(57)【要約】  【課題】画像形成装置の余剰電力をリアルタイムに取得して外部機器に余剰電力を供給するとコストアップになるため、余剰電力の監視を行わずに、簡易な構成で、外部機器に電力を供給する。  【解決手段】電源部１０６から供給される電力によって記録ヘッド１０３の往復走査を行いながら記録媒体Ｐに画像を記録する画像記録装置１００と、バッテリー２０２からの電力で駆動可能で前記画像記録装置に接続された場合に前記電源部１０６からも電力を供給される外部機器２００と、で構成される画像記録システムＡであって、前記記録ヘッド１０３の往復走査の周期に応じた前記外部機器２００に供給可能な電力の周期的な変化のパターンを記憶する記憶手段と、画像の記録を行っている時に、前記記憶手段に記憶されている前記パターンに応じた電力を前記外部機器２００に供給する制御手段と、を有する画像記録システムである。【選択図】図１
2019181701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部から供給される電力によって記録ヘッドの往復走査を行いながら記録媒体に画像を記録する画像記録装置と、バッテリーからの電力で駆動可能で前記画像記録装置に接続された場合に前記電源部からも電力を供給される外部機器と、で構成される画像記録システムであって、
前記記録ヘッドの往復走査の周期に応じた前記外部機器に供給可能な電力の周期的な変化のパターンを記憶する記憶手段と、
画像の記録を行っている時に、前記記憶手段に記憶されている前記パターンに応じた電力を前記外部機器に供給する制御手段と、
を有することを特徴とする画像記録システム。
【請求項２】
前記制御手段は、ＰＷＭ制御によって前記パターンに応じたパルス波を生成し、前記パルス波に基づいて前記電源部からの供給電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像記録システム。
【請求項３】
前記制御手段は、画像の記録を行っていない時は、前記外部機器が必要とする電力を前記電源部から供給し、画像の記録を行っている時は、前記外部機器が必要とする電力未満の電力を前記電源部から供給すると共に、前記外部機器は不足する電力を前記バッテリーから供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録システム。
【請求項４】
前記電源部から供給される電力と、前記バッテリーから供給される電力を合わせても前記外部機器が必要とする電力に満たない場合、
前記制御手段は、画像の記録を停止させ、前記電源部から供給される電力で前記バッテリーの充電を行い、前記電源部から供給される電力と、前記バッテリーから供給される電力を合わせて前記外部機器が必要とする電力を供給可能になってから画像の記録を開始させることを特徴とする請求項３に記載の画像記録システム。
【請求項５】
電源部から供給される電力によって記録ヘッドの往復走査を行いながら記録媒体に画像を記録する画像記録装置と、バッテリーからの電力で駆動可能で前記画像記録装置に接続された場合に前記電源部からも電力を供給される外部機器とで構成される画像記録システムにおける前記外部機器への電力供給方法であって、
前記記録ヘッドの往復走査の周期に応じた前記外部機器に供給可能な電力の周期的な変化のパターンを取得する取得工程と、
画像の記録を行っている時に、前記取得工程において取得された前記パターンに応じた電力を前記外部機器に供給する供給工程と、を有することを特徴とする電力供給方法。
【請求項６】
電源部から供給される電力によって記録ヘッドの往復走査を行いながら記録媒体に画像を記録し、バッテリーからの電力で駆動可能で前記画像記録装置に接続された場合に前記電源部からも電力を供給される外部機器に対して前記電源部から電力を供給する画像記録装置であって、
前記記録ヘッドの往復走査の周期に応じた前記外部機器に供給可能な電力の周期的な変化のパターンを記憶する記憶手段と、
画像の記録を行っている時に、前記記憶手段に記憶されている前記パターンに応じた電力を前記外部機器に供給する制御手段と、
を有することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に画像を記録する画像記録システムおよび電源部からの電力の供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出するための吐出口を多数配列した記録ヘッドを用いて主にシート状の記録媒体に画像の記録を行うインクジェット方式の画像記録装置において、ユーザが装置の設定を行ったりする操作パネル（ユーザインターフェイス）を内蔵せず、スマートフォンやタブレット端末といった外部機器を操作パネルとして機能させる画像記録システムの技術が知られている。
【０００３】
そのような外部機器はＡＣアダプターを接続し、商用電源から給電することもできるが、持ち歩くことを想定しているため、バッテリーを搭載し、ＡＣアダプターが無くてもバッテリーから給電することで動作させることができる。バッテリーを充電する場合は、ＡＣアダプターを接続し、商用電源から給電する。
【０００４】
外部機器を画像記録装置の操作パネルとして使用する場合、ＵＳＢケーブルを接続して、画像記録装置から送電する構成が考えられる。特許文献１には、通信装置側に送電部を設け、外部機器が必要とする電力を送電する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、外部機器が必要とする電力を監視し、必要な電力を供給することで、バッテリーの電力を消費させずに動作させることが可能である。しかし送電元の装置側に、外部機器が必要とする電力を送電できる余剰電力がない場合は、送電元の電力だけでは外部機器を駆動することができない。送電元の余剰電力を監視して送電するためには、送電元内部の消費電力をリアルタイムに取得する必要があり、装置のコストアップを招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、余剰電力の監視を行わずに、簡易な構成で、外部機器に電力を供給することができる画像記録システムおよび電力供給方法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】
【０００８】
本発明に係る画像記録システムは、上記目的を達成するため、電源部から供給される電力によって記録ヘッドの往復走査を行いながら記録媒体に画像を記録する画像記録装置と、バッテリーからの電力で駆動可能で前記画像記録装置に接続された場合に前記電源部からも電力を供給される外部機器と、で構成される画像記録システムであって、前記記録ヘッドの往復走査の周期に応じた前記外部機器に供給可能な電力の周期的な変化のパターンを記憶する記憶手段と、画像の記録を行っている時に前記記憶手段に、記憶されている前記パターンに応じた電力を前記外部機器に供給する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る電力供給方法は、電源部から供給される電力によって記録ヘッドの往復走査を行いながら記録媒体に画像を記録する画像記録装置と、バッテリーからの電力で駆動可能で前記画像記録装置に接続された場合に前記電源部からも電力を供給される外部機器とで構成される画像記録システムにおける前記外部機器への電力供給方法であって、前記記録ヘッドの往復走査の周期に応じた前記外部機器に供給可能な電力の周期的な変化のパターンを取得する取得工程と、画像の記録を行っている時に、前記取得工程において取得された前記パターンに応じた電力を前記外部機器に供給する供給工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、余剰電力の監視を行わずに、簡易な構成で、外部機器に電力を供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における画像記録システムの全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】本実施形態における画像記録装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における画像記録装置の余剰電力の周期的な変化のパターンを示すグラフである。
【図４】本実施形態における供給電力を制御するためのパルス波形を示すグラフである。
【図５】本実施形態における電力供給処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本実施形態における画像記録システムＡの全体構成を示す概略斜視図である。本実施形態における画像記録システムＡは、記録媒体Ｐに画像を記録する画像記録装置１００と、画像記録装置の操作パネルとして機能する外部機器２００とで構成される。
【００１４】
画像記録装置１００は、インクを吐出可能とする記録ヘッド１０３を図１の矢印X方向に往復移動（走査）させつつ、記録媒体Ｐを図１の矢印Ｙ方向に搬送することで、記録媒体Ｐ上に画像を記録するプリンタである。
【００１５】
インクは着脱可能なインクタンク１０１に貯留されており、チューブ１０２を通って記録ヘッド１０３に随時供給される。記録ヘッド１０３から長時間インクが吐出されないとインク吐出口が詰まる可能性があるため、定期的にインクを吐出し、吐出されたインクを回復ユニット１０４で回収する。
【００１６】
本実施形態の画像記録装置１００は、記録モードの設定や、装置の状態を通知する操作パネルを内蔵していない。その代り、モニタ２０１を有するスマートフォンやタブレット端末といったバッテリー２０２で駆動可能な外部機器２００をオプションで接続できるようになっており、そのバッテリー２０２の充電は電源部１０６から供給される電力で行うことができるようになっている。
【００１７】
電源部１０６の電源容量は、外部機器２００が必要とする電力を想定し、その電力をまかなえるように予め設計される。しかし、実際に接続される外部機器２００が必要とする電力が想定電力を超える可能性もある。その場合、電源部１０６から供給される電力だけでは外部機器２００を動作させられないため、バッテリー２０２の電力が使用されるが、バッテリー２０２の消耗を抑えるためには、電源部１０６の余剰電力をなるべく多く供給することが望ましい。
【００１８】
記録ヘッド１０３はヘッド走査モータ１０５で駆動され、加速、インク吐出、減速、方向転換を繰り返すため、画像記録中は消費電力の変動に周期性があり、それに伴って余剰電力も周期的に変化する。
【００１９】
そこで、本発明は、画像記録装置の余剰電力を監視せずに、画像記録中の余剰電力を簡易な構成で外部機器に供給するため、記録ヘッド１０３を駆動するヘッド走査モータ１０５の消費電力の周期的な変化のパターンを予め測定しておき、供給可能な最大電力からヘッド走査モータ１０５の消費電力を引いた値を供給電力の周期的な変化のパターンとして装置内に記憶しておく。画像記録中は、記憶しているパターンに応じて、供給可能な電力を外部機器に供給する。
【００２０】
これにより余剰電力の監視を行わずに、簡易な構成で、外部機器に電力を供給することが可能になる。
【００２１】
画像記録中は、ヘッド走査モータ１０５の消費電力だけでなく、インク吐出に必要な電力もあるため、最大濃度の画像を記録する際にインク吐出に必要な電力を外部機器への電力供給の周期的な変化のパターンから差し引いておいても良い。
【００２２】
図２は、画像記録装置１００の制御部の構成を示すブロック図である。
【００２３】
画像形成装置１００全体を制御するＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３を内蔵している。ＲＯＭ６０２は、画像記録を行うための各種プログラムやデータが書き込まれた読み取り専用の記憶素子である。ＲＡＭ６０３は、書き込み、消去が可能な記憶素子であって、ＲＯＭ６０２から読み出したプログラムが保持され、画像記録の過程で発生する処理データや演算結果が随時書き込み、消去される。ＥＥＰＲＯＭ６０４は装置やユーザの設定値を保存するための記憶領域である。
【００２４】
ＣＰＵ６０１はホストＰＣ７００から入力された記録データを、画像処理回路６０５で記録ヘッド１０３から吐出するインクの吐出情報に変換する。そしてモータドライバ６０７を介してヘッド走査モータ１０５を駆動して記録ヘッド１０３を往復走査させつつ、ヘッド駆動回路６０６を介して記録ヘッド１０３からインクを吐出させて画像を記録する。
【００２５】
ＣＰＵ６０１は、画像処理、ヘッド駆動と並行して、記録媒体の搬送を行う。ＣＰＵ６０１は、モータドライバ６０７を介してシート搬送モータ６０８を駆動し、記録ヘッド１０３の下で記録媒体を通過させる。
【００２６】
記録ヘッド１０３の移動経路、記録媒体の移動経路にはそれぞれ記録ヘッド１０３、記録媒体の位置を検出する各種センサ２２が設置され、ＣＰＵ６０１は各種センサ２２の検出値に基づいて記録ヘッド１０３と記録媒体の位置の同期を取る。
【００２７】
画像記録装置１００に電力を供給する電源部１０６は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部６１０からのパルス信号に基づいて操作パネルの代わりとなる外部機器２００に電力を供給する。
【００２８】
図３は、画像記録装置１００の電源部１０６が外部機器２００に供給することができる余剰電力の周期的な変化のパターンを表したグラフである。ここで例えば、外部機器が必要とする電力は１０Ｗとする。
【００２９】
画像記録前は、装置が待機状態であるため、電源部１０６には１３Ｗの余剰電力がある。そのため、画像記録前は、外部機器２００のバッテリー２０１の電力を消費せずに、画像記録装置１００からの送電のみで外部機器２０を動作させることができる。
【００３０】
画像記録を開始すると、記録ヘッド１０３の駆動を開始し、往方向に加速する必要があるため、一気に余剰電力が３Ｗに減少する。その後、一定速度で駆動している間に画像記録（インク吐出）を行うため、記録ヘッド１０３の消費電力は一旦減り、余剰電力は７Ｗに上昇する。記録ヘッド１０３が往方向の移動を終了すると、減速、方向転換、復方向への加速、を行う必要があるため、再び余剰電力は３Ｗに減少する。復方向の画像記録中は、余剰電力が再び７Ｗに上昇し、復方向の移動を終了すると、減速、停止処理のため余剰電力が３Ｗに減少する。画像１ページ分の記録を行うためには、記録ヘッド１０３の往復動作を繰り返す必要があるため、余剰電力は１回の走査当たり図３のように周期的に変化する。本実施形態では図３に示す周期的な変化のパターンを電力の供給パターンとしてＲＯＭ６０２に記憶しておき、この供給パターンに応じて外部機器に電力を供給する。
【００３１】
図４は、電源部１０６から外部機器２００に電力を供給するときのパルス波形を示している。本実施形態ではＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で電力を供給する。
【００３２】
図３に示す周期的な変化のパターンに応じて供給電力を制御するため、パルス波形のＯＮ期間に電力を供給し、ＯＦＦ期間は電力を供給しないようにする。こうすることで、間欠で電力を供給することができ、供給電力を細かく調整することができる。例えば、基準となる送電量が１０Ｗの場合、ＯＮ期間を３０％にすると、３Ｗを送電することができる。
【００３３】
図４のパルス幅は、図３に示す周期的な変化のパターンに対応している。余剰電力が３Ｗである加速中の期間は、ＯＮ期間を３０％にして３Ｗを供給する。余剰電力が７Ｗである往方向のインク吐出中の期間は、ＯＮ期間を７０％にして７Ｗを供給する。余剰電力が３Ｗである方向転換中の期間は、ＯＮ期間を３０％にして３Ｗを供給する。余剰電力が７Ｗである復方向のインク吐出中の期間は、ＯＮ期間を７０％にして７Ｗを供給する。余剰電力が３Ｗである減速中の期間は、ＯＮ期間を３０％にして３Ｗを供給する。このように、１回の走査中は、ＯＮ期間を３０％→７０％→３０％→７０％と周期的に変化させ、次の１回の走査でまた３０％→７０％→３０％→７０％と周期的に変化させることで、余剰電力の監視を行わなくても、供給電力を周期的に変化させることで、簡易な構成で、外部機器に電力を供給することが可能になる。
【００３４】
図５は本実施形態におけるＣＰＵ６０１が実行する電力供給処理の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
画像形成装置１００の電源が入ると、ＣＰＵ６０１はステップＳ５０１でＲＯＭ６０２から外部機器２００への供給電力の周期的な変化のパターン（図３）を取得する。
【００３６】
次にＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０２に進み、ＰＷＭ制御部を介して、取得した供給電力の周期的な変化のパターンに応じたパルス波形を生成する。
【００３７】
次にＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０３に進み、画像の記録指示を受信したかどうかを確認する。画像の記録指示がなければ、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０４に進み、電源部１０６を制御して、外部機器２００が必要とする電力（１０W）を外部機器２００に供給する。そして、ステップＳ５０５に進み、ユーザにより電源オフが選択されたかどうかを確認し、電源オフが選択されなければ、ステップＳ５０３に戻る。
【００３８】
ステップＳ５０３において画像の記録指示を受信したら、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０６に進み、外部機器２００のバッテリー２０２の充電量を取得する。バッテリー２０２の充電量が７Ｗ未満の場合は、画像記録中の電源部１０６から供給される電力と、バッテリー２０２から供給される電力を合わせても外部機器２００が必要とする電力（１０Ｗ）を賄えない期間があるため、先にバッテリー２０２を７Ｗまで充電する必要がある。そのためＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０７に進み、取得した充電量が７Ｗ以上あるかどうかを確認する。７Ｗ以上ある場合は、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０８に進み、ステップＳ５０２で作成したパルス波形に基づいてＰＷＭ制御で外部機器２００が必要とする電力未満の電力を外部機器２００に供給する。この時、不足する電力はバッテリー２０２から供給される。
【００３９】
ステップＳ５０７においてバッテリー２０２の充電量が７Ｗ未満であった場合は、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０９に進み、画像記録を停止させ、バッテリー２０２の充電量が７Ｗになるまで電源部１０６から電力を供給する。バッテリー２０２の充電量が７ＷになったらＣＰＵ６０１は、ステップＳ５０８に進み、ステップＳ５０２で作成したパルス波形に基づいてＰＷＭ制御で外部機器２００が必要とする電力未満の電力を外部機器２００に供給する。
【００４０】
画像記録中はステップＳ５０６〜Ｓ５０９を繰り返す。画像記録中にバッテリー２０２の充電量が７Ｗ未満になった場合は、再びステップＳ５０９に進み、画像記録を一時停止してバッテリー２０２の充電を行うが、画像記録前にバッテリー２０２がフル充電されていれば一時停止は発生しない。
【００４１】
ステップＳ５０５においてＣＰＵ６０１は、ユーザにより電源オフが選択されたかどうかを確認し、電源オフが選択された場合は、外部機器２００への電力供給を終了する。電源オフが選択されていない場合はステップＳ５０３に戻り、ＣＰＵ６０１は外部機器２００への電力供給を継続する。
【００４２】
（その他の実施形態）
図４の例では、ＰＷＭ制御でパルス波形のＯＮ期間の長さを変化させたが、ＯＮパルスの回数や振幅を変化させるように制御してもよい。
【００４３】
また、パルス変調ではなく、余剰電力の周期的な変化のパターンに応じて供給電力をリニアに変更しても良い。
【００４４】
なお、上記実施形態では、記録ヘッドの往方向の移動と復方向の移動とで同じ電力量としていたが、移動の負荷が異なる場合は、その移動負荷の違いによって、余剰電力量が異なる可能性がある。その場合、往方向の移動と復方向の移動とでパルス波形のＯＮ期間を変更しても良い。
【００４５】
また、インク吐出中の電力は、インクを吐出するノズルの数や単位時間当たりの吐出回数によるため、記録データによって異なる。そのため、記録データの濃度に応じてパルス波形のＯＮ期間を変更しても良い。
【００４６】
さらに、本発明は、インクジェット方式の記録装置のみならず、熱転写型、およびドットを形成するドットインパクト型などの他の画像記録装置であっても、画像記録の動作に周期的な変化が起こる記録装置に対して適用可能である。
【００４７】
また、外部機器はユーザインターフェイスとして機能するタブレット端末以外に、外付けハードディスクなどの記憶装置であっても良い。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ  画像記録システム
１００  画像記録装置
２００  外部機器
１０６  電源部
１０３  記録ヘッド
６００  ＣＰＵ（制御手段）
６０２  ＲＯＭ（記憶手段）
Ｐ  記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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