断処理を実行する、電源システム。 - 交流電源の交流電圧を整流平滑化して直流電圧を生成するスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の電源容量より小さい電源容量を有する小容量電源と、
検知対象に応じた検出電圧を出力するセンサと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記小容量電源から電力供給される、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記センサからの前記検出電圧を前記基準電圧と比較して、比較結果である比較電圧を生成する比較回路と、
前記スイッチング電源の停止中に、前記比較電圧に基づいて前記検知対象を監視する監視部と、を含む電源システムであって、
前記制御装置は、
前記スイッチング電源の停止中における、前記監視部による前記検知対象の監視履歴を記憶する記憶部を含み、
前記スイッチング電源の停止状態からの復帰時において、前記センサからの検出電圧と前記監視履歴とに所定の誤差がある場合、前記監視履歴を前記センサからの検出電圧に基づいて変更する履歴変更処理を実行する、電源システム。 - 請求項2又は請求項3に記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、前記スイッチング電源を停止する際に、前記基準電圧の値を前記検出電圧に基づいて決定する、電源システム。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
前記基準電圧生成回路は、前記検出電圧を検出するタイミングに応じて規定時間、前記基準電圧を生成し、
前記監視部は、前記基準電圧生成回路によって前記基準電圧が生成されているときに前記比較回路から生成される前記比較電圧を監視する、電源システム。 - 請求項1又は請求項3に記載の電源システムにおいて、
前記基準電圧生成回路は、前記検出電圧に応じて、前記検知対象の許容範囲の上限値に対応する基準電圧を第1基準電圧として、前記検知対象の前記許容範囲の下限値に対応する基準電圧を第2基準電圧としてそれぞれ生成し、
前記比較回路は、前記センサからの前記検出電圧を前記第1基準電圧および前記第2基準電圧と比較して、第1比較電圧および第2比較電圧を生成し、
前記監視部は、前記検知対象を監視する際に、前記第1比較電圧および前記第2比較電圧に基づいて、前記検知対象が前記許容範囲内にあるか否かを判断する判断処理を実行する、電源システム。 - 請求項6に記載の電源システムにおいて、
前記基準電圧生成回路は、前記比較回路に対して前記第1基準電圧および前記第2基準電圧を交互に出力する、電源システム。 - 請求項6に記載の電源システムにおいて、
前記比較回路は、
前記第1基準電圧生成回路から前記第1基準電圧を受け取る第1比較回路と、
前記第2基準電圧生成回路から前記第2基準電圧を受け取る第2比較回路と、を含む、電源システム。 - 請求項6から請求項8のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
前記監視部は、前記判断処理の判断結果に応じて、前記スイッチング電源を停止状態から復帰させる復帰期間を変更する、電源システム。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
前記センサからの前記検出電圧をデジタル値に変換する変換回路を備える、電源システム。 - 請求項10に記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、
前記基準電圧生成回路および前記比較回路を含み、前記スイッチング電源および前記小容量電源に接続される第1ブロックと、
前記変換回路を含み、前記スイッチング電源のみに接続される第2ブロックと、を含む、電源システム。 - 請求項1又は請求項2に記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、
前記スイッチング電源の停止中における、前記監視部による前記検知対象の監視履歴を記憶する記憶部を含み、
前記スイッチング電源の停止状態からの復帰時において、前記センサからの検出電圧と前記監視履歴とに所定の誤差がある場合、前記監視履歴を前記センサからの検出電圧に基づいて変更する履歴変更処理を実行する、電源システム。 - 請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
前記小容量電源は、
第1電極および第2電極を有し、前記第1電極が前記交流電源の一端に接続される第1コンデンサと、
第1電極および第2電極を有し、前記第1電極が前記交流電源の他端に接続される第2コンデンサと、
前記第1コンデンサの前記第2電極と前記第2コンデンサの前記第2電極との間に電気的に接続され、両コンデンサに印加される交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続され、整流された交流電圧を平滑して平滑電圧を生成する平滑回路と、を含む、電源システム。 - 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
前記検知対象は環境温度であり、前記センサは温度センサである、電源システム。 - 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の電源システムと、
インクを噴射する複数のノズル群を有するインクヘッドを含み、前記スイッチング電源から供給される前記直流電圧を利用して画像を形成する画像形成部と、を備えるインクジェット式画像形成装置であって、
前記検知対象はインクヘッド周辺の環境温度であり、
前記センサは、前記インクヘッドの周辺に設けられ、前記インクヘッド周辺の環境温度を前記検出電圧として検出する温度センサである、インクジェット式画像形成装置。 - 請求項15に記載のインクジェット式画像形成装置において、
前記基準電圧生成回路は、前記検出電圧に応じて、前記インクヘッド周辺の環境温度の許容範囲の上限値に対応する電圧を第1基準電圧として、前記インクヘッド周辺の環境温度の前記許容範囲の下限値に対応する電圧を第2基準電圧としてそれぞれ生成し、
前記比較回路は、前記温度センサからの前記検出電圧を前記第1基準電圧および前記第2基準電圧と比較して、第1比較電圧および第2比較電圧を生成し、
前記監視部は、
前記インクヘッド周辺の環境温度を監視する際に、前記第1比較電圧および前記第2比較電圧に基づいて、前記インクヘッド周辺の環境温度が前記許容範囲内にあるか否かを判断する判断処理と、
前記判断処理において、前記検知対象が前記許容範囲を上回ると判断した場合、前記スイッチング電源を停止状態から復帰させる復帰期間を短縮するように変更し、前記検知対
象が前記許容範囲を下回ると判断した場合、前記復帰期間を拡張するように変更する期間変更処理と、
前記復帰期間が経過した際、前記スイッチング電源を停止状態から復帰させる復帰処理と、を実行し、
前記制御装置は、前記スイッチング電源が停止状態から復帰した際、前記インクヘッドをパージするパージ処理を実行する、インクジェット式画像形成装置。 - インクを噴射する複数のノズル群を有するインクヘッドを含む画像形成部と、
電源システムと、を備えるインクジェット式画像形成装置であって、
前記電源システムは、
交流電源の交流電圧を整流平滑化して前記画像形成部に供給される直流電圧を生成するスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の電源容量より小さい電源容量を有する小容量電源と、
前記インクヘッドの周辺に設けられ、前記インクヘッド周辺の環境温度に応じた検出電圧を出力する温度センサと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記小容量電源から電力供給され、基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記小容量電源から電力供給され、前記温度センサからの前記検出電圧を前記基準電圧と比較して、比較結果である比較電圧を生成する比較回路と、
前記小容量電源から電力供給され、前記比較電圧を監視する監視部と、を含み、
前記制御装置は、前記スイッチング電源の停止中に、
検出間隔毎に、前記基準電圧を前記基準電圧発生回路により生成する基準電圧生成処理と、
前記監視部により監視される前記比較電圧が、前記インクヘッド周辺の環境温度が第1温度範囲にあることを示す場合は、前記検出間隔を第1検出間隔に設定し、前記監視部により監視される前記比較電圧が、前記インクヘッド周辺の環境温度が第1温度範囲よりも高温の第2温度範囲にあることを示す場合は、前記検出間隔を前記第1検出間隔よりも短い第2検出間隔に設定する、検出間隔設定処理と、
前記検出間隔設定処理にて設定された前記検出間隔毎にカウントを行うカウント処理と、
前記カウント処理によるカウント数が所定数に到達したことに応じて、前記スイッチング電源を停止状態から復帰させ、前記インクヘッドをパージするパージ処理と、を実行する、インクジェット式画像形成装置。 - 請求項17に記載のインクジェット式画像形成装置において、
前記制御装置は、検出間隔定数に係数を乗算することにより、前記検出間隔を前記第1間隔及び前記第2間隔に設定する、インクジェット式画像形成装置。
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