JPH03216372A - 電源供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電源供給装置に関し、特にインクジェット記
録ヘッド等の複数の記録ヘッドに電源を供給する電源供
給装置に関する。

［従来の技術コ 近年、デジタル記録方式の複写機，プリンタ，ファクシ
ミリ装置等の実用化が急速に進んでおり、特にデジタル
記録方式のカラープリンタ，カラー複写機は色調整，画
像加工等が比較的容易であるというデジタル方式の特徴
が生かされるので、カラープリンタ，カラー複写機の分
野では主流となりつつある。

この種の記録方式の種類としては、レーザービーム電子
写真方式，インクジェット方式，熱転写方式等と多数の
方式があるが，中でもインクジェット方式、例えばヒー
タでインクを吐出させるバブルジェット方式のような記
録方式では、後述するような問題がある。

第２図は、従来のインクジェット方式のフル・カラー・
プリンタの概略構成例を示す。同図に示すように、紙カ
セット５に格納された記録紙６を給紙ローラ７で搬送し
、レジストローラ８でタイミング合わせを行ない、搬送
ベルト９で同図の矢印の方向に移動させる。インクジェ
ット方式の例えばバブルジェット方式の記録ヘッド１〜
４は、それぞれ紙幅分の吐出口を持ったいわゆるマルチ
ノズルヘッドであり、記録紙６の搬送に従って、シアン
（Ｍ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（
Ｋ）の順に吐出口からインクを吐出し、フルカラー画像
の形成を記録紙上に行なう。その後、記録紙６は排紙ロ
ーラｌＯにより機外に排出される。

上記記録ヘッド１〜４は、例えばＡ４サイズの縦方向２
９７ｍｍを４００ｄｐｉ　（ドット／インチ）の記録密
度で記録（印字）するものとすれば、 ２９７（＋ｎ＋ｎ）　Ｘ　４００（ｄｐｉｌ÷２５．　
４　（ｍｍ）≠４６７７　（個）のインク吐出口の数が
あれば良い。バブルジェット方式の記録ヘッドでは、１
吐出口当たり、１　００＋ｎＡ前後の電流を必要とする
ことから、１記録ヘッド当りの電流容量は、 ０．Ｉ　Ｘ４６７７＝４６７．７（Ａ）も必要になって
しまう。しかし、実際には記録ヘッドに対して時分割駆
動を行なうので、例えばｌ／５０程度に１記録ヘッドを
分割して駆動することにより、１記録ヘッド当りの駆動
電流をＩＯＡ程度にすることができる。

さらに、記録ヘッドの駆動電圧は、バブルジェット方式
の場合には、２０〜４０Ｖ前後必要であり、かつ記録ヘ
ッドの製造工程の相違等により、インク吐出電圧が変動
するので、記録ヘッド毎にその駆動電圧を変える必要が
ある。

第３図に、複数の記録ヘッドを駆動する従来の駆動回路
の構成例を示す。

この記録ヘッド１〜４は、ヘッド交換を前提とするので
、それぞれの固有の駆動電圧の情報をあらかじめ記憶し
た、例えばボリューム抵抗器（図示せず）等と一体化さ
れて形成されている。ＤＣ（直流）電源２１〜２４は、
記録ヘッド１〜４に記憶されたその駆動電圧に関する情
報を基に適正な駆動電圧を供給する可変電圧安定化電源
である。

ＤＣ電源２１〜２４は、先に述べたように大容量（２０
〜４０ｖ）なので、記録ヘッド１〜４から離れた所に配
置せざるを得す、また直接駆動電圧情報をＤＣ電＃！２
１〜２４に人力することはノイズの混入等、動作上不安
定な要因となるので、第３図に示すような構成でノイズ
除去を行なっている。

すなわち、多入力のＡ／Ｄ　　（アナログ／デジタル）
コンバータｌ５を使用して、各記録ヘッド１〜４に与え
られたヘッド駆動電圧を抵抗器を介して電圧値として読
み込む。ｃｐｕ　　（中央演算制御部、例えばワンチッ
プマイクロコンピュータ）１６では、Ａ／Ｄコンバータ
１５で複数回サンプリングしたデータを基に設定電圧値
を決定し、この決定した設定電圧値を基にＤＣ電源２１
〜２４の近傍に１置されたＤ／Ａ　　（デジタル／アナ
ログ）コンバータ１７〜２０にＤＣ電源２１〜２４の出
力電圧の制御のための数値を出力する。Ｄ／Ａコンバー
タ１７〜２０は、設定した数値に応じて所定の電源値ま
たは電圧値をＤＣ電＃ｉ２１〜２４に出力する。ＤＣ電
源２１〜２４この電流値または電圧値に基いて適正な駆
動電圧を記録ヘッド１〜４に供給する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第３図に示すような従来の回路構成例で
は、以下に述べるような問題がある。

■大容量の可変出力のＤＣ電源が記録ヘッドの個数分だ
け必要なので、装置が大型となり高価となる。

■記録ヘッドの電圧値設定用のボリューム抵抗器等の記
憶素子の情報を読み出し、ＤＣ電源にその情報をセット
するまでの回路（　Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバー
タ等）が余分に必要となり、そのため製造コストの増加
の他に、線材の引きまわしにより生ずるノイズ対策も必
要になる。

■ＤＣ電源から記録ヘッドまでの距離が長い場合には、
流れる電流が多いことから電圧降下の対策が必要となる
。この電圧降下に対する十分な対策ができない場合には
、記録ヘッドに流れる電流に応じて配線材上での電圧ド
ロップ量が変化するので、一定電圧を記録ヘッドに供給
することができなくなる。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、装置の小型化および
製造コストの低減が得られ、さらには記録ヘッド駆動電
力の安定化、ノイズの低減、電圧降下の減少、配線長の
短縮が得られる記録ヘッド駆動用の電源供給装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、複数の記録ヘッド
に駆動電源を供給する共通の単一の電源供給部と、該記
録ヘッド毎に設けられて、該記録ヘッドに固有の駆動電
源情報をあらかじめ記憶した情報記憶部と、該情報記憶
部の該固有の駆動電源情報に応じて前記電源供給部から
の電源を該情報のレベルに安定化して該当の記録ヘッド
へ供給する安定化回路部とを具備したことを特徴とする
。

また、本発明の一態様として、前記記録ヘッドと前記情
報記憶部とを一部品として一体的に構成し、前記記録ヘ
ッドと前記安定化回路部とを着脱町能に一体的に結合し
てユニット化したことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、例えばインクジェット記録ヘッドで通常の
フルカラー記録（印字）する場合、実際には４色を同時
にべ夕印字することがない点に着目し、すなわち４色の
同時べ夕印字の場合は、インクが紙面の印字位置からあ
ふれるので、濃度を高めたい所でも平均２〜３色重ねで
抑える必要がある点に着目し、ＤＣ電源を共通化して１
つにするようにしたので、ＤＣ電源４個分の全体の電源
容量を減らして装置の小型化、製造コストの低減が可能
となり、また記録ヘッドの近傍に必要な電圧値を設定制
御する安定化回路を設けるようにしたので、記録ヘッド
駆動電力の安定化、ノイズの低減、電圧降下の減少、お
よび配線量の短縮等が得られる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

σ東上天五ヨ 第１図は複数の記録ヘッドを有する記録装置の電源供給
装置に本発明を適用したー実施例（以下、第１実施例と
称する）の概略回路構成を示す。

同図において、３１〜３４は複数の記録ヘッドであり、
例えばバブルジェット方式でシアン（Ｃ），マゼンタ（
Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の４色のインク
を吐出してフルカラー画像の形成を記録紙上に行う。こ
の記録ヘッド３１〜３４は、上述した第３図の記録ヘッ
ド１〜４に相当し、記録を行なうマルチ・ノズル・ヘッ
ドと各ヘッド固有の駆動電圧情報を記憶したボリューム
抵抗器（可変抵抗器）等の記憶素子とが一体化されたも
のである。

３５〜３８は個々の記録ヘッド３１〜３４にそれぞれ接
続した安定化回路である。この安定化回路３５〜３８は
、記録ヘッド３１〜３４の記憶素子のへ・ソド駆動電圧
情報を基に、例えば、ＤＣ［　ｉ　３９から供給される
駆動用電力を一定の電圧値に安定化し、記録へ・ｙド３
１〜３４に出力する回路である。また、安定化回路３５
〜３８はこのような電圧制御だけでなく、場合によって
は電流を制御してもよい。

ＤＣ電源３９は、記録ヘッド３１〜３４に共通の単一の
電源であり、４ヘッド同時駆動の電流値に対して、′／
４〜３７４程度の容量があれば良し１。実際の画像印字
を行なう場合、画像処理の方法によっては部分的に３色
、４色といった同時印字をする場合があるが、高濃度画
像の連続印字を行った場合でも、平均では１画素あたり
２〜３ド・ソト程度の印字になることから、ピーク電流
に対してある程度高い容量の電流であれば良く、実用的
には上記の電流容量であれば問題ない。

記録ヘッド３１〜３４が定電圧駆動の場合には、ＤＣ電
［３９は各記録ヘッド３１〜３４の最大駆動電圧値が保
証されれば良く、また安定化回路３５〜３８があるので
、ＤＣ電源３９としては高い安定度も必要なく、廉価な
ものに構成することができる。例えば、記録ヘッド３１
〜３４の駆動電圧が２８〜３０Ｖとすると、ＤＣ電源３
９は、出力電圧の最低値３０Ｖが保証されれば良い。一
方、安定化回路３５〜３８は、２８〜３０Ｖの定電圧制
御ができれば良い。

本実施例に適用可能な安定化回路３５〜３８としては、
ドロッパ一方式、スイッチング方式等の各種の方式の安
定化回路が考えられるが、比較的回路構成の簡単なドロ
ツパ一方式の安定化回路を使用した場合の回路例を第４
図に示す。

第４図において、記録ヘッド４１　（３１〜３４の総括
番号とする）は、例えば、バブルジェット方式のマルチ
ノズルヘッドの記憶ヘッド部４２とボリューム抵抗器４
３が一体化されたものである。このボリューム抵抗器４
３には、記録ヘッド部４２の駆動電圧ｖ０に相当する値
があらかじめセットされている。

ＤＣ電源３９からは供給電圧ｖｌの電力がこの安定化回
路に供給され、４４〜５１の素子で構成される周知の定
電圧回路により、駆動電圧■。を出力する。

第４図の回路例では、■。一■，の電圧降下は、トラン
ジスタ５ｌで行われるので、（■。−Ｖ．）　ｘ駆動電
流の電力がトランジスタ５１で消費されることになる。

例えば、供給電圧Ｖ．が３０Ｖであり、駆動電圧ｖ０が
最小（、．。Ｖ．）で２８Ｖ、平均最大駆動電流が１０
Ａとした場合、トランジスタ５ｌで消費される最大電力
は、 （３０−２８）　Ｘ　１０　＝　２０（Ｗ）となる。こ
の例から分るように、（ｙ，−，，ｌ，ｖ。）の値が小
さい程、トランジスタ５１で消費される電力を小さくで
きるので、第１図の安定化回路３５〜３８を放熱処理を
含めて小さくすることができる。

また、トランジスタ５１Ｃ３記録ヘッド部４２ｅ＞ツエ
ナーダイオード４９の電力供給ルートを短く配線すれば
、配線材の抵抗による電圧低下を少なくすることができ
るので、抵抗器４４およびボリューム抵抗器４３で設定
される出力電圧■。を駆動電流の変動に対して安定にす
ることができる。すなわち、駆動信号で全インク吐出口
を吐出一不吐出と駆動した場合に、先の具体例では、平
均駆動電流がＩＯＡ−ＯＡに変化するが、このような急
激な電流の変化に対しても駆動電圧■。を安定に保つこ
とができる。

第５図には、本実施例において電力供給ルートを短《す
る実装例を示す。第５図の例では、安定化回路４０（３
５〜３８の総括番号とする）と記録ヘッド４ｌを分離し
た構成とし、コネクタ接続により一体化して配線長を短
くしたものである。

すなわち、記録ヘッド部分４１は、駆動信号を入力する
コネクタ６０，記録部４２，取付基台６２，ボリューム
抵抗器４３，電源供給をするコネクタ６４，および不図
示の駆動回路により構成される。ボリューム抵抗器４３
は、配録部（記録ヘッド部）４２の駆動電圧を設定する
。駆動信号はコネクタ６０から入力され、この駆動信号
に応じて例えば取付基台６２の背面に配置された駆動回
路（不図示）により複数のインク吐出口に対する吐出制
御を行なう。駆動電力は、コネクタ６４から供給され、
記録部４２に印加される。

また、安定化回路部４０は、プリント基板６６上に回路
を形成したもので、ＤＣ電源３９（第１図参照）にはコ
ネクタ６７を介して、記録ヘッド部分４１へはコネクタ
６５を介して接続する。安定化回路部４０は、第５図の
矢印の取付基台６２の位置に取り付け、コネクタ６４．
　６５を接続した状態でネジ等により記録ヘッド部４ｌ
と固定する。

この実装例では、着脱可能に一体的に固定されるので記
録ヘッド部４１の交換が容易に可能となり、また、配線
長も短くすることができ、小型化も可能となる。

隻夏又１丘濶 上述した本発明の第１実施例では、駆動電圧値の設定に
ボリューム抵抗器を用いているが、第４図の回路構成で
出力電圧■。の精度を保証するには、抵抗器４４〜４６
とボリューム抵抗器４３の精度を高くする必要があるの
で、製造コスト上昇の要因となる。そこで、安定回路で
精度を保証するには、ボリューム抵抗器をディップスイ
ッチ、デジタルメモリ（例えば、ＲＯＭ１等のデジタル
素子に置き換え、デジタル値で電圧，電流を制御するよ
うに構成しても良い。このようなデジタル値制御とした
場合には、安定化回路単体で設定電圧値を保証すれば良
《なるので、部品管理が容易になり、設定電圧値の精度
も向上させ易くなる。また、このデジタル値制御の場合
は、ノイズ等の影響も受けに《くなり、安定化回路と設
定値記憶素子とが互いに離れた位置に配設された場合に
も、安定した動作が期待できる。

殴１旦叉１皇 上述の本発明の第１実施例では、マルチノズルの記録ヘ
ッド１個に付き安定化回路を１個対応させて接続してい
るが、場合によっては、次のようにしても良い。すなわ
ち、マルチノズルの記録ヘッドのインク吐出口１つ、も
しくは複数の吐出口に対して安定化回路を１個を対応さ
せる。これは例えば、記録ヘッド駆動回路と安定化回路
を合体して高集積化することにより実現できる。この構
成は安定化回路で消費する電力が少ない場合には十分実
用的に可能である。また、この場合は、安定化回路と記
録ヘッド、および情報記憶素子を一体化することもでき
るので、装置の小型化、低コスト化も期待できる。

１１土犬里皇 記録ヘッドの吐出むら等の特性情報がある場合には、そ
の情報を記憶した不揮発メモリ等に記録ヘッドの駆動条
件も一緒に記憶するように構成しても良い。

ｍ４例 上述した実施例の説明では、インクジェット方式の記録
ヘッドに本発明を適用した場合について示したが、熱転
写方式の記録ヘッド等の他の記録の方式の記録ヘッドに
ついても本発明が同様に適用可能なことはいうまでもな
い。

特に、複数の記録ヘッドを使用し、各記録ヘッドの駆動
条件が固体毎に異なる場合に本発明は有効である。

また、定電圧、定電流、定電力制御のいかんにかかわら
ず、本発明は適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明のように、本発明によれば、ＤＣ電源を共通化
して１つにするようにしたので、ＤＣ電源４個分の全体
の電源容量を減らして装置の小型化、製造コストの低減
が可能となり、また記録ヘッドの近傍に必要な電圧値を
設定制御する安定化回路を設けるようにしたので、記録
ヘッド駆動電力の安定化、ノイズの低減、電圧降下の減
少、および配線量の短縮等が得られる。また、本発明で
は記録ヘッドと安定化回路を一体化することにより、個
々の記録ヘッドの駆動電力の供給が安定化されるので、
ＤＣ電源からの線材の引きまわしも電圧降下をあまり気
にせずでき、かつ、配線長も減らすことが可能になると
いった副次的な効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の電源供給装置の概略構成
を示すブロック図、 第２図は、本発明が適用可能な記録装置の内部構成例を
示す模式図、 第３図は、従来例の電源供給装置の構成を示す構成図、 第４図は、本発明の一実施例の記録ヘッド部と安定化回
路部の具体的な回路構成を示す回路図、第５図は、第４
図の回路の実装例を示す分解斜視図である。 ３１〜３４， ３５〜３８ ３９ ４２ ４３ ６０ ６４，　　６５． ６６ ４ｌ・・・記録ヘッド、 ４０・・・安定化回路、 ・・・ＤＣ電源、 ・・・記録ヘッド部（記録部）、 ・・・ボリュウム抵抗器、 ・・・取付基台、 ６７・・・コネクタ、 ・・・プリント基板。 第 ４ 図 第 ５ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の記録ヘッドに駆動電源を供給する共通の単一
   の電源供給部と、 該記録ヘッド毎に設けられて、該記録ヘッドに固有の駆
   動電源情報をあらかじめ記憶した情報記憶部と、 該情報記憶部の該固有の駆動電源情報に応じて前記電源
   供給部からの電源を該情報のレベルに安定化して該当の
   記録ヘッドへ供給する安定化回路部と、 を具備したことを特徴とする電源供給装置。 ２）前記記録ヘッドと前記情報記憶部とを一部品として
   一体的に構成し、前記記録ヘッドと前記安定化回路部と
   を着脱可能に一体的に結合してユニット化したことを特
   徴とする請求項１に記載の電源供給装置。