CN101927602A - 包含电力供给电路的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包含电力供给电路的装置。该装置具有每单位时间消耗预定量的电力的负载，该装置包括：电源电路，其被配置为生成用于驱动所述负载的电压；电容器，其连接到用于从所述电源电路向所述负载供给电力的供给线路，所述电容器被配置为稳定所述负载的电位；第一供给电路，其能够向所述电容器供给小于所述预定量的电力，并且能够将所述电容器的电荷放电；第二供给电路，其能够向所述电容器供给大于所述预定量的电力；开关电路，其被配置为操作所述第一供给电路和所述第二供给电路中的各个；以及保持电路，其被配置为基于所述第一供给电路的操作来保持信息。

Description

包含电力供给电路的装置
技术领域
本发明涉及一种包含电力供给电路的装置。
背景技术
记录装置通过使用布置到记录头上的电热转换设备，将电力转换为热，并利用热将墨排出到片材表面上。如在日本特开2003-145892号中所讨论的，设置电容器(例如电解电容器)，以向电热转换设备供给具有稳定电压值的电力。向记录头供给电力的电力供给电路包括半导体开关，例如场效应晶体管(FET)，以按需要执行半导体开关的开关操作。电力供给电路还包括放电电路，该放电电路被配置为在记录装置不执行记录操作时，将储存在电容器中的电荷对地(大地)放电。
然而，如果在启动记录装置时或在开始记录操作之前从电源供给电力，则可能产生具有大电流值的浪涌电流(inrush current)。这是因为，储存在电容器中的电荷的量少，因而电容器与电源之间的电位差大。因此，当设置抑制电流值的电路时，电路规模增大，从而成本提高。
发明内容
本发明涉及诸如记录装置等的装置。
根据本发明的一个方面，提供一种具有每单位时间消耗预定量的电力的负载的装置，该装置包括：电源电路，其被配置为生成用于驱动所述负载的电压；电容器，其连接到用于从所述电源电路向所述负载供给电力的供给线路，所述电容器被配置为稳定所述负载的电位；第一供给电路，其能够向所述电容器供给小于所述预定量的电力，并且能够将所述电容器的电荷放电；第二供给电路，其能够向所述电容器供给大于所述预定量的电力；开关电路，其被配置为操作所述第一供给电路和所述第二供给电路中的各个；以及保持电路，其被配置为基于所述第一供给电路的操作来保持信息。
通过以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征及方面将变得清楚。
附图说明
被并入说明书并构成说明书的一部分的附图，例示了本发明的示例性实施例、特征及方面，并同文字描述一起，用来说明本发明的原理。
图1例示了根据本发明的示例性实施例的电力供给电路的结构。
图2是例示根据本示例性实施例的定时的时序图。
图3是例示根据本示例性实施例的记录装置的框图。
图4是根据本示例性实施例的控制流程。
图5是例示根据本示例性实施例的记录装置的立体图。
具体实施方式
下面，将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例、特征及方面。
图1例示了向负载供给电力的电力供给电路(电力供给设备)。负载101例如是记录头。记录头101根据信号204接通开关123，并驱动记录元件(加热器H1)排出墨。参照图1，为了简化描述，记录头101包括一个记录元件。
电容器102被布置用来稳定记录头101的电压。向第一供给电路108及第二供给电路118输入由电源电路117输出的电压VH，第一供给电路108及第二供给电路118向记录头101供给电力。第一供给电路108及第二供给电路118并联连接到电力供给线路，该电力供给线路从电源电路117向记录头101供给电力。
第一供给电路108能够将储存在电容器102中的电荷放电。第一供给电路108包括具有晶体管113及114的推挽电路(push-pull circuit)。电阻器112是限制从电源电路117供给的电流的电阻元件。第一供给电路108是充电/放电电路，其在信号202处于高电平时执行充电操作，并在信号202处于低电平时执行放电操作。晶体管113及114是内置电阻型(internal-resistor type)晶体管。
第二供给电路118是充电电路，其包括场效应晶体管(FET)103、二极管111、电阻器104及105以及晶体管106。二极管111被布置用来在电源电路117瞬时中断时，使储存在电容器102中的电荷回流。晶体管106是偏置电阻晶体管(数字晶体管)。
作为保持电路的锁存电路110保持信号202的逻辑电平。当信号202的逻辑电平为高时，锁存电路110输出处于高电平的信号205。另一方面，当信号202的逻辑电平为低时，锁存电路110输出处于低电平的信号205。
信号212被输入到锁存电路110的复位端。锁存电路110接收信号212的输入，然后对要保持的信息进行初始化。当对锁存电路110进行初始化时，将信号205设置为低电平。
当输入信号211或信号207时，逻辑电路109将信号212设置为低电平。当电压Vr的值低于预定值Vref，或者输入信号207时，逻辑电路109输出处于低电平的信号212。电阻器115及116对电容器102的电压Vc进行分压，生成电压Vr。比较器电路119将电压Vr与基准电压Vref进行比较，在电压Vr低于基准电压Vref时，输出信号211。门电路107将作为从锁存电路110输出的信号205与信号203的逻辑积的结果的信号206，输出到第二供给电路118。
图3例示了向记录装置中的记录头101供给电力的控制。控制电路120控制记录头101、第一供给电路108及第二供给电路118的操作。控制电路120例如包括中央处理单元(CPU)或专用集成电路(ASIC)。控制电路120还包括存储由CPU执行的程序的只读存储器(ROM)，以及存储由CPU使用的数据的随机存取存储器(RAM)。
电源电路117是交流直流(AC/DC)转换电路，其将从商用电源输入的AC电压转换为DC电压。电源电路117生成电压VH(例如20V)及逻辑电压(例如5V)，向第一供给电路108及第二供给电路118供给电压VH，还向控制电路120供给逻辑电压。
向电源电路117输入来自控制电路120的信号201，电源电路117输出电压VH。锁存电路110锁存从控制电路120输出的信号202。此外，锁存电路110随输出自控制电路120的信号207进入复位状态。
向门电路107输入从锁存电路110输出的信号以及从控制电路120输出的充电控制信号203，门电路107控制到第二供给电路118的信号206。第二供给电路118基于信号206向记录头101供给电力。
复位信号生成电路121生成对锁存电路110进行初始化的信号212。当确定电路122确定电容器102的电位低于阈值，或者确定电路122从控制电路120接收到进行初始化的指令时，复位信号生成电路121输出信号212。确定电路122对应于图1中所示的电阻器115及116以及比较器电路119。
接下来，描述第一供给电路108及第二供给电路118两个电路每单位时间能够供给的电能与记录头101每单位时间的电力消耗之间的关系。第一供给电路108能够供给第一电能，第二供给电路118能够供给第二电能。于是，给出“第一电能”＜“第二电能”的关系。也就是说，第二电能大于第一电能。当第三电能是记录头101在记录操作中消耗的最大电能(驱动记录元件所需的电力)时，给出“第一电能”＜“第三电能”＜“第二电能”的关系。也就是说，第三电能大于第一电能且小于第二电能。
图2是例示利用图1及图3中所示的结构的电源供给中的电压及电流的状态的时序图。时间从定时t200流逝到t221。
当信号201达到高电平时，电源电路117的输出电压逐渐上升，并在定时t202达到预定电压V1。在定时t201到t202的时间内，不对电容器102充电。
当充电/放电控制信号202从定时t202起达到高电平时，第一供给电路108执行电容器102的充电处理。电容器102的电压Vc逐渐上升，并在定时t203达到电压V2。电压V2具有比电压V1的电位略低的电位。当在定时t202检测到充电/放电控制信号202的上升之后，锁存电路110将输出Q(信号205)的电平设置为高电平。
控制电路120在定时t204输出充电控制信号203。向门电路107输入处于高电平的充电控制信号203以及处于高电平的信号205，从而输出处于高电平的信号206。向第二供给电路118输入信号206，第二供给电路118执行电容器102的充电处理。因此，电容器102的电压Vc在定时t204之后达到电压V1。
在定时t205，控制电路120输出脉冲形状(矩形波)的头驱动控制信号204，以从记录头101排出墨。伴随该操作，记录头101开始驱动。记录头101的驱动操作消耗电力，第二供给电路118向记录头101供给电力。在记录头101的驱动操作结束之后的定时t207，控制电路120将头驱动控制信号204设置为低电平。如上所述，在记录头101的记录操作时段之前及之后，通过控制电路120的控制，从第二供给电路118向记录头101供给电力。在定时t216至t219，以类似的方式执行控制。
接下来，描述在定时t208从电源电路117输出的电压由于瞬时中断而临时降低的情况。储存在电容器102中的电荷经由二极管111流到电源侧。结果，电容器102的电压Vc在定时t208之后急剧下降。
当通过对电压Vc进行分压而获得的电压Vr低于阈值即电压Vref时，确定电路122输出信号211。向逻辑电路109输入信号211，从而将信号212输出到锁存电路110。锁存电路110接收信号212，并解除锁存操作。因此，在定时t208d，锁存电路110将输出Q(信号205)的电平设置为低电平。
因此，即使控制电路120在定时t209输出充电控制信号203，门电路107也不输出信号206。结果，第二供给电路118不向电容器102供给电力。因此，能够防止到电容器102的大电流涌入(浪涌电流)。
在定时t214，如果控制电路120输出充电/放电控制信号202，则锁存电路110检测充电/放电控制信号202的上升，并将输出Q(信号205)设置在高电平。因此，例如，当控制电路120在开始驱动记录头101之前输出充电/放电控制信号202时，如果发生瞬时中断，则能够预先对电容器102进行充电。
图4例示了由控制电路120执行的控制流程。在步骤S401中，控制电路120输出处于高电平的充电/放电控制信号202(与图2中所示的定时t202相对应)。在记录装置开始打印操作之前的准备时段内，执行该定时的操作。在步骤S402中，控制电路120输出处于高电平的充电控制信号203(与图2中所示的定时t204相对应)。在该定时，移除记录头101的顶盖(capping)。
在S403中，控制电路120输出处于高电平的头驱动控制信号204(与图2中所示的定时t205至t206相对应)。该定时处于记录头101执行扫描并排出墨的时段内。该时段例如与一个页面的记录时段相对应。在串联式记录装置的情况下，头驱动控制信号204的记录时段包括扫描记录时段及休止(blank)时段。例如，在扫描记录时段内，多个记录元件为了以预定频率记录100个点(100列)，向记录元件输出具有100个脉冲的矩形信号。在扫描记录时段内提供的休止时段内，头驱动控制信号204处于低电平。对于以上描述，图2中所示的从定时t205至t206表示处于低电平的时段，然而，为了简化描述，省略了处于低电平的时段。
在步骤S404中，控制电路120输出处于低电平的充电控制信号203(与图2中所示的定时t207相对应)。在该定时，记录头101返回到待机位置。
在步骤S405中，控制电路120输出处于低电平的充电/放电控制信号202(与图2中所示的定时t213相对应)。在该定时，例如，记录头101被盖上顶盖。此外，当转变到不使用记录头101的状态时，控制电路120输出处于低电平的充电/放电控制信号202。
接下来，描述适用于上述示例性实施例的喷墨记录装置。图5是例示喷墨记录装置1的立体图。在喷墨记录装置1(以下称为“记录装置”)中，根据喷墨系统来排出墨和执行记录的记录头3安装在托架2上。记录头3对应于图1及图3中所示的记录头101。传输机构4将托架马达M1产生的驱动力传输到托架2，使得托架2在箭头A指示的方向上往复移动。在进行记录时，片材进给机构5进给记录介质(例如记录纸)P，并将记录介质P输送到记录位置。在记录位置处，记录头3执行扫描，并将墨排出到记录介质P以执行记录。输送辊7输送记录介质P，输送辊7由输送马达M2进行驱动。在记录头3执行的扫描操作之间的时段内，输送辊7输送记录介质P。上述控制电路120执行对托架马达M1、输送马达M2、记录数据以及记录数据向记录头3的传送操作的控制。
记录装置1中的托架2不仅能够安装记录头3，还能够安装储存要向其上的记录头3供给的墨的墨盒6。墨盒6可拆卸地安装到托架2上。
托架2与记录头3之间的接合面可以适当地相互接触，以实现并维持预定电连接。记录头3根据头驱动控制信号204对记录元件(电热转换设备)施加能量，从而从多个排出口(例如128个口)排出墨并执行记录。因此，记录头3包括与各排出口相对应的记录元件(图1中的H1)。
在本示例性实施例中，描述了负载是记录头、装置是记录装置的示例。然而，本发明不局限于上述结构。例如，由电力供给电路进行供给的负载可以是马达、加热器或者具有CPU的集成电路。此外，装置可以是复印机、计算机装置或显示装置等。
此外，描述了使用偏置电阻晶体管(数字晶体管)的电力供给电路。然而，电力供给电路可以使用其他类型的晶体管。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不局限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有变形、等同结构及功能。

Claims (4)

1.一种包含每单位时间消耗预定量的电力的负载的装置，该装置包括：
电源电路，其被配置为生成用于驱动所述负载的电压；
电容器，其连接到用于从所述电源电路向所述负载供给电力的供给线路，所述电容器被配置为稳定所述负载的电位；
第一供给电路，其能够向所述电容器供给小于所述预定量的电力，并且能够将所述电容器的电荷放电；
第二供给电路，其能够向所述电容器供给大于所述预定量的电力；
开关电路，其被配置为操作所述第一供给电路和所述第二供给电路中的各个；以及
保持电路，其被配置为基于所述第一供给电路的操作来保持信息。
2.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括：
门电路，其被配置为基于所述保持电路保持的所述信息，来选通用于控制所述开关电路的信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述电容器的所述电位低于预定电位时，将所述保持电路保持的所述信息初始化。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述负载是记录头，所述装置是记录装置。
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