(57)【要約】【課題】制御信号に応じて駆動が制御される圧電素子側に制御信号を転送するための負荷に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる電源制御装置及び画像記録装置を提供する。【解決手段】画像信号による電流の大きさの増加に対応して第１電源回路１４２のブリーダ抵抗器３５０に流れる電流が電源制御装置１４０によって大きくされ、画像信号による電流の大きさの減少に対応してブリーダ抵抗器３５０に流れる電流が電源制御装置１４０によって小さくされる。【選択図】図８
2011211873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々トランスに設けられた複数の二次巻線のうちの各々対応する二次巻線から供給された交流電圧を整流及び平滑化する複数の整流平滑回路、入力された制御信号に応じて圧電素子の駆動を制御するスイッチング素子に前記制御信号を転送するための負荷であって接地電位を作動用の基準電位とした接地負荷に対して前記複数の整流平滑回路のうちの何れかから供給された電圧を印加すると共に前記接地電位を作動用の基準電位とした接地電源回路、前記スイッチング素子に前記制御信号を転送するための負荷であって所定のパルス信号による電圧値を作動用の基準電位とした非接地負荷に対して前記複数の整流平滑回路のうちの残りの何れかから供給された電圧を印加すると共に前記パルス信号による電圧値を作動用の基準電位とした非接地電源回路、前記接地電源回路及び前記非接地電源回路の各々に組み込まれ、前記作動用電圧の各々の大きさを予め定められた範囲内に収めるためのブリーダ抵抗器、及び前記接地電源回路の前記作動用電圧の大きさに応じて前記トランスの一次巻線に印加される電圧の周波数を変更する変更手段を備えた電源装置を制御する電源制御装置であって、
前記制御信号による電流の大きさの増加に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を大きくし、前記制御信号による電流の大きさの減少に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を小さくする電流調節手段を含む電源制御装置。
【請求項２】
前記電流調節手段は、前記制御信号の単位転送期間あたりのパルス数の増加に対応して、前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を大きくし、前記制御信号の単位転送期間あたりのパルス数の減少に対応して、前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を小さくする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記ブリーダ抵抗器に対して並列または直列に接続された可変抵抗器を更に含み、
前記電流調節手段は、前記可変抵抗器の抵抗値を調節することにより前記ブリーダ抵抗器に流れる電流の大きさを調節する請求項１または請求項２記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記ブリーダ抵抗器を可変抵抗器とし、
前記電流調節手段は、前記可変抵抗器の抵抗値を調節することにより前記ブリーダ抵抗器に流れる電流の大きさを調節する請求項１または請求項２記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記接地負荷を、前記制御信号を複数個シリアルに配列したシリアル信号が入力されるアイソレータとし、
前記非接地負荷を、前記アイソレータ、及び該アイソレータから入力された前記シリアル信号を前記制御信号を複数個パラレルに配列したパラレル信号に変換する変換素子とした請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記パルス信号が伝送する伝送線を更に含み、
前記アイソレータは、前記シリアル信号が入力される入力端子、前記接地電源回路によって前記作動用電圧が印加される受電端子、及び接地された接地端子を有する入力側バッファ、並びに前記非接地電源回路によって前記作動用電圧が印加される受電端子、前記伝送線に接続された基準電圧端子、及び前記入力側バッファに入力された前記シリアル信号を前記変換素子に出力する出力端子を有する出力側バッファを備え、
前記変換素子は、前記出力側バッファの出力端子に接続された入力端子、前記圧電素子に接続されると共に前記パラレル信号を該圧電素子に出力する出力端子、前記非接地電源回路によって前記作動用電圧が印加される受電端子、及び前記伝送線に接続された基準電圧端子を備えた請求項５記載の電源制御装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電源制御装置と、
前記制御信号としての画像信号に応じて駆動が制御される前記圧電素子を備え、該圧電素子が駆動されることによって液滴を吐出して記録媒体に前記画像信号により示される画像を記録する記録素子と、
を含む画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に対して作動用電圧を印加する電源装置を制御する電源制御装置及び画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体（例えば、用紙や透明基板）に対して液滴（例えば、インク滴）を吐出することにより画像を記録する画像記録装置が知られている。この種の画像記録装置は、記録媒体の搬送方向と略直交する記録媒体幅方向に解像度と同ピッチで記録媒体の全幅（画像記録可能範囲の全幅）にわたり液滴吐出用の多数のノズルをマトリクス状に配置した記録ヘッドを備えている。記録ヘッドは、１つのノズルと対応するノズルから液滴を吐出するための駆動素子としての圧電素子とを有するインク滴吐出部を画素単位で備えている。
【０００３】
図１３は、従来の画像記録装置３００の構成を示す構成図である。同図に示すように、画像記録装置３００は、制御装置３０２、電源装置３０４、記録ヘッド３０６、及び信号発生部３０８を含んで構成されており、制御装置３０２には、電源装置３０４、記録ヘッド３０６及び信号発生部３０８が接続されている。
【０００４】
制御装置３０２は、画像記録装置３００全体の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only memory）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＮＶＭ(Non Volatile Memory)を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。制御装置３０２は、画像信号供給部３１２及び信号保持部３１４を備えている。画像信号供給部３１２は、記録媒体に記録する画像を示す画像信号を生成し、生成した画像信号を信号保持部３１４を介して記録ヘッド３０６に供給するものであり、ノズルの個数分の画素信号がシリアルに配列されて構成された画像信号としてのビット信号が画素ライン毎に出力されるように画素ライン毎にシリアル回線３１６を備えている。従って、画像信号供給部３１２は、ｎ列の画素ラインを有する記録ヘッド３０６に対してはｎ本のシリアル回線３１６を用いて画素ライン毎に対応する画像信号をシリアル伝送方式で伝送する。
【０００５】
信号保持部３１４は、複数のアイソレータ３１８を含んで構成されている。各アイソレータ３１８は、画像信号供給部３１２と記録ヘッド３０６との間に介在され、シリアル回線３１６毎に設けられている。アイソレータ３１８は、互いが電気的に絶縁された第１バッファ３２０及び第２バッファ３２２を備えている。第１バッファ３２０は、入力端子３２０Ａ、受電端子３２０Ｂ及び基準電圧端子３２０Ｃを備えており、入力端子３２０Ａは対応するシリアル回線３１６を介して画像信号供給部３１２に接続され、基準電圧端子３２０Ｃは接地されている。第２バッファ３２２は、出力端子３２２Ａ、受電端子３２２Ｂ及び基準電圧端子３２２Ｃを備えている。
【０００６】
電源装置３０４は、制御装置３０２及び記録ヘッド３０６に対してこれらを作動させるための作動用電圧を印加するためのものであり、第１電源回路３２４及び第２電源回路３２６を含んで構成されている。第１電源回路３２４は、信号保持部３１４に対して駆動用の電圧を供給するものであり、１つの出力端子３２４Ａを備えている。出力端子３２４Ａは第１バッファ３２０の受電端子３２０Ｂ及び第２バッファ３２２の受電端子３２２Ｂに接続されている。
【０００７】
記録ヘッド３０６は、圧電素子３２８、Ｎ型ＭＯＳトランジスタやＮ型電界効果トランジスタからなるアナログスイッチ３３０、及びシフトレジスタ３３２を含んで構成されている。圧電素子３２８及びアナログスイッチ３３０は、インク滴を吐出するノズルを有するインク滴吐出部（図示省略）毎に設けられており、圧電素子３２８の個別電極３２８Ａは対応するアナログスイッチ３３０のドレイン端子に相当する第１端子に接続され、圧電素子３２８の共通電極３２８Ｂは接地されるか、或いは同図に示すように信号発生部３０８に接続される。従って、圧電素子の個別電極３２８Ａに駆動電圧を印加することによって圧電素子３２８が変形し、これに伴ってインク滴吐出部のノズルからインク滴が吐出される。なお、アナログスイッチ３３０のソース端子に相当する第２端子は信号発生部３０８に接続され、ゲート端子に相当する制御端子はシフトレジスタ３３２に接続されている。
【０００８】
シフトレジスタ３３２は、画素ラインの各々に対応させて設けられている。シフトレジスタ３３２は、１つの入力端子３３２Ａ、１つの画素ラインを構成する画素数分の出力端子３３２Ｂ、受電端子３３２Ｃ、及び基準電圧端子３３２Ｄを備えており、入力端子３３２Ａが対応するシリアル回線３１６を介して対応するアイソレータ３１８の出力端子３２２Ａに、各出力端子３３２Ｂが対応するアナログスイッチ３３０の制御端子に、受電端子３３２Ｃが第２電源回路３２６の出力端子３２６Ａに各々接続されている。
【０００９】
信号発生部３０８は、各圧電素子３２８に対する駆動用のパルス信号（以下、「駆動信号」という。）を発生するものである。信号発生部３０８は、駆動信号を出力して出力先に伝送する信号回線３３４を備えており、信号回線３３４には、アナログスイッチの第２端子、第２バッファ３２２の基準電圧端子３２２Ｃ、及びシフトレジスタ３３２の基準電圧端子３３２Ｄが接続されている。
【００１０】
従って、画像記録装置３００では、画像信号を構成する画素信号としてのビット信号によって、各ノズルに対応した圧電素子３２８の駆動が信号発生部３０８で発生された駆動信号に同期して制御され、ノズルからインク滴を吐出させることができる。
【００１１】
ところで、画像記録装置３００では、シフトレジスタ３３２を駆動させるための基準電圧として信号発生部３０８で発生された駆動信号の電圧に接続されているため、信号保持部３１４は、アイソレータ３１８を含んで構成されている。アイソレータ３１８は、入力信号と出力信号とを直流的に絶縁することにより入力信号と出力信号とがそれぞれ個別の電位になった場合でも交流信号を伝送するものである。一般的に、アイソレータ３１８に電圧を供給する電源回路は、第１バッファ３２０に対して駆動用電圧を供給するための電源回路として駆動用の基準電圧が接地電圧とされた電源回路が適用され、第２バッファ３２２に対して駆動用電圧を供給するための電源回路として駆動用の基準電圧が非接地電圧（ここでは、一例として駆動信号による電圧）とされた電源回路が適用されている。
【００１２】
図１４は、電源装置３０４の構成を示す構成図である。同図に示すように、電源装置３０４は、第１電源回路３２４、第２電源回路３２６、差動増幅器３４０、パルス幅変調回路３４２、スイッチング素子３４４、整流平滑部３４６及びトランス３４８を含んで構成されている。
【００１３】
第１電源回路３２４は、出力端子３２４Ａ、基準電圧端子３２４Ｂ、ブリーダ抵抗器３５０、コンデンサ３５２、チョークコイル３５４、ダイオード３５６、及びトランス３４８の二次巻線に相当する巻線３５８を含んで構成されている。巻線３５８は、一端がダイオード３５６のアノードに、他端がブリーダ抵抗器３５０の一端に各々接続されている。コイル３５４は、一端がダイオード３５６のカソードに、他端がブリーダ抵抗器３５０の他端に各々接続されている。コンデンサ３５２は、一方の電極がコイル３５４の他端に、他方の電極が巻線３５８の他端に各々接続されており、ブリーダ抵抗器３５０と並列に接続されている。基準電圧端子３２４Ｂは、ブリーダ抵抗器３５０の一端に接続されると共に接地されている。出力端子３２４Ａは、ブリーダ抵抗器３５０の他端に接続されている。
【００１４】
第２電源回路３２６は、出力端子３２６Ａ、基準電圧端子３２６Ｂ、ブリーダ抵抗器３６０、コンデンサ３６２、チョークコイル３６４、ダイオード３６６、及びトランス３４８の二次巻線に相当するコイル３６８を含んで構成されている。巻線３６８は、一端がダイオード３６６のアノードに、他端がブリーダ抵抗器３６０の一端に各々接続されている。コイル３６４は、一端がダイオード３６６のカソードに、他端がブリーダ抵抗器３６０の他端に各々接続されている。コンデンサ３６２は、一方の電極がコイル３６４の他端に、他方の電極が巻線３６８の他端に各々接続されており、ブリーダ抵抗器３６０と並列に接続されている。基準電圧端子３２６Ｂは、ブリーダ抵抗器３６０の一端に接続されると共に信号回線３３４に接続されている。出力端子３２６Ａは、ブリーダ抵抗器３６０の他端に接続されている。
【００１５】
差動増幅器３４０は、第１入力端子３４０Ａ、第２入力端子３４０Ｂ及び出力端子３４０Ｃを備えており、第１入力端子３４０Ａが第１電源回路３２４の出力端子３２４Ａに、第２入力端子３４０Ｂが、接地された負極端子を有する直流電源３７０の正極端子に各々接続されている。
【００１６】
パルス幅変調回路３４２は、入力された信号に応じたパルス幅変調を行って、変調されたパルス幅を示す信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を出力するものであり、入力端子３４２Ａ及び出力端子３４２Ｂを備えている。パルス幅変調回路３４２は、入力端子３４２Ａが差動増幅器３４０の出力端子３４０Ｃに接続されている。
【００１７】
スイッチング素子３４４は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタやＮ型電界効果トランジスタからなり、ゲート端子に相当する制御端子がパルス幅変調回路３４２の出力端子３４２Ｂに接続され、ソース端子に相当する第２端子が接地されている。
【００１８】
整流平滑部３４６は、ダイオード３７２及びコンデンサ３７４を含んで構成されており、ダイオード３７２は、アノードがスイッチング素子３４４のドレイン端子に相当する第１端子に、カソードがコンデンサ３７４の一方の電極に各々接続されている。
【００１９】
トランス３４８は、一次巻線３７６、及び二次巻線としての巻線３５８，３６８を含んで構成されており、一次巻線３７６の一端がコンデンサ３７４の他方の電極に、一次巻線３７６の他端がダイオード３７２のアノードに各々接続されている。
【００２０】
電源装置３０４は、外部端子３７８を備えており、外部端子３７８は外部の直流電源（図示省略）及び一次巻線３７６の一端に接続されている。外部端子３７８には、電源装置３０４の作動用電圧として予め定められた大きさの直流電圧が印加される。
【００２１】
このように構成された電源装置３０４では、ブリーダ抵抗器３５０に常時電流が流れるので、アイソレータ３１８及びシフトレジスタ３３２に対して安定した電圧を印加することができる。
【００２２】
ところで、電源装置３０４は、第１電源回路３２４が第１バッファ３２０にのみ電圧を印加する一方で、第２電源回路３２６が第１バッファ３２２及びシフトレジスタ３３２に電圧を印加するように構成されているため、結果として、第２電源回路３２６には第１電源回路３２４よりもシフトレジスタ３３２に電圧を印加する分だけ多くの電流が流れることになる。また、一例として図１５に示すように、シフトレジスタ３３２はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）によるインバータを含んで構成されているため、シフトレジスタ３３２で消費される電流は、シフトレジスタ３３２に入力される画像信号に応じて変化する。この結果、一例として図１６に示すように、入力された画像信号のパルス数が多ければ多いほどシフトレジスタ３３２の電源で消費される電流が多くなる。従って、シフトレジスタ３３２の電源で消費される電流が変化すると、第２電源回路３２６にトランス３４８を介して結合されている第１電源回路３２４に流れる電流が変化し、ブリーダ抵抗器３５０に流れる電流も変化するため、アイソレータ３１８に対して安定した電圧を印加することができなくなる（第１バッファ３２０に対して第２バッファ３２２に印加される作動用電圧の大きさに相当する大きさの電圧を常時印加することができなくなる）虞がある。
【００２３】
例えば、シフトレジスタ３３２に入力される画像信号のパルス数が多くなるほど、シフトレジスタ３３２の電源で消費される電流が増える一方、第２電源回路３２６にトランス３４８を介して結合されている第１電源回路３２４に流れる電流が減少し、これに伴ってブリーダ抵抗器３５０に流れる電流も減少する。ブリーダ抵抗器３５０に流れる電流の大きさが所定の電流値以下になってしまうと、たとえ第１電源回路３２４の出力端子３２４Ａの電圧をフィードバックしている構成でも第１電源回路３２４の応答性には限界があるため、瞬間的に第１電源回路３２４に流れる負荷電流が減少し、電流の流れが一旦途切れる不連続モードになってしまう。逆に、第１電源回路３２４が不連続モードにならないようにシフトレジスタ３３２に入力される画像信号のパルス数が多いときでもブリーダ抵抗器３５０に十分な電流が流れ続けるように設計すると、一例として図１７に示すように、シフトレジスタ３３２に入力される画像信号のパルス数が所定数以下になったときにブリーダ抵抗器３５０に流れる電流が過多になってしまい、無駄な消費電流が発生することになる。このように、ブリーダ抵抗器３５０を採用することで無駄な電流を消費するばかりか、消費電流の損失は全て熱になるため、放熱のための空冷装置の大型化を招き、電源装置３０４を小型化する上での妨げとなる。
【００２４】
そこで、特許文献１に記載の技術は、ブリーダ抵抗器３５０を採用せずに出力電流の大きさに応じてスイッチング素子３４４のスイッチング動作周波数（ＰＷＭ信号のデューティ比）を調節するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開平９−８４３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、消費電流の増加を抑制することはできるものの、ブリーダ抵抗器を採用した場合に比べてスイッチング動作周波数の変動帯域が広くなるため、圧電素子の共振周波数が１つだけでなく複数存在している場合、スイッチング動作周波数と圧電素子の共振周波数とが重なる虞があり、スイッチング動作周波数と圧電素子の共振周波数とが重なった場合には記録ヘッドにうねりが生じ、記録媒体に記録される画像の画質低下を招いてしまう、という問題点があった。なお、画像記録装置のメンテナンスで圧電素子の動作状態を確認するために画像信号に代えてテスト用の制御信号を用いる場合にも、圧電素子の共振が原因で記録ヘッドにうねりが生じる、という問題点があった。
【００２７】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、制御信号に応じて駆動が制御される圧電素子側に制御信号を転送するための負荷に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる電源制御装置及び画像記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の電源制御装置は、各々トランスに設けられた複数の二次巻線のうちの各々対応する二次巻線から供給された交流電圧を整流及び平滑化する複数の整流平滑回路、入力された制御信号に応じて圧電素子の駆動を制御するスイッチング素子に前記制御信号を転送するための負荷であって接地電位を作動用の基準電位とした接地負荷に対して前記複数の整流平滑回路のうちの何れかから供給された電圧を印加すると共に前記接地電位を作動用の基準電位とした接地電源回路、前記スイッチング素子に前記制御信号を転送するための負荷であって所定のパルス信号による電圧値を作動用の基準電位とした非接地負荷に対して前記複数の整流平滑回路のうちの残りの何れかから供給された電圧を印加すると共に前記パルス信号による電圧値を作動用の基準電位とした非接地電源回路、前記接地電源回路及び前記非接地電源回路の各々に組み込まれ、前記作動用電圧の各々の大きさを予め定められた範囲内に収めるためのブリーダ抵抗器、及び前記接地電源回路の前記作動用電圧の大きさに応じて前記トランスの一次巻線に印加される電圧の周波数を変更する変更手段を備えた電源装置を制御する電源制御装置であって、前記制御信号による電流の大きさの増加に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を大きくし、前記制御信号による電流の大きさの減少に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を小さくする電流調節手段を含んで構成されている。
【００２９】
請求項１記載の電源制御装置によれば、前記制御信号による電流の大きさの増加に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流が電流調節手段によって大きくされ、前記制御信号による電流の大きさの減少に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流が電流調節手段によって小さくされる。
【００３０】
このように、請求項１記載の電源制御装置によれば、前記制御信号による電流の大きさの増加に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を大きくし、前記制御信号による電流の大きさの減少に対応して前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を小さくしているので、制御信号に応じて駆動が制御される圧電素子側に制御信号を転送するための負荷に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる。
【００３１】
なお、請求項１に記載の電源制御装置は、請求項２に記載の発明のように、前記電流調節手段が、前記制御信号の単位転送期間あたりのパルス数の増加に対応して、前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を大きくし、前記制御信号の単位転送期間あたりのパルス数の減少に対応して、前記接地電源回路の前記ブリーダ抵抗器に流れる電流を小さくするものとしてもよい。これにより、容易かつ正確に、制御信号に応じて駆動が制御される圧電素子側に制御信号を転送するための負荷に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる。
【００３２】
また、請求項１または請求項２に記載の電源制御装置は、請求項３に記載の発明のように、前記ブリーダ抵抗器に対して並列または直列に接続された可変抵抗器を更に含み、前記電流調節手段が、前記可変抵抗器の抵抗値を調節することにより前記ブリーダ抵抗器に流れる電流の大きさを調節するものとしてもよい。これにより、簡素な構成でブリーダ抵抗器に流れる電流の大きさを調節することができる。
【００３３】
また、請求項１または請求項２に記載の電源制御装置は、請求項４に記載の発明のように、前記ブリーダ抵抗器を可変抵抗器とし、前記電流調節手段が、前記可変抵抗器の抵抗値を調節することにより前記ブリーダ抵抗器に流れる電流の大きさを調節するものとしてよい。これにより、部品点数の増加を抑えかつ容易に、ブリーダ抵抗器に流れる電流の大きさを調節することができる。
【００３４】
また、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電源制御装置は、請求項５に記載の発明のように、前記接地負荷を、前記制御信号を複数個シリアルに配列したシリアル信号が入力されるアイソレータとし、前記非接地負荷を、前記アイソレータ、及び該アイソレータから入力された前記シリアル信号を前記制御信号を複数個パラレルに配列したパラレル信号に変換する変換素子としたものとしてもよい。これにより、アイソレータ及び変換素子に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる。
【００３５】
また、請求項５記載の電源制御装置は、請求項６に記載の発明のように、前記パルス信号が伝送する伝送線を更に含み、前記アイソレータが、前記シリアル信号が入力される入力端子、前記接地電源回路によって前記作動用電圧が印加される受電端子、及び接地された接地端子を有する入力側バッファ、並びに前記非接地電源回路によって前記作動用電圧が印加される受電端子、前記伝送線に接続された基準電圧端子、及び前記入力側バッファに入力された前記シリアル信号を前記変換素子に出力する出力端子を有する出力側バッファを備え、前記変換素子が、前記出力側バッファの出力端子に接続された入力端子、前記圧電素子に接続されると共に前記パラレル信号を該圧電素子に出力する出力端子、前記非接地電源回路によって前記作動用電圧が印加される受電端子、及び前記伝送線に接続された基準電圧端子を備えたものとしてもよい。これにより、入力側バッファ、出力側バッファ及び変換素子に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる。
【００３６】
一方、上記目的を達成するために、請求項７記載の画像記録装置は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電源制御装置と、前記制御信号としての画像信号に応じて駆動が制御される前記圧電素子を備え、該圧電素子が駆動されることによって液滴を吐出して記録媒体に前記画像信号により示される画像を記録する記録素子と、を含んで構成されている。
【００３７】
従って、請求項７記載の画像記録装置は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電源制御装置と同様に作用するので、画像信号に応じて駆動が制御される圧電素子側に画像信号を転送するための負荷に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、制御信号に応じて駆動が制御される圧電素子側に制御信号を転送するための負荷に対して作動用の電圧を、消費電流の増加を抑制しながら圧電素子を共振させることなく印加することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係るヘッドの外観を示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るヘッドモジュールの底面側の構成を示す底面図である。
【図４】実施形態に係るヘッドモジュールの立体的構成を示す断面図である。
【図５】実施形態に係るインクジェット記録装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図６】実施形態に係るプリント制御部からヘッドモジュールへの画像信号の伝送方式を説明するための模式図である。
【図７】実施形態に係るインクジェット記録装置のプリント制御部、電源装置、電源制御装置、記録ヘッド及びその周辺の電気系の構成を示す構成図である。
【図８】実施形態に係るインクジェット記録装置の電源装置及びその周辺の構成を示す構成図である。
【図９】実施形態に係るインクジェット記録装置の記録ヘッドからインク滴を１回吐出するのに必要な画像信号のパルス数とブリーダ抵抗器に流れる電流の大きさとの関係を示す図である。
【図１０】実施形態に係る電源制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係るインクジェット記録装置の第１電源回路の変形例の構成を示す構成図である。
【図１２】実施形態に係るインクジェット記録装置の第１電源回路の変形例の構成を示す構成図である。
【図１３】従来の画像記録装置の構成を示す構成図である。
【図１４】従来の画像記録装置の電源装置の構成を示す構成図である。
【図１５】シフトレジスタの一部構成及び作用を説明するための説明図である。
【図１６】シフトレジスタに入力された画像信号のパルス数とシフトレジスタでの消費電流の大きさとの関係を示す図である。
【図１７】従来の画像記録装置における第１電源回路に流れる電流の大きさと記録ヘッドからインク滴を１回吐出するのに必要な画像信号のパルス数との関係を示す図である。
【図１８】実施形態に係るインクジェット記録装置の構成の変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、以下では、図１３に示す画像記録装置３００と同一の構成部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図１には、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の全体構成図が示されている。同図に示されるように、インクジェット記録装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という。）Ｐの搬送方向（以下、「紙送り方向」ともいう。）上流側に、用紙Ｐを給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙Ｐの搬送方向に沿って、用紙Ｐの画像記録面（以下、「記録面」ともいう。）に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙Ｐの記録面に画像を記録する画像記録部１６、記録面に記録された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を用紙Ｐに定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙Ｐを排出する排出部２１が設けられている。
【００４２】
給紙搬送部１２には、用紙Ｐが積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の上部には、該積載部２２に積載された用紙Ｐを一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。給紙部２４の用紙Ｐの搬送方向下流側（以下、「用紙Ｐの搬送方向」を省略する場合もある。）には、複数のローラ２６対を含んで構成された搬送部２８が設けられている。給紙部２４によって給紙された用紙Ｐは、複数のローラ２６対で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。
【００４３】
処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙Ｐの先端部を挟持して用紙Ｐを保持する保持部材３２が設けられており、該保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙Ｐを保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００４４】
なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像記録ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙Ｐの受け渡しが行われる。
【００４５】
処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙Ｐの記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、該処理液が乾燥する。
【００４６】
ここで、処理液はインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材（顔料）と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留している貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。
【００４７】
このグラビアローラ４８にはゴムローラ５０が圧接して配置されており、該ゴムローラ５０が用紙Ｐの記録面側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８にはスキージ（図示省略）が接触しており、用紙Ｐの記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。
【００４８】
処理液膜厚はヘッド打滴の液滴より十分小さいことが理想である。例えば２ｐｌの打滴量の場合、ヘッド打滴の液滴の平均直径は１５．６μｍであり、処理液膜厚が厚い場合、インクドットは用紙の記録面と接触することなく処理液内で浮遊する。２ｐｌの打滴量で着弾ドット径を３０μｍ以上得るには処理液膜厚を３μｍ以下にすることが好ましい。
【００４９】
一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒーター５６（以下、「ＩＲヒーター５６」という。）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒーター５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙Ｐの記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像記録部１６でインク打滴したドットが用紙Ｐの表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙Ｐの表面に固定する作用が得られやすい。
【００５０】
このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙Ｐは、処理液塗布部１４と画像記録部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。
【００５１】
中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙Ｐを保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００５２】
画像記録部１６には、画像記録ドラム３６が回転可能に設けられており、画像記録ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像記録ドラム３６の表面に用紙Ｐを保持し、画像記録ドラム３６の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００５３】
画像記録ドラム３６の上部には、画像記録ドラム３６の表面に近接して、記録ヘッド３０６で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫの記録ヘッド３０６が画像記録ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙Ｐの記録面に形成された処理液層上に各色の画像を記録する。
【００５４】
処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙Ｐ上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用い色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。
【００５５】
記録ヘッド３０６は、画像記録ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像記録ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。
【００５６】
ヘッドユニット６６は、画像記録ドラム３６の上部から退避可能とされており、記録ヘッド３０６のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、該ヘッドユニット６６を画像記録ドラム３６の上部から退避させることで実施される。
【００５７】
インクジェット記録装置１０は、ＹＭＣＫの記録ヘッド３０６の各々に供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部６５を備えている。インク貯蔵／装填部６５は、ＹＭＣＫの記録ヘッド３０６の各々に対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所定の管路を介してＹＭＣＫの記録ヘッド３０６と連通されている。
【００５８】
画像記録部１６において記録面に画像が記録された用紙Ｐは、画像記録ドラム３６の回転によって、画像記録部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００５９】
インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４が複数配設されている。
【００６０】
ここでは、一例として、上流側と下流側に熱風ノズル７２が配置されるようにして、熱風ノズル７２と平行配列された一対のＩＲヒーター７４を交互に配置している。これ以外にも、上流側にＩＲヒーター７４を多く配置して上流側で熱エネルギーを多く照射し水分の温度を上昇させ、下流側に熱風ノズル７２を多く配置して飽和水蒸気を吹き飛ばすようにしても良い。
【００６１】
ここで、熱風ノズル７２は、熱風の吹きつけ角度を用紙Ｐの後端側に傾けて配置するようにしている。これにより、熱風ノズル７２による熱風の流れを一方向に集めることができ、また、インク乾燥ドラム３８側へ用紙Ｐを押し付け、該インク乾燥ドラム３８の表面に用紙Ｐを保持させた状態を維持することができる。
【００６２】
これらの熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４による温風によって、用紙Ｐにおける画像が記録された部分では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。
【００６３】
温風は用紙Ｐの搬送速度によっても異なるが、通常は５０℃〜７０℃に設定され、ＩＲヒーター７４の温度を２００℃〜６００℃に設定する事で、インク表面温度が５０℃〜６０℃になるよう設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置１０の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。
【００６４】
記録面の画像が乾燥した用紙Ｐは、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００６５】
画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０は、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙Ｐ上に固着定着する機能を有する。
【００６６】
画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、該加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。
【００６７】
加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙Ｐに対して均一なニップ幅を持つ構成とする。
【００６８】
以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙Ｐは、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。
【００６９】
なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。
【００７０】
図２には、本実施形態に係る記録ヘッド３０６の外観を示す斜視図が示されている。同図に示されるように、記録ヘッド３０６は、紙送り方向（副走査方向Ｘ）と略直交する紙幅方向（主走査方向Ｙ）に配列された複数のヘッドモジュール９０を備えており、これらのヘッドモジュール９０は、主走査方向Ｙに用紙Ｐの全幅（画像記録可能範囲の全幅）にわたりライン状に配列されるように長尺状のプレート９１に固定されている。
【００７１】
図３には、本実施形態に係るヘッドモジュール９０の底面視構成を示す底面図が示されている。同図に示されるように、ヘッドモジュール９０における画像記録ドラム３６の外周面に対向するインク吐出面９２には各々インク滴を吐出する複数のノズル９４が形成されている。インク吐出面９２には、ノズル９４が主走査方向Ｙにライン状に配列されたノズル列９４Ａが副走査方向Ｘに隣接する列間でノズル９４が重ならないように２次元状に配置されている。なお、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、各ノズル列を構成するノズルの個数を３２個、ノズル列を１６列としたヘッドモジュール９０を適用している。
【００７２】
図４には、本実施形態に係るヘッドモジュール９０の立体的構成を示す断面図が示されている。同図に示すように、ヘッドモジュール９０は、ノズル９４の個数分のインク滴吐出部９０Ａを備えている。インク滴吐出部９０Ａは、１つのノズル９４、圧力室９８、供給口１００、共通流路１０２、加圧板１０４、及び圧電素子３２８を含んで構成されている。
【００７３】
圧力室９８は、ノズル９４に連通しており、供給口１００を介して共通流路１０２とも連通している。共通流路１０２はインク貯蔵／装填部６５のインクタンクと連通している。従って、インクタンクから供給されるインクは共通流路１０２を介して圧力室９８に分配供給される。
【００７４】
加圧板（共通電極３２８Ｂと兼用される振動板）１０４は、圧力室９８の一部の面（図４において天面）を構成しており、個別電極３２８Ａを備えた圧電素子３２８が接合されている。従って、個別電極３２８Ａと共通電極３２８Ｂ間に駆動電圧を印加することによって圧電素子３２８が変形して圧力室９８の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル９４からインク滴が吐出される。なお、圧電素子３２８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が用いられる。ノズル９４からインク滴が吐出された後、圧電素子３２８の変位が元に戻る際に、共通流路１０２から供給口１００を通って新しいインクが圧力室９８に再充填される。
【００７５】
従って、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、画像を示す画像信号から生成されるドット配置データ（画素信号）に応じて各ノズル９４に対応した圧電素子３２８の駆動を制御することにより、ノズル９４からインク滴を吐出させることができる。また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、用紙Ｐを一定の速度で副走査方向Ｘに搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル９４のインク吐出タイミングを制御することによって、用紙Ｐ上に所望の画像を記録することができる。
【００７６】
図５は、インクジェット記録装置１０の電気系の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１０は、モータ１２０、通信インタフェース１２２、システムコントローラ１２４、画像メモリ１２６、ＲＯＭ１２８、モータドライバ１３０、ＵＩ（ユーザ・インタフェース）パネル１３２、プリント制御部１３４、信号発生部１３６、電源装置１３８、電源制御装置１４０及び記録ヘッド３０６を含んで構成されている。
【００７７】
システムコントローラ１２４には、通信インタフェース１２２、画像メモリ１２６、ＲＯＭ１２８、モータドライバ１３０、ＵＩパネル１３２、プリント制御部１３４、信号発生部１３６、電源装置１３８及び電源制御装置１４０が接続されている。また、プリント制御部１３４には、信号発生部１３６、電源装置１３８及び記録ヘッド３０６が接続されている。更に、電源装置１３８には、電源制御装置１４０及び記録ヘッド３０６が接続されている。
【００７８】
通信インタフェース１２２は、ユーザがインクジェット記録装置１０に対して印刷の指示等を行うため等に用いられるホスト装置１５６とのインタフェース部である。通信インタフェース１２２にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインタフェースやセントロニクスなどのパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載しても良い。
【００７９】
ホスト装置１５６から送出された記録紙１１６に記録すべき画像を示す画像信号（画像信号）は通信インタフェース１２２を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１２６に記憶される。画像メモリ１２６は、通信インタフェース１２２を介して外部から入力された画像信号を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ１２４を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１２６は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００８０】
ＵＩパネル１３２は、ディスプレイ上に透過型のタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等から構成され、各種情報がディスプレイの表示面に表示されると共に、ユーザがタッチパネルに触れることにより所望の情報や指示が入力される。
【００８１】
システムコントローラ１２４は、ＣＰＵ及びその周辺回路等から構成され、インクジェット記録装置１０を構成する各部の動作のタイミングを決定するためのクロック信号を生成すると共に、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置及び各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１２４は、通信インタフェース１２２、画像メモリ１２６、ＲＯＭ１２８、モータドライバ１３０、プリント制御部１３４等の各部を制御し、ＵＩパネル１３２への各種情報の表示、ＵＩパネル１３２に対するユーザの操作指示内容の把握、ホスト装置１５６との間の通信制御、画像メモリ１２６及びＲＯＭ１２８の読み書き制御等を行うと共に、搬送系のモータ１２０を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部１３４に対しては、制御信号の他に、画像メモリ１２６に記憶された画像信号を送信する。
【００８２】
また、ＲＯＭ１２８には、システムコントローラ１２４が実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１２８は、書換不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段を用いることが好ましい。
【００８３】
画像メモリ１２６は、画像信号の一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びシステムコントローラ１２４の演算作業領域としても利用される。
【００８４】
モータドライバ１３０は、システムコントローラ１２４からの指示に従ってモータ１２０の各々を個別に駆動するドライバ（駆動回路）である。
【００８５】
信号発生部１３６は、例えばロータリエンコーダからなり、搬送系のドラム（ここでは、画像記録ドラム３６）に設けられている。信号発生部１３６は、画像記録ドラム３６の回転動作に同期して周期的に駆動信号（ここでは、一例として、主走査方向Ｙの単位画素ライン毎にインク滴をヘッドモジュール９０のノズル９４から吐出するタイミングを示すパルス信号）を発生する。
【００８６】
プリント制御部１３４は、システムコントローラ１２４から送信された画像信号及び信号発生部１３６により発生された駆動信号に基づいて記録ヘッド３０６の吐出駆動を制御するものであり、ＹＭＣＫの各々の記録ヘッド３０６に対して１つずつ設けられている。なお、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、プリント制御部１３４は、システムコントローラ１２４で生成されたクロック信号に基づいて動作タイミングが規定されるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などによりハードウェア的に実現されている。
【００８７】
電源装置１３８は、プリント制御部１３４及び記録ヘッド１３８の作動用電圧をプリント制御部１３４及び記録ヘッド１３８に対して印加するためのものである。電源制御装置１４０は、システムコントローラ１２４の指示に従って電源装置１３８の作動を制御するものである。
【００８８】
図６には、本実施形態に係るプリント制御部１３４からヘッドモジュール９０への画像信号の伝送方式を説明するための模式図である。同図に示されるように、プリント制御部１３４は、ヘッドモジュール９０によって画像を形成させるために、ヘッドモジュール９０のノズル９２の個数（インク滴吐出部９０Ａの個数に相当）分の画素信号としてのビット信号がシリアルに配列されて構成された画像信号がノズル列９４Ａ単位（画素ライン単位）で入力されるようにノズル列９４Ａ毎のシリアル回線３１６を備えている。従って、プリント制御部１３４は、ｎ列のノズル列９４Ａを有するヘッドモジュール９０に対してはｎ本のシリアル回線３１６を用いてノズル列９４Ａ毎に対応する画像信号をシリアル伝送方式で伝送する。そして、記録ヘッド３０６は、プリント制御部１３４からシリアル回線３１６を介してノズル列９４Ａ単位で入力された画像信号をパラレル伝送方式に変換して対応するノズル列９４Ａを備えたインク滴吐出部９０Ａに対して出力する。
【００８９】
なお、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、１つのヘッドモジュール９０が１６列のノズル列９４Ａを有しているので、プリント制御部１３４は、１つのヘッドモジュール９０に対して１６本のシリアル回線３１６を用いてノズル列９４Ａ毎に対応する画像信号を伝送している。
【００９０】
図７には、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０のプリント制御部１３４、電源装置１３８、電源制御装置１４０、記録ヘッド３０６及びその周辺の電気系の構成を示す構成図が示されている。
【００９１】
プリント制御部１３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＮＶＭなどを備えたマイクロコンピュータを含んで構成されており、システムコントローラ１２４の指示に従って作動する。また、プリント制御部１３４は、図１３に示す制御装置３０２と同様に画像信号供給部３１２及び信号保持部３１４を備えている。
【００９２】
電源装置１３８は、第１電源回路１４２及び第２電源回路１４４を含んで構成されている。第１電源回路１４２は、信号保持部３１４を作動させるための作動用電圧を信号保持部３１４に対して印加するものであり、出力端子１４２Ａ及び入力端子１４２Ｂを備えている。出力端子１４２Ａは第１バッファ３２０の受電端子３２０Ｂに接続されている。一方、第２電源回路１４４は、信号保持部３１４及びシフトレジスタ３３２を作動させるための作動用電圧を信号保持部３１４及びシフトレジスタ３３２に対して印加するものであり、出力端子１４４Ａを備えている。出力端子１４２Ａは第２バッファ３２２の受電端子３２２Ｂ及びシフトレジスタ３３２の受電端子３３２Ｃに接続されている。
【００９３】
電源制御装置１４０は、ＣＰＵ１４０Ａ、ＲＯＭ１４０Ｂ、ＲＡＭ１４０Ｃ、外部インタフェース１４０Ｄ及びデジタル／アナログ・コンバータ（以下、「ＤＡＣ」という。）１４０Ｅを含んで構成されている。
【００９４】
ＣＰＵ１４０Ａは、電源制御装置１４０全体の動作を司るものである。ＲＯＭ１４０Ｂは、後述する電源制御プログラムや各種パラメータなどを予め記憶する記憶手段として機能するものである。ＲＡＭ１４０Ｃは、電源制御プログラムの実行時のワークエリアなどとして用いられるものである。外部インタフェース１４０Ｄは、システムコントローラ１２４に接続され、システムコントローラ１２４との間で画像信号などの各種情報を送受信するためのものである。ＤＡＣ１４０Ｅは、第１電源回路１４２の入力端子１４２Ｂに接続され、第１電源回路１４２に印加する電圧の大きさ（電圧値）を示すデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するためのものである。
【００９５】
ＣＰＵ１４０Ａ、ＲＯＭ１４０Ｂ、ＲＡＭ１４０Ｃ、外部インタフェース１４０Ｄ及びＤＡＣ１４０Ｅは、システムＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ１４０は、ＲＯＭ１４０Ｂ及びＲＡＭ１４０Ｃへのアクセスと、システムコントローラ１２４からの外部インタフェース１４０Ｄを介した各種情報の受信と、システムコントローラ１２４への外部インタフェース１４０Ｄを介した各種情報の送信と、ＤＡＣ１４０Ｅへのデジタル信号の送信と、を各々行うことができる。
【００９６】
信号発生部１３６は、図１３に示す信号発生部１３６に相当するものであり、駆動信号を出力する信号回線１４６（図１３に示す信号回線３３４に相当。）を備えている。信号回線１４６には、第２バッファ３２２の基準電圧端子３２２Ｃ、アナログスイッチ３３０の第２端子及びシフトレジスタ３３２の基準電圧端子３３２Ｄが接続されている。また、圧電素子３２８の共通電極３２８Ｂは、信号回線１４６とは別の回線を介して信号発生部１３６に接続されている。
【００９７】
従って、インクジェット記録装置１０では、画像信号を構成する画素信号としてのビット信号に応じて各ノズル９４に対応した圧電素子３２８の駆動が信号発生部１３６で発生された駆動信号に同期して制御され、ノズル９４からインク滴を吐出させることができる。
【００９８】
図８には、実施形態に係る電源装置及びその周辺の構成を示す構成図が示されている。同図に示されるように、第１電源回路１４２は、図１４に示す第１電源回路３２４と比べて、入力端子１４２Ｂ及び可変抵抗器１５０を設けた点、出力端子３２４Ａに代えて出力端子１４２Ａを適用した点、及び基準電圧端子３２４Ｂに代えて基準電圧端子１４２Ｃを適用した点のみが異なっている。また、第２電源回路１４４は、図１４に示す第２電源回路３２６と比べて、出力端子３２６Ａに代えて出力端子１４４Ａを適用した点、及び基準電圧端子３２６Ｂに代えて基準電圧端子１４４Ｂを適用した点のみが異なっている。
【００９９】
可変抵抗器１５０は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタからなり、ブリーダ抵抗器３５０に対して並列に接続されている。つまり、可変抵抗器１５０は、ドレイン端子に相当する第１端子がブリーダ抵抗器３５０の他端に、ソース端子に相当する第２端子がブリーダ抵抗器３５０の一端に各々接続されている。入力端子１４２Ｂは、可変抵抗器１５０のゲート端子としての制御端子に接続されている。なお、可変抵抗器１５０を、Ｎ型電界効果トランジスタとしてもよい。
【０１００】
なお、本実施形態に係る電源制御装置１４０のＲＯＭ１４０Ｂには、一例として図９に示すように、記録ヘッド３０６に対してインク滴を１回吐出させることにより記録される画像を示す画像信号のパルス数の増加に対応してブリーダ抵抗器３５０に流れる電流の大きさ（電流値）が小さくなるように記録ヘッド３０６の１吐出分の画像信号のパルス数とそのパルス数に対応して設定されるべき可変抵抗器１５０の抵抗値とが対応付けられたデータベースが予め記憶されている。
【０１０１】
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の作用を説明する。
【０１０２】
本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、積載部２２から給紙部２４によって用紙Ｐが給紙され、搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。処理液塗布部１４では、用紙Ｐの記録面に処理液が塗布され、該処理液を乾燥させる。その後、該用紙Ｐは、中間搬送部５８を経て、画像記録部１６へ搬送され、画像記録ドラム３６の表面に保持される。そして、画像記録部１６では、画像信号に基づいてヘッド６４のノズル９４から用紙Ｐの記録面に対してインク滴が吐出される。これによって用紙Ｐの記録面には上記画像信号により示される画像が記録される。
【０１０３】
画像記録部１６において記録面に画像が記録された用紙Ｐは、中間搬送部７０を経て、インク乾燥部１８へ搬送される。インク乾燥部１８では、用紙Ｐの記録面のインクに含まれる溶媒を乾燥させる。その後、該用紙Ｐは、中間搬送部７６を経て、画像定着部２０へ搬送される。画像定着部２０では、用紙Ｐの記録面に記録された画像の定着処理が行われる。そして、記録面に画像が定着した用紙Ｐは、画像定着ドラム４０の回転によって排出部２１側へ搬送される。
【０１０４】
ところで、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、画像記録の開始指示が入力されると、画像信号に応じて駆動が制御される圧電素子３２８に画像信号を転送するための負荷としての信号保持部３１４及びシフトレジスタ３３２の作動用電圧を信号保持部３１４及びシフトレジスタ３３２に対して印加するために電源装置１３８を制御する電源制御処理が実行される。
【０１０５】
次に、図１０を参照して、電源制御処理を実行する際のインクジェット記録装置１０の作用を説明する。なお、図１０は、インクジェット記録装置１０に画像記録の開始指示が入力された際に電源制御装置１４０のＣＰＵ１４０Ａにより実行される電源制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、電源制御プログラムはＲＯＭ１４０Ｂの所定領域に予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、電源制御処理を実行する時点で既に外部端子３７８に所定の大きさの直流電圧が印加されており、かつシステムコントローラ１２４から記録ヘッド３０６に対してインク滴を１回吐出させることにより記録される画像を示す画像信号が１吐出単位でプリント制御部１３４及び電源制御装置１４０に入力される場合について説明する。
【０１０６】
同図のステップ２００では、１吐出分の画像信号を取得したか否かを判定し、否定判定となった場合には本電源制御プログラムを終了する一方、肯定判定となった場合にはステップ２０２へ移行し、上記ステップ２００の処理で取得した１吐出分の画像信号のパルス数を計測した後、ステップ２０４へ移行する。
【０１０７】
ステップ２０４では、上記ステップ２０２の処理で計測したパルス数が予め定められた閾値以上であるか否かを判定し、否定判定となった場合にはステップ２０６へ移行する一方、肯定判定となった場合にはステップ２０８へ移行する。ステップ２０６では、上記ステップ２０２で計測したパルス数をリセットした後、本電源制御プログラムを終了する。
【０１０８】
なお、ここでは、上記の予め定められた閾値として、第１電源回路１４４の出力端子１４２Ａに流れる電流の大きさが予め定められた大きさ（例えば、第１電源回路１４２が不連続モードになるものとして予め定められた電流値）になるときの１吐出分の画像信号のパルス数を適用している。例えば、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、画像信号のパルス周波数が１５ＭＨｚの場合、シフトレジスタ３３２を構成するＣＭＯＳによるインバータが消費する電流値はパルスの１エッジあたり１ｍＡであり、途中でパルスがなく、３パルス目にパルスが入力されると消費電流が０．０６２５ｍＡとなる。従って、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、２パルス以上次のパルスが入力されなければシフトレジスタ３３２のＣＭＯＳによるインバータが消費する電流値をほぼ零とみなしているため、上記予め定められた閾値として「２」を適用している。
【０１０９】
ところで、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、一例として下記の表１に示すように、上記ステップ２０２で計測したパルス数によって、第１電源回路１４２のブリーダ抵抗器３５０及び第２電源回路１４４のブリーダ抵抗器３６０の各々に流すべき電流の大きさ（電流値）が予め定められており、そのために要求される上記ステップ２０２で計測したパルス数毎の可変抵抗器１５０の抵抗値も予め定められており、これらの抵抗値は一例として図９に示すように画像信号のパルス数に対応させてデータベース化されている。
【０１１０】
【表１】
2011211873.tif 000003
そこで、ステップ２０８では、ＲＯＭ１４０Ｂに記憶されているデータベースを参照して、可変抵抗器１５０の抵抗値を上記ステップ２０２で計測したパルス数に対応する抵抗値に調節するために可変抵抗器１５０の制御端子に印加する電圧の大きさ（電圧値）を算出し、算出して得られた電圧値を示すデジタル信号をＤＡＣ１４０Ｅに出力した後、本電源制御プログラムを終了する。
【０１１１】
上記ステップ２０８の処理に応じて、ＤＡＣ１４０Ｅは、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換してそのアナログ信号による電圧を入力端子１４２Ｂに印加する。これにより、可変抵抗器１５０の抵抗値が一例として表１に示すように上記ステップ２０２で計測したパルス数に対応する抵抗値に調節され、一例として図９に示すように、現時点でブリーダ抵抗器１５０に対して流すべき大きさの電流がブリーダ抵抗器１５０に流れることになる。
【０１１２】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０によれば、ＣＰＵ１４０Ａ及びＤＡＣ１４０Ｅ（電流調節手段）によって、画素ライン単位の１吐出分の画像信号のパルス数（画像信号による電流の大きさ）の増加に対応して第１電源回路１４２（接地電源回路）のブリーダ抵抗器３５０に流れる電流を大きくし、画素ライン単位の１吐出分の画像信号のパルス数の減少に対応してブリーダ抵抗器３５０に流れる電流を小さくしているので、画像信号に応じて駆動が制御される圧電素子３２８側に画像信号を転送するための信号保持部３１４及びシフトレジスタ３３２に対して作動用電圧を、ブリーダ抵抗器３５０での消費電流の増加を抑制しながら圧電素子３２８をスイッチング素子３４４のスイッチング動作に共振させることなく印加することができる。
【０１１３】
また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０によれば、ブリーダ抵抗器３５０に対して並列に接続された可変抵抗器１５０の抵抗値を調節することによりブリーダ抵抗器３５０に流れる電流の大きさを調節しているので、簡素な構成でブリーダ抵抗器３５０に流れる電流の大きさを調節することができる。
【０１１４】
なお、上記実施形態では、可変抵抗器１５０をブリーダ抵抗器３５０に対して並列に接続する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、図１１に示すように、可変抵抗器１５０をブリーダ抵抗器３５０に対して直列に接続してもよい。また、この他の形態例としては、可変抵抗器１５０をブリーダ抵抗器３５０に対して並列に接続すると共にそのブリーダ抵抗器３５０に対して別の可変抵抗器１５０を直列に接続する形態例、複数の可変抵抗器１５０をブリーダ抵抗器３５０に対して並列に接続する形態例、または複数の可変抵抗器１５０をブリーダ抵抗器３５０に対して直列に接続する形態例などが例示できる。これらの場合、例えば、電源制御装置１４０から各可変抵抗器１５０に対して、ブリーダ抵抗器３５０の抵抗値が一例として図９に示すように画像信号のパルス数に応じて調節されるように設計すればよい。
【０１１５】
また、一例として図１２に示すように、ブリーダ抵抗器３５０に代えてブリーダ抵抗器として機能する可変抵抗器３５０Ａを適用してもよい。この場合、可変抵抗器３５０ＡとしてはＮ型ＭＯＳトランジスタやＮ型電界効果トランジスタが例示でき、可変抵抗器３５０の制御端子に対してＤＡＣ１４０Ｅから入力端子１４２Ｂを介してアナログ信号による電圧を直接印加すればよい。これにより、ブリーダ抵抗器３５０Ａの抵抗値を直接調節することができるので、部品点数を増やすことなく第１電源回路１４２に流れる電流の大きさを容易に調節することができる。
【０１１６】
また、上記実施形態では、画像信号のパルス数に応じて可変抵抗器１５０の抵抗値を調節する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、入力される１吐出分の画像信号による電流の大きさに応じて可変抵抗器１５０の抵抗値を調節してもよい。この場合、例えば、画像信号の時間積分値を電流の大きさとして適用する形態例が例示できる。
【０１１７】
また、上記実施形態では、画像信号を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、インクジェット記録装置１０のメンテナンスで圧電素子３２８の動作状態を画像記録を伴わずに（インク滴を吐出させずに）確認する場合に、画像信号に代えてテスト用の制御信号を適用してもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
また、上記実施形態では、第１電源回路１４２及び第２電源回路１４４の２つの電源回路を適用した場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、シフトレジスタ３３２及びアイソレータ３１８以外に画像信号を圧電素子３２８に転送するための負荷（例えば、バッファやラッチ回路など）が画像信号の伝送経路に組み込まれている場合に、シフトレジスタ３３２及びアイソレータ３１８以外の負荷に対して作動用の電圧を印加する電源回路として第２電源回路１４４と同様に構成された電源回路を適用してもよい。この場合、各々の電源回路に対して交流電圧を供給するトランスに対して各々の電源回路が１つずつそのトランスに対応する二次巻線を有し、対応する二次巻線から得られた交流電圧を整流及び平滑して対応する負荷に印加するように電源装置を構成する。
【０１１９】
また、上記実施形態では、記録ヘッド３０６の１吐出分の画像信号のパルス数とそのパルス数に対応して設定されるべき可変抵抗器１５０の抵抗値とが対応付けられたデータベースから可変抵抗器１５０に印加すべき電圧値を算出する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、記録ヘッド３０６の１吐出分の画像信号のパルス数と可変抵抗器１５０に印加すべき電圧値とが対応付けられたデータベースを参照して可変抵抗器１５０に印加すべき電圧値を導出してもよい。また、記録ヘッド３０６の１吐出分の画像信号のパルス数と可変抵抗器１５０に印加すべき電圧値から可変抵抗器１５０に印加すべき電圧値を直接導出するための演算式を用いて可変抵抗器１５０に印加すべき電圧値を導出してもよい。
【０１２０】
また、上記実施形態では、電源制御プログラムがＲＯＭ１４０Ｂに予め記憶されている場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、電源制御プログラムをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリなどのコンピュータによって読み取られる記録媒体に格納した状態で提供する形態を適用してもよいし、有線又は無線による通信手段を介して配信する形態を適用しても良い。
【０１２１】
なお、上記実施形態では、圧電素子３２８の共通電極３２８Ｂを信号回線１４６とは別の回線を介して信号発生部１３６に接続した場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、一例として図１８に示すように、圧電素子３２８の共通電極３２８Ｂを接地してもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  インクジェット記録装置
１４０  電源制御装置
１４０Ａ  ＣＰＵ
１４０Ｅ  デジタル／アナログ・コンバータ
１４４  電源装置
１４２  第１電源回路
１４４  第２電源回路
１５０，３５０Ａ  可変抵抗器
３１８  アイソレータ
３２０  第１バッファ
３２０Ａ，３３２Ａ  入力端子
３２０Ｂ，３２２Ｂ，３３２Ｃ  受電端子
３２０Ｃ，３２２Ｃ，３３２Ｄ  基準電圧端子
３２２  第２バッファ
３２２Ａ，３３２Ｂ  出力端子
３２８  圧電素子
３３０  アナログスイッチ
３３２  シフトレジスタ
３４２  パルス幅変調回路
３５０，３６０  ブリーダ抵抗器
【図１】
2011211873.tif 000004
【図２】
2011211873.tif 000005
【図３】
2011211873.tif 000006
【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】
2011211873.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
2011211873.tif 000017
【図１５】
2011211873.tif 000018
【図１６】
2011211873.tif 000019
【図１７】
2011211873.tif 000020
【図１８】
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