JP2007178392A - 電池残容量検出装置、電池残容量検出方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧検出法を用いて正確に電池の残容量の検出を可能とする。
【解決手段】すくなくとも１つのＤＣモータと、すくなくとも１つのＤＣモータに電源を供給する電池と、を含む電子機器に組み込まれる電池残容量検出装置であって、電池の端子電圧を検出して電池の残容量を検出する検出手段と、検出手段によって検出された電池の残容量が、予め定めた閾値以下であるかを判別する判別手段と、を備え、検出手段により電池の残容量を検出する時は、すくなくとも１つのＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、電池から一定の電流を流している期間に実行する電池残容量検出装置。
【選択図】図４

Description

本発明は電池残容量検出装置、電池残容量検出方法、プログラム及び記憶媒体に関し、特に携帯可能なＡＣ／ＤＣ電源両用のインクジェット記録装置に適用される電池残容量検出装置、電池残容量検出方法、プログラム及び記憶媒体に関する。

最近、電子機器の小型化やモバイル化が進み、携帯型パーソナルコンピュータが普及してきている。これに伴い、このようなパーソナルコンピュータの周辺機器にも携帯可能な小型製品が増えてきている。モバイル機器は、一般的に駆動電源として電池を用いるため、ユーザに対して電池の残容量状態を通知する機能が不可欠である。

電池の残容量検出方法には、大きく分けて次の２つがある。一つはエネルギー積算法と呼ばれる方法で、放電電流を積算し、積算された放電電流を電池の総蓄積容量から減算する方法である。このエネルギー積算法による電池の残容量検出は、比較的に精度良く残容量を計算することが出来るという利点があるが、このエネルギー積算法を実現するシステムが複雑になり、価格的に高価になってしまうという欠点がある。

もう一つの電池の残容量検出方法は電圧検出法と呼ばれる方法で、電池の端子電圧から残容量を推測する方法である。この電圧検出法を用いた場合、電池の残容量の検出精度が低くなる欠点があるが、この電圧検出法を実現するシステムは比較的簡単に構成することが可能なため、価格的にも有利であるという利点がある。

本発明は、この電圧検出法を用いて電池残容量を検出する方法に関する。

電圧検出法を利用して電池の残容量を検出する場合、電池が無負荷状態では正しい端子電圧を示さないため、ある一定の負荷を掛ける必要がある。ところが、モータ等のアクチュエータを備えた電子機器においては、駆動状態によって負荷が一定でないことが多い。一方、電池は、同じ残容量でも負荷の大きさにより端子電圧が変化するため、電池の端子電圧を同じ条件で正確に検出するためには、電池を一定の負荷状態とする必要がある。

このため、故意にモータを停止状態のまま励磁して、一定期間、一定の負荷の与えられた状態で電圧を検出するようにしている。このように、電池電圧を検出するために故意にモータを停止状態のまま励磁することを、本明細書においては、以降「ダミー励磁」とする。

さて、携帯型のインクジェット記録装置では、電池電圧が低下して正常に動作させるのに必要な電池残容量を保証できなくなった時、電源を切る前に記録用紙などの記録媒体を装置本体内から排出する必要がある。さらにまた、記録ヘッドにキャップをしてその記録ヘッドの乾燥を防ぐ等の処理を行う必要がある。

また、その記録装置に搭載された電池の残容量を検出しても、電池に上記のような電源を切るのための処理をするのに必要な残容量がない場合、最後まで処理を終えることなく、記録装置の動作が停止してしまう。これは、記録ヘッドの破損の可能性につながるため、携帯型のインクジェット記録装置に搭載された電池の残容量が少なくなったとき、最も注意すべき点である。この対策として、記録装置が搭載された電池を電源として駆動されている間は、頻繁にダミー励磁を行って、電池の端子電圧を検出することが必要となる。 従来の携帯型インクジェットプリンタにおいては、駆動モータとしてステッピングモータを搭載している場合は、これをダミー励磁することにより一定期間、一定負荷を電池に加え、電池の残容量検出のための電池の端子電圧の検出を行っていた。
特開２００４−２３０８１２号公報 特開２００４−２３０８１３号公報 特開２００４−２３３２６３号公報

ステッピングモータの制御は、開ループで行うことが可能であり、位置制御が容易であるため、従来のインクジェット記録装置等の印字装置では、アクチュエータとしてステッピングモータを用いることが多かった。同じ理由で、ステッピングモータは、ダミー励磁を行うのにも適している。つまり、モータの回転を停止させた状態で電流を流すことが可能であるため、記録装置の機械的制御には全く影響を及ぼすことなく、ダミー励磁を実行することが可能である。しかしながらステッピングモータは、ＤＣモータと比較すると、トルクが小さい、また高速回転が困難である等の欠点を有する。

近年のシリアルインクジェット記録装置は高速化が進み、モータにも、高速化、高トルク化が要求されている。このため、アクチュエータとして、ＤＣモータのみを採用するインクジェット記録装置が増えてきている。従って、ＤＣモータを用いた高速な駆動系においてダミー励磁を行い、電池の残容量を正確に検出することが求められる。ところが、ステッピングモータと異なり、ＤＣモータは電流を流すと回転してしまい、機械的に動作してしまう。つまり、機械的制御に影響を及ぼしてしまうため、任意のタイミングでダミー励磁を行うことが困難である。さらに、通常ＤＣモータ制御は閉ループ（フィードバック制御）で行うため、電流を制御することが不可能である。

本発明では、ステッピングモータを一つも備えず、ＤＣモータのみを用いた高速かつ高トルクな駆動系において、機械的制御に影響がなく、ＤＣモータをダミー励磁することにより、電圧検出法を用いて正確に電池の残容量を検出することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の実施形態は、すくなくとも１つのＤＣモータと、前記すくなくとも１つのＤＣモータに電源を供給する電池と、を含む電子機器に組み込まれる電池残容量検出装置であって、
前記電池の端子電圧を検出して前記電池の残容量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記電池の残容量が、予め定めた閾値以下であるかを判別する判別手段と、を備え、
前記検出手段により前記電池の残容量を検出する時は、前記すくなくとも１つのＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記電池から一定の電流を流している期間に実行する電池残容量検出装置を提供する。

上記の目的を達成するため、本発明の他の実施形態は、すくなくとも１つのＤＣモータと、前記すくなくとも１つのＤＣモータに電源を供給する電池と、を含む電子機器に組み込まれる電池残容量検出方法であって、
前記電池の端子電圧を検出して前記電池の残容量を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された前記電池の残容量が、予め定めた閾値以下であるかを判別する判別工程と、を備え、
前記検出工程により前記電池の残容量を検出する時は、前記すくなくとも１つのＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記電池から一定の電流を流している期間に実行する電池残容量検出方法を提供する。

上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の実施形態は、前記の実施形態における電池残容量検出方法の手順がプログラムコードとして記述されたコンピュータで実行可能なプログラムを提供する。

本発明のさらに他の実施形態は、前記の実施形態における電池残容量検出方法のプログラムが記憶されたコンピュータで読取可能な記憶媒体を提供する。

ＤＣモータのみを用いた高速かつ高トルクな駆動系において、機械的制御に影響がなく、ＤＣモータの回転が停止した状態で所定の電流を流すことによりダミー励磁を実施し、電圧検出法を用いて正確に電池の残容量の検出が可能となる。

少なくとも電池で駆動可能な記録装置において、記録装置を高速駆動するために備えられたＤＣモータのうち、少なくとも１つは記録ヘッドを往復走査するためのＤＣモータである。ダミー励磁時には、あらかじめ往復路走査のどちらか一方の端部に記録ヘッドを移動させて機械的にさらなる移動を阻止し、さらに同じ方向に記録ヘッドを移動させる力を加えるようにＤＣモータに電流を流す。

また、記録ヘッドには光学式エンコーダが備えられており、記録ヘッドの移動のためのガイドレールに沿って取り付けられているスケールを光学式エンコーダで読み取ることにより位置制御を行う。この時、記録ヘッドを移動させるようにＤＣモータに電流を流して制御をしているにもかかわらず、実際には、記録ヘッドは走査範囲の端部で固定されているため、フィードバック制御が働く。したがって、電気的又はソフト的に設定された制限値の電流が定常的に流れる状態が一定時間続く。この状態をダミー励磁とし、この期間中に電池の端子電圧の検出を行う。

なお、前記記録装置はさらにＡＣ電源でも動作可能であることが望ましい。また、本発明が適用される記録装置としてインクジェット記録装置が好ましいものであり、その記録装置にはインクジェット記録ヘッドが搭載される。その場合、そのインクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが望ましい。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成することを意味する。しかし、これらの場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も意味すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも含むものとする。さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。したがって記録媒体上に付与されることにより、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り、吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して表すものとする。

図１は、本発明の代表的な実施形態であるＡＣ電源とＤＣ電源の両方で駆動可能なインクジェット記録装置（以下、記録装置）の全体構成の概要を示す外観斜視図である。図１に示すように、この記録装置は、インクジェットプリンタ（以下、プリンタ）８００、バッテリーを内蔵しプリンタ８００本体に着脱可能な充電器９００、及び両者を取り付けた状態で縦置きに収容するための置き台であるクレイドル９５０から構成される。なお、このプリンタ８００で記録する記録媒体として紙を例にとって説明するが、記録媒体はこれに限らず、記録可能なシート状の記録媒体ならば、使用することが可能である。

図１において、プリンタ８００の外観は、上ケース８０１、下ケース８０２、給紙カバー８０３、排紙口カバー８０４によって構成された一体型のシェル構造となっている。そしてプリンタが非使用状態（据え置き時、携帯時など）にあるときは、この形態をとるものである。また、プリンタ８００の側面には、ＡＣ電源から電力供給を受ける場合に使用するＡＣアダプタケーブル（不図示）を差し込むＤＣｉｎジャック（直流電源入力用ジャック）８１７が設けられる。さらに、ＵＳＢケーブルを接続するためのＩ／Ｆ（インタフェース）コネクタ８１５も設けられている。給紙カバー８０３は、記録時にプリンタ８００本体に対して開いて紙などの記録媒体１０２（図３参照）を載せるための記録媒体供給トレイとなる。

次に、充電器９００の外観は、メインケース９０１、カバーケース９０２、電池蓋９０３によって構成される。そして、電池蓋９０３を外してメインケース９０１を開口することにより、二次電池を内蔵した電池パック（図示せず）を取り外すことが可能である。

また、充電器９００とプリンタ８００との装着面（接続面）には、電気的に接続するための本体用コネクタ９０４と、機械的に取り付け及び固定するための固定ビス９０５、９０６を有する。そして、図１の矢印Ａ方向に充電器９００とプリンタ８００を相対的に移動させ、プリンタ８００本体に充電器９００を接続することによって、プリンタ８００は電池駆動（ＤＣ駆動）が可能になる。さらに充電器９００の側面には、電池の充電状態を示す充電状態表示部９０９を有する。さらに、充電器９００の他の側面には、ＡＣアダプタケーブルを差し込むＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７と、充電器９００を取り付けた時、プリンタ８００のＤＣｉｎジャック８１７を覆うための目隠し板９０８が設けられている。

クレイドル９５０は、プリンタ８００に充電器９００を取り付けた状態で、図１の矢印Ｂ方向に挿入することにより置き台として機能する。なお、クレイドル９５０には、プリンタ８００と充電器９００とを取り付けた場合にも、ＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７にＡＣアダプタケーブルを差し込んで充電器９００に内蔵した電池パックの電池の充電が可能なように、開口部９５６が設けられている。

図２はプリンタ８００に充電器９００を装着した状態を、プリンタ８００の背面側で且つプリンタ８００側面を斜め上から見た斜視図である。

図２に示すように、プリンタ８００の背面に充電器９００を取り付け、固定ビス９０５、９０６で固定することにより、プリンタ８００は、電池駆動可能なプリンタとなる。

また、前述したように、充電器９００に設けられた目隠し板９０８により、プリンタ８００のＤＣｉｎジャック８１７を覆うように構成されている。このため使用者は充電器９００の取り付け時には、ＡＣアダプタケーブルを間違いなく充電器９００のＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７側に差し込むことになるので、誤挿入を防止することができる。

充電器９００の背面には、メインケース９０１に設けられた４ヶ所の足部９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃおよび９０１ｄが設けられている。また、その背面には、さらに、クレイドル９５０に取り付けたときに電気的にコンタクトするための接点部９１０ａ、９１０ｂおよび９１０ｃが設けられている。

さらに図２に示すように、充電器９００の充電状態表示部９０９は、プリンタ８００を装着し、記録のために使用する時に視認しやすい側面で、且つ給紙カバー８０３を開いていた時にも視認を遮られない位置に配されている。

図３はプリンタ８００の内部構成を示す斜視図である。

図３に示されているように、記録ヘッド１０５はキャリッジ１０４に搭載されてガイドレール１０３に沿って長手方向に往復運動可能となっている。記録ヘッド１０５には、光学式エンコーダが備え付けられており、ガイドレール１０３に平行に取り付けられているスケールを前記光学式エンコーダで読み取ることにより、記録ヘッドの位置を検出する。記録ヘッド１０５より吐出されたインクは、記録ヘッド１０５と微小な間隔をおいて、プラテン（不図示）に記録面を規制された記録媒体１０２に達し、その上に画像を形成する。

記録ヘッド１０５には、フレキシブルケーブル１１９を介して画像データに応じて記録信号が供給される。

なお、図３において、１１４はキャリッジ１０４をガイドレール１０３に沿って走査させるためのキャリッジモータであり、高速化のためにＤＣモータを用いている。ＤＣモータの位置制御は前述の通り、記録ヘッド１０５に取り付けられた光学式エンコーダ（不図示）により、ガイドレール１０３に沿って取り付けられているスケール（不図示）を読み取ることによって行う。１１３はキャリッジモータ１１４の駆動力をキャリッジ１０４に伝達するキャリッジベルトである。また、１１８は搬送ローラ１０１に結合して記録媒体１０２を搬送させるための搬送モータである。

また、記録ヘッド１０５は、インクタンク１０５ａと結合してヘッドカートリッジを構成する。このヘッドカートリッジは記録ヘッドとインクタンクとが分離可能な構成でも良いし、また一体化した構成でも良い。

図４は図１乃至図３に示したプリンタ８００の制御構成を示すブロック図である。

図４に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２を含む。さらに、キャリッジモータ１１４の制御、搬送モータ１１８の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３を含む。さらにまた、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４を含み、これら、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４等はシステムバス６０５により相互に接続されてデータの授受を行う。また、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６なども接続される。

また、図４において、６０１は画像データの供給源となるパーソナルコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６０１とプリンタ８００との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。

さらに、６２０はスイッチ群である。これは、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２及び記録ヘッド１０５のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３などで構成される。これらは、操作者による指令入力を受ける。６３０はホームポジションを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するためにプリンタ８００の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。

さらに、６４０はキャリッジ１０４をガイドレール１０３に沿って往復走査させるためのキャリッジモータ１１４を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体１０２を搬送するための搬送モータ１１８を駆動させる搬送モータドライバである。ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド１０５による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。

なお、記録ヘッド１０５の内部にはヘッド温度を測定するためのヘッド温度センサ１０５ａが設けられている。

また、プリンタ８００にはＡＣ電源やＤＣ電源からの電力供給がなくなっても計時動作を続行することが可能なように小型電池６０８からの電力供給を受けて動作可能なタイマ６０７が備えられている。そして、タイマ６０７によって計測された時刻はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ６０９に格納される。小型電池６０８は、リチウム電池、ニッケル水素電池、アルカリボタン電池、酸化銀電池、空気亜鉛電池などの電池が使用可能である。なお、不揮発性メモリとしてはＥＥＰＲＯＭの他に、ＦｅＲＡＭ、ＭＲＡＭなどを用いても良い。

なお、このプリンタ８００は、ＡＣ電源とＤＣ電源両用であるので、ＡＣアダプタ（不図示）からのＡＣ電力が供給されて動作している状態で、ＡＣアダプタが引き抜かれたとしても、ＤＣ（電池）から電力が供給されて動作を継続することが可能である。このため、このプリンタ８００はＡＣアダプタ駆動かＤＣ電池駆動かを判別する機構を備える。このような機構は、公知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

次に以上の構成のプリンタ８００に適用される電圧検出法を用いた電池残容量検出処理について説明する。

図５はプリンタ８００の電源が投入されてからの動作シーケンスを表す状態遷移図である。

図５において、四角で囲まれたブロック１乃至１２はＡＣ駆動、ＤＣ（電池）駆動に関わらず記録に必要な動作を表している。ブロック１乃至１２の枠外に示した記述は、電池の端子電圧を検出するタイミングを示している。この実施形態では、これらのタイミングでダミー励磁を行う。ダミー励磁は、図３における記録ヘッド１０５をホームポジション側（キャップ位置側）に壁にぶつかるまで移動させて機械的に移動を阻止し、さらに壁に押し付ける方向に移動させるように駆動電流を流して行う。このときの電流値は電気的にモータドライバ６４０により定められる電流制限値、さらにＰＷＭ制御により定められる電流制限値である。そして、一定期間この電流を流した状態で、バッテリーの端子電圧を検出する。一定期間電流を流すのは、電池の端子電圧が負荷によって電圧降下してから安定するまで待つ理由からである。以下で用いている「ダミー励磁」という言葉は、上記の動作を意味するものとする。

図６は検出した電池電圧値に基づいて残容量制御を行う際に参照する電池の残容量テーブルを示す図である。

この実施形態に従う残容量制御は、具体的に図６に示す表にしたがって、電池残容量と３つの閾値ａ、ｂ、ｃ（ａ＞ｂ＞ｃ）との比較をし、その比較結果に従って行われる。即ち、電池残容量＞ａ、ｂであれば、例えば、充電表示部９０９に残容量表示（残容量大、或いは残容量中の表示）を表示する。また、ｃ＜電池残容量≦ｂの時はプリンタ８００の充電表示部９０９とホスト装置６１０に組み込まれたドライバを用いて、例えば、ホスト装置６１０の表示部などに残容量警告表示（残容量小）を行う。また、電池残容量≦ｃの時はプリンタ８００の充電表示部９０９とホスト装置６１０に組み込まれたドライバを用いて、例えば、ホスト装置６１０の表示部などに残容量エラー表示をする。さらに、記録ヘッド１０５のキャップクローズ等の終了動作を行う。

図５に戻って説明を続けると、ユーザによりプリンタ８００に電源が投入、（ブロック１）されると、プリンタ８００の状態はブロック２に移り、記録ヘッド１０５のキャップオープン２などの記録に必要な初期動作を行う。

一度初期動作がなされると、電源を遮断するためにはブロック１０に示すようなキャップクローズなどの終了動作が必要となるが、この時に電池残容量が充分でないとこの終了動作を終えられずにプリンタ８００が電源を遮断してしまうことがある。これが発生すると、記録ヘッドを破損する可能性があるため、プリンタ８００の動作においては最も注意すべき点である。

このため、この実施形態では、キャップオープンの前（図５の２−１のタイミング）にダミー励磁を行い、最低限キャップクローズするのに必要な電池残容量があることを確認する。電池残容量がエラーレベル以下（電池残容量≦ｃ）の時は、キャップオープンを行わずにエラー表示をする。

電源投入後、次の動作が確定していないと、プリンタ８００の状態はブロック３の記録待機に移る。記録待機とは、記録ヘッド１０５にキャップをしていないまま次の指示を待っている状態である。通常は一定時間が経過すると、プリンタ８００の状態はブロック１０のキャップクローズへと移行する。しかし、記録データが途中で途切れて長時間キャップがオープンの状態が続くこともありうる（図５の３−１のタイミング）。キャップオープン中は、キャップクローズ等の終了動作を行うために必要な電池残容量を確保する必要がある。そのため、このタイミングでもダミー励磁を一定時間置きに行うことにより、定期的に電池残容量をチェックする必要がある。

また、記録待機中にインクタンク交換動作が確定すると、プリンタ８００の状態はブロック９のキャリッジ１０４がインクタンク交換位置に移動する状態に移る。従って、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置に移動する前（図５の３−２のタイミング）でダミー励磁を行う。このダミー励磁により、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置まで移動して後に元の位置に戻ってくることが可能で、さらにキャップクローズ等の終了動作を行うのに必要な電池残容量があることが確認される。

さらに、記録待機中で吸引動作が確定した時、プリンタ８００の状態はブロック８の吸引動作へと移行する。従って、その前（図５の３−３のタイミング）にダミー励磁を行う。吸引動作は記録ヘッド１０５の保守をすることである。

一般的に、インクジェット記録ヘッドは、長時間使用しないとインクが乾燥してインクの溶質がノズルにこびりついてしまう。特に、ヒータに通電しインクに発生した熱ネットワークを加えることにより生じる気泡でインクをノズルから吐出させる方式のサーマルインクジェット記録は、長期間使用し続けていると、ヒータにインクが焦げてこびりついてしまう。これはインクの良好な吐出を妨げ、インク吐出不良を引き起こし、その結果、記録画像の品質低下につながる。

これを防止するために、インクを記録ヘッド１０５のノズルから強制的に吸い出して、記録ヘッド１０５の状態を良好に保つ必要がある。吸引動作は一連のシーケンスに沿って連続的に行われるため、その動作を途中で止めることができない。従って、吸引動作の前にも、吸引動作を最後まで終えることが可能であり、さらにキャップクローズ等の終了動作を行うのに必要な電池残容量があることを確認する。

またさらに、記録待機中でＡＣアダプタ（不図示）がＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７から引き抜かれた時、その直後（図５の３−４のタイミング）にダミー励磁を行う。プリンタ８００はＡＣアダプタからＡＣ電源の供給を受けて駆動可能であるので、その場合には従来例でも説明したように電池残容量を検出する必要がない。このため、ＡＣ電源でプリンタ８００が駆動中にＡＣアダプタがＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７から引き抜かれ電池駆動に切り替わった時、電池の残容量が不明である。従って、電池駆動に切り替わった直後にダミー励磁を行い、電池の残容量を確認する。

同じ理由で、プリンタ８００がブロック９に示す状態、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置にある状態でＡＣアダプタが引き抜かれた直後（図５の９−１のタイミング）にダミー励磁を行い、電池の残容量を確認する。また、ブロック１１に示す待機状態にある状態でＡＣアダプタが引き抜かれた直後（図５の１１−２のタイミング）にも、ダミー励磁を行い、電池の残容量を確認する。９−１では、キャリッジ１０４は、インク交換位置にあるため、ダミー励磁を行うためには、ホームポジション、又はホームポジションの反対側に移動してからダミー励磁を行う必要がある。

なお、それ以外のタイミングでＡＣアダプタが引き抜かれた場合には、ダミー励磁を行わない。なぜなら、電池の端子電圧は、負荷の大きさによって変化するため、ダミー励磁時には他のモータが停止している必要があり、それ以外のタイミングでは、他のモータが動いているため、負荷の状態が安定しないからである。

またさらに、記録待機中に記録データを受信した時、給紙前（図５の３−５のタイミング）にダミー励磁を行う。これは、プリンタ８００に記録媒体１０２が給紙されたままの状態で全ての動作が停止してしまうのを防ぐために、給紙後に、必ず排紙をすることができ、さらに終了動作を行うのに必要な電池残容量があることを給紙前に確認する必要があるからである。

記録データを受信すると、ブロック４に示す給紙を行い、ブロック５に示す記録状態に入る。一枚の記録媒体１０２に記録をするのにかかる時間は、記録データや記録モードにより異なる。記録にかかる時間が長くなると、印字中に徐々に電池の残容量が減っていくため、記録中（図５の５−１のタイミング）にもダミー励磁を行い、常に記録媒体１０２を排紙した後にキャップクローズをするのに十分な電池残容量があるかをモニタしておく。記録中にダミー励磁を行う際には、記録ヘッド１０５の記録動作を一度停止し、記録ヘッド１０５を駆動範囲のホームポジション端、又はホームポジションと反対側の端に移動してから行う。

記録がすべて終了するとブロック６に示す排紙を行い、ブロック３に示す記録待機状態に戻る。記録待機中に、次の指示が無い状態が一定時間続くと、プリンタ８００はブロック１０の状態に移行し、記録ヘッド１０５のキャップクローズを行い、さらにブロック１１の状態に移行し、待機状態に入る。

さて、プリンタ８００が待機状態に入る前にキャップオープン状態でＡＣアダプタがＣＨＧ−ＤＣｉｎジャック９０７から引き抜かれた時、ダミー励磁をする。これは、記録待機の状態にあるときと、キャリッジ１０４がインクタンク交換位置に移動した状態のみである。それ以外のタイミングでＡＣアダプタが引き抜かれた場合、次に電圧を検出するタイミングまで、電池の端子電圧は不明である。また、次の電圧検出が約束されていればよい。しかし、キャップオープン中やキャップクローズ中にＡＣアダプタが引き抜かれると、プリンタ８００は電圧検出を行わないまま待機状態に入ってしまい、ユーザが次に記録命令を発行しない限り、電池の端子電圧は不明のままである。

この実施形態では、これを避けるため、キャッピングが終了し待機状態に入った直後に、即ち、キャッピング終了直後（図５の１１−１のタイミング）にダミー励磁を行う。なお、待機状態でＡＣアダプタが引き抜かれた時には（図５の１１−２のタイミング）、上述のように、ダミー励磁を行うことにより電池の端子電圧を検出する。

このような制御を行うことにより、いつＡＣアダプタが抜かれても電池残容量が不明のままの状態が長時間続くことを防止できる。

なお、プリンタ８００が待機中にＡＣアダプタが抜かれた直後に実行されるダミー励磁は他のダミー励磁と異なり、低負荷状態が長い期間続き、見かけの端子電圧が高くなっている可能性がある。これを防止するため、この実施形態ではダミー励磁を長時間行ったり、他のダミー励磁よりも重い負荷をかけて電池の端子電圧の検出を行う等の対策を行って、電池の端子圧検出の精度を向上させている。

さらに、待機状態が一定時間続くと、電池の浪費を防ぐため、プリンタ８００の状態は電源の遮断に移行し、プリンタ８００の動作は停止する。

以上の制御シーケンスにより、アクチュエータとしてＤＣモータしか持たない記録装置においても、電池電源を記録に用いることが可能になる。

さらに、以上の実施形態において、記録ヘッド１０５から吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

以上の実施形態は、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、インクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。 この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である。しかしながら、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加する。それにより、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。

このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。

また、上記の実施形態で説明した記録ヘッド１０５自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッド１０５に限られない。そして装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段等がある。さらには、電気熱変換体、あるいはこれとは別の加熱素子、あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。

さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良い。すなわち、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。

以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良よい。あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。

さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられる他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給しても達成可能である。すなわち、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性の半導体メモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される場合もある。

しかし、さらにそのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる場合もあり得る。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の全体構成の概要を示す外観斜視図である。 図１に示した実施形態のインクジェット記録装置に充電器を装着した状態を示す斜視図である。 図１および図２に示した実施形態のインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。 図１乃至図３に示したインクジェット記録装置の制御回路構成を示す機能ブロック図である。 インクジェット記録装置に電源投入されてからの動作シーケンスを表す状態遷移図である。 検出した電池の端子電圧値に基づいて残容量制御を行う際に参照する残容量テーブルを示す図である。

Claims (9)

1. すくなくとも１つのＤＣモータと、前記すくなくとも１つのＤＣモータに電源を供給する電池と、を含む電子機器に組み込まれる電池残容量検出装置であって、
   前記電池の端子電圧を検出して前記電池の残容量を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された前記電池の残容量が、予め定めた閾値以下であるかを判別する判別手段と、を備え、
   前記検出手段により前記電池の残容量を検出する時は、前記すくなくとも１つのＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記電池から一定の電流を流している期間に実行する、ことを特徴とする電池残容量検出装置。
2. 前記電子機器は、記録ヘッドを往復走査して記録媒体に記録を行う記録装置であり、前記すくなくとも１つのＤＣモータは、前記記録ヘッドを往復走査するためのＤＣモータであり、
   前記検出手段により前記電池の残容量を検出する時は、前記記録ヘッドを往復走査する前記ＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記ＤＣモータに一定の電流を流している期間中に実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の電池残容量検出装置。
3. 前記検出手段により前記電池の残容量を検出する時は、前記記録ヘッドを往路走査の端部位置または復路走査の端部位置に突き当てることにより前記ＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記ＤＣモータに一定の電流を流している期間中に実行する、ことを特徴とする請求項２に記載の電池残容量検出装置。
4. 前記記録装置は、シリアルインクジェット記録装置である、ことを特徴とする請求項２または３に記載の電池残容量検出装置。
5. すくなくとも１つのＤＣモータと、前記すくなくとも１つのＤＣモータに電源を供給する電池と、を含む電子機器に組み込まれる電池残容量検出方法であって、
   前記電池の端子電圧を検出して前記電池の残容量を検出する検出工程と、
   前記検出工程によって検出された前記電池の残容量が、予め定めた閾値以下であるかを判別する判別工程と、を備え、
   前記検出工程により前記電池の残容量を検出する時は、前記すくなくとも１つのＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記電池から一定の電流を流している期間に実行する、ことを特徴とする電池残容量検出方法。
6. 前記電子機器は、記録ヘッドを往復走査して記録媒体に記録を行う記録装置であり、前記すくなくとも１つのＤＣモータは、前記記録ヘッドを往復走査するためのＤＣモータであり、
   前記検出工程により前記電池の残容量を検出する時は、前記記録ヘッドを往復走査する前記ＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記ＤＣモータに一定の電流を流している期間中に実行する、ことを特徴とする請求項５に記載の電池残容量検出方法。
7. 前記検出工程により前記電池の残容量を検出する時は、前記記録ヘッドを往路走査の端部位置または復路走査の端部位置に突き当てることにより前記ＤＣモータの駆動力を機械的に固定した状態で、前記ＤＣモータに一定の電流を流している期間中に実行する、ことを特徴とする請求項６に記載の電池残容量検出方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載された電池残容量検出方法の手順がプログラムコードとして記述されたコンピュータで実行可能なプログラム。
9. 請求項８に記載された電池残容量検出方法のプログラムが記憶されたコンピュータで読取可能な記憶媒体。

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