CN103904753A

CN103904753A - 包含负载的装置

Info

Publication number: CN103904753A
Application number: CN201410162898.2A
Authority: CN
Inventors: 小笠原靖史; 直井裕一; 高木真二
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2014-07-02
Also published as: JP2011000867A; JP5574629B2; US20100320984A1; US8664799B2; CN101927602A; CN101927602B

Abstract

本发明提供一种包含负载的装置。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

包含负载的装置

本申请是申请日为2010年6月22日、申请号为201010210071.6、发明名称为“包含电力供给电路的装置”的发明专利申请的分案申请。

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

1.一种包含负载的装置，该装置包括：

电源单元，其被配置为供给比用于驱动所述负载的电力小的第一电力以及能够驱动所述负载的第二电力；

电容器，其连接到所述电源单元与所述负载之间的部分，并且被配置为使用由所述电源单元供给的电力进行充电；

输出单元，其被配置为输出使所述电源单元使用所述第二电力对所述电容器进行充电处理的执行信号，

其中，在所述电容器的电压小于预定基准电压的情况下，所述输出单元不向所述电源单元输出所述执行信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源单元包括能够供给所述第一电力的第一供给电路以及能够供给所述第二电力的第二供给电路，

其中，所述输出单元向所述第二供给电路输出使所述第二供给电路使用所述第二电力对所述电容器进行所述充电处理的所述执行信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一供给电路和所述第二供给电路被连接到所述电容器并且相互并联布置。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一供给电路能够供给所述第一电力，并且能够将所述电容器的电荷放电。

5.根据权利要求2所述的装置，所述装置还包括：

保持电路，其被配置为基于所述第一供给电路的控制来保持信息，

其中，所述输出单元基于由所述保持电路保持的所述信息来输出所述执行信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，在所述电容器的电压小于预定基准电压的情况下，将所述保持电路保持的所述信息初始化。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，在将所述保持电路保持的所述信息初始化的情况下，所述输出单元不输出所述执行信号。

8.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括：

控制单元，其被配置为在使用由所述电源单元供给的所述第一电力对所述电容器进行充电处理之后，输出使所述电源单元使用所述第二电力对所述电容器进行充电处理的指令信号，

其中，所述输出单元基于从所述控制单元输出的所述指令信号的输入来输出所述执行信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，在所述电容器的电压小于预定基准电压的情况下，不论是否输入所述指令信号，所述输出单元都不向所述电源单元输出所述执行信号。

10.根据权利要求8所述的装置，所述装置还包括：

确定单元，其被配置为确定所述电容器的电压是否小于所述预定基准电压，并且

其中，所述输出单元基于所述确定单元的确定结果以及所述指令信号来输出所述执行信号。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制单元对驱动所述负载进行控制。

12.根据权利要求1所述的装置，

其中，所述第一电力小于当驱动所述负载时由所述负载消耗的最大电力，并且

其中，所述第二电力大于当驱动所述负载时由所述负载消耗的最大电力。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括记录装置，并且所述负载包括记录头。