(57)【要約】【課題】  インクジェットプリンタにおいて、乾燥機を搭載する場合、乾燥機による電源容量アップをプリンタ電源の容量にプラスすることは大幅なコストアップになってしまう。【解決手段】  プリント媒体に付着したインクを熱により乾燥する乾燥手段を備え、記録ヘッドによる記録動作で消費する電力と前記乾燥手段が消費する電力の合計が、電源の供給できる電力より低くなるように、前記乾燥手段へ電力供給を記録動作に応じて調整する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドがプリント媒体に対して記録を行う記録装置であって、
前記プリント媒体に付着したインクを熱により乾燥する乾燥手段と、
記録ヘッドによる記録動作で消費する電力と前記乾燥手段が消費する電力の合計が、電源の供給できる電力より低くなるように、前記乾燥手段へ電力供給を記録動作に応じて調整する調整手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタにおいて、乾燥機を有したインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク濃度や使用する用紙の種類に応じて乾燥機の温度や風量を決定するというものがある（特許文献1）。
【特許文献１】特開平１１−２０７９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、プリンタのコスト削減が求められており、インクジェットプリンタにおいても、同様である。使用する電源も、すべての機能が最大限に使用されることの合計で用意すると非常に高価なものとなってしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために本発明は、記録ヘッドがプリント媒体に対して記録を行う記録装置であって、前記プリント媒体に付着したインクを熱により乾燥する乾燥手段と、記録ヘッドによる記録動作で消費する電力と前記乾燥手段が消費する電力の合計が、電源の供給できる電力より低くなるように、前記乾燥手段へ電力供給を記録動作に応じて調整する調整手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、乾燥機に使用する電力をプリンタ制御全体のなかで消費電力の少ない時間に割り当てることで、プリンタに内蔵する電源の容量アップを最小限に抑えることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図1は本発明のプリンタ断面の構成図である。101はプリンタユニット、102は印刷メディア（記録媒体）としてのロール紙、103、104は給紙ローラ、105は給紙メディアの有無を検出するための給紙センサである。110はインクジェットヘッド、111は印刷時、紙を固定するためのプラテン、112はヘッド、プラテン等を支持する為のプリンタシャーシである。120はプリンタを操作するための操作パネル、121は図4にて詳細を説明したメインボードユニットである。130は本発明の制御の対象となっている乾燥ユニットであり、131は乾燥ユニットから送風を行う為のファン、132は温風を作成する為のヒーターである。乾燥ユニットにより、記録媒体に付着したインクを乾燥させる。140は101のプリンタを支える為のスタンド、150は印刷された用紙を巻き取る為の巻き取りスプール、151は150の巻き取りスプールを駆動するタイミングを作成する図示していないセンサを駆動する為のウエイトである。
【０００７】
図２は図1の構成を制御系統別に明記した構成図である。121のプリンタコントロールボードには、201のプリンタ全体をコントロールするインクジェットプリンタコントローラ、202から204は制御対象であるところのヘッド制御部202、モータ制御部203、ヒーター制御部204である。
【０００８】
図3は、本発明の使用される、プリンタユニットを上から見た概観図である。LFモータ305、LFギア304等の給紙機構により、給紙動作をおこなう。  用紙が給紙された状態で、キャリッジ駆動モータ310がキャリッジ307に接続されているベルト311を動かす事によってキャリッジ307は給紙方向と垂直の方向に走査移動する。 キャリッジ307にはインクジェットヘッド110が搭載されており、ヘッド着脱レバー308によって装着されている。また、キャリッジ307は図には示されていない軸受けによって、シャーシ112に固定したシャフト306に接続されている。307のキャリッジが走査移動したことの位置検出はエンコーダスケール312と307のキャリッジ内にある図には表示されていないエンコーダセンサ440によって行われる。309は回復ユニットであり、インクジェットヘッド110の回復動作を行なう。
【０００９】
図4はインクジェットプリンタを構成する電気部品に関するブロック図である。エンコーダセンサ440はCRボードユニット419に搭載されており、エンコーダセンサ440がエンコーダスケール312の読み取りを行なう事で、キャリッジの移動量を検出している。エンコーダセンサ440から出力されたエンコーダ信号416はメインボードユニット121へと出力されている。インクジェットヘッド110はCRボードユニット419を介してメインボードユニット121から出力されるヘッド駆動信号417によって吐出制御されている。
【００１０】
402は電源ユニットであり、プリンタにて使用される電源をメインボードを介して供給している。105は給紙センサであり、プリント用紙の有無を検出する事で、プリンタの給排紙の制御を行なう。414はPGセンサであり、前記回復ユニット309内部のカム位置を検出する事で、回復動作制御をおこなうためのセンサである。120は操作バネルであり、スイッチとLCDパネルから構成され、ユーザーとのインターフェースを行なっている。
【００１１】
121はメインボードユニットであり、プリンタ制御の主要な電気部品が実装されているPCBユニットである。プリンタ制御のロジック回路の主要部品であるインクジェットプリンタコントローラ 201はインクジェットヘッドコンロトールをはじめ、多様な機能を1チップにしたものである。さらに201は、エンコーダセンサ440の信号を取り込んで、キャリッジ位置を検出し、ヘッド駆動信号417を生成している。インク吐出データは接続された431のプリントバッファに格納してある。また、給紙センサ105、PGセンサ414、操作パネル120もインクジェットプリンタコントローラ 201に接続され、制御されている。図には示していないが403のモータ制御回路、420のヒーター駆動回路をコントロールしているのもインクジェットプリンタコントローラ 201である。
【００１２】
インクジェットプリンタコントローラ 201は内部バス406によって、405のCPU、408のI/F制御回路、プログラムROM 409、RAM 410とバス接続されている。408のI/F制御回路はパラレルインターフェース411とシリアルインターフェース回路412の制御を行なっている。
【００１３】
405のCPUはプログラムROM409、RAM410を使用してインクジェットプリンタコントローラ 101を制御する事でプリンタの制御を行なっている。
【００１４】
モータ制御回路403はインクジェットプリンタコントローラ 201によってロジック処理された信号をPGモータ404、CRモータ310、LFモータ305、給紙モータ418の駆動信号に変換している。404のPGモータは前記回復ユニット309を駆動するモータである。310のCRモータは前記キャリッジ307を駆動するモータ、305のLFモータは用紙を搬送するためのモータである。ヒーター制御回路420はインクジェットコントローラ201によって決められた時間ごとにPWM制御された駆動波形をもとにヒーター132へ電力供給している。
【００１５】
図5は、記録動作時の消費電流の大きさを説明する図である。キャリッジ307を1スキャンする場合のLFモータの消費する電流を図示したものである。1スキャンに要する時間t_scan  510の間で、時間0からt_lf1 520までの期間、LFローラの保持電流の為、I_lf2  523がLFモータに流れている。
【００１６】
キャリッジ307がスキャン動作を終了したt_lf1  520からｔ_lf2  521の期間、LFモータが駆動され、I_lf1  522の電流が流れている。
【００１７】
図6は本発明のプリンタがキャリッジ307を1スキャンする場合のCRモータの消費する電流を図示したものである。1スキャンに要する時間t_scan  510の間で、キャリッジ307が加速動作をしている期間、時間0（これは620のt_cr1に同じ）からt_cr2 621までの間、CRモータにはI_cr1  624が流れている。キャリッジ307が定速動作しているt_cr2  621からｔ_cr3  622の期間は、CRモータに対しては、I_cr2  525の電流が流れている。
【００１８】
キャリッジ307が減速動作をしているt_cr3  622からt_623  間での期間はI_cr1  524が流れている。
【００１９】
図7はインクジェットヘッド110を駆動する回路のブロック図である。インクジェットプリンタコントローラ430にはインクジェットヘッド110を駆動する回路が搭載されている。431のプリントバッファに格納された吐出データは702のプリントバッファコントローラによりアドレッシングされ、710のDMAコントローラを経由して読み出される。703のヘッド吐出波形生成コントローラに前記データを転送し、110のインクジェットヘッドの駆動仕様に適応するように波形を作成した後110のインクジェットヘッドへデータを送信している。
【００２０】
図8はインクジェットヘッド110が消費する電流を予測した図である。インクジェットヘッドが吐出するデータはプリントバッファ431に格納してある為、印刷データ1インチ単位にドットカウントし、平均のヘッド電流を計算することができる。801は印刷開始時間ｔ_ｐ0、802は1インチ印刷終了時間ｔ_ｐ1、803は2インチ印刷終了時間ｔ_ｐ2、804は3インチ印刷終了時間ｔ_ｐ3、810は40インチ印刷終了時間ｔ_ｐ40である。820は印刷開始時間ｔ_ｐ0から1インチ印刷終了時間ｔ_ｐ1までの平均電流値I_p1、830は39インチから40インチまでの平均電流値、I_ｐ40である。図示はしていないが、1〜39インチまでのそれぞれについても平均電流値I_ｐ2〜I_ｐ39を計算する必要がある。
【００２１】
図9は本発明のプリンタがキャリッジ307を1スキャンする場合の乾燥機以外のプリンタが消費する電流の合計を図示したものである。本実施例においてはLF、CRモータ、インクジェットヘッド、ロジックの消費電流の合計で決定している。他の実施例のプリンタでは、その他のアクチュエータ、例えば、回復系モータや、ソレノイド、先行給紙モータ等がキャリッジが１スキャンする間に動作したり、オプションボードが追加になったりする場合があるので、その場合は別途合計に加算する必要がある。図9は図5、6、8それぞれの電流の加算値に全期間にたいしてロジック電流I_logic  902を加算したものである。
【００２２】
たとえば、ｔ_lf2 520からt_scan 510まではLF保持電流と、ロジック電流しかない為、I_logic+I_lf2 903が合計の電流値である。また、0からt_cr2 621まではCRモータの加速電流と、LFの保持電流、ロジック電流があり、I_lf2+I_cr1+I_logic 904が合計の電流値となっている。本実施例においては904の電流値が最大消費電流であり、電源の有する最大出力電流I_power_max 901は904よりも大きな値となっている。
【００２３】
図10は乾燥機の使用可能な消費電流を示した図である。電源の有する最大出力電流I_power_max 901から、図9で示された乾燥機以外のプリンタが消費する電流の合計を差し引いたものである。説明を容易にする為に電流が切り替わる時間をｔ0からｔ44まで番号を新規に振りなおしている。たとえば、1001のｔ1は図9におけるt_cr2  621、ｔ_ｐ1  801と同じ、1002のｔ2はｔ_ｐ2  802と同じである。また、1050のI_t0_t1はｔ0  1000からｔ1  1001までの期間、乾燥機が使用できる電流値を示しており、I_power_max -( I_lf2+I_cr1+I_logic)で算出された値である。同様に1051のI_t1_t2はｔ1  1001からｔ2  1002までの期間、乾燥機が使用できる電流値、1052のI_t2_t3はｔ2  1002からｔ3  1003までの期間、乾燥機が使用できる電流値を示している。
【００２４】
図11は図10にて示された乾燥機が使用できる電流値を容易に設定できるヒーター制御コントローラのブロック図である。本コントローラもインクジェットコントローラ430の内部に内蔵されている。1101はタイマーであり、入力クロックからCPUが設定可能な分周クロックを1105のPWM発生回路、1104のPWM切り替えコントローラに供給している。1105のPWM発生回路は1104のPWM切り替えコントローラから設定されたPWMのデューティ設定値に基づき、本実施においては最大256段階のPWM波形を420のヒーター駆動回路に供給している。420のヒーター駆動回路はモータ電圧振幅のPWM波形を132のヒーターに出力している。このような構成により、ヒーター駆動回路の出力を調整している。
【００２５】
1104のPWM切り替えコントローラは、1103の25ビットのテーブルをアドレス000ｈから順次読み出し、読み出したデータから、PWMデューティ設定値をPWM継続時間分、PWM発生回路に対して出力する。設定されたPWM継続時間終了後、テーブル内のPWM駆動継続ビットが有る場合は、アドレスを更新して次のアドレスのテーブル値を読み取り、新規PWMデューティ値を、新規PWM継続時間分出力する。PWM駆動継続ビットが無い場合は、終了割り込み信号1106を出力して、CPUに次のスキャンに対するテーブル値を書き込んで再開することとなる。
【００２６】
図12はPWM切り替えコントローラが読み出すテーブル1103の詳細を示した図である。
【００２７】
テーブルは25ビットX必要アドレス分から構成されている。アドレス1201における25ビットデータのうち、1202の下位16ビットはPWM継続時間設定値をしめしており、本設定時間か終了するまで、テーブルの読み出し更新は行なわれない。1203の中位8ビットはPWMデューティ設定値であり、この値はそのまま1105のPWM発生回路に出力される。1204の上位1ビットは継続設定ビットを示しており、'1'が設定されている場合はPWM継続時間終了後、アドレスが更新され前記同様の処理がなされる。継続設定ビット1204が‘0’の場合は、PWM継続時間終了後、終了割り込み信号をCPUに対して出力する。
【００２８】
図13はヒーター電源制御についてのフローチャートである。
【００２９】
S1302にてヒーターを使用するかどうかの判別を行なう。ヒーターを使用する場合は、S1320にて設定印刷モードにおける１スキャン分の印刷データの電流値計算を行なう。次にS1321にて、設定印刷モードにおける１スキャン分のCRモータ、LFモーター駆動系の電流計算を行なう。S1322にて前記S1320、S1321での計算値を基にヒーター使用可能電流を各期間ごとに計算し、S1323にてテーブルに設定値を書き込む。S1302にてヒーターを使用しないと判断された場合はS1320からS1323をスキップすることとなる。S1330にて1スキャンの印刷を開始する。S1340にてヒーター電流制御終了割り込みが入り、S1350にて印刷が終了していない場合に次のスキャンに対して同様の制御をS1320から行なうこととなる。
【００３０】
図14はインクジェットヘッドの消費電流が多すぎて、乾燥機に対して、十分な電力を供給できない場合の対策後の電流波形図である。図に示されるようにインクジェットヘッドの消費電流が乾燥機に使用可能な電流に影響する期間1001  ｔ1から1041  t41までの電流値が少なくなっている。そのため、本実施例においては、1044  ｔ44に一定時間ｔ_addを加え、１スキャン時間をｔ45とすることで、1401  ｔ_addの期間、I_power_max-(I_logic+I_lf2)の電流を乾燥機に加えることで、乾燥機に不足する電力を補うことができる。
【００３１】
本実施例のため乾燥機に供給する電力のタイミングが印刷タイミングに対して遅れた場合の乾燥効果は、本乾燥機のヒーターの持つ蓄熱効果による平均化と、乾燥用の熱が、複数スキャン分にわたって印加されること平均化からほぼ同様であると判断される。
【００３２】
その他、ヒーターがＡＣ駆動されるプリンタにおいては、乾燥機の電力はプリンタ電源から直接供給されない為、プリンタ電源容量削減に対しては効果が無い。しかし、プリンタの全体の電力はプリンタ自体の電力と、乾燥機のＡＣ電力の合計であるため、ピーク電力を削減する効果はある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態における記録装置の断面の構成図。
【図２】本発明の実施の形態における記録装置の制御部の主要部分を示した図。
【図３】本発明の使用される、プリンタユニットを上から見た概観図。
【図４】本発明の実施の形態におけるインクジェットプリンタを構成する電気部品に関するブロック図。
【図５】本発明の実施の形態におけるキャリッジを１スキャンする場合のＬＦモータの消費電流を説明する図。
【図６】本発明の実施の形態におけるキャリッジを１スキャンする場合のＣＲモータの消費電流を説明する図。
【図７】本発明の実施の形態におけるインクジェットヘッドを駆動する回路のブロック図。
【図８】本発明の実施の形態におけるインクジェットヘッドの消費電流の説明図。
【図９】本発明の実施の形態におけるキャリッジを1スキャンする場合の乾燥機以外のプリンタの消費電流の合計を示す図。
【図１０】本発明の実施の形態における乾燥機の使用可能な消費電流を示した図。
【図１１】本発明の実施の形態におけるヒーター制御コントローラのブロック図。
【図１２】本発明の実施の形態におけるPWM切り替えコントローラが読み出すテーブルの説明図。
【図１３】本発明の実施の形態におけるヒーター電源制御についてのフローチャート。
【図１４】本発明の実施の形態における乾燥機に対する電力供給方法を行った場合の電流波形図。
【符号の説明】
【００３４】
101  プリンタユニット
102  ロール紙
103,104  給紙ローラ
105  給紙センサ
110  インクジェットヘッド
111  プラテン
112  プリンタシャーシ
120  操作パネル 
121  メインボードユニット
130  乾燥ユニット
131  ファン
132  ヒーター
140  スタンド
150  巻き取りスプール
151  ウエイト
201  インクジェットプリンタコントローラ
202  ヘッド制御部
203  モータ制御部
204  ヒーター制御部
402  電源ユニット
【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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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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