JP2024085239A - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に蓄えられた電荷をＤＣ／ＤＣコンバータを使って放電する。
【解決手段】電源装置は、同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータと、前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値と、当該第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値とを切り替える電圧設定変更部、および前記スイッチング素子の動作モードとして、電流連続モードと電流不連続モードとを切り替える電流制御モード切替え部を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、少なくとも所定時間の間、前記電流連続モードに設定する。
【選択図】図４

Description

本開示は、電源装置およびそれを用いた画像形成装置に関する。

従来、サーマルヘッド方式のインクジェット記録装置は、インク吐出部である記録ヘッドに搭載されるヒータと、ヒータを制御する制御回路へ供給する電源供給部とを有している。電源供給部からヒータに繋がる電源ラインには、吐出時に流れる急峻な電流によって電圧が低下しないために、平滑用の容量の大きなコンデンサを接続しており、電荷の供給を補っている。記録装置の電源をオフする際、このコンデンサに蓄えられた電荷が放電されるまでに時間を要する。そのため、電源をオフしてから、ヘッドが着脱されるまでに、素早く放電する必要がある。特許文献１では、スイッチと抵抗で構成される放電回路を設けて、電源オフ時にスイッチを動作させ、放電抵抗を介して蓄えられた電荷を強制的に放電している。特許文献２では、電源オフ時に所定時間、ヘッド表面を温調するヒータをオンして、蓄えられた電荷を放電する構成が開示されている。

特開２００７－０６２２６４号公報 特開２０００－２３８２５１号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、スイッチと抵抗で構成される放電回路を付加するためのコストがかかる。また、特許文献２の方法では、ヒータに強制的に放電すると、直前まで温調されていた温度に加えて、ヘッドのさらなる温度上昇を招く可能性がある。そこで、ヘッドの温度上昇を招くことなく、低コストで放電させるための構成が必要とされている。

上述のような課題を解決するための本開示の電源装置は、同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータと、前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値と、当該第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値とを切り替える電圧設定変更部、および前記スイッチング素子の動作モードとして、電流連続モードと電流不連続モードとを切り替える電流制御モード切替え部を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、少なくとも所定時間の間、前記電流連続モードに設定することを特徴とする。

本開示によれば、負荷に蓄えられた電荷をＤＣ／ＤＣコンバータを使って放電することにより、ヘッドの温度上昇を招くことなく、低コストで放電させることが可能となる。

本開示の第１実施形態にかかる記録装置を示す構成図である。 第１実施形態にかかる記録装置の制御ブロック図である。 第１実施形態にかかる記録装置の記録ヘッドの電気ブロック図である。 第１実施形態にかかる記録装置のＤＣ／ＤＣコンバータの構成図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モードを説明するための図である。 記録ヘッドの電源をオフするための処理を示すフローチャートである。 記録ヘッドの電源をオフするための処理におけるＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するための図である。 記録ヘッドの電源電圧を変更するための処理を示すフローチャートである。 記録ヘッドの電源電圧を変更するための処理におけるＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するための図である。

以下、図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に、本開示の第１実施形態にかかる記録装置を示す。記録装置１００における記録ヘッド周辺の概略構成を示している。記録材であるシートＳは、第一搬送部１０１から搬送され、第二搬送部１０２で巻き取られる。搬送されるシートＳに対して、上方から記録ヘッド１０６によりシートＳ上に記録処理を行なって画像を形成する。記録ヘッド１０６は複数備えられ、搬送経路に倣って搬送方向に沿って並べられている。第１実施形態では、Ｂｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の４色のインク等の液体に対応した４つのライン型記録ヘッドを有する。なお、色数および記録ヘッド１０６の数は４つに限定はされない。

各色のインクは、不図示のインクタンクからそれぞれインクチューブを介して記録ヘッド１０６に供給される。記録ヘッド１０６は、ヒータ、ノズルなどが搭載された交換ヘッド１０３、制御基板１０４および電源供給基板１０５により構成され、相互に電気的に接続されている。交換ヘッド１０３には、複数のノズルに対応するヒータが搭載され、制御基板１０４からの電気信号によりインク等の液体の吐出を行う。また、交換ヘッド１０３は、制御基板１０４、電源供給基板１０５および不図示のインクタンクに対して着脱可能であり、交換することができる。

図２に、第１実施形態にかかる記録装置の制御ブロックを示す。記録装置１００は、記録装置１００全体の制御を司る画像コントローラ２００、エンジン制御部２０２、記録制御部２０３および搬送制御部２０４を含む。画像コントローラ２００、エンジン制御部２０２、記録制御部２０３および搬送制御部２０４の各々は、ＣＰＵ、記憶部および通信部を含み、通信Ｉ／Ｆ２０１を介して相互に接続されている。記憶部には、システム起動に必要なブートプログラム、ＣＰＵが実行するアプリケーションプログラムなどが格納され、ＣＰＵでプログラムを実行するために必要な記憶領域としても用いられる。

画像コントローラ２００は、外部のホスト装置から、記録材に記録する画像の元となるデータを受取り、記録制御部２０３で扱うことができる画像データに変換し、通信Ｉ／Ｆ２０１を介して記録制御部２０３に送信する。エンジン制御部２０２は、インクの水分を乾かすための乾燥制御、記録ヘッドの表面を洗浄するためのヘッドメンテナンス制御、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するためのインク循環制御などを実行する。搬送制御部２０４は、図１に示した第一搬送部１０１、第二搬送部１０２を含むアクチュエータの制御を行う。また、搬送制御部２０４は、センサ類２０５により検出した情報に基づいて、アクチュエータ等のタイミング制御を行うことができる。記録制御部２０３は、画像コントローラ２００から受信した画像データを、記録材に画像形成するためのデータに展開し、記録ヘッド１０６のノズル列に適したデータに変換して、記録ヘッド１０６へ送信する。また、記録制御部２０３は、複数の記録ヘッド１０６の間のタイミングの調整なども行う。

記録ヘッド１０６は、電源装置２０７と交換ヘッド１０３で構成され、電源装置２０７は、図１に示した制御基板１０４と電源供給基板１０５とが搭載されている。制御基板１０４は、ＣＰＵが搭載されたヘッド内制御部２０６を含み、画像処理だけでなく、電源供給基板１０５の電源ブロックを制御して交換ヘッド１０３への電源供給も行う。このような記録ヘッド１０６が、各色ごとに、第１実施形態では４つ存在する。

図３に、第１実施形態にかかる記録装置の記録ヘッドの電気ブロックを示す。ブロック間を接続する実線は電源の接続を示し、点線は信号の接続を示している。鎖線は、各ブロックのまとまりを示している。交流電源３００からＡＣ/ＤＣコンバータ３０１により直流電圧Ｖ０に変換され、制御基板１０４と電源供給基板１０５とにより構成される電源装置２０７に供給される。ＡＣ/ＤＣコンバータ３０１は、エンジン制御部２０２により、電圧生成動作のオンとオフとを切り替えることができる。

＜電源供給基板１０５＞
記録ヘッド１０６の電源装置２０７に供給された直流電圧Ｖ０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３により、ヒータ３１２用の直流電圧ＶＨに変換され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０４により、直流電圧１２Ｖに変換される。電源コントローラ３０９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３のオンオフを制御するとともに、直流電圧ＶＨの出力電圧値を変更することができる。また、電源コントローラ３０９は、直流電源Ｖ０を監視し、停電時、記録装置１００の電源が落とされたことを検知している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０４で生成された直流電圧１２Ｖの出力は、後段のＤＣ／ＤＣコンバータ３０５、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０６およびＤＣ／ＤＣコンバータ３０７に供給される。ＤＣ/ＤＣコンバータ３０５は、直流電圧１２Ｖを、交換ヘッド１０３におけるヒータ駆動回路３１１に供給するための直流電圧ＶＨＴに変換している。ＤＣ/ＤＣコンバータ３０６は、直流電圧１２Ｖを、交換ヘッド１０３のロジック回路３１０に供給するための直流電圧ＨＶＤＤに変換している。電源ＶＨＴ（以降、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を電源の名称としても用いる）と電源ＨＶＤＤの供給経路には、それぞれ継電回路３１３，３１５が挿入されている。制御基板１０４の制御回路３０８は、インクの吐出動作シーケンスに応じて、継電回路３１３，３１５をオンオフ制御することができる。

＜制御基板１０４＞
制御基板１０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０７と、ヘッド内制御部２０６である制御回路３０８とが搭載されている。ＤＣ/ＤＣコンバータ３０７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０４から出力された直流電圧１２Ｖを、制御回路３０８に供給するための直流電圧ＶＣに変換している。各電源の出力電圧は、Ｖ０＞ＶＨ＞ＶＨＴ＞ＨＶＤＤ≒ＶＣの大小関係になっている。なお、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０７は、制御回路３０８で使用されるデバイスによっては、電圧ＶＣ以外に異なる電圧として、例えば、ロジック用電圧とアナログ用電圧とを生成する場合がある。

制御回路３０８は、電源供給基板１０５および交換ヘッド１０３を制御する。具体的には、電源コントローラ３０９を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３０３を制御する。また、制御回路３０８は、記録ヘッド１０６の外部から入力される不図示の画像データに応じて、インクの吐出動作シーケンスに適したタイミング信号に変換する。このタイミング信号に応じて、ロジック回路３１０は、交換ヘッド１０３において駆動するヒータを選択することにより、記録ヘッド１０６のインクの吐出動作の制御を行う。

＜交換ヘッド１０３＞
記録ヘッド１０６には、複数のインクノズルが搭載されており、各々のインクノズルに対して、ヒータ３１２およびヒータ駆動回路３１１が設けられるが、図３においては、説明の都合上１つのみ図示している。ロジック回路３１０は、制御基板１０４の制御回路３０８からのタイミング信号を受けて、複数のヒータ３１２から駆動するヒータを選択する回路である。ヒータ駆動回路３１１は、ロジック回路３１０からオンオフ信号を受け取り、電源ＶＨからヒータ３１２に流す電流量を調整するためのスイッチング動作を行う。電源ＶＨからの電力供給によりヒータ３１２が発熱し、インクが吐出される。なお、交換ヘッド１０３は、劣化等により、電源装置２０７から着脱交換できる構成になっている。

＜コンデンサ３１６＞
インクを吐出するタイミングでヒータ３１２に流れる電流は、インクの吐出動作シーケンスに応じて、急峻な立ち上がり波形となるとともに、短時間に大電流が流れる。そこで、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０３から出力される電圧ＶＨが、電流変動により変動しないように、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０３とヒータ駆動回路３１１との間にコンデンサ３１６が接続されている。ヒータ３１２で消費する電流が大きいほど、コンデンサ３１６の容量は大きいことが望ましく、負荷であるヒータ３１２により近い部分に接続されることが好ましい。第１実施形態では、交換ヘッド１０３内に、コンデンサ３１６を配置している。

図４に、第１実施形態にかかる記録装置のＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す。同期整流方式のＤＣ/ＤＣコンバータ３０３の構成と、電圧設定を変更する方法について説明する。同期整流方式のＤＣ／ＤＣコンバータは、一般的な回路方式であり、本実施形態の構成に関わる部分のみを説明する。

＜同期整流スイッチ部＞
コンデンサ４０１は、ＡＣ/ＤＣコンバータ３０１から出力された直流電源Ｖ０の電荷をチャージする入力コンデンサである。スイッチングＦＥＴ４０２と同期整流ＦＥＴ４０３（以降、ＦＥＴ４０２、ＦＥＴ４０３と称する）は、スイッチングパルスを生成するスイッチング制御部４０４からの駆動信号によってＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子である。スイッチング制御部４０４は、ＦＥＴ４０２とＦＥＴ４０３を排他的にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。ＦＥＴ４０２がＯＮする時には、インダクタ４０５に直流電源Ｖ０を供給源とする電流を流すことによりエネルギーが蓄えられる。次に、ＦＥＴ４０２のＯＦＦの時に、ＦＥＴ４０３がＯＮされるため、インダクタ４０５のエネルギーが起電力として働き、出力コンデンサ４０６とＦＥＴ４０３とに、電流を流す。このようにして、インダクタ４０５に電流を流すことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３の出力である電源ＶＨの電源ラインに電力を供給し続けている。

＜電圧フィードバック部＞
ＦＥＴ４０２は、電圧フィードバック部による電圧に応じて、ＯＮされる期間が調整され、電圧ＶＨを維持できるように制御される。具体的には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２により分圧された電圧ＶＦＢが、エラーアンプ４０７に入力され、基準電源として固定された電圧Ｖｒｅｆと比較される。エラーアンプ４０７から出力される差分電圧と、発振器４０８から出力される鋸波がコンパレータ４０９に入力され、差分電圧に応じたＯＮデューティーを有するパルスが生成され、スイッチング制御部４０４をフィードバック制御する。フィードバック制御されたＯＮデューティーによって、再びＦＥＴ４０２がＯＮとなり、所望の直流電圧ＶＨになるように、ＯＮ／ＯＦＦ制御がなされる。所望の直流電圧ＶＨとは、基準電圧ＶｒｅｆとＲ１、Ｒ２の抵抗値によって決まる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３の出力電圧が所望の直流電圧ＶＨになるように、エラーアンプ４０７を介して、スイッチング制御部４０４に帰還がかかるようになっている。

＜電圧設定変更部＞
所望の直流電圧ＶＨは、基準電圧ＶｒｅｆとＲ１、Ｒ２の抵抗値によって決まるが、さらに抵抗Ｒ３に流す電流を変更することにより、可変することができる。具体的には、電圧検知部４１０によって、検出された電圧ＶＳＥＮが電源コントローラ３０９に入力される。電圧検知部４１０は、例えば、２つの抵抗による抵抗分圧を出力する。電圧ＶＳＥＮと電圧設定部４１１の電圧Ｖｖｏｌとが、エラーアンプ４１２に入力され、差分電圧Ｖｏが出力される。

差分電圧Ｖｏは、抵抗Ｒ３と基準電圧Ｖｒｅｆとにより電流Ｉ３を増減させる。電圧ＶＦＢは、基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように回路動作するため、電流Ｉ２は、増減しない固定値の電流である。一方で、電流Ｉ２は、電流Ｉ１とＩ３の和であるため、電流Ｉ３が増えると、自ずと電流Ｉ１がその分減り、所望の直流電圧ＶＨが下がる。このようにして、電源コントローラ３０９において、電圧設定部４１１の設定電圧Ｖｖｏｌを変更することにより、電流Ｉ３および電流Ｉ１が調整され、ＤＣ/ＤＣコンバータ３０３による電源ＶＨの出力電圧を変更することができる。

なお、電源供給基板１０５の電源コントローラ３０９は、制御基板１０４の制御回路３０８に搭載されたＣＰＵにより制御されるため、電源ＶＨの出力電圧の変更は、制御回路３０８のＣＰＵからの指示で行われる。

＜電流制御モード切替え部＞
電流制御モード切替え部４１４は、制御回路３０８からの、電流制御モード切替え信号によって、スイッチング素子の動作モードとして実行可能な電流連続モードと電流不連続モードとを切り替える。電流制御モード切替え信号は、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗの２値の信号であり、所定の閾値電圧を基準にして、２値のいずれかが判別される。第１実施形態では、信号の電圧レベルがＨｉｇｈのとき電流連続モード、Ｌｏｗのとき電流不連続モードである。なお、電流制御モードを切り替える為の判別方法は、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗの信号に限定されるものではなく、例えばＩ２Ｃ通信のようにクロックと同期した通信でもあってもよい。

図５を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作モードを説明する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、電流連続モードにおけるＦＥＴ４０２，４０３の動作と、インダクタ４０５の電流動作を示している。図５（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、電流不連続モードにおけるＦＥＴ４０２、４０３の動作と、インダクタ４０５の電流動作を示している。インダクタ４０５の電流は、図４に示した電流Ｉ１の方向に流れる場合を正として波形を図示する。

電流連続モードは、同期整流スイッチ部の項で前述べたように、ＦＥＴ４０２、ＦＥＴ４０３を交互にＯＮさせることにより、インダクタ４０５からの電流を連続して出力する制御方式である。なお、ＦＥＴ４０２とＦＥＴ４０３とが同時にＯＮしないように、両方をＯＦＦするデッドバンドタイムＴ１を設けている。

図５（ｃ）は、負荷の大きさの違いによって変わる電流波形５０１～５０３を３つ例示している。波形５０３のように、極端に負荷が小さい場合であっても、一定の周期でＦＥＴ４０２、４０３をＯＮ／ＯＦＦ動作させている。このとき、領域５０４は、コンデンサ４０６に蓄えられた電荷が、図４で示した電流Ｉ４の向きで放電していることを示している。この電流Ｉ４は、インダクタ４０５の抵抗成分およびＦＥＴ４０３のオン抵抗などにより電力が消費される。

電流不連続モードでは、ＦＥＴ４０３のＯＮとＦＥＴ４０２のＯＮとの間のデッドバンドタイムＴ１に代えて、より長い時間のオフ期間Ｔ２を設けている。すなわち、電源ＶＨを供給するＤＣ／ＤＣコンバータ３０３をオフにする期間を設けている。このようにして、ＦＥＴ４０２、４０３のＯＮの繰り返しを間欠的に動作させている。電流不連続モードによれば、電流連続モードで生じていた領域５０４において消費していた電力損失を減らすことができる。従って、負荷が小さい場合、電流不連続モードは、電力を負荷に供給する効率が電流連続モードと比較して高いという利点がある。

第１実施形態における動作モードである電流連続モードと電流不連続モードの使い分けについて説明する。記録ヘッド１０６においてインクの吐出をおこなうときは、ヒータ３１２に電流を供給しており、電流連続モードで制御している。次に、インクの吐出を終え、ヒータ駆動回路３１１をオフすると、電源ＶＨの負荷はヒータ３１２への電流供給が無くなるために、軽負荷になる。軽負荷時には、消費電力を節減するために、電流不連続モードに切り替える。しかしながら、軽負荷になると同時に、電源ＶＨを供給するＤＣ／ＤＣコンバータ３０３をオフにすると、出力コンデンサ４０６と交換ヘッド１０３のコンデンサ３１６に蓄えられた電荷が放電する時間が長くなってしまう。

そこで、第１実施形態においては、軽負荷になり、電圧を下降する電圧設定切り替えを行った後の所定時間は、電流連続モードを維持する。これにより、電流Ｉ４の経路で放電動作が行われ、より早く電源ＶＨを下げることができる。なお、所定時間、すなわち放電時間はコンデンサ４０６、３１６の容量で増減するため、接続するコンデンサの容量に応じて設定する。

図６は、記録ヘッドの電源をオフするための処理を示すフローチャートであり、図７を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。この処理は、例えば、交換ヘッド１０３を交換する際に、記録ヘッド１０６の電源をオフするために、制御基板１０４の制御回路３０８が行う。

時刻ｔ０において、記録制御部２０３から記録ヘッド１０６の電源をオフするための指令が制御回路３０８に送出される。制御回路３０８は、所定の時間経過後の時刻ｔ１において、ステップＳ６００から処理を開始する。なお、所定時間ｔ１は、制御回路３０８の内部処理時間に応じて任意に設定される。

時刻ｔ１において、制御回路３０８のＣＰＵは、インクの吐出を終えたヒータ駆動回路３１１をオフにする指示を、ロジック回路３１０に送信する（ステップＳ６００）。オフされたヒータ駆動回路３１１と電源ＶＨのラインを介して接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ３０３は軽負荷となる。制御回路３０８は、ヒータ駆動回路３１１をオフにする指示を出すことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３の負荷の大小が判るため、負荷検知手段にもなり得る。なお、制御回路３０８は、記録ヘッド１０６の電源をオフするための指令に限らず、所定の負荷よりも低い軽負荷となることが明らかな指令を受けた場合にも、負荷検知手段として動作することができる。

軽負荷時には消費電力を節減するために、制御回路３０８は、軽負荷となったＤＣ／ＤＣコンバータ３０３を電流不連続モードに切り替える。すなわち、電流制御モード切替え部４１４に送出される電流制御モード切替え信号の出力をＬｏｗに切り替える。

時刻ｔ２において、制御回路３０８は、電源コントローラ３０９の電圧設定部４１１における設定電圧Ｖｖｏｌを、電圧Ｖ１より低い電圧Ｖ２に切り替える（ステップＳ６０１）。これにより電源ＶＨは、設定電圧Ｖ２に応じたＤＣ／ＤＣコンバータ３０３の出力電圧ＶＨ’に向けて下降を始める。電圧ＶＨ’は０Ｖとなるように設定されてもよい。

時刻ｔ３において、所定時間Ｔ５を測るためのタイマーのカウントを開始する（ステップＳ６０２）。さらに、制御回路３０８は、Ｔ５の時間が経過するまでの間、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３が軽負荷であっても、電流制御モード切替え信号の出力をＨｉｇｈにして、電流連続モードにする（ステップＳ６０３）。上述した通り、軽負荷となった場合でも電流連続モードにすると、所定時間Ｔ５の間、電源の効率が下がってしまう。一方、電源ＶＨの電源ラインを介したコンデンサ４０６、３１６からの放電は、電流不連続モードにした時よりも速く放電することができる。なお、ステップＳ６０２のタイマーのカウント開始と、ステップＳ６０３の電流連続モードへの切り替えとは、ステップＳ６０１の電圧の切り替え直後に実行してもよい。

所定時間Ｔ５が経過すると（ステップＳ６０４）、時刻ｔ４において、制御回路３０８は、電源コントローラ３０９を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３０３をオフする。制御回路３０８は、記録制御部２０３を介して、エンジン制御部２０２に、記録ヘッド１０６への電源供給をオフしたことを通知する。この通知により、エンジン制御部２０２のＣＰＵは、ＡＣ／ＤＣコンバータ３０１の動作をオフする（ステップＳ６０５）。

以上のように、電源ＶＨを落とす過程で、一時的に強制的に電流連続モードに切り替えることにより、コンデンサ４０６、３１６に貯まった電荷の放電を促し、より速く直流電圧ＶＨを０Ｖまで落とすことができる。これにより、記録ヘッド１０６への電源をオフしてから、交換ヘッド１０３の着脱の作業までの時間を短くすることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３の同期整流ＦＥＴ４０３を介して放電するため、放電抵抗などの追加の放電回路を設ける必要がなく、低コストで放電させるための構成を実現することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態で説明したコンデンサの放電方法を用いて、電源ＶＨの出力電圧を短時間で下方に制御する方法を説明する。インクを吐出するための交換ヘッド１０３のヒータ３１２は、ヒータ抵抗値に固有のばらつきを有している。所望のインク量を安定して吐出するためには、ヒータに与えるエネルギーのばらつきを少なくする必要がある。しかしながら、ヒータ抵抗値自体のばらつきは補正できないため、電源ＶＨの出力電圧を変えることによって、ばらつきを補償する場合がある。

図３に示した交換ヘッド１０３に搭載された不揮発メモリ３１７は、ヒータ抵抗値の固有のばらつきに関係する数値を保存したメモリである。例えば、交換ヘッドを製造する過程で、この数値を不揮発メモリ３１７に書き込みを行うことができる。制御回路３０８は、不揮発メモリ３１７の保存内容を読み取り、電源コントローラ３０９を介して、ＶＨ電圧値を変更する。

第２実施形態においても、図１～４に示した記録装置、電源装置およびＤＣ／ＤＣコンバータの構成は同じであるため、説明は省略する。

図８は、記録ヘッドの電源電圧を変更するための処理を示すフローチャートであり、図９を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。この処理では、電源ＶＨをオンするシーケンスおよび電源ＶＨの出力電圧を補正するシーケンスを示す。

時刻ｔ６において、記録制御部２０３から記録ヘッド１０６の電源をオンするための指令が制御回路３０８に送出される。制御回路３０８のＣＰＵは、電源コントローラ３０９を介してＤＣ/ＤＣコンバータ３０３をオンする（ステップＳ７００）。このとき電源コントローラ３０９における電圧設定部４１１の設定電圧Ｖｖｏｌを電圧Ｖ３に設定する。電圧Ｖ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３の出力電圧を電圧ＶＨ３に設定する。電圧ＶＨ３は、電源ＶＨの出力を補正しない場合のデフォルト値に相当する。

また、制御回路３０８は、インクの吐出動作を行っていないことが判っているため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３は軽負荷であると判断し、電流制御モード切替え信号をＬｏｗにして、電流不連続モードに設定しておく（ステップＳ７０１）。

時刻ｔ７において、制御回路３０８は、不揮発メモリ３１７の保存内容を読み取り、ヒータ抵抗値の固有のばらつきに関係する数値を取得する（ステップＳ７０２）。次に、制御回路３０８は、読み取った数値から、変更すべき電源ＶＨの出力電圧値を算出する（ステップＳ７０３）。

時刻ｔ８において、制御回路３０８は、電圧設定部４１１の設定電圧Ｖｖｏｌを電圧Ｖ４に設定する（ステップＳ７０４）。これにより、電源ＶＨの出力電圧は、電圧ＶＨ４に変更される。ここでは、ＶＨ３＞ＶＨ４として出力電圧を下方に遷移する例として説明する。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３は電流不連続モードに設定されているため、出力電圧の降下に伴って、コンデンサ４０６、３１６に蓄えられた電荷が放電する時間が長くなり、電圧ＶＨ４への遷移に時間を要してしまう。

そこで、時刻ｔ９において、所定時間Ｔ１０を測るためのタイマーのカウントを開始する（ステップＳ７０５）。さらに、制御回路３０８は、Ｔ１０の時間が経過するまでの間、電流制御モード切替え信号の出力をＨｉｇｈにして、電流連続モードにする（ステップＳ７０６）。これにより、第１実施形態と同様に、電源ＶＨの電源ラインを介したコンデンサ４０６、３１６からの放電は、電流不連続モードにした時よりも速く放電することができ、電圧ＶＨ４へ速やかに変更することができる。なお、ステップＳ７０５のタイマーのカウント開始と、ステップＳ７０６の電流連続モードへの切り替えとは、ステップＳ７０４の電圧の切り替え直後に実行してもよい。

所定時間Ｔ１０が経過すると（ステップＳ７０７）、時刻ｔ１１において、制御回路３０８は、電流制御モード切替え信号をＬｏｗにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３を電流不連続モードに設定する（ステップＳ７０８）。インクの吐出動作を行っておらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３は軽負荷であることから、電力損失を減らし、電源の効率を上げるためである。

なお、時間Ｔ１０が経過した時刻ｔ１１よりも前に、電源ＶＨはＶＨ４に到達している。このように、時間Ｔ１０は確実に電圧ＶＨ４に到達するまでの時間を設定してもよいし、電圧ＶＨ４に到達する時間より短くしてもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３の出力電圧は電圧ＶＨ４に達し、負荷が増えるまで間、電流不連続モードが維持される。

このようにして、電源ＶＨの出力電圧を下げる動作を行う過程においても、一時的に電流連続モードに切り替えることにより、コンデンサ４０６、３１６に貯まった電荷の放電を促し、より速く設定された出力電圧に遷移させることができる。また、電源ＶＨをオンしてから、インクの吐出動作による印刷までの待機時間を短くすることができる。

（その他の実施形態）
本実施形態においては、記録装置の記録ヘッドに電力を供給する電源装置として説明したが、電力を供給する対象はこれに限られない。例えば、プリンタであれば、インクジェットプリンタに限らず、フルカラーレーザービームプリンタ、モノクロプリンタ等に適用することができ、特に、平滑用の容量の大きなコンデンサを含む装置により好適である。さらに、本開示は、電流連続モードと電流不連続モードの切り替えを行う同期整流方式のＤＣ/ＤＣコンバータを含む電源装置であって、負荷の変動が大きな容量性の負荷を接続する電源装置に好適である。

また、本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
構成１）
同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値と、当該第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値とを切り替える電圧設定変更部、および前記スイッチング素子の動作モードとして、電流連続モードと電流不連続モードとを切り替える電流制御モード切替え部を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、少なくとも所定時間の間、前記電流連続モードに設定することを特徴とする電源装置。

構成２）
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力は、インダクタを介して負荷に接続されることを特徴とする構成１に記載の電源装置。

構成３）
前記電流連続モードは、前記インダクタからの電流を連続して出力するモードであり、前記電流不連続モードは、前記インダクタからの電流の出力をオフする期間を有するモードであることを特徴とする構成２に記載の電源装置。

構成４）
前記制御回路は、前記負荷が、所定の負荷よりも低い軽負荷となる場合に、前記電流不連続モードに切り替え、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、少なくとも前記所定時間の間、前記電流連続モードに設定することを特徴とする構成２または３に記載の電源装置。

構成５）
前記制御回路は、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、前記電流連続モードに設定することを特徴とする構成１ないし４のいずれか１つに記載の電源装置。

構成６）
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力をオンまたはオフする電源コントローラを備え、
前記制御回路は、前記所定時間の経過後に、前記電源コントローラを制御して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオフすることを特徴とする構成１ないし４のいずれか１つに記載の電源装置。

構成７）
前記電圧設定変更部は、前記出力電圧を検知する電圧検知部を含み、前記電圧検知部で検知された電圧値に基づいて前記スイッチング素子がフィードバック制御されることを特徴とする構成１ないし４のいずれか１つに記載の電源装置。

構成８）
構成１ないし７のいずれか１つに記載の電源装置と、
液体を記録材に吐出して画像を形成する記録ヘッドであって、前記電源装置からの電力供給により前記液体を吐出する記録ヘッドと
を備えたことを特徴する記録装置。

構成９）
同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータを含む電源装置の制御方法において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に接続された負荷が、所定の負荷よりも低い軽負荷となる場合に、前記スイッチング素子の動作モードを電流不連続モードに切り替えるステップと、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値から、当該第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値に切り替えるステップと、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータの前記動作モードを、少なくとも所定時間の間、電流連続モードに設定するステップと
を備えたことを特徴とする制御方法。

構成１０）
前記所定時間の経過後に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオフするステップをさらに備えたことを特徴とする構成９に記載の制御方法。

構成１１）
同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータを含む電源装置の制御方法において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値に設定し、前記スイッチング素子の動作モードを電流不連続モードに切り替えるステップと、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を、前記第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値に切り替えるステップと、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータの前記動作モードを、少なくとも所定時間の間、電流連続モードに設定するステップと
を備えたことを特徴とする制御方法。

構成１２）
前記所定時間の経過後に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記動作モードを、前記電流不連続モードに切り替えるステップをさらに備えたことを特徴とする構成１１に記載の制御方法。

１００ 記録装置
１０３ 交換ヘッド
１０４ 制御基板
１０５ 電源供給基板
１０６ 記録ヘッド
２０７ 電源装置

Claims (12)

1. 同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値と、当該第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値とを切り替える電圧設定変更部、および前記スイッチング素子の動作モードとして、電流連続モードと電流不連続モードとを切り替える電流制御モード切替え部を制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、少なくとも所定時間の間、前記電流連続モードに設定することを特徴とする電源装置。
2. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力は、インダクタを介して負荷に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記電流連続モードは、前記インダクタからの電流を連続して出力するモードであり、前記電流不連続モードは、前記インダクタからの電流の出力をオフする期間を有するモードであることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記制御回路は、前記負荷が、所定の負荷よりも低い軽負荷となる場合に、前記電流不連続モードに切り替え、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、少なくとも前記所定時間の間、前記電流連続モードに設定することを特徴とする請求項２または３に記載の電源装置。
5. 前記制御回路は、前記出力電圧を前記第１の出力電圧値から前記第２の出力電圧値に切り替えた後に、前記電流連続モードに設定することを特徴とする請求項１、２または３に記載の電源装置。
6. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力をオンまたはオフする電源コントローラを備え、
   前記制御回路は、前記所定時間の経過後に、前記電源コントローラを制御して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオフすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の電源装置。
7. 前記電圧設定変更部は、前記出力電圧を検知する電圧検知部を含み、前記電圧検知部で検知された電圧値に基づいて前記スイッチング素子がフィードバック制御されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の電源装置。
8. 請求項１、２または３に記載の電源装置と、
   液体を記録材に吐出して画像を形成する記録ヘッドであって、前記電源装置からの電力供給により前記液体を吐出する記録ヘッドと
   を備えたことを特徴する記録装置。
9. 同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータを含む電源装置の制御方法において、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に接続された負荷が、所定の負荷よりも低い軽負荷となる場合に、前記スイッチング素子の動作モードを電流不連続モードに切り替えるステップと、
   前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値から、当該第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値に切り替えるステップと、
   前記ＤＣ/ＤＣコンバータの前記動作モードを、少なくとも所定時間の間、電流連続モードに設定するステップと
   を備えたことを特徴とする制御方法。
10. 前記所定時間の経過後に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータをオフするステップをさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
11. 同期整流方式によってスイッチング素子をスイッチングして電圧を出力するＤＣ/ＤＣコンバータを含む電源装置の制御方法において、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧値に設定し、前記スイッチング素子の動作モードを電流不連続モードに切り替えるステップと、
    前記ＤＣ/ＤＣコンバータの出力電圧を、前記第１の出力電圧値より低い第２の出力電圧値に切り替えるステップと、
    前記ＤＣ/ＤＣコンバータの前記動作モードを、少なくとも所定時間の間、電流連続モードに設定するステップと
    を備えたことを特徴とする制御方法。
12. 前記所定時間の経過後に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記動作モードを、前記電流不連続モードに切り替えるステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。

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