(57)【要約】【課題】単純な回路構成でありながら、ＣＰＵ手段が予期せずに停止した場合でも、後段回路が安定して制御することができるインクジェットプリンタ装置を提供することを目的とする。【解決手段】印字ヘッドを用いて印字媒体に画像を記録するインクジェットプリンタ装置であって、商用電源から直流電圧を生成する電源ユニットと、上記印字ヘッドの動作のための電気的エネルギーを蓄積する容量手段と、上記電源ユニットから上記容量手段への電力線に接続されたスイッチ手段と、上記スイッチ手段によって上記容量手段を充電する充電手段と、上記印字ヘッドへ駆動許可信号を出力するＣＰＵから出力されるパルスに基づいて、上記スイッチ手段を駆動するための駆動電圧の出力を制御するゲート手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドを用いて印字媒体に画像を記録するインクジェットプリンタ装置であって、
商用電源から直流電圧を生成する電源ユニットと；
上記印字ヘッドの動作のための電気的エネルギーを蓄積する容量手段と；
上記電源ユニットから上記容量手段への電力線に接続されたスイッチ手段と；
上記スイッチ手段によって上記容量手段を充電する充電手段と；
上記印字ヘッドへ駆動許可信号を出力するＣＰＵから出力されるパルスに基づいて、上記スイッチ手段を駆動するための駆動電圧の出力を制御するゲート手段と；
を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ装置。
【請求項２】
請求項１であって、
上記ＣＰＵの駆動ポート手段と上記ゲート手段とは、容量手段によって接続されていることを特徴とするインクジェットプリンタ装置。
【請求項３】
請求項１であって、
上記ゲート手段は、ダイオード手段を用いて整流する回路であることを特徴とするインクジェットプリンタ装置。
【請求項４】
請求項１であって、
上記ゲート手段は、トランジスタのダーリントン接続を有する手段であることを特徴とするインクジェットプリンタ装置。
【請求項５】
請求項１であって、
上記ゲート手段は、ＣＰＵ手段の駆動ステータスとして使用する手段であることを特徴とするインクジェットプリンタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印字ヘッドを主走査方向に移動し、印字媒体を主走査方向に対して鉛直方向に移動させ、画像を印字媒体に記録するインクジェットプリンタ装置である。また、本発明は、上記インクジェットプリンタ装置が内部の印字ヘッドを駆動するための電力供給源を制御する電力スイッチ手段の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルインクジェットプリント装置において、熱変換手段を用いて電力を熱に換え、その際にインクに発生する気泡の圧力を利用して、インク滴を紙面へ吐出させる。上記インク滴を紙面へ吐出させる手段を安定に動作させるために、上記インク滴吐出手段の近傍には、吐出に相応する換算エネルギー以上のエネルギーを電荷として蓄積できるアルミ電解コンデンサを具備している。
【０００３】
また、上記吐出手段へ供給させるための電力回路手段は、その伝送路中に半導体スイッチ手段を設け、必要に応じて、それを開閉している。また、上記電力は、上記インク吐出手段の活動時にのみ、電力を供給するので、不使用時には、上記アルミ電解コンデンサに蓄積した電荷を大地へ放出し、これによって、回路系を休眠状態へ変化させる。また、これらの制御は、装置に内包するＣＰＵ手段が制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記回路において、たとえば、何らかの問題等が発生し、ＣＰＵがその動作を停止した場合、あるいは上記駆動信号が正常に伝達されない場合、電圧源のスイッチ手段を閉状態にすることが困難である。
【０００６】
本発明は、単純な回路構成でありながら、ＣＰＵ手段が予期せずに停止した場合でも、後段回路が安定して制御することができるインクジェットプリンタ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインクジェットプリンタ装置は、印字ヘッドを用いて印字媒体に画像を記録するインクジェットプリンタ装置であって、商用電源から直流電圧を生成する電源ユニットと、上記印字ヘッドの動作のための電気的エネルギーを蓄積する容量手段と、上記電源ユニットから上記容量手段への電力線に接続されたスイッチ手段と、上記スイッチ手段によって上記容量手段を充電する充電手段と、上記印字ヘッドへ駆動許可信号を出力するＣＰＵから出力されるパルスに基づいて、上記スイッチ手段を駆動するための駆動電圧の出力を制御するゲート手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、単純な回路構成でありながら、ＣＰＵ手段が予期せずに停止した場合でも、後段回路を安定して制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例であるインクジェットプリンタ装置ＰＲＴ１を示す図である。
【図２】プリントヘッド駆動電力供給装置１００における各信号の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
発明を実施するための形態は、次の実施例である。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の実施例であるインクジェットプリンタ装置ＰＲＴ１を示す図である。
【００１２】
インクジェットプリンタ装置ＰＲＴ１は、プリントヘッド駆動電力供給装置１００と、ＣＰＵ２００と、ＡＣ／ＤＣ回路３００と、印字ヘッドＨ１とを有する。つまり、インクジェットプリンタ装置ＰＲＴ１は、印字ヘッドＨ１を主走査方向に移動し、印字媒体を主走査方向に対して鉛直方向に移動させ、画像を印字媒体に記録する。そして、商用ＡＣ電源の入力から直流電圧を発生させる電源ユニットに接続され、かつ上記直流電圧によって内部回路を動作させる。なお、説明を簡単にするために、図１において、モータやモータドライバ等、他の回路は省略してある。
【００１３】
印字ヘッドＨ１は、インクジェットプリンタ装置ＰＲＴ１においてインク滴を紙面媒体に吐出させるためのヘッドである。
【００１４】
ＣＰＵ２００は、プリントヘッド駆動電力供給装置１００に入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓを供給し、印字ヘッドＨ１にヘッド駆動許可信号を供給する。
【００１５】
ＡＣ／ＤＣ回路３００は、商用ＡＣ電源の入力から直流電圧を発生させる電源ユニットであり、商用電源ＡＣ１００ボルトを入力し、電圧ＶＨ、Ｖｃｃを生成する。電圧ＶＨは、プリントヘッド駆動電力供給装置１００へ供給される。ＣＰＵ２００は、プリントヘッド駆動電力供給装置１００を制御する。
【００１６】
アルミ電解コンデンサＣ１は、印字ヘッドＨ１のインク吐出動作を安定確実にさせるために印字ヘッドＨ１の近傍に設けられ、少なくとも１回の吐出に対して、印字ヘッドＨ１が必要とする電気的エネルギーを蓄積する容量である。
【００１７】
ＦＥＴ  Ｑ１は、印字ヘッドＨ１へインク滴を安定的に吐出させるための電力エネルギーを与えるために、電力線上に設けられ、必要に応じて、印字ヘッドＨ１へ電力を断続するスイッチである。また、ＦＥＴ  Ｑ１は、ＡＣ／ＤＣ回路３００からアルミ電解コンデンサＣ１への電源の供給を断続させる半導体スイッチである。抵抗Ｒ１、Ｒ２は、ＦＥＴ  Ｑ１に必要な駆動電圧を与えるためのバイアス抵抗である。
【００１８】
ＦＥＴ  Ｑ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１２によって充電回路が構成され、この充電回路は、アルミ電解コンデンサＣ１の充電部に設けられ、ＦＥＴ  Ｑ１によってアルミ電解コンデンサＣ１を充電する。
【００１９】
トランジスタスイッチＱ２は、バイアス抵抗Ｒ１、Ｒ２にコレクタを接続し、必要に応じて電圧を発生させる。トランジスタスイッチＱ２とトランジスタスイッチＱ３とは、バイアス用抵抗Ｒ１１を介して、ダーリントン接続されている。トランジスタスイッチＱ３のコレクタには、電流制限用抵抗Ｒ１０が設けられている。また、トランジスタスイッチＱ３のスイッチレベルを決定するために、かつ、整流、直流遮断機能を持つ回路からの電荷を放電させるために、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５が設けられ、それぞれの一端がトランジスタスイッチＱ３のベース端子に接続されている。上記整流、直流遮断機能を持つ回路は、抵抗内蔵トランジスタスイッチＱ４と、抵抗Ｒ３と、コンデンサＣ３と、ダイオードＤ１、Ｄ２と、コンデンサＣ２とによって構成されている。
【００２０】
トランジスタスイッチＱ２、Ｑ３を中心とする回路によって、ＦＥＴ  Ｑ１を駆動するゲート手段が構成され、上記ゲート手段は、ＣＰＵ２００によって駆動され、かつ、ソフトウェアタイマによって駆動される。また、ＣＰＵ２００の駆動ポートと上記ゲート手段とは、コンデンサＣ３によって、非直流的に接続されている。なお、上記ゲート手段は、ＣＰＵ手段の駆動ステータスとして使用する。
【００２１】
抵抗内蔵トランジスタスイッチＱ４は、ＣＰＵ２００のポート出力を後段回路に伝達させるために設けられている。抵抗内蔵トランジスタスイッチＱ４のエミッタには、ＣＰＵ２００と同一の電源電圧Ｖｃｃが接続されている。また、抵抗内蔵トランジスタスイッチＱ４のコレクタには、ディスチャージ用抵抗Ｒ３が接続され、直流遮断コンデンサＣ３に溜まった電荷を放出させる機能を持たせている。ダイオードＤ２は、直流遮断コンデンサＣ３に電荷をチャージするときに、対極側の電荷を後段回路へ放出させる機能を持っている。
【００２２】
ダイオードＤ１は、直流遮断コンデンサＣ３が電荷をディスチャージ用抵抗Ｒ３へ放出するに従い、直流遮断コンデンサＣ３へ電荷を供給させるために、ダイオードＤ２のアノード端子に接続されている。コンデンサＣ２は、ダイオードＤ２から供給する電荷を貯蔵させるための平滑コンデンサである。
【００２３】
抵抗Ｒ１２は、印字ヘッドＨ１の近傍に設けられ、印字ヘッドＨ１を安定して動作させるためのアルミ電解コンデンサＣ１に蓄積した電荷を、不要時に放出させる放電抵抗である。
【００２４】
次に、上記実施例の動作について説明する。
【００２５】
図２は、プリントヘッド駆動電力供給装置１００における各信号の説明図である。
【００２６】
図２において、電圧であれば“Ｖ”、電流であれば“Ｉ”が、それぞれ信号名に付してある。入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓは、時点Ｔ１で始まり、時点Ｔ９で終わる。駆動信号入力期間ＰＲ１は、上記実施例において、ＣＰＵ２００が入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓを出力したタイミング以降の期間である。駆動信号異常停止期間ＰＲ２は、駆動中何らかの原因によって駆動信号が停止した場合を示す期間である。駆動信号正常停止期間ＰＲ３は、駆動信号を正常に停止させた場合の期間である。
【００２７】
図２において、レベル２０２の時間から入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓを入力すると、トランジスタスイッチＱ４が駆動され、そのコレクタにおよそＶｃｃが現れる。厳密には、飽和領域で使用した場合には、Ｖｃｃ−Ｖｃｅ（ｓａｔ）であるが、動作の概要には影響を及ぼさないので、およそＶｃｃという表現を今後も用いる。
【００２８】
トランジスタスイッチＱ４のコレクタには、図２に示す電圧ＶＨｐｌｓの反転信号２０５が現れる。この電圧ＶＨｐｌｓの反転信号２０５は、ダイオードＤ１のカソードとダイオードＤ２のアノードとコンデンサＣ３とが接続されている点Ｐ１に発生する信号であり、図２に点Ｐ１における微分信号２０６に示すような微分成分を持つ信号が発生する。この点Ｐ１における微分信号２０６は、ダイオードＤ２やダイオードＤ１によって整流され、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５の直列回路に入力され、分圧され、トランジスタスイッチＱ３を駆動する。この駆動電圧の波形は、図２に示すトランジスタスイッチＱ２のベース電圧ＶＱ２Ｂである。上記ベース電流で駆動されたトランジスタスイッチＱ３のエミッタ出力は、トランジスタスイッチＱ２のベース電流として、一定電圧（およそＶｂｅ）に達すると、そのときに供給する電流に比例した出力を、トランジスタスイッチＱ２のコレクタに流そうとする。そのタイミングが時点Ｔ２であり、このときのコレクタ電圧が、図２に示すトランジスタスイッチＱ２のコレクタ電圧ＶＱ２ｃである。
【００２９】
トランジスタスイッチＱ２が駆動すると、電圧ＶＨにほぼ等しい電圧を抵抗Ｒ２、Ｒ１が分割した電圧によって、ＦＥＴ  Ｑ１を駆動する。そして、ＦＥＴ  Ｑ１のドレインに接続されている印字ヘッドＨ１の電力端子に、図２に示す印字ヘッドＨ１の電圧ＶＨ１が発生し、印加される。
【００３０】
このときに、ＦＥＴ  Ｑ１のドレインには、図２に示すトランジスタＱ１のドレイン電流ＩＱ１Ｄのような突入電流が、時点Ｔ３で発生するが、ヘッド駆動許可信号ＶＨｏｎが、印字ヘッドＨ１に入力されていないので、ドレイン電流は直に収束する。このドレイン電流が確実に収束した時点と、印字ヘッドＨ１の電圧ＶＨ１が規定の電圧に達する時点とは、時点Ｔ４で一致する。
【００３１】
次に、上記実施例における駆動信号異常停止期間ＰＲ２の状況について説明する。
【００３２】
駆動信号異常停止期間ＰＲ２は、印刷動作などが行われている状況で、何らかの原因によって、入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓが一時的に停止した瞬間である。入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓは、停止期間ＰＲ２１の間、停止し、上記実施例において、論理的にＬｏｗレベルで示してある。しかし、停止期間ＰＲ２１の間、入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓをＨｉｇｈレベルで固定するようにしてもよく、このようにしても、上記と同様に動作する。
【００３３】
駆動信号異常停止期間ＰＲ２において、入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓが停止すると、電圧ＶＨｐｌｓの反転信号２０５は、入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓがＬｏｗレベルであれば、その反転論理状態で固定する。この状態に伴い、点Ｐ１における微分信号２０６が平衡状態へ推移しつつ変化をするが、入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓが停止しているので、直にレベル２０２に収束する。レベル２０２は、Ｖｃｃ−Ｖｃｅ（ｓａｔ）Ｑ４−ＶｆＤ２程度となる。図２において、レベル２０２の実線が直ちに収束した電位を示し、破線は、０Ｖ電位を示す。ヘッド駆動許可信号ＶＨｏｎは、駆動信号異常停止期間ＰＲ２で、定常的に印加しているので、一定のパルス駆動を行う。停止期間ＰＲ２１に伴い、点Ｐ１における微分信号２０６によって、トランジスタスイッチＱ２のベース電圧ＶＱ２Ｂは、平滑コンデンサＣ２に蓄積している電荷の抵抗Ｒ５経由と、抵抗Ｒ１１、トランジスタスイッチＱ２への電荷を放出する。これにともなう電圧降下を、図２において、特性２０３（時点Ｔ６〜Ｔ７の期間）で示す。また、その信号の変化に伴い、コレクタ電圧は、特性２０３に示す特性になる。この電圧によって、ＦＥＴ  Ｑ３のゲート信号が駆動されるので、印字ヘッドＨ１の電圧ＶＨ１は、期間ＰＲ２２に示す特性を示す。これと同時にヘッド駆動許可信号ＶＨｏｎに示す駆動電流が、ＰＲ２２の期間（時点Ｔ６〜Ｔ８の期間）で、ヘッドＨ１の電流ＩＨ１に示す振る舞いをする。このときに、ヘッド駆動電流を供給するＦＥＴ  Ｑ１のドレイン電流は、図２におけるトランジスタＱ１のドレイン電流ＩＱ１Ｄに示すようになる。つまり、ＣＰＵ２００が予期せずに停止した場合、後段回路を安定して制御することができる。
【００３４】
駆動信号正常停止期間ＰＲ３は、プリントヘッド駆動電力供給装置１００が正常に停止する場合の振る舞いを示す期間である。
【００３５】
時点Ｔ５において、入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓは、Ｌｏｗ論理で停止すると、入力パルスの電圧ＶＨｐｌｓの反転信号２０５は、その反転信号として遷移する。これに伴い、点Ｐ１における微分信号２０６は、停止期間ＰＲ２１の場合と同様に、レベル２０２へ微分成分を示しながら収束する。これに伴い、ヘッド駆動許可信号ＶＨｏｎは、予め停止している状態であるので、Ｌｏｗレベルで固定される。程なく、抵抗Ｒ５、Ｒ１１、トランジスタスイッチＱ２のエミッタＱ２Ｅへ放電し、これに伴い、時点Ｔ１０に示すように、トランジスタスイッチＱ２のベース電圧ＶＱ２Ｂが、低下し、コレクタ信号は、ＶＨレベルへ遷移する。これに伴い、ヘッドの電圧ＶＨ１は、切断状態へ変化し、抵抗Ｒ１２の放電特性に習って、電位を低下させる。このフェーズにおいて、ヘッド駆動許可信号ＶＨｏｎは停止されているので、ヘッドＨ１の電流が発生せず、トランジスタＱ１のドレイン電圧Ｑ１Ｄの電流も、ほぼ抵抗Ｒ１２に流れる放電電流のみとなる。
【符号の説明】
【００３６】
ＰＲＴ１…インクジェットプリンタ装置、
１００…プリントヘッド駆動電力供給装置、
Ｈ１…印字ヘッド、
Ｃ１…アルミ電解コンデンサ、
Ｒ１、Ｒ２…バイアス抵抗。
【図１】
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【図２】
2012179732.tif 000004